KR20180002976U

KR20180002976U - 항시 헤드-업 디스플레이 시스템

Info

Publication number: KR20180002976U
Application number: KR2020170001744U
Authority: KR
Inventors: 천 스티븐
Original assignee: 이-리드 일렉트로닉 코포레이션, 리미티드
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2017-04-07
Publication date: 2018-10-17

Abstract

본 고안은, 디스플레이 디바이스, 윈드실드, 웨지판, 및 반파장판을 포함하는 항시 헤드-업 디스플레이 시스템으로서, 상기 디스플레이 디바이스는 s-편광된 광과 p-편광된 광을 투사하고, 상기 반파장판을 사용하여, s-편광된 광과 p-편광된 광을, 상기 윈드실드, 상기 웨지판, 및 상기 반파장판 사이에서 서로 상호 교환시켜, 운전자들에 항상 최적의 시각적 효과를 갖는 디스플레이 영상을 제공하여, 주행 안전성을 효과적으로 향상시키는, 항시 헤드-업 디스플레이 시스템에 관한 것이다.

Description

항시 헤드-업 디스플레이 시스템{HEAD-UP DISPLAY SYSTEM OF ALL TIME}

본 고안은, 항시 헤드-업 디스플레이 시스템(head-up display system of all time)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 편광 선글라스를 착용하는 경우 헤드-업 디스플레이에 의해 표시된 영상(image)을 판독할 수 없다고 하는 단점을 해결하고, 비 오는 날에 영상이 왜곡되는 문제를 극복함으로써, 운전자들에게 항상 최적의 시각적 효과를 갖는 디스플레이 영상을 제공하여, 효과적으로 주행 안전성을 향상시키는, 시각적 장애 없이 모든 날씨를 위해 제공된 항시 헤드-업 디스플레이 시스템에 관한 것이다.

차량의 헤드-업 디스플레이는 윈드실드(windshield) 아래 계기판(dashboard) 밑에 일반적으로 설치되고, 이에 영상 광(image light)이 윈드실드를 향해 위쪽으로 투사되어 윈드실드에 의해 운전자의 눈으로 반사된다. 일반 차량, 특히 승용차의 윈드실드의 각도는 수평선에서 25~35도 위에 있고, 안전을 고려하여, 헤드-업 디스플레이의 시야각(angle of view)은 일반적으로 운전자의 수평 가시선(line of sight)에서 약 5도 아래로 설계되어, 운전자에 의해 용이하게 판독될 뿐만 아니라, 중요 가시선을 차단하지 않는데, 이러한 각도에서 계산하면, 윈드실드에 대한 헤드-업 디스플레이의 영상 광의 입사각은 약 60~70도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이 도 1은 프레넬 방정식(Fresnel equation)에 따른 s-편광된 광(polarized light), p-편광된 광, 및 반사율의 곡선도이다. 이 도 1로부터, s-편광된 광의 반사율은 이 입사각의 범위에서 p-편광된 광의 반사율보다 훨씬 더 크고, 만약 입사각이 60도에 가까우면 p-편광된 광의 반사율은 심지어 0에 가깝다는 것을 알 수 있다. 그래서, 차량이 강한 햇빛 하에 있을 때에는 헤드-업 디스플레이의 스크린은 운전자가 판독할 수 있도록 선명해야 한다. 헤드-업 디스플레이의 투사 효율을 증가시키기 위해, s-편광된 광이 일반 헤드-업 디스플레이의 영상 스크린(imaging screen)의 광원으로 선택되거나, 또는 더 많은 양의 반사 광을 얻기 위해 영상 스크린으로부터 출력된 영상 광이 적절한 파장판(wave plate)을 사용하여 s-편광된 광으로 변환된 다음 윈드실드로 투사될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 반파장판(half-wave plate)(1)을 s-편광된 광(도면에 S로 도시)과 함께 사용함으로써, 브루스터의 각(Brewster's angle)으로 인해 반사율이 낮은 문제와 편광 선글라스로 볼 수 없는 문제가 해결될 수 있었다. 이제, 일례로서 입사각(θ1)이 약 22도인 것이 예시되는데, s-편광된 광이 각각 윈드실드(G)의 최내층(innermost layer)(G1)과 최외층(outermost layer)(G2)을 통과할 때, s-편광된 광은 윈드실드(G)의 최내층(G1)의 외층에서 반사하고, p-편광된 광(도면에 P로 도시)과 s-편광된 광(도 1 참조)의 반사율로서, s-편광된 광은 반사된 광량의 26%를 얻고 투과된 광량의 74%를 얻었다; 투과된 광이 윈드실드의 최내층(G1)과 최외층(G2) 사이의 반파장판(1)을 통과할 때, p-편광된 광은 s-편광된 광과 상호 교환(interchange)되고 윈드실드(G)의 최외층(G2)의 외층에서 반사하고, p-편광된 광의 반사된 광량의 2.6%(74%×3.5%)가 얻어지고 다시 반파장판(1)을 지나며, p-편광된 광은 s-편광된 광과 다시 상호 교환되고, s-편광된 광의 2.6%가 윈드실드(G)의 최내층(G1)의 외층을 통과하고, s-편광된 광의 1.9%(2.6%×74%)가 얻어지며, s-편광된 광(26%와 1.9%)의 다중 영상이 생성된다.

