KR20170132066A

KR20170132066A - 차량용 헤드 업 디스플레이

Info

Publication number: KR20170132066A
Application number: KR1020160079056A
Authority: KR
Inventors: 김영진; 류주혁; 김동욱; 이경일; 이승규
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2016-06-24
Publication date: 2017-12-01
Also published as: EP3465330A1; EP3465330A4; KR20170132067A; EP3465330B1; KR101882082B1; KR101912499B1

Abstract

본 실시예는 제1방향의 선편광과, 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광을 출사하는 영상 기구와; 차량의 윈드 쉴드로 광을 반사하는 반사미러와; 반사미러의 후방에 배치되고 제1방향의 선편광을 반사하고, 제2방향의 선편광이 투과하는 편광반사미러와; 편광반사미러와 이격되고 상기 편광반사미러를 투과한 제2방향의 선편광을 제1방향의 선편광으로 변환하여 편광반사미러로 반사하는 제1위상지연미러와; 편광반사 미러의 후방에 편광반사미러와 이격되고 편광반사미러에서 후방으로 반사한 제1방향의 선편광을 제2방향의 선편광으로 변환하여 편광반사미러로 반사하는 제2위상지연미러를 포함하여, 간단한 구조로 거리가 상이한 2개의 허상을 형성할 수 있는 이점이 있다.

Description

차량용 헤드 업 디스플레이{Head Up Display for Vehicle}

본 발명은 차량용 헤드 업 디스플레이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 거리가 상이한 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 (2015년08월18일 공개)에는, 2개의 영상 소스를 이용하여, 2개의 허상을 형성하는 기술이 개시되나, 이 경우, 거리가 상이한 2개 허상의 형성하기 위해 그 전후 방향 폭이 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 발명은 2개의 위상지연미러를 이용하여 전후 방향 폭 및 높이를 최소화하면서 거리가 상이한 2개의 허상을 생성할 수 있는 차량용 헤드 업 디스플레이를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 제1방향의 선편광과, 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광을 출사하는 영상 기구와; 차량의 윈드 쉴드로 광을 반사하는 반사미러와; 상기 반사미러의 후방에 배치되고 제1방향의 선편광을 반사하고, 제2방향의 선편광이 투과하는 편광반사미러와; 상기 편광반사미러와 이격되고 상기 편광반사미러를 투과한 제2방향의 선편광을 제1방향의 선편광으로 변환하여 상기 편광반사미러로 반사하는 제1위상지연미러와; 상기 편광반사 미러의 후방에 상기 편광반사미러와 이격되고 상기 편광반사미러에서 후방으로 반사한 제1방향의 선편광을 제2방향의 선편광으로 변환하여 상기 편광반사미러로 반사하는 제2위상지연미러를 포함한다.

상기 편광반사미러는 반사미러와, 제2 위상지연자 사이에 배치될 수 있고, 상기 제1 위상지연자와 영상기구는 둘 중 어느 하나가 편광반사미러의 상측에 배치될 수 있으며, 둘 중 다른 하나가 편광반사미러의 하측에 배치될 수 있다.

상기 제1 위상지연자와 제2위상 지연자는 직교하게 배치될 수 있다.

상기 제1 위상지연자와 제2 위상지연자 각각은 미러와, 상기 미러와 편광반사미러 사이에 배치된 1/4파장 위상지연자를 포함할 수 있다.

상기 1/4파장 위상지연자는 상기 미러의 양면 중 상기 편광반사미러를 마주보는 면에 부착될 수 있다.

상기 미러는 평판 미러일 수 있고, 상기 1/4파장 위상지연자는 상기 평판 미러에 접착제로 부착될 수 있다. .

상기 영상기구의 일예는 제1방향의 선편광을 출사하는 영상 소스와; 상기 영상 소스에서 출사된 제1방향의 선편광 중 일부를 제2방향의 선편광으로 반파장 변환하는 반파장 위상지연자를 포함할 수 있다.

상기 영상 소스는 디스플레이 패널과; 상기 디스플레이 패널에서 출사된 이미지 광을 상기 제1방향으로 선형 편광시키는 선형 편광기를 포함할 수 있고, 상기 반파장 위상지연자는 상기 선형 편광기 보다 크기가 작고 일면이 상기 선형 편광기의 일부 영역을 마주볼 수 있다.

상기 영상기구의 다른 예는 디스플레이 패널과; 상기 디스플레이 패널에서 출사된 이미지 광을 제1방향으로 선형 편광시키는 제1선형 편광기와; 상기 디스플레이 패널에서 출사된 이미지 광을 제1방향과 직교한 제2방향으로 선형 편광시키는 제2선형 편광기를 포함할 수 있다.

상기 영상기구의 또 다른 예는 제1방향의 선편광을 출사하는 영상 소스와; 온시 상기 영상 소스에서 출사된 제1방향의 선편광을 제2방향의 선편광으로 반파장 변환하고, 오프시 상기 제1방향의 선편광을 투과하는 전기 편광변환소자를 포함할 수 있다.

상기 영상 소스는 디스플레이 패널과; 상기 디스플레이 패널에서 출사된 이미지 광을 상기 제1방향으로 선형 편광시키는 선형 편광기를 포함할 수 있고, 상기 전기 편광변환소자는 일면이 상기 선형 편광기의 광츨사면을 마주볼 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 광을 선택적으로 반사,투과하는 편광반사미러와, 2개의 위상지연미러와 반사미러의 간단한 구조로 거리가 상이한 2개의 허상을 형성할 수 있고, 전체 크기를 최소화할 수 있는 이점이 있다.

또한, 전후 방향 폭을 최소화화면서 2개 허상의 거리차를 충분하게 확보할 수 있는 이점이 있다.

또한, 영상기구의 개수를 최소화하면서 윈드 쉴드로부터 거리가 상이한 2개이 허상을 선택적으로 표시할 수 있는 이점이 있다.

또한, 제2위상 지연미러를 반사미러와 최대한 가깝게 할 수 있고, 조립 공정이 간소화될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 광 경로가 도시된 측면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도,
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 전기 편광변환소자가 오프일 때의 주요 구성이 도시된 측면도,
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 전기 편광변환소자가 오프일 때의 광 경로가 도시된 측면도,
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 전기 편광변환소자가 온일 때의 주요 구성이 도시된 측면도,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 전기 편광변환소자가 온일 때의 광 경로가 도시된 측면도,
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도,
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 광 경로가 도시된 측면도이다.

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

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, 반사미러(2)와, 편광반사미러(3)와, 제1위상지연미러(4)와, 제2위상지연미러(5)를 포함한다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 차량의 윈드 쉴드(6)를 향해 이미지 광을 출사할 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 차량의 운전석 전방의 인스트루먼트 패널(9)에 수용되거나 인스트루먼트 패널(9) 위에 올려질 수 있고, 상측 방향으로 이미지 광을 조사할 수 있다.

