KR101917021B1 - 차량용 헤드 업 디스플레이 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이는, 제1방향의 선편광과, 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광을 출사하는 영상기구; 차량의 윈드 쉴드로 광을 반사하는 제1반사미러; 제1반사미러와 이격되게 배치되고 제1방향의 선편광을 투과하고 제2방향의 선편광을 반사하는 편광반사미러; 및 편광반사미러와 이격되게 배치되고 편광반사미러를 투과한 광을 편광반사미러로 반사하는 제2반사미러를 포함할 수 있다.
영상기구는, 제1방향의 선편광 및 제2방향의 선편광의 상호 간섭을 방지하는 분리 격벽을 포함할 수 있다.

Description

차량용 헤드 업 디스플레이{HEAD UP DISPLAY FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 헤드 업 디스플레이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 2개의 허상을 형성할 수 있는 차량용 헤드 업 디스플레이에 관한 것이다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 차량에 구비되어 차량의 윈드 쉴드를 향해 이미지 광을 출사하는 기기이다. 차량용 헤드 업 디스플레이는 차량 주행 중에 운행 정보를 포함하는 각종 정보를 표시할 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 이미지 광을 생성하여 출력하는 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널에서 생성된 이미지 광이 반사되는 적어도 하나의 미러를 포함한다.

디스플레이 패널에서 생성된 이미지 광은 미러에 의해 차량의 윈드 쉴드로 입사될 수 있고, 운전자는 윈드 쉴드 전방 위치의 허상을 인식할 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 2개의 영상 소스를 포함할 경우, 2개의 허상을 형성할 수 있고, 이 경우 차량용 헤드 업 디스플레이의 편의성은 증대될 수 있다.

KR 10-2015-0093353 A 에는, 2개의 영상 소스를 이용하여, 2개의 허상을 형성하는 기술이 개시되나, 이 경우, 2개의 영상 소스로 인해 구조가 복잡하고 소비전력이 증대되며, 전체 크기가 증대되어 컴팩트화되기 어려운 문제점이 있다.

한편, 차량용 헤드 업 디스플레이는 1개의 영상 소스를 포함하되, 광 경로의 전체 길이가 상이한 2개의 광 경로를 형성하여 2개의 허상을 형성하는 것이 가능하고, 일예로 US 2013/0265646 A1(2013년10월10일 공개)에는 1개의 영상 소스와, 1개의 하프 미러 (Half Mirror)와, 1개 또는 3개의 평판 미러(Flat Mirror)로 2개의 허상을 형성하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 이 경우, 하프 미러가 사용되기 때문에 광손실이 크고, 2개 허상의 거리차 확보를 위해 다수의 평판미러가 사용되므로 1개의 하프 미러와 다수의 평판미러 각각의 크기에 따른 간섭에 의해 정밀한 허상거리 간격 설정이 어려운 문제점이 있다.

또한, US 2015/0061976 A1(2015년03월05일 공개)에는 1개의 영상 소스와, 다수의 패스 미러(path mirror)과, 광 배플(light baffle)를 사용하여 2개의 허상을 형성하는 기술이 개시되고 있으나, 서로 상이한 각도로 배치된 다수의 평판 미러들이 광을 순차적으로 반사하는 광 경로를 형성하므로, 부품수가 많고 구조가 복잡한 문제점이 있다.

KR 10-2015-0093353 A (2015년08월18일 공개) US 2013/0265646 A1(2013년10월10일 공개) US 2015/0061976 A1 (2015년03월05일 공개)

본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 2개의 허상을 생성 가능한 차량용 헤드 업 디스플레이를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 각 허상의 화질(image quility)이 개선된 차량용 헤드 업 디스플레이를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또다른 과제는 광의 선택적 투과/반사를 이용하여 부품수를 최소화하면서 컴팩트화가 가능한 차량용 헤드 업 디스플레이를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이는, 제1방향의 선편광과, 상기 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광을 출사하는 영상기구; 차량의 윈드 쉴드로 광을 반사하는 제1반사미러; 상기 제1반사미러와 이격되게 배치되고 상기 제1방향의 선편광을 투과하고 상기 제2방향의 선편광을 반사하는 편광반사미러; 및 상기 편광반사미러와 이격되게 배치되고 상기 편광반사미러를 투과한 광을 상기 편광반사미러로 반사하는 제2반사미러를 포함할 수 있다. 상기 영상기구는, 상기 제1방향의 선편광 및 제2방향의 선편광의 상호 간섭을 방지하는 분리 격벽을 포함할 수 있다.

상기 영상기구는 상기 제1방향의 선편광을 출사하는 영상 소스; 및 상기 영상 소스에서 출사된 상기 제1방향의 선편광 중 일부를 상기 제2방향의 선편광으로 반파장 변환하는 반파장 위상지연자를 더 포함할 수 있다.

상기 분리 격벽은 상기 영상 소스의 광출사면에 접하도록 배치될 수 있다.

상기 영상 소스는, 이미지 광을 출사하는 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널에서 출사된 이미지 광을 상기 제1방향으로 선형 편광시키는 선형 편광기(Linear Polarizer)를 포함할 수 있다. 상기 분리 격벽은 상기 선형 편광기의 광출사면을 제1광출사영역과 제2광출사영역으로 구획하고, 상기 반파장 위상지연자는 상기 제1광출사영역을 마주볼 수 있다.

상기 제1광출사영역은 상기 반파장 위상 지연자를 마주보고, 상기 제2광출사영역은 상기 편광반사미러의 일면을 바라볼 수 있다.

상기 분리 격벽은, 상기 영상소스의 광출사면과 소정의 각도를 이루는 제1격벽; 및 상기 영상소스의 광출사면에서 멀어질수록 상기 제1격벽과 멀어지게 배치된 제2격벽을 포함할 수 있다.

상기 제1격벽 및 제2격벽 사이에는 상기 편광반사미러의 일면을 바라보도록 개방된 공간이 형성될 수 있다.

상기 반파장 위상 지연자는 상기 제1격벽을 기준으로 상기 제2격벽의 반대편에 위치할 수 있다.

상기 제1격벽에는 상기 반파장 위상 지연자 측으로 돌출되어 형성된 돌출부가 구비되고, 상기 돌출부는 상기 제1격벽의 양 단부 중 상기 영상 소스에서 먼 단부에 형성될 수 있다.

상기 제1격벽과 상기 영상 소스의 광출사면이 이루는 각도는 상기 제2격벽과 상기 영상 소스의 광출사면이 이루는 각도보다 작을 수 있다.

상기 제1격벽의 상측 단부는 상기 반파장 위상 지연자보다 상측에 위치할 수 있다.

상기 반파장 위상지연자 및 분리 격벽은 상기 영상 소스의 광출사면과 상기 편광반사미러의 일면 사이에 배치될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 편광반사미러가 선편광을 선택적으로 투과/반사하여, 광이 단순히 복수개의 반사미러를 순차적으로 반사하는 경우 보다, 컴팩트화할 수 있고, 그 크기를 최소화할 수 있다.

또한, 영상 소스에서 출사된 제1방향의 선편광이 반파장 위상지연자와, 편광반사미러와, 제1반사미러와, 제2반사미러의 4개 광학구조물에 의해 2개의 거리가 상이한 허상을 형성할 수 있으므로, 2개의 거리가 상이한 허상을 형성하기 위한 부품수를 최소화할 수 있는 이점이 있다

또한, 위상지연자에 의해 편광반사미러와 제2반사미러의 거리가 최소화될 수 있고, 보다 컴팩트화가 가능한 이점이 있다.

또한, 위상지연자가 제2반사미러의 전면에 부착되어, 위상지연자와 제2반사미러의 설치가 용이하고, 위상지연자와 제2반사미러가 이격될 경우 보다 컴팩트화가 가능한 이점이 있다.

또한, 간단한 구조로 제2허상을 기울어지게 형성할 수 있고, 입체감을 높일 수 있는 이점이 있다.

또한, 분리 격벽에 의해 제1허상과 제2허상을 형성하는 광이 서로 중첩되거나 간섭되지 않고, 각 허상의 화질이 개선되는 이점이 있다.

또한, 분리 격벽에 의해 각 허상의 불필요한 주변 영상이 차단될 수 있는 이점이 있다.

또한, 차량용 헤드 업 디스플레이의 외부에서 내부로 들어온 외부광 등이 분리 격벽에서 반사되어 운전자에게 불필요한 영상이 보여지는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 광 경로가 도시된 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이다.
도 5은 도 4에 도시된 1/4 파장 위상지연자, 제2반사미러 및 편광반사미러 가 확대 도시된 측면도이다.
도 6는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 광 경로가 도시된 측면도이다.
도 7는 본 발명의 제4실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 1/4 파장 위상지연자, 제2반사미러, 편광반사미러 및 제3반사미러가 확대 도시된 측면도이다.
도 9는 본 발명의 제5실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이다.
도 10은 본 발명의 제6실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이다.
도 11는 본 발명의 제7실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 편광반사미러의 회전시 제1허상이 기울어지게 형성된 측면도이다.
도 12는 본 발명의 제7실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 제2반사미러의 회전시 제2허상이 기울어지게 형성된 측면도이다.
도 13은 본 발명의 제8실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 선형 편광기, 반파장 위상 지연자 및 분리 격벽이 확대 도시된 측면도이다.
도 15는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 광 경로가 도시된 측면도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.

본 명세서에 기재된 상하 방향은 수직한 방향뿐만 아니라 소정 각도 후방 방향으로 경사진 상하 방향과 소정 각도 전방 방향으로 경사진 상하 방향을 모두 포함하는 의미일 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 전후 방향은 수평한 방향뿐만 아니라 소정 각도 상측 방향으로 경사진 전후 방향과 소정 각도 하측 방향으로 경사진 전후 방향을 모두 포함하는 의미일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 광 경로가 도시된 측면도이다.

