KR20210060183A - 헤드업 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 헤드업 표시장치는 속도 및/또는 차간거리에 따라 허상거리를 조절하기 위한 것으로, 영상을 생성하는 영상생성부; 상기 영상생성부에서 출력된 영상을 반사하는 제1미러; 및 상기 제1미러에서 반사된 영상을 운전자에게 반사시켜 허상을 형성하는 컴바이너로 구성되며, 상기 제1미러에는 제1액정층이 구비되어, 차량의 속도 및/또는 차간거리에 따라 상기 제1액정층의 굴절률을 조절하여 허상길이를 조절한다.

Description

헤드업 표시장치{HEAD UP DISPLAY DEVICE}

본 발명은 헤드업 표시장치에 관한 것으로, 특히 차량의 속도 및/또는 차간거리에 따라 허상거리를 가변시킬 수 있는 헤드업 표시장치에 관한 것이다.

근래, 표시장치의 기술이 획기적으로 발전됨에 따라 소형 및 박형의 표시장치가 개발되고 있으며, 이러한 소형 표시장치는 노트북컴퓨터와 태블릿컴퓨터 등의 휴대용 전자기기에 적용되고 있다. 또한, 이러한 소형 표시장치는 차량과 같은 다양한 이동수단에 적용되어, 기존의 계기판에 표시되던 각종 정보를 표시장치에 표시함으로써 사용자의 시인성을 향상시켜 이동 중 정보를 정확하고 신속하게 파악할 수 있도록 한다.

더욱이, 근래에는 표시장치에 차량의 속도, RPM(Revolutions Per Minute), 주유상태 등과 같은 주행중의 차량의 상태에 대한 정보가 영상으로 표시될 뿐만 아니라, 운전자를 목적지까지 안내하는 네이게이터(navigator) 정보와 주행중인 지역의 정보와 같은 부가적인 정보 등의 각종 영상을 표시해야만 하므로, 차량용 표시장치에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

그러나, 이러한 차량용 표시장치는 다음과 같은 문제가 발생한다. 즉, 차량용 표시장치는 주로 차량의 대쉬보드 및/또는 센터페시아에 배치된다. 대쉬보드와 센터페시아는 차량의 전면 윈도우에 하부에 배치되므로, 운전자가 차량의 운전 중 표시장치를 보기 위해서는 시선을 차량의 주행방향(즉, 전면 윈도우측 방향)으로부터 하부로 전환해야만 한다.

이러한 운전자의 시선 전환은 운전자의 위기상황 대처능력을 저하시켜 차량사고의 원인이 된다. 더욱이, 근래 표시장치를 통해 더욱 다양한 정보가 사용자에게 제공됨에 따라 표시장치로 향하는 시선이 더욱 잦아지고 길어짐에 따라 이러한 사고위험성은 더욱 높아지는 실정이다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 차량의 속도 및/또는 차간거리에 따라 미러에 형성된 액정층의 굴절률을 변화시켜 미러에서 반사되는 반사각도를 조절함으로써 허상거리를 조절할 수 있는 헤드업 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 헤드업 표시장치는 영상을 생성하는 영상생성부; 상기 영상생성부에서 출력된 영상을 반사하는 제1미러; 및 상기 제1미러에서 반사된 영상을 운전자에게 반사시켜 허상을 형성하는 컴바이너로 구성되며, 상기 제1미러에는 제1액정층이 구비되어, 차량의 속도 및/또는 차간거리에 따라 상기 제1액정층의 굴절률을 조절하여 허상길이를 조절한다.

상기 제1미러는 상기 제1액정층을 사이에 두고 배치된 제1지지체 및 제2지지체; 및 상기 제1액정층이 접하는 상기 제1지지체 및 제2지지체의 표면에 각각 형성되어 액정층에 구동전압을 인가하는 제1전극 및 제2전극을 포함하며, 상기 제1지지체는 금속으로 구성되어 입사되는 영상을 반사하고 상기 제1전극 및 제2전극은 각각 투명한 금속산화물로 구성된다.

또한, 제1전극은 금속으로 구성되어 입사되는 영상을 반사할 수 있다.

제1미러는 제2지지체 전면에 배치되어 제1미러로 입사되는 광을 편광시키는 편광부재를 더 포함할 수 있다. 또한, 제2지지체는 서로 이격된 2개의 지지체로 분할되며, 분할된 2개의 지지체 사이에는 제2액정층이 배치될 수 있다.

영상처리부 및 제1미러 사이에는 상기 제1미러로 입력되는 영상을 반사시키는 적어도 하나의 제2미러를 구비될 수 있으며, 제1미러 및 컴바이너 사이에는 컴바이너로 입력되는 영상을 반사시키는 적어도 하나의 제3미러를 구비될 수 있다.

본 발명에서는 차량의 속도 및/또는 차간거리에 따라 미러에 형성된 액정층의 굴절률을 변화시켜 미러의 초점거리를 조절한다. 이와 같은 미러의 초점거리를 조절함에 따라 영상생성부에서 컴바이너까지의 광학계의 초점거리를 조절할 수 있게 되므로, 차량의 속도 및/또는 차간거리에 따라 허상거리를 조절할 수 있게 된다.

따라서, 속도 및 가변거리에 따라 운전자의 시선을 차량에 가깝게 하거나 멀게 할 수 있게 되므로, 도로의 상황을 정확하게 파악함과 동시에 허상의 정보를 용이하게 얻을 수 있게 된다.

더욱이, 본 발명에서는 영상생성부, 미러, 컴바이너의 위치는 고정시킨 상태에서 미러의 액정층의 액정분자의 배열에 의해 초점거리를 조절하여 허상거리를 조절하므로, 광경로 거리를 조절하여 허상거리를 조절하기 위한 기계적인 장치가 필요없게 되므로, 제작비용이 증가하는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 헤드업 표시장치의 광경로 거리를 증가시키기 위한 별도의 공간이 필요없게 되므로, 차량의 설계 자유도를 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드업 표시장치가 설치된 차량을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드업 표시장치에서 허상이 표시되는 것을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드업 표시장치의 제1미러의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4a-도 4c는 제1미러의 액정분자의 배열방향 변경에 따른 영상의 반사각도의 변경 및 제1미러와 제2미러 사이의 광경로 거리의 변경을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 헤드업 표시장치의 제어부의 구조를 나타내는 블럭도이다.
도 6은 헤드업 표시장치의 허상거리 제어방법을 나타내는 플로우챠트이다.
도 7a-도 7c는 본 발명에 따른 헤드업 표시장치에서 허상을 표시하는 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드업 표시장치의 다른 구조를 나타내는 도면.
도 9a-도 9c는 본 발명에 따른 헤드업 표시장치에서 컴바이너 또는 전면유리창에 표시되는 허상의 위치를 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드업 표시장치의 제1미러의 다른 구조를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 헤드업 표시장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 헤드업 표시장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 헤드업 표시장치의 구조를 나타내는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 권리의 범위는 첨부된 청구항에 의해 결정되어야만 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에서는 헤드업 표시장치를 제공한다. 헤드업 표시장치는 최초에 전투기와 같은 항공기의 조종사에게 다양한 정보를 제공하기 위해 제안되었다. 헤드업 표시장치는 허상(virtual image)을 전면 유리창을 통해 조종사의 눈으로부터 일정 거리(예를 들어, 약 3m) 이상에 표현함으로써, 빠른 속도를 비행하는 항공기에서 조종사가 항상 항공기의 진행방향의 원거리를 주시할 수 있게 한다. 따라서, 항공기의 운항 중 조종사의 시야가 조종석의 아래 방향으로 향하거나 조종사의 시야를 원거리사물(비행방향의 외부)에서 약 50cm 이하의 초근거리 이하로 이동할 필요가 없게 되므로, 위기상황에서의 조종사의 대처능력을 향상시킬 수 있었다.

이러한 헤드업 표시장치는 점차 기술이 개발되어 차량에도 적용되고 있다. 초기의 차량용 헤드업 표시장치에서는 차량의 상태, 예를 들어 현재 운행중인 차량의 속도 및 RPM, 주유상태, 경고 등과 같은 단순한 정보만이 표시되었지만, 현재는 운전자를 목적지까지 안내하는 네비게이터 정보, 주행중인 도로의 교통정보, 앞선 차량과의 차간거리 등과 같은 다양한 정보가 제공되고 있다. 따라서, 현재에는 차량의 운전자가 주행 중에 파악해야만 할 정보가 증가하고 있으며, 이러한 정보의 증가는 운전자의 시야를 특정 위치(즉, 허상이 형성되는 위치)에 고정시키는 시간을 증가시키게 되어 운전 중 위험을 야기시킬 수 있다.

