KR20100126402A - 헤드업 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헤드업 디스플레이 장치를 포함하는 라미네이트된 윈드실드에 관한 것으로서, 열성형 가능한 물질의 삽입부(3) 또는 이러한 삽입부를 포함하는 다층 편부를 통해 서로 연결되는, 무기 유리 또는 폴리카보네이트(PC) 타입의 내충격성 유기 물질의 2개의 투명 시트의 조립체를 포함하고, 상기 윈드실드는 자외선 또는 IR 영역의 여기 입사 광파에 반응하여 가시 영역의 광 방사선을 재방출하도록 선택된 적어도 하나의 발광단 물질의 적어도 하나의 층을 포함하고, 상기 층은 상기 윈드실드의 에지 중 적어도 하나에 배치되는 불투명 물질의 층의 영역에서 운전자의 시야의 각도로 윈드실드상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 이러한 라미네이트된 윈드실드상에 영상을 디스플레이하기 위한 장치에 관한 것이다.

Description

헤드업 디스플레이 장치{HEAD-UP DISPLAY DEVICE}

본 발명은 윈드실드(windshield) 타입의 적어도 부분적으로 투명한 지지체상에 투사되는 디스플레이 시스템의 분야에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 본 기술분야에서 HUD 또는 헤드업 디스플레이 시스템으로 불리는 시스템의 분야에 관한 것이다. 이러한 시스템은 특히 항공기 조종석, 기차 및 최근에는 개인용 차량(자동차, 트럭 등)에 사용된다.

이러한 시스템에서, 창유리(glazing)는 대부분 단순하게 2개의 유리 시트를 포함하는, 일반적으로 샌드위치 구조로 구성된다. 유리 시트들은 흔히 폴리비닐부티랄(PVB)을 함유하거나 이것으로 이루어진 열성형 가능한 삽입 편부(insert leaf)를 통해 접합된다.

창유리상에 투사된 정보를 디스플레이하고, 운전자 또는 관찰자 쪽으로 반사시키는 헤드업 디스플레이 시스템은 이미 알려져 있다. 이러한 시스템은 특히 차량의 전방 시야로부터 눈길을 돌리지 않아도 차량의 운전자에게 관련 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 장치가 제공하는 편리함(amenity) 외에도 이러한 장치는 안전성을 추가로 부여한다. 그때, 운전자는 윈드실드 뒤 소정의 거리에 위치하는 허상을 본다.

지금까지 기술된 가장 통상적인 방식에서는, 라미네이트된 구조를 갖는, 즉 2개의 유리 시트 및 플라스틱 재질의 삽입부로 형성되는 윈드실드상에 정보를 투사함으로써 윈드실드상에서 보조 영상(supplementary image)을 얻는다. 그러나 운전자는 그때 2중 영상, 즉 승객 칸의 내부 쪽으로 향한 윈드실드의 표면에 의해 반사된 제1 영상 및 윈드실드의 외부 표면상의 반사에 의한 제2 영상을 보는데, 이러한 2개의 영상은 서로에 대해 약간 오프셋된다. 이러한 오프셋은 정보를 보는 것을 어렵게 할 수도 있다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 2개의 유리 시트 및 폴리비닐부티랄(PVB) 삽입부로 형성되는 라미네이트된 윈드실드를 사용하는 헤드업 시스템을 기술하는 미국특허 5,013,134가 제공한 해결책을 언급할 수도 있는데, 라미네이트된 윈드실드의 2개의 외부 면은 평행이 아니라 웨지(wedge) 형태이므로, 디스플레이 공급원에 의해 투사되고, 승객 칸 쪽으로 향한 윈드실드의 면에 의해 반사되는 영상은 바깥을 향한 윈드실드의 면에 의해 반사되는, 동일한 공급원으로부터 발생하는 동일한 영상에 사실상 겹친다. 이러한 웨지 형상 창유리를 제조하기 위하여, 창유리의 상부 에지로부터 하부 에지까지 두께가 감소하는 삽입 편부를 사용한다. 그러나 이러한 해결책은 2중 영상의 제거 면에서는 만족스럽지만, 그럼에도 불구하고 약점이 있다. 웨지 형상 PVB의 각도는 특정 형태로 완전하게 조정되어야 한다. PVB의 프로파일은 매우 규칙적이고 두께 변화가 없는 것이 또한 중요한데, 이는 PVB의 프로파일과 두께의 변화는 조립 동안 윈드실드에 전해지고, 국부적인 각도 변화를 야기하기 때문이다. 따라서, PVB 두께의 경미한 결함은 윈드실드상에 재현되는 영상의 회복할 수 없는 광학 품질의 손실을 초래한다. 또한, 이러한 HUD 장치를 통해 얻은 영상은 입사 빔의 반사를 통해 윈드실드상에서 얻은 허상이고, 이로 인해 차량의 운전자만 볼 수 있다.