본 실시예는 영상기구(1)와, 제1반사미러(3)와, 편광반사미러(4)와, 제2반사미러(5)를 포함한다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 차량의 윈드 쉴드(6)를 향해 이미지 광을 출사할 수 있다. 윈드 쉴드(6)는 차량의 전방을 바라보도록 배치된 윈도우일 수 있다. 운전자는 윈드 쉴드(6)를 통해 차량의 전방 외부를 주시할 수 있고, 헤드 업 디스플레이에 의해 윈드 쉴드(6)의 전방에 형성된 허상(K)(M)을 바라볼 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 차량의 운전석 전방의 인스트루먼트 패널(10)에 수용되거나 인스트루먼트 패널(10) 위에 올려질 수 있고, 상측 방향으로 이미지 광을 조사할 수 있다.

영상기구(1)는 제1방향의 선편광과, 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광을 출사할 수 있다.

영상기구(1)는 제1선편광을 출사하는 영상 소스(11)와, 영상 소스(11)에서 출사된 제1방향의 선편광 중 일부를 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광으로 반파장 변환하는 반파장 위상지연자(12)를 포함할 수 있다.

영상 소스(11)는 이미지 광을 출사하는 디스플레이 패널(13)와, 디스플레이 패널(13)에서 출사된 이미지 광을 제1방향으로 선형 편광시키는 선형 편광기(14, Linear Polarizer)를 포함할 수 있다.

디스플레이 패널(13)은 디스플레이 소자(15)와; 디스플레이 소자(15)로 광을 조사하는 광원(16)을 포함할 수 있다.

디스플레이 패널(13)은 선형 편광기(14)을 향해 이미지 광을 출사할 수 있다. 디스플레이 패널(13)은 이미지 생성 유닛으로서, LCD(Liquid Crystal Display) 패널, 엘이디(Light Emitting Diode) 패널, 오엘이디 (Organic Light Emitting Diode) 패널 등과 같이 전기신호를 컨트롤하여 이미지 광을 생성할 수 있는 디스플레이 기기일 수 있다.

광원(16)은 디스플레이 소자(15)를 향해 광을 조사할 수 있는 백라이트 유닛(BLU)일 수 있다. 광원(16)은 LED, OLED 등이 적용될 수 있다.

선형 편광기(14, Linear Polarizer)는 디스플레이 패널(13)에서 출사된 이미지 광 중 제1방향의 선편광만을 통과시킬 수 있다. 디스플레이 패널(13)에서는 편광되지 않은 무편광(Non Polarized Light)이 출사될 수 있고, 무편광은 선형 편광기(14)에서 제1방향으로 편광될 수 있다. 선형 편광기(14)에서는 P파 선편광(P) 또는 S파 선편광(S)이 출사될 수 있다.

선형 편광기(14)은 디스플레이 소자(15) 내부에 구비되는 것이 가능하고, 이 경우 디스플레이 소자(15) 에서는 선형 편광기(14)에 의해 편광된 선편광이 출사될 수 있다.

선형 편광기(14)는 디스플레이 소자(15) 외부에 배치되는 것도 가능하고, 이 경우, 디스플레이 소자(15) 에서 출사된 무편광은 선형 편광기(14)로 입사될 수 있고 선형 편광기(14)에서는 제1방향으로 편광된 선편광이 출사될 수 있다.

선형 편광기(14)가 디스플레이 소자(15) 외부에 배치될 경우, 선형 편광기(14)의 일면(14A)은 디스플레이 소자(15) 을 마주보게 배치될 수 있고, 선형 편광기(14)의 타면(14B)은 편광반사미러(4)를 향하게 배치될 수 있다.

선형 편광기(14)는 디스플레이 패널(13)를 마주보는 일면(14A)이 광이 입사되는 광입사면일 수 있고, 타면(14B)이 광출사면일 수 있다.

선형 편광기(14)은 디스플레이 소자(15)의 광 출사면을 덮게 배치될 수 있다.

디스플레이 패널(13)이 상측 방향으로 무편광을 출사할 경우, 선형 편광기(14)은 디스플레이 패널(15) 상측에 위치되게 배치될 수 있다.

디스플레이 패널(13)이 하측 방향으로 무편광을 출사할 경우, 선형 편광기(14)은 디스플레이 패널(15) 하측에 위치되게 배치될 수 있다.

반파장 위상지연자(12, Half Wave Plate: HWP)은 영상 소스(11)로부터 입사된 선편광을 1/2 파장 변환시킬 수 있다.

예를 들어, 영상 소스(11)에서 출사된 선편광이 P파 선편광(P)일 경우, 이러한 P파 선편광(P)은 반파장 위상지연자(12)로 입사되어 반파장 위상지연자(12)에서 S파 선편광(S)으로 변환되어 출사될 수 있다.

반대로, 영상 소스(11)에서 출사된 선편광이 S파 선편광(S)일 경우, 이러한 S파 선편광(S)은 반파장 위상지연자(12)로 입사되어 반파장 위상지연자(12)에서 P파 선편광(P)으로 변환되어 출사될 수 있다.

반파장 위상지연자(12)은 영상 소스(11)의 광출사면과 편광반사미러(4)의 일면(41) 사이에 배치될 수 있다. 영상 소스(11)가 선형 편광기(14)을 포함할 경우, 선형 편광기(14)의 광출사면(14B)은 영상 소스(11)의 광출사면일 수 있다.

반파장 위상지연자(12)은 영상 소스(11)에서 출사된 제1방향의 선편광 중 일부를 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광으로 반파장 변환할 수 있다.

반파장 위상지연자(12)은 선형 편광기(14) 보다 크기가 작을 수 있다. 반파장 위상지연자(12)는 선형 편광기(14)의 광출사면(14B) 보다 크기가 작을 수 있다.

그리고, 반파장 위상지연자(12)은 선형 편광기(14)의 일부 영역을 마주볼 수 있다. 반파장 위상지연자(12)는 선형 편광기(14)의 광출사면(14B) 중 일부 영역만을 마주볼 수 있고, 선형 편광기(14)의 광출사면(14B) 중 타 영역을 마주보지 않는 것이 바람직하다.

선형 편광기(14)에서 출사된 선편광 중 일부는 반파장 위상지연자(12)으로 입사되어 반파장 변환되고, 선형 편광기(14)에서 출사된 선편광 중 나머지는 반파장 위상지연자(12)으로 입사되지 않고, 편광반사미러(4)로 향할 수 있다.

선형 편광기(14)는 반파장 위상지연자(12)의 일면을 마주보는 제1영역(Q)과, 편광반사미러(4)의 일면을 마주보는 제2영역(R)을 갖을 수 있다.

선형 편광기(14)의 제1영역(Q)에서 출사된 제1방향의 선편광은 반파장 위상지연자(12)으로 입사되어 제2방향의 선편광으로 반파장 변환되고, 반파장 위상지연자(12)에서 편광반사미러(4)를 향해 출사될 수 있다.

반면에, 선형 편광기(14)의 제2영역(R)에서 출사된 제1방향의 선편광은 반파장 위상지연자(12)로 입사되지 않고, 반파장 위상지연자(12) 주변을 지나 편광반사미러(4)로 향할 수 있다.

예를 들어, 선형 편광기(14)의 제1영역(Q)과 제2영역(R) 모두에서 P파 선편광(P)이 출사된 경우, 이러한 P파 선편광(P) 중 제1영역(Q)에서 출사된 P파 선편광(P)은 반파장 위상지연자(12)에서 S파 선편광(S)으로 변환된 후 편광반사미러(4)로 향할 수 있다. 그리고, P파 선편광(P) 중 제2영역(R)에서 출사된 P파 선편광(P)은 선형 편광기(14)에 의해 파장이 변화되지 않고, P파 선편광(P) 상태로 편광반사미러(4)로 향할 수 있다.

영상 소스(11)와 반파장 위상지연자(12)의 조합인 영상 기구(1)은 서로 편광방향이 상이한 2개의 선편광을 서로 다른 영역을 통해 출사하는 일종의 이종 선편광 출사기일 수 있다.

제1반사미러(3)은 차량의 윈드 쉴드(6)로 광을 반사할 수 있다.

제1반사미러(3)은 편광반사미러(4)에서 반사된 광 또는 편광반사미러(4)를 투과한 광을 윈드 쉴드(6)를 향해 반사할 수 있다.

제1반사미러(3)은 편광반사미러(4)의 전방에 위치되게 배치될 수 있다. 제1반사미러(3)의 반사면(32)은 전후 방향으로 편광반사미러(4)의 전면(41)을 바라볼 수 있다. 제1반사미러(3)은 오목 거울일 수 있다.

제1반사미러(3)은 소정 각도 기울여지게 배치될 수 있고, 편광반사미러(4)에서 반사되거나 편광반사미러(4)를 투과한 광을 상측 방향으로 반사할 수 있다.

편광반사미러(4)는 영상 소스(11)에서 출사된 선편광과 동일방향의 선편광이 투과하고, 영상 소스(11)에서 출사된 선편광과 직교한 방향의 선편광이 반사되는 광분리기(Beam Splitter)일 수 있다.

편광반사미러(4)는 판형으로 형성될 수 있다. 편광반사미러(4)의 일면(41)과 타면(42)은, 편광반사미러(4)의 외면 중 상대적으로 넓고, 서로 마주보는 한 쌍의 면 각각을 의미할 수 있다.

편광반사미러(4)의 일면(41)은 전방을 향하게 배치된 전면일 수 있고, 타면(42)은 후방을 향하게 배치된 배면일 수 있다.