햇빛이 비스듬히 들어오면, 많은 운전자는 선글라스를 끼고 운전할 수 있다. 시중에는, 주변 환경에서 s-편광된 광을 필터링하기 위한 편광자(polarizer)로 만들어진 일종의 고급 선글라스가 있는데, 광원은 특성상 쉽게 공기와 접촉하는 물체의 표면에서 직접 반사될 수 있기 때문에, 반사된 광은 일반적으로 물체 자체의 색이 아니지만, 거울과 같이 직접 광원의 색을 반사하고, 이러한 상황은 운전자의 시야를 방해할 수 있다; 유사하게, 표면에서 반사된 광은 프레넬 방정식에 따르면 대부분 s-편광된 광이므로, s-편광된 광을 필터링하기 위해 제공된 선글라스는 물체 표면의 반사된 광의 대부분을 필터링하여, 물체의 색이 더 선명하고 용이하게 식별될 수 있다.

하지만, 헤드-업 디스플레이에 의해 투사된 영상 광은 주로 s-편광된 광이고, 헤드-업 디스플레이에 의해 표시된 정보는 이러한 종류의 편광 선글라스를 사용해서는 판독될 수 없어서, 헤드-업 디스플레이의 실용성이 크게 줄어들는데, 이것이 운전자의 안전에 도움이 됨에도 헤드-업 디스플레이가 유행되고 널리 사용되지 않는 이유이다. 지금까지, 시중에서 윈드실드에 표시하도록 제공된 모든 헤드-업 디스플레이는 편광 선글라스를 착용하면 판독할 수 없었다.

도 3에 도시된 바와 같이, p-편광된 광을 갖는 반파장판(1)은 브루스터의 각으로 인해 반사율이 낮은 문제와 편광 선글라스로 볼 수 없는 문제를 해결할 수 있었다. 이제, 일례로서 입사각(θ1)이 약 22도인 것이 예시되는데, p-편광된 광이 윈드실드(G)의 최내층(G1)과 최외층(G2)을 각각 통과할 때, p-편광된 광은 윈드실드(G)의 최내층(G1)의 외층에서 반사하고, p-편광된 광과 s-편광된 광(도 1 참조)의 반사율로서, p-편광된 광은 반사된 광의 양의 3.5%를 얻고 투과된 광의 양의 96.5%를 얻었다; 투과된 광이 윈드실드(G)의 최내층(G1)과 최외층(G2) 사이의 반파장판(1)을 통과할 때, p-편광된 광은 s-편광된 광과 상호 교환되고 윈드실드(G)의 최외층(G2)의 외층에서 반사하고, s-편광된 광의 반사된 광량의 25.1%(96.5%×26%)가 얻어지고 다시 반파장판(1)을 지나며, p-편광된 광은 s-편광된 광과 다시 상호 교환되고, p-편광된 광의 25.1%가 윈드실드(G)의 최내층(G1)의 외층을 통과하고, p-편광된 광의 24.2%(25.1%×96.5%)가 얻어지며, p-편광된 광(3.5%와 24.2%)의 다중 영상이 생성되어, 영상은 편광 선글라스를 사용하여 보일 수 있지만, 반사층은 주로 윈드실드(G)의 최외층(G2)이고; 도 4에 도시된 바와 같이, 비 오는 날 빗방울이 윈드실드(G)에 붙은 경우, 반사 표면은 매끄러운 표면이 아니어서, 빗방울에 의해 영향을 받을 수 있는데, 즉, 비가 내릴 때에는, HUD의 영상이 불규칙적으로 왜곡될 수 있고, 이에 의해 영상이 왜곡되고, 이 문제는 또한 헤드-업 디스플레이의 실용성을 크게 감소시킬 수 있다.