영상 기구(1)는 제1방향의 선편광과, 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광을 출사할 수 있다. 영상 기구(1)는 서로 방향이 상이한 2개의 선평광을 생성하여 편광반사미러(3)로 출사할 수 있다.

영상 기구(1)는 제1방향의 선편광을 출사하는 영상 소스(10)를 포함할 수 있다.

영상 소스(10)는 디스플레이 패널(11)을 포함할 수 있다.

디스플레이 패널(11)은 디스플레이 소자(12)와; 디스플레이 소자(12)로 광을 조사하는 광원(13)을 포함할 수 있다.

영상 소스(10)는 디스플레이 패널(11)에서 출사된 이미지 광을 제1방향으로 선형 편광시키는 선형 편광기(14, Linear Polarizer)를 더 포함할 수 있다.

디스플레이 패널(11)은 이미지 광을 생성할 수 있다. 디스플레이 패널(11)은 선형 편광기(14)을 향해 이미지 광을 출사할 수 있다. 디스플레이 패널(11)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(13)은 디스플레이 소자(12)를 향해 광을 조사할 수 있는 백라이트 유닛(BLU)일 수 있다. 광원(13)은 LED, OLED 등이 적용될 수 있다.

선형 편광기(14, Linear Polarizer)는 디스플레이 패널(11)에서 출사된 이미지 광 중 제1방향의 선편광만을 통과시킬 수 있다. 디스플레이 패널(11)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)는 디스플레이 패널(11) 내부에 구비되는 것이 가능하고, 이 경우 디스플레이 패널(11)에서는 선형 편광기(14)에 의해 편광된 선편광이 출사될 수 있다.

선형 편광기(14)는 디스플레이 패널(11) 외부에 배치되는 것도 가능하고, 이 경우, 디스플레이 패널(11)에서 출사된 무편광은 선형 편광기(14)로 입사될 수 있고 선형 편광기(14)에서는 제1방향으로 편광된 선평광이 출사될 수 있다.

선형 편광기(14)는 디스플레이 패널(11) 외부에 배치될 경우, 선형 편광기(14)는 일면(14A)이 디스플레이 패널(11)을 마주보게 배치될 수 있다. 선형 편광기(14)는 타면(14B)이 평판반사미러(3)를 향하게 배치될 수 있다.

선형 편광기(14)는 디스플레이 패널(11)를 마주보는 일면(14A)이 광이 입사되는 광입사면일 수 있고, 타면(14B)이 광출사면일 수 있다.

선형 편광기(14)는 디스플레이 패널(11)의 광 출사면을 덮게 배치될 수 있다.

디스플레이 패널(11)이 상측 방향으로 무편광을 출사할 경우, 선형 편광기(14)은 디스플레이 패널(11) 상측에 위치되게 배치될 수 있다.

디스플레이 패널(11)이 하측 방향으로 무편광을 출사할 경우, 선형 편광기(14)은 디스플레이 패널(11) 하측에 위치되게 배치될 수 있다.

영상기구(1)는 영상 소스(10)에서 출사된 제1방향의 선편광 중 일부를 제2방향의 선편광으로 반파장 변환하는 반파장 위상지연자(15)를 더 포함할 수 있다.

반파장 위상지연자(15, Half Wave Plate: HWP)은 영상 소스(10)에서 입사된 선평광을 1/2 파장 변환시킬 수 있다.

예를 들어, 영상 소스(10)에서 출사된 선편광이 P파 선편광(P)일 경우, 이러한 P파 선편광(P)은 반파장 위상지연자(15)으로 입사되어 반파장 위상지연자(15)에서 S파 선편광(S)으로 변환되어 출사될 수 있다.

반대로, 영상 소스(10)에서 출사된 선편광이 S파 선편광(S)일 경우, 이러한 S파 선편광(S)은 반파장 위상지연자(15)으로 입사되어 반파장 위상지연자(15)에서 P파 선편광(P)으로 변환되어 출사될 수 있다.

반파장 위상지연자(15)은 영상 소스(10)의 광출사면과 편광반사미러(3)의 일면(31) 사이에 배치될 수 있다. 영상 소스(10)가 선형 편광기(14)을 포함할 경우, 선형 편광기(14)의 광출사면(14B)은 영상 소스(10)의 광출사면일 수 있다.

반파장 위상지연자(15)은 영상 소스(10)에서 출사된 제1방향의 선편광 중 일부를 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광으로 반파장 변환할 수 있다.

반파장 위상지연자(15)은 선형 편광기(14) 보다 크기가 작을 수 있다. 반파장 위상지연자(15)는 선형 편광기(14)의 광출사면 보다 크기가 작을 수 있다.

그리고, 반파장 위상지연자(15)은 선형 편광기(14)의 일부 영역을 마주볼 수 있다. 반파장 위상지연자(15)는 선형 편광기(14)의 광출사면 중 일부 영역만을 마주볼 수 있고, 선형 편광기(14)의 광출사면 중 타 영역을 마주보지 않는 것이 바람직하다.

반파장 위상지연자(15)는 일면(15A)이 영상 소스(10) 특히, 선형 편광기(14)의 타면(14B)를 마주볼 수 있고, 선형 편광기(14)에서 출사된 선편광은 반파장 위상지연자(15)의 일면(15A)로 입사될 수 있다.

반파장 위상지연자(15)는 타면(15B)이 편광반사미러(3)의 일면(31)을 향할 수 있고, 편광반사미러(3)를 향해 광을 출사할 수 있다.

선형 편광기(14)에서 출사된 선편광 중 일부만 반파장 위상지연자(15)으로 입사되어 반파장 변환되고, 선형 편광기(14)에서 출사된 선편광 중 나머지는 반파장 위상지연자(15)으로 입사되지 않고, 편광반사미러(3)로 향할 수 있다.

선형 편광기(14)는 반파장 위상지연자(15)의 일면(15A)을 마주보는 제1영역(Q)과, 편광반사미러(3)의 일면(31)을 마주보는 제2영역(R)을 갖을 수 있다.

선형 편광기(14)의 제1영역(Q)에서 출사된 제1방향의 선편광은 반파장 위상지연자(15)로 입사되어 제2방향의 선편광으로 반파장 변환되고, 반파장 위상지연자(15)에서 편광반사미러(3)를 향해 출사될 수 있다.

반면에, 선형 편광기(14)의 제2영역(R)에서 출사된 제1방향의 선편광은 반파장 위상지연자(15)로 입사되지 않고, 반파장 위상지연자(15) 주변을 지나 편광반사미러(3)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(15)에서 S파 선편광(S)으로 변환된 후 편광반사미러(3)로 향할 수 있다. 그리고, P파 선편광(P) 중 제2영역(R)에서 출사된 P파 선편광(P)은 반파장 위상지연자(15)에 의해 파장이 변화되지 않고, P파 선편광(P) 상태로 편광반사미러(3)로 향할 수 있다.

