KR20180097340A - 차량용 헤드 업 디스플레이 - Google Patents

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KR20180097340A
KR20180097340A KR1020170024206A KR20170024206A KR20180097340A KR 20180097340 A KR20180097340 A KR 20180097340A KR 1020170024206 A KR1020170024206 A KR 1020170024206A KR 20170024206 A KR20170024206 A KR 20170024206A KR 20180097340 A KR20180097340 A KR 20180097340A
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권오진
김동욱
류주혁
이경일
여상옥
이승규
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이는, 제1방향의 선편광을 출사하는 영상 소스; 차량의 윈드 쉴드로 이미지 광을 반사하며, 상기 제1방향의 선편광을 투과하고 상기 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광을 반사하는 편광반사미러; 및 상기 편광반사미러와 이격되게 배치되고, 상기 편광반사미러를 투과한 제1방향의 선편광을 제2방향의 선편광으로 변환하여 상기 편광반사미러로 반사하는 위상지연 미러부를 포함할 수 있다. 상기 영상소스, 편광반사미러 및 위상지연 미러부는 전후방향에 대해 일렬 배치될 수 있다.

Description

차량용 헤드 업 디스플레이{HEAD UP DISPLAY FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 헤드 업 디스플레이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 윈드 쉴드로 이미지 광을 출사하는 차량용 헤드 업 디스플레이에 관한 것이다.
차량용 헤드 업 디스플레이(Head Up Display: HUD)는 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.
운전자는 윈드 쉴드를 통하여 상기 허상과 실체 물체 및 공간을 동시에 관찰할 수 있고, 운전자의 편의성이 증대될 수 있다.
이러한 광학계를 통하여 구현된 허상에서 필요한 정보를 제공하기 위해서는 차량용 헤드 업 디스플레이 내 광 부품의 크기가 충분히 커야 하고, 광경로의 확보가 필수적이다. 따라서, 차량용 헤드 업 디스플레이의 크기가 커지게 되며, 크기가 큰 차량용 헤드 업 디스플레이는 제한된 차량 내부 공간에 적용하는 것이 어려운 문제점이 있었다.
종래 기술들은 복수개의 반사 거울 또는 광학 렌즈를 이용하여 광경로를 확보하고 차량용 헤드 업 디스플레이의 크기를 줄이는 방법을 사용하였으나, 이러한 방식은 반사 거울 또는 광학 렌즈의 배치에 필요한 공간이 확보되어야 하므로, 부피 저감에 명백한 한계가 존재하였다.
KR 10-2015-0066534 A (2015.06.16. 공개)
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 본 발명은 부품수를 최소화하면서 컴팩트화가 가능한 차량용 헤드 업 디스플레이를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 높이을 최소화할 수 있는 차량용 헤드 업 디스플레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이는, 제1방향의 선편광을 출사하는 영상 소스; 차량의 윈드 쉴드로 이미지 광을 반사하며, 상기 제1방향의 선편광을 투과하고 상기 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광을 반사하는 편광반사미러; 및 상기 편광반사미러와 이격되게 배치되고, 상기 편광반사미러를 투과한 제1방향의 선편광을 제2방향의 선편광으로 변환하여 상기 편광반사미러로 반사하는 위상지연 미러부를 포함할 수 있다. 상기 영상소스, 편광반사미러 및 위상지연 미러부는 전후방향에 대해 일렬 배치될 수 있다.
상기 위상지연 미러부는, 반사미러; 및 상기 반사미러와 상기 편광반사미러 사이에 배치된 1/4파장 위상지연자를 포함할 수 있다.
상기 반사미러와 상기 1/4파장 위상지연자는 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 영상 소스는 상기 편광반사미러의 전방에 배치되고, 상기 위상지연 미러부는 상기 편광반사미러의 후방에 배치될 수 있다.
상기 편광반사미러는, 양면 중 상기 위상지연 미러부에서 출사된 선편광을 반사하는 면이 후방 상측을 향하게 경사 배치될 수 있다.
