KR20230125685A - 헤드 업 디스플레이 - Google Patents

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KR20230125685A
KR20230125685A KR1020220022591A KR20220022591A KR20230125685A KR 20230125685 A KR20230125685 A KR 20230125685A KR 1020220022591 A KR1020220022591 A KR 1020220022591A KR 20220022591 A KR20220022591 A KR 20220022591A KR 20230125685 A KR20230125685 A KR 20230125685A
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임재혁
권윤영
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엘지전자 주식회사
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Abstract

헤드 업 디스플레이는 내부에 이너 공간이 형성되고 윈드 쉴드의 아래에 배치된 하우징; 이너 공간에 수용되고 제1방향의 제1선편광을 출사하는 영상기구; 제1선편광이 투과하는 투과영역과, 제1방향과 직교한 제2방향의 제2선편광을 반사하는 편광반사영역을 갖는 편광미러; 및 편광미러와 이격되고 투과영역을 투과한 제1선편광을 상기 제2선편광으로 위상 변환하는 위상지연미러를 포함하고, 편광미러의 적어도 일부가 영상기구와 위상지연미러의 사이에 위치하고, 편광미러의 전면과 배면은 나란하지 않고, 편광미러의 상단 두께는 편광미러의 하단 두께 보다 두껍거나 ?塚? 수 있다.

Description

헤드 업 디스플레이{Head Up Display}
본 발명은 헤드 업 디스플레이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에 설치될 수 있는 헤드 업 디스플레이에 관한 것이다.
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.
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.
헤드 업 디스플레이는 2개의 영상 소스를 포함할 경우, 2개의 허상을 형성할 수 있고, 이 경우 차량용 헤드 업 디스플레이의 편의성은 증대될 수 있다.
헤드 업 디스플레이는 1개의 영상 소스를 포함하되, 광 경로의 전체 길이가 상이한 2개의 광 경로를 형성하여 2개의 허상을 형성하는 것이 가능하고, 대한민국 등록특허공보 10-1909374 B1(2018년10월17일 공고)에는 1개의 영상 소스를 2개의 광 경로를 형성하는 차량용 헤드 업 디스플레이가 개시되어 있다.
상기 차량용 헤드 업 디스플레이는 제1방향의 선편광을 출사하는 영상 소스; 상기 영상 소스에서 출사된 선편광 중 일부를 굴절시키는 프리즘; 오프시 상기 영상 소스에서 출사된 선편광 중 다른 일부를 투과하고, 온 시 상기 영상 소스에서 출사된 선편광 중 다른 일부를 상기 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광으로 반파장 변환하는 전기 편광변환소자; 차량의 윈드 쉴드로 광을 반사하는 제1반사미러; 상기 제1반사미러와 이격되게 배치되고, 상기 제1방향의 선편광을 반사하고, 상기 제2방향의 선편광을 투과하는 편광반사미러; 및 상기 편광반사미러와 이격되게 배치되고, 상기 편광반사미러를 투과한 광을 상기 편광반사미러로 반사하는 제2반사미러를 포함하고, 상기 제2반사미러는 상기 편광반사미러를 마주보게 배치된 평판 미러를 포함한다.
일본 공개특허공보 특개 2019-78784(2019년05월23일 공개)에는 허상 표시장치가 개시되어 있고, 허상 표시장치는 투영부에 화상을 투영함으로써, 상기 화상을 시인 가능하게 허상 표시하는 허상 표시장치로서, 제1 방향의 편광을 반사함과 동시에, 상기 제 1 방향과는 직교하는 제2 방향에 따른 편광을 투과시키는 편광부과, 상기 화상의 표시빛을, 상기 편광부측에 향하여 출발하는 화상 발광부과, 상기 화상 발광부측으로부터 상기 편광부를 경유한 상기 표시빛을 다시 상기 편광부에 향하여 반사하는 반사부로서, 상기 편광부와의 사이에 상기 표시빛을 왕복시키는 왕복 광로를 구성하는 반사부과, 상기 왕 복 광로에 설치되어 그 귀로에 있어서 상기 표시빛이 상기 편광부에 의해 상기 투영부측에 도광 되고, 상기 표시빛의 편광 방향을 변환하는 1/4파장판를 구비한다.
대한민국 등록특허공보 10-1909374 B1(2018년10월17일 공고) 일본 공개특허공보 특개 2019-78784(2019년05월23일 공개)
본 실시예는 컴팩트화가 가능하면서 이미지 성능을 향상시킬 수 있는 헤드 업 디스플레이를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이는 내부에 이너 공간이 형성되고 윈드 쉴드의 아래에 배치된 하우징; 이너 공간에 수용되고 제1방향의 제1선편광을 출사하는 영상기구; 제1선편광이 투과하는 투과영역과, 제1방향과 직교한 제2방향의 제2선편광을 반사하는 편광반사영역을 갖는 편광미러; 및 편광미러와 이격되고 투과영역을 투과한 제1선편광을 제2선편광으로 위상 변환하는 위상지연미러를 포함하고, 편광미러의 적어도 일부는 영상기구와 위상지연미러의 사이에 위치하고, 편광미러의 전면과 배면은 나란하지 않고, 편광미러의 상단 두께는 편광미러의 하단 두께 보다 두껍거나 ?塚? 수 있다.