반사미러(2)은 차량의 윈드 쉴드(6)로 광을 반사할 수 있다.

반사미러(2)은 편광반사미러(3)에서 반사된 광 또는 편광반사미러(3)를 투과한 광을 윈드 쉴드(6)를 향해 반사할 수 있다.

반사미러(2)은 편광반사미러(3)의 전방에 위치되게 배치될 수 있다. 반사미러(2)의 후면(22)은 전후 방향으로 편광반사미러(3)의 전면(31)을 마주볼 수 있다. 반사미러(2)은 오목 거울일 수 있다.

반사미러(2)은 소정 각도 기울여지게 배치될 수 있고, 편광반사미러(3)에서 반사되거나 편광반사미러(3)를 투과한 광을 상측 방향으로 반사할 수 있다. 여기서, 상측 방향은 수직한 방향 뿐만 아니라 소정 각도 후방 방향으로 경사진 상측 방향과 소정 각도 전방 방향으로 경사진 상측 방향을 모두 포함하는 의미일 수 있다.

편광반사미러(3)은 반사미러(2)의 후방에 배치되어 제1방향의 선편광을 반사하고, 제2방향의 선편광이 투과한다.

편광반사미러(3)는 반사미러(2)와, 제2위상지연미러(5) 사이에 배치될 수 있다. 편광반사미러(3)는 전후 방향으로 반사미러(2)와, 제2위상지연미러(5) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 반사미러(2)의 후방에 편광반사미러(3)가 반사미러(2)와 이격되게 배치될 수 있고, 편광반사미러(3)의 후방에 제2위상지연미러(5)가 편광반사미러(4)와 이격되게 배치될 수 있다.

그리고, 편광반사미러(3)는 영상기구(1)와, 제1위상지연미러(4) 사이에 배치될 수 있다. 편광반사미러(3)는 상하방향으로 영상기구(1)와, 제1위상지연미러(4) 사이에 배치될 수 있다. 영상기구(1)가 편광반사미러(3)의 하측에 배치될 경우, 제1위상지연미러(4)는 편광반사미러(3)의 상측에 배치될 수 있다. 반대로, 영상기구(1)가 편광반사미러(3)의 상측에 배치될 경우, 제1위상지연미러(4)는 편광반사미러(3)의 하측에 배치될 수 있다.

편광반사미러(4)는 영상 소스(10)에서 출사된 선편광과 동일방향의 선편광이 반사하고, 영상 소스(10)에서 출사된 선편광과 직교한 방향의 선편광이 반사되는 광분리기일 수 있다.

편광반사미러(4)는 반파장 위상지연자(15)에서 출사된 선편광과 동일방향의 선편광이 투과하고, 반파장 위산지연자(15)에서 출사된 선편광과 직교한 방향의 선편광이 반사되는 광분리기일 수 있다.

제1위상지연미러(4)는 편광반사미러(3)와 이격되고 편광반사미러(3)를 투과한 제2방향의 선편광을 제1방향의 선편광으로 변환함과 아울러 편광반사미러(3)로 반사한다. 제1위상지연미러(4)와 영상기구(1)는 둘 중 어느 하나가 편광반사미러(3)의 상측에 배치되며, 둘 중 다른 하나가 편광반사미러(3)의 하측에 배치될 수 있다.

제2위상지연미러(5)는 편광반사미러(3)의 후방에 편광반사미러(3)와 이격되고 편광반사미러(3)에서 후방으로 반사한 제1방향의 선편광을 제2방향의 선편광으로 변환함과 아울러 편광반사미러(3)로 반사한다.

제1위상지연미러(4)와 제2위상지연미러(5)는 구조가 동일할 수 있고, 그 배치 위치 및 배치 방향이 상이할 수 있다.

제1위상지연미러(4)와 제2위상지연미러(5) 각각은 미러와, 미러와 편광반사미러(3) 사이에 배치된 1/4파장 위상지연자를 포함할 수 있다.

미러는 입사된 광을 반사하는 반사미러일 수 있다.

1/4 파장 위상지연자(Retarder)는 통과하는 빛의 편광상태를 변환하는 광학 소자로서, 1/4 파장판(quarter wave plate)일 수 있다.

1/4 파장 위상지연자(Retarder)는 원형 편광기(Circular Polarizer)로 구성될 수 있고, 편광반사미러(3)에서 출사되어 입사된 선편광의 위상을 1/4 파장 지연시킬 수 있고, 미러에서 반사된 선편광의 위상을 1/4 파장 지연시킬 수 있다.

제1위상지연미러(4)와 제2위상지연미러(5) 각각은 1/4파장 위상지연자가 편광반사미러(3)를 향하게 배치될 수 있다.

1/4파장 위상지연자는 미러의 양면 중 편광반사미러(3)를 마주보는 면에 부착될 수 있다.

미러는 평판 미러일 수 있고, 1/4파장 위상지연자는 평판 미러에 접착제로 부착될 수 있다.

제1위상지연미러(4)와 제2위상지연미러(5)는 직교하게 배치될 수 있다. 제1위상지연미러(4)의 연장선과, 제2위상지연미러(5)의 연장선은 직교하게 교차될 수 있다.

제1위상지연미러(4)는 제1반사미러(41)와, 제1반사미러(41)의 양면 중 편광반사미러(3)를 향하는 면에 부착된 제1위상지연자(42)를 포함할 수 있다.

제1반사미러(41)는 투명한 제1투명판(41A)과, 제1투명판(41A)의 상면에 형성된 제1반사층(41B)을 포함할 수 있다.

제1위상지연자(42)는 제1반사미러(41)와 제1위상지연자(42)의 거리가 최대한 근접한 것이 바람직하고, 제1반사미러(41)와 제1위상지연자(42)가 일체화되게 구성되는 것이 바람직하다.

제1위상지연자(42)는 제1반사미러(41)의 일면에 접착제(43)으로 부착될 수 있다. 제1위상지연미러(4)가 편광반사미러(3)의 상측에 배치될 경우, 제1위상지연자(42)는 제1반사미러(41)의 하면에 접착제(43)으로 부착될 수 있다. 제1위상지연자(42)는 제1반사미러(41)에 접착제(43)으로 부착된 1/4파장 위상지연자일 수 있다.

제1위상지연자(42)는 하면(42A)이 편광반사미러(3)를 향할 수 있고, 상면(42B)이 제1반사미러(41)를 향할 수 있다.

제1위상지연자(42)는 편광반사미러(3)에서 입사된 제2방향의 선편광을 원편광으로 1/4 파장 변화시킬 수 있다.

