KR102069417B1 - 차량용 헤드 업 디스플레이 장치 - Google Patents

차량용 헤드 업 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 광학 소자를 사용하여 영상 출력부에서 나온 광이 곡면 거울 등에 입사하는 광 경로와 곡면 거울 등에서 반사되어 출사하는 광 경로를 공유하게 함으로써 헤드 업 디스플레이 장치를 소형화 할 수 있는 기술을 설명하고 있다.

Description

차량용 헤드 업 디스플레이 장치 {HEAD UP DISPLAY DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명은 헤드 업 디스플레이 장치(head up display; HUD)에 관한 것으로서, 특히 차량용 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량 운전 중 운전자에게 주행정보를 안전하고 효과적으로 전달하기 위한 장치로 헤드 업 디스플레이가 있다. 헤드 업 디스플레이는 기존에 대시보드의 계기판을 통하여 보여주던 속력, RPM 등의 차량 상태와 별도의 디스플레이에 표시되던 지도 정보 등을 영상 출력 장치와 광학계 등을 이용하여 차량의 윈드쉴드에 투사하여 운전자의 주 시야선에 위치하게 함으로써 운전자의 시선이 분산되지 않도록 하여 안전성을 높인다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1519352호(2015.05.06.)에 개시되어 있다.
운전자가 윈드쉴드의 영상을 자연스럽게 보기 위해서는 2m 정도의 유효 초점거리가 필요하다. 차량의 내부 환경에 간섭을 받지 않고 이러한 광 경로를 확보하기 위해서는 여러 구성요소들을 포함하는 광학계가 필요하며, 이를 소형화하여 필요한 공간을 줄이고 운전자의 시야를 최대한 방해하지 않는 것이 중요하다. 또한 휴대가 가능한 크기까지 줄여서 대시보드에 매립할 필요가 없이 어느 차종에나 사용할 수 있도록 하는 것도 요구된다. 그리고 출사면을 제외한 모든 면이 막혀 있는 하우징 내부에 영상 출력 장치와 광학계를 모두 구현하여 불필요한 광이 운전자 및 동승자를 피곤하게 만들지 않는 것 또한 요구된다.
현재 제안된 광학계들은 거울면 등을 이용하여 광 경로를 여러 번 꺾음으로써 긴 광 경로를 구현하고 있는데 이러한 방식으로는 소형화에 한계가 있는 상황이다. 자동차의 헤드 업 디스플레이에서 한정된 공간 안에 긴 광 경로를 구현하기 위하여 사용하는 기존의 기술들은 여러 개의 거울을 이용하여 광을 여러 번 꺾는 방법을 이용하는데 이는 헤드 업 디스플레이 장치의 소형화에 있어 한계가 있다.
본 발명에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치는: 광원과 반사 부재 사이의 광 경로 상에 위치된 홀로그래픽 광학 소자(holographic optical element; HOE)로서, 광원으로부터 입사되는 광은 반사 부재 쪽으로 굴절시키고 반사 부재로부터 입사되는 광은 투과시키는 홀로그래픽 광학 소자; 홀로그래픽 광학 소자에서 굴절되어 반사면으로 입사된 광을 홀로그래픽 광학 소자 쪽으로 반사시키는 반사 부재; 및 홀로그래픽 광학 소자와 반사 부재 사이의 광 경로 상에 위치하는 λ/4 위상지연기(λ/4 Retarder);를 포함할 수 있다.
본 발명의 차량용 헤드 업 디스플레이 장치에 있어서, 광원으로부터 홀로그래픽 광학 소자로 입사되는 제 1 광은 선편광 상태이고, 반사 부재에서 반사되어 λ/4 위상지연기를 거쳐 홀로그래픽 광학 소자로 입사되는 제 2 광은, 제 1 광의 편광 방향이 90°로 회전된 선편광 상태일 수 있다.
또한, 본 발명의 차량용 헤드 업 디스플레이 장치에 있어서, 광원으로부터 홀로그래픽 광학 소자로 입사되는 광은 P편광 상태이고, 반사 부재에서 반사되어 λ/4 위상지연기를 거쳐 홀로그래픽 광학 소자로 입사되는 광은 S편광 상태일 수 있다.
