KR102183387B1 - 차량용 영상 표시 장치 - Google Patents

차량용 영상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

차량용 영상 표시 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 차량용 영상 표시 장치는, 적어도 하나 이상의 광원을 포함하는 광출력부; 및 상기 광출력부로부터 방출되는 광의 진행 방향과 직교하면서 서로 수직인 제1 축 및 제2 축 방향으로 상기 광의 지향각을 조절하는 광학 부재를 포함하고, 상기 제1 축 방향의 지향각을 상기 제2 축 방향의 지향각과 같거나 상기 제2 축 방향의 지향각보다 크게 하여 허광원을 형성할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 광을 제어하는 광학 부재를 이용하여 광원으로부터 방출되는 광이 일정한 방향성을 갖도록 제어하고, 이러한 광이 공기 중의 입자들에 의해 산란되도록 하여 허광원을 형성함으로써 악천후에도 차량의 사고 발생을 효과적으로 알릴 수 있다.

Description

차량용 영상 표시 장치{IMAGE DISPLAY DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 영상 표시 장치에 관한 것이다.
주행 중 차량에 이상이 발생하여 도로 갓길에 고장 수리를 위해 정차할 경우, 당해 차량으로부터 상당 거리 이격된 후방에 삼각대(고장 표지판)를 설치하여 후방 차량에게 전방에 사고 차량이 있음을 알려 예기치 못한 추돌 사고를 방지하도록 하고 있다.
도 1은 종래의 차량용 삼각대를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량의 고장 시 혹은 사고 시에 후방의 차량 운전자에게 그 상황을 알리는 차량용 삼각대(10)는 많은 운전자들이 차량 내에 별도로 구비하고 있지 않거나, 구비하고 있다 하더라도 그 본래의 결점으로 인해서 활용도가 낮은 편이다. 최근에는 발광 다이오드(20)를 장착하여 시인성을 개선한 차량용 삼각대(10)가 등장하였으나 이 또한 150m ~ 200m 정도 후방으로 걸어가서 설치해야 하는 번거로움이 있으며, 특히 악천후에는 차량용 삼각대(10)의 시인성이 크게 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 실시예가 해결하고자 하는 과제는, 광을 제어하는 광학 부재를 이용하여 광원으로부터 방출되는 광이 일정한 방향성을 갖도록 제어하고, 이러한 광이 공기 중의 입자들에 의해 산란되도록 하여 허광원을 형성함으로써 악천후에도 차량의 사고 발생을 효과적으로 알릴 수 있는 차량용 영상 표시 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 차량용 영상 표시 장치는, 적어도 하나 이상의 광원을 포함하는 광출력부; 및 상기 광출력부로부터 방출되는 광의 진행 방향과 직교하면서 서로 수직인 제1 축 및 제2 축 방향으로 상기 광의 지향각을 조절하는 광학 부재를 포함하고, 상기 제1 축 방향의 지향각을 상기 제2 축 방향의 지향각과 같거나 상기 제2 축 방향의 지향각보다 크게 하여 허광원을 형성할 수 있다.
상기 광출력부는 발광 다이오드 또는 레이저 다이오드 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 광학 부재는 렌즈, 광확산판, 다공 광섬유 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 렌즈의 굴절률은 1.2 내지 2일 수 있다.
상기 광확산판은 형성하고자 하는 상기 허광원의 형상을 역푸리에 변환하여 얻어진 패턴을 가질 수 있다.
상기 광확산판의 굴절률은 1.2 내지 2.6일 수 있다.
상기 제1 축 방향의 지향각은 120도 이하일 수 있다.
상기 제1 축 방향의 지향각은 상기 제2 축 방향의 지향각의 100배 이하일 수 있다.
상기 허광원은 상기 광출력부보다 10배 이상 클 수 있다.
상기 허광원은 홀로그래피 영상을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 광을 제어하는 광학 부재를 이용하여 광원으로부터 방출되는 광이 일정한 방향성을 갖도록 제어하고, 이러한 광이 공기 중의 입자들에 의해 산란되도록 하여 허광원을 형성함으로써 악천후에도 차량의 사고 발생을 효과적으로 알릴 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 삼각대를 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량용 영상 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 차량용 영상 표시 장치에 적용되는 렌즈를 도시한 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량용 영상 표시 장치에 적용되는 광확산판을 도시한 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 광확산판에 형성된 패턴을 도시한 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 광확산판에 형성된 패턴을 도시한 평면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 차량용 영상 표시 장치에 적용되는 다공 광섬유를 도시한 사시도이다.
도 8은 일 구현예에 따른 차량용 영상 표시 장치를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 실시예들을 가질 수 있는바 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태로 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변형예들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용한 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어는 관련 기술의 문맥상 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 반면에 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니며, 단수 표현은 문맥상 명백하게 다른 의미가 아니라면 복수 표현을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 특히, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하려는 것은 아니다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하되, 본 발명의 요지와 무관한 공지의 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다. 한편, 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였음에 유의하여야 한다.
도 2는 일 실시예에 따른 차량용 영상 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 차량용 영상 표시 장치는 적어도 하나 이상의 광원을 포함하는 광출력부(100), 및 광출력부(100)로부터 방출되는 광의 진행 방향(z축 방향)과 직교하면서 서로 수직인 제1 축(x축) 및 제2 축(y축) 방향으로 상기 광의 지향각을 조절하는 광학 부재(200)를 포함할 수 있으며, 제1 축 방향의 지향각(θx)을 제2 축 방향의 지향각(θy)과 같거나 그보다 크게 하여 허광원(300)을 형성할 수 있다.