편광반사미러(4)로 입사되는 제1방향의 선편광은, 편광반사미러(4)의 일면(41) 및 타면(42)을 통해 투과될 수 있다. 또한, 편광반사미러(4)로 입사되는 제2방향의 선편광은, 편광반사미러(4)의 일면(41) 및 타면(42)에서 반사될 수 있다.

편광반사미러(4)는 제1반사미러(3) 후방에 제1반사미러(3)와 이격되게 배치될 수 있다. 편광반사미러(4)는 제1방향의 선편광이 투과하고 제2방향의 선편광을 반사하는 선택적 편광소자일 수 있다. 편광반사미러(4)는 제1반사미러(3)의 후방에 배치된 와이어 그리드 편광기(Wire Gride Polarizer: WGP)로 구성되는 것이 바람직하다. 와이어 그리드 편광기는 그 편광 투과축과 직교한 선평관을 반사하고, 와이어 그리드 편광기의 편광 투과축과 일치하는 선편광은 와이어 그리드 편광기를 투과한다.

와이어 그리드 편광기인 편광반사미러(4)는 제1반사미러(3)와 제2반사미러(5)의 사이에서 광의 밝기를 유지할 수 있고, 영상 소스(11), 반파장 위상지연자(12), 제2반사미러(5)의 각각에서 입사되는 광을 넓은 입사각으로 입사 받으면서 그 선택적 투과/반사 성능을 유지할 수 있다.

제1방향의 선편광이 P파 선편광(P)일 경우, 편광반사미러(4)는 P파 선편광(P)이 투과할 수 있고, S파 선편광(S)을 반사할 수 있다. 반대로, 제1방향의 선편광이 S파 선편광일 경우, 편광반사미러(4)는 S파 선편광(S)이 투과할 수 있고, P파 선편광(P)을 반사할 수 있다.

편광반사미러(4)는 반파장 위상지연자(12)의 상측에 위치할 수 있다. 또한, 편광반사미러(4)는 제1반사미러(3)의 후방에 배치될 수 있다.

편광반사미러(4)는 영상 소스(11)의 제2영역(R)에서 출사된 제1방향의 선편광을 투과할 수 있고, 반파장 위상지연자(12)에서 출사된 제2방향의 선편광을 제1반사미러(3)로 반사하는 와이어 그리드 편광기일 수 있다.

편광반사미러(4)를 투과한 제1방향의 선편광은 제2반사미러(5)로 입사되어 제2반사미러(5)에서 편광반사미러(4)의 배면(42)을 향해 반사될 수 있고, 편광반사미러(4)의 배면(42)을 향해 반사된 제1방향의 선편광은 편광반사미러(4)를 투과하고, 편광반사미러(4)의 전면(41)을 통해 제1반사미러(3)로 향할 수 있다.

선택적 편광소자인 편광반사미러(4)는 하프 미러(Half Mirror) 보다 광의 소실을 최소화하면서 2개의 허상을 구현할 수 있고, 광의 소실이 적기 때문에, 영상 소스(11)의 밝기를 낮출 수 있는 장점이 있다. 또한, 편광반사미러(4)는 영상 소스(11)의 소비전력을 낮출 수 있으며, 영상 소스(11)를 방열시키는 방열부(미도시)의 크기를 줄이거나, 방열부의 구조를 보다 단순화 할 수 있다.

편광반사미러(4)는 상기와 같은 제2방향 선편광의 전방 반사와 제1방향 선편광의 전방 투과를 위해, 제1반사미러(3)와 제2반사미러(5) 사이에 배치될 수 있고, 제1반사미러(3)와 제2반사미러(5) 사이에 경사지게 배치될 수 있다.

편광반사미러(4)가 2개의 반사미러(3)(5) 사이에서 선편광을 선택적 투과/반사하기 때문에, 본 실시예는 2개의 허상을 형성하기 위한 다수 광학부품의 수를 최소화할 수 있고, 차량용 헤드 업 디스플레이의 전체 크기를 보다 컴팩트화할 수 있다.

편광반사미러(4)는 그 전면(41)이 전방 하측을 향하게 경사 배치될 수 있다. 편광반사미러(4)는 그 후면(42)이 후방 상측을 향할 수 있고, 편광반사미러(4)의 후면(42)은 제2반사미러(5)의 전면(51)을 마주볼 수 있다

편광반사미러(4)는 양면(41)(42) 중 제2반사미러(5)를 마주보는 면(42)에 형성된 안티 반사 코팅층(43, Anti-Reflection Coating)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 안티 반사 코팅층(43)는 편광반사미러(4) 중 제2반사미러(5)를 마주보는 면(42)의 표면반사를 감소시킬 수 있고, 투과광의 원하지 않는 반사광에 의한 노이즈를 저감시킬 수 있다.

즉, 편광반사미러(4)는 안티 반사 코팅층(43)에 의해 제2반사미러(5)에서 반사된 후 편광반사미러(4)를 투과하는 광의 량을 증대시킬 수 있다.

제2반사미러(5)에서 반사되어 편광반사미러(4)로 입사되는 제1방향의 선편광은 안티 반사 코팅층(43)에 의해 표면반사가 최소화되면서 편광반사미러(4)로 입사될 수 있다.

제2반사미러(5)는 편광반사미러(4)와 이격되게 배치되고 편광반사미러(4)를 투과한 광을 편광반사미러(4)로 반사할 수 있다.

제2반사미러(5)는 편광반사미러(4)와 서로 마주보게 배치될 수 있다. 제2반사미러(5)는 편광반사미러(4)를 마주보게 배치된 평판 거울일 있다.

제2반사미러(5)의 일면(51)은 편광반사미러(4)의 타면(42)을 마주볼 수 있다. 제2반사미러(5)의 일면(51)은 전방을 향하게 배치된 전면일 수 있다.

편광반사미러(4)를 투과하여 제2반사미러(5)로 입사된 제2방향의 선편광은 제2반사미러(5)의 일면(51)에서 반사되어 편광반사미러(4)로 향할 수 있다.

제2반사미러(5)는 편광반사미러(4)와 소정 거리(D1)만큼 이격되게 배치될 수 있다.

제2반사미러(5)는 편광반사미러(4)와 평행하게 배치될 수 있다. 제2반사미러(5)는 그 전면(51)이 전방 하측을 향하게 경사 배치될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차량용 헤드 업 디스플레이는 윈드 쉴드(6)와 거리가 가까운 제1위치에 제1허상(K)을 형성할 수 있고, 윈드 쉴드(6)와 거리가 상대적으로 더 먼 제2위치에 제2허상(M)을 형성할 수 있다.

제1허상(K)은 영상 소스(11), 반파장 위상지연자(12), 편광반사미러(4), 제1반사미러(3) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 근거리 광 경로에 의해 형성될 수 있다.

그리고, 제2허상(M)은 영상 소스(11), 편광반사미러(4), 제2반사미러(3), 편광반사미러(4), 제1반사미러(3) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 원거리 광 경로에 의해 형성될 수 있다.

원거리 광 경로는 근거리 광 경로 보다 제1방향의 선편광이 편광반사미러(4)에서 제2반사미러(5)로 이동한 거리와, 제2반사미러(5)에서 반사된 제1방향의 선편광이 편광반사미러(4)로 이동한 거리을 더 포함할 수 있다. 그리고, 원거리 광 경로는 근거리 광 경로 보다 편광반사미러(4) 두께(F)의 2배 거리를 더 포함할 수 있다.

좀 더 상세히 설명하면, 근거리 광경로는 영상소자(1)에서 출사된 제1방향의 선편광이 반파장 위상지연자(12)으로 입사되는 제1경로(T1)와, 반파장 위상지연자(12)에서 출사된 제2방향의 선편광이 편광반사미러(4)로 입사되는 제2경로(T2)와, 편광반사미러(4)에서 반사된 제2방향의 선편광이 제1반사미러(3)으로 입사되는 제3경로(T3)와, 제1반사미러(3)에서 반사된 제2방향의 선편광이 윈드 쉴드(6)로 입사되는 제4경로(T4)를 포함할 수 있다.

반면에, 원거리 광경로는 영상소자(1)에서 출사된 제1방향의 선편광이 편광반사미러(4)로 입사되는 제5경로(T5)와, 편광반사미러(4)를 투과한 제1방향의 선편광이 제2반사미러(5)로 입사되는 제6경로(T6)와, 제2반사미러(5)에서 반사된 제1방향의 선편광이 편광반사미러(4)로 입사되는 제7경로(T7)와, 편광반사미러(4)를 투과한 제1방향의 선편광이 제1반사미러(3)로 입사하는 제8경로(T8)와, 제1반사미러(3)에서 반사된 제1방향의 선편광이 윈드 쉴드(6)로 입사되는 제9경로(T9)를 포함할 수 있다.

여기서, 제5경로(T5)의 길이는 제1경로(T1)의 길이와, 반파장 위상지연자(12)의 두께(G)와, 제2경로(T2)의 길이의 합과 대응될 수 있다.

그리고, 제8경로(T8)는 제3경로(T3)와 대응될 수 있고, 제9경로(T9)는 제4경로(T4)와 대응될 수 있다.

원거리 광경로의 길이(L2)는 편광반사미러(4) 두께(F)의 2배와, 제6경로(T6)의 거리, 와 제7경로(T7)의 합만큼 근거리 광경로의 길이(L1) 보다 더 길 수 있다.

이하, 본 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

설명의 편의를 위해 영상 소스(11)에서 P파 선편광(P)이 출사된 예를 설명하면 다음과 같다.

영상 소스(11)에서 출사된 P파 선편광(P)의 일부는 반파장 위상지연자(12)에 의해 S파 선편광(S)으로 변환된 후 편광반사미러(4)로 향할 수 있고, 나머지는 파장이 변환되지 않은 상태로 편광반사미러(4)로 향할 수 있다.