또한, 본 발명의 차량용 헤드 업 디스플레이 장치에 있어서, 광원으로부터 홀로그래픽 광학 소자로 입사되는 광은 S편광 상태이고, 반사 부재에서 반사되어 λ/4 위상지연기를 거쳐 홀로그래픽 광학 소자로 입사되는 광은 P편광 상태일 수 있다.
또한, 본 발명의 차량용 헤드 업 디스플레이 장치는 정보를 갖는 영상을 출력하는 영상 출력부를 더 포함할 수 있고, 영상 출력부는 광원을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 차량용 헤드 업 디스플레이 장치는 광원과 홀로그래픽 광학 소자 사이의 광 경로 상에 위치하는 영상 확대용 광학 부재를 더 포함할 수 있고, 영상 확대용 광학 부재는 렌즈 또는 반사경을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 차량용 헤드 업 디스플레이 장치는 광원과 홀로그래픽 광학 소자 사이의 광 경로 상에 편광 필터를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 반사 부재는 곡면 거울일 수 있다.
또한, 본 발명의 차량용 헤드 업 디스플레이 장치에 있어서, 광원으로부터 홀로그래픽 광학 소자로 입사되는 광의 파장이 532nm이고 홀로그래픽 광학 소자에 45°의 입사각으로 입사할 때, 홀로그래픽 광학 소자의 굴절률 차이는 0.03이고 홀로그래픽 광학 소자의 두께가 15μm일 수 있다.
본 발명에서는 광의 편광에 따라 홀로그래픽 광학 소자의 투과/굴절 효율이 달라지는 점을 이용하여 같은 공간에서 광을 선택적으로 투과 또는 굴절시키는 것이 가능하므로 장치를 획기적으로 소형화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치가 차량에 탑재되어 영상이 운전자에게 디스플레이되는 원리를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 다양한 실시 예에 적용될 수 있는 홀로그래픽 광학 소자의 두께에 따른 회절 효율 계산 결과들을 도시하는 도면들이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드 업 디스플레이 장치를 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
또한, 각 도면에서 광경로를 나타내기 위해 편의상 광을 실선으로 도시할 수 있고, 상기 실선이 꺾이는 것은 광이 반사 또는 굴절됨을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(100)가 차량(200)에 탑재되어 영상출력부(140)로부터 출력된 영상이 운전자에게 디스플레이되는 원리를 개략적으로 도시하는 도면이다.
영상출력부(140)는 광원에서 발생한 광을 이용하여 주행 정보 등 각종 정보를 포함한 영상을 출력한다. 영상출력부(140)는 차량의 대시보드, 계기판, 변속 기어 등의 내부에 빌트인(built-in) 형태로 구현될 수도 있지만, 대시보드 또는 윈드쉴드(210)의 차량 내부에 해당하는 면에 부착되는 외장형 형태로 구현될 수도 있다. 영상출력부(140)에서 출력된 광은 헤드 업 디스플레이 장치(100)를 거쳐 차량의 윈드쉴드(210)에 투영되어 운전자가 차량 운전 도중 전방을 계속 주시하면서 영상출력부(140)에서 출력된 정보를 동시에 확인할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(100)의 구성을 도시한다. 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(100)는, 홀로그래픽 광학 소자(holographic optical element; HOE)(110), λ/4 위상지연기(λ/4 Retarder)(120), 반사면(130)을 포함한다. 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(100)는, 영상출력부(140)에서 나온 광이 반사면(130)에 입사하는 제 1 광의 광 경로와 반사면(130)에서 반사되는 제 2 광의 광 경로를 공유할 수 있다.