Ohio 소재 PPG Industries의 미국특허 6,979,499 B2에 이미 기술된 또 다른 해결책은 여기(excitation)에 반응하여 가시광 영역의 광 방사선을 방출할 수 있는 발광단(luminophore)에, 적합한 파장의 입사 빔을 송신하는 것으로 구성된다. 이러한 방식에서, 실상이고 더 이상 허상이 아닌 영상이 윈드실드상에 바로 형성된다. 그러므로 이 영상은 차량의 모든 승객이 볼 수 있다. 미국특허 6,979,499 B2는 특히 폴리비닐부티랄(PVB) 타입의 삽입부를 구비한 라미네이트된 창유리를 기술하는데, 라미네이트된 창유리의 2개의 외부 면은 평행이고, 라미네이트된 창유리에는 추가적인 발광단층이 포함된다. 이러한 발광단은 입사 여기 방사선의 파장의 함수로서 선택된다. 이러한 파장은 자외선 영역(다운 컨버전(down conversion)) 또는 IR(업 컨버전(up conversion))에 존재할 수도 있다. 이러한 입사 방사선하에서 발광단은 가시 영역의 방사선을 재방출한다. 이 문헌에 따르면, 이러한 구성은 임의의 영상을 윈드실드 또는 창유리상에 바로 재현할 수 있다. 이 내용에 따르면, 발광단 물질은 라미네이트된 창유리(PVB 또는 유리)를 구성하는 편부(leaf) 중 하나의 모든 주요 표면상에 복수의 타입의 발광단을 함유하는 연속층의 형태로 침착된다. 원하는 영상은 발광단층의 설정된 구역의 선택적인 여기를 통해 얻는다. 영상의 국부화와 형태는 외부 수단에 의해 제어 및 조절되는 여기 공급원을 통해 얻는다.

이러한 시스템의 현실적인 어려움이 실제로 눈에 띄는데, 시스템이 이상적으로 기능하기 위해서는 시스템을 구현하기 위한 값비싸고 정교한 수단을 요구한다:

- 한편으로는, 창유리상에 영상을 생성 및 재현하기 위하여, 창유리 표면의 대부분에 걸쳐 발광단층을 포함하는 창유리를 얻는 것이 필요하고, 발광단의 농도와 위치조정은 신중하게 선택해야 하고, 주의 깊게 검사해야 하고,

- 다른 한편으로는, 윈드실드상의 상기 영상의 정확한 위치조정과 원하는 형태를 위하여, 여기 방사선을 동시에 발생, 조절 및 지향시킬 수 있는 복잡한 장치를 사용한다.

또한, 미국특허 6,979,499 B2에 기술한 시스템은 전체 크기 및 차량 계기판에서의 위치조정의 문제가 있다.

더욱이, 윈드실드상에 발광단을 포함하는 이러한 HUD 장치는 특히 반사를 이용하는 통상의 HUD 시스템과 비교하여 낮은 휘도를 특징으로 하는데, 윈드실드에서 발광단의 농도는 운전자 시야의 용납할 수 없는 악화를 야기하지 않기 위하여 충분한 광 투과성 및 충분히 낮은 퍼지성(fuzziness)의 유지에 의해 제한되기 때문이다.

특히, 이러한 장치의 광도는 외부 광도가 높은 경우, 일반적으로 주간 시야에서 여전히 불충분한 것처럼 보인다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 물론 UV 레이저 타입의 집중된 광을 발생시키는 여기 공급원을 사용할 수 있지만, 이러한 공급원은 위험하다는 문제가 있고, 차량 외부뿐만 아니라 내부에서 제한되는 문제가 있다.

본 발명은 이전에 언급한 모든 문제에 응답하는 최소 비용의 헤드업 디스플레이(HUD) 장치의 제공을 제안한다.