상기 문제점들을 해결하기 위해, 업계에서는 계속해서 해결책을 제안하는데, 관련 기술은 인용 문헌인 JP 공개 특허 출원 2-141720, US 5510913, TW 특허 번호 171642, 393582, TW 공개 번호 201017214, 201022722, 201621399, 201626045, TW 특허 인증 번호 I422860, I46449, I545375, I554785를 들 수 있다.

종래의 헤드업 디스플레이의 결점을 고려하여, 본 고안자는 다수의 개선 후에 본 고안의 항시 헤드-업 디스플레이 시스템을 최종적으로 완성하였는데, 즉, 본 고안의 목적은, 편광 선글라스를 착용하는 경우 헤드-업 디스플레이에 의해 표시된 영상을 판독할 수 없다고 하는 단점을 해결하고, 비 오는 날에 영상이 왜곡되는 문제를 극복함으로써, 운전자들에게 항상 최적의 시각적 효과를 갖는 디스플레이 영상을 제공하여, 효과적으로 주행 안전성을 향상시키는, 시각적 장애 없이 모든 날씨를 위해 제공된 항시 헤드-업 디스플레이 시스템을 제공하는 것이다.

본 고안의 목적을 이루기 위해, 본 고안의 항시 헤드-업 디스플레이 시스템은,

s-편광된 광과 p-편광된 광을 갖는 디스플레이 디바이스인, 디스플레이 디바이스;

제1 유리와 제2 유리를 포함하는 윈드실드로서, 상기 디스플레이 디바이스에 의해 투사된 s-편광된 광과 p-편광된 광은 상기 제1 유리의 외층과 상기 제2 유리의 외층에 의해 반사되는, 상기 윈드실드;

상기 제1 유리와 상기 제2 유리 사이에 설치된 웨지판(wedge plate); 및

상기 제1 유리와 상기 제2 유리 사이에 설치된 반파장판(half-wave plate)을 포함한다.

상기 디스플레이 디바이스는 투사 디바이스(projection device)와 영상 스크린(imaging screen)을 포함하고, 상기 영상 스크린은 45도 선형 편광(linear polarization), 원형 편광 또는 타원형 편광 영상 스크린이고, s-편광된 광과 p-편광된 광의 비(ratio)는 동일하다.

상기 디스플레이 디바이스는 투사 디바이스, 및 s-편광된 광을 사용함으로써 선형 편광된 영상 스크린을 포함하고, 출력된 영상 광을 대략 절반의 s-편광된 광과 절반의 p-편광된 광으로 미리 변환시키기 위해, 상기 영상 스크린 위에 파장판이 덮여 있다.

상기 디스플레이 디바이스는 투사 디바이스, 및 p-편광된 광을 사용함으로써 선형 편광된 영상 스크린을 포함하고, 출력된 영상 광을 대략 절반의 s-편광된 광과 절반의 p-편광된 광으로 미리 변환시키기 위해, 상기 영상 스크린 위에 파장판이 덮여 있다.

상기 반파장판의 하부는 상기 제2 유리의 디스플레이 위치(display location)에 부착되고, 상기 웨지판의 하부는 상기 제1 유리의 상부에 부착되고, 상기 제2 유리가 위에 덮여 있다.

본 고안의 항시 헤드-업 디스플레이 시스템은 투명한 플라스틱판을 더 포함하고, 상기 반파장판은 상기 투명한 플라스틱판과 상기 웨지 사이에 설치된다.

상기 반파장판의 하부는 상기 제1 유리의 디스플레이 위치에 부착되고, 상기 웨지판의 하부는 상기 제1 유리의 상부와 상기 반파장판에 부착되고, 상기 제2 유리가 위에 덮여 있다.