상기 영상 소스는, 이미지 광을 출사하는 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널에서 출사된 이미지 광을 상기 제1방향으로 선형 편광시키는 선형 편광기(Linear Polarizer)를 포함할 수 있다. 상기 편광반사미러는, 양면 중 상기 선형 편광기에서 출사된 선편광이 입사되는 면이 상기 선형 편광기의 광출사면을 바라보게 배치될 수 있다.
상기 편광반사미러는 상기 위상지연 미러부의 전방에 배치된 와이어 그리드 편광기이고, 상기 위상지연 미러부는 상기 와이어 그리드 편광기를 향하게 배치된 오목 미러를 포함할 수 있다.
상기 영상 소스 및 편광반사미러는, 전후방향에 대해 상기 위상지연 미러부와 오버랩될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 편광반사미러의 선택적 투과 및 반사에 의해 차량용 헤드 업 디스플레이의 컴팩트화가 가능하고 전후 폭을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 영상 소스와, 편광반사미러와, 위상지연 미러부의 일렬 배치를 통해 차량용 헤드 업 디스플레이의 높이를 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 영상 소스와, 편광반사미러와, 위상지연 미러부가 일렬 배치됨에 따라 각 광학 부품 사이의 전후방향 거리만을 변경하여 광경로를 조절 가능하므로, 차량용 헤드 업 디스플레이를 서로 다른 차량에 적용하기 용이한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이가 차량에 설치된 상태를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 광 경로가 도시된 측면도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
본 명세서에 기재된 상하 방향은 수직한 방향뿐만 아니라 소정 각도 후방 방향으로 경사진 상하 방향과 소정 각도 전방 방향으로 경사진 상하 방향을 모두 포함하는 의미일 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 전후 방향은 수평한 방향뿐만 아니라 소정 각도 상측 방향으로 경사진 전후 방향과 소정 각도 하측 방향으로 경사진 전후 방향을 모두 포함하는 의미일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이가 차량에 설치된 상태를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이(10)는 영상소스(11)와, 편광반사미러(20)와, 위상지연 미러부(30)를 포함할 수 있다.
차량용 헤드 업 디스플레이(10)는 차량(1)의 윈드 쉴드(6)를 향해 이미지 광을 출사할 수 있다. 윈드 쉴드(6)는 차량의 전방을 바라보도록 배치된 윈도우일 수 있다. 운전자는 윈드 쉴드(6)를 통해 차량의 전방 외부를 주시할 수 있고, 헤드 업 디스플레이에 의해 윈드 쉴드(6)의 전방에 형성된 허상(K)을 바라볼 수 있다.
차량용 헤드 업 디스플레이(10)는 차량(1)의 운전석 전방의 인스트루먼트 패널(9)에 수용되거나 인스트루먼트 패널(9) 위에 올려질 수 있고, 상측 방향으로 이미지 광을 조사할 수 있다.
차량용 헤드 업 디스플레이(10)는 차량(1)의 전후방향으로 길게 배치될 수 있다. 차량용 헤드 업 디스플레이(10)는 수평하게 배치될 수 있다.
영상 소스(11)는 제1방향의 선편광을 출사할 수 있다. 영상 소스(11)는 후방을 향해 제1방향의 선편광을 출사할 수 있다.
영상 소스(11)는 이미지 광을 출사하는 디스플레이 패널(13)와, 디스플레이 패널(13)에서 출사된 이미지 광을 제1방향으로 선형 편광시키는 선형 편광기(14, Linear Polarizer)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(13)은 디스플레이 소자(15)와, 디스플레이 소자(15)로 광을 조사하는 광원(16)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(13)은 선형 편광기(14)을 향해 이미지 광을 출사할 수 있다.
선형 편광기(14)는 디스플레이 패널(13)의 후방에 배치될 수 있고, 디스플레이 패널(13)은 후방을 향해 이미지 광을 출사할 수 있다.
디스플레이 패널(13)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(16)은 디스플레이 소자(15)를 향해 광을 조사할 수 있는 백라이트 유닛(BLU)일 수 있다. 광원(16)은 LED, OLED 등이 적용될 수 있다.