편광반사미러(4)의 전면(41)으로 입사된 S파 선편광(S)은 편광반사미러(4)에 의해 제1반사미러(3)로 반사되고, 제1반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)으로 반사될 수 있다.

반면에, 편광반사미러(4)의 전면(41)으로 입사된 P파 선편광(P)은 편광반사미러(4)를 투과하여 제2반사미러(5)로 향할 수 있고, 제2반사미러(5)에 의해 편광반사미러(4)로 반사될 수 있다. 제2반사미러(5)에서 편광반사미러(4)로 반사된 P파 선편광(P)은 편광반사미러(4)를 투과한 후 제1반사미러(3)로 향할 수 있고, 제1반사미러(3)로 향한 P파 선편광(P)은 제1반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)로 반사될 수 있다.

운전자는 윈드 쉴드(6)를 통해 근거리 광 경로에 의해 형성된 제1허상(K)과 원거리 광 경로에 의해 형성된 제2허상(M)을 인식할 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 윈드 쉴드(6)로부터의 거리가 상이한 2개의 허상(K)(M)을 형성할 수 있으며, 이와 같이 거리가 상이한 2개의 허상(K)(M)은 차량에 탑승한 운전자의 눈(J)에 의해 인식될 수 있다.

한편, 영상 소스(11)에서 S파 선편광(S)이 출사된 예는 영상 소스(11)에서 P파 선편광(P)이 출사된 예와 선편광의 종류만 상이하고, 그 작용이 동일하므로 중복된 설명을 피하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이다.

본 실시예는 영상기구(1')가 본 발명 제1실시예와 상이하고, 영상기구(1') 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제1실시예와 동일하거나 유사하므로 동일부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예의 영상기구(1')는 이미지 광을 출사하는 디스플레이 패널(13)과, 디스플레이 패널(13)에서 출사된 이미지 광을 제1방향으로 선형 편광시키는 제1선형 편광기(14')과, 디스플레이 패널(13)에서 출사된 이미지 광을 제1방향과 직교한 제2방향으로 선형 편광시키는 제2선형 편광기(14")를 포함할 수 있다.

디스플레이 패널(13)은 본 발명 제1실시예와 같이, 디스플레이 소자(15)와, 광원(16)을 포함할 수 있고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제1선형 편광기(14')와 제2선형 편광기(14")는 디스플레이 패널(13)의 서로 상이한 영역을 마주보게 배치될 수 있다.

제1선형 편광기(14')와 제2선형 편광기(14")는 서로 상이한 방향의 선편광을 투과할 수 있다.

제1선형 편광기(14')은 디스플레이 패널(13)에서 출사된 이미지 광 중 제1방향의 선편광만을 통과시킬 수 있다. 디스플레이 패널(13)에서는 편광되지 않은 무편광(Non Polarized Light)이 출사될 수 있고, 무편광은 제1선형 편광기(14')에서 제1방향으로 편광될 수 있다.

제2선형 편광기(14")은 디스플레이 패널(13)에서 출사된 이미지 광 중 제2방향의 선편광만을 통과시킬 수 있다. 디스플레이 패널(13)에서는 편광되지 않은 무편광(Non Polarized Light)이 출사될 수 있고, 무편광은 제2선형 편광기(14")에서 제2방향으로 편광될 수 있다.

제1선형 편광기(14')에서 P파 선편광(P)이 출사될 경우, 제2선형 편광기(14")에서는 S파 선편광(S)이 출사될 수 있다. 반대로, 제1선형 편광기(14')에서 S파 선편광(S)이 출사될 경우, 제2선형 편광기(14")에서는 P파 선편광(P)이 출사될 수 있다.

제1선형 편광기(14')의 광입사면(14A')는 디스플레이 패널(13)의 광출사면 일부를 마주볼 수 있고, 제2선형 편광기(14")의 광입사면(14A")은 디스플레이 패널(13)의 광출사면 타 부분을 마주볼 수 있다.

제1선형 편광기(14')의 광출사면(14B')는 편광반사미러(4)의 일부를 마주볼 수 있고, 제2선형 편광기(14")의 광출사면(14B")는 편광반사미러(4)의 다른 일부를 마주볼 수 있다.

편광반사미러(4)는 제1선형 편광기(14') 및 제2선형 편광기(14") 중 어느 하나에서 출사된 선편광이 투과할 수 있고, 제1선형 편광기(14') 및 제2선형 편광기(14") 중 다른 하나에서 출사된 선편광을 반사할 수 있다.

한편, 편광반사미러(4)는 상하 방향으로 제1선형 편광기(14') 및 제2선형 편광기(14") 모두를 마주보고, 전후 방향으로 제1반사미러(3)를 마주보게 배치될 수 있다.

편광반사미러(4)는 상하 방향으로 제1선형 편광기(14')를 마주보는 제1영역과, 상하 방향으로 제2선형 편광기(14")를 마주보는 제2영역을 포함할 수 있다. 편광반사미러(4)는 제1영역으로 제1방향의 선편광이 입사될 수 있고, 제1영역으로 입사된 제1방향의 선편광은 편광반사미러(4)를 투과하여 제2반사미러(5)로 입사될 수 있다.

편광반사미러(4)는 제2영역으로 제2선형 편광기(14")에서 출사된 제2방향의 선편광이 입사될 수 있고, 제2영역으로 입사된 제2방향의 선편광은 편광반사미러(4)에 의해 제1반사미러(3)로 반사될 수 있다.

본 실시예는 윈드 쉴드(6)와 거리가 가까운 제1위치에 제1허상(K)을 형성할 수 있고, 윈드 쉴드(6)와 거리가 상대적으로 더 먼 제2위치에 제2허상(M)을 형성할 수 있다.

제1허상(K)은 디스플레이 패널(13), 제2선형 편광기(14"), 편광반사미러(4), 제1반사미러(3) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 근거리 광 경로에 의해 형성될 수 있다.

그리고, 제2허상(M)은 디스플레이 패널(13), 제1선형 편광기(14'), 편광반사미러(4), 제2반사미러(3), 편광반사미러(4), 제1반사미러(3) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 원거리 광 경로에 의해 형성될 수 있다.

이하, 본 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

이하, 설명의 편의를 위해 제1방향의 선편광이 P파 선편광이고, 제2방향의 선편광이 S파 선편광인 예로 설명한다.

디스플레이 패널(13)에서 출사된 무편광된 이미지 광은 제1선형 편광기(14')과 제2선형 편광기(14")로 분산될 수 있다.

제1선형 편광기(14')로 입사된 광은 제1선형 편광기(14')에서 선형 편광될 수 있고, 제1선형 편광기(14')에서는 P파 선편광(P)이 출사될 수 있다.

그리고, 제2선형 편광기(14")로 입사된 광은 제2선형 편광기(14")에서 선형 편광될 수 있고, 제2선형 편광기(14")에서는 S파 선편광(S)이 출사될 수 있다.

제2선형 편광기(14")에서 출사된 S파 선편광(S)은 편광반사미러(4)에 의해 제1반사미러(3)로 반사되고, 제1반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)으로 반사될 수 있다.

반면에, 제1선형 편광기(14')에서 출사된 P파 선편광(P)은 편광반사미러(4)를 투과하여 제2반사미러(5)로 향할 수 있고, 제2반사미러(5)에 의해 편광반사미러(4)로 반사될 수 있다. 제2반사미러(5)에서 편광반사미러(4)로 반사된 P파 선편광(P)은 편광반사미러(4)를 투과한 후 제1반사미러(3)로 향할 수 있고, 제1반사미러(3)로 향한 P파 선편광(P)은 제1반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)로 반사될 수 있다.

운전자는 윈드 쉴드(6)를 통해 근거리 광 경로에 의해 형성된 제1허상(K)과 원거리 광 경로에 의해 형성된 제2허상(M)을 인식할 수 있다.

한편, 제1방향의 선편광이 S파 선편광이고, 제2방향의 선편광이 P파 선편광인 예는 그 선편광의 종류만 상이하고, 그 작용이 동일하므로 중복된 설명을 피하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4은 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 1/4 파장 위상지연자, 제2반사미러 및 편광반사미러가 확대 도시된 측면도이며, 도 6는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 광 경로가 도시된 측면도이다.

본 실시예는 편광반사미러(4)와 제2반사 미러(5) 사이에 배치된 1/4 파장 위상지연자(7)를 포함할 수 있다. 본 실시예는 1/4 파장 위상지연자(7)를 더 포함하는 이외의 기타 구성 및 작용이 본 발명 제1실시예 또는 제2실시예와 동일하거나 유사하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

1/4 파장 위상지연자(7)는 입사된 선편광의 위상을 1/4 파장 지연시키는 1/4 파장판(Quarter wave plate)일 수 있다.

1/4 파장 위상지연자(7)의 일면(74)과 타면(73)은, 1/4 파장 위상지연자(7)의 외면 중 상대적으로 넓고, 서로 마주보는 한 쌍의 면 각각을 의미할 수 있다.

1/4 파장 위상지연자(7)의 일면(74)은 전방을 향하게 배치된 전면일 수 있고, 타면(73)은 후방을 향하게 배치된 배면일 수 있다.

1/4 파장 위상지연자(7)는 제2반사 미러(5) 중 편광반사미러(4)를 마주보는 면에 부착될 수 있다. 1/4 파장 위상지연자(7)는 제2반사미러(5)의 전면(51)에 부착될 수 있다.

1/4 파장 위상지연자(7)와 제2반사 미러(5)의 조합시, 1/4 파장 위상지연자(7)와 제2반사 미러(5)는 편광반사미러(4)를 투과한 제1방향의 선편광을 제2방향의 선편광으로 변환하여 반사할 수 있다.