더욱 정확하게는, 본 발명은 헤드업 디스플레이 장치를 포함하는 라미네이트된 윈드실드에 관한 것으로서, 열성형 가능한 물질의 삽입부 또는 이러한 삽입부를 포함하는 다층 편부를 통해 서로 연결되는, 무기 유리 또는 폴리카보네이트 PC 타입의 내충격성 유기 물질의 2개의 투명 시트의 조립체를

- 제1 외부 시트로서, 한 면은 차량의 외부 쪽으로 향하고, 다른 한 면은 삽입부 또는 다층 편부와 접촉하고, 상기 다른 한 면에는 흐릿한 불투명성 물질, 바람직하게는 흑색 물질의 층이 상기 다른 한 면의 에지 중 적어도 하나에 추가로 코팅된, 제1 외부 시트,

- 제2 내부 시트로서, 한 면은 삽입부 또는 다층 편부와 접촉하고, 다른 한 면은 차량의 내부 쪽으로 향하는, 제2 내부 시트

의 순서로 포함하고,

상기 윈드실드는,

- 자외선 또는 IR 영역의 여기 입사 광파에 반응하여 가시 영역의 광 방사선을 재방출하도록 선택된 적어도 하나의 발광단의 적어도 하나의 층을 포함하고, 상기 층은 불투명 물질의 층의 영역에서 운전자의 시야의 각도로 윈드실드상에 위치하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 윈드실드는,

- 자외선 또는 IR 영역의 여기 입사 광파에 반응하여 가시 영역의 광 방사선을 재방출하도록 선택된 적어도 하나의 발광단 물질의, 픽토그램의 형태로 침착된 적어도 하나의 층을 포함하고,

- 상기 픽토그램은 불투명 물질의 층의 영역에서 운전자의 시야의 각도로 윈드실드상에 위치하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 발광단층은 차량의 승객 칸 쪽으로 향한 삽입부 또는 열가소성 편부의 면상에 배치되고, 상기 삽입부를 구성하는 열성형 가능한 물질은 PVB, 가소화된 PVC, 폴리우레탄(PU), 또는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)의 군으로부터 선택될 수 있다.

예를 들어, 투명 시트들은 PVB 삽입부를 포함하는 다층 편부, 예를 들어 PVB/PET/PVB 연속층을 포함하는 편부를 통해 서로 연결되고, PET는 폴리에틸렌 테레프탈레이트이다.

가능한 실시양태에 따르면, 조립체에서 발광단층(10)의 앞, 예를 들어 내부 유리 시트의 면 중 하나에 배치되고, 여기 방사선을 반사시키지 않는 물질의 층을 사용할 수도 있다.

대안으로 또는 상호 보완적인 방식에서, 가시광을 반사시키는 물질의 층은 조립체에서 발광단층의 앞, 예를 들어 내부 유리 시트의 내부 면상에 배치될 수도 있다.

본 발명은 또한 라미네이트된 윈드실드상에 영상을 디스플레이하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상술한 윈드실드 및 UV 또는 IR 영역의 방사선을 발생시키는 공급원을 포함하고, 방사선 빔은 픽토그램 또는 픽토그램들을 구비한 창유리의 존 또는 존들 쪽으로 향한다.

이러한 디스플레이 장치에서, UV 방사선을 발생시키는 통상의 공급원은 전계발광 다이오드 타입, LED, UV 레이저 공급원, 예를 들어 고체 레이저 타입, 반도체 다이오드 레이저, 기체 레이저, 염료 레이저, 또는 엑시머 레이저로부터 선택될 수도 있다.

예를 들어, UV 방사선을 발생시키는 공급원은 LED 그리드로 구성된다.

공급원은 유리하게는 입사 UV 방사선을 발광단층 또는 픽토그램상에 집중시키도록 구성 및 배치된 렌즈를 포함할 수도 있다.

가능한 실시양태에 따르면, 전계발광 다이오드는 윈드실드상에 픽토그램을 디스플레이하는 것을 전용으로 한다.

또 다른 실시양태에 따르면, 적어도 2개의 전계발광 다이오드는 윈드실드상에 픽토그램을 디스플레이하는 것을 전용으로 한다.

유리한 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 적어도 2개의 형태, 즉 픽토그램의 휘도가 통상적으로 대략 30 내지 대략 100 Cd/㎡에 있도록 공급원의 전력이 조절되는 야간 시야를 위한 형태 및 픽토그램의 휘도가 통상적으로 대략 200 내지 대략 2000 Cd/㎡에 있도록 공급원의 전력이 조절되는 주간 시야를 위한 형태에 따라 발생 공급원의 전력을 조절하기 위한 수단을 포함할 수도 있다.

본 발명 및 본 발명의 장점은 첨부한 도면들에 관한 이하의 제한적이지 않은 실시양태를 판독하면 더욱 이해하게 될 것이다.

도 1은 픽토그램을 헤드업 디스플레이할 수 있도록 본 발명에 따라 설비된 윈드실드의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 윈드실드의 연속적인 편부의 상세한 세부 사항을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 윈드실드의 입면 정면도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 윈드실드의 또 다른 실시양태의 입면 정면도를 도시한다.

도 1은 본 발명에 따른 윈드실드 및 장치를 개략적으로 도시한다.