예를 들어, 차량이 저속으로 주행 중일 경우에는 사용자의 시선이 약 3m 떨어진 위치에 고정되어도 사용자가 주행 중 전방사항을 파악할 수 있다. 그러나, 차량이 고속으로 주행중인 경우에는 사용자의 시선이 약 3m 떨어진 위치에 고정되면 운전자가 전방의 사항을 신속하게 파악할 수 없게 된다. 더욱이, 근래에는 많은 정보가 헤드업 표시장치를 통해 표시되고 이 정보를 사용자가 인식하게 됨으로써, 사용자 시선이 더 많은 시간 동안 근거리의 위치에 고정되므로, 차량의 운전에 많은 위험이 있었다.

본 발명에서는 저속주행 및 고속주행에서의 사용자 시선이 머무는 위치를 가변함으로써, 차량의 주행 중 시선의 고정에 따른 위험을 미연에 방지할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에서는 앞 차량과의 차간거리에 따라 사용자 시선이 머무는 위치를 가변함으로써 앞 차량에 시선을 고정함으로써 앞 차량의 돌발상황에 따른 위험을 방지할 수 있게 된다.

도 1 은 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드업 표시장치가 설치된 차량(100)을 개략적으로 나타내는 도면이고 도 2는 차량(100)에 설치된 헤드업 표시장치를 구체적으로 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 헤드업 표시장치는 차량(100) 내부에 설치되며, 특히 차량(100)의 전면 유리창(W)과 운전자(D) 사이에 배치된다.

상기 헤드업 표시장치는 영상을 생성하여 출력하는 영상생성부(110)와, 상기 영상생성부(110)와 대향하여 상기 영상생성부(110)로부터 출력된 영상을 반사시키고 내부에 액정층이 형성된 제1미러(120)와, 상기 제1미러(120)와 대향하여 상기 제1미러(120)에서 반사된 영상을 다시 반사하는 제2미러(130)와, 운전자(D)와 전면 유리창(W) 사이에 배치되고 상기 제2미러(130)에서 반사된 영상을 반사하여 허상을 운전자(D)에게 제공하는 컴바이너(combiner;140)와, 상기 제1미러(120)의 초점거리(fm)를 조절하여 허상(VI)의 거리(ℓ)를 조절하는 제어부(160)로 구성된다.

상기 영상생성부(110), 제1미러(120), 제2미러(130)는 차량(100)의 대쉬보드 내부에 설치될 수도 있으며, 별도의 케이스에 수납되어 차량(100) 내부, 예를 들면 차량의 천장, 차량(100)의 콘솔박스나 오버헤드콘솔 등에 설치될 수도 있다. 또한, 컴바이너(140)는 차량(1)의 전면 유리창 앞에 배치될 수 있다.

이때, 대쉬보드에는 먼지커버(150)가 배치되어 영상생성부(110), 제1미러(120), 제2미러(130)에 먼지와 같은 이물질이 부착되어 표시되는 영상이 왜곡되는 것을 방지한다. 또한, 상기 먼지커버(150)는 투명한 물질로 구성되어 헤드업 표시장치의 영상진행방향에 설치됨으로써, 대쉬보드 내부에 설치된 영상생성부(110), 제1미러(120), 제2미러(130)로부터 외부의 컴바이너(140)로 영상이 출력되도록 한다.

상기 먼지커버(150)는 판형상의 유리나 투명 카보네이트로 구성될 수 있고 투명한 필름형태로 구성될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 영상생성부(110)는 영상을 표시하는 표시장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시장치로는 액정표시장치, 유기전계발광 표시장치, 전기영동 표시장치와 같은 평판표시장치가 사용될 수도 있고, CRT(Cathode Ray Tube) 등의 표시장치가 사용될 수 있다. 다시 말해서, 본 발명의 헤드업 표시장치의 영상생성부(110)로는 현재 사용될 수 있는 모든 표시장치가 적용될 수 있을 것이다.

또한, 상기 영상생성부(110)에서 생성되는 영상은 다양한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 영상은 차량의 속도, RPM, 주유상태, 냉각수의 온도와 같은 차량의 각종 상태, 경고 등과 같은 차량에 대한 정보와, 운전자의 목적지, 남은 거리 및 시간, 현재 주행중인 지역, 진행하는 도로의 교통현황, 차량의 진행방향을 표시하는 화살표 등의 네비게이션 정보와, 현재 주행 중인 지역의 정보, 날씨, 중요 뉴스와 같은 부가적인 정보를 포함하는 영상일 수 있다.

상기 제1미러(120) 및 제2미러(130)는 서로 대향하는 방향으로 설치되어 영상생성부(110)에서 출력되는 영상을 반사시켜, 상기 영상이 컴바이너(140)로 입력되도록 한다.

상기 컴바이너(140)는 영상을 반사하여 운전자(D)의 눈으로 영상을 입력시키며, 운전자(D)는 컴바이너(140)에서 반사되어 입력되는 영상에 의해 컴바이너(140)의 반사면 반대면 방향, 즉 차량(100)의 전면 유리창(W) 외부에 위치하는 허상(Virtual Image)을 인식하게 된다.

상기 컴바이너(140)는 유리나 합성수지와 같은 투명물질로 구성되며, 일면에 광을 일부는 반사하고 일부는 투과하는 반사투과층이 형성된다. 상기 반사투과층으로는 Al이나 Al합금을 수십 Å 단위로 적층함으로써 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 컴바이너(140)는 구면일 수 있다. 이러한 구면 컴바이너(140)를 사용하는 경우, 구형의 곡률을 조절함으로써 허상의 배율을 조절하여 허상(VI)의 크기를 조절할 수 있다.

또한, 상기 컴바이너(140)는 비구면일 수 있다. 특히, 상기 컴바이너(140)는 반사면을 오목형상의 비구면으로 형성하여 입력되는 영상을 확대하여 반사함으로써 상대적으로 큰 화면의 허상을 구현할 수 있다.

상기 제1미러(120) 및 제2미러(130)는 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이에 배치되어 영상생성부(110)에서 생성된 영상이 컴바이너(140)로 전달되는 광경로를 형성한다.

컴바이너(140)에 의해 반사되어 운전자(D)의 눈으로 입력된 영상이 허상(VI)을 형성하기 위해서는 영상생성부(110)와 컴바이너(140)의 사이의 간격이 설정된 거리 이상으로 되어야만 한다. 따라서, 상기 제1미러(120) 및 제2미러(130)가 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이에 배치되지 않는다면, 영상생성부(110)와 컴바이너(140)를 설정 거리 이격하여 배치해야만 하므로, 헤드업 표시장치를 차량(100)의 대쉬보드 내부 또는 별도의 케이스에 수납하여 차량(100) 내부에 설치하기 불가능하게 된다.

본 발명에서는 하나 또는 복수의 미러(120,130)를 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이에 배치하고, 이들 미러(120,130)에 의해 영상생성부(110)에서 출력되는 영상을 한정된 영역에서 수회 굴절시켜 진행함으로써 원하는 길이의 광경로를 형성할 수 있게 된다. 그 결과, 헤드업 표시장치의 부피를 최소화할 수 있게 되어, 헤드업 표시장치를 차량의 대쉬보드 내에 설치하거나 별도의 작은 케이스에 내장하여 차량 내에 설치할 수 있게 된다.

도면에서는 단지 2개의 미러(120,130)만이 배치되지만, 3개 이상의 미러를 배치하여 영상의 광경로를 조절할 수 있을 것이다.

상기 제2미러(130)는 유리나 수지 등의 투명한 물질로 이루어진 지지체의 표면에 Al이나 Al합금과 같이 반사율이 좋은 금속으로 이루어진 반사면을 코팅함으로써 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2미러(130)는 불투명한 수지 등으로 이루어진 지지체의 표면에 Al이나 Al합금과 같이 반사율이 좋은 금속으로 이루어진 반사면을 코팅함으로써 형성될 수도 있다.

도면에서는 상기 제2미러(130)가 앙면이 편평한 플레이트형상으로 형성되어 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라 사각형상의 지지체에 영상이 반사되는 반사면이 오목한 형상으로 구성될 수 있다. 또한, 제2미러(130)가 오목렌즈형상의 지지체에 반사면에 반사층이 형성됨으로써 구성될 수도 있다.

상기 제1미러(120)는 영상생성부(110)에 출력된 영상을 제2미러(130)로 반사한다. 이때, 상기 제1미러(120)는 입력되는 영상을 굴절시켜 영상의 초점거리를 조절하여 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 광학계의 초점거리를 조절한다.

상기 영상생성부(110)와 제1미러(120) 사이의 초점거리 및 제2미러(130)와 컴바이너(140) 사이의 초점거리는 고정되어 있지만, 제1미러(120)에서 반사된 영상은 초점거리가 달라진다..

본 발명에서는 이러한 점을 이용하여, 제1미러(120)의 초점거리(fm)을 조절하여 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 전체 광학계의 초점거리(f)를 조절함으로써, 허상(VI)이 형성되는 위치를 조절할 수 있는데, 이하에서는 이에 대해 좀더 자세히 설명한다.

컴바이너(140)에 의해 전면 윈도우(W)의 외부에 허상(VI)이 형성될 때, 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 광경로의 거리와 컴바이너(140)에서 허상(VI)이 형성되는 위치의 허상거리는 다음의 수학식1과 같다.