본 실시예는 영상 소스(11)와, 반파장 위상지연자(12), 제1반사미러(3), 편광반사미러(4) 및 제2반사미러(5)의 배치 각도가 본 발명 제1실시예와 동일할 수 있고, 영상 소스(11)와, 반파장 위상지연자(12), 제1반사미러(3), 편광반사미러(4) 의 위치도 본 발명 제1실시예와 동일할 수 있다.

다만, 본 실시예는 제2반사미러(5)와 편광반사미러(4) 사이의 거리(D2)가 본 발명 제1실시예 또는 제2실시예의 제2반사미러(5)와 편관반사미러(4)의 거리(D1) 보다 짧을 수 있다.

1/4 파장 위상지연자(7)와 제2반사미러(5)의 조합시, 1/4 파장 위상지연자(7)와 제2반사미러(5)는 입사된 선편광의 파장을 반파장 변환하면서 반사하는 반파장 위상지연기로 기능할 수 있고, 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5)에서 선편광이 다수회 반사되게 유도할 수 있으며, 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5) 사이의 공간을 축소할 수 있다.

제2반사미러(5)는 투명한 투명판(5A)과, 투명판(5A)에 접한 반사층(5B)을 포함할 수 있다. 반사층(5B)은 투명판(5A)을 기준으로 편광반사미러(4)의 반대편에 위치할 수 있다.

제2반사미러(5)와 1/4 파장 위상지연자(7)의 거리는 최대한 근접한 것이 바람직하고, 제2반사미러(5)와 1/4 파장 위상지연자(7)는 일체화되게 구성되는 것이 바람직하다.

1/4 파장 위상지연자(7)는 접착제(72)로 제2반사미러(5)의 전면(51)에 부착될 수 있다. 1/4 파장 위상지연자(7)의 배면(73)은 접착제 특히, 투명접착제로 투명판(5A)의 전면(51)에 부착될 수 있다. 1/4 파장 위상지연자(7)의 전면(74)은 편광반사미러(4)를 마주볼 수 있다. 1/4 파장 위상지연자(7)의 전면(74)은 편광반사미러(4)와 이격될 수 있다.

본 실시예의 경우, 근거리 광 경로가 본 발명 제1실시예 또는 제2실시예와 동일할 수 있고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예의 경우, 원거리 광 경로 중 일부 경로가 본 발명 제1실시예 또는 제2실시예와 상이할 수 있고, 나머지 경로가 본 발명 제1실시예 또는 제2실시예와 동일할 수 있다.

본 실시예의 원거리 광 경로 중 제5경로(T5), 제8경로(T8) 및 제9경로(T9)는 본 발명 제1실시예와 동일할 수 있다.

그리고, 본 실시예의 원거리 광 경로 중 제6경로(T6A)(T6B)는 본 발명 제1실시예의 제6경로(T6)와 상이할 수 있으며, 본 실시예의 원거리 광 경로 중 제7경로(T7A)(T7B)는 본 발명 제1실시예의 제7경로(T7)와 상이할 수 있다.

본 실시예의 제6경로(T6A)(T6B)는 편광반사미러(4)를 투과한 제1방향의 선편광이 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 원편광으로 변환되고, 제2반사미러(5)로 입사되는 경로(T6A)를 포함한다. 그리고, 제6경로(T6A)(T6B)는 제2반사미러(5)로 입사된 원편광이 제2반사미러(5)에 의해 1/4 파장 위상지연자(7)로 반사되고, 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 제2방향의 선편광으로 변환된 후, 편광반사미러(4)로 입사되는 경로(T6B)를 더 포함한다.

한편, 제7경로(T7A)(T7B)는 1/4 파장 위상지연자(7)에서 편광반시미러(4)로 입사된 제2방향의 선편광이 편광반사미러(4)에 의해 1/4 파장 위상지연자(7)로 반사되고, 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 원편광으로 변환된 후, 제2반사미러(5)로 입사되는 경로(7A)를 포함하다. 그리고, 제7경로(T7A)(T7B)는 1/4 파장 위상지연자(7)에서 제2반사미러(5)로 입사된 원편광이 제2반사미러(5)에 의해 1/4 파장 위상지연자(7)로 반사되어 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 제1방향의 선편광으로 변환된 후, 편광반사미러(4)로 입사되는 경로(T7B)를 더 포함한다.

본 실시예는 편광반사미러(4)를 투과한 선편광이 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5) 사이에서 파장이 변화되면서 지그재그 형상으로 반사될 수 있다.

편광반사미러(4)를 투과한 선편광은 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5) 사이에서 편광반사미러(4)에 의해 1회 반사되고 제2반사미러(5)에 의해 2회 반사되어 총 3회 반사되며, 본 실시예는 이러한 3회의 반사에 의해 본 발명 제1실시예의 경우 보다, 제2반사미러(5)를 편광반사미러(4)에 더 가깝게 위치시킬 수 있다.

즉, 본 실시예는 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5)의 거리를 보다 짧게 할 수 있고, 본 발명 제1실시예의 경우 보다 컴팩트한 크기를 갖을 수 있다.

이하, 본 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

설명의 편의를 위해 영상 소스(11)에서 P파 선편광(P)이 출사된 예를 설명하면 다음과 같다.

영상 소스(11)에서 출사된 P파 선편광(P)의 일부는 반파장 위상지연자(12)에 의해 S파 선편광(S)으로 변환된 후 편광반사미러(4)로 향하고, 편광반사미러(4)의 전면(41)으로 입사된 S파 선편광(S)은 편광반사미러(4)에 의해 제1반사미러(3)로 반사되며, 제1반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)으로 반사될 수 있다. 이 경우, 운전자는 윈드 쉴드(6)를 통해 근거리 광 경로에 의해 형성된 제1허상(K)을 인식할 수 있다.

영상 소스(11)에서 출사된 P파 선편광(P)의 나머지는 파장이 변환되지 않은 상태로 편광반사미러(4)로 향할 수 있고, 편광반사미러(4)의 전면으로 입사된 P파 선편광(P)은 편광반사미러(4)를 투과하여 제2반사미러(5)로 향할 수 있다.

편광반사미러(4)에서 제2반사미러(5)를 향해 출사된 P파 선편광(P)은 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 원편광으로 변환된 후 제2반사미러(5)에 의해 1/4파장 위상지연자(7)로 반사되며, 1/4 파장 위상지연자(7)에서는 S파 선편광(S)이 편광반사미러(4)를 향해 출사될 수 있다.

1/4 파장 위상지연자(7)에서 편광반사미러(4)를 향해 출사된 S파 선편광(S)는 편광반사미러(4)를 투과하지 못하고, 편광반사미러(4)의 후면에서 제2반사미러(5)를 향해 반사될 수 있다. 편광반사미러(4)에서 제2반사미러(5)를 향해 반사된 S파 선편광(S)은 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 원편광으로 변환된 후 제2반사미러(5)에 의해 1/4파장 위상지연자(7)로 반사되고, 1/4 파장 위상지연자(7)에서는 P파 선편광(P)이 출사되어 편광반사미러(4)를 향할 수 있다. 있다.

1/4 파장 위상지연자(7)에서 편광반사미러(4)로 출사된 P파 선편광(P)은 편광반사미러(4)를 투과한 후 제1반사미러(3)로 향할 수 있고, 제1반사미러(3)로 향한 P파 선편광(P)은 제1반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)로 반사될 수 있다. 이 경우, 운전자는 원거리 광 경로에 의해 형성된 제2허상(M)을 인식할 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 윈드 쉴드(6)로부터의 거리가 상이한 2개의 허상(K)(M)을 형성할 수 있고, 운전자의 눈(J)은 윈드 쉴드(6)를 통해 근거리 광 경로에 의해 형성된 제1허상(K)과 원거리 광 경로에 의해 형성된 제2허상(M)을 모두 인식할 수 있다.

영상 소스(11)에서 S파 선편광(S)이 출사된 예는 영상 소스(11)에서 P파 선편광(P)이 출사된 예와 선편광의 종류만 상이하고, 그 작용이 동일하므로 중복된 설명을 피하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 7는 본 발명의 제4실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 1/4 파장 위상지연자, 제2반사미러 ,편광반사미러 및 제3반사미러가 확대 도시된 측면도이다.

본 실시예는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 1/4파장 위상지연자(7)의 전면 일부에 배치된 제3반사미러(8)를 더 포함하고, 제3반사미러(8) 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제3실시예와 동일하거나 유사하므로 동일부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제3반사미러(8)는 1/4파장 위상지연자(7)와 편광반사미러(4) 사이에 위치할 수 있다.

제3반사미러(8)는 편광반사미러(4)에서 반사된 광을 다시 편광반사미러(4)로 반사시키는 거울일 수 있다. 제3반사미러(8)는 편광반사미러(4)를 마주보게 배치될 수 있고, 편광반사미러(4)와 이격될 수 있다. 제3반사미러(8)은 1/4파장 위상지연자(7)의 전면에 부착될 수 있다. 제3반사미러(8)는 1/4파장 위상지연자(7)의 전면에 편광반사미러(4)와 이격되게 부착될 수 있다.

제3반사미러(8)는 1/4파장 위상지연자(7)의 전면에 부착된 평판미러일 수 있다.

제3반사미러(8)는 투명한 투명판(80A)과, 투명판(80A)과 1/4파장 위상지연자(7) 사이에 위치하는 반사층(80B)을 포함할 수 있다.

제3반사미러(8)는 접착제에 의해 1/4파장 위상지연자(7)의 전면에 부착될 수 있다. 제3반사미러(8)의 반사층(80B)은 1/4파장 위상지연자(7)의 전면에 부착될 수 있다.

제3반사미러(8)는 제2반사미러(5) 및 1/4파장 위상지연자(7)의 각각 보다 크기가 작을 수 있다.