제1반사미러(41)는 제1위상지연자(42)에서 입사된 원평광을 제1위상지연자(42)로 반사할 수 있다.

제1위상지연자(42)는 제1반사미러(41)에서 반사된 원평광을 1/4파장 변환할 수 있고, 제1위상지연자(42)에서는 제1방향의 선편광이 편광반시미러(3)를 향해 출사될 수 있다.

제2위상지연미러(5)는 제2반사미러(51)와, 제2반사미러(51)의 양면 중 편광반사미러(3)를 향하는 면에 부착된 제2위상지연자(52)를 포함할 수 있다.

제2반사미러(51)는 투명한 제2투명판(51A)과, 제2투명판(51A)의 배면에 형성된 제2반사층(51B)을 포함할 수 있다.

제2위상지연자(52)는 제2반사미러(51)와 제2위상지연자(52)의 거리가 최대한 근접한 것이 바람직하고, 제2반사미러(51)와 제2위상지연자(52)가 일체화되게 구성되는 것이 바람직하다.

제2위상지연자(52)는 제2반사미러(51)의 전면에 접착제(53)으로 부착될 수 있다. 제2위상지연자(52)는 제2반사미러(51)에 접착제(53)으로 부착된 1/4파장 위상지연자일 수 있다.

제2위상지연자(52)는 전면(52A)이 편광반사미러(3)를 향할 수 있고, 배면(52B)이 제2반사미러(51)를 향할 수 있다.

제2위상지연자(52)는편광반사미러(3)에서 입사된 제1방향의 선편광을 원편광으로 1/4 파장 변화시킬 수 있다.

제2반사미러(51)는 제2위상지연자(51)에서 입사된 원평광을 제2위상지연자(52)로 반사할 수 있다.

제2위상지연자(52)는 제2반사미러(51)에서 반사된 원평광을 1/4파장 변환할 수 있고, 제2위상지연자(52)에서는 제2방향의 선편광이 편광반시미러(3)를 향해 출사될 수 있다.

한편, 제1위상지연미러(4)와 편광반사미러(3)의 거리는 제2위상지연미러(5)와 편광반사미러(3)의 거리가 같을 수 있다.

반면에, 제1위상지연미러(4)와 편광반사미러(3)의 거리과, 제2위상지연미러(5)와 편광반사미러(3)의 거리는 상이할 수 있다. 제1위상지연미러(4)와 편광반사미러(3)의 거리가 제2위상지연미러(5)와 편광반사미러(3)의 거리 보다 짧을 경우, 차량용 헤드 업 디스플레이는 높이가 낮을 수 있다. 반대로, 제1위상지연미러(4)와 편광반사미러(3)의 거리가 제2위상지연미러(5)와 편광반사미러(3)의 거리 보다 길 경우, 차량용 헤드 업 디스플레이는 전후 방향의 폭이 짧을 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(10), 편광반사미러(3), 반사미러(2) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 근거리 광 경로에 의해 형성될 수 있다.

그리고, 제2허상(M)은 영상 소스(10), 반파장 위상지연자(15), 편광반사미러(3), 제1위상지연미러(4), 편광반사미러(3), 제2위상지연미러(5), 편광반사미러(3), 반사미러(2) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 원거리 광 경로에 의해 형성될 수 있다.

원거리 광 경로는 근거리 광 경로 보다 제2방향의 선편광이 편광반사미러(3)에서 제1위상지연미러(4)로 이동한 거리와, 제1위상지연미러(4)에서 반사된 제1방향의 선편광이 편광반사미러(3)로 이동한 거리와, 제1방향의 선편광이 제2위상지연미러(5)로 이동한 거리와, 제2위상지연미러(5)에서 반사된 제2방향의 선편광이 편광반사미러(3)로 이동한 거리를 더 포함할 수 있다.

좀 더 상세히 설명하면, 근거리 광경로는 영상 소스(10)에서 출사된 제1방향의 선편광이 편광반사미러(3)로 입사되는 제1경로(T1)와, 편광반사미러(3)에서 전방 방향으로 반사된 제1방향의 선편광이 반사미러(2)로 입사되는 제2경로(T2)와, 반사미러(2)에서 반사된 제1방향의 선편광이 윈드 쉴드(6)로 입사되는 제3경로(T3)를 포함할 수 있다.

반면에, 원거리 광경로는 영상 소스(10)에서 출사된 제1방향의 선편광이 반파장 위상지연자(15)로 입사되는 제4경로(T4)와, 반파장 위상지연자(15)에서 출사된 제2방향의 선편광이 편광반사미러(3)로 입사되는 제5경로(T5)와, 편광반사미러(3)를 투과한 제2방향의 선편광이 제1위상지연미러(4)로 입사되는 제6경로(T6)와, 제1위상지연미러(4)에서 출사된 제1방향의 선편광이 편광반사미러(3)로 입사되는 제7경로(T7)와, 편광반사미러(3)를 후방으로 반사된 제1방향의 선편광이 제2위상지연미러(5)로 입사되는 제8경로(T8)와, 제2위상지연미러(5)에서 출사된 제2방향의 선편광이 편광반사미러(3)로 입사되는 제9경로(T9)와, 편광반사미러(3)의 후방에서 편광반사미러(3) 투과한 제2방향의 선편광이 반사미러(2)로 입사되는 제10경로(T0)와, 반사미러(2)에서 반사된 제1방향의 선편광이 윈드 쉴드(6)로 입사되는 제11경로(T11)를 포함할 수 있다.

여기서, 제4경로(T4)의 길이와, 반파장 위상지연자(15)의 두께와, 제5경로(T5)의 길이의 합은 제1경로(T1)의 길이와 대응될 수 있다.

그리고, 제10경로(T10)는 제2경로(T2)와 대응될 수 있고, 제11경로(T11)는 제3경로(T3)와 대응될 수 있다.

원거리 광 경로의 길이(L2)는 제6경로(T6)의 길이와, 제7경로(T7)의 길이와, 제8경로(T8)의 길이와, 제9경로(T9)의 길이의 합만큼 근거리 광경로의 길이(L1) 보다 더 길 수 있다.

이하, 본 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

설명의 편의를 위해 영상 소스(10)에서 P파 선편광(P)이 출사된 예를 설명하면 다음과 같다.

영상 소스(10)에서 출사된 P파 선편광(P)의 일부는 파장이 변환되지 않은 상태로 편광반사미러(3)의 전면(31)을 향할 수 있고, P파 선편광(P)의 나머지는 반파장 위상지연자(2)에 의해 S파 선편광(S)으로 변환된 후 편광반사미러(3)의 전면(31)로 향할 수 있다.

영상 소스(10)에서 편광반사미러(3)의 전면(31)으로 입사된 P파 선편광(P)은 편광반사미러(3)에 의해 반사미러(2)로 반사되고, 반사미러(2)에 의해 윈드 쉴드(6)으로 반사될 수 있다.