여기서, d는 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 광경로의 거리로서, ℓ은 컴바이너(140)에서 허상(VI)까지의 거리로서 절대값이다. 또한, f는 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 전체 광학계의 초점거리이다.

이때, 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 광경로의 거리(d)는 고정되어 있으므로, 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 광학계의 초점거리(f)를 감소시키면 허상(VI)까지의 거리가 증가하고 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 광학계의 초점거리(f)를 증가시키면 허상(VI)까지의 거리가 감소하게 된다. 또한, 제2미러(130) 및 컴바이너(140)의 초점거리는 고정되어 있으므로, 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 광학계의 초점거리(f)는 제1미러(120)의 초점거리(fm)에 따라 달라진다.

다시 말해서, 제1미러(120)의 초점거리(fm)가 증가하면 컴바이너(140)에서 허상(VI)까지의 거리(ℓ)는 감소하며, 제1미러(120)의 초점거리(fm)가 감소하면 컴바이너(140)에서 허상(VI)까지의 거리(ℓ)는 증가한다.

따라서, 본 발명에서는 제1미러(120)의 초점(fm)을 조절함으로써, 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 광학계의 초점(f)을 조절할 수 있게 되므로, 제1미러(120)의 굴절률을 조절하여 제1미러(120)의 초점(fm)을 조절하는 것에 의해 컴바이너(140)에서 허상(VI)까지의 허상거리(ℓ)를 조절할 수 있게 된다.

즉, 제1미러(120)의 굴절률이 증가하면 제1미러(120)의 초점거리(fm)가 감소하게 됨에 따라 영상생성부(110)에서 출력되는 광이 더 짧은 거리에서 모아지므로 컴바이너(140)의 표면으로 조사되는 영역이 상대적으로 넓어지며, 넓어진 영역에서 운전자(D)의 동공으로 들어가는 각도가 작아지면서 허상거리(l)가 멀어지게 된다.

반대로, 제1미러(120)의 굴절력이 감소하면 제1미러(120)의 초점거리(fm)가 증가하게 됨에 따라 영상생성부(110)에서 출력되는 광이 더 긴 거리에서 모아지므로, 컴바이너(140)의 표면으로 조사되는 영역이 상대적으로 좁아지며, 좁아진 영역에서 운전자(D)의 동공으로 들어가는 각도가 커지면서 허상거리(l)가 짧아지게 된다.

특히, 본 발명에서는 차량의 속도 및 앞 차량과의 차간거리에 따라 제1미러(120)의 굴절률을 조절함으로써, 속도 및 차간거리에 따라 허상(VI)의 위치를 조절하는데, 그 이유는 다음과 같다.

헤드업 표시장치는 차량(100)의 전면 윈도우 외부에 허상(VI)을 구현하여 운전자(D)에게 정보를 제공한다. 따라서, 차량(100)의 운전자(D)는 주행중 시선을 차량 진행방향으로 유지한 채 정보를 취득할 수 있게 되므로, 돌발상황에 신속하게 반응할 수 있게 되어 사고 위험 등을 방지할 수 있게 된다.

그런데, 일반적인 헤드업 표시장치에서 표시되는 허상(VI)의 위치는 대부분 자동차 보닛 위치에 고정되기 때문에, 차량(100)을 저속으로 운전할 경우에는 차량 전방의 도로상황과 허상(VI)을 동시에 인식할 수 있지만, 차량의 속도가 증가하는 경우 컴바이너(140)로부터 약 2m 떨어진 위치에 운전자(D)의 시선이 고정되면 빠르게 다가오는 도로상황을 인식할 수 없게 된다.

또한, 차량(100)의 운전시 운전자(D)의 시선은 주로 앞 차량을 향하고, 앞 차량이 속도에 따라 자신의 차량(100)의 속도를 조절한다. 교통량이 많은 지역에서 차량(100)을 운전하는 경우, 차간거리가 좁기 때문에 허상(VI)의 거리가 짧은 경우에도 허상(VI)과 앞 차량을 인식할 수 있지만, 교통량이 적은 지역에서 차량(100)을 운전하는 경우 차간거리가 넓기 때문에 허상(VI)에 운전자(D)의 시선이 고정되면 앞 차량을 인식할 수가 없다.

이와 같이, 차량(100)의 속도와 차간거리에 무관하게 허상(VI)의 위치가 고정되면, 운전자(D)의 시선도 특정 위치에 고정되므로 차량(100)의 전방의 상황을 신속하게 파악할 수 없게 되어 사고 위험이 높아지게 된다.

또한, 차량(100)의 속도가 빨라지고 차간거리가 증가하여 운전자(D)의 시선이 차량(100)으로부터 먼 곳에 고정되면 짧은 거리에 위치하는 허상(VI)을 인식할 수 없게 되어 운전자(D)가 신속하게 정확한 정보를 취득할 수 없게 된다. 심지어, 운전자(D)의 시선의 위치와 허상(VI)의 위치의 차이에 따라 운전자(D)가 혼란을 느끼어 더욱 사고위험이 증가하게 된다.

본 발명에서는 차량의 속도 및/또는 앞 차량과의 차간거리에 따라 차량(100)의 속도 및 차간거리에 따라 허상(VI)의 위치를 조절하여 운전자(D)가 허상(VI)과 도로상황을 동시에 인식할 수 있도록 함으로써, 상기와 같은 사고위험을 방지한다. 특히, 본 발명에서는 차량의 속도 및/또는 앞 차량과의 차간거리에 따라 제2미러(130)의 굴절률을 조절함으로써, 허상(VI)의 위치를 조절한다.

다시 도 2를 참조하며, 상기 제어부(160)는 제1미러(120)에서의 영상의 굴절률(즉, 제1미러(120)의 초점거리(fm))을 제어함으로써, 차량의 속도 및 앞 차량과의 차간거리에 허상(VI)의 위치를 조절한다. 상기 제어부(160)는 차량(100)의 시스템에 연결되어, 차량(100)의 주행 중일 때 검출된 차량(100)의 속도 및/또는 앞 차량과의 차간거리 등의 정보가 입력된다. 제어부(160)에서는 입력된 정보에 따라 허상(VI)의 위치를 산출한 후, 이 산출된 허상(VI)의 위치에 대응하는 신호를 출력하여 제1미러(120)의 굴절률을 조정한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 제1미러(120)의 구조를 나타내는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1미러(120)는 제1지지체(121) 및 제2지지체(124)와, 상기 제1지지체(121)와 제2지지체(124) 사이에 배치된 액정층(127)과, 상기 액정층(127)의 양측에 배치된 제1전극(123) 및 제2전극(125)과, 상기 제2지지체(124)의 전면에 배치된 편광부재(129)로 구성된다.

상기 제1지지체(121)는 Al이나 Al합금과 같은 금속으로 구성될 수 있으며, 액정층(127)이 형성되는 제1표면은 설정된 곡률을 가진 오목형상의 표면으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제1지지체(121)는 유리나 투명한 수지 등으로 구성될 수도 있고 불투명한 수지로 구성될 수도 있다.

상기 제1지지체(121)의 제1표면의 반대면인 제2표면은 편평한 표면을 구성될 수도 있지만 제1표면과 동일한 형상의 오목형상으로 구성될 수도 있다.

상기 제2지지체(124)는 유리나 수지와 같은 투명한 물질로 구성될 수 있다. 액정층(127)이 형성되는 제2지지체(124)의 제2표면은 설정된 곡률을 가진 볼록형상을 구성될 수 있다. 또한, 제2표면의 반대면인 제1표면은 편평한 표면으로 구성될 수도 있고 오목 또는 볼록한 표면으로 구성될 수 있다.

이때, 제2지지체(124)의 제2표면의 곡률과 상기 제1지지체(121)의 제1표면의 곡률이 서로 다르게 형성되어, 상기 제1지지체(121) 및 제2지지체(124) 사이에 형성되는 액정층(127)이 제1미러(120) 전체에 걸쳐 균일하지 않은 두께로 형성될 수 있다.

이와 같이 제2지지체(124)의 제2표면의 곡률과 상기 제1지지체(121)의 제1표면의 곡률을 다르게 하고 제2지지체(124)의 제1표면과 제2표면의 곡률을 다르게 함으로써, 액정의 배열변화에 따라 영상의 굴절률을 조절할 수 있게 된다.

영상생성부(110)로부터 출력된 영상이 입력되고 제1미러(120)에서 반사된 광이 출력되는 제2지지체(124)의 제1표면은 오목형상으로 구성되며, 제2지지체(124)의 제2표면의 곡률과 다르게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 액정층(127)은 네메틱(Nematic) 액정을 사용하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 액정층(127)의 액정분자(127a)는 액정층(127) 내에서 불규칙하게 배열되지만, 설정된 방향(예를 들면, 제2미러(120)의 길이방향, 즉 y-방향)으로 배열될 수도 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 액정분자(127a)가 배열되는 경우 제1지지체(121)의 제1표면과 제2지지체(124)의 제2표면중 적어도 하나의 표면에는 액정분자(127a)를 설정된 방향으로 배향하기 위한 배향막이 형성될 수 있다.