본 실시예는, 1/4 파장 위상지연자(7)와 제2반사미러(5)와, 제3반사미러(8)가 하나의 미러 어셈블리로 구성될 수 있다.

이러한 미러 어셈블리는 제3반사미러(8)가 위치하는 반사 영역과, 제3반사미러(8)가 위치하지 않는 파장변환 및 반사 영역을 포함할 수 있다.

반사 영역은 편광반사미러(4)에서 반사된 선편광을 파장 변환없이 편광반사미러(4)로 전반사하는 제1영역일 수 있다.

그리고, 파장변환 및 반사영역은 편광반사미러(4)에서 반사된 선편광이 1/4 파장 위상 지연자(7)를 투과하여 제2반사미러(5)에서 다시 1/4 파장 위상 지연자(4)로 반사되는 제2영역일 수 있다.

본 실시예의 작용에 대해 도 7 및 도 8을 참조하여 상세히 설명하면, 다음과 같다. 이하, 편의를 위해 영상 소스(11)에서 P파 선편광(P)이 출사된 예로 설명한다.

영상소스(11)에서 출사된 후 편광반사미러(4)를 투과한 P파 선편광(P)은 본 발명 제3실시예와 같이, 제2반사미러(5)로 향할 수 있고, 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 원편광으로 변환된 후 제2반사미러(5)에 의해 1/4파장 위상지연자(7)로 반사되고, 1/4 파장 위상지연자(7)에서는 본 발명 제3실시예와 같이, S파 선편광(S)이 편광반사미러(4)를 향해 출사될 수 있다.

1/4 파장 위상지연자(7)에서 편광반사미러(4)를 향해 출사된 S파 선편광(S)는 본 발명 제3실시예와 같이, 편광반사미러(4)를 투과하지 못하고, 편광반사미러(4)의 후면에서 반사될 수 있다. 편광반사미러(4)에서 반사된 S파 선편광(S)은 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 제3반사미러(8)로 입사되어 제3반사미러(8)에 의해 편광반사미러(4)로 전반사될 수 있다.

제3반사미러(8)에 의해 편광반사미러(4)로 반사된 S파 선편광(S)은 편광반사미러(4)를 투과하지 못하고, 편광반사미러(4)의 후면에서 제2반사미러(5)를 향해 반사될 수 있다. 편광반사미러(4)의 후면에서 제2반사미러(5)를 향해 반사된 S파 선편광은 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 원편광으로 변환된 후 제2반사미러(5)에 의해 1/4파장 위상지연자(7)로 반사되고, 1/4 파장 위상지연자(7)에서는 본 발명 제3실시예와 같이, P파 선편광(P)이 출사되어 편광반사미러(4)를 향할 수 있다.

1/4 파장 위상지연자(7)에서 편광반사미러(4)로 출사된 P파 선편광(P)은 본 발명 제3실시예와 같이, 편광반사미러(4)를 투과한 후 제1반사미러(3)로 향할 수 있고, 제1반사미러(3)로 향한 P파 선편광(P)은 제1반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)로 반사될 수 있다. 이 경우, 운전자는 원거리 광 경로에 의해 형성된 제2허상(M)을 인식할 수 있다.

본 실시예는, 본 발명 제3실시예의 경우 보다 더 원거리에 제2허상(M)을 형성할 수 있다. 본 실시예는 편광반사미러(4)의 후면에서 제3반사미러(8)까지의 광 경로와, 제3반사미러(8)에서 편광반사미러(4)의 후면까지의 광 경로를 더 포함할 수 있고, 이러한 2개의 광 경로에 의해 본 발명 제3실시예의 경우 보다 더 원거리에 제2허상(M)을 형성할 수 있다.

반대로, 본 실시예는 본 발명 제3실시예와 제2허상(M)이 형성되는 거리가 동일하다 가정할 경우, 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5)의 거리(D3)가 본 발명 제3 실시예의 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5)의 거리(D2) 보다 더 짧을 수 있고, 이 경우, 차량용 헤드 업 디스플레이의 전후 방향 폭은 본 발명 제3실시예 보다 더 짧을 수 있다.

도 9은 본 발명의 제5실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이다.

본 실시예는 제2반사미러(5′)가 편광반사미러(4)에 대해 기울어지게 배치될 수 있고, 기타의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제1실시예 내지 제3실시예 중 하나와 동일하거나 유사하므로 동일 부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제2반사미러(5′)는 그 전면이 편광반사미러(4)의 배면(42)을 마주보게 설치되되, 제2반사미러(5′)가 편광반사미러(4)와 평행하지 않게 배치될 수 있다.

제2반사미러(5′)는 제2반사미러(5′)의 길이방향 연장선과 편광반사미러(4)의 길이방향 연장선이 교차되게 배치될 수 있다.

이 경우, 제2반사미러(5′)는 편광반사미러(4)를 향해 제1선편광을 비스듬하게 반사할 수 있고, 제2반사미러(5′)에서 편광반사미러(4)를 향해 비스듬히 입사된 제1선편광은 편광반사미러(4)를 투과하여 제1반사미러(3)에서 윈드 쉴드(6)으로 반사될 수 있다.

윈드 쉴드(6)로부터 제2 위치에 위치하는 제2허상(M')은 제2반사미러(5′)과 편광반사미러(4)이 평행할 경우(PA)와 대비하여 소정 각도 기울어질 수 있다.

도 10은 본 발명의 제6실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이다.

본 실시예의 반파장 위상지연자(12)는 영상 소스(11)의 출사면 일부를 마주보게 배치되고, 본 실시예는 영상 소스(11)와 편광반사미러(4) 사이에 배치된 프리즘(9)을 더 포함할 수 있으며, 프리즘(9) 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제1실시예 또는 제3실시예와 동일하거나 유사하므로 동일 부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

프리즘(9)는 영상 소스(11)에서 반파장 위상지연자(12) 이외를 향해 출사된 제1선편광을 굴절시킬 수 있다.

반파장 위상지연자(12)과 프리즘(9)은 전,후 배치될 수 있다.

프리즘(9)은 편광반사미러(4)와 상하방향으로 이격되게 배치될 수 있다.

프리즘(9)은 제1방향의 선편광이 반파장 위상지연자(12)에서 출사된 제2방향의 선편광과 멀어지는 방향으로 광을 출사할 수 있다.

프리즘(9)은 편광반사미러(4)의 전면(41)과 반대방향으로 경사진 광출사면(92)을 갖을 수 있다.

영상 소스(11)에서 출사된 제1방향의 선편광은 프리즘(9)을 투과한 후 반파장 위상지연자(12)에서 출사된 제2방향의 선편광과 멀어지는 방향으로 꺽일 수 있고, 편광반사미러(4)로 입사되어 편광반사미러(4)를 투과할 수 있다.

편광반사미러(4)를 투과한 제1방향의 선편광은 제2반사미러(5)에 의해 반사되어 편광반사미러(4)를 투과할 수 있고, 제1반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)로 반사될 수 있다.

이 경우, 원거리 광 경로에 의해 형성된 제2허상(M')은 프리즘(9)이 구비되지 않은 경우와 대비하여 소정 각도 기울어질 수 있다.

도 11는 본 발명의 제7실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 편광반사미러의 회전시 제1허상이 기울어지게 형성된 측면도이며, 도 12는 본 발명의 제7실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 제2반사미러의 회전시 제2허상이 기울어지게 형성된 측면도이다.

본 실시예는 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5) 중 어느 하나를 회전시키는 제1회전기구(60)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예는 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5) 중 다른 하나를 회전시키는 제2회전기구(70)를 더 포함할 수 있다.

본 실시예가 제1회전기구(60)만을 포함하고, 제2회전기구(70)를 포함하지 않을 경우, 차량용 헤드 업 디스플레이는 제1허상(K')(K)의 기울기만을 조절하고, 제2허상(M)의 기울기(M)(M')를 조절하지 않을 수 있다. 반대로, 본 실시예가 제2회전기구(70)만을 포함하고, 제1회전기구(60)를 포함하지 않을 경우, 차량용 헤드 업 디스플레이는 제2허상(M)(M')의 기울기만을 조절하고, 제1허상(K)(K')의 기울기를 조절하지 않을 수 있다.

본 실시예는, 제1회전기구(60)와 제2회전기구(70)를 모두 포함할 수 있고, 이 경우, 제1회전기구(60)에 의해 제1허상(K)(K')의 기울기를 조절할 수 있고, 제2회전기구(70)에 의해 제2허상(M)(M')의 기울기를 조절할 수 있다.

이하, 편의를 위해 본 실시예가 제1회전기구(60)와 제2회전기구(70)을 모두 포함하는 예로 설명한다.

제1회전기구(60)는 편광반사미러(4)의 일측에 연결되어 편광반사미러(4)를 회전시키는 편광반사미러 회전기구일 수 있다.

제1회전기구(60)는 모터를 포함할 수 있고, 모터의 회전축이 편광반사미러(4)의 회전중심에 연결되어 편광반사미러(4)를 직접 회전시키는 것이 가능하다. 제2회전기구(60)는 모터와, 모터에 연결되고 편광반사미러(4)의 회전축에 연결된 동력전달부재를 포함할 수 있고, 동력전달부재를 통해 편광반사미러(4)를 회전시키는 것도 가능하다.

제1회전기구(60)는 편광반사미러(4)의 회전시, 편광반사미러(4)가 제2반사미러(5)와 접촉되지 않는 각도로 회전시키는 것이 바람직하다.

제1회전기구(60)는 편광반사미러(4)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 소정 각도 회전시킬 수 있고, 편광반사미러(4)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제2반사미러(5)와 평행하게 배치된 상태에서, 도 11에 도시된 바와 같이, 제2반사미러(5)에 대해 소정각도 기울어지게 배치될 수 있다.