반면에, 편광반사미러(3)의 전면(31)으로 입사된 S파 선편광(S)은 편광반사미러(3)를 투과하여 제1위상지연미러(4)로 향할 수 있고, 제1위상지연미러(4)에서는 P파 선평광(P)이 출사될 수 있고, 이러한 P파 선편광(P)은 편광반사미러(3)의 배면(32)로 반사될 수 있다.

제1위상지연미러(4)에서 편광반사미러(3)의 배면(32)로 반사된 P파 선편광(P)은 편광반사미러(3)에 의해 후방으로 반사되고, 제2위상지연미러(5)로 향할 수 있다. 제2위상지연미러(5)에서는 S파 선편광(S)이 출사될 수 있다. 제2위상지연미러(5)에서 출사된 S파 선편광(S)은 편광반사미러(3)의 배면(32)를 통해 편광반사미러(3)로 입사될 수 있고, 편광반사미러(3)를 투과하여 반사미러(3)로 입사되고, 반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)으로 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(10)에서 S파 선편광(S)이 출사된 예는 영상 소스(10)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(11)과, 디스플레이 패널(11)에서 출사된 이미지 광을 제1방향으로 선형 편광시키는 제1선형 편광기(14')과, 디스플레이 패널(11)에서 출사된 이미지 광을 제1방향과 직교한 제2방향으로 선형 편광시키는 제2선형 편광기(14")를 포함할 수 있다.

디스플레이 패널(11)은 본 발명 제1실시예와 같이, 디스플레이 소자(12)와, 광원(13)을 포함할 수 있고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제1선형 편광기(14')와 제2선형 편광기(14")는 디스플레이 패널(11)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(11)에서 출사된 이미지 광 중 제1방향의 선편광만을 통과시킬 수 있다. 디스플레이 패널(11)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(11)에서 출사된 이미지 광 중 제2방향의 선편광만을 통과시킬 수 있다. 디스플레이 패널(11)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(11)의 광출사면 일부를 마주볼 수 있고, 제2선형 편광기(14")의 광입사면(14A")은 디스플레이 패널(11)의 광출사면 타 부분을 마주볼 수 있다.

제1선형 편광기(14')의 광출사면(14B')는 편광반사미러(3)의 일부를 마주볼 수 있고, 제2선형 편광기(14")의 광출사면(14B")는 편광반사미러(3)의 일부를 마주볼 수 있다.

편광반사미러(3)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(3)는 상하 방향으로 제1선형 편광기(14') 및 제2선형 편광기(14") 모두와, 제1위상지연미러(4)를 마주보고, 전후 방향으로 반사미러(2)와 제2위상지연미러(5)를 마주보게 배치될 수 있다.

편광반사미러(3)는 상하 방향으로 제1선형 편광기(14')를 마주보는 제1영역과, 상하 방향으로 제2선현 편광기(14")를 마주보는 제2영역을 포함할 수 있다.

편광반사미러(3)는 제1영역으로 제1선형 편광기(14')에서 출사된 제1방향의 선편광이 입사될 수 있고, 제1영역으로 입사된 제1방향의 선편광은 편광반사미러(3)를 투과하여 제1위상지연미러(4)로 입사될 수 있다.

편광반사미러(3)는 제2영역으로 제2선형 편광기(14")에서 출사된 제2방향의 선편광이 입사될 수 있고, 제2영역으로 입사된 제2방향의 선편광은 편광반사미러(3)에 의해 반사미러(2)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(11), 제1선형 편광기(14'), 편광반사미러(3), 반사미러(2) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 근거리 광 경로에 의해 형성될 수 있다.

그리고, 제2허상(M)은 디스플레이 패널(11), 제2선형 편광기(14"), 편광반사미러(3), 제1위상지연미러(3)와, 편광반사미러(3), 제2위상지연미러(5)와, 편광반사미러(3)와, 반사미러(2) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 근거리 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(11)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.

제1선형 편광기(14')에서 출사된 P파 선편광(P)은 본 발명 제1실시예와 같이, 편광반사미러(3)에 의해 반사미러(2)로 반사되고, 반사미러(2)에 의해 윈드 쉴드(6)으로 반사될 수 있다.

반면에, 제2선형 편광기(14")에서 출사된 S파 선편광(S)은 본 발명 제1실시예와 같이, 편광반사미러(3)를 투과하여 제1위상지연미러(4)로 입사될 수 있고, 제1위상지연미러(4)에서는 P파 선편광(P)이 출사될 수 있며, 이러한 P파 선편광(P)은 편광반사미러(3)에 의해 후방으로 반사될 수 있다. 편광반사미러(3)에서 후방으로 반사된 P파 선편광(P)은 제2위상지연미러(5)로 입사될 수 있고, 제2위상지연미러(5)에서는 S파 선편광(S)이 출사될 수 있고, 이러한 S파 선편광(S)은 편광반사미러(3)를 투과하여 반사미러(2)로 향하고, 반사미러(2)에 의해 윈드 쉴드(6)으로 반사될 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 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 전기 편광변환소자가 오프일 때의 주요 구성이 도시된 측면도이고, 도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 전기 편광변환소자가 오프일 때의 광 경로가 도시된 측면도이며, 도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 전기 편광변환소자가 온일 때의 주요 구성이 도시된 측면도이고, 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 전기 편광변환소자가 온일 때의 광 경로가 도시된 측면도이다.

본 실시예는 영상 기구(1)가 제1방향의 선편광을 출사하는 영상 소스(10)와; 온시 영상 소스(10)에서 출사된 제1방향의 선편광을 제2방향의 선편광으로 반파장 변환하고, 오프시 제1방향의 선편광을 투과하는 전기 편광변환소자(16)를 포함하고, 전기 편광변환소자(16) 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제1실시예와 동일하거나 유사하므로 동일부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

영상 소스(10)는 본 발명 제1실시예와 같이, 디스플레이 패널(11)과; 디스플레이 패널(11)에서 출사된 이미지 광을 제1방향으로 선형 편광시키는 선형 편광기(14, Linear Polarizer)를 포함할 수 있다.

전기 편광변환소자(16)는 일면이 선형 편광기(14)의 광츨사면(14B)을 마주볼 수 있다.

전기 편광변환소자(16)는 타면이 편광반사미러(3)의 일면을 향할 수 있다.

전기 편광변환소자(16)는 전기 광학 결정에 직교하는 두 직선 편광 사이의 광학 위상차가 π 라디안만큼 변화하는 전압(즉, 반파장 전압)을 가하여, 입력된 선편광에 90 °만큼 파장 변화시키는 편광 스위치(Polarization switch) 또는 액티브 리타더(Active Retarder)를 포함할 수 있다.