상기 제1전극(123) 및 제2전극(125)은 액정층(127)의 양측에 배치되어 액정층(127)에 전계를 형성한다. 이때, 상기 제1전극(123) 및 제2전극(125)은 각각 제1지지체(121)의 제1표면 및 제2지지체(124)의 제2표면에 형성되어 각각 액정층(127)과 접촉할 수도 있고 액정층(127)과의 사이에 절연층을 배치하여 금속산화물 또는 금속과 액정층(127)이 접촉하여 발생하는 문제를 해결할 수도 있다. 제1전극(123) 및 제2전극(125)에는 전압이 인가되어 액정층(127)에 전계를 인가하며, 액정층(127)의 액정분자(127a)는 전계가 인가됨에 따라 전계를 따라 배열된다.

상기 제1지지체(121)가 금속으로 이루어진 경우, 상기 제1전극(123)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 금속산화물로 구성될 수 있으며, 이때 입사되는 영상은 금속으로 이루어진 제1지지체(121)에 의해 반사된다.

상기 제1지지체(121)가 유리나 수지 등으로 이루어진 경우, 상기 제1전극(123)은 Al이나 Al합금과 같은 금속층으로 구성될 수 있다. 이때, 금속으로 이루어진 상기 제1전극(123)은 입사되는 영상을 반사하는 반사면으로 작용한다.

상기 제2전극(125)은 ITO나 IZO와 같은 투명한 금속산화물로 구성될 수 있다.

상기 제1전극(123) 및 제2전극(125) 중 하나는 공통전극이고 다른 하나는 구동전극이 될 수 있다. 공통전극에는 0V 또는 특정값이 기준전압(Vc)이 인가될 수 있으며, 구동전극에는 차량의 속도에 따라 가변되는 구동전압(Vd)이 인가된다.

액정층(127)에는 공통전극의 기준전압(Vc)과 구동전극의 구동전압(Vd)의 전압차에 따른 전계가 인가되며, 이러한 전계에 의해 액정분자(127a)가 원래의 방향에서 전계를 따라 일정 각도로 회전하여 배열방향이 변경된다.

영상생성부(110)에서 출력되어 제1미러(120)로 입력된 영상은 액정층(127)을 투과하여 제1지지체(121)의 표면 또는 반사면에서 반사된 후, 다시 액정층(127)을 투과하여 제2미러(130)로 출력된다. 영상생성부(110)로부터 입력되는 영상은 액정층(127)을 투과하면서 굴절된다.

제1전극(123) 또는 제2전극(125)에 인가되는 구동전압(Vd)을 변경함에 따라 액정층(127)의 액정분자(127a)의 배열방향이 변경되며, 이러한 액정분자(127a)의 배열방향의 변경에 따라 액정층(127)을 투과하는 광의 굴절률이 변경된다.

상기 편광부재(129)는 제1미러(120)의 액정층(127)으로 입력되는 영상을 선편광시킨다. 액정분자(127a)는 복굴절 특성을 가지므로 편광되지 않은 영상이 입력되는 경우, 영상이 액정층(127)을 투과함에 따라 영상이 편광방향에 따라 굴절률이 달라지므로 운전자(D)에게는 2개의 허상이 겹쳐 보이게 된다.

편광부재(129)는 2개의 허상이 겹치게 보이는 현상을 방지한다. 즉, 편광부재(129)에 의해 하나의 편광방향을 가진 영상이 액정층(127)을 투과하게 되므로, 액정층(127)을 투과하여 반사되는 광도 역시 하나의 편광방향을 가진 영상으로 출력된다. 그 결과, 복굴절률에 의한 허상이 겹치는 현상을 방지할 수 있게 된다.

상기 편광부재(129)는 필름형태로 구성되어 제1미러(120)의 전면에 배치되거나 제1미러(120)의 제2지지체(124)에 부착될 수 있다.

이와 같이, 편광부재(129)가 필름형태로 제작되는 경우, 편광부재는 편광체와 지지필름으로 구성될 수 있다. 상기 편광체는 자연광을 임의의 편광된 광으로 변환될 수 있는 물질로서, 입사되는 영상을 직교하는 2개의 편광성분으로 나누었을 때, 2개의 편광성분중 하나의 편광성분은 통과시키고 다른 편광성분은 흡수, 반사 또는 산란시키는 기능을 갖는 것이 사용될 수 있다. 이러한 편광체로는 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 요오드 또는 2색성 염료를 함유하는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol;PVA)계 수지를 주성분으로 하는 고분자물질, 2색성물질과 액정성 화합물을 함유하는 액정성 조성물을 일정 방향으로 배향시킨 O형 편광체 및 리오트로픽(lyotropic) 액정을 일정 방향으로 배향시킨 E형 편광체 등을 사용할 수 있다.

상기 지지필름은 편광체를 보호하기 위한 것으로, 주로 위상지연(retardation)이 없는 일반적인 보호필름(protection film)으로 이루어진다. 이러한 보호필름은 어떠한 것도 사용 가능하지만, 주로 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose;TAC)를 사용한다.

또한, 상기 편광부재(129)는 제2지지체(124)의 제1표면에 박막형태로 적층되어 형성될 수 있다. 이 경우, 요오드 또는 2색성 염료를 함유하는 폴리비닐알코올(PVA)계 수지를 주성분으로 하는 고분자물질, 2색성물질과 액정성 화합물을 함유하는 액정성 조성물을 일정 방향으로 배향시킨 O형 편광물질, 또는 리오트로픽(lyotropic) 액정을 일정 방향으로 배향시킨 E형 편광물질을 제2지지체(124)의 제1표면에 직접 코팅하여 형성될 수 있다.

구동전압(Vd)이 공통전극의 기준전압(Vc)과 동일할 때, 액정층(127)의 액정분자(127a)가 설정방향(예를 들면, 제1미러(120)의 길이방향, 즉 y-방향)을 따라 배향되는 경우, 상기 편광부재(129)의 편광방향은 액정분자(127a)의 배향방향과 평행한 것이 바람직하다.

이와 같이, 편광부재(129)의 편광방향이 액정분자(127a)의 배향방향과 평행해야만, 편광부재(129)에 의해 편광된 영상이 액정층(127)을 투과할 때 광 손실 없이 거의 모든 영상이 반사될 수 있다. 물론, 기준전압(Vc)과 다른 구동전압(Vd)이 인가되는 경우, 편광된 영상이 액정층(127)을 투과할 때 일부의 광 손실이 발생하지만, 구동전압(Vd) 인가에 따른 전계 방향으로의 액정분자(127a)의 회전각도의 변화는 매우 미세하므로 운전자(D)는 허상의 미세한 휘도 저하를 인식할 수 없다.

반면에, 편광부재(129)의 편광방향이 액정분자(127a)의 배열방향과 수직인 경우, 편광부재(129)에 의해 편광된 영상이 액정층(127)을 통과하여 다시 편광부재(129)를 투과할 때 때 영상이 모두 편광부재(129)에 의해 흡수되어 허상(VI)을 형성할 수 없게 된다.

도 4a-도 4c는 구동전압(Vd)의 크기에 따른 액정분자(127a)의 배열방향의 변경 및 액정분자의 배열방향의 변경에 따른 제1미러(120)의 초점거리(fm)을 나타내는 도면이다. 이때, 구동전압(Vd)에 따른 액정분자(127a)의 배열방향 및 초점거리(fm)의 관계를 액정분자의 종류에 따라 다르다. 이하에서는 액정분자로서, TN(Twisted Nematic) 액정분자에 대해 주로 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 액정층(127)에 제1전압(V1)의 구동전압(Vd)이 인가되는 경우, 액정층(127)에는 전계가 인가되므로, 액정분자(127a)는 액정층(127) 내에서 제1미러(120)의 길이방향(즉, y-방향)에서 제1회전각도를 따라 제1배열된다.

영상생성부(110)에서 출력되는 영상은 액정층(127)을 투과한 후 제1지지체(121)의 제1표면에서 반사된 후 다시 액정층(127)을 투과하여 제2미러(130)로 입력된다.

상기 영상이 액정층(127)을 투과할 때, 액정분자(127a)의 제1배열에 따라 영상이 굴절되며, 이때 상기 영상은 제1미러(120)에서 제1초점거리(fm1)로 반사되어 제2미러(130)로 출력된다. 이와 같이, 제1미러(120)에서 출력되는 영상이 제1초점거리(fm1)를 가지므로, 허상(VI)은 컴바이너(140)에서 ℓ1 떨어진 위치에 형성된다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 제1전압(V1) 보다 큰 V2의 구동전압(Vd)이 구동전극에 인가되는 경우(V2>V1), 액정분자(127a)는 액정층(127) 내에서 특정 방향으로 배열되되, 제1미러(120)의 길이방향(y-방향)에서 두께방향(x-방향)을 제1회전각도 보다 큰 제2회전각도로 제2배열된다.