영상출력부(140)의 광원으로부터 입력되는 광은 홀로그래픽 광학 소자(110)에 의해 반사면(130)이 있는 방향으로 거의 100%로 굴절 또는 전반사되고, 홀로그래픽 광학 소자(110)와 반사면(130) 사이에 위치한 λ/4 위상지연기(120)를 거쳐 반사면(130)으로 입사된다. 반사면(130)에서 반사된 광은 다시 λ/4 위상지연기(120)를 거쳐 홀로그래픽 광학 소자(110)로 입사된다. 홀로그래픽 광학 소자(110)는 이러한 반사면(130)으로부터 반사되어 λ/4 위상지연기(120)를 거쳐 입사되는 광은 투과시킬 수 있다. 반사면(130)은 예를 들어 곡면 거울 등으로 구현될 수 있고, 곡면 거울은 출력된 영상을 확대하여 차량의 윈드쉴드(210, 도 1 참조)에 큰 허상(220, 도 1 참조)이 생길 수 있도록 한다.
바람직하게는, 영상출력부(140)에서 출력된 광은 편광 상태일 수 있다. 또한 대안적으로, 영상출력부(140)와 홀로그래픽 광학 소자(110) 사이에 편광 필터(미도시)를 구비하여, 홀로그래픽 광학 소자(110)에 입사되는 광이 편광 상태일 수도 있다.
홀로그래픽 광학 소자(110)와 반사면(130) 사이에 λ/4 위상지연기(120)를 위치시키면 편광이 변하게 되는데 영상출력부(140)에서 출력된 광이 선편광이면, λ/4 위상지연기(120)를 통과하고 반사면(130)에서 반사되어 다시 λ/4 위상지연기(120)를 통과한 광은 90° 회전한 선편광으로 변한다. 즉, λ/4 위상지연기(120)에서 홀로그래픽 광학 소자(110)로 입사되는 광은 영상출력부(140)에서 출력되어 홀로그래픽 광학 소자(110)에 입사한 광에 대하여 λ/4 위상지연기(120)를 두 번 통과하였으므로 90° 회전한 선편광으로 변한다.
예를 들면, 영상출력부(140)에서 출력된 광은 P편광인 선편광으로 출력되어 상기 광의 광경로에 대하여 약 45° 각도로 기울어져 있는 홀로그래픽 광학 소자(110)에 입사한다. 홀로그래픽 광학 소자(110)는 P편광과 S편광에 따라 굴절 효율이 다르며, 바람직하게는 P편광의 광을 거의 100%로 굴절시킨다. 그에 따라, 영상출력부(140)에서 출력된 광은 홀로그래픽 광학 소자(110)에 의해 거의 100%로 반사면(130)을 향하여 굴절된다. 홀로그래픽 광학 소자(110)에서 굴절된 광은 λ/4 위상지연기(120)를 통과하여 반사면(130)에서 반사된 다음, 반사면(130)에서 반사된 광은 다시 λ/4 위상지연기(120)를 통과한다. 영상출력부(140)에서 출력된 P편광 상태의 광은 λ/4 위상지연기(120)를 두 번 통과하면서 선평광의 방향이 90° 회전하게 되므로, λ/4 위상지연기(120)에서 다시 홀로그래픽 광학 소자(110)로 입사하게 되는 광은 S편광 상태가 된다. 바람직하게는, 홀로그래픽 광학 소자(110)는 S편광의 광은 100% 가까이 투과시키므로 차량의 윈드쉴드(210)로 광이 투영될 수 있다. 광 경로 상에 표시된 화살표(170a, 170b, 170c)들은 편광의 방향이 변화되는 과정을 도시한다.
마찬가지로, 예를 들어, 영상출력부(140)에서 출력되어 홀로그래픽 광학 소자(110)로 입사하는 광이 S편광의 선편광이고 홀로그래픽 광학 소자(110)는 S편광의 광을 λ/4 위상지연기(120)쪽으로 거의 100%로 굴절 또는 전반사 시킬 수 있다. 이 경우, λ/4 위상지연기(120)를 통과하여 반사면(130)에서 반사된 다음 다시 λ/4 위상지연기(120)를 통과하여 홀로그래픽 광학 소자(110)로 입사하는 광은 P편광의 선편광일 수 있으며, 홀로그래픽 광학 소자(110)는 P편광의 광은 100% 가까이 투과시킬 수 있다.