윈드실드(1)는 2개의 유리 시트(2 및 9)로 구성한다. PVB(폴리비닐부티랄), 가소화된 PVC, PU 또는 EVA와 같은 플라스틱으로 제조되는 삽입 편부 또는 예를 들어 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)를 포함하고, 연속하는 층들이 예를 들어 PVB/PET/PVB인 다층 열가소성 편부가 2개의 시트 사이에 제공된다.

블랙 코팅(6)은 라미네이팅하기 전, 즉 다양한 편부를 조립하기 전에 제1 유리 시트(9)의 내부 면의 적어도 하나의 에지상에 침착된다.

블랙 코팅은, 통상적으로 현재 창유리상에 이미 존재하고, 예를 들어 장식 기능 또는 특히 광으로부터 보호하는 기능을 갖는 코팅, 가열 시스템의 수집 스트립(collecting strip)의 마스킹에 사용되는 접착제층이다. 기능이 무엇이든, 블랙 코팅은 일반적으로 윈드실드의 모든 주변 부분에 걸쳐 명백하다. 이러한 블랙 코팅은, 일반적으로 우수한 내열성과 기계적 강도가 알려져 있고, 유리에 대한 높은 접착력을 보유하는 에나멜로 구성한다. 블랙 코팅의 조성물은 일반적으로 고온에서 유리화될 수 있는 유리 프릿(glass frit)을 함유하므로, 에나멜을 유리 기재에 친밀하게 접착시킨다.

층(10)은 블랙 에나멜층(6)의 영역에서 침착되고, 외부 여기 공급원(4)에 반응하도록 구성된 적어도 하나의 발광단을 포함한다. "블랙 에나멜층의 영역에서"는 본원의 문맥 내에서 발광단층(10)이 차량 운전자의 눈(5)의 시야 필드를 참조하는 경우 블랙 에나멜층상에 겹친다는 점을 의미하는 것으로 이해된다. 또한, 발광단층은 예를 들어 픽토그램 타입의 지령, 정보 또는 임박한 위험을 표시하는 고유한 도식적인 기호를 도출하도록 침착된다. 따라서, 종래기술과는 다르게, 윈드실드상에 나타나는 신호는 윈드실드 자체에 미리 인쇄된다. 이러한 형태는 물론 최소의 비용으로 쉽게 제조된다는 장점이 있고, 이전의 실시양태와는 다르게 창유리의 아주 적은 부분만이 발광단층을 구비해야 한다. 픽토그램의 재현을 위한 발광단층은 임의의 알려진 침착 기법, 예를 들어 스크린 인쇄 기법, 잉크제트 타입의 기법 또는 오프셋, 플렉소그래픽 또는 사진제판 타입의 기법을 통해 비-제한적인 방식으로 본 발명에 따라 침착될 수도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 윈드실드의 단면에서 연속적인 편부의 상세한 세부 사항을 도시한다. 따라서, 연속적인 층, 즉 외부 유리 시트(9)/블랙 에나멜(6)/플라스틱 삽입부(3)/발광단층(인쇄된 픽토그램)(10)/내부 유리 시트(2)를 보게 될 것이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 픽토그램의 형태인 발광단층(10)은 플라스틱 삽입 편부의 가장 중심 면상에 침착된다. 그러나 유리 시트(2)의 내부 면 또는 바람직하게는 유리 시트(2)의 외부 면상에서 침착이 이루어져도 본 발명의 범위를 벗어나지는 않을 것이다. 본원에서 사용하는 용어인 내부 및 외부는 차량의 승객 칸(20)(도 1 참조)을 참조하여 사용한다. 일반적으로, 플라스틱 삽입 편부는 입사 UV 방사선을 많이 흡수하는 특성이 있다. 그러나 UV를 흡수하지 않는 플라스틱 삽입 시트를 사용하는 경우 또는 입사 IR 방사선을 이용하는 경우(업 컨버전), 발광단층이 PVB의 외부 면상에 또는 블랙 백그라운(6)상에 바로 침착되더라도 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다.

가능한 실시양태에 따르면, 예를 들어 발광단층(10)은 유리 시트(2)의 한 면 또는 다른 면상의, 예를 들어 MARABU GL 914^® 하에 MARABU 회사가 시판하는 타입의 투명 보호 에폭시 바니쉬 내에 침착될 수도 있다. 또 다른 실시양태에 따르면, 발광단층을 구비한 투명 플라스틱 편부의 형태로 윈드실드를 장착한 후 윈드실드에 발광단층을 부가할 수도 있다.