선형 편광기(14, Linear Polarizer)는 디스플레이 패널(13)에서 출사된 이미지 광 중 제1방향의 선편광만을 통과시킬 수 있다. 디스플레이 패널(13)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)은 디스플레이 소자(15) 내부에 구비되는 것이 가능하고, 이 경우 디스플레이 소자(15) 에서는 선형 편광기(14)에 의해 편광된 선편광이 출사될 수 있다.
선형 편광기(14)는 디스플레이 소자(15) 외부에 배치되는 것도 가능하고, 이 경우, 디스플레이 소자(15) 에서 출사된 무편광은 선형 편광기(14)로 입사될 수 있고 선형 편광기(14)에서는 제1방향으로 편광된 선평광이 출사될 수 있다.
선형 편광기(14)가 디스플레이 소자(15) 외부에 배치될 경우, 선형 편광기(14)는 편광판으로 구성될 수 있다.
선형 편광기(14)의 일면(14A)과 타면(14B)은, 선형 편광기(14)의 외면 중 상대적으로 넓고, 서로 마주보는 한 쌍의 면 각각을 의미할 수 있다.
선형 편광기(14)의 일면(14A)은 전방을 향하게 배치된 전면일 수 있고, 타면(14B)은 후방을 향하게 배치된 배면일 수 있다.
디스플레이 패널(13)에서 출사되는 제1방향의 선편광은 선형 편광기(14)의 일면(14A)으로 입사될 수 있고, 타면(14B)으로 출사될 수 있다.
선형 편광기(14)의 전면(14A)은 디스플레이 소자(15) 을 마주보게 배치될 수 있고, 선형 편광기(14)의 배면(14B)은 편광반사미러(20)를 향하게 배치될 수 있다.
선형 편광기(14)의 배면(14B)은 편광반사미러(20)의 전면(21)을 바라보게 배치될 수 있다.
선형 편광기(14)는 디스플레이 패널(13)를 마주보는 전면(14A)이 광이 입사되는 광입사면일 수 있고, 배면(14B)이 광출사면일 수 있다.
선형 편광기(14)은 디스플레이 소자(15)의 광 출사면을 덮게 배치될 수 있다.
편광반사미러(20)는 차량(1)의 윈드 쉴드(6)로 선편광을 반사시켜 허상을 형성할 수 있다.
편광반사미러(20)는 영상 소스(11)에서 출사된 선편광과 동일방향의 선편광이 투과하고, 영상 소스(11)에서 출사된 선편광과 직교한 방향의 선편광이 반사되는 광분리기(Beam Splitter)일 수 있다.
편광반사미러(20)는 판형으로 형성될 수 있다. 편광반사미러(20)의 일면(21)과 타면(22)은, 편광반사미러(20)의 외면 중 상대적으로 넓고, 서로 마주보는 한 쌍의 면 각각을 의미할 수 있다.
편광반사미러(20)의 일면(21)은 전방을 향하게 배치된 전면일 수 있고, 타면(22)은 후방을 향하게 배치된 배면일 수 있다.
편광반사미러(20)로 입사되는 제1방향의 선편광은, 편광반사미러(20)의 일면(21) 및 타면(22)을 통해 투과될 수 있다. 또한, 편광반사미러(20)로 입사되는 제2방향의 선편광은, 편광반사미러(20)의 타면(22)에서 반사될 수 있다.
편광반사미러(20)는 영상소스(11) 후방에 배치될 수 있다. 또한, 편광반사미러(20)는 영상 소스(11)와 이격되게 배치될 수 있다.
편광반사미러(20)는 제1방향의 선편광이 투과하고 제2방향의 선편광을 반사하는 선택적 편광소자일 수 있다. 편광반사미러(20)는 영상 소스(11)의 후방에 배치된 와이어 그리드 편광기(Wire Gride Polarizer: WGP)로 구성되는 것이 바람직하다. 와이어 그리드 편광기는 그 편광 투과축과 직교한 선평관을 반사하고, 와이어 그리드 편광기의 편광 투과축과 일치하는 선편광은 와이어 그리드 편광기를 투과한다.