편광반사영역은 투과영역의 테두리를 둘러쌀 수 있다.
편광반사영역은 편광미러 중 영상기구를 향하는 면에 형성된 처리부를 포함할 수 있다.
처리부는 폐루프 단면 형상으로 형성될 수 있다.
처리부는 편광미러 중 영상기구를 향하는 면에 에칭된 에칭면을 포함할 수 있다.
처리부는 상기 편광미러 중 영상기구를 향하는 면에 블랙 도장된 도장면을 포함할 수 있다.
헤드 업 디스플레이의 일 예는 영상기구가 편광미러의 전방에 위치하고, 편광미러는 위상지연미러의 전방에 위치할 수 있다.
헤드 업 디스플레이의 다른 예는 위상지연미러가 편광미러의 전방에 위치하고, 영상기구는 편광미러의 후방에 위치할 수 있다.
편광미러는 두께가 점차 얇아지는 쇄기 형상일 수 있다.
편광미러의 좌측단 두께 및 편광미러의 우측단 두께는 편광미러의 중앙부 두께 보다 두꺼울 수 있다.
편광미러는 위상지연미러를 향하는 면이 오목하거나 평면일 수 있다.
편광미러는 영상기구를 향하는 면이 볼록하거나 평면일 수 있다.
위상지연미러는 편광미러를 향하는 면이 오목이거나 평면일 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 편광미러의 배면에서 반사된 후, 윈드 쉴드에 의해 반사된 광에 의한 상과, 편광미러의 전면에서 반사된 후, 윈드 쉴드에 의해 반사된 광에 의한 상의 적어도 일부가 중첩되어, 이중상을 개선하여 선명한 영상을 제공할 수 있다.
또한, 편광미러 중 영상기구를 향하는 면에 에칭된 에칭면이나 편광미러 중 영상기구를 향하는 면에 블랙 도장된 도장면이 투과영역 이외의 영역에서 반사를 발생하여 이미지 성능을 저하시키는 이중상 등의 문제를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 일 예가 도시된 도,
도 2은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 일 예의 사시도,
도 3은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 일 예에 의해 형성된 허상을 함께 표현한 도,
도 4는 본 실시 예에 따른 편광 미러의 다양한 예가 도시된 도,
도 5는 도 1에 도시된 편광 미러의 종단면도,
도 6는 도 1에 도시된 편광 미러의 횡단면도,
도 7는 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 일 예의 제1변형예가 도시된 도,
도 8은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 일 예의 제2변형예가 도시된 도,
도 9는 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 일 예의 제3변형예가 도시된 도,
도 10은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 일 예가 차량 내 공간을 절약하는 일 예가 도시된 도,
도 11은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 다른 예가 도시된 도,
도 12는 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 다른 예의 제1변형예가 도시된 도,
도 13는 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 다른 예의 제2변형예가 도시된 도,
도 14은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 다른 예의 제3변형예가 도시된 도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 일 예가 도시된 도이고, 도 2은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 일 예의 사시도이며, 도 3은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 일 예에 의해 형성된 허상을 함께 표현한 도이다.
헤드 업 디스플레이는 하우징(1)과, 영상기구(2)와, 편광미러(4)과, 위상지연미러(5)를 포함할 수 있다.
헤드 업 디스플레이(HUD)는 차량의 인스트루먼트 패널(Instrument Panel)에 배치되어, 차량의 윈드 쉴드(WS; Wind Shield)를 향해 이미지 광을 출사할 수 있고, 운전자는 윈드 쉴드(WS) 전방 위치의 허상(I)을 인식할 수 있으며, 헤드 업 디스플레이(HUD)는 차량 주행 중에 운행 정보를 포함하는 각종 정보를 표시할 수 있다.
윈드 쉴드(WS; Wind Shield)는 차량의 전면에서 운전자 보호 및 시야 확보를 할 수 있는 구성으로, 헤드 업 디스플레이(HUD)에서 나온 광을 운전자의 눈(eyebox)로 반사시킬 수 있다. 운전자의 눈(eyebox)는 헤드 업 디스플레이(HUD)에서 나온 광이 맺히는 영역으로 정의될 수 있다.
헤드 업 디스플레이의 일 예는 영상기구(2)가 편광미러(4)의 전방에 위치하고, 편광미러(4)가 위상지연미러(5)의 전방에 위치할 수 있다.
영상기구(2)는 편광미러(4)의 전방에 위치하는 것도 가능하고, 편광미러(4)의 전방 하측에 위치하는 것도 가능하다.
영상기구(2)가 편광미러(4)의 전방에 위치하는 것 뿐만 아니라, 영상기구(2)가 편광미러(4)의 전방 하측에 위치하는 것 모두 영상기구(2))가 편광미러(4)의 전방에 위치하는 것으로 정의될 수 있다.