본 발명은, 홀로그래픽 광학 소자(110) 대신 와이어 그리드 편광자, 편광 빔 스플리터 등을 활용할 수 있으나 이 중 홀로그래픽 광학 소자(110)가 가장 저렴하고 대면적으로 제작하는 것에 유리하다. 빔 스플리터는 통상 유리로 제작되기 때문에 헤드 업 디스플레이 장치에 빔 스플리터를 사용하는 경우 헤드 업 디스플레이 장치의 무게가 무거워지고 제작 단가가 높아지는 단점이 있다. 그러나, 홀로그래픽 광학 소자(110)는 박막형이고 플라스틱으로 제작되므로, 헤드 업 디스플레이 장치(100)에 홀로그래픽 광학 소자(110)를 사용하면 헤드 업 디스플레이 장치의 무게를 보다 가볍게 하면서도 외부 충격에 대하여는 내구성이 훨씬 높아지는 장점이 있다. 또한, 예를 들어 2인치 크기에서 비교했을 때 일반적인 빔 스플리터의 가격대는 50만원 이상이지만 홀로그래픽 광학 소자 필름의 경우 1만원 정도이기 제작 단가도 낮출 수 있다. 또한, 빔 스플리터와 달리 홀로그래픽 광학 소자 필름은 롤-투-롤(Roll to Roll) 공정을 통하여 대량 복제가 가능하므로, 홀로그래픽 광학 소자(110)를 사용하는 헤드 업 디스플레이 장치는 대량 생산에 보다 용이한 장점이 있다.
본 발명의 홀로그래픽 광학 소자(110), λ/4 위상지연기(120), 반사면(130)을 포함한 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 영상출력부(140)를 포함하는 방식으로 제작될 수도 있지만, 이는 본 발명의 일 실시예일 뿐 본 발명의 기술적인 범위가 한정되지는 않는다. 가령, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(100)가 영상출력부(140)를 포함하고 있지 않더라도 차량에 빌트인 또는 외장형으로 부착된 디스플레이 장치와 같은 별도의 외부 장치에 본 발명의 헤드 업 디스플레이 장치(100)를 부가하는 방식으로 구현할 수도 있고(미도시), 휴대전화와 같은 별도의 외부장치에 본 발명의 헤드 업 디스플레이 장치(100)를 결합하는 방식으로 구현할 수도 있으며(미도시), 그 밖의 다양한 변형 변경이 가능하다.
본 발명의 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(100)는, 추가적으로, 영상출력부(140)와 홀로그래픽 광학 소자(110) 사이에 위치한 영상 확대용 광학 부재(150)를 포함할 수 있다. 영상 확대용 광학 부재(150)는, 윈드쉴드(210, 도 1 참조)에 투영된 영상(220)이 운전자가 가독하기에 충분히 크지 않은 경우 등에 있어서, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(100)에 선택적으로 혹은 부가적으로 구비될 수 있다. 영상 확대용 광학 부재(150)는 렌즈, 반사경, 등을 이용하여 구현될 수 있다. 도 2에서는 영상 확대용 광학 부재(150)를 도시하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예일 뿐, 본 발명의 기술적인 범위가 한정되지는 않는다. 도 2에 도시된 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(100)에서 영상 확대용 광학 부재(150)를 생략하여 실시할 수도 있다. 가령, 영상출력부(140)로부터의 영상의 전체 화면의 크기가 운전자가 가독하기에 충분히 큰 경우 또는 영상에 포함된 주요 운행 정보에 관한 영상의 크기가 운전자가 가독하기에 충분히 큰 경우에는 영상 확대용 광학 부재(150)를 구비하지 않고도 본 발명의 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(100)를 구현할 수도 있다.
