KR20160050791A - Head up display device for vehicle - Google Patents

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KR20160050791A
KR20160050791A KR1020140149803A KR20140149803A KR20160050791A KR 20160050791 A KR20160050791 A KR 20160050791A KR 1020140149803 A KR1020140149803 A KR 1020140149803A KR 20140149803 A KR20140149803 A KR 20140149803A KR 20160050791 A KR20160050791 A KR 20160050791A
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Abstract

The purpose of the present invention is to provide a head-up display device for a vehicle, which includes a functional component mounted on a transmission screen on which an image is formed, thereby improving the quality or brightness of an image which is reflected by a windshield to be viewed by a user. The head-up display device for a vehicle comprises: an image generation unit which generates an image signal; an optical unit which receives the image signal to form an image, and includes a transmission screen on which the image is displayed; and a virtual image display unit which converts the image formed on the transmission screen into a virtual image. The transmission screen is connected to a lens to change an incidence angle or a scattering angle, thereby improving the quality and brightness of the virtual image.

Description

차량용 헤드 업 디스플레이 장치{Head up display device for vehicle}Technical Field [0001] The present invention relates to a head up display device,

본 발명은 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 영상의 품질 및 밝기를 향상시킬 수 있는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head-up display device, and more particularly, to a head-up display device for a vehicle capable of improving image quality and brightness.

일반적으로 차량이 외부에 있는 도로 및 타 차량을 파악하기 위한 방법에는 사이드 미러 및 룸 미러를 이용하는 방법이 있으나, 이러한 거울을 사용하는 방법은 운전자의 전방 주시를 못 하게 하며, 운전자의 차량과 타 차량간의 위치 관계나 거리, 속도 및 방향 등을 정확하게 판단하는데 무리가 있으며, 또한, 거울의 각도에 따라 사각지역 내에 존재하는 차량을 파악하는데 어려운 경우가 종종 있었다.Generally, there are methods of using the side mirrors and the room mirrors in order to grasp the roads and other vehicles on the outside of the vehicle. However, such a method of using the mirrors does not allow the driver to look ahead, It is difficult to precisely determine the positional relationship, distance, speed, and direction of the vehicle, and it is often difficult to grasp the vehicle existing in the rectangular area depending on the angle of the mirror.

이러한 이유로 최근에는 헤드 업 디스플레이 장치(Head-Up-Display)를 이용하여 외부 정보를 파악하는 방법이 개발되고 있다.For this reason, in recent years, a method of grasping external information by using a head-up display has been developed.

헤드 업 디스플레이 장치는 차량의 정보 및 주행 정보를 운전자의 전방에 위치한 윈드쉴드를 통해 운전자에게 보여주며, 운전 중인 운전자의 전방 주의를 분산시키지 않도록 운전자의 시야 이동을 최소화하는 장치이다.The head-up display device displays the information and driving information of the vehicle to the driver through the windshield located in front of the driver and minimizes the driver's visual field movement so as not to disperse the driver's attention.

헤드 업 디스플레이 장치는 차량의 윈드쉴드에 의해 반사된 영상을 운전자에게 보여주는데, 차량의 윈드쉴드 형상에 의해 일그러짐 등의 현상이 발생하여 영상 품질이 저하될 수 있었다.The head-up display device displays an image reflected by the windshield of the vehicle to the driver. The windshield of the vehicle may cause distortion or the like, which may degrade the image quality.

이에 따라 최근에는 헤드 업 디스플레이 장치를 구성하는 구성부품의 형상 및 구조 배치를 최적화하여 영상 품질 향상을 도모하는 연구가 진행되고 있었으나, 영상의 크기 증가가 더욱 요구되고, 헤드 업 디스플레이 장치의 구성부품이 결합되는 차량 내부 공간의 제약으로 인해 구성부품의 형상 및 구조 배치의 최적화만으로 영상 품질 향상을 도모하기에는 한계가 존재하였다.In recent years, studies have been made to improve the image quality by optimizing the shape and structural arrangement of the components constituting the head-up display device. However, the size of the image is further increased, There is a limit to improve the image quality only by optimizing the shape and the structural arrangement of the components due to the limitation of the internal space of the vehicle to be combined.