편광반사미러(4)의 회전시, 편광반사미러(4)의 반사각도는 가변되고, 도 11에 도시된 바와 같이, 윈드 쉴드(6)로부터 근거리(L1)에 형성되는 제1허상(K')은 소정 각도 기울어질 수 있다.

반대로, 제1회전기구(60)는 편광반사미러(4)을 제2반사미러(5)과 평행하게 역회전시킬 수 있고, 이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 윈드 쉴드(6)로부터 원거리에 위치하는 제1허상(K)은 수직할 수 있다.

제2회전기구(70)는 제2반사미러(5)의 일측에 연결되어 제2반사미러(5)를 회전시키는 제2반사미러 회전기구일 수 있다.

제2회전기구(70)는 모터를 포함할 수 있고, 모터의 회전축이 제2반사미러(5)의 회전중심에 연결되어 제2반사미러(5)를 직접 회전시키는 것이 가능하다. 제2회전기구(70)는 모터와, 모터에 연결되고 제2반사미러(5)의 회전축에 연결된 동력전달부재를 포함할 수 있고, 동력전달부재를 통해 제2반사미러(5)를 회전시키는 것도 가능하다.

제2회전기구(70)는 제2반사미러(5)의 회전시, 제2반사미러(5)가 편광반사미러(4)와 접촉되지 않는 각도로 회전시키는 것이 바람직하다.

제2회전기구(70)는 제2반사미러(5)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 소정 각도 회전시킬 수 있고, 제2반사미러(5)는 도 1에 도시된 바와 같이, 편광반사미러(4)와 평행하게 배치된 상태에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 편광반사미러(4)에 대해 소정각도 기울어지게 배치될 수 있다.

제2반사미러(5)의 회전시, 제2반사미러(5)의 반사각도는 가변되고, 도 12에 도시된 바와 같이, 윈드 쉴드(6)로부터 원거리(L2)에 형성되는 제2허상(M')은 소정 각도 기울어질 수 있다.

반대로, 제2회전기구(70)는 제2반사미러(5)을 편광반사미러(4)과 평행하게 회전시킬 역회전시킬 수 있고, 이 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 윈드 쉴드(6)로부터 원거리에 위치하는 제2허상(M)은 수직할 수 있다.

도 13은 본 발명의 제8실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이고, 도 14는 도 13에 도시된 선형 편광기, 반파장 위상 지연자 및 분리 격벽이 확대 도시된 측면도이고, 도 15는 본 발명의 제 8 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 광 경로가 도시된 측면도이다.

도 13 내지 도 15를 참조하면, 본 실시예의 영상 기구(1)는 허상(K)(M)의 영상 화질을 개선시키기 위한 분리 격벽(100)을 더 포함할 수 있으며, 분리 격벽(100) 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제1실시예와 동일하거나 유사하므로 동일 부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예의 영상기구(1)는 분리 격벽(100)을 더 포함할 수 있다.

분리 격벽(100)은 차량용 헤드 업 디스플레이에서 차량의 윈드 쉴드(6)를 향해 출사되는 이미지 광의 화질을 개선시킬 수 있다. 좀 더 상세히, 분리 격벽(100)은 상기 이미지 광에 의해 형성되는 각 허상(K)(M)이 중첩되어 보이거나 서로 간섭하는 것을 방지하고, 각 허상(K)(M)의 불필요한 주변영상을 제거할 수 있다.

분리 격벽(100)은 영상기구(1)에서 출사되는 제1방향의 선편광과 제2방향의 선편광의 상호 간섭을 방지할 수 있다.

분리 격벽(100)은 영상 소스(11)의 광출사면과 편광반사미러(4)의 일면(41) 사이에 배치될 수 있다. 좀 더 상세히, 분리 격벽(100)은 선형 편광기(14)의 광출사면(14B)과 편광반사미러(4)의 일면(41)사이에 배치될 수 있다.

분리 격벽(100)은 영상 소스(11)의 광 출사면에 접하게 배치될 수 있다. 좀 더 상세히, 분리 격벽(100)은 선형 편광기(14)의 광 출사면(14B)에 접하게 배치될 수 있다.

분리 격벽(100)은 영상 소스(11)에서 편광반사미러(4) 방향으로 소정의 높이를 가질 수 있다. 분리 격벽(100)은 영상 소스(11)에서 상측 방향으로 세워져 배치될 수 있다.

분리 격벽(100)은 소정 각도 기울어지게 배치될 수 있다.

분리 격벽(100)의 일측에는 반파장 위상지연자(12)가 위치할 수 있다. 반파장 위상지연자(12)는 분리 격벽(100)과 이격되어 설치될 수 있고, 접하여 설치될 수도 있다.

반파장 위상지연자(12)와 분리 격벽(100)은 전, 후 배치될 수 있다.

분리 격벽(100)은 선형 편광기(14)의 광출사면(14B)을 제1광출사영역(U)과, 제2광출사영역(V)으로 구획활 수 있다. 제1광출사영역(U)은 선형 편광기(14)의 광출사면(14B) 중 분리 격벽(100)의 일 측에 위치한 부분일 수 있고, 제2광출사영역(V)은 선형 편광기(14)의 광출사면(14B) 중 분리 격벽(100)의 타 측에 위치한 부분일 수 있다.

반파장 위상지연자(12)는 선형 편광기(14)의 제1광출사영역(U)을 마주보게 배치될 수 있다. 반파장 위상지연자(12)는 제1광출사영역(U)의 적어도 일부를 마주볼 수 있다.

제1광출사영역(U)은 반파장 위상지연자(12) 및 분리 격벽(100)을 마주볼 수 있다. 제1광출사영역(U)은 반파장 위상지연자(12) 만을 마주보는 것도 가능하다.

제1광출사영역(U)는 상측 방향에 대해 노출되지 않을 수 있고, 편광반사미러(4)의 일면(41)을 마주보지 않을 수 있다.

제2광출사영역(V)은 편광반사미러(4)의 일면(41) 및 분리 격벽(100)을 바라볼 수 있다. 제2광출사영역(V)은 편광반사미러(4)의 일면(41) 만을 바라보는 것도 가능하다.

선형 편광기(14)의 제1광출사영역(U)으로 출사된 선편광 중 적어도 일부는 반파장 위상지연자(12)으로 입사되어 반파장 변환될 수 있다. 선형 편광기(14)의 제2광출사영역(V)으로 출사된 선편광 중 적어도 일부는 입사되지 않고, 편광반사미러(4)로 향할 수 있다.

제1광출사영역(U)으로 출사된 선편광 중 일부는 분리 격벽(100)에 의해 막히거나 반사되어 편광반사미러(4)로 향하지 않을 수 있다. 또한, 제2광출사영역(V)로 출사된 선편광 중 일부는 분리 격벽(100)에 의해 막히거나 반사되어 편광반사미러(4)로 향하지 않을 수 있다.

즉, 영상소스(11)에서 출사되는 선편광 중 허상의 주변 영상을 형성하는 불필요한 선편광은 분리 격벽(100)에 의해 차단될 수 있다.

영상 소스(11), 반파장 위상지연자(12) 및 분리 격벽(100)의 조합인 영상 기구(1)는 서로 편광방향이 상이한 2개의 선편광을 서로 다른 영역을 통해 출사하고, 상기 2개의 선편광이 서로 간섭하는 것을 방지하는 일종의 이종 선편광 출사기일 수 있다.

분리 격벽(100)은 제1격벽(110)과 제2격벽(120)을 포함할 수 있다.

제1격벽(110)과 제2격벽(120)은 각각 판형부재로 형성될 수 있다.

제1격벽(110)과 제2격벽(120)은 일체로 형성될 수 있고, 별개로 형성될 수도 있다.

제1격벽(110)과 제2격벽(120)의 길이 또는 높이는 서로 상이할 수도 있고 동일할 수도 있다.

반파장 위상 지연자(12)는 제1격벽(110)을 기준으로 제2격벽(120)의 반대편에 위치할 수 있다.

제1격벽(110)과 제2격벽(120)은 일정 각도(θ3)를 이루어 배치될 수 있다.

각 격벽(110, 120)은 영상소스(11)의 광출사면과 소정의 각도를 이루어 배치될 수 있다. 영상소스(11)의 광출사면은 선형편광기(14)의 광출사면(14B)을 의미할 수 있다.

각 격벽(110, 120)과 영상소스(11)의 광출사면이 이루는 각도는 서로 상이할 수 있다.

예를 들어, 제1격벽(110)과 선형 편광기(14)의 광출사면(14B)이 이루는 각도(θ1)는 제2격벽(120)과 선형 편광기(14)의 광출사면(14B)이 이루는 각도(θ2)보다 작을 수 있다. 또는, 제2격벽(120)은 선형 편광기(14)의 광출사면(14B)과 수직하게 배치될 수 있고, 제1격벽(110)은 선형 편광기(14)의 광출사면(14B)과 예각을 이루도록 배치될 수 있다.

제1광출사영역(U)에는 반파장 위상 지연기(12)가 위치하므로, 제1격벽(110)과 영상 소스(11)의 광출사면이 이루는 각도(θ1)는 제2격벽(120)과 영상 소스(11)의 광출사면이 이루는 각도(θ2)보다 작을 수 있다. 이로써, 제1광출사영역(U)에서 출사되는 광 중 반파장 위상 지연기(12)를 통과하지 않는 광은 제1격벽(110)에 의해 차단될 수 있다.

제2격벽(120)은 영상소스(11)의 광출사면에서 멀어질수록 상기 제1격벽(110)과 멀어지게 배치될 수 있다. 좀 더 상세히, 제1격벽(110)과 제2격벽(120) 간 거리는 영상소스(11)에서 멀어질수록 더 길어질 수 있다.