이러한, 전기 편광변환소자(16)는 반파장 전압이 인가되면, 입력된 선편광에 90 °만큼 파장 변화시키는 반파장 위상지연자(15, Half Wave Plate: HWP)일 수 있다.

전기 편광변환소자(16)는 인가 전압에 따라 반파장 위상지연자(Half Wave Plate)의 작동을 온/오프할 수 있다.

전기 편광변환소자(16)에 반파장 전압이 인가되지 않으면, 그 입사면으로 입력된 선편광은 파장 변환없이 투과할 수 있다.

전기 편광변환소자(16)에 반파장 전압이 인가되면, 전기 편광변환소자(16)는 그 입사면으로 입력된 선편광을 반파장 파장 변환되어 출사할 수 있다.

예를 들어, 전기 편광변환소자(16)가 오프이고, 영상 소스(10)에서 P파 선편광이 출사되면, 영상 소스(10)에서 출사된 P파 선편광은 전기 편광변환소자(16)를 파장변환없이 통과할 수 있고, 편광반사미러(3)의 일면에는 전기 편광소자(16)를 파장 변환없이 투과한 P파 선편광이 입사될 수 있다.

반면에, 전기 편광변환소자(16)가 온이고, 영상 소스(10)에서 P파 선편광이 출사되면, 영상 소스(10)에서 출사된 P파 선편광은 전기 편광변환소자(16)를 투과하면서 반파장 변환될 수 있고, 전기 편광변환소자(16)에서는 S파 선편광이 출사될 수 있으며, 편광반사미러(3)의 일면에는 전기 편광소자(16)에서 출사된 S파 선편광이 입사될 수 있다.

전기 편광변환소자(16)는 오프인 시간과, 온인 시간에 따라, 편광반사미러(3)로 출사되는 제1방향의 선편광이 편광반사미러(3)로 출사되는 시간과, 편광반사미러(3)로 출사되는 제2방향의 선편광이 편광반사미러(3)로 출사되는 시간을 결정할 수 있다.

제1허상(K)은 영상 소스(10), 전기 편광변환소자(16), 편광반사미러(3), 반사미러(2) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 근거리 광 경로에 의해 형성될 수 있다.

근거리 광경로는 도 5에 도시된 바와 같이, 영상 소스(10)에서 출사된 제1방향의 선편광이 전기 편광변환소자(16)을 파장 변화없이 통과한 후 편광반사미러(3)로 입사되는 제1경로(T1')와, 편광반사미러(3)에서 전방 방향으로 반사된 제1방향의 선편광이 반사미러(2)로 입사되는 제2경로(T2)와, 반사미러(2)에서 반사된 제1방향의 선편광이 윈드 쉴드(6)로 입사되는 제3경로(T3)를 포함할 수 있다.

그리고, 제2허상(M)은 영상 소스(10), 전기 편광변환소자(16), 편광반사미러(3), 제1위상지연미러(4), 편광반사미러(3), 제2위상지연미러(5), 편광반사미러(3), 반사미러(2) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 원거리 광 경로에 의해 형성될 수 있다.

반면에, 원거리 광경로는 영상 소스(10)에서 출사된 제1방향의 선편광이 전기 편광변환소자(16)로 입사되는 제4경로(T4')와, 전기 편광변환소자(16)에서 출사된 제2방향의 선편광이 편광반사미러(3)로 입사되는 제5경로(T5')와, 편광반사미러(3)를 투과한 제2방향의 선편광이 제1위상지연미러(4)로 입사되는 제6경로(T6)와, 제1위상지연미러(4)에서 출사된 제1방향의 선편광이 편광반사미러(3)로 입사되는 제7경로(T7)와, 편광반사미러(3)를 후방으로 반사된 제1방향의 선편광이 제2위상지연미러(5)로 입사되는 제8경로(T8)와, 제2위상지연미러(5)에서 출사된 제2방향의 선편광이 편광반사미러(3)로 입사되는 제9경로(T9)와, 편광반사미러(3)의 후방에서 편광반사미러(3) 투과한 제2방향의 선편광이 반사미러(2)로 입사되는 제10경로(T0)와, 반사미러(2)에서 반사된 제1방향의 선편광이 윈드 쉴드(6)로 입사되는 제11경로(T11)를 포함할 수 있다.

여기서, 제4경로(T4')의 길이와, 전기 편광변환소자(16)의 두께와, 제5경로(T5')의 길이의 합은 도 5에 도시된 제1경로(T1')의 길이와 대응될 수 있다. 그리고, 제10경로(T10)는 제2경로(T2)와 대응될 수 있고, 제11경로(T11)는 제3경로(T3)와 대응될 수 있다.

원거리 광경로의 길이(L2)는 제6경로(T6)의 길이와, 제7경로(T7)의 길이와, 제8경로(T8)의 길이와, 제9경로(T9)의 길이의 합만큼 근거리 광경로의 길이(L1) 보다 더 길 수 있다.

전기 편광변환소자(16)는 주기적으로 온/오프될 수 있다. 이 경우, 전기 편광변환소자(16)가 오프인 동안 운전자의 눈에는 근거리 광 경로에 의해 형성된 제1허상(K)이 인식될 수 있고, 전기 편광변환소자(16)가 온인 동안, 운전자의 눈에는 원거리 광 경로에 의해 형성된 제2허상(M)이 인식될 수 있다.

본 실시예는 전기 편광변환소자(16)를 짧은 주기로 온/오프시키는 것이 가능하고, 이 경우, 사용자의 눈에는 제1허상(K)과 제2허상(M)이 함께 인식될 수 있다.

한편, 전기 편광변환소자(16)는 상기와 같이 주기적으로 온/오프되지 않고, 주행중인 차량과 그 앞에 위치하는 타 차량(앞 차)과의 거리에 따라 제어되는 것도 가능함은 물론이다.

예를 들어, 차량에 설치된 거리 센서에서 의해 앞 차와의 거리가 감지될 수 있고, 전기 편광변환소자(16)는 앞 차와의 거리가 제1설정거리 범위이면, 오프될 수 있고, 이 경우, 윈드 쉴드와 가까운 제1위치에 제1허상(K)이 형성될 수 있다. 반면에, 전기 편광변환소자(16)는 앞 차와의 거리가 제1설정거리 범위 보다 먼 제2설정거리 범위이면, 온될 수 있고, 이 경우, 윈드 쉴드와 먼 제2위치에 제2허상(M)이 형성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이고, 도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 광 경로가 도시된 측면도이다.

본 실시예는 제1방향의 선편광을 출사하는 제1 영상 기구(1A)와; 제1 영상 기구(1A)와 이격되고 제1방향의 선편광을 출사하는 제2 영상 기구(1B)와; 광을 윈드 쉴드(6)로 반사하는 반사미러(2)와, 제1 영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B) 사이에 배치되어 제1방향의 선편광을 반사하고, 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광이 투과하는 편광반사미러(3')와; 편광반사미러(3')의 후방에 배치된 위상지연미러(5')를 포함한다.