또한, 영상신호를 생성하는 화상장치의 밝기 및 구성 광학 부품의 반사율을 향상시키거나 영상신호가 결상되는 스크린의 산란각을 제어하여 윈드쉴드에 의해 표시되는 영상의 밝기 향상을 도모하였으나, 구성 광원의 발열 문제와 구성 광학 부품의 반사율 및 투과율 향상 또는 스크린의 산란각 조정과 같은 미미한 성능 개선으로는 영상의 밝기 향상에 한계가 존재하였다.Further, the brightness of the image displayed by the windshield is improved by improving the brightness of the image device for generating the image signal and the reflectance of the constituent optical component or by controlling the scattering angle of the screen on which the image signal is formed, There has been a limit to the brightness improvement of the image due to the heat generation problem and the slight improvement in the performance such as the improvement of the reflectance and transmittance of the constituent optical components or the adjustment of the scattering angle of the screen.

상기한 문제점에 따라 비구면 미러와 같이 형상을 변화하는 것과 구성 부품 배치의 최적화뿐만 아니라, 헤드 업 디스플레이 장치의 크기를 증가시키지 않고 영상의 품질 및 밝기를 향상시킬 수 있는 기능성 부품에 대한 연구가 요구되는 실정이다.According to the above problems, there is a need for research on functional parts that can improve the quality and brightness of an image without increasing the size of the head-up display device as well as optimizing the arrangement of component parts and changing the shape of the aspherical mirror It is true.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 영상이 결상되는 투과 스크린에 기능성 부품을 장착하여 윈드쉴드에 의해 반사되어 사용자에게 보여지는 영상의 품질 또는 밝기를 향상시킬 수 있는 헤드 업 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a head-up display device capable of enhancing the quality or brightness of an image reflected by a windshield by mounting a functional component on a transmission screen, The purpose is to provide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치는, 영상 신호를 생성하는 영상 생성부; 상기 영상 신호를 전달 받아 영상으로 맺히게 하며, 상기 영상이 맺히는 투과 스크린을 구비한 광학부; 및 상기 투과 스크린에 맺힌 상기 영상을 허상으로 변환하는 허상 표시부를 포함하며, 상기 투과 스크린은 렌즈와 결합될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a head-up display apparatus for a vehicle, comprising: an image generating unit for generating a video signal; An optical unit having a transmissive screen for receiving the image signal to form an image and forming the image; And a virtual image display unit for converting the image formed on the transparent screen into a virtual image, wherein the transparent screen can be combined with a lens.

상기 렌즈는 오목, 볼록 또는 평면 렌즈일 수 있다.The lens can be a concave, convex or planar lens.

상기 렌즈가 오목렌즈인 경우, 상기 영상을 구현하는 광 신호가 투과되는 상기 투과 스크린의 출사면에 위치할 수 있다.If the lens is a concave lens, it may be located on the exit surface of the transmissive screen through which an optical signal that implements the image is transmitted.

상기 렌즈가 평면 렌즈인 경우, 일정 두께로 형성되어 상기 영상 신호가 입사되는 상기 투과 스크린의 입사면에 위치할 수 있다.When the lens is a plane lens, it may be formed to have a predetermined thickness and be positioned on the incident surface of the transmissive screen through which the image signal is incident.

상기 렌즈가 볼록렌즈인 경우, 상기 투과 스크린의 출사면에 위치할 수 있다.If the lens is a convex lens, it may be positioned on the exit surface of the transmissive screen.

상기 볼록렌즈는 복수 개가 구비되며, 상기 복수 개의 볼록렌즈 중 적어도 하나의 볼록렌즈는 직경이 상이할 수 있다.The plurality of convex lenses are provided, and at least one convex lens among the plurality of convex lenses may have different diameters.

상기 볼록렌즈는 복수 개가 구비되며, 상기 복수 개의 볼록렌즈 중 상기 투과 스크린 중앙에 위치하는 볼록렌즈의 직경은 상기 투과 스크린 양끝 단에 위치하는 각각의 볼록렌즈의 직경보다 크게 형성될 수 있다.A plurality of convex lenses may be provided and a diameter of a convex lens positioned at the center of the transmissive screen may be larger than a diameter of each convex lens positioned at both ends of the transmissive screen.

상기 광학부는 상기 영상 생성부와 상기 투과 스크린 사이에 위치하여 상기 영상신호를 결상시켜 상기 투과 스크린에 영상으로 맺히게 하는 프로젝션 렌즈부; 및 상기 투과 스크린과 상기 허상 표시부 사이에 위치하여 상기 영상을 구현하는 광 신호를 상기 허상 표시부에 전달하는 미러부;를 포함할 수 있다.Wherein the optical unit comprises: a projection lens unit positioned between the image generation unit and the transmission screen to form an image on the transmission screen by imaging the image signal; And a mirror unit positioned between the transparent screen and the virtual image display unit and transmitting an optical signal for implementing the image to the virtual image display unit.