상기 항시 헤드-업 디스플레이 시스템에서, 상기 디스플레이 디바이스는 투사 디바이스와 영상 스크린을 포함한다.

상기 반파장판은 투명한 플라스틱 재료로 이루어진 판 몸체(plate body)이다.

상기 웨지판은 투명한 PVB 재료로 이루어진 판 몸체이다.

도 1은 종래 기술에서 프레넬 방정식에 따른 s-편광된 광, p-편광된 광 및 반사율의 곡선도.
도 2는 종래 기술에서 반파장판을 통과하는 s-편광된 광의 광 경로의 개략도.
도 3은 종래 기술에서 반파장판을 통과하는 p-편광된 광의 광 경로의 개략도.
도 4는 종래 기술에서 표면 위에 빗방울이 부착되어 있는 윈드실드의 반사된 광 경로의 개략도.
도 5는 본 고안의 제1 실시예의 개략도.
도 6은 본 고안의 제1 실시예의 광 경로의 개략도.
도 7은 본 고안의 제2 실시예의 개략도.
도 8은 본 고안의 제3 실시예의 개략도.
도 9는 본 고안의 제3 실시예의 다른 개략도.

본 고안의 항시 헤드-업 디스플레이 시스템의 제1 실시예인 도 5, 도 6을 참조하면, 본 고안의 항시 헤드-업 디스플레이 시스템은,

투사 디바이스(21)와 영상 스크린(22)을 포함하는 디스플레이 디바이스(2);

제1 유리(31)와 제2 유리(32)를 포함하는 윈드실드(3);

상기 제1 유리(31)와 상기 제2 유리(32) 사이에 설치된 웨지판(4)으로서, 상기 웨지판(4)은 투명한 PVB 재료로 이루어진 판 몸체인, 상기 웨지판(4); 및

상기 제1 유리(31)와 상기 제2 유리(32) 사이에 설치된 반파장판(5)으로서, 상기 반파장판(5)은 투명한 플라스틱 재료로 이루어진 판 몸체인, 상기 반파장판(5)을 포함한다.

본 고안의 항시 헤드-업 디스플레이 시스템에서, 상기 반파장판(5)의 하부는 제1 유리(31)의 디스플레이 위치에 부착되고, 상기 웨지판(4)의 하부는 제1 유리(31)의 상부와 반파장판(5)에 부착되고, 제2 유리가 위에 덮인 후, 탈기(deaeration)와 접착(gluing) 절차가 수행된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 디스플레이 디바이스(2)는 대략 같은 양의 s-편광된 광과 p-편광된 광을 투사하는데, s-편광된 광은 제1 유리(31)의 외층(311)에서 반사하고 그 반사의 양은 p-편광된 광보다 훨씬 더 크고, 나머지 s-편광된 광과 p-편광된 광은 반파장판(5)을 투과한 후 서로 상호 교환되고, 제2 유리(32)의 외층(321)에 의해, 투과된 p-편광된 광으로부터 상호 교환된 s-편광된 광은 제2 유리(32)의 외층(321)에서 반사하고 그 반사의 양은 투과된 s-편광된 광으로부터 상호 교환된 p-편광된 광보다 훨씬 더 크며, 반사된 s-편광된 광은 반파장판(5)에 의해 p-편광된 광으로 상호 교환되고 제1 유리(31)의 외층(311)에서 반사된다.

상기 디스플레이 디바이스(2)는 투사 디바이스(21)와 영상 스크린(22)을 포함하고, 영상 스크린(22)은 45도 선형 편광, 원형 편광 또는 타원형 편광 영상 스크린이고, s-편광된 광과 p-편광된 광의 비는 동일하다.

디스플레이 디바이스(2)는 투사 디바이스(21), 및 s-편광된 광을 사용함으로써 선형 편광된 영상 스크린을 포함하고, 출력된 영상 광을 대략 절반의 s-편광된 광과 절반의 p-편광된 광으로 미리 변환시키기 위해, 영상 스크린 위에 파장판(221)이 덮인다.