또한, 본 발명의 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(100)는 홀로그래픽 광학 소자(110), λ/4 위상지연기(120), 반사면(130), 등을 하우징(160) 내에 구비하는 방식으로 제작될 수도 있다. 하우징(160)은, 반사면(130)에서 반사되어 홀로그래픽 광학 소자(110)에서 투과된 광이 차량의 윈드실드로 투영될 수 있도록 개구부를 포함하고 개구부는 유리 또는 플라스틱 등의 재질로 된 덮개(160a)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 헤드 업 디스플레이 장치(100)의 하우징 내에 영상출력부(140)를 구비하고 있다면, 하우징은 덮개(160a) 이에는 모든 면이 막혀 있는 구조로 제작될 수 있으며, 이러한 경우 윈드쉴드(210)에 투영되는 광 이외의 불필요한 광은 외부로 노출되지 않도록 하여 운전자 및 동승자를 피곤하지 않게 할 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 실시예의 변형으로서, 헤드 업 디스플레이 장치(100)에 영상출력부(140)를 포함하지 않고 헤드 업 디스플레이 장치(100)가 별도로 마련된 기기의 영상출력부(미도시)에 결합될 수 있는 경우에는, 헤드 업 디스플레이 장치(100)의 하우징은 별도로 마련된 기기의 영상출력부로부터의 영상을 입력받을 수 있는 개구부와 덮개(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 다른 대안으로는, 차량의 제작 시에, 하우징(160) 없이 본 발명의 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(100)의 구성요소인 홀로그래픽 광학 소자(110), λ/4 위상지연기(120), 반사면(130), 등을 차량 내부에 빌트인으로 조립하는 방식으로 제작될 수도 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른, α= 45°의 각도(도 2 참조)로 입사한 532nm 파장의 광을 90°로 굴절시켜주는 홀로그래픽 광학 소자의 두께에 따른 회절 효율 계산 결과를 도시하는 도면이다. 홀로그래픽 광학 소자의 굴절률 차이가 0.03이고 두께가 약 15μm인 경우, 홀로그래픽 광학 소자의 회절 효율은 P편광에 대하여는 거의 100%이고 S편광의 광은 거의 0%임을 알 수 있다. 도 2를 다시 참조하면, 홀로그래픽 광학 소자(110)가 굴절률 차이가 0.03이고 두께가 약 15μm인 경우, 532nm 파장이고 P편광인 광이 홀로그래픽 광학 소자(110)에 α= 45°의 각도로입사각으로 입사되도록 구현하는 경우, 홀로그래픽 광학 소자(110)는 영상출력부(140)에서 출력된 P편광의 광을 거의 100%로 반사면(130)으로 굴절시킬 수 있다. 또한, 이러한 광이 λ/4 위상지연기(120)를 두 번 통과하면서 선평광의 방향이 90°로 회전되어 S편광의 광으로 되고 홀로그래픽 광학 소자(110)는 S편광의 광을 거의 100%로 투과시킬 수 있으므로, 영상출력부(140)에서 출력된 영상이 본 발명의 헤드 업 디스플레이 장치(100)에 의해 차량의 윈드쉴드(210, 도 1 참조)로 투영될 수 있도록 한다.
도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 α= 45°각도(도 2 참조)로 입사한 532nm 파장의 광을 90°로 굴절시켜주는 홀로그래픽 광학 소자의 두께에 따른 회절 효율 계산 결과를 도시하는 도면이다. 홀로그래픽 광학 소자의 굴절률 차이가 0.02이고 두께가 대략 22μm 내지 23μm인 경우, 홀로그래픽 광학 소자의 회절 효율은 P편광에 대하여는 거의 100%이고 S편광의 광은 거의 0%임을 알 수 있다. 도 2를 다시 참조하면, 홀로그래픽 광학 소자(110)가 굴절률 차이가 0.02이고 두께가 대략 22μm 내지 23μm 인 경우, 532nm 파장이고 P편광인 광이 홀로그래픽 광학 소자(110)에 α= 45°의 각도로 입사되도록 구현하는 경우, 홀로그래픽 광학 소자(110)는 영상출력부(140)에서 출력된 P편광의 광을 거의 100%로 반사면(130)으로 굴절시킬 수 있다. 또한, 이러한 광이 λ/4 위상지연기(120)를 두 번 통과하면서 선평광의 방향이 90°로 회전되어 S편광의 광으로 되고 홀로그래픽 광학 소자(110)는 S편광의 광을 거의 100%로 투과시킬 수 있으므로, 영상출력부(140)에서 출력된 영상이 본 발명의 헤드 업 디스플레이 장치(100)에 의해 차량의 윈드쉴드(210, 도 1 참조)로 투영될 수 있도록 한다.