상기 미러부는 상기 광 신호를 굴절시키는 미러; 및 상기 미러와 상기 허상 표시부 사이에 위치하여 상기 미러로부터 굴절된 상기 광 신호를 상기 허상 표시부로 전달하는 비구면 미러;를 포함할 수 있다.The mirror unit may include: a mirror for refracting the optical signal; And an aspheric mirror positioned between the mirror and the virtual image display unit and transmitting the optical signal refracted from the mirror to the virtual image display unit.

상기 허상 표시부는 상기 미러부로부터 전달된 상기 광 신호를 반사하여 상기 허상으로 변환하는 윈드실드일 수 있다.The virtual image display unit may be a windshield that reflects the optical signal transmitted from the mirror unit and converts the optical signal into the virtual image.

본 발명의 실시 예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치에 의하면, 영상이 결상되는 투과 스크린의 출사면에 오목 렌즈를 장착하여 투과되는 광 신호의 산란각을 조정함으로써 윈드쉴드를 통해 사용자에게 보여지는 허상의 왜곡 현상을 보정함과 동시에 허상의 품질을 향상시킬 수 있다.According to the head-up display device for a vehicle according to the embodiment of the present invention, a concave lens is mounted on an emission surface of a transmission screen on which an image is formed to adjust the scattering angle of a transmitted optical signal, The distortion phenomenon can be corrected and the quality of the virtual image can be improved.

또한, 영상이 결상되는 투과 스크린의 출사면에 복수개의 서로 다른 직경을 가지는 볼록 렌즈를 장착하여 투과 스크린 위치 별로 투과되는 광 신호의 산란각을 조정함으로써 윈드쉴드를 통해 사용자에게 보여지는 허상의 밝기를 향상시킬 수 있다.In addition, a convex lens having a plurality of different diameters is mounted on the emission surface of the transmission screen on which an image is formed to adjust the scattering angle of the optical signal transmitted through the transmission screen positions, thereby adjusting the brightness of the image seen by the user through the windshield Can be improved.

또한, 영상이 결상되는 투과 스크린의 입사면에 평면 렌즈를 장착하여 입사되는 영상 신호의 입사각을 조정함으로써 윈드쉴드를 통해 사용자에게 보여지는 허상의 밝기를 향상시킬 수 있다.In addition, by installing a plane lens on the incident surface of the transmission screen on which the image is formed, the brightness of the virtual image seen by the user can be improved through the windshield by adjusting the incident angle of the incident image signal.

또한, 허상의 왜곡 현상을 보정하여 운전자에게 전달되는 허상의 시인성이 증가하고, 허상의 밝기가 향상되어 주간의 밝은 환경에서 사용자가 윈드쉴드 상에 표시되는 차량의 정보 및 주행 정보 등을 용이하게 식별할 수 있다.Further, since the distortion of the virtual image is corrected, the visibility of the virtual image transmitted to the driver is increased, and the brightness of the virtual image is improved, so that the user can easily identify the information of the vehicle displayed on the windshield, can do.

이와 더불어, 투과 스크린의 형상 변경을 통해 허상의 품질을 개선함으로써 성능 향상을 위해 필요한 광경로가 줄어 들어 헤드 업 디스플레이 장치의 사이즈가 축소되는 효과가 있으며, 밝기 효율이 증가하므로 구성 부품 중 광원 및 광학 부품의 성능 향상 및 추가 등에 드는 비용이 절감되는 효과가 있다.In addition, since the quality of the virtual image is improved by changing the shape of the transmission screen, the optical path required for improving the performance is reduced, and the size of the head-up display device is reduced. Also, brightness efficiency is increased. The cost for improving the performance of the parts and adding the parts is reduced.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치를 간략히 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 스크린과, 본 발명의 실시 예에 따라 오목렌즈를 스크린의 출사면에 결합한 스크린부의 비교 설명도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 스크린과 본 발명의 실시 예에 따른 스크린의 비교 설명도이다.
도 5는 종래 기술에 따른 스크린과, 본 발명의 실시 예에 따라 렌즈를 스크린의 입사면 결합한 스크린부의 비교 설명도이다.1 is a block diagram briefly showing a head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic configuration diagram of a head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a comparative explanatory view of a screen according to the related art and a screen unit in which the concave lens is coupled to the exit surface of the screen according to the embodiment of the present invention.
4 is a comparative explanatory view of a screen according to the prior art and a screen according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a comparative explanatory view of a screen according to the related art and a screen unit in which a lens is combined with an incident surface of a screen according to an embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시 예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described. In order to clearly describe the present invention, parts that are not related to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings denote the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...기”, “모듈”, “블록” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Throughout the specification, when an element is referred to as " including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary. The terms "part", "unit", "module", "block", and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, And a combination of software.

