WO2024117326A1 - 헤드 업 디스플레이 - Google Patents

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WO2024117326A1
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flat mirror
optical element
generating device
holographic optical
head
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PCT/KR2022/019428
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이보선
김동욱
안지선
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LG Electronics Inc
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LG Electronics Inc
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    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
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    • G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
    • G02B2027/015—Head-up displays characterised by mechanical features involving arrangement aiming to get less bulky devices

Definitions

  • the present invention relates to a head-up display that can be installed in a vehicle.
  • a head-up display is a device installed in a vehicle and emits image light toward the windshield of the vehicle.
  • the head-up display can display various information, including driving information, while the vehicle is driving.
  • a head-up display includes a display panel that generates and outputs image light, and at least one mirror that reflects the image light generated by the display panel.
  • Image light generated from the display panel may be incident on the windshield of the vehicle by the mirror, and the driver may perceive a virtual image of the position in front of the windshield.
  • a test device for a head-up display using a holographic optical element is disclosed, and a laser beam emitted from a light source is irradiated to a holographic optical element attached to a windshield, thereby causing a virtual image to appear.
  • the present embodiment aims to provide a head-up display that does not require attaching a holographic optical element to a windshield and can minimize volume by not using a concave mirror.
  • a head-up display includes an image generating device that emits image light; a first flat mirror that reflects the image light emitted from the image generating device toward the windshield; And it may include a holographic optical element disposed between the first flat mirror and the window shield to be spaced apart from the first flat mirror and the wind shield.
  • the holographic optical element can be tilted more than a set angle in the direction of the windshield.
  • the setting angle may be 5° to 15°.
  • the head-up display may further include a second flat mirror that is disposed to be spaced apart from the first flat mirror and reflects the image light emitted from the image generating device toward the holographic optical element.
  • the size of the second flat mirror may be smaller than the size of the first flat mirror.
  • the first distance between the second flat mirror and the image generating device may be shorter than the second distance between the first flat mirror and the image generating device.
  • the third distance between the second flat mirror and the holographic optical element may be shorter than the fourth distance between the first flat mirror and the holographic optical element.
  • the head-up display includes a retarder disposed to face a portion of the emission surface of the image generating device; It may further include a selective reflection element that is disposed to be spaced apart from the first flat mirror and reflects the image light reflected by the retarder toward the holographic optical element.
  • a plurality of first flat mirrors are arranged to be spaced apart, and the plurality of first flat mirrors can sequentially reflect image light.
  • the volume can be minimized compared to when a concave mirror is applied.
  • the holographic optical element can be arranged at an angle of 10° or more, internal reflection caused by sunlight can be minimized.
  • FIG. 1 is a side view showing an example of a head-up display according to this embodiment
  • FIG. 2 is a side view showing another example of a head-up display according to this embodiment
  • FIG. 3 is a side view showing a first modified example of a head-up display according to this embodiment
  • Figure 4 is a side view showing a second modified example of the head-up display according to this embodiment.
  • FIG. 1 is a side view showing an example of a head-up display according to this embodiment.
  • An example of a head-up display includes an image generating device (1) through which image light is emitted; A first flat mirror (3) that reflects the image light emitted from the image generating device (1) toward the windshield (2); And it may include a holographic optical element (4: HOE) disposed between the first flat mirror (3) and the window shield (2) and spaced apart from the first flat mirror (3) and the wind shield (2).
  • HOE holographic optical element
  • An image generation device (1, Picture Generation Unit; PGU) may include a light source such as an LED and a display panel such as an LCD.
  • the image generating device 1 may include at least one lens disposed between a light source and a display panel.
  • the image generating device 1 may include a display panel or a plurality of lenses and a polarizing plate or a polarizing sheet, and the image generating device 1 may emit a polarized image of a P wave or an S wave.
  • the windshield 2 may be the windshield of a vehicle, and the driver (E, eye box) can recognize a virtual image formed in front of the windshield 2 through the windshield 2.
  • the first flat mirror 3 may be disposed on the lower side of the windshield 2 to be spaced apart from the windshield 2 in the vertical direction.
  • the first flat mirror 3 may have a reflective surface 31 formed on its back, and may reflect image light in an oblique direction approximately toward the upper rear side.