하우징(1)은 윈드 쉴드(WS; Wind Shield)의 하측에 배치될 수 있다. 하우징(1)의 내부에는 이너 공간(IS)이 형성될 수 있다. 하우징(1)은 상부에 개구부(11)가 형성될 수 있다.
하우징(1)은 단일의 부재로 구성되는 것도 가능하고, 복수개 부재의 결합체로 구성되는 것도 가능하다. 하우징(1)은 이너 공간(IS)이 형성되고 상면이 개방된 로어 하우징(12)과, 로어 하우징(12)의 상부에 배치되고 개구부(11)가 형성된 어퍼 커버(13)를 포함할 수 있다.
하우징(1)은 영상기구(2)를 커버하는 영상기구 커버(14)를 더 포함할 수 있다. 영상기구 커버(14)는 로어 하우징(12)에 분리 가능하게 결합될 있다. 영상기구 커버(14)의 내부에 형성된 공간은 이너 공간(IS)의 일부로 정의될 수 있다.
하우징(1)은 개구부(11)를 덮는 더스터 커버(14)를 더 포함할 수 있다. 더스트 커버(14)의 예는 광이 투과될 수 있는 광 투과 필름일 수 잇다.
영상기구(2)는 이너 공간(IS)에 수용될 수 있다. 영상기구(2)는 제1방향의 제1선편광을 출사할 수 있다.
영상기구(2)의 일 예는 이미지 광을 출사하는 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널에서 출사된 이미지 광을 제1방향의 제1선평광으로 선형 편광시키는 선형 편광기(Linear Polarizer)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널은 모든 종류의 화면상의 화소 표시방식의 디스플레이를 실현할 수 있고, 디스플레이 패널은 선형 편광기를 향해 이미지 광을 출사할 수 있다. 디스플레이 패널의 예는 LCD(Liquid Crystal Display) 패널, OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널, DLP, L-cos, Micro LED, BLU 등일 수 있다.
선형 편광기는 디스플레이 패널의 내부 또는 외부에 설치될 수 있다.
선형 편광기는 디스플레이 패널에서 출사된 이미지 광 중 제1방향의 선편광만을 통과시킬 수 있다. 디스플레이 패널에서는 편광되지 않은 무편광(Non Polarized Light)이 출사될 수 있고, 무편광은 선형 편광기에서 제1방향으로 편광될 수 있다. 선형 편광기에서는 P파 선편광(P) 또는 S파 선편광(S)이 출사될 수 있다.
영상기구(2)는 시스템 구성에 따라 P파 선편광(P) 또는 S파 선편광(S)을 선택적으로 출사할 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해, 영상기구(2)에서 출사된 제1선편광이 P파 선편광(P)이고, 제2선편광이 S파 선편광(S)인 예로 설명하나, 반대의 경우도 적용 가능함은 물론이다.
영상기구(2)는 도 3에 도시된 바와 같이, 이너 공간(IS) 중 하부에 위치되게 배치될 수 있다. 영상기구(2)는 도 1에 도시된 바와 같이, 광이 출사되는 출사면(21)을 포함할 수 있다. 영상기구(2)는 출사면(21)을 통해 제1선평광(P)이 출사할 수 있다.
영상기구(2)는 이너 공간(IS)에 경사지게 배치되거나 수직하게 배치될 수 있다. 영상기구(2)는 출사면(21)이 도 1에 도시된 바와 같이, 전방 하측의 경사 방향이나 전방 상측의 경사 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 영상기구(2)의 일 예는 영상기구(2)의 배면에 출사면(21)이 제공될 수 있다.
영상기구(2)는 편광미러(4) 및 위상지연미러(5)의 각각 보다 크기가 작을 수 있다.
편광미러(4)는 도 3에 도시된 바와 같이, 이너 공간(IS)에 수용되도록 하우징(1)의 내부에 배치될 수 있다. 편광미러(4)는 영상기구(2)와 이격될 수 있다. 편광미러(4)는 위상지연미러(5)와 이격될 수 있다.
편광미러(4)의 적어도 일부는 영상기구(2)와 위상지연미러(5)의 사이에 위치될 수 있고, 편광미러(4)에서 출사된 제2선편광(S)은 윈드쉴드(WS)로 반사될 수 있다.
편광머리(4)는 그 전부 또는 일부가 영상기구(2)와 위상지연미러(5)의 사이에 위치될 수 있다.
편광미러(4)의 일 예는 영상기구(2)와 위상지연미러(5)와 중접되는 중첩 영역과, 영상기구(2)와 위상지연미러(5)와 중첩되지 않은 비중접 영역을 포함할 수 있다.
편광미러(4)는 영상기구(2)를 향하는 면(41)와, 위상지연미러(5)를 향하는 면(42)를 포함할 수 있다.
편광미러(4)는 전면과 배면 중 일면이 영상기구(2)를 향하는 면(41)일 수 있고, 전면과 배면 중 타면이 위상지연미러(5)을 향하는 면(42)일 수 있다.