발광단층이 PVB (또는 다른) 열가소성 시트상에 침착되는 경우, 스크린 인쇄 기법, 잉크제트 타입의 기법 또는 오프셋, 플렉소그래픽 또는 사진제판 타입의 기법을 특히 열성형된 편부의 두께의 함수로서 이용할 수도 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 전자기 방사선의 공급원(4)은 적합한 파장, 바람직하게는 자외선 영역을 배제하지 않은 파장의 입사 방사선(7)을 전달하는 데 사용한다. 발광단은 입사 방사선에 대하여 높은 흡수 계수를 나타내도록 선택된다. 이어서 발광단은 또한 가시 영역의 방사선, 즉 400㎚ 내지 800㎚ 영역에 있는 방사선을 바람직하게는 높은 수율로 재방출하도록 선택된다. 이어서 발광단으로부터 발생하는 가시 방사선은 운전자의 눈(5)을 통해 바로 볼 수 있는데, 이러한 방식으로 운전자는 길에서 눈을 떼지 않아도 윈드실드상에 미리 인쇄된 픽토그램을 볼 수 있다. 이러한 방식으로, 영상은 라미네이트된 윈드실드의 구조를 눈에 띄게 조정할 필요없이 라미네이트된 윈드실드상에 바로 실현될 수도 있고, 이는 본 발명에 따른 HUD 시스템을 경제적으로 제조할 수 있게 한다.

본 발명에 따라 사용한 발광단은 발광 용품에 통상적으로 사용하는 발광단이고, 물론 사용하는 여기 공급원에 따라 선택된다. 기존의 모든 발광단을 본 발명에 따라 사용할 수도 있다. 실제로 그리고 더욱 일반적인 방식으로, 삽입 물질에 분산되는 경향을 나타내지 않는 발광단이 본 발명에 따라 선택될 것이다. 이러한 분산은 시간이 지나면 인쇄된 영상의 흐려짐(fogging)을 야기하고, 픽토그램은 특히 더 높은 온도에서 흐릿해진다. 예를 들어, 특히 층(10)이 열성형 가능한 물질로 제조된 삽입부(3)(또는 편부(3)가 연속적인 복수의 열성형 가능한 층으로 구성되는 경우에는 편부들 중 하나의 한 면)상에 침착되는 경우에는 발광단이 플라스틱 물질 쪽으로 이동하는 것을 방지하기 위하여 무기 발광단이 바람직할 수도 있다.

예를 들어, 사용할 수도 있는 발광단은 UV 여기(다운 컨버전) 또는 별법으로 IR 영역의 여기(업 컨버전)에 반응하기 위한 임의의 알려진 타입의 발광단일 수도 있다. 이러한 물질은 예를 들어 무기 발광단, 예를 들어 흔히 금속성인 산화물, 할로겐화물, 칼코겐화물, 규산염, 인산염, 붕산염 및 알루미늄산염의 군으로부터 선택될 수도 있다. 더욱 흔하게는, 형광을 얻기 위하여, 이러한 물질은 희토류 원소의 군, 예를 들어 Eu, Ce, Er, Pr, Tb, Tm, Dy 군 또는 전이 금속의 군, 예를 들어 Mn, Cr, Ti, Ag, Cu 및 Zn 군으로부터 선택되는 원소로 도핑된 매트릭스를 구성한다. 이러한 생성물은 예를 들어 형광등의 분야에 이미 잘 알려져 있다. 이러한 발광단은 비교적 저렴하다는 또 다른 장점이 있고, 100%에 근접하거나 심지어 100%에 도달할 수도 있는 수율을 제공한다.

본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 레이저 염료 타입의 발광단뿐만 아니라 유기 중합체도 본 발명에 따라 사용할 수도 있다. 본 발명에 따르면, 현재 본 기술분야에서 양자점(quantum dot)으로 불리는, Ⅱ-Ⅵ 또는 Ⅲ-Ⅴ 타입의 나노미터 크기 반도체의 군으로부터 발광단을 또한 선택할 수 있다.

유기금속 분자도 본 발명에 따른 발광단으로서 사용할 수도 있다. 이러한 분자는 유기 기에 의해 둘러싸이고 유기 기에 의해 결합되는, 적어도 하나의 금속 원자 또는 희토류 원소 원자로 이루어진 형광 중심부로 구성된다.

사용된 공급원은 예를 들어 LED 타입의 공급원과 같은 예를 들어 통상적인 UV 공급원이지만, 이에 제한되지 않는다. 다른 실시양태에 따르면, UV 레이저 공급원, 예를 들어 고체 레이저, 반도체 다이오드 레이저, 기체 레이저, 염료 레이저 및 엑시머 레이저를 또한 사용할 수도 있지만, 이에 제한되지 않는다. 일반적인 방식으로, 임의의 알려진 UV 여기 공급원을 본 발명에 따라 사용할 수도 있다.