상기 영상생성부(110)에서 출력되는 영상은 액정층(127)을 투과한 후 제1지지체(121)의 제1표면에서 반사된 후 다시 액정층(127)을 투과하여 제2미러(130)로 입력된다. 상기 영상이 액정층(127)을 투과할 때, 액정분자(127a)의 제2배열에 따라 영상이 굴절되며, 이때 상기 영상은 제1미러(120)에서 제2초점거리(fm2)로 반사되어 제2미러(130)로 출력된다. 이와 같이, 제1미러(120)에서 출력되는 영상이 제2초점거리(fm2)를 가지므로, 허상(VI)은 컴바이너(140)에서 ℓ2 떨어진 위치에 형성된다.

이때, 구동전압(Vd)이 V2>V1로 액정분자(127a)가 제1미러(120)의 두께방향(즉, x-방향)으로 더 회전하므로, 굴절률 차이로 인해 제1미러(120)의 제2초점거리(fm2)가 제1초점거리(fm1) 보다 감소하게 된다(fm2<fm1).

또한, 도 4c에 도시된 바와 같이, V2 보다 큰 V3의 구동전압(Vd)이 인가되는 경우(V3>V2), V2가 인가되는 경우 보다 더 큰 스위칭 각도로 액정분자(127a)가 길이방향(y-방향)에서 두께방향(x-방향)으로 제2회전각도 보다 큰 제3회전각도로 제3배열된다.

상기 영상생성부(110)에서 출력되는 영상은 액정층(127)을 투과한 후 제1지지체(121)의 제1표면에서 반사된 후 다시 액정층(127)을 투과하여 제2미러(130)로 입력된다.

상기 영상이 액정층(127)을 투과할 때, 액정분자(127a)의 제3배열에 따라 영상이 굴절되며, 이때 상기 영상은 제1미러(120)에서 제3초점거리(fm3)로 반사되어 제2미러(130)로 출력된다. 이와 같이, 제1미러(120)에서 출력되는 영상이 제3초점거리(fm3)를 가지므로, 허상(VI)은 컴바이너(140)에서 ℓ3 떨어진 위치에 형성된다

이때, 구동전압(Vd)이 V3>V2로 액정분자(127a)가 제1미러(120)의 두께방향(즉, x-방향)으로 더 회전하므로, 굴절률 차이로 인해 제1미러(120)의 제3초점거리(fm3)가 제2초점거리(fm2) 보다 감소하게 된다(fm3<fm2).

수학식 1에 기재된 바와 같이, 제1미러(120)의 초점거리(fm)가 증가하면 영상생성부(110)에서 컴바이너(140)까지의 광학계의 초점거리(f)가 증가하므로 허상(VI)까지의 거리(ℓ)는 감소하며, 제1미러(120)의 초점거리(fm)가 감소하면 영상생성부(110)에서 컴바이너(140)까지의 광학계의 초점거리(f)가 감소하므로 컴바이너(140)에서 허상(VI)까지의 거리(ℓ)는 증가한다.

따라서, 제1미러(120)의 제1전극(123) 또는 제2전극(125)에 인가되는 구동전압(Vd)의 크기가 증가함에 따라(V3>V2>V1), 제1미러(120)의 초점거리(fm)가 감소하고(f3<f2<f1, 컴바이너(140)에서 허상(VI)까지의 거리(ℓ)가 증가한다(ℓ3>ℓ2>ℓ1).

이와 같이, 본 발명에서는 액정층(127)에 인가되는 구동전압(Vd)을 조절하여 제1미러(120)의 초점거리(fm)와 컴바이너(140)에서 허상(VI)까지의 거리(ℓ)를 조절하는데, 이러한 구동전압(Vd)의 조절은 제어부(160)에서 차량(100)의 속도 및/또는 앞 차량과의 차량거리를 검출함으로써 이루어진다.

한편, 액정분자가 VA(Vertical Alignment)액정분자인 경우, TN액정분자와는 초기 배열상태가 수직으로 되므로, 전압인가에 따른 초점거리(fm) 및 허상거리(ℓ)의 관계가 반대로 된다.

즉, 제1미러(120)의 제1전극(123) 또는 제2전극(125)에 인가되는 구동전압(Vd)의 크기가 증가함에 따라(V3>V2>V1) 초점거리(fm)가 증가하고(fm3>fm2>fm1) 허상(VI)까지의 허상거리(ℓ)가 감소한다(ℓ3<ℓ2<ℓ1).

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드업 표시장치의 제어부(160)의 구조를 구체적으로 나타내는 블럭도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제어부(160)는 차량(100)의 속도가 검출되는 속도검출부(161)와, 앞 차량과의 차간거리를 검출하는 거리검출부(162)와, 상기 속도검출부(161)에서 검출된 차량(100)의 속도 및/또는 거리검출부(162)에서 검출된 차간거리를 기초로 허상이 형성될 위치, 즉 컴바이너(140)에서 허상(VI)까지의 거리(ℓ)를 산출하는 허상거리 산출부(163)와, 상기 허상거리 산출부(163)에서 산출된 허상거리(ℓ) 및 저장부(165)에 저장된 데이터를 기초로 제1미러(120)의 구동전극, 즉 제1전극(123) 또는 제2전극(125)에 인가될 구동전압(Vd)을 산출하는 전압산출부(167)로 구성된다.

상기 속도검출부(161)는 차량에 설치된 속도센서로부터 차량의 주행속도를 검출한다. 이러한 차량(100)의 속도는 트랜스미션(transmittion)의 출력축의 회전에 의해 검출할 수도 있고 GPS(Global Position System)에 의해 검출할 수도 있다.

거리검출부(162)는 레이저센서 등으로 구성된 차간거리센서에서 측정된 앞 차량과의 차간거리를 실시간으로 검출한다.

상기 허상거리산출부(163)에서는 차량(100)의 속도에 따라 허상거리(ℓ)를 산출한다. 상기 허상거리 산출부(163)는 차량(100)이 저속으로 운행하는 경우, 짧은 허상거리(ℓ)를 산출하며, 차량(100)의 속도가 증가할수록 허상거리(ℓ)를 길게 산출하여, 속도가 증가함에 따라 운전자(D)의 시선이 먼 곳에 위치하도록 하여 허상(VI)과 도로의 상황을 동시에 인식할 수 있도록 한다.

또한, 상기 허상거리산출부(163)에서는 차량(100)의 차간거리에 따라 허상거리(ℓ)를 산출한다. 상기 허상거리 산출부(163)는 차량(100)의 차간거리가 짧을 경우 짧은 허상거리(ℓ)를 산출하며, 차간거리가 증가할수록 허상거리(ℓ)를 길게 산출하여, 운전자(D)의 시선이 항상 허상과 앞차에 위치하도록 한다.

또한, 상기 허상거리산출부(163)에서는 차량(100)의 속도와 차량(100)의 차간거리에 따라 허상거리(ℓ)를 산출한다. 즉, 상기 허상거리산출부(163)는 속도와 차간거리라는 2개의 변수에 따라 허상거리(ℓ)를 산출한다. 이때 상기 허상거리산출부(163)는 속도 및 차간거리에 가중치를 두어 허상거리(ℓ)를 산출할 수 있다.

예를 들어, 차간거리보다는 차량(100)의 속도가 허상(VI)과 도로상황을 동시에 인식하는데 더 필요한 변수라고 판단하는 경우 속도에 가중치를 두어 허상거리를 산출하며, 반대로 도로상황이 허상(VI)과 도로상황을 동시에 인식하는데 더 필요한 변수라고 판단하는 경우 도로상황에 가중치를 두어 허상거리를 산출할 수 있다. 이러한 가중치는 도로, 예를 들어, 고속도로, 국도, 지방도, 시내의 도로 등에 따라 다르게 설정할 있다.

저장부(165)에는 속도 및 차간거리에 따른 허상거리(ℓ), 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 광경로 거리, 제1미러(120)의 액정층(127)을 투과하는 영상의 굴절률, 제1미러(120)의 제1전극(123) 또는 제2전극(125)에 인가되는 구동전압(Vd) 등의 데이터가 포함된 룩업테이블이 저장된다.

표 1은 저장부(165)에 저장된 룩업테이블의 일례를 나타낸다. 이러한 룩업테이블의 차량(100)의 종류, 액정층(127)을 형성하는 액정의 물성, 컴바이너(140)의 구면 또는 비구면 여부, 컴바이너(140)의 곡률, 제1미러(120)의 반사면의 곡률, 제2미러(120)의 형상, 헤드업 표시장치가 배치되는 공간의 크기, 제1미러(120)의 전극(123,125)의 종류 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 아래의 표는 단지 차량(100)의 속도에 따른 데이터에 대한 룩업테이블을 일례를 나타낸다.