와이어 그리드 편광기인 편광반사미러(20)는 영상 소스(11)와 위상지연 미러부(30)의 사이에서 광의 밝기를 유지할 수 있고, 영상 소스(11) 및 위상지연 미러부(30) 각각에서 입사되는 광을 넓은 입사각으로 입사 받으면서 그 선택적 투과/반사 성능을 유지할 수 있다.
제1방향의 선편광이 S파 선평광일 경우, 편광반사미러(20)는 S파 선편광(S)이 투과할 수 있고, P파 선편광(P)을 반사할 수 있다. 반대로, 제1방향의 선편광이 P파 선평광(P)일 경우, 편광반사미러(20)는 P파 선편광(P)이 투과할 수 있고, S파 선편광(S)을 반사할 수 있다.
편광반사미러(20)는 영상 소스(11)와 위상지연 미러부(30) 사이에 위치할 수 있다. 편광반사미러(20)는 영상 소스(11)의 후방에 배치될 수 있고, 위상지연 미러부(30)의 전방에 배치될 수 있다.
편광반사미러(20)는 영상 소스(11)에서 출사된 제1방향의 선편광을 투과할 수 있다.
편광반사미러(20)를 투과한 제1방향의 선편광은 위상지연 미러부(30)로 입사되어 위상지연 미러부(30)에서 편광반사미러(20)의 배면(22)을 향해 반사될 수 있다. 편광반사미러(20)의 배면(22)을 향해 반사된 제2방향의 선편광은 편광반사미러(20)에서 반사되어 윈드 쉴드(6)로 향할 수 있다.
선택적 편광소자인 편광반사미러(20)는 하프 미러(Half Mirror) 보다 광의 소실을 최소화하면서 허상을 구현할 수 있고, 광의 소실이 적기 때문에, 영상 소스(11)의 밝기를 낮출 수 있는 장점이 있다. 또한, 편광반사미러(20)는 영상 소스(11)의 소비전력을 낮출 수 있으며, 영상 소스(11)를 방열시키는 방열부(미도시)의 크기를 줄이거나, 방열부의 구조를 보다 단순화 할 수 있다.
상기와 같은 제1방향 선편광의 전방 투과와 제2방향 선편광의 상방 반사를 위해, 편광반사미러(20)는 영상 소스(11)와 위상지연 미러부(30) 사이에 경사지게 배치될 수 있다.
편광반사미러(20)가 영상 소스(11)와 위상지연 미러부(30) 사이에서 선편광을 선택적 투과/반사하기 때문에, 허상을 형성하기 위한 다수 광학부품의 수를 최소화할 수 있고, 차량용 헤드 업 디스플레이의 전체 크기를 보다 컴팩트화할 수 있다.
편광반사미러(20)는 그 전면(21)이 전방 하측을 향하고, 그 배면(22)이 후방 상측을 향하게 경사 배치될 수 있다.
편광반사미러(20)의 배면(22)은 상하 방향에 대해 차량(1)의 윈드 쉴드(6)를 바라보게 배치될 수 있고, 전후 방향에 대해 위상지연 미러부(30)의 전면을 바라보게 배치될 수 있다. 좀 더 상세히, 편광반사미러(20)의 배면(22)은 1/4파장 위상지연자(40)의 전면(41)을 바라보게 배치될 수 있다. 위상지연 미러부(30)의 전면은 1/4파장 위상지연자(40)의 전면(41)을 의미할 수 있다.
편광반사미러(20)의 전면(21)은 전후 방향에 대해 영상 소스(11)의 광출사면을 바라보게 배치될 수 있다. 좀 더 상세히, 편광반사미러(20)의 전면(21)은 선형편광기(14)의 배면(14B)을 바라보게 배치될 수 있다. 영상 소스(11)의 광출사면은 선형 편광기(14)의 배면(14B)을 의미할 수 있다.