그러나 이러한 모든 공급원 중 LED가 바람직한데, 이는 LED의 저비용, 적은 크기 및 사용과 설치의 용이함 때문이다. 바람직하게는, 본 발명에 따르면, 입사 방사선을 발광단층 또는 픽토그램상에 집중시키기 위한 렌즈를 사용할 것이다. 본 발명의 유리한 실시양태에 따르면, 종래기술의 HUD 비전(vision) 디스플레이와는 다르게, 여기 공급원은 바람직하게는 여기 방사선을 조절 및 지향시키기 위한 복잡한 장치, 예컨대 DLP(디지털 광 처리 프로젝터) 타입의 역-투사 시스템을 사용하지 않는다. 특히, 본 발명에 따르면, 여기 공급원의 방출 스펙트럼을 수정할 필요없이 여기 공급원은 바람직하게는 픽토그램 쪽으로 바로 고정 및 지향된다. 특히, 본 발명에 따른 여기 공급원은 빔으로 이루어지거나 또는 차량의 계기판 또는 지붕에 배치되고 숨겨진 LED 그리드(grid)로 이루어질 수도 있다. LED는 디스플레이되는 픽토그램 또는 픽토그램들을 포함하는 윈드실드의 위치를 대면하도록 본 기술분야의 기법에 따라 배치된다.

또한, 블랙 에나멜층 영역에서 발광단층의 본 발명에 따른 위치조정은 또한 영상의 세기, 콘트라스트 및 선명도를 실질적으로 개선하는 장점이 있다. 특히 주간 시야에서, 재방출된 가시 방사선의 세기는 종래기술의 HUD 장치와는 다르게 윈드실드(8)에 강력하게 햇빛이 비치는 조건하에서도 운전자가 픽토그램을 완전하게 볼 수 있게 한다. 본 발명의 또 다른 장점에 따르면, 발광단이 침착되는 지점에서의 블러링(blurring) 증가 또는 광 투과의 감소를 걱정하지 않으면서 픽토그램을 구성하는 발광단의 농도가 크게 증가될 수도 있다.

또한, 본 발명은 특히 공급원이 집중된 UV(또는 IR) 빔을 전달하는 경우 사용된 공급원의 위험성 문제를 간단하고, 직접적이고, 경제적으로 또한 해결할 수 있음을 알아야 한다. 따라서, 블랙 코팅층(6)은 본 발명에 따라 입사 방사선(7)의 전파 방향에서 반드시 발광단층(10) 뒤에 배치된다. 이러한 방식으로, 발광단층은 유리하게 UV를 흡수하는 층을 형성하고, 발광단층의 구성으로 인해 차량의 승객 칸 내부 또는 외부로의 입사 방사선의 임의의 위험한 누출을 방지할 수 있게 한다. 분명하게, 입사 방사선을 흡수하는 다른 보조층이 입사 방사선(7)의 전파 방향에서 발광단층(10)에 제공되었다면 본 발명의 범위를 벗어나지 않을 것이다. 마지막으로, 블랙 코팅층(6)은 외부 방사선(8)(UV, 가시광)에 대하여 발광단의 임의의 열화를 방지할 수 있게 하고, 이러한 방식으로 차량의 수명과 일치하는 본 발명에 따른 HUD 시스템의 수명을 보장한다.

또한, 발광단층 바로 뒤의 블랙 백그라운드(6)의 존재로 인해 외부에서는 디스플레이를 볼 수 없다.

또 다른 변형에 따르면, 특히 미리 인쇄된 픽토그램의 콘트라스트를 개선할 목적으로, 사용된 여기 방사선에 대하여 반사방지성인 것으로 알려진 물질의 층을 발광단층(10)의 앞, 예를 들어 유리 시트(2)의 면 중 하나에 추가하는 것도 본 발명에 따라 또한 가능하다. 이전 실시양태에 상호 보완적일 수도 있는 변형에 따르면, 발광 또는 심지어 콘트라스트를 증가시키기 위하여, 라미네이트된 윈드실드에서 발광단층과 블랙 백그라운드 사이, 예를 들어 시트(2)의 내부 면상에 바람직하게는 발광단층 바로 뒤에 배치되는 가시광을 반사하는 층을 윈드실드가 구비할 수도 있다.

본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 레이저 타입의 집중 광원은 여기 공급원이 적외선 영역, 즉 업 컨버전 영역의 방사선을 방출하는 경우 사용될 수도 있다.