  • the holographic optical element 4 may be disposed above the first flat mirror 3, cover the first flat mirror 3, and magnify the image light reflected from the first flat mirror 4. can do.
  • the holographic optical element 4 may be a Holographic Optical Element (HOE), and examples of the holographic optical element 4 may be HOE glass or HOE film.
  • HOE Holographic Optical Element
  • the holographic optical element 4 may be tilted in the direction of the windshield 2 by a set angle ( ⁇ °) or more.
  • the setting angle ( ⁇ °) may be 5° to 15°, an example of the setting angle ( ⁇ °) may be 10°, and the holographic optical element 4 may be positioned at an angle of 10° or more in the direction of the windshield 2. It can be arranged tilted.
  • the holographic optical element 4 may be arranged to be inclined with an inclination angle of 10° or more with respect to the horizontal plane H.
  • the holographic optical element 4 is disposed at an angle of 10° or more, can be used like a lens, and can minimize back-reflection due to sunlight.
  • An example of a head-up display may have an optical path leading to an image generating device 1, a first flat mirror 3, a holographic optical element 4, and a windshield 2.
  • the image light generated by the image generating device 1 may be reflected by the first flat mirror 3 to the holographic optical element 4, and be magnified by the holographic optical element 4, and be transmitted through the windshield 2. ), and the driver (E, eye box) can recognize the virtual image formed in front of the windshield (2) through the windshield (2).
  • An example of a head-up display may include a housing 8 or case that forms the exterior of the head-up display.
  • a space 81 may be formed inside the housing 8.
  • An opening 82 may be formed in the upper part of the housing 8.
  • the image generating device 1 and the first flat mirror 3 can be accommodated in the space.
  • the holographic optical element 4 may be disposed in or to cover the opening 82 .
  • the holographic optical element 4 can cover the space 81 and prevent dust, etc. from penetrating into the space 81.
  • the housing 8 may include an image generating device holder 83 on which the image generating device 1 is fixed, and a mirror holder 84 on which the first flat mirror 3 is fixed.
  • the housing 8 may include an optical element supporter 85 that supports the holographic optical element 4.
  • the optical element supporter 85 may be formed in the opening 82 or around the opening 82.
  • Figure 2 is a side view showing another example of a head-up display according to this embodiment.
  • FIG. 2 Another example of a head-up display includes, as shown in FIG. 2, an image generating device 1; A first flat mirror (3) that reflects the image light emitted from the image generating device (1) toward the windshield (2); and a holographic optical element (4: HOE) disposed between the first flat mirror (3) and the window shield (2) to be spaced apart from the first flat mirror (3) and the window shield (2), and a second flat mirror (3). It may further include a mirror (5).
  • HOE holographic optical element
  • the image generating device 1, the windshield 2, the first flat mirror 3, and the holographic optical element 4 may be the same as an example of the head-up display shown in FIG. 1, and are described below. , to avoid duplicate description, the same symbols are used, and detailed description thereof is omitted.
  • the second flat mirror 5 may be arranged to be spaced apart from the first flat mirror 3.
  • the second flat mirror 5 can reflect the image light emitted from the image generating device 1 toward the holographic optical element 4.
  • the holographic optical element 4 may be disposed above the first flat mirror 3 and the second flat mirror 5, and may cover the first flat mirror 3 and the second flat mirror 5. there is.
  • the height of the second flat mirror 5 may be lower than the height of the holographic optical element 4 (HOE).
  • the size of the second flat mirror (5) may be smaller than the size of the first flat mirror (3).
  • the second flat mirror 5 may be closer to the image generating device 1 than the first flat mirror 3.
  • the first distance between the second flat mirror 5 and the image generating device 1 may be shorter than the second distance between the first flat mirror 3 and the image generating device 1.
  • the third distance between the second flat mirror 5 and the holographic optical element 4 may be shorter than the fourth distance between the first flat mirror and the holographic optical element 4.
  • the first distance (L1) may be the shortest distance between the second flat mirror (5) and the image generating device (1)
  • the second distance (L2) may be the shortest distance between the first flat mirror (3) and the image generating device (1). It may be the shortest distance between them.