헤드 업 디스플레이 일 예는 편광미러(4)의 전면이 영상기구(2)를 향하는 면(41, 영상기구 대향면)이고, 편광미러(4)의 배면이 위상지연미러(5)을 향하는 면(42, 위상지연미러 대향면)일 수 있다.
편광미러(4)는 도 1에 도시된 바와 같이, 투과영역(43)과, 편광반사영역(44)을 갖을 수 있다.
투과영역(43)은 제1선편광(P)이 투과하는 영역일 수 있다. 투과영역(43)은 광이 투과하는 영역으로서, 유효영역으로 정의될 수 있다.
편광반사영역(44)은 제1방향과 직교한 제2방향의 제2선편광(S)을 반사하는 영역일 수 있다.
영상기구(2)에서 P파 선편광(P)가 발생될 경우, P파 선편광(P)은 투과영역(43)를 투과할 수 있고, 위상지연미러(5)에서 발생된 S파 선편광(S)는 편광반사영역(44)에서 반사될 수 있다.
반대로, 영상기구(2)에서 S파 선편광(S)가 발생될 경우, S파 선편광(S)은 투과영역(43)를 투과할 수 있고, 위상지연미러(5)에서 발생된 P파 선편광(P)는 편광반사영역(44)에서 반사될 수 있다.
위상지연미러(5)는 이너 공간(IS)에 수용되도록 하우징(1)의 내부에 배치될 수 있다. 위상지연미러(5)는 영상기구(2)와 이격될 수 있다. 위상지연미러(5)는 편광미러(4)와 이격될 수 있다.
위상지연미러(5)는 투과영역(43)을 투과한 제1선편광(P)을 제2선편광(S)으로 위상 변환할 수 있다.
위상지연미러(5)는 위상지연자(52)와, 미러(54)를 포함할 수 있다.
위상지연자(52)는 편광미러(4)와 미러(54)의 사이에 위치될 수 있다.
위상지연미러(5)는 위상지연자(52)가 미러(54)에 부착되는 것도 가능하고, 위상지연자(52)가 미러(54)와 이격되는 것도 가능하며, 이하, 위상지연자(52)가 미러(54)에 부착되는 것으로 설명한다.
위상지연자(52)는 편광필름(46)을 향할 수 있다. 위상지연자(52)의 일 예는 1/4파장 위상지연자일 수 있다.
위상지연미러(5)는 편광미러(4)를 향하는 면이 오목이거나 평면일 수 있다.
위상지연미러(5)는 편광미러(4)를 향하는 면이 오목할 경우, 전체적으로 그 전면이 오목하게 함몰된 형상으로 형성될 수 있다.
위상지연자(52)의 일 예는 미러(54)의 전면에 배치될 수 있다.
미러(54)의 일 예는 전면이 오목하고 배면이 볼록한 미러일 수 있다.
헤드 업 디스플레이 일 예는 영상기구(2)와 편광미러(4)와 위상지연미러(5) 중 어느 하나를 틸팅시키는 틸팅기구를 포함할 수 있다.
틸팅기구는 모터 등의 구동원을 포함할 수 있고, 구동원에 연결된 기어 등의 동력전달부재를 더 포함하는 것도 가능하다.
틸팅기구는 영상기구(2)와 편광미러(4)와 위상지연미러(5) 중 어느 하나에만 연결되는 것도 가능하고, 영상기구(2)와 편광미러(4)와 위상지연미러(5) 별로 각각 제공되는 것도 가능하다.
영상기구(2)와 편광미러(4)와 위상지연미러(5) 중 적어도 하나가 틸팅(회전)되면, 키가 큰 운전자와 키가 작은 운전자 모두에게 균일한 영상을 제공할 수 있다. 헤드 업 디스플레이 일 예는 운전자의 앉은 키를 측정할 수 있는 센서를 더 포함할 수 있고, 센서에서 센싱된 값에 따라 틸팅기구를 구동시킬 수 있다.
도 4는 본 실시 예에 따른 편광 미러의 다양한 예가 도시된 도이다.
편광반사영역(44)은 투과영역(43)의 테두리를 둘러쌀 수 있다. 투과영역(43)은 편광반사영역(44)에 의해 둘러싸인 내측 영역이고, 편광반사영역(44)은 내측 영역 외측에 위치하는 외측 영역일 수 있다.
투과영역(43)은 영상기구(2)에서 나온 광이 편광미러(4)로 입사할 때, 광이 투과하는 유효영역으로 정의될 수 있고, 이러한 유효영역을 제외한 부분은 광의 반사가 되지 않은 특수처리를 하여 광의 반사가 되지 않게 하는 것이 바람직하다.
편광반사영역(44)은 편광미러(4) 중 영상기구(2)를 향하는 면(41, 도 1 참조)에 형성된 처리부(45)를 포함할 수 있다. 처리부(45)는 영상기구(2)를 향하는 면(41)에 에칭된 에칭면을 포함하거나, 편광미러(4) 중 영상기구(2)를 향하는 면에 블랙 도장된 도장면을 포함할 수 있다. 처리부(45)는 편광미러(4) 중 영상기구(2)를 향하는 면에 폐루프 단면 형상으로 형성될 수 있다.