여기서, 광출력부(100)는 화합물 반도체의 P-N 접합구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)들의 재결합에 의해 빛을 발산하는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 또는 순방향 반도체 접합을 능동 매질로 사용하여 레이저를 발생시키는 레이저 다이오드(Laser Diode; LD) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 단일 광원으로 구성되거나 복수의 광원이 다양한 형태로 배열된 광원 어레이(Array)로 구성될 수 있다. 또한, 광학 부재(200)는 렌즈, 광확산판, 다공 광섬유 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이들에 관하여는 후술하기로 한다.
특히, 허광원(300)을 선명하게 형성하기 위해 제1 축 방향의 지향각(θx)을 120도 이하로 조절하되, 제1 축 방향의 지향각(θx)이 제2 축 방향의 지향각(θy)의 100배 이하가 되도록 조절할 수 있다. 한편, 허광원(300)은 광출력부(100)보다 10배 이상 크게 형성될 수 있으며, 광출력부(100) 및 광학 부재(200)의 구성에 따라 홀로그래피(Holography) 영상을 포함할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 차량용 영상 표시 장치에 적용되는 렌즈를 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 렌즈(210)를 이용하여 광출력부(100)로부터 방출되는 광의 진행 방향(z축 방향)과 직교하면서 서로 수직인 제1 축(x축) 및 제2 축(y축) 방향으로 상기 광의 지향각을 조절하여 상기 광이 공기 중의 먼지나 수증기 등의 입자에 산란되도록 함으로써 허광원(300)을 형성할 수 있다. 한편, 렌즈(210)는 광출력부(100)가 실장되는 영역을 구비할 수 있고('a' 참조), 비구면 형태를 가질 수 있으며('b' 참조), 하부의 폭보다 상부의 폭이 더 넓을 수 있다('c' 참조).
여기서, 렌즈(210)는 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA), 폴리스티렌(Polystyrene; PS) 또는 이외에 다른 폴리머(Polymer) 재질로 구성되거나 실리콘 또는 유리 재질로 구성될 수 있으며, 1.2 내지 2의 굴절률을 가질 수 있다. 또한, 렌즈(210)의 표면이 경면(일반적인 광학면)인 경우에 렌즈(210)의 반경(R1)을 높이(H1)로 나눈 값은 0.1 내지 10일 수 있으나, 렌즈(210)의 표면이 경면이 아닌 경우에는 렌즈(210)의 반경(R1)을 높이(H1)로 나눈 값이 0.01 이상일 수 있다.
한편, 광출력부(100)가 발광 다이오드(LED)로 구성된 경우에는 렌즈(210)의 크기를 광출력부(100)보다 2.5배 이상 크게 할 수 있으며, 광출력부(100)가 레이저 다이오드(LD)로 구성된 경우에는 렌즈(210)의 크기를 광출력부(100)보다 1.2배 이상 크게 할 수 있다. 또한, 광출력부(100)가 단일 광원으로 구성된 경우에 렌즈(210)의 반경(R1)은 0.1mm 내지 1000mm일 수 있으나, 광출력부(100)가 광원 어레이로 구성된 경우에는 렌즈(210)의 반경(R1)이 그 이상이 될 수도 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 차량용 영상 표시 장치에 적용되는 광확산판을 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 광확산판(220)을 이용하여 레이저 다이오드(LD)와 같은 결맞음 광원으로 구성된 광출력부(100)로부터 방출되는 광의 지향각을 조절하여 입체적인 허광원(300)을 형성할 수 있다. 이와 같이 레이저 광원과 광확산판(220)으로 차량용 영상 표시 장치를 구성하는 경우, 상기 광의 회절 특성을 이용하여 홀로그래피와 같이 원하는 위치에만 허광원(300)을 형성할 수 있는 장점이 있다. 한편, 광확산판(220)은 평면('a' 참조) 또는 곡면('b' 참조) 형태를 가질 수 있다.
여기서, 광확산판(220)은 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 또는 이외에 다른 폴리머 재질로 구성되거나 실리콘 또는 유리 재질로 구성될 수 있으며, 1.2 내지 2.6의 굴절률을 가질 수 있다. 또한, 광확산판(220)의 면적은 광출력부(100)로부터 방출되는 광의 진행 방향(z축 방향)으로의 상기 광의 세기 분포의 반치폭(Full Width at Half Maximum; FWHM)을 제곱한 값보다 1.5배 이상 크게 할 수 있으며, 광확산판(220)의 곡률 반경(R2)을 높이(H2)로 나눈 값은 0.01 이상일 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 광확산판에 형성된 패턴을 도시한 단면도이고, 도 6은 일 실시예에 따른 광확산판에 형성된 패턴을 도시한 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 광확산판(220)은 형성하고자 하는 허광원의 형상을 역푸리에 변환하여 얻어진 패턴을 가질 수 있으며, 이러한 패턴은 프리즘 형상('a' 참조), 격자 형상('b' 참조), 반구형('c' 참조), 비정형('d' 참조) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
여기서, 패턴의 폭(W)의 평균값은 광원으로부터 방출되는 광의 파장에 0.1을 곱한 값보다 커야 하며, 이때 다중 파장 광원을 사용하는 경우에는 가장 짧은 파장을 기준으로 한다. 또한, 패턴 사이의 거리(D)가 패턴의 높이(H3)의 0.1배 내지 1000배가 되도록 패턴을 형성할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 차량용 영상 표시 장치에 적용되는 다공 광섬유를 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 7을 참조하면, 다공 광섬유(230)를 이용하여 광출력부(100)로부터 방출되는 광의 진행 방향(z축 방향)과 직교하면서 서로 수직인 제1 축(x축) 및 제2 축(y축) 방향으로 상기 광의 지향각을 조절하여 허광원(300)을 형성할 수 있다. 이때 단일의 다공 광섬유(230)를 이용하거나('a' 참조), 다공 광섬유(230)와 일반 광섬유(250)를 연결 부재(240)로 결합하여 이용할 수 있다('b' 참조).
도 8은 일 구현예에 따른 차량용 영상 표시 장치를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 광원으로부터 방출되는 광의 진행 방향과 직교하면서 서로 수직인 제1 축 및 제2 축 방향으로 상기 광의 지향각을 조절하여 허광원(300)을 형성하는 차량용 영상 표시 장치(I)는 차량(V)의 후방에 장착될 수 있으며, 이를 이용하면 악천후에도 차량의 사고 발생을 효과적으로 알릴 수 있다. 한편, 본 도면에는 허광원(300)이 삼각형 형태로 도시되어 있으나 이는 예시에 불과하며, 허광원(300)의 형태는 다양하게 변형될 수 있다.
이상에서 설명한 일 실시예에 따른 차량용 영상 표시 장치에 의하면, 광을 제어하는 광학 부재를 이용하여 광원으로부터 방출되는 광이 일정한 방향성을 갖도록 제어하고, 이러한 광이 공기 중의 입자들에 의해 산란되도록 하여 허광원을 형성함으로써 악천후에도 차량의 사고 발생을 효과적으로 알릴 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 기술 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변경이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 광출력부
200 : 광학 부재
210 : 렌즈
220 : 광확산판
230 : 다공 광섬유
240 : 연결 부재
250 : 일반 광섬유
300 : 허광원