도1 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(10)는 영상 생성부(100), 광학부(200) 및 허상 표시부(300)를 포함할 수 있다.1 to 3, a head-up display apparatus 10 for a vehicle according to an embodiment of the present invention may include an image generating unit 100, an optical unit 200, and a virtual image display unit 300. [

영상 생성부(100)는 차량의 정보 및 주행 정보 등과 같이 수치화된 정보를 사용자(20)가 볼 수 있도록 영상으로 출력하는 장치로서, 차량 내 장착된 각종 센서로부터 차량과 관련한 다양한 정보를 전달 받아 영상으로 변환할 수 있다.The image generating unit 100 is a device that outputs numerical information such as vehicle information and driving information to the user 20 so that the user can view the information. Various information related to the vehicle is received from various sensors installed in the vehicle, . ≪ / RTI >

영상 생성부(100)는 디지털 광원 처리(Digital Light Processing) 기술이 적용되어 반응 속도가 빠르고, 색의 재현성이 양호하며, 화면 내에서 균일한 밝기를 유지할 수 있고, 레이저(예컨대, 영상신호)를 투사하는 타입인 DLP 프로젝터(Projector)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The image generating unit 100 has a fast response speed, a good color reproducibility, a uniform brightness within a screen, and a laser (for example, a video signal) But is not limited to, a projector type DLP projector.

광학부(200)는 영상 생성부(100)로부터 전달 받은 영상신호를 영상으로 맺히게 하는 장치로서, 프로젝션 렌즈부(210), 스크린부(220) 및 미러부(230)를 포함할 수 있다.The optical unit 200 includes a projection lens unit 210, a screen unit 220, and a mirror unit 230. The optical unit 200 includes a projection lens unit 210, a screen unit 220, and a mirror unit 230.

프로젝션 렌즈부(210)는 영상 생성부(100)와 스크린부(220) 사이에 위치하여, 영상 생성부(100)로부터 투사된 영상신호를 스크린부(220)에 전달하는 역할을 수행한다.The projection lens unit 210 is positioned between the image generation unit 100 and the screen unit 220 and transmits the image signal projected from the image generation unit 100 to the screen unit 220.

프로젝션 렌즈부(210)는 스크린부(220)에 영상이 맺힐 수 있도록 영상신호를 상기 스크린부(220)의 크기에 맞게끔 확대하여 결상시킬 수 있으며, 이를 위해 중심부에서 외곽부로 갈수록 점진적으로 편평해지는 구조의 비구면 렌즈일 수 있다.The projection lens unit 210 can magnify an image signal to a size suitable for the size of the screen unit 220 so that an image can be formed on the screen unit 220. For this purpose, the projection lens unit 210 is gradually flattened from the central part to the outer part Structure aspherical lens.

스크린부(220)는 영상 생성부(100)에서 생성된 영상 신호를 프로젝션 렌즈부(210)를 통해 전달 받을 수 있으며, 전달 받은 영상 신호를 영상으로 맺히게 하는 장치이다. 이러한 스크린부(220)는 프로젝션 렌즈부(210)와 미러부(230) 사이에 위치하여 맺힌 영상을 투과시켜 미러부(230)로 전달할 수 있으며, 투과 스크린(221)과 렌즈(222)를 포함할 수 있다.The screen unit 220 can receive the image signal generated by the image generation unit 100 through the projection lens unit 210 and form a video signal of the received image signal. The screen unit 220 is disposed between the projection lens unit 210 and the mirror unit 230 and transmits the image to the mirror unit 230. The screen unit 220 includes a transmission screen 221 and a lens 222 can do.

투과 스크린(221)은 프로젝션 렌즈부(210)의 결상에 따라 영상 신호가 실질적으로 영상으로 맺히는 장소이고, 영상을 구현하는 광 신호를 투과시키도록 이루어질 수 있으며, 이를 통해 영상을 구현하는 광 신호를 미러부(230)로 전달 할 수 있다.The transmission screen 221 is a place where the image signal substantially forms an image according to the image formation of the projection lens unit 210 and can transmit the optical signal for realizing the image, To the mirror unit 230.