이러한 처리부(45)는 투과영역(43) 이외의 면에서 반사가 발생하여 이미지 성능이 저하되는 이중상 등의 문제를 개선할 수 있다.
도 4의 (a)는 유효영역이 편광미러(4)의 대략 중앙에 위치하는 예이고, 도 4의 (b)는 유효영역이 도 4의 (a)의 경우 보다 낮게 위치하는 예이며, 도 4의 (b)는 유효영역이 도 4의 (a)의 경우 보다 높게 위치하는 예이다.
영상기구(2)의 높이나 위치에 따라 유효영역은 결정될 수 있고, 영상기구(2)의 높이나 위치에 따라 편광미러(4)는 상이할 수 있다.
편광미러(4) 중 처리부(45)가 형성되지 않은 영역은 투과영역(43)으로 정의될 수 있고, 편광미러(4) 중 투과영역(43) 이외의 영역은 편광반사영역(44)으로 정의될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 편광 미러의 종단면도이고, 도 6는 도 1에 도시된 편광 미러의 횡단면도이다.
편광미러(4)는 편광필름(46)와, 편광미러(45)가 배치된 렌즈(47)를 포함할 수 있고, 처리부(45)는 렌즈(47)의 전면 일부 영역에 형성될 수 있다.
렌즈(47) 중 처리부(45)가 형성되지 않은 영역은 투과영역(43)이 될 수 있고, 렌즈(47) 중 처리부(45)가 형성된 영역은 반사영역이 될 수 있다.
편광미러(4)의 전면은 렌즈(47) 중 처리부(45)가 형성된 면일 수 있고, 편광미러(4)의 배면은 편광필름(46)의 배면일 수 있다.
편광미러(4)의 전면은 볼록할 수 있고, 편광미러(4)의 배면은 오목할 수 있다.
위상지연미러(5)에서 발생된 제2선편광(S)은 렌즈(47)의 전면과 배면에서 각각 반사될 수 있다.
편광미러(4)는 렌즈(47)이 배면에서 반사된 후, 윈드 쉴드(WS)에 의해 반사된 광에 의한 상과, 렌즈(47)이 전면에서 반사된 후, 윈드 쉴드(WS)에 의해 반사된 광에 의한 상이 서로 중첩되게 형상으로 형성될 수 있다.
편광미러(4)의 상하 방향(Z) 두께 및 좌우 방향(Y) 두께는 일정하지 않을 수 있다.
편광미러(4)의 전면과 배면은 나란하지 않고, 편광미러(4)의 상단(48) 두께(t1)는 편광미러(4)의 하단(49) 두께(t2)와 상이할 수 있다.
편광미러(4)는 쇄기(Wedge) 형상일 수 있다. 편광미러(4)의 상하 방향으로 쇄기 형상일 수 있다. 편광미러(4)는 두께가 점차 얇아지는 쇄기 형상일 수 있다.
도 1 및 도 5에 도시된 편광미러(4)는 상단(48)의 두께(t1)가 하단(49)의 두께(t2) 보다 얇을 수 있다. 도 1 및 도 5에 도시된 편광미러(4)는 하단(49)에서 상단(48)으로 갈수록 그 두께가 얇아지는 형상으로 형성될 수 있고, 이 경우, 렌즈(47)이 배면에서 반사된 후, 윈드 쉴드(WS)에 의해 반사된 광에 의한 상과, 렌즈(47)이 전면에서 반사된 후, 윈드 쉴드(WS)에 의해 반사된 광에 의한 상은 적어도 일부가 중첩될 수 있다.
편광미러(4)는 도 6에 도시된 바와 같이, 좌우 방향(Y)으로 두께가 일정하지 않을 수 있다. 편광미러(4)의 좌측단(50a) 두께 및 편광미러(4)의 우측단(40b) 두께는 편광미러(4)의 중앙부 (50c) 두께(t4)와 상이할 수 있다.
편광미러(4)의 좌측단(50a) 두께(t3) 및 편광미러(4)의 우측단(40b) 두께(t3)는 편광미러(4)의 중앙부 (50c) 두께(t4) 보다 두꺼울 수 있다.
편광미러(4)은 좌우방향(Y)으로 대칭인 것도 가능하고, 비대칭인것도 가능하다.
편광미러(4)가 비대칭일 경우, 편광미러(4)의 좌측단(50a) 두께와 편광미러(4)의 우측단(40b) 두께는 상이할 수 있고, 편광미러(4)의 좌측단(50a) 두께 및 편광미러(4)의 우측단(40b) 두께 각각은 편광미러(4)의 중앙부 (50c) 두께(t4) 보다 두꺼울 수 있다.
편광미러(4)의 일 예는 그 배면이 오목하게 함몰된 오목 미러일 수 있고, 그 전면의 곡률반경이 그 배면이 곡률반경과 상이할 수 있다.