차량의 속도 (km)	허상거리 (m)	제1미러의 초점거리 (mm)	액정층의 굴절률	구동전압 (V)
20	2	87.0796	1.800	V1
50	5	82.4662	1.626	V2
80	10	81.4912	1.586	V3
120	20	81.0678	1.569	V4
160	30	80.9347	1.563	V5

이때, 표 1에 사용된 액정은 네메틱액정이며, 제1미러(120)의 반사면은 금속으로 이루어진 제1지지체(121)의 금속표면이고, 제1전극(123) 및 제2전극(125)은 ITO이다. 구동전압(Vd)은 고정된 값이 아니라 구동전극에 인가되는 전압일 수 있으며, 구동전극과 공통전극의 상대 전압일 수 있다.

표 1에 도시된 바와 같이, 차량(100)의 속도가 증가함에 따라 허상거리(ℓ)가 증가하며, 허상거리(ℓ)를 증가시키기 위해서는 제1미러(120)의 초점거리(fm)를 감소시켜 광학계의 초점거리(f)를 감소시켜야만 한다

또한, 표 1에는 상기 액정층(172)의 굴절률에 대응하는 구동전압(Vd)이 저장된다. 이때, 구동전압(Vd)은 여러 변수가 존재하므로, 특정값에 한정되지 않고 다양한 값을 가질 수 있다.

예를 들어, 공통전극에 0V의 기준전압이 인가되는 경우 및 0 이상의 기준전압이 인가되는 경우에 따라 액정층(172)에 동일한 굴절률을 형성하기 위한 구동전압(Vd)이 달라질 수 있다. 또한, 구동전압(Vd)이 제1전극(123)에 인가되는 경우 및 제2전극(125)에 인가되는 경우에 따라 구동전압(Vd)의 값이 달라질 수 있다. 그리고, 액정층(172)의 두께에 따라서도 구동전압(Vd)의 값이 달라질 수 있다.

차량(100)의 고속운행시 상기 구동전압(Vd)을 증가시킴으로써 액정층(172)의 굴절률을 작게 하고 허상거리(ℓ)를 증가시킬 수 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라 구동전압(Vd)을 감소시킴으로써 액정층(172)의 굴절률이 작아지게 하고 허상거리(ℓ)를 증가시키실 수도 있다.

상기 전압산출부(167)에서는 허상거리산출부(163)에 산출된 현재 주행중인 차량(100)의 허상거리(ℓ)를 저장부(165)의 룩업테이블과 비교하여 대응하는 구동전압(Vd)을 산출하며, 산출된 구동전압(Vd)을 제1전극(123) 또는 제2전극(125)에 인가한다.

도 6은 본 발명에 따른 헤드업 표시장치의 허상거리(ℓ) 제어방법을 나타내는 도면으로, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 헤드업 표시장치의 구동방법을 구체적으로 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(160)의 속도검출부(161) 및 거리검출부(162)에서는 차량(100)의 현재 주행속도와 앞 차량과의 차간거리가 검출되어 각각 허상거리 산출부(163)으로 입력된다(S101,S102).

상기 허상거리 산출부(163)에서는 입력되는 차량(100)의 주행속도 및/또는 차간거리에 기초하여 허상(VI)이 형성될 위치, 즉 허상거리(ℓ)를 산출한다(S103). 이때, 허상거리(ℓ)는 주행속도와 차간거리 단독으로부터 산출할 수도 있고, 주행속도와 차간거리의 2 개의 변수에 각각 가중치를 두어 산출할 수도 있다.

이때, 차량(100)의 속도에 따라 허상거리(ℓ)를 조절하며, 차량(100)의 속도가 증가함에 따라 허상거리(ℓ)를 길게 설정한다. 예를 들어, 차량(100)의 속도가 20km인 경우, 허상거리(ℓ)를 컴바이너(140)로부터 2m로 설정할 수 있으며, 차량(100)의 속도가 50km인 경우, 허상거리(ℓ)를 컴바이너(140)로부터 5m로 설정할 수 있다. 또한, 차량(100)의 속도가 80km인 경우, 허상거리(ℓ)를 컴바이너(140)로부터 10m로 설정할 수 있으며, 차량(100)의 속도가 120km인 경우, 허상거리(ℓ)를 컴바이너(140)로부터 20m로 설정할 수 있다. 그리고, 차량(100)의 속도가 160km인 경우, 허상거리(ℓ)를 컴바이너(140)로부터 30m로 설정할 수 있다. 그러나, 차량의 속도와 허상거리(ℓ)의 관계를 고정된 것이 아니라 차량의 종류나 도로의 형태 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

그 후, 제어부(160)의 전압산출부(167)는 저장부(165)에 저장된 룩업테이블에 기초하여 입력되는 차량(100)의 속도 및/또는 차간거리에 대응하는 제1미러(120)의 초점거리(fm)를 산출한다(104).

상기 제1미러(120)의 초점 거리(fm)를 산출함으로써, 영상생성부(110)부터 컴바이너(140)까지의 광학계의 초점거리(f) 가 산출된다. 이때, 제1미러(120)의 초점거리(fm)는 차량(100)의 속도가 증가하거나 차간거리가 증가함에 따라 감소하며, 차량(100)의 속도가 감소하거나 차간거리가 감소함에 따라 증가한다.

이어서, 상기 룩업 테이블에 기초하여 제1미러(120)의 초점 거리(fm)에 대응하는 액정층(172)의 굴절률을 산출한다(S105). 이때, 액정층(172)의 굴절률은 차량(100)의 속도가 증가하거나 차간거리가 증가함에 따라 감소하며, 차량(100)의 속도가 감소하거나 차간거리가 감소함에 따라 증가한다.

그 후, 입력되는 영상을 산출된 굴절률로 반사시키도록 액정층(172)의 액정분자를 배열하기 위한 구동전압(Vd)을 산출한 후(S106), 산출된 구동전압(Vd)을 제1미러(120)의 제1전극(123) 또는 제2전극(125)에 인가하여(S107), 차량(100)의 전면 유리창(W) 외부의 산출된 위치에 허상(VI)을 표시한다(S108).

도 7a-도 7c는 본 발명에 따른 헤드업 표시장치에서 허상(VI)을 표시하는 것을 나타내는 도면이다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 차량(100)이 50km의 속도로 주행하는 경우, 제어부(160)에서는 50km의 속도에 대응하는 구동전압(Vd)을 산출하여 제1미러(120)의 구동전극에 인가한다. 영상생성부(110)에서 출력된 영상은 제1미러(120)에 도달한 후, 굴절되어 반사된다.

제1미러(120)에서 반사된 영상은 다시 제2미러(130)에서 반사되어 컴바이너(140)로 입력되며, 컴바이너(140)에서 반사된 영상이 운전자(D)의 눈으로 입력되어 운전자(D)가 허상을 인식하게 된다. 이때, 허상(VI)은 컴바이너(140)로부터 약 5m 떨어진 위치에 형성된다

따라서, 운전자(140)의 시선은 컴바이너(140) 또는 전면 윈도우 전방 5m 위치에 고정되므로, 허상(VI)을 인식함과 동시에 도로상황을 원활히 인식할 수 있게 된다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 차량(100)이 120km의 속도로 주행하는 경우, 허상(VI)은 컴바이너(140)로부터 약 10m 떨어진 위치에 형성된다.

따라서, 운전자(140)의 시선은 전면 윈도우의 10m 떨어진 전방에 위치하므로, 차량(100)을 비교적 고속으로 운전하면서 허상(VI)을 인식함과 동시에 도로상황을 원활히 인식할 수 있게 되어 안전한 운전이 가능하게 된다.

도 7c에 도시된 바와 같이, 차량(100)이 160km의 속도로 주행하는 경우, 허상(VI)은 컴바이너(140)로부터 약 30m 떨어진 위치에 형성된다.

따라서, 운전자(140)의 시선은 전면 윈도우의 30m 떨어진 전방에 위치하므로, 차량(100)을 고속으로 운전하면서 허상(VI)을 인식함과 동시에 도로상황을 원활히 인식할 수 있게 되어 안전한 운전이 가능하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 헤드업 표시장치에서는 영상생성부(110)로부터 출력되어 제1미러(120)에서 반사되는 영상의 반사각도를 조절함으로써 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 광경로 거리를 조절한다.

본 발명에서는 차량의 속도 및/또는 차간거리에 따라 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 광경로 거리를 조절하여 허상(VI)이 형성되는 거리를 조절함으로써, 차량의 속도 및/또는 차간거리에 따라 운전자(D)의 시선의 위치를 조절할 수 있게 된다. 따라서, 운전자(D)의 시선이 항상 차량의 속도에 따라 전방의 가까운 곳에서 먼곳으로 이동하므로, 전방 도로의 상황을 확실하게 인식하는 상태에서 헤드업 표시장치에서 제공하는 정보를 습득할 수 있게 된다.

특히, 본 발명에서는 제1미러(120)에 액정층(127)을 형성하고 액정층(127)의 배열을 속도 및 차간거리에 따라 변경함으로써 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 광경로 거리를 조절하여 허상거리(ℓ)를 조절한다.