편광반사미러(20)는 영상 소스(11)를 마주보는 전면(21)에 형성된 반사 방지 코팅층(Anti-Reflection Coating, 미도시)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 반사 방지 코팅층은 편광반사미러(20)에서 영상 소스(11)를 마주보는 전면(21)의 표면반사를 감소시킬 수 있고, 투과광의 원하지 않는 반사광에 의한 광손실을 줄일 수 있다.
영상 소스(11)에서 출사되어 편광반사미러(20)로 입사되는 제1방향의 선편광은 상기 안티 반사 코팅층에 의해 표면반사가 최소화되면서 편광반사미러(20)로 입사될 수 있다.
즉, 편광반사미러(20)는 상기 반사 방지 코팅층에 의해 영상 소스(11)에서 출사되어 편광반사미러(20)를 투과하는 광량을 증대시킬 수 있다.
위상지연 미러부(30)는 편광반사미러(20)의 후방에 배치될 수 있다. 또한, 위상지연 미러부(30)는 편광반사미러(20)와 이격되게 배치될 수 있다.
위상지연 미러부(30)는 편광반사미러(20)를 투과한 제1방향의 선편광을 제2방향의 선편광으로 변환하여 편광반사미러(20)로 반사할 수 있다.
위상지연 미러부(30)는 반사미러(50)와 1/4파장 위상지연자(40)를 포함할 수 있다.
반사미러(50)는 오목 거울일 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
반사미러(50)는 1/4파장 위상지연자(40)에서 출사된 광을 다시 1/4파장 위상지연자(40)로 반사할 수 있다.
반사미러(50)은 1/4파장 위상지연자(40)의 후방에 위치되게 배치될 수 있다. 반사미러(3)의 전면(51)은 전후 방향으로 1/4파장 위상지연자(40)의 배면(42)을 마주볼 수 있다. 반사미러(3)의 전면(51)은 반사면일 수 있다.
제1반사미러(3)은 수직하게 배치될 수 있고 전방에서부터 입사된 광을 다시 전방으로 반사시킬 수 있다.
1/4 파장 위상지연자(40, Retarder)는 통과하는 빛의 편광상태를 변환하는 광학 소자로서, 1/4 파장판(quarter wave plate)일 수 있다.
1/4 파장 위상지연자(40)의 일면(41)과 타면(42)은, 1/4 파장 위상지연자(40)의 외면 중 상대적으로 넓고, 서로 마주보는 한 쌍의 면 각각을 의미할 수 있다.
1/4 파장 위상지연자(40)의 일면(41)은 전방을 향하게 배치된 전면일 수 있고, 타면(42)은 후방을 향하게 배치된 배면일 수 있다.
1/4 파장 위상지연자(40)는 원형 편광기(Circular Polarizer)로 구성될 수 있다.
1/4 파장 위상지연자(40)는 편광반사미러(20)에서 출사되어 입사된 선편광의 위상을 1/4파장 지연시킬 수 있고, 반사미러(50)에서 반사된 선편광의 위상을 1/4 파장 지연시킬 수 있다.
1/4파장 위상지연자(40)는 편광반사미러(20)와 반사미러(50) 사이에 위치할 수 있다.
1/4파장 위상지연자(40)는 반사미러(50)의 전면(51)을 덮도록 배치될 수 있다. 1/4파장 위상지연자(40)는 반사미러(50)는 최대한 근접하게 배치된 것이 바람직하다.
1/4파장 위상지연자(40)는 반사미러(50)와 이격되어 배치될 수 있다. 이 경우, 1/4파장 위상지연자(40)는 수직하게 배치될 수 있다. 1/4파장 위상지연자(40)의 전면(41)은 편광반사미러(20)를 향하게 배치될 수 있고, 배면(42)은 반사미러(50)를 향하도록 배치될 수 있다.
1/4파장 위상지연자(40)가 반사미러(50)와 접하여 배치되는 것도 가능하다. 더 나아가, 1/4파장 위상지연자(40)는 반사미러(50)의 전면(51)에 부착될 수 있다. 더욱 상세하게는, 1/4파장 위상지연자(40)의 배면(42)이 반사미러(50)의 전면(51)에 부착될 수 있다. 1/4파장 위상지연자(40)의 배면(42)과 반사미러(50) 전면(51) 사이에 투명한 접착층이 위치할 수 있다.