편광미러(4)는 위상지연미러(5)를 향하는 면(42)이 오목할 수 있다.
편광미러(4) 전면의 곡률반경은 편광미러(4) 배면의 곡률반경은 보다 클 수 있다.
도 7는 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 일 예의 제1변형예가 도시된 도이다.
헤드 업 디스플레이 일 예의 제1변형예는 편광 미러(4) 이외의 구성이 도 1 내지 도 3에 도시된 헤드 업 디스플레이 일 예와 동일할 수 있고, 하우징(1), 영상기구(2) 및 위상지연미러(5)는 중복될 설명을 피하기 위해 그에 대한 설명은 생략한다.
도 7에 도시된 헤드 업 디스플레이는 편광미러(4)의 상단(48) 두께(t1)가 편광미러(4)의 하단(49) 두께(t2) 보다 두꺼울 수 있다. 이 경우, 편광미러(4)는 하단(49)에서 상단(48)으로 갈수록 그 두께가 두꺼워지는 형상으로 형성될 수 있다.
도 7에 도시된 편광미러(4)는 렌즈(47)이 배면에서 반사된 후, 윈드 쉴드(WS)에 의해 반사된 광에 의한 상과, 렌즈(47)이 전면에서 반사된 후, 윈드 쉴드(WS)에 의해 반사된 광에 의한 상은 적어도 일부가 중첩될 수 있다.
도 7에 도시된 편광미러(4)는 그 상단(48)의 두께(t1)가 그 하단(49)의 두께(t2) 보다 두꺼운 것 이외의 기타 구성이 도 1 및 도 3 내지 도 6에 도시된 편광미러(4)와 동일할 수 있고, 중복된 설명을 피하기 위해 그 상세한 설명은 생략한다.
도 8는 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 일 예의 제2변형예가 도시된 도이다.
헤드 업 디스플레이 일 예의 제2변형예는 편광 미러(4) 이외의 구성이 도 1 내지 도 3에 도시된 헤드 업 디스플레이 일 예와 동일할 수 있고, 하우징(1), 영상기구(2) 및 위상지연미러(5)는 중복될 설명을 피하기 위해 그에 대한 설명은 생략한다.
도 8에 도시된 헤드 업 디스플레이는 편광미러(4) 중 위상지연미러(5)를 향하는 면(42)이 평면일 수 있다.
편광미러(4)의 전면과 배면이 오목하거나 볼록하지 않는 평면일 수 있다.
편광미러(4) 상단(48)의 두께(t1)는 편광미러(4) 하단(49)의 두께(t2) 보다 얇을 수 있다. 도 5에 도시된 편광미러(4)는 하단(49)에서 상단(48)으로 갈수록 그 두께가 얇아지는 형상으로 형성될 수 있다.
편광미러(4)는 하단(49)에서 상단(48)으로 갈수록 그 두께가 선형적으로 얇아지는 형상으로 형성될 수 있다.
도 9은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 일 예의 제3변형예가 도시된 도,
헤드 업 디스플레이 일 예의 제3변형예는 편광 미러(4) 이외의 구성이 도 1 내지 도 3에 도시된 헤드 업 디스플레이 일 예와 동일할 수 있고, 하우징(1), 영상기구(2) 및 위상지연미러(5)는 중복될 설명을 피하기 위해 그에 대한 설명은 생략한다.
도 9에 도시된 헤드 업 디스플레이는 편광미러(4)의 전면과 배면이 오목하거나 볼록하지 않는 평면일 수 있고, 그 상단(48)의 두께(t1)가 그 하단(49)의 두께(t2) 보다 두꺼울 수 있다. 도 9에 도시된 편광미러(4)는 하단(49)에서 상단(48)으로 갈수록 그 두께가 두꺼워지는 형상으로 형성될 수 있다.
도 10은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 일 예가 차량 내 공간을 절약하는 일 예가 도시된 도이다.
헤드 업 디스플레이 일 예는 도 10에 도시된 바와 같이, 차량에 설치된 프레임(31)에 조립될 수 있고, 스티어링(32)와 브레이크(33)와 이격될 수 있다. 헤드 업 디스플레이 일 예는 대시 보드 스킨(34)의 아래에 형성된 공간에 배치될 수 있다.
헤드 업 디스플레이 일 예는 전체 높이(상하 방향 길이)를 낮출 수 있고, 차량에 장착될 때, 비교적 작은 부피를 차지할 수 있다.
헤드 업 디스플레이 일 예는 대시 보드 스킨(34)의 아래에 형성된 공간의 자유도를 높일 수 있다.
헤드 업 디스플레이 일 예와 스티어링(32)의 사이 및 헤드 업 디스플레이 일 예와 브레이크(33)의 사이에는 헤드 업 디스플레이 일 예에 의해 공간(OS)을 확보할 수 있다.
편광미러(4)는 광의 투과 및 광의 반사의 역할 하는데, 편광미러(4)에 의해 이중, 삼중 이미지가 발생할 경우, 이미지 성능이 저하될 수 있다.