렌즈(222)는 광 신호를 통해 생성되는 허상의 왜곡 현상 개선 및 밝기 향상을 위해 투과 스크린(221)에 결합되는 기능성 부품이며, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(10)의 성능 개선을 위한 목적에 따라 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 렌즈(222)는 도3 내지 도5를 참조하여 상세히 후술한다.The lens 222 is a functional part that is coupled to the transmission screen 221 to improve the distortion of the virtual image generated through the optical signal and to improve the brightness. . ≪ / RTI > Such a lens 222 will be described in detail later with reference to Figs.

미러부(230)는 영상을 구현하는 광 신호의 진행 경로를 변경하여 허상 표시부(300)에 상기 광 신호를 전달하는 장치이다. 이러한 미러부(230)는 미러(231) 및 비구면 미러(232)를 포함할 수 있다.The mirror unit 230 is a device for transmitting the optical signal to the virtual image display unit 300 by changing the optical path of the optical signal for realizing the image. The mirror portion 230 may include a mirror 231 and an aspherical mirror 232.

미러(231)는 스크린부(220)와 비구면 미러(232) 사이에 위치하며, 스크린부(220)를 통과한 광 신호를 굴절시켜 비구면 미러(232)로 전달할 수 있다.The mirror 231 is positioned between the screen unit 220 and the aspherical mirror 232 and can refract the optical signal passed through the screen unit 220 and transmit the refracted light to the aspherical mirror 232.

비구면 미러(232)는 미러(231)와 허상 표시부(300) 사이에 위치하며, 미러(220)를 통해 굴절되어 전달된 광 신호를 허상 표시부(300)로 전달할 수 있고, 중심부에서 외곽부로 갈수록 점진적으로 편평해지는 형상일 수 있다.The aspherical mirror 232 is positioned between the mirror 231 and the virtual image display unit 300 and is able to transmit the optical signal refracted through the mirror 220 to the virtual image display unit 300, As shown in Fig.

미러(231) 및 비구면 미러(232)는 형성되는 형상 및 배치되는 위치를 통해 광 신호를 굴절시킴으로써, 영상을 확대하거나 왜곡된 영상을 보정할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 미러부(230)는 미러(231) 및 비구면 미러(232)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정된 것은 아니고, 필요에 따라 더 많은 미러를 구비할 수도 있다.The mirror 231 and the aspherical mirror 232 can refine the optical signal through the formed shape and the position in which it is disposed, thereby enlarging the image or correcting the distorted image. Although the mirror unit 230 according to the embodiment of the present invention includes the mirror 231 and the aspherical mirror 232, the present invention is not limited thereto and may include more mirrors as needed.

허상 표시부(300)는 사용자(20)의 가시영역 내에 운전에 필요한 정보를 제공할 수 있도록 광학부(200)에 의해 크기와 형태가 결정된 영상에 대응하는 광 신호를 반사하여 허상으로 변환할 수 있다.The virtual image display unit 300 may reflect an optical signal corresponding to an image whose size and shape are determined by the optical unit 200 so as to provide information necessary for operation within the visible region of the user 20 and convert the optical signal into a virtual image .

허상 표시부(300)는 영상의 투영에 필수적인 요소가 내장되어 있고, 차량의 전방에 위치하여 허상을 생성함과 동시에 바람막이 역할을 수행하는 윈드쉴드일 수 있다. 여기서, 허상은 차량의 윈드쉴드에 투영되어 전방 노면 상의 일정 위치의 공간에 떠 있는 상태로 나타날 수 있다. 따라서 허상 표시부(300)는, 사용자(20)가 주행 중에 전방을 주시한 상태에서 허상으로 표현되는 주행정보를 시선의 이동 없이 볼 수 있도록 할 수 있다.The virtual image display unit 300 may include a windshield which is embedded in an essential element for projecting an image and is positioned in front of the vehicle to generate a virtual image and to function as a windshield. Here, the virtual image is projected on the windshield of the vehicle, and may appear floating in a space at a predetermined position on the front road surface. Therefore, the virtual image display unit 300 can display the traveling information represented by the virtual image without moving the gaze while the user 20 is looking forward while driving.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈(222)는 허상 표시부(300)에 의해 표시되는 허상의 왜곡 현상을 제거하거나 분해능 향상 등의 품질 향상을 위해 투과 스크린(221)에 결합되는 부품으로서, 도3의(b)에서 광 신호가 투과되는 투과 스크린(221)의 출사면에 위치하여 윈드쉴드를 통해 나타나는 허상(Image)의 왜곡 현상을 보정하는 오목 렌즈(222a)일 수 있다.Referring to FIG. 3, the lens 222 according to the first embodiment of the present invention includes a lens barrel 220 for removing a distortion phenomenon of a virtual image displayed by the virtual image display unit 300, (B) of FIG. 3 is a concave lens 222a which is located on the emission surface of the transmission screen 221 through which the optical signal is transmitted and corrects distortion of a virtual image appearing through the windshield have.