디스플레이 디바이스(2)는 투사 디바이스(21), 및 p-편광된 광을 사용함으로써 선형 편광된 영상 스크린을 포함하고, 출력된 영상 광을 대략 절반의 s-편광된 광과 절반의 p-편광된 광으로 미리 변환시키기 위해, 영상 스크린 위에 파장판(221)이 덮인다.

이제, 일례로서 입사각(θ1)이 약 22도인 것이 예시되는데, 윈드실드(3)의 제1 유리(31)의 외층(311)과 제2 유리(32)의 외층(321)은 영상 광을 반사할 수 있어서, 본 고안의 항시 헤드-업 디스플레이 시스템은 다중 영상을 생성할 수 있다; 정확한 계산을 통해, 웨지판(4)의 각(θ)은 0.005~1도이어서, 웨지판(4)은 제1 유리(31)의 외층(311)으로부터 반사된 영상 광과 제2 유리(32)의 외층(321)으로부터 반사된 영상 광이 서로 중첩되도록 하여 다중 영상을 줄일 수 있다.

본 고안의 디스플레이 디바이스(2)는 50%의 p-편광된 광과 50%의 s-편광된 광을 포함하는 영상 광을 투사하고, 제1 광 경로(L1)와 제2 광 경로(L2)를 따라 제1 유리(31)와 제2 유리(32)의 외층(321)에서 각각 반사하고, 반사 경로와 비는 도 6에 도시된다; 제1 광 경로(L1)는 제1 유리(31)의 외층(311)에서 반사하는데, p-편광된 광과 s-편광된 광의 반사율은 도 1을 참조할 수 있고, s-편광된 광은 반사된 광의 양의 13%(50%×26%)를 얻을 수 있고, p-편광된 광은 반사된 광의 양의 1.7%(50%×3.5%)를 얻을 수 있다; 제2 광 경로(L2)는 제1 유리(31)의 외층(311)에서 48.3%(50% - 1.7%)의 p-편광된 광과 37%(50% - 13%)의 s-편광된 광을 포함하는 투과된 광을 얻고; 투과된 광은 제1 유리(31)와 제2 유리(32) 사이의 반파장판(5)을 통과하여, p-편광된 광과 s-편광된 광은 서로 상호 교환되고 그 비는 37%의 p-편광된 광과 48.3%의 s-편광된 광이 된다; 이 투과된 광은 제2 유리(32)의 외층(321)에서 반사하고 1.3%(37%×3.5%)의 p-편광된 광과 12.6%(48.3%×26%)의 s-편광된 광을 포함하는 투과된 광이 얻어진다; 이 광은 반파장판(5)을 다시 통과하고, p-편광된 광과 s-편광된 광은 서로 상호 교환되고, 그 비는 12.6%의 p-편광된 광과 1.3%의 s-편광된 광이 되며, 이 광은 제1 유리(31)의 외층(311)을 지나고 12.2%(12.6%×96.5%)의 p-편광된 광과 1%(1.3%×74%)의 s-편광된 광이 얻어진다. 상기 공정과 웨지판(4)의 설계에 의해, 제1 광 경로(L1)와 제2 광 경로(L2)가 만나서, 운전자의 눈(E)에 방출되는 13.9%(12.2% + 1.7%)의 p-편광된 광과 14%(13% + 1%)의 s-편광된 광이 얻어짐으로써, 운전자는 대략 절반의 p-편광된 광과 절반의 s-편광된 광을 포함하는 항시 헤드-업 디스플레이 시스템의 영상을 얻을 수 있다.

본 고안의 제2 실시예인 도 7에 도시된 바와 같이, 본 고안의 항시 헤드-업 디스플레이 시스템은,

투사 디바이스(21)와 영상 스크린(22)을 포함하는 디스플레이 디바이스(2){도 6에 도시된 디스플레이 디바이스(2) 참조};

제1 유리(31)와 제2 유리(32)를 포함하는 윈드실드(3);

상기 제1 유리(31)와 상기 제2 유리(32) 사이에 설치된 웨지판(4)으로서, 상기 웨지판(4)은 투명한 PVB 재료로 이루어진 판 몸체이고, 상기 웨지판(4)의 하부는 상기 제1 유리(31)에 부착되어 있는, 상기 웨지판(4); 및

상기 제1 유리(31)와 상기 제2 유리(32) 사이에 설치된 반파장판(5)으로서, 상기 반파장판(5)은 투명한 플라스틱 재료로 이루어진 판 몸체이고, 상기 반파장판(5)의 상부는 상기 제2 유리(32)에 부착되어 있는, 상기 반파장판(5)을 포함한다.