물론, 본 발명에 따르면, 층(10)에 발광단의 혼합물, 예를 들어 적색을 방출하는 발광단, 청색을 방출하는 발광단 및 녹색을 방출하는 발광단을 사용할 수 있는데, 이러한 발광단 각각은 상이하고/거나 구별할 수도 있는 흡수 대역을 갖고, 입사 방사선 또는 방사선들에 의한 여기를 가능하게 한다. 다색의 미리 인쇄된 픽토그램을 형성하기 위하여, 층(10) 내에 다양한 발광단이 예를 들어 삽입부(3)와 시트(2)상에 정확하게 침착된다.

가능한 대안 실시양태에 따르면, 백색까지 확장될 수도 있는 원하는 색을 얻도록 다양한 타입의 발광단이 발광단층 내에 혼합된다.

또 다른 실시양태에 따르면, 동일한 픽토그램상에서 한 타입의 발광단을 선택적으로 여기시키도록 일부 LED가 선택, 배치 및 지향될 수도 있고, 또 다른 타입의 발광단을 선택적으로 여기시키도록 다른 일부 LED가 선택, 배치 및 지향될 수도 있다. 대안으로, 픽토그램을 구성하는 모든 발광단을 여기시키기 위하여 단일 타입의 LED를 사용할 수도 있다.

도 3은 본 발명에 따른 윈드실드의 정면 입면도를 도시한다. 윈드실드(1)상에는 유럽 표준 ECE 43, 부록 18에 따른 운전자를 위한 다양한 시야 존, 즉 운전자 시야의 중심 존에 대응하는 존 A, 중간 존에 대응하는 존 B 및 통상적으로 라미네이트된 윈드실드의 모든 주변에 스크린 인쇄를 통해 침착되는, 에나멜로 제조된 블랙 백그라운드(6)를 현재 시판되는 윈드실드상에 오버레이하는 주변 존 C가 개략적으로 도시되어 있다. 도 3 및 4에서 가독성을 위해서, 스크린 인쇄된 블랙층(6)의 상한은 흑색 라인(15)으로만 나타낸다. 도 3에 도시한 바와 같이, 블랙 에나멜은 예를 들어 존 B의 경계만큼 멀리 창유리의 하부 에지의 영역 및 중심 위치에 있는 보조 존(11)에 또한 침착된다. 윈드실드의 하부에 일군의 픽토그램을 형성하기 위하여, 동일한 특성 또는 다양한 색의 가시광을 방출하는 발광단층(12, 13, 14)이 스크린 인쇄를 통해 보조 존(11)의 영역에 또한 침착된다. 이러한 픽토그램과 연관하여, 계기판에 숨겨진 전계발광 다이오드(LED)는 이러한 픽토그램 중 하나 또는 다른 하나를 예를 들어 필요조건 또는 임박한 위험의 입수가능한 정보에 따라 선택적으로 디스플레이할 수 있게 한다.

도 4는 또 다른 실시양태를 예시하는데, 보조 블랙 백그라운드 존은 창유리의 상부에 배치되고, 불연속층의 형태, 예를 들어 블랙 또는 불연속 스크린 인쇄된 존으로 존재한다.

예로서 그리고 유럽 규정(ECE 표준 43)을 참조하면, 모든 존 C 및 심지어 존 B의 일부 위치, 특히 세 번째 차양의 현재 위치, 즉 도 4에 도시한 바와 같이 대략 중심 내부 백미러와 윈드실드의 상부 스트립 사이에 연속 또는 불연속 백그라운드를 침착할 수 있다. ECE 표준 43에 따르면, 이러한 존은 도 4에 도시한 바와 같이 V의 형태로 창유리의 중심 존을 덮어씌우도록 구성되는데, 도 4는 상기 존의 실제 비율을 반영하지 않는 단순한 표현임을 이해하게 된다.

이전 실시양태와 동일한 방식으로, 윈드실드의 상부에 일군의 픽토그램을 형성하기 위하여, 동일한 특성 또는 다양한 색의 가시광을 방출하는 발광단층(12, 13, 14)이 스크린 인쇄를 통해 보조 존(11)의 영역에 또한 침착된다. 이 실시양태에서, 여기 광을 발생시키기 위한 장치, 예를 들어 LED 그리드는 차량의 지붕 영역, 특히 차량의 내부 광의 곡면 커버 뒤에 매우 용이하게 배치된다.