한편, 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 광경로 거리(d)는 제1미러(120) 및 제2미러(130)의 위치를 변경함으로써 조절할 수 있다. 즉, 제1미러(120) 및/또는 제2미러(130)를 전후방향으로 이동하여 제1미러(120) 및 제2미러(130) 사이의 기구적인 거리를 조절함으로써 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 광경로 거리(d)를 조절할 수 있다.

그러나, 이러한 구조의 경우, 제1미러(120) 및/또는 제2미러(130)를 전후방향으로 이동하기 위해 모터 및 가이드와 같은 기구적인 구성이 필요하게 되므로, 제조비용 및 헤드업 표시장치의 부피가 증가하게 된다. 더욱이, 허상거리(ℓ)를 증가시키기 위해서는 제1미러(120) 및 제2미러(130) 사이의 기구적인 거리를 증가시켜야만 하는데, 이 경우 헤드업 표시장치의 부피가 대폭 증가하게 된다.

따라서, 기계적으로 제1미러(120) 및/또는 제2미러(130)를 이동시켜 허상거리(ℓ)를 조절하는 경우, 헤드업 표시장치의 부피가 증가하게 되어 헤드업 표시장치가 설치되는 차량의 공간이 증가하게 되며, 심지어 부피증가로 인해 헤드업 표시장치를 차량 내부에 설치할 수 없는 경우도 발생하게 된다.

그러나, 본 발명에서는 기계적인 제1미러(120) 및/또는 제2미러(130)의 이동에 의해 허상거리(ℓ)를 조절하는 것이 아니라, 제1미러(120)의 액정층(127)에 의한 굴절률을 조절함으로써 허상거리(ℓ)를 조절하므로, 기구적인 부품의 추가나 제1미러(120) 및 제2미러(130) 사이의 거리 증가로 인한 헤드업 표시장치의 부피증가를 방지할 수 있게 된다.

더욱이, 본 발명의 제1실시예에서는 허상(VI)의 형성되는 거리(ℓ) 뿐만 아니라 컴바이너(140)에서 허상(VI)이 형성되는 위치를 조절함으로써 속도에 따른 허상(VI)과 도로상황의 인식을 더욱 원활하게 할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 헤드업 표시장치의 다른 구조를 나타내는 도면이고 도 9a-도 9c는 컴바이너(140) 또는 전면유리창(W)에 표시되는 허상(VI)의 위치를 나타내는 도면이다.

도 8에 도시된 구조의 헤드업 표시장치에서는 제1미러(120)에 모터(170)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 모터(170)는 제1미러(120)를 설정된 각도로 회전(tilting)하기 위한 것으로, 제1미러(120)를 미세한 각도롤 회전시키기 위한 스텝모터(step motor)가 사용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 모터(170)에 구동에 의해 제1미러(120)는 시계방향 및 반대방향으로 일정 각도 회전하여 상기 제1미러(120)로 입사되는 광의 반사각도를 조절한다. 상기 제1미러(120)에서의 광반사각도의 변경은 컴바이너(140)로 입사되는 광의 영역을 위치를 변경한다. 즉, 제1미러(120)가 시계방향으로 일정 각도 회전하는 경우 상기 제1미러(120) 및 제2미러(120)에서 반사된 광이 반사되는 위치는 컴바이너(140)의 상단측으로 이동하고 제1미러(120)가 반시계방향으로 일정 각도 회전하는 경우 상기 제1미러(120) 및 제2미러(130)에서 반사된 광이 반사되는 위치는 컴바이너(140)의 하단측으로 이동하게 된다.

따라서, 상기 제1미러(120)의 회전방향 및 회전각도를 조절함으로써, 상기 제1미러(120)에 의해 반사되는 광이 도달하는 컴바이너(140)의 위치를 조절할 수 있게 되어 허상의 형성되는 위치를 조절할 수 있게 된다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 모터(170)는 제어부(160)에 연결된다. 제어부(160)에서는 차량(100)의 속도를 검출한 후 모터(170)의 회전방향 및 회전속도를 조절함으로써 컴바이너(140)에 형성되는 위치를 조절할 수 있다.

도 9a에 도시된 바와 같이, 차량(100)이 50km의 속도로 주행하는 경우, 제어부(160)에서는 모터 구동신호를 생성하여 모터(170)에 인가하며, 모터(170)가 구동함에 따라 제1미러(120)가 회전한다. 따라서, 허상(VI)는 컴바이너(140) 또는 전면 유리창의 하단영역에 형성된다.

모터(170)에 의한 제1미러(120)의 회전각도의 조절과 함께, 제어부(160)에서는 제1미러(120)의 구동전극에 인가되는 구동전압(Vd)을 산출하여 허상거리(ℓ)를 조절한다.

다시 말해서, 본 발명에서는 제어부(160)가 속도에 따라 제1미러(120)의 구동전압 및 회전각도를 산출함으로써, 속도에 따른 허상거리(ℓ) 및 컴바이너(140)에서의 허상(VI)의 위치를 조절할 수 있게 된다.

도 9b에 도시된 바와 같이, 차량(100)이 120km의 속도로 주행하는 경우, 제어부(160)의 구동신호에 의해 제1미러(120)가 회전하여 허상(VI)은 컴바이너(140) 또는 전면 유리창의 중간영역에 형성된다. 동시에 허상(VI)은 컴바이너(140)로부터 약 10m 떨어진 위치에 형성된다.

도 9c에 도시된 바와 같이, 차량(100)이 160km의 속도로 주행하는 경우, 제어부(160)의 구동신호에 의해 제1미러(120)가 회전하여 허상(VI)은 컴바이너(140) 또는 전면 유리창의 싱단영역에 형성된다. 동시에 허상(VI)은 컴바이너(140)로부터 약 30m 떨어진 위치에 형성된다.

이와 같이, 본 발명에서는 속도에 따라 허상거리(ℓ)를 조절할 뿐만 아니라 허상(VI)이 형성되는 위치를 조절함으로써, 운전자(D)의 시선의 위치를 조절할 수 있게 된다.

또한, 도면에서는 제1미러(120)를 회전시켜 허상(VI)이 형성되는 위치를 조졸하지만, 제2미러(130)를 회전시키거나 제1미러(120)와 제2미러(130)를 모두 회전시켜 허상(VI)이 형성되는 위치를 조절할 수도 있다.

한편, 본 발명의 제1실시예에서는 제1미러(120)의 액정층(127)이 하나만 형성되지만, 본 발명이 이러한 구조에 한정되는 것이 아니며 액정층(127)이 2개 형성될 수도 있다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 제1미러(120)의 다른 구조를 나타내는 도면으로, 도 9은 구동전압(Vd)이 인가되지 않은 경우이고 도 10은 구동전압(Vd)이 인가된 경우를 나타내는 도면이다.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 이 구조의 제1미러(120)에는 3개의 지지체(121,124a,124b) 및 2개의 액정층(127,128)이 형성된다. 이때, 제1액정층(127)은 제1지지체(121)과 제2지지체(124a) 사이에 배치되며, 제2액정층(128)은 제2지지체(124a)과 제3지지체(124b) 사이에 배치된다.

제1액정층(127)의 양측에는 각각 제1전극(123) 및 제2전극(125a)이 형성되며, 제2액정층(127)의 양측에는 제3전극(125b) 및 제4전극(125c)이 형성된다. 상기 제1전극(123)은 Al이나 Al합금과 같은 금속(제1지지체가 수지나 유리등으로 이루어진 경우)으로 구성될 수 있고 ITO나 IZO와 같은 투명한 금속산화물(제1지지체가 반사율이 좋은 금속으로 이루어진 경우)로 구성될 수 있다. 상기 제2전극(125a), 제3전극(125b) 및 제4전극(125c)은 ITO나 IZO와 같은 투명한 금속산화물로 구성될 수 있다.

상기 제1액정층(127)은 제1미러(120)에서 반사되는 영상을 굴절시켜 제1미러(120)의 굴절률(즉, 초점거리(fm))을 조절하는 역할을 하며, 제2액정층(128)은 편광부재의 기능을 수행한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 구동전압(Vd)이 0V이거나 기준전압(Vc)인 경우, 다시 말해서 제1액정층(127) 및 제2액정층(128)에 전계가 인가되지 않는 상태에서는, 상기 제1액정층(127) 및 제2액정층(128)의 액정분자(127a,127b)가 서로 수직방향으로 배열될 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 제1액정층(127) 및 제2액정층(128)에 구동전압(Vd)이 인가되면, 상기 제1액정층(127) 및 제2액정층(128)의 액정분자(127a,127b)는 동일한 방향을 따라 배열된다.

상기 영상생성부(110)에서 출력된 영상이 제1미러(120)의 제2액정층(128)으로 입력되면, 배열된 액정분자(128a)에 의해 영상의 편광성분중 s파 또는 p파 성분이 입력되며, 이 입력된 영상은 제1액정층(127)을 그대로(편광성분의 변화없이) 투과하여 제2액정층(128)을 투과한 후 제2미러(130)로 입력된다.