본 고안의 항시 헤드-업 디스플레이 시스템에서, 상기 반파장판(5)의 상부는 상기 제2 유리(35)의 디스플레이 위치에 부착되고, 상기 웨지판(4)의 하부는 상기 제1 유리(31)의 상부에 부착되고, 상기 제2 유리(32)가 위에 덮인 다음, 탈기와 접착 절차가 수행된다.

본 고안의 제3 실시예인 도 8을 참조하면, 본 고안의 항시 헤드-업 디스플레이 시스템은,

제1 유리(31)와 제2 유리(32)를 포함하는 윈드실드(3);

상기 제1 유리(31)와 상기 제2 유리(32) 사이에 설치된 웨지판(4)으로서, 상기 웨지판(4)은 투명한 PVB 재료로 이루어진 판 몸체인, 상기 웨지판(4);

상기 제1 유리(31)와 상기 제2 유리(32) 사이에 설치된 반파장판(5)으로서, 상기 반파장판(5)은 투명한 플라스틱 재료로 이루어진 판 몸체인, 상기 반파장판(5); 및

상기 제1 유리(31)와 상기 제2 유리(32) 사이에 설치된 투명한 플라스틱판(6)으로서, 상기 투명한 플라스틱판(6)은 동일한 두께이고 투명한 PVB 재료로 이루어진 판 몸체인, 상기 투명한 플라스틱판(6)을 포함한다.

본 고안의 항시 헤드-업 디스플레이 시스템에서, 상기 반파장판(5)은 투명한 플라스틱판(6)과 웨지판(4) 사이에 설치되고, 상기 투명한 플라스틱판(6)의 하부는 상기 제1 유리(31)의 상부에 부착되며, 상기 제2 유리(32)가 위에 덮인 다음, 탈기와 접착 절차가 수행된다.

본 고안의 제3 실시예의 다른 구현예의 개략도인 도 9에 도시된 바와 같이, 도 8의 구현예와 다른 점은, 웨지판(4)의 하부가 제1 유리(31)의 상부에 부착되고, 제2 유리(32)가 위에 덮인 다음, 탈기와 접착 절차가 수행되는 것으로 구조가 변경될 수 있다는 점이다.

본 고안의 제2 실시예와 제3 실시예에서, 디스플레이 디바이스(2)에 의해 투사된 제1 광 경로(L1)와 제2 광 경로(L2)의 결과는 제1 실시예와 동일하다 (그래서, 도면에 도시되지 않음). 운전자가 편광 선글라스를 착용하면, 본 고안의 항시 헤드-업 디스플레이 시스템의 광량은 절반이 되고, 주변 환경의 광량 또한 절반이 되어, 운전자는 대략 절반의 p-편광된 광과 절반의 s-편광된 광을 포함하는 항시 헤드-업 디스플레이 시스템의 영상을 얻을 수 있다. 운전자는 선글라스를 착용하여 항시 헤드-업 디스플레이 시스템의 영상을 볼 수 있는데, 이때 그 밝기가 너무 어둡거나 너무 밝다고 느끼지 않게 된다.