  • the third distance (L3) may be the shortest distance between the second flat mirror (5) and the holographic optical element (4)
  • the fourth distance (L4) may be the shortest distance between the first flat mirror (3) and the holographic optical element ( 4) It may be the shortest distance between.
  • a head-up display includes an image generating device (1), a first optical path leading to a first flat mirror (3), a holographic optical element (4), and a windshield (2), an image generating device (1), and It may have a second optical path leading to the second flat mirror (5), the holographic optical element (4), and the windshield (2).
  • the first optical path and the second optical path may have a path difference. Because the second flat mirror 5 is closer to the image generating device 1 than the first flat mirror 3, the second optical path may be shorter than the first optical path.
  • a portion of the image light emitted from the image generating device 1 may be reflected by the first flat mirror 3 to the holographic optical element 4, and may be enlarged by the holographic optical element 4 to form the windshield 2. ) can be directed to.
  • Another part of the image light emitted from the image generating device 1 may be reflected by the second flat mirror 5 to the holographic optical element 4 and expanded by the holographic optical element 4 to form a windshield ( You can head to 2).
  • a head-up display Another example of a head-up display is that two virtual images with different distances can be formed in front of the windshield (2) by the path car, and the driver (E, eye box) can see the windshield (2) through the windshield (2). Two virtual images with different distances formed in front can be recognized.
  • Figure 3 is a side view showing a first modified example of a head-up display according to this embodiment.
  • a first modification of the head-up display includes an image generating device (1); A first flat mirror (3) that reflects the image light emitted from the image generating device (1) toward the windshield (2); And a holographic optical element (4: HOE) disposed between the first flat mirror (3) and the window shield (2) to be spaced apart from the first flat mirror (3) and the window shield (2), and a retarder ( 6) and a selective reflection element 7 may be further included.
  • a holographic optical element (4: HOE) disposed between the first flat mirror (3) and the window shield (2) to be spaced apart from the first flat mirror (3) and the window shield (2), and a retarder ( 6) and a selective reflection element 7 may be further included.
  • the image generating device 1, windshield 2, first flat mirror 3, and holographic optical element 4 may be the same as other examples of the head-up display shown in FIG. 2, and are described below. , to avoid duplicate description, the same symbols are used, and detailed description thereof is omitted.
  • the retarder 6 may be arranged to face a portion of the emission surface of the image generating device 1.
  • the retarder 6 may be a phase retarder that changes the phase of the image light emitted from the image generating device 1.
  • An example of the retarder 6 may be a half-wave plate (HWP), and may convert the phase of the image light emitted from the image generating device 1 to 1/2 wavelength.
  • HWP half-wave plate
  • S-wave image light may be emitted from the retarder 6.
  • P-wave image light may be emitted from the retarder 6.
  • the retarder 6 may be disposed close to the emission surface of the image generating device 1.
  • the selective reflective element 7 may be arranged to be spaced apart from the first flat mirror 3.
  • the selective reflection element 7 can reflect the image light reflected by the retarder 6 toward the holographic optical element 4.
  • the selective reflection element 7 can selectively transmit and reflect P-wave image light and S-wave image light. Image light emitted from the retarder 6 and image light emitted from the image generating device 1 but not passing through the retarder 6 may be incident on the selective reflection element 7 .
  • the selective reflection element 7 may reflect image light emitted from the retarder 6 and transmit image light emitted from the image generating device 1 but not passing through the retarder 6.
  • An example of the selective reflection element 7 may be a polarizing reflection mirror, and may reflect light in a first direction and transmit light in a second direction orthogonal to the first direction.
  • the retarder 6 may emit S-wave image light
  • the selective reflection element 7 may emit S-wave image light.
  • Image light can be reflected to the holographic optical element 4, and P-wave image light can be transmitted.
  • the image light of the P wave transmitted through the selective reflection element 7 may be reflected to the holographic optical element 4 by the first flat mirror 3.
  • the retarder 6 may emit P-wave image light
  • the selective reflection element 7 may emit P-wave image light.
  • the S-wave image light passing through the selective reflection element 7 may be reflected to the holographic optical element 4 by the first flat mirror 3.
  • the height of the selective reflection element 7 may be lower than the height of the holographic optical element 4 (HOE).
  • the size of the selective reflective element 7 may be smaller than the size of the first flat mirror 3.