오목렌즈(222a)는 외곽부에서 중심부로 갈수록 점진적으로 오목해지는 형상일 수 있으며, 이러한 형상에 따라 투과 스크린(221)을 투과하는 광 신호의 산란각을 조정하여 허상 표시부(300)에 의해 표시될 도3의(a)와 같은 허상(Image)의 왜곡 현상을 도3의(b)와 같이 보정할 수 있다.The concave lens 222a may have a shape gradually becoming concave toward the central portion from the outer frame portion. In accordance with this shape, the scattering angle of the optical signal transmitted through the transmission screen 221 may be adjusted to be displayed by the virtual image display unit 300 The distortion phenomenon of the virtual image as shown in Fig. 3 (a) can be corrected as shown in Fig. 3 (b).

도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 렌즈(222)는 허상 표시부(300)에 의해 표시되는 허상의 밝기 향상을 위해 투과 스크린(221)에 결합되는 부품으로서, 도 4의(b)에서 광 신호가 투과되는 투과 스크린(221)의 출사면에 위치하여 광 신호의 산란각을 조절함으로써 허상(Image)의 밝기를 향상시키는 볼록 렌즈(222c)일 수 있다.Referring to FIG. 4, the lens 222 according to the second embodiment of the present invention is coupled to the transmission screen 221 to improve the brightness of the virtual image displayed by the virtual image display unit 300, the convex lens 222c may be a convex lens 222c positioned at the exit surface of the transmission screen 221 through which the optical signal is transmitted to improve the brightness of the image by adjusting the scattering angle of the optical signal.

이러한 볼록렌즈(222c)는 프로젝션 렌즈부(210)로부터 입사되는 광 신호의 입사각이 투과 스크린(221)의 위치 별로 다르며, 이에 따라 투과 스크린(221)의 위치 별로 요구되는 산란각 또한 다르므로, 투과 스크린(221)의 위치 별로 다른 산란각을 생성하기 위해 투과 스크린(221)의 출사면에 결합될 수 있다.The convex lens 222c differs in the angle of incidence of the optical signal incident from the projection lens unit 210 with respect to the position of the transmissive screen 221. Accordingly, since the scattering angle required for each position of the transmissive screen 221 also differs, May be coupled to the exit surface of the transmission screen (221) to produce different scattering angles for each position of the screen (221).

볼록 렌즈(222c)는 복수개가 형성될 수 있고, 복수개의 볼록 렌즈(222c) 중 적어도 하나의 볼록 렌즈(222c)는 직경이 상이하게 형성될 수 있으며, 즉, 투과 스크린(221) 중앙에 위치하는 볼록 렌즈(222c)는 투과 스크린(221) 양끝 단에 위치하는 각각의 볼록 렌즈(222c) 보다 직경이 크게 형성될 수 있다. 바꿔 말하면, 볼록 렌즈(222c)는 투과 스크린(221)의 중앙부에서 외곽부로 갈수록 직경이 작게 형성될 수 있다.A plurality of convex lenses 222c may be formed and at least one convex lens 222c of the plurality of convex lenses 222c may be formed to have different diameters, The convex lens 222c may be formed to have a diameter larger than that of each convex lens 222c positioned at both ends of the transmission screen 221. [ In other words, the convex lens 222c may be formed to have a smaller diameter from the central portion of the transmission screen 221 to the outer frame portion.

도 4의(a)는 종래 기술에 따른 복수개의 볼록 렌즈(222b)가 서로 거의 동일한 직경으로 형성되면 투과 스크린(221)의 중심부와 외곽부가 거의 동일한 산란각을 가지게 되며 이에 따라 투과 스크린(221)의 외곽부에 투과되는 광 신호가 투과 스크린의 외측 방향으로 산란되어 허상의 밝기가 손실되는 것을 보여준다.4 (a) shows that when the plurality of convex lenses 222b according to the related art are formed to have substantially the same diameter, the central part and the outer part of the transmission screen 221 have almost the same scattering angle, The brightness of the virtual image is lost due to the scattering of the optical signal transmitted to the outside of the transmission screen.