본 고안의 항시 헤드-업 디스플레이 시스템은, 디스플레이 디바이스(2), 윈드실드(3), 웨지판(4), 및 반파장판(5)을 포함하고, 디스플레이 디바이스(2)는 대략 같은 양의 s-편광된 광과 p-편광된 광을 생성하고, 윈드실드(3)는 제1 유리(31)와 제2 유리(32)를 포함하며, 반파장판(5)은 윈드실드(3)의 중간에 설치된다. 여기서, s-편광된 광은 제1 유리(31)의 외층(311)에서 반사하고 그 반사의 양은 p-편광된 광보다 훨씬 더 크고, 나머지 s-편광된 광과 p-편광된 광은 반파장판(5)을 투과한 후 서로 상호 교환되고, 제2 유리(32)의 외층(321)에 의해, 투과된 p-편광된 광으로부터 상호 교환된 s-편광된 광은 제2 유리(32)의 외층(321)에서 반사하고 그 반사의 양은 투과된 s-편광된 광으로부터 상호 교환된 p-편광된 광보다 훨씬 더 크며, 반사된 s-편광된 광은 반파장판(5)에 의해 p-편광된 광으로 상호 교환되고 제1 유리(31)의 외층(311)에 의해 반사된다. 그래서, 비가 내릴 때, 빗방울이 윈드실드(3)의 외층(321)에 들러붙더라도, HUD의 영상 광 경로가 빗방울이 있는 표면에서 반사하지 않기 때문에, 영상이 왜곡되는 문제가 없다. 따라서, 본 고안의 항시 헤드-업 디스플레이 시스템의 기능은 운전자들에게 항상 최적의 시각적 효과를 갖는 디스플레이 영상을 제공하여, 주행 안전성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

Claims

항시 헤드-업 디스플레이 시스템(head-up display system of all time)으로서,
s-편광된 광과 p-편광된 광을 갖는 디스플레이 디바이스인, 디스플레이 디바이스;
제1 유리와 제2 유리를 포함하는 윈드실드(windshield)로서, 상기 디스플레이 디바이스에 의해 투사된 s-편광된 광과 p-편광된 광은 상기 제1 유리의 외층과 상기 제2 유리의 외층에 의해 반사되는, 상기 윈드실드;
상기 제1 유리와 상기 제2 유리 사이에 설치된 웨지판(wedge plate); 및
상기 제1 유리와 상기 제2 유리 사이에 설치된 반파장판(half-wave plate)을 포함하는 것을 특징으로 하는 항시 헤드-업 디스플레이 시스템.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스는 투사 디바이스와 영상 스크린을 포함하고, 상기 영상 스크린은 45도 선형 편광, 원형 편광 또는 타원형 편광 영상 스크린이고, s-편광된 광과 p-편광된 광의 비는 동일한 것을 특징으로 하는 항시 헤드-업 디스플레이 시스템.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스는 투사 디바이스와 s-편광된 광을 사용함으로써 선형 편광된 영상 스크린을 포함하고, 출력된 영상 광을 대략 절반의 s-편광된 광과 절반의 p-편광된 광으로 미리 변환시키기 위해, 상기 영상 스크린 위에 파장판이 덮이는 것을 특징으로 하는 항시 헤드-업 디스플레이 시스템.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스는 투사 디바이스와 p-편광된 광을 사용함으로써 선형 편광된 영상 스크린을 포함하고, 출력된 영상 광을 대략 절반의 s-편광된 광과 절반의 p-편광된 광으로 미리 변환시키기 위해, 상기 영상 스크린 위에 파장판이 덮이는 것을 특징으로 하는 항시 헤드-업 디스플레이 시스템.
제1항에 있어서, 상기 반파장판의 상부는 상기 제2 유리의 디스플레이 위치에 부착되고, 상기 웨지판의 하부는 상기 제1 유리의 상부에 부착되며, 상기 제2 유리가 위에 덮인 것을 특징으로 하는 항시 헤드-업 디스플레이 시스템.
제1항에 있어서, 투명한 플라스틱판을 더 포함하고, 상기 반파장판은 상기 투명한 플라스틱판과 상기 웨지 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 항시 헤드-업 디스플레이 시스템.
제1항에 있어서, 상기 반파장판의 하부는 상기 제1 유리의 디스플레이 위치에 부착되고, 상기 웨지판의 하부는 상기 제1 유리의 상부와 상기 반파장판에 부착되며, 상기 제2 유리가 위에 덮인 것을 특징으로 하는 항시 헤드-업 디스플레이 시스템.
제1항에 있어서, 상기 디스플레이 디바이스는 투사 디바이스와 영상 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 항시 헤드-업 디스플레이 시스템.
제1항에 있어서, 상기 반파장판은 투명한 플라스틱 재료로 이루어진 판 몸체인 것을 특징으로 하는 항시 헤드-업 디스플레이 시스템.
제1항에 있어서, 상기 웨지판은 투명한 PVB 재료로 이루어진 판 몸체인 것을 특징으로 하는 항시 헤드-업 디스플레이 시스템.