  • the size of the selective reflective element 7 may be larger than the size of the second flat mirror 5 shown in FIG. 2.
  • the selective reflection element 7 may be closer to the image generating device 1 than the first flat mirror 3.
  • the fifth distance between the selective reflection element 7 and the image generating device 1 may be shorter than the second distance between the first flat mirror 3 and the image generating device 1.
  • the sixth distance between the selective reflection element 7 and the holographic optical element 4 may be shorter than the fourth distance L4 between the first flat mirror 3 and the holographic optical element 4.
  • the fifth distance may be the shortest distance between the selective reflection element 7 and the image generating device 1,
  • the sixth distance may be the shortest distance between the selective reflection element 7 and the holographic optical element 4.
  • a first modification of the head-up display includes an image generating device (1), a selective reflection element (7), a first flat mirror (3), a holographic optical element (4), and a third mirror connected to the windshield (2). It may have an optical path, a fourth optical path leading to the image generating device 1, the retarder 6, the selective reflection element 7, the holographic optical element 4, and the windshield 2.
  • the third optical path and the fourth optical path may have a path difference. Because the selective reflection element 7 is closer to the image generating device 1 than the first flat mirror 3, the fourth optical path may be shorter than the third optical path.
  • a portion (P) of the image light emitted from the image generating device (1) may pass through the selective reflection element (7) and then be reflected to the holographic optical element (4) by the first flat mirror (3). It can be magnified by the graphic optical element 4 and directed towards the windshield 2.
  • Another part (S) of the image light emitted from the image generating device (1) may be phase-converted by the retarder (6) and then reflected to the holographic optical element (4) by the selective reflection element (7), It can be magnified by the holographic optical element (4) and pointed towards the windshield (2).
  • the first modified example of the head-up display can form two virtual images with different distances in front of the windshield 2 due to the path car, and the driver (eye box) can see the windshield 2 through the windshield 2. Two virtual images with different distances formed in front can be recognized.
  • Figure 4 is a side view showing a second modified example of the head-up display according to this embodiment.
  • a second modification of the head-up display includes an image generating device (1); a first flat mirror that reflects the image light emitted from the image generating device (1) toward the windshield (2); And a holographic optical element (4: HOE) disposed between the first flat mirror and the window shield (2) to be spaced apart between the first flat mirror and the window shield (2), and the first flat mirror (3)
  • HOE holographic optical element
  • the image generating device 1, the windshield 2, and the holographic optical element 4 may be the same as an example of the head-up display shown in FIG. 1, and are hereinafter referred to by the same reference numerals to avoid duplicate description. is used, and detailed description thereof is omitted.
  • the plurality of first flat mirrors 3 (3') may be a pair of first flat mirrors (3) (3').
  • Each of the pair of first flat mirrors 3 and 3' may be disposed at an angle.
  • One (3) of the pair of first flat mirrors (3) (3') may be disposed at an angle close to the horizontal plane, and the other (3') of the pair of first flat mirrors (3) (3') ) can be arranged inclinedly close to the vertical plane.
  • One (3) of the pair of first flat mirrors (3) (3') may have a reflective surface (31) formed on its rear (or upper) surface, and the pair of first flat mirrors (3) (3) '), the other one (4) may have a reflective surface (31') formed on the front (or bottom).
  • a pair of first flat mirrors 3 and 3' may have different center heights.
  • the height of one (3) of the pair of first flat mirrors (3) (3') may be lower than the height of the other one (3') of the pair of first flat mirrors (3) (3').
  • the height of the image generating device 1 may be lower than the height of either one (3) of the pair of first flat mirrors (3) (3').
  • the height of the image generating device 1 may be lower than the height of the other one (3') of the pair of first flat mirrors (3) (3').
  • the image light emitted from the image generating device 1 is transmitted by the other one (3') of the pair of first flat mirrors (3) (3') to the pair of first flat mirrors (3) (3').
  • the image light reflected from any one (3') of the pair of first flat mirrors (3) (3') is magnified by the holographic optical element (4). and can be pointed towards the windshield (2).
  • the image generating device 1 may be disposed on the lower side of the head-up display, particularly on the inner lower part of the housing 8.