도 4의(b)는 투과 스크린(221) 위치 별로 복수개의 볼록 렌즈(222c)가 서로 다른 직경을 가짐으로써, 위치 별로 다른 산란각을 갖게 되는 복수개의 볼록 렌즈(222c)가 허상의 밝기 손실을 줄이는 것을 보여준다.4B shows a case where a plurality of convex lenses 222c have different diameters according to positions of the transmissive screen 221 so that a plurality of convex lenses 222c having different scattering angles depending on the positions may cause brightness loss .

즉 투과 스크린(221)의 외곽부에 위치한 볼록 렌즈(222c)의 직경은 투과 스크린(221)의 중심부에 위치한 볼록 렌즈의 직경보다 작게 형성되어, 투과 스크린(221)의 외곽부에 위치한 볼록 렌즈(222c)를 투과하는 광 신호의 굴절량이 많게 되어 광 신호의 산란각이 줄어 들고, 이에 따라 투과 스크린(221)을 통과하는 광 신호의 손실이 줄어 들어 허상의 밝기 손실을 효과적으로 저감할 수 있게 된다.That is, the diameter of the convex lens 222c located at the outer portion of the transmission screen 221 is smaller than the diameter of the convex lens located at the center of the transmission screen 221, The scattering angle of the optical signal is reduced and the loss of the optical signal passing through the transmission screen 221 is reduced to effectively reduce the brightness loss of the virtual image.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 렌즈(222)는 허상 표시부(300)에 의해 표시되는 허상의 밝기 향상을 위해 도 5의(b)에서 투과 스크린(221)의 입사면에 위치하여 프로젝션 렌즈부(210)로부터 입사된 영상 신호의 입사각을 변화시킴으로써 허상(Image)의 밝기를 향상시키는 평면 렌즈(222d)일 수 있다. 5, the lens 222 according to the third exemplary embodiment of the present invention includes an entrance surface 221a of the transmission screen 221 in FIG. 5 (b) for improving the brightness of the virtual image displayed by the virtual image display unit 300, And a planar lens 222d for improving the brightness of the image by changing the angle of incidence of the image signal incident from the projection lens unit 210. [

평면 렌즈(222d)는, 외곽부와 중앙부가 일정 두께로 이루어지는 평면 형상일 수 있고, 투과 스크린(221)에 입사되는 영상 신호의 입사각을 투과 스크린(221)의 위치 별로 동일하게 조정할 수 있게 굴절량을 가질 수 있다.The planar lens 222d may have a planar shape in which the outer frame portion and the central portion are formed to have a predetermined thickness and may have a refractive index such that the incident angle of the image signal incident on the transmission screen 221 can be adjusted for each position of the transmission screen 221 Lt; / RTI >

도 5의(a)는, 평면 렌즈(222d)가 결합되지 않은 투과 스크린(221)을 투과한 광 신호가 투과 스크린(221)의 외측 방향으로 산란되어 밝기 손실이 발생하는 것을 보여준다.5A shows that a light signal transmitted through the transmission screen 221 to which the planar lens 222d is not coupled is scattered in the outward direction of the transmission screen 221 to cause a brightness loss.

도 5의(b)는, 평면 렌즈(222d)가 투과 스크린(221)의 입사면에 위치하여 투과 스크린(221)에 입사되는 영상 신호의 입사각을 동일하게 변경시켜 광 신호의 밝기 손실을 줄이는 것을 보여준다.5B shows a case where the planar lens 222d is positioned on the incident surface of the transmissive screen 221 and the incident angle of the image signal incident on the transmissive screen 221 is changed in the same manner to reduce the brightness loss of the optical signal Show.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(10)은 스크린부(200)에 다양한 형태의 기능성 부품(렌즈(222))를 결합하여 입사되는 영상 신호의 입사각이나 투과되는 광 신호의 산란각을 변경시켜 허상의 품질 또는 밝기를 향상시킬 수 있다.Accordingly, the head-up display device 10 for a vehicle according to the present invention can be realized by combining various types of functional components (lens 222) on the screen unit 200 and by using the incident angle of an incident image signal, It is possible to improve the quality or brightness of the virtual image by changing the scattering angle.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10: 차량용 헤드 업 디스플레이 장치
100: 영상 생성부
200: 광학부
210: 프로젝션 렌즈부
220: 스크린부
221: 투과 스크린
222: 렌즈
222a: 오목 렌즈
222c; 볼록 렌즈
222d: 평면 렌즈
230: 미러부
231: 미러
231: 비구면 미러
300: 허상 표시부10: head-up display device for vehicle
100:
200: Optical part
210: projection lens unit
220: Screen section
221: Transmission screen
222: lens
222a: concave lens
222c; convex
222d: plane lens
230: mirror part
231: Mirror
231: Aspherical mirror
300:

Claims (10)

영상 신호를 생성하는 영상 생성부;
상기 영상 신호를 전달 받아 영상으로 맺히게 하며, 상기 영상이 맺히는 투과 스크린을 구비한 광학부; 및
상기 투과 스크린에 맺힌 상기 영상을 허상으로 변환하는 허상 표시부를 포함하며,
상기 투과 스크린은 렌즈와 결합된 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.An image generating unit for generating a video signal;
An optical unit having a transmissive screen for receiving the image signal to form an image and forming the image; And
And a virtual image display unit for converting the image formed on the transparent screen into a virtual image,
Wherein the transmissive screen is coupled to a lens. 제1 항에 있어서,
상기 렌즈는 오목, 볼록 또는 평면 렌즈인 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치. The method according to claim 1,
Wherein the lens is a concave, convex, or planar lens. 제2 항에 있어서,
상기 렌즈가 오목렌즈인 경우,
상기 영상을 구현하는 광 신호가 투과되는 상기 투과 스크린의 출사면에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.3. The method of claim 2,
When the lens is a concave lens,
Wherein the optical signal for realizing the image is located on an exit surface of the transmission screen through which the optical signal is transmitted. 제2 항에 있어서,
상기 렌즈가 평면 렌즈인 경우,
일정 두께로 형성되어 상기 영상 신호가 입사되는 상기 투과 스크린의 입사면에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.3. The method of claim 2,
When the lens is a planar lens,
Wherein the display screen is formed at a predetermined thickness and is positioned on an incident surface of the transmissive screen on which the video signal is incident. 제2 항에 있어서,
상기 렌즈가 볼록렌즈인 경우,
상기 투과 스크린의 출사면에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.3. The method of claim 2,
When the lens is a convex lens,
Wherein the light-emitting element is located on an emission surface of the transmissive screen. 제5 항에 있어서,
상기 볼록렌즈는 복수 개가 구비되며, 상기 복수 개의 볼록렌즈 중 적어도 하나의 볼록렌즈는 직경이 상이한 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the plurality of convex lenses are provided, and at least one convex lens among the plurality of convex lenses has a different diameter. 제5 항에 있어서,
상기 볼록렌즈는 복수 개가 구비되며, 상기 복수 개의 볼록렌즈 중 상기 투과 스크린 중앙에 위치하는 볼록렌즈의 직경은 상기 투과 스크린 양끝 단에 위치하는 각각의 볼록렌즈의 직경보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.6. The method of claim 5,
Wherein a plurality of convex lenses are provided and a diameter of a convex lens positioned at the center of the transmission screen among the plurality of convex lenses is formed to be larger than the diameter of each convex lens positioned at both ends of the transmission screen Up display device. 제1 항에 있어서,
상기 광학부는
상기 영상 생성부와 상기 투과 스크린 사이에 위치하여 상기 영상 신호를 결상시켜 상기 투과 스크린에 영상으로 맺히게 하는 프로젝션 렌즈부; 및
상기 투과 스크린과 상기 허상 표시부 사이에 위치하여 상기 영상을 구현하는 광 신호를 상기 허상 표시부에 전달하는 미러부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
The optical unit
A projection lens unit positioned between the image generation unit and the transmission screen to form an image on the transmission screen by imaging the image signal; And
A mirror unit positioned between the transmission screen and the virtual image display unit and transmitting an optical signal for implementing the image to the virtual image display unit;
Up display device for a vehicle. 제8 항에 있어서,
상기 미러부는
상기 광 신호를 굴절시키는 미러; 및
상기 미러와 상기 허상 표시부 사이에 위치하여 상기 미러로부터 굴절된 상기 광 신호를 상기 허상 표시부로 전달하는 비구면 미러;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.9. The method of claim 8,
The mirror portion
A mirror for refracting the optical signal; And
An aspherical mirror positioned between the mirror and the virtual image display unit and transmitting the optical signal refracted from the mirror to the virtual image display unit;
Up display device for a vehicle. 제8 항에 있어서,
상기 허상 표시부는
상기 미러부로부터 전달된 상기 광 신호를 반사하여 상기 허상으로 변환하는 윈드실드인 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.9. The method of claim 8,
The virtual image display section
And a windshield that reflects the optical signal transmitted from the mirror unit and converts the optical signal into the virtual image.
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