제1 영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B)는 편광반사미러(3')를 사이에 두고 서로를 향하는 방향으로 제1방향의 선평광을 출사할 수 있다.

제1 영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B)는 제1방향의 선편광을 출사하는 영상 소스(10)를 포함할 수 있다.

영상 소스(10)는 디스플레이 패널(11)과, 디스플레이 패널(11)에서 출사된 이미지 광을 제1방향으로 선형 편광시키는 선형 편광기(14, Linear Polarizer)를 더 포함할 수 있다.

디스플레이 패널(11)과, 선형 편광기(14)는 그 각각의 상세 구조 및 작용이 본 발명 제1실시예와 동일하거나 유사하므로 동일부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제1 영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B)는 그 배치위치 및 광 조사방향이 상이하고, 기타의 구성 및 작용이 동일할 수 있고, 그 상세 구성에 대해서는 동일부호를 사용하여 설명한다.

제1 영상 기구(1A)의 선형 편광기(14)와, 제2 영상 기구(1B)의 선형 편광기(14)는 동일 방향의 선편광을 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 영상 기구(1;)의 선형 편광기(14)가 P파 선편광을 투과할 경우, 제2 영상 기구(1B)의 선형 편광기(14)는 P파 선편광을 투과할 수 있다. 반대로, 제1 영상 기구(1;)의 선형 편광기(14)가 S파 선편광을 투과할 경우, 제2 영상 기구(1B)의 선형 편광기(14)는 S파 선편광을 투과할 수 있다.

제1 영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B) 중 어느 하나는 편광반사미러(3)의 하측에 위치되고 상측 방향으로 제1방향의 선평광을 출사할 수 있다. 그리고, 제1 영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B) 중 다른 하나는 편광반사미러(3')의 상측에 위치되고 하측 방향으로 제1방향의 선평광을 출사할 수 있다.

반사미러(2)는 편광반사미러(3')의 전방에 배치될 수 있고, 그 상세 구조 및 작용은 본 발명 제1실시예와 동일하거나 유사하므로 동일부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

편광반사미러(3')는 제1 영상 기구(1A)에서 출사된 제1방향의 선편광을 반사할 수 있고, 제2 영상 기구(1B)에서 출사된 제1방향의 선편광을 반사할 수 있다.

편광반사미러(3')는 제1 영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B) 중 어느 하나에서 출사된 제1방향의 선편광을 전방 방향으로 반사할 수 있다. 그리고, 편광반사미러(3')는 제1 영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B) 중 다른 하나에서 출사된 선편광을 후방 방향으로 반사할 수 있다.

편광반사미러(3')는 그 전면이 전방 상측을 향하거나 전방 하측을 향하게 비스듬하게 배치될 수 있다.

편광반사미러(3')는 그 전면이 전방 상측을 향할 경우, 제1 영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B) 중 더 상측에 위치하는 영상 기구에서 출사된 제1방향의 선편광을 전방 방향으로 반사할 수 있고, 제1 영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B) 중 더 하측에 위치하는 영상 기구에서 출사된 제1방향의 선편광을 후방 방향으로 반사할 수 있다.

반대로, 편광반사미러(3')는 그 전면이 전방 하측을 향할 경우, 제1 영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B) 중 더 상측에 위치하는 영상 기구에서 출사된 제1방향의 선편광을 후방 방향으로 반사할 수 있고, 제1 영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B) 중 더 하측에 위치하는 영상 기구에서 출사된 제1방향의 선편광을 전방 방향으로 반사할 수 있다.

위상지연미러(5')는 편광반사미러(3')의 후방에 배치되어 편광반사미러(3')에서 후방으로 반사된 제1방향의 선편광을 제2방향으로 변환하여 편광반사미러(3')로 반사할 수 있다.

위상지연미러(5')는 리어 반사미러(51')와, 리어 반사미러(51')의 양면 중 편광반사미러(3')를 향하는 면에 부착된 위상지연자(52')를 포함할 수 있다.

리어 반사미러(51')는 투명한 투명판(51A')과, 투명판(51A')의 배면에 형성된 반사층(51B')을 포함할 수 있다.

위상지연자(52')는 리어 반사미러(51')와 위상지연자(52')의 거리가 최대한 근접한 것이 바람직하고, 리어 반사미러(51')와 위상지연자(52')가 일체화되게 구성되는 것이 바람직하다.

위상지연자(52')는 리어 반사미러(51')의 전면에 접착제(53')로 부착될 수 있다.

위상지연자(52')는 리어 반사미러(51')에 접착제(53')로 부착된 1/4파장 위상지연자일 수 있다.

위상지연자(52')는 전면(52A')이 편광반사미러(3')를 향할 수 있고, 배면(52B')이 리어 반사미러(51')를 향할 수 있다.

위상지연자(52')는 편광반사미러(3')에서 입사된 제1방향의 선편광을 원편광으로 1/4 파장 변화시킬 수 있다.

리어 반사미러(51')는 제2위상지연자(51')에서 입사된 원평광을 위상지연자(52)로 반사할 수 있다.

위상지연자(52')는 리어 반사미러(51')에서 반사된 원평광을 1/4파장 변환할 수 있고, 위상지연자(52')에서는 제2방향의 선편광이 편광반시미러(3)를 향해 출사될 수 있다.

한편, 제1 영상 기구(1A)와 편광반사미러(3)의 거리와, 제2 영상 기구(1B)와 편광반사미러(3')의 거리가 같거나 상이할 수 있다.

제2 영상 기구(1B)와 편광반사미러(3')의 거리는 편광반사미러(3')와 위상지연미러(5')의 거리는 같거나 상이할 수 있다.

제1 영상 기구(1A)와 편광반사미러(3')의 거리와, 제2 영상 기구(1B)와 편광반사미러(3')의 거리가 짧을수록 차량용 헤드 업 디스플레이는 높이가 낮을 수 있다.

편광반사미러(3')와 위상지연미러(5')의 거리가 짧을수록 차량용 헤드 업 디스플레이는 전후 방향의 폭이 짧을 수 있다.

제1허상(K)은 제1 영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B) 중 어느 하나, 편광반사미러(3'), 반사미러(2) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 근거리 광 경로에 의해 형성될 수 있다.

그리고, 제2허상(M)은 제1 영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B) 중 다른 하나와, 편광반사미러(3'), 위상지연미러(5'), 편광반사미러(3'), 반사미러(2) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 원거리 광 경로에 의해 형성될 수 있다.

원거리 광 경로는 근거리 광 경로 보다 제1방향의 선편광이 편광반사미러(3')에서 위상지연미러(5')로 이동한 거리와, 위상지연미러(5)에서 출사된 제2방향의 선편광이 편광반사미러(3')로 이동한 거리를 더 포함할 수 있다.