Claims (10)

  1. 적어도 하나 이상의 광원을 포함하는 광출력부; 및
    상기 광출력부로부터 방출되는 광의 진행 방향과 직교하면서 서로 수직인 제1 축 및 제2 축 방향으로 상기 광의 지향각을 조절하는 광학 부재를 포함하고,
    상기 제1 축 방향의 지향각을 상기 제2 축 방향의 지향각과 같거나 상기 제2 축 방향의 지향각보다 크게 하여 허광원을 형성하고,
    상기 광학 부재는 렌즈, 광확산판, 다공 광섬유 중 어느 하나 이상을 포함하고,
    상기 광확산판은 형성하고자 하는 상기 허광원의 형상을 역푸리에 변환하여 얻어진 패턴을 갖는
    차량용 영상 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 축 방향의 지향각은 상기 제2 축 방향의 지향각의 100배 이하인
    차량용 영상 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 다공 광섬유는 단일의 다공 광섬유이거나 일반 광섬유와 결합된 다공 광섬유인
    차량용 영상 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 패턴은 프리즘 형상, 격자 형상, 반구형, 비정형 및 이들의 조합 중 어느 하나인
    차량용 영상 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 허광원은 상기 광출력부보다 10배 이상 큰
    차량용 영상 표시 장치.
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KR100822690B1 (ko) 2000-11-09 2008-04-17 아스트론 그룹 테크놀로지스 에스 에이 차량에 적합한 시각적 신호발생 장치

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