이 경우, 1/4파장 위상지연자(40)의 형상은 반사미러(50)의 전면(51)과 동일할 수 있다. 예를 들어, 반사미러(50)가 오목 거울이면, 1/4파장 위상지연자(40)의 전면(41)은 오목한 곡면 형상일 수 있다.
1/4파장 위상지연자(40)의 전면(41)은 편광반사미러(20)의 배면(22)을 바라볼 있고, 배면(42)은 반사미러(50)의 전면(51)을 바라보게 배치될 수 있다.
1/4파장 위상지연자(40)는 편광반사미러(20)에서 입사된 제1방향의 선편광을 원편광으로 1/4 파장 변환시킬 수 있다.
반사미러(50)는 1/4파장 위상지연자(40)에서 입사된 원편광을 1/4파장 위상지연자(40)로 반사할 수 있다.
1/4파장 위상지연자(40)는 반사미러(50)에서 반사된 원편광을 1/4파장만큼 변환시킬 수 있고, 1/4파장 위상지연자(40)에서는 제2방향의 선편광이 편광반시미러(20)를 향해 출사될 수 있다.
한편, 영상 소스(11), 편광반사미러(20), 위상지연 미러부(30)는 전후방향에 대해 일렬로 배치될 수 있다. 즉, 영상 소스(11), 편광반사미러(20), 위상지연 미러부(30)는 전후방향에 대해 일직선상에 위치할 수 있다.
또한, 영상 소스(11) 및 편광반사미러(20)는, 전후방향에 대해 위상지연 미러부(30)와 오버랩되도록 배치될 수 있다.
이로써, 차량용 헤드 업 디스플레이(10)의 전체 높이가 줄어들 수 있고, 상하 폭이 최소화될 수 있다. 따라서 차량용 헤드 업 디스플레이(10)의 컴팩트화가 가능한 이점이 있다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 광 경로가 도시된 측면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이(10)는 윈드 쉴드(6)의 전방에 허상(K)을 형성할 수 있다.
허상(K)은 영상 소스(11), 편광반사미러(20), 위상지연 미러부(30), 편광반사미러(20)로 이어지는 광 경로에 의해 형성될 수 있다.
좀 더 상세히 설명하면, 광경로는 영상 소스(11)에서 출사된 제1방향의 선편광이 편광반사미러(20)으로 입사되는 제1경로(T1)와, 편광반사미러(20)에서 출사된 제1방향의 선편광이 1/4파장 위상지연자(40)로 입사되는 제2경로(T2)와, 1/4파장 위상지연자(40)에서 출사된 원편광이 반사미러(50)으로 입사되는 제3경로(T3)와, 반사미러(20)에서 반사된 원편광이 1/4파장 위상지연자(40)로 입사되는 제4경로(T4)와, 1/4파장 위상지연자(40)에서 출사된 제2방향의 선편광이 편광반사미러(20)로 입사되는 제5경로(T5)와, 편광반사미러(20)에서 반사된 제2방향의 선편광이 윈드 쉴드(6)로 입사되는 제6경로(T6)를 포함할 수 있다.
이 때, 영상 소스(11), 편광반사미러(20), 위상지연 미러부(30)가 전후 방향에 대해 일렬 배치되어 있으므로, 각 광학 부품들 사이의 전후 방향 거리가 조절되면 광경로의 길이나, 허상(K)의 형성 위치, 초점 거리 및 크기가 변경될 수 있다.
일반적으로 차량용 헤드 업 디스플레이가 서로 다른 차량에 장착될 때, 허상의 초점 거리는 각 차량이 갖는 형상 조건등에 맞도록 조정되어야 한다. 이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이(10)는 각 광학 부품들 간의 전후 거리만 조절하면 되므로, 다양한 차량에 장착하는 과정에서 광경로를 조정함이 용이한 이점이 있다.