본 실시예와 같이, 웨지(wedge) 형태의 편광미러(4)를 적용할 경우, 이중, 삼중 이미지를 최소화할 수 있고, 헤드 업 디스플레이가 제공하는 이미지의 성능 저하를 최소화할 수 있다.
이하, 헤드 업 디스플레이 일 예의 광 경로를 설명하면 다음과 같다.
영상기구(2)는 제1선편광(P)을 출사할 수 있고, 영상기구(2)에서 출사된 제1선편광(P)은 편광미러(4)의 투과영역(43)을 투과하여, 위상지연미러(5)로 입사될 수 있다.
위상지연미러(5)는 제1선편광(P)를 위상 지연 및 반사시켜 제2선편광(S)으로 변환할 수 있고, 제2선편광(S)은 편광미러(4)로 입사될 수 있다.
편광미러(4)로 입사된 제2선편광(S)은 편광반사영역(44)에 의해 반사될 수 있고, 편광미러(4)에 의해 반사된 제2선편광(S)은 윈드쉴드(WS)로 향할 수 있고, 운전자는 윈드 쉴드(WS) 전방 위치의 허상(I, Virtual Image)을 인식할 수 있다.
도 11은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 다른 예가 도시된 도이다.
헤드 업 디스플레이 다른 예는 도 11에 도시된 바와 같이, 영상기구(2')가 편광미러(4')의 후방에 위치할 수 있고, 위상지연미러(5')가 편광미러(4')의 전방에 위치할 수 있다.
영상기구(2')는 편광미러(4')의 후방에서 편광미러(4')를 향해 제1선편광(P)를 출사할 수 있다. 영상기구(2')의 전면은 광이 출사되는 출사면(21)일 수 있고, 영상기구(2')는 출사면(21)을 통해 제1선평광(P)을 출사할 수 있다.
영상기구(2')가 편광미러(4')의 후방에 위치하는 구성과, 영상기구(2')의 전면이 출사면(21)인 구성 이외는 도 1 및 도 3에 도시된 헤드 업 디스플레이 일 예와 동일하거나 유사하고, 중복된 설명을 피하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 피한다.
편광미러(4')는 영상기구(2')의 전방에 위치할 수 있고, 영상기구(2')에서 출사된 제1선편광(P)은 편광미러(4')의 투과영역(43)을 투과할 수 있고, 위상지연미러(5')에 의해 제2선편광(S)으로 변환될 수 있다.
위상지연미러(5')에서 변환된 제2선평광(S)는 편광미러(4')로 입사되어 편광반사영역(44)에 의해 반사될 수 있고, 이후, 위상지연미러(5')에서 윈드쉴드(WS)로 반사될 수 있다.
편광미러(4')의 배면은 영상기구(2')를 향할 수 있고, 편광미러(4)의 전면은 위상지연미러(5')를 향할 수 있다.
편광미러(4')는 그 배면 일부 영역이 에칭되거나 블랙 도장된 처리부일 수 있고, 이러한 처리부가 형성되지 않은 영역은 투과영역(43)으로 정의될 수 있고, 처리부가 형성된 영역은 편광반사영역(44)으로 정의될 수 있다.
편광미러(4')는 그 상단(48)의 두께(t1)가 그 하단(49)의 두께(t2) 보다 얇을 수 있다.
편광미러(4')가 영상기구(2')의 전방에 위치하는 구성과, 편광미러(4')의 배면이 처리부를 포함하는 구성 이외는 도 1 및 도 3에 도시된 헤드 업 디스플레이 일 예와 동일하거나 유사하고, 중복된 설명을 피하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 피한다.
위상지연미러(5')는 편광미러(4')의 전방에 위치될 수 있고, 위상지연자(52)와, 미러(54)를 포함할 수 있으며, 위상지연자(52)가 미러(54)의 배면에 배치될 수 있다.
위상지연미러(5')가 편광미러(4')의 전방에 위치하는 구성과, 위상지연자(52)가 미러(54)의 배면에 배치되는 구성 이외는 도 1 및 도 3에 도시된 헤드 업 디스플레이 일 예와 동일하거나 유사하고, 중복된 설명을 피하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 피한다.
도 12는 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 다른 예의 제1변형예가 도시된 도이다.
헤드 업 디스플레이 다른 예의 제1변형예는 편광 미러(4') 이외의 구성이 도 11에 도시된 헤드 업 디스플레이 다른 예와 동일할 수 있고, 하우징, 영상기구(2') 및 위상지연미러(5')는 중복될 설명을 피하기 위해 그에 대한 설명은 생략한다.
도 12에 도시된 헤드 업 디스플레이는 편광미러(4')의 상단(48) 두께(t1)가 편광미러(4)의 하단(49) 두께(t2) 보다 두꺼울 수 있다. 이 경우, 편광미러(4')는 하단(49)에서 상단(48)으로 갈수록 그 두께가 두꺼워지는 형상으로 형성될 수 있다.