좀 더 상세히 설명하면, 근거리 광경로는 제1영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B) 중 어느 하나에서 출사된 제1방향의 선편광이 편광반사미러(3')로 입사되는 제1경로(T1")와, 편광반사미러(3')에서 전방 방향으로 반사된 제1방향의 선편광이 반사미러(2)로 입사되는 제2경로(T2")와, 반사미러(2)에서 반사된 제1방향의 선편광이 윈드 쉴드(6)로 입사되는 제3경로(T3")를 포함할 수 있다.

반면에, 원거리 광경로는 제1영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B) 중 다른 하나에서 출사된 제1방향의 선편광이 편광반사미러(3')로 입사되는 제4경로(T4")와, 편광반사미러(3')에서 후방 방향으로 반사된 제1방향의 선편광이 위상지연미러(5')로 입사되는 제5경로(T5")와, 위상지연미러(5')에서 출사된 제2방향의 선편광이 편광반사미러(3')로 입사되는 제6경로(T6")와, 편광반사미러(3')의 후방에서 편광반사미러(3')를 투과한 제2방향의 선편광이 반사미러(2)로 입사되는 제7경로(T7")와, 반사미러(2)에서 반사된 제2방향의 선편광이 윈드 쉴드(6)로 입사되는 제8경로(T8")를 포함할 수 있다.

여기서, 제7경로(T7")의 길이는 제2경로(T2")의 길이와 대응될 수 있고, 제8경로(T8")의 길이는 제3경로(T3")와 대응될 수 있다.

원거리 광경로의 길이(L2)는 제5경로(T5")의 길이와, 제6경로(T6")의 길이의 합만큼 근거리 광경로의 길이(L1) 보다 더 길 수 있다.

이하, 본 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

설명의 편의를 위해 제 1 영상 기구(1A)와 제2 영상 기구(1B)에서 P파 선편광(P)이 출사된 예를 설명하면 다음과 같다.

제1 영상 기구(1A)에서 출사된 P파 선편광(P)는 편광반사미러(3')의 전면(31')을 향할 수 있고, 편광반사미러(3')의 전면(31')으로 입사된 P파 선편광(P)은 편광반사미러(3')에 의해 반사미러(2)로 반사되고, 반사미러(2)에 의해 윈드 쉴드(6)으로 반사될 수 있다.

반면에, 제2 영상 기구(1B)에서 출사된 P파 선편광(P)는 편광반사미러(3')의 배면(32')을 향할 수 있고, 편광반사미러(3')의 배면(32')으로 입사된 P파 선편광(P)은 편광반사미러(3')에 의해 위상지연미러(5')로 반사되고, 위상지연미러(5')에서는 S파 선편광(S)이 편광반사미러(3')를 향해 출사될 수 있다. 위상지연미러(5')에서 편광반사미러(3')를 향해 출사된 S파 선편광(S)은 편광반사미러(3')를 투과하여 반사미러(2)로 반사되고, 반사미러(2)에 의해 윈드 쉴드(6)으로 반사될 수 있다.

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 2: 반사 미러
3: 편광반사미러 4: 제1위상지연자
5: 제2위상지연미러

Claims

제1방향의 선편광과, 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광을 출사하는 영상 기구와;
차량의 윈드 쉴드로 광을 반사하는 반사미러와;
상기 반사미러의 후방에 배치되고 제1방향의 선편광을 반사하고, 제2방향의 선편광이 투과하는 편광반사미러와;
상기 편광반사미러와 이격되고 상기 편광반사미러를 투과한 제2방향의 선편광을 제1방향의 선편광으로 변환하여 상기 편광반사미러로 반사하는 제1위상지연미러와;
상기 편광반사 미러의 후방에 상기 편광반사미러와 이격되고 상기 편광반사미러에서 후방으로 반사한 제1방향의 선편광을 제2방향의 선편광으로 변환하여 상기 편광반사미러로 반사하는 제2위상지연미러를 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제1항에 있어서,
상기 편광반사미러는 반사미러와, 제2 위상지연미러 사이에 배치되고,
상기 제1 위상지연미러와 영상기구는
둘 중 어느 하나가 편광반사미러의 상측에 배치되며,
둘 중 다른 하나가 편광반사미러의 하측에 배치된 차량용 헤드 업 디스플레이.
제1항에 있어서,
상기 제1 위상지연미러와 제2위상 지연미러는 직교하게 배치된 차량용 헤드 업 디스플레이.
제1항에 있어서,
상기 제1 위상지연미러와 제2 위상지연미러 각각은
미러와;
상기 미러와 편광반사미러 사이에 배치된 1/4파장 위상지연자를 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제4항에 있어서,
상기 1/4파장 위상지연자는 상기 미러의 양면 중 상기 편광반사미러를 마주보는 면에 부착된 차량용 헤드 업 디스플레이.
제4항에 있어서,
상기 미러는 평판 미러이고,
상기 1/4파장 위상지연자는 상기 평판 미러에 접착제로 부착된 차량용 헤드 업 디스플레이.
제1항에 있어서,
상기 영상기구는
제1방향의 선편광을 출사하는 영상 소스와;
상기 영상 소스에서 출사된 제1방향의 선편광 중 일부를 제2방향의 선편광으로 반파장 변환하는 반파장 위상지연자를 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제7항에 있어서,
상기 영상 소스는
디스플레이 패널과;
상기 디스플레이 패널에서 출사된 이미지 광을 상기 제1방향으로 선형 편광시키는 선형 편광기를 포함하고,
상기 반파장 위상지연자는 상기 선형 편광기 보다 크기가 작고 일면이 상기 선형 편광기의 일부 영역을 마주보는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제1항에 있어서,
상기 영상기구는
디스플레이 패널과,
상기 디스플레이 패널에서 출사된 이미지 광을 제1방향으로 선형 편광시키는 제1선형 편광기와,
상기 디스플레이 패널에서 출사된 이미지 광을 제1방향과 직교한 제2방향으로 선형 편광시키는 제2선형 편광기를 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제1항에 있어서,
상기 영상기구는
제1방향의 선편광을 출사하는 영상 소스와;
온시 상기 영상 소스에서 출사된 제1방향의 선편광을 제2방향의 선편광으로 반파장 변환하고, 오프시 상기 제1방향의 선편광을 투과하는 전기 편광변환소자를 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제10항에 있어서,
상기 영상 소스는
디스플레이 패널과;
상기 디스플레이 패널에서 출사된 이미지 광을 상기 제1방향으로 선형 편광시키는 선형 편광기를 포함하고,
상기 전기 편광변환소자는 일면이 상기 선형 편광기의 광츨사면을 마주보는 차량용 헤드 업 디스플레이.