도 3c는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 α= 30°각도(도 2 참조)로 입사한 532nm 파장의 광을 90°로 굴절시켜주는 홀로그래픽 광학 소자의 두께에 따른 회절 효율 계산 결과를 도시하는 도면이다. 홀로그래픽 광학 소자의 굴절률 차이가 0.02이고 두께가 대략 15μm 내지 16μm인 경우, 홀로그래픽 광학 소자의 회절 효율은 P편광에 대하여는 거의 100%이고 S편광의 광은 거의 0%임을 알 수 있다. 도 2를 다시 참조하면, 홀로그래픽 광학 소자(110)가 굴절률 차이가 0.02이고 두께가 대략 15μm 내지 16μm 인 경우, 532nm 파장이고 P편광인 광이 홀로그래픽 광학 소자(110)에 α= 30°의 각도로 입사되도록 구현하는 경우, 홀로그래픽 광학 소자(110)는 영상출력부(140)에서 출력된 P편광의 광을 거의 100%로 반사면(130)으로 굴절시킬 수 있다. 또한, 이러한 광이 λ/4 위상지연기(120)를 두 번 통과하면서 선평광의 방향이 90°로 회전되어 S편광의 광으로 되고 홀로그래픽 광학 소자(110)는 S편광의 광을 거의 100%로 투과시킬 수 있으므로, 영상출력부(140)에서 출력된 영상이 본 발명의 헤드 업 디스플레이 장치(100)에 의해 차량의 윈드쉴드(210, 도 1 참조)로 투영될 수 있도록 한다.
상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 기술자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구 범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 헤드 업 디스플레이 장치
110: 홀로그래픽 광학 소자
120: λ/4 위상지연기
130: 반사면
200: 차량

Claims (9)

  1. 차량용 헤드 업 디스플레이 장치에 있어서:
    광원과 반사 부재 사이의 광 경로 상에 위치된 홀로그래픽 광학 소자(holographic optical element; HOE)로서, 상기 광원으로부터 입사되는 광은 반사 부재 쪽으로 굴절시키고 상기 반사 부재로부터 입사되는 광은 투과시키는 상기 홀로그래픽 광학 소자;
    상기 홀로그래픽 광학 소자에서 굴절되어 반사면으로 입사된 광을 상기 홀로그래픽 광학 소자 쪽으로 반사시키는 상기 반사 부재; 및
    상기 홀로그래픽 광학 소자와 상기 반사 부재 사이의 광 경로 상에 위치하는 λ/4 위상지연기(λ/4 Retarder)를 포함하고,
    상기 광원으로부터 상기 홀로그래픽 광학 소자로 입사되는 제 1 광은 선편광 상태이며,
    상기 반사 부재에서 반사되어 상기 λ/4 위상지연기를 거쳐 상기 홀로그래픽 광학 소자로 입사되는 제 2 광은, 상기 제 1 광의 편광 방향이 90°로 회전된 선편광 상태이고,
    상기 제 1 광은 P편광 상태이고 상기 제 2 광은 S편광 상태이며,
    상기 제 1 광의 파장이 532nm이고 상기 제 1 광이 상기 홀로그래픽 광학 소자에 45°의 입사각으로 입사할 때, 상기 홀로그래픽 광학 소자의 굴절률 차이는 0.03이고 상기 홀로그래픽 광학 소자의 두께가 15μm인, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서
    정보를 갖는 영상을 출력하는 영상 출력부를 더 포함하고, 상기 영상 출력부는 상기 광원을 포함하는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원과 상기 홀로그래픽 광학 소자 사이의 광 경로 상에 위치하는 영상 확대용 광학 부재를 더 포함하고, 상기 영상 확대용 광학 부재는 렌즈 또는 반사경을 포함하는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원과 상기 홀로그래픽 광학 소자 사이의 광 경로 상에 편광 필터를 더 포함하는, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 반사 부재는 곡면 거울인, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
  9. 삭제
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