예를 들어, 각 격벽(110, 120) 사이의 거리는, 각 격벽(110, 120)의 영상소스(11) 측 단부(112, 122)에서 최소이고, 타 단부(111, 121)에서 최대일 수 있다.

상기 제1격벽(110)과 제2격벽(120)의 배치관계에 의해, 제1광출사 영역(U)에서 출사된 광과 제2광출사 영역(V)에서 출사된 광이 중첩되거나 상호 간섭하는 것을 방지할 수 있고, 분리 격벽(100)의 신뢰성이 향상될 수 있다.

각 격벽(110, 120)의 양 단부 중 영상 소스(11)와 먼 단부(111, 121)는 날카롭게 형성될 수 있다.

제1격벽(110)과 제2격벽(120)은 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 다만, 선형 편광기(14)에서 출사되는 광의 불필요한 손실을 막기위해 제1격벽(110)과 제2격벽(120)은 접하도록 배치됨이 바람직하다. 좀 더 상세히, 제1격벽(110)과 제2격벽(120)의 영상소스(11) 측 단부(112, 122)는 서로 접할 수 있다.

각 격벽(110, 120)의 일 단부(112, 122)는 영상소스(11)의 광출사면에 접하도록 배치될 수 있다. 좀 더 상세히, 제1격벽(110)의 일 단부(112) 및 제2격벽(120)의 일 단부(122)는 선형 편광기(14)의 광출사면(14B)에 접할 수 있다.

반파장 위상 지연자(12)는 영상 소스(11)의 광출사면과 평행한 방향에 대해 제1격벽(110)의 양 단부(111, 112) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 반파장 위상 지연자(12)는 수평 방향에 대해 제1격벽(110)의 양 단부(111, 112) 사이에 위치할 수 있다.

이 경우, 분리 격벽(100)의 상측 단부는 반파장 위상 지연자(12)보다 상측에 위치할 수 있다. 좀 더 상세히, 제1격벽(110)의 상측 단부(111)는 반파장 위상 지연자(12)보다 상측에 위치할 수 있다.

이로써, 반파장 위상 지연자(12)에서 파장이 변환된 광 중 불필요한 주변 영상을 형성하는 부분을 차단할 수 있다.

분리 격벽(100)의 상면은 개방될 수 있다. 좀 더 상세히, 제1격벽(110) 및 제2격벽(120) 사이에는 편광반사미러(4)의 일면(41)을 바라보도록 개방된 공간(130)이 형성될 수 있다. 상기 공간(130)은 광 트랩의 역할을 수행할 수 있다.

만일 분리 격벽(100)의 상면이 개방되지 않은 경우, 영상기구(1)에서 출사된 광 중 정해진 광경로를 벗어난 광이나, 외부에서 차량용 헤드 업 디스플레이의 내부로 들어온 외부광은 분리 격벽(100)의 상면에서 반사되어 각 허상(K)(M)의 화질을 떨어뜨리거나 불필요한 허상을 형성할 수 있는 우려가 있다.

제1격벽(110)과 제2격벽(120) 사이의 공간(130)은 외부광 등을 내부에서 반사시켜 트랩(trap)시킬 수 있다. 이로써 허상(K)(M)의 화질이 개선되고 불필요한 허상이 사용자에게 보이는 것을 방지할 수 있다.

헤드 업 디스플레이의 외부광을 효과적으로 트랩시키기 위해, 제1격벽(110)과 제2격벽(120) 사이의 공간(130)은 외부광이 들어오는 부분을 바라보도록 배치될 수 있다. 상기 외부광은 윈드 쉴드(6)를 통해 들어오는 태양광일 수 있고, 이러한 태양광은 제1반사미러(3)의 상측에서 들어올 수 있다. 따라서, 분리 격벽(100)은, 제1격벽(110)과 제2격벽(120) 사이의 공간(130)이 제1반사미러(3)의 상측을 바라보도록 배치될 수 있다.

또는, 분리 격벽(100)은, 제1격벽(110)과 제2격벽(120) 사이의 공간(130)이 제1반사미러(3)와 편광반사미러(4) 사이를 바라보도록 배치될 수 있다. 좀 더 상세히, 분리 격벽(100)은 제1격벽(110)과 제2격벽(120) 사이의 공간(130)이 제1반사미러(3)의 반사면(32)과, 편광반사미러(4)의 일면(41) 사이를 바라보도록 배치될 수 있다.

한편, 제1격벽(110) 및/또는 제2격벽(120)에는 바깥쪽으로 돌출되어 형성된 돌출부(113)가 구비될 수 있다. 이 때 바깥쪽이란 각 격벽(110, 120) 사이에 형성된 공간(130)의 반대편을 향하는 방향일 수 있다.

돌출부(113)는 각 격벽(110, 120)에 수직하게 돌출될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

돌출부(113)는 제1격벽(110) 및/또는 제2격벽(120)의 양 단부 중 영상 소스(11)에서 먼 단부(111, 121)에 형성될 수 있다.

돌출부(113)는 광 트랩(trap)의 역할을 수행할 수 있다. 돌출부(113)는 영상 소스(11)에서 출사되는 선편광 중 허상의 주변 영상을 형성하는 불필요한 선편광을 차단할 수 있다.

제1격벽(110)에 형성된 돌출부(113)는 제1광출사영역(U) 측으로 돌출될 수 있다. 즉, 제1격벽(110)에 형성된 돌출부(113)는 반파장 위상 지연자(12) 측으로 돌출될 수 있다.

반파장 위상 지연기(12)와 제1격벽(110)간 간극에 의해, 선형 편광기(14)의 제1광출사영역(U)에서 출사된 제1방향의 선편광 중 일부가 반파장 위상 지연기(12)에서 제2방향의 선편광으로 변환되지 않고 곧바로 편광반사미러(4)로 향할 우려가 있다. 돌출부(113)는 이러한 제1방향의 선편광을 차단하는 역할을 수행할 수 있다.

제2광출사영역(V)에는 반파장 위상 지연기(12)가 배치되지 않으므로 상기 우려가 발생할 염려가 적다. 따라서, 제2격벽(120)에는 돌출부가 구비되지 않을 수 있다. 다만, 제2광출사영역(V)에 별도의 광학소자가 배치될 경우에는 제1격벽 (110)뿐 아니라 제2격벽(120)에도 돌출부가 구비됨이 바람직할 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 영상 기구 11: 영상 소스
12: 반파장 위상지연자 3: 제1반사미러
4: 편광반사미러 100: 분리 격벽
110: 제1격벽 113: 돌출부
120: 제2격벽

Claims (12)

1. 제1방향의 선편광과, 상기 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광을 출사하는 영상기구;
   차량의 윈드 쉴드로 광을 반사하는 제1반사미러;
   상기 제1반사미러와 이격되게 배치되고 상기 제1방향의 선편광을 투과하고 상기 제2방향의 선편광을 반사하는 편광반사미러; 및
   상기 편광반사미러와 이격되게 배치되고 상기 편광반사미러를 투과한 광을 상기 편광반사미러로 반사하는 제2반사미러를 포함하고,
   상기 영상기구는, 상기 제1방향의 선편광 및 제2방향의 선편광의 상호 간섭을 방지하는 분리 격벽을 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 영상기구는
   상기 제1방향의 선편광을 출사하는 영상 소스; 및
   상기 영상 소스에서 출사된 상기 제1방향의 선편광 중 일부를 상기 제2방향의 선편광으로 반파장 변환하는 반파장 위상지연자를 더 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 분리 격벽은 상기 영상 소스의 광출사면에 접하도록 배치되는 차량용 헤드 업 디스플레이.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 영상 소스는,
   이미지 광을 출사하는 디스플레이 패널; 및
   상기 디스플레이 패널에서 출사된 이미지 광을 상기 제1방향으로 선형 편광시키는 선형 편광기(Linear Polarizer)를 포함하고,
   상기 분리 격벽은 상기 선형 편광기의 광출사면을, 제1광출사영역과 제2광출사영역으로 구획하고,
   상기 반파장 위상지연자는 상기 제1광출사영역을 마주보는 차량용 헤드 업 디스플레이.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제1광출사영역은 상기 반파장 위상 지연자를 마주보고,
   상기 제2광출사영역은 상기 편광반사미러의 일면을 바라보는 차량용 헤드 업 디스플레이.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 분리 격벽은,
   상기 영상소스의 광출사면과 소정의 각도를 이루는 제1격벽; 및
   상기 영상소스의 광출사면에서 멀어질수록 상기 제1격벽과 멀어지게 배치된 제2격벽을 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제1격벽 및 제2격벽 사이에는 상기 제1반사미러와 상기 편광반사미러의 사이를 바라보도록 개방된 공간이 형성된 차량용 헤드 업 디스플레이.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 반파장 위상 지연자는 상기 제1격벽을 기준으로 상기 제2격벽의 반대편에 위치하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제1격벽에는 상기 반파장 위상 지연자 측으로 돌출되어 형성된 돌출부가 구비되고,
   상기 돌출부는 상기 제1격벽의 양 단부 중 상기 영상 소스에서 먼 단부에 형성된 차량용 헤드 업 디스플레이.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1격벽과 상기 영상 소스의 광출사면이 이루는 각도는 상기 제2격벽과 상기 영상 소스의 광출사면이 이루는 각도보다 작은 차량용 헤드 업 디스플레이.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1격벽의 상측 단부는 상기 반파장 위상 지연자보다 상측에 위치한 차량용 헤드 업 디스플레이.
12. 제 2 항에 있어서,
    상기 반파장 위상지연자 및 분리 격벽은 상기 영상 소스의 광출사면과 상기 편광반사미러의 일면 사이에 배치된 차량용 헤드 업 디스플레이.

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