도 12에 도시된 편광미러(4')는 그 상단(48)의 두께(t1)가 그 하단(49)의 두께(t2) 보다 두꺼운 것 이외의 기타 구성이 도 11에 도시된 편광미러(4')와 동일할 수 있고, 중복된 설명을 피하기 위해 그 상세한 설명은 생략한다.
도 13는 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 다른 예의 제2변형예가 도시된 도이다.
도 13에 도시된 헤드 업 디스플레이는 편광 미러(4') 이외의 구성이 도 11에 도시된 헤드 업 디스플레이 다른 예와 동일할 수 있고, 하우징, 영상기구(2') 및 위상지연미러(5')는 중복될 설명을 피하기 위해 그에 대한 설명은 생략한다.
도 13에 도시된 헤드 업 디스플레이는 편광미러(4') 중 위상지연미러(5')를 향하는 면(42)이 평면일 수 있다. 편광미러(4')의 전면과 배면이 오목하거나 볼록하지 않는 평면일 수 있다.
편광미러(4') 상단(48)의 두께(t1)는 편광미러(4') 하단(49)의 두께(t2) 보다 얇을 수 있다. 도 13에 도시된 편광미러(4')는 하단(49)에서 상단(48)으로 갈수록 그 두께가 얇아지는 형상으로 형성될 수 있다.
편광미러(4')는 하단(49)에서 상단(48)으로 갈수록 그 두께가 선형적으로 얇아지는 형상으로 형성될 수 있다.
도 14은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이 다른 예의 제3변형예가 도시된 도이다.
도 14에 도시된 헤드 업 디스플레이는 편광 미러(4') 이외의 구성이 도 11에 도시된 헤드 업 디스플레이 다른 예와 동일할 수 있고, 하우징(1), 영상기구(2) 및 위상지연미러(5)는 중복될 설명을 피하기 위해 그에 대한 설명은 생략한다.
도 14에 도시된 헤드 업 디스플레이는 편광미러(4')의 전면과 배면이 오목하거나 볼록하지 않는 평면일 수 있고, 그 상단(48)의 두께(t1)가 그 하단(49)의 두께(t2) 보다 두꺼울 수 있다. 도 14에 도시된 편광미러(4)는 하단(49)에서 상단(48)으로 갈수록 그 두께가 두꺼워지는 형상으로 형성될 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: 하우징 2: 영상기구
4: 편광미러 5: 위상지연미러
P: 제1선편광 S: 제2선편광
WS: 윈드 쉴드 48: 편광미러의 상단
49: 편광미러의 하단

Claims (13)

  1. 내부에 이너 공간이 형성되고 윈드 쉴드의 아래에 배치된 하우징;
    상기 이너 공간에 수용되고 제1방향의 제1선편광을 출사하는 영상기구;
    상기 제1선편광이 투과하는 투과영역과, 제1방향과 직교한 제2방향의 제2선편광을 반사하는 편광반사영역을 갖는 편광미러; 및
    상기 편광미러와 이격되고 상기 투과영역을 투과한 제1선편광을 상기 제2선편광으로 위상 변환하는 위상지연미러를 포함하고,
    상기 편광미러의 적어도 일부는 상기 영상기구와 위상지연미러의 사이에 위치하고,
    상기 편광미러의 전면과 배면은 나란하지 않고,
    상기 편광미러의 상단 두께는 상기 편광미러의 하단 두께 보다 두껍거나 ?塚? 헤드 업 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광반사영역은 상기 투과영역의 테두리를 둘러싸는 헤드 업 디스플레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광반사영역은 상기 편광미러 중 상기 영상기구를 향하는 면에 형성된 처리부를 포함하는 헤드 업 디스플레이.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 처리부는 폐루프 단면 형상으로 형성된 헤드 업 디스플레이.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 처리부는 상기 편광미러 중 상기 영상기구를 향하는 면에 에칭된 에칭면을 포함하는 헤드 업 디스플레이.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 처리부는 상기 편광미러 중 상기 영상기구를 향하는 면에 블랙 도장된 도장면을 포함하는 헤드 업 디스플레이.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상기구는 상기 편광미러의 전방에 위치하고,
    상기 편광미러는 상기 위상지연미러의 전방에 위치하는 헤드 업 디스플레이.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상지연미러는 상기 편광미러의 전방에 위치하고,
    상기 영상기구는 상기 편광미러의 후방에 위치하는 헤드 업 디스플레이.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광미러는 두께가 점차 얇아지는 쇄기 형상인 헤드 업 디스플레이.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광미러의 좌측단 두께 및 상기 편광미러의 우측단 두께는 상기 편광미러의 중앙부 두께 보다 두꺼운 헤드 업 디스플레이.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광미러는 상기 위상지연미러를 향하는 면이 오목하거나 평면인 헤드 업 디스플레이.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광미러는 상기 영상기구를 향하는 면이 볼록하거나 평면인 헤드 업 디스플레이.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 위상지연미러는 상기 편광미러를 향하는 면이 오목이거나 평면인 헤드 업 디스플레이.
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