Claims (14)

1. 헤드업 디스플레이 장치를 포함하는 라미네이트된 윈드실드로서,
   열성형 가능한 물질의 삽입부(3) 또는 이러한 삽입부를 포함하는 다층 편부를 통해 서로 연결되는 2개의 투명 무기 유리 시트(2, 9)의 조립체를
   - 제1 외부 시트(9)로서, 한 면은 차량의 외부 쪽으로 향하고, 다른 한 면은 삽입부 또는 다층 편부(3)와 접촉하고, 상기 다른 한 면에는 흐릿한 불투명성 물질, 바람직하게는 흑색 물질의 층(6)이 상기 다른 한 면의 에지 중 적어도 하나에 추가로 코팅된, 제1 외부 시트,
   - 제2 내부 시트(2)로서, 한 면은 삽입부 또는 다층 편부(3)와 접촉하고, 다른 한 면은 차량의 내부(20) 쪽으로 향하는, 제2 내부 시트
   의 순서로 포함하고,
   상기 윈드실드는 자외선 또는 IR 영역의 여기 입사 광파(8)에 반응하여 가시 영역의 광 방사선을 재방출하도록 선택된 적어도 하나의 발광단 물질의 적어도 하나의 층(10)을 포함하고, 상기 층은 불투명한, 바람직하게는 흑색 불투명 물질의 층(6)의 영역에서 운전자(5)의 시야의 각도로 윈드실드(1)상에 위치하는 것을 특징으로 하는 라미네이트된 윈드실드.
2. 제1항에 있어서,
   - 자외선 또는 IR 영역의 여기 입사 광파(8)에 반응하여 가시 영역의 광 방사선을 재방출하도록 선택된 적어도 하나의 발광단 물질의, 픽토그램(12, 13, 14)의 형태로 침착된 적어도 하나의 층(10)을 포함하고,
   - 상기 픽토그램(12, 13, 14)은 불투명 물질의 층(6)의 영역에서 운전자(5)의 시야의 각도로 윈드실드(1)상에 위치하는
   것을 특징으로 하는 라미네이트된 윈드실드.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 발광단층(10)은 차량의 승객 칸(20) 쪽으로 향한 삽입부 또는 열가소성 편부의 면상에 배치되는 라미네이트된 윈드실드.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 삽입부를 구성하는 열성형 가능한 물질은 PVB, 가소화된 PVC, 폴리우레탄(PU), 또는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)의 군으로부터 선택되는 라미네이트된 윈드실드.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   투명 시트들은 PVB 삽입부를 포함하는 다층 편부, 예를 들어 PVB/PET/PVB 연속층을 포함하는 편부를 통해 서로 연결되고, PET는 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 라미네이트된 윈드실드.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   조립체에서 발광단층(10)의 앞, 예를 들어 내부 유리 시트(2)의 면 중 하나에 배치되고, 여기 방사선을 반사시키지 않는 물질의 층을 더 포함하는 라미네이트된 윈드실드.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   조립체에서 발광단층(10)의 앞, 예를 들어 내부 유리 시트(2)의 내부 면상에 배치되고, 가시광을 반사시키는 물질의 층을 더 포함하는 라미네이트된 윈드실드.
8. 라미네이트된 윈드실드상에 영상을 디스플레이하기 위한 장치로서,
   제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 윈드실드 및 UV 또는 IR 영역의 방사선을 발생시키는 공급원(4)을 포함하고, 방사선 빔은 픽토그램 또는 픽토그램들(12, 13, 14)을 구비한 창유리의 존 또는 존들(11) 쪽으로 향하는 장치.
9. 제8항에 있어서,
   UV 방사선을 발생시키는 통상의 공급원은 전계발광 다이오드 타입, LED, UV 레이저 공급원, 예를 들어 고체 레이저 타입, 반도체 다이오드 레이저, 기체 레이저, 염료 레이저, 또는 엑시머 레이저로부터 선택될 수 있는 디스플레이 장치.
10. 제9항에 있어서,
    UV 방사선을 발생시키는 공급원은 LED 그리드로 구성되는 디스플레이 장치.
11. 제10항에 있어서,
    입사 UV 방사선을 발광단층 또는 픽토그램상에 집중시키도록 구성 및 배치된 렌즈를 더 포함하는 디스플레이 장치.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    전계발광 다이오드가 윈드실드상에 픽토그램을 디스플레이하는 것을 전용으로 하는 디스플레이 장치.
13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 전계발광 다이오드가 윈드실드상에 픽토그램을 디스플레이하는 것을 전용으로 하는 디스플레이 장치.
14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 형태, 즉 픽토그램의 휘도가 통상적으로 대략 30 내지 대략 100 Cd/㎡에 있도록 공급원의 전력이 조절되는 야간 시야를 위한 형태 및 픽토그램의 휘도가 통상적으로 대략 200 내지 대략 2000 Cd/㎡에 있도록 공급원의 전력이 조절되는 주간 시야를 위한 형태에 따라 발생 공급원의 전력을 조절하기 위한 수단을 포함하는 디스플레이 장치.

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