이때, 구동전압(Vd)의 크기에 따라 제1액정층(127) 및 제2액정층(128)의 액정분자(127a,128a)의 배열의 방향이 변경되므로, 상기 제1지지체(121)의 반사면에서 반사되는 영상의 굴절률이 제1미러(120)의 초점거리(fm)가 변한다. 그 결과, 영상생성부(110)와 컴바이너(140) 사이의 광학계의 초점거리(f)를 조절할 수 있게 되어, 허상거리(ℓ)를 조절할 수 있게 된다.

도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 헤드업 표시장치를 나타내는 도면으로, 이 도면을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 대해 설명한다. 이때, 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 하고 다른 구성에 대해서만 자세히 설명한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 헤드업 표시장치에서는, 액정층을 구비하여 액정층의 굴절률 제어에 따라 초점거리를 조절하는 제1미러(220)가 제2미러(230)와 컴바이너(240) 사이에 배치되며, 단순히 영상을 반사하는 제2미러(230)는 영상생성부(210)와 제1미러(220) 사이에 배치된다.

따라서, 이 실시예에서는 영상생성부(210)에서 출력된 영상이 제2미러(230)에서 반사되어 제1미러(220)로 입력되며, 제1미러(220)에서 반사된 후 컴바이너(240)로 입력된다. 이때, 상기 제1미러(220)는 액정층을 포함하는 액정미러로서, 차량의 속도 및/또는 차간거리에 따라 액정층의 굴절률을 조절함으로써 제1미러(220)의 초점거리를 조절한다.

제1미러(220)의 초점거리를 조절함에 따라 전체 광학계의 초점거리를 조절할 수 있게 되므로, 차량의 속도 및/또는 차간거리에 따라 허상의 위치를 조절할 수 있게 된다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 속도에 따라 제1미러(220) 및/또는 제2미러(230)의 각도를 조절하여 허상(VI)이 형성되는 위치를 조절할 수 있다.

도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 헤드업 표시장치를 나타내는 도면으로, 이 도면을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 대해 설명한다. 이때, 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 하고 다른 구성에 대해서만 자세히 설명한다.

도 13에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 헤드업 표시장치에서는 영상생성부(310)에 대향하는 측에 제1미러(320)가 배치되어 영상생성부(310)에서 출력되는 영상을 반사하며, 제2미러(330)는 제1미러(320)와 대향하여 제2미러(330)에서 반사된 영상을 다시 컴바이너(340)로 반사한다. 이때, 제1미러(320)는 액정층을 구비한 액정미러로서, 차량의 속도 및/또는 차간거리에 따라 영상의 굴절률을 조절함으로써 허상거리를 조절할 수 있게 된다.

또한, 이 실시예에서는 영상생성부(310)와 제1미러(320) 사이에 광학부재(335)가 배치된다. 상기 광학부재(335)는 영상생성부(310)로부터 출력되는 영상을 집광 및 발산하여 평행광을 만들어 제1미러(320)에 입력시켜 광학적 특성을 향상시켜 좋은 품질의 허상이 형성되도록 한다.

이러한 광학부재(335)는 복수의 렌즈로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 광학부재(335)는 볼록렌즈, 오목렌즈, 수차보정을 위한 비구면렌즈 등이 사용될 수 있다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 속도에 따라 제1미러(320) 및/또는 제2미러(330)의 각도를 조절하여 허상(VI)이 형성되는 위치를 조절할 수 있다.

도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 헤드업 표시장치를 나타내는 도면으로, 이 도면을 참조하여 본 발명의 제4실시예에 대해 설명한다. 이때, 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 하고 다른 구성에 대해서만 자세히 설명한다.

도 14에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 헤드업 표시장치에서는 하나의 미러(420)만이 구비되어 영상생성부(410)와 컴바이너(440) 사이에 배치된다. 따라서, 상기 영상생성부(410)에서 출력된 영상이 상기 미러(420)에 의해 반사되어 직접 컴바이너(440)로 입력된다.

이때, 상기 미러(420)에는 액정층이 형성되며, 차량의 속도 및/또는 차간거리에 따라 액정층의 액정분자의 배열을 변경하여 액정층을 투과하는 영상의 굴절률을 조절함으로써 상기 미러(420)의 초점거리를 조절한다. 그 결과 운전자(D)에게 인식되는 허상의 거리를 조절할 수 있게 된다.

또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 속도에 따라 제1미러(420) 및/또는 제2미러(430)의 각도를 조절하여 허상(VI)이 형성되는 위치를 조절할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 헤드업 표시장치에서는 기계적인 구성이 아니라 전기적인 구성에 의해 헤드업 표시장치의 광경로 거리를 조절함으로써, 속도 및/또는 차간거리에 따라 허상의 위치를 조절할 수 있게 되므로, 별도의 기계적인 부품이나 공간의 확대 없이 운전자의 시선을 근거리 또는 원거리를 이동할 수 있게 된다. 그 결과, 운전자가 사고의 위험없이 헤드업 표시장치에서 표시되는 정보를 정확하고 신속하게 취득할 수 있게 된다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

D: 운전자 V: 허상
110: 영상생성부 120: 제1미러
121,124: 지지체 123,125: 전극
127: 액정층 130: 제2미러
140: 컴바이너 160: 제어부

Claims (19)

1. 영상을 생성하는 영상생성부;
   상기 영상생성부에서 출력된 영상을 반사하는 제1미러; 및
   상기 제1미러에서 반사된 영상을 운전자에게 반사시켜 허상을 형성하는 컴바이너로 구성되며,
   상기 제1미러에는 제1액정층이 구비되어, 차량의 속도 및/또는 차간거리에 따라 상기 제1액정층의 굴절률을 조절하여 허상길이를 조절하는 헤드업 표시장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 영상생성부는 표시장치를 포함하는 헤드업 표시장치.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 제1미러는,
   상기 제1액정층을 사이에 두고 배치된 제1지지체 및 제2지지체; 및
   상기 제1액정층이 접하는 상기 제1지지체 및 제2지지체의 표면에 각각 형성되어 상기 제1액정층에 구동전압을 인가하는 제1전극 및 제2전극을 포함하는 헤드업 표시장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1지지체는 금속으로 구성되어 입사되는 영상을 반사하며,
   상기 제1전극 및 제2전극은 각각 투명한 금속산화물로 구성된 헤드업 표시장치.
   
5. 제3항에 있어서, 상기 제1전극은 금속으로 구성되어 입사되는 영상을 반사하는 헤드업 표시장치.
   
6. 제3항에 있어서, 상기 제1미러는 상기 제2지지체 전면에 배치되어 상기 제1미러로 입사되는 광을 편광시키는 편광부재를 더 포함하는 헤드업 표시장치.
   
7. 제3항에 있어서, 상기 제2지지체는 서로 이격된 2개의 지지체로 분할되며, 분할된 2개의 지지체 사이에는 제2액정층이 배치되는 헤드업 표시장치.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 제1미러는 상기 제2액정층이 접하는 분할된 제2지지체의 표면에 형성된 제3전극 및 제4전극을 더 포함하는 헤드업 표시장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 제3전극 및 제4전극은 각각 투명한 금속산화물로 구성된 헤드업 표시장치.
   
10. 제1항에 있어서, 상기 제1액정층의 굴절률을 조절함에 따라 상기 영상생성부와 상기 컴바이너 사이의 광경로 거리가 조절되는 헤드업 표시장치.
    
11. 제1항에 있어서, 상기 영상처리부 및 상기 제1미러 사이에 배치되어 상기 제1미러로 입력되는 영상을 반사시키는 적어도 하나의 제2미러를 더 포함하는 헤드업 표시장치.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 제1미러 및 상기 컴바이너 사이에 배치되어 상기 컴바이너로 입력되는 영상을 반사시키는 적어도 하나의 제3미러를 더 포함하는 헤드업 표시장치.
    
13. 제1항에 있어서, 상기 영상생성부와 상기 제1미러 사이에 배치된 광학부재를 더 포함하는 헤드업 표시장치.
    
14. 제13항에 있어서, 상기 광학부재는 복수의 렌즈를 포함하는 헤드업 표시장치.
    
15. 제10항에 있어서, 상기 차량의 속도 및/또는 차간거리에 따라 상기 제1액정층에 전계를 인가하여 상기 제1액정층의 굴절률을 조절하는 제어부를 더 포함하는 헤드업 표시장치.
    
16. 제15항에 있어서, 상기 제어부는 상기 차량의 속도 및/또는 차간거리가 증가하면 상기 제1액정층의 굴절률을 조절하여 허상길이를 증가시키는 헤드업 표시장치.
    
17. 제16항에 있어서, 상기 제어부는 차량의 속도 및 차간거리에 가중치를 두어 구동전압을 산출하는 헤드업 표시장치.
    
18. 제12항에 있어서, 상기 제1-제3미러의 적어도 하나에 배치되어 대응하는 미러를 설정 각도로 회전시켜 허상의 위치를 조절하는 모터를 더 포함하는 헤드업 표시장치.
    
19. 제18항에 있어서, 상기 모터는 차량의 속도에 따라 대응하는 미러의 회전방향 및 회전각도를 결정하는 헤드업 표시장치.

Images