이하, 본 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.
설명의 편의를 위해 영상 소스(11)에서 S파 선편광(S)이 출사된 예를 설명하면 다음과 같다.
영상 소스(11)에서 출사된 S파 선편광(S)은 편광반사미러(20)로 향할 수 있다.
편광반사미러(20)의 전면(21)으로 입사된 S파 선편광(S)은 편광반사미러(20)를 투과하여 위상지연 미러부(30)로 향할 수 있고, 1/4파장 위상지연자(40)에 의해 원편광으로 파장이 변환되어 반사미러(50)로 입사될 수 있다.
반사미러(50)로 입사된 원편광은 반사미러(50)에 의해 1/4파장 위상지연자(40)로 반사될 수 있고, 1/4파장 위상지연자(40)에 의해 P파 선편광(P)으로 파장 변환될 수 있다.
1/4파장 위상지연자(40)에서 파장 변환된 P파 선편광(P)은 편광 반사미러(20)로 향할 수 있고, 편광 반사미러(20)에서 윈드 쉴드(6)로 반사될 수 있다.
운전자는 광 경로에 의해 형성된 허상(K)을 윈드 쉴드(6)를 통해 인식할 수 있다.
차량용 헤드 업 디스플레이는 윈드 쉴드(6)의 전방에 허상(K)을 형성할 수 있으며, 상기 허상(K)은 차량에 탑승한 운전자의 눈(J)에 의해 인식될 수 있다.
한편, 영상 소스(11)에서 P파 선편광(P)이 출사된 예는 영상 소스(11)에서 S파 선편광(S)이 출사된 예와 선편광의 종류만 상이하고, 그 작용이 동일하므로 중복된 설명을 피하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
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.
11: 영상 소스 13: 디스플레이 패널
14: 선형 편광기 20: 편광반사미러
30: 위상지연 미러부 40: 1/4파장 위상지연자
50: 반사미러

Claims (8)

  1. 제1방향의 선편광을 출사하는 영상 소스;
    차량의 윈드 쉴드로 이미지 광을 반사하며, 상기 제1방향의 선편광을 투과하고 상기 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광을 반사하는 편광반사미러; 및
    상기 편광반사미러와 이격되게 배치되고, 상기 편광반사미러를 투과한 제1방향의 선편광을 제2방향의 선편광으로 변환하여 상기 편광반사미러로 반사하는 위상지연 미러부를 포함하고,
    상기 영상소스, 편광반사미러 및 위상지연 미러부는 전후방향에 대해 일렬 배치된 차량용 헤드 업 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상지연 미러부는,
    반사미러; 및
    상기 반사미러와 상기 편광반사미러 사이에 배치된 1/4파장 위상지연자를 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반사미러와 상기 1/4파장 위상지연자는 서로 이격되어 배치된 차량용 헤드 업 디스플레이.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 소스는 상기 편광반사미러의 전방에 배치되고,
    상기 위상지연 미러부는 상기 편광반사미러의 후방에 배치되는 차량용 헤드 업 디스플레이.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광반사미러는, 양면 중 상기 위상지연 미러부에서 출사된 선편광을 반사하는 면이 후방 상측을 향하게 경사 배치된 차량용 헤드 업 디스플레이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 소스는,
    이미지 광을 출사하는 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널에서 출사된 이미지 광을 상기 제1방향으로 선형 편광시키는 선형 편광기를 포함하고,
    상기 편광반사미러는, 양면 중 상기 선형 편광기에서 출사된 선편광이 입사되는 면이 상기 선형 편광기의 광출사면을 바라보게 배치된 차량용 헤드 업 디스플레이.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광반사미러는 상기 위상지연 미러부의 전방에 배치된 와이어 그리드 편광기이고,
    상기 위상지연 미러부는 상기 와이어 그리드 편광기를 향하게 배치된 오목 미러를 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 소스 및 편광반사미러는, 전후방향에 대해 상기 위상지연 미러부와 오버랩되는 차량용 헤드 업 디스플레이.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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