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Abstract

본 실시예는 이미지광이 출사되는 영상 생성 장치; 영상 생성 장치에서 출사된 이미지광을 윈드 쉴드를 향해 반사시키는 제1 플랫미러; 및 제1 플랫미러와 윈도 쉴드 사이에 제1 플랫미러 및 윈드 쉴드와 이격되게 배치된 홀로그래픽 광학 소자를 포함할 수 있다.

Description

헤드 업 디스플레이
본 발명은 차량에 설치될 수 있는 헤드 업 디스플레이에 관한 것이다.
헤드 업 디스플레이는 차량에 구비되어 차량의 윈드 쉴드를 향해 이미지 광을 출사하는 기기이다. 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.
대한민국 등록특허공보 10-2433513 B1(2022년08월18일 공고)에는 홀로그램 광학 소자를 사용하는 헤드업 디스플레이용 테스트 장치가 개시되고, 광원에서 방출된 레이저 빔이 윈드실드에 부착된 홀로그램 광학소자(Holographic Optical Element)에 조사되어 허상이 나타날 수 있다.
본 실시예는 홀로그래픽 광학 소자를 윈드 쉴드에 부착할 필요 없고, 오목 미러를 사용하지 않아 부피를 최소화할 수 있는 헤드 업 디스플레이를 제공하는데 있다.
본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이는 이미지광이 출사되는 영상 생성 장치; 영상 생성 장치에서 출사된 이미지광을 윈드 쉴드를 향해 반사시키는 제1 플랫미러; 및 제1 플랫미러와 윈도 쉴드 사이에 제1 플랫미러 및 윈드 쉴드와 이격되게 배치된 홀로그래픽 광학 소자를 포함할 수 있다.
홀로그래픽 광학 소자는 윈드 쉴드의 방향으로 설정각 이상 틸트될 수 있다.
설정각은 5 ° 내지 15 °일 수 있다.
헤드 업 디스플레이는 제1 플랫미러와 이격되게 배치되고 상기 영상 생성 장치에서 출사된 이미지광을 홀로그래픽 광학 소자를 향해 반사시키는 제2 플랫미러를 더 포함할 수 있다.
제2 플랫미러의 크기는 제1 플랫미러의 크기 보다 작을 수 있다.
제2 플랫미러와 영상 생성장치 사이의 제1거리는 제1 플랫미러와 영상 생성장치 사이의 제2거리 보다 짧을 수 있다.
제2 플랫미러와 홀로그래픽 광학 소자 사이의 제3거리는 제1 플랫미러와 홀로그래픽 광학 소자 사이의 제4거리 보다 짧을 수 있다.
헤드 업 디스플레이는 영상 생성 장치의 출사면 일부를 마주보게 배치된 리타더; 제1 플랫미러와 이격되게 배치되고 리타더에서 줄사된 이미지광을 홀로그래픽 광학 소자를 향해 반사시키는 선택적 반사 소자를 더 포함할 수 있다.
제1 플랫미러는 복수개가 이격되게 배치되고, 복수개의 제1 플랫미러는 이미지광을 순사적으로 반사할 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 윈드 쉴드와 이격된 홀로그래픽 광학 소자와, 제1플랫 미러의 간단한 구조로, 오목 미러를 적용되는 경우 보다 부피를 최소화할 수 있다.
또한, 홀로그래픽 광학 소자가 10° 이상으로 기울어지게 배치될 수 있어 태양광에 의한 내부 반사를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이의 일 예가 도시된 측면도,
도 2은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이의 다른 예가 도시된 측면도,
도 3은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이의 제1 변형예가 도시된 측면도,
도 4은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이의 제2 변형예가 도시된 측면도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이의 일 예가 도시된 측면도이다.
헤드 업 디스플레이 일 예는 이미지광이 출사되는 영상 생성 장치(1); 영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광을 윈드 쉴드(2)를 향해 반사시키는 제1 플랫미러(3); 및 제1 플랫미러(3)와 윈도 쉴드(2) 사이에 제1 플랫미러(3) 및 윈드 쉴드(2)와 이격되게 배치된 홀로그래픽 광학 소자(4: HOE)를 포함할 수 있다.
영상 생성 장치(1, Picture Generation Unit; PGU))는 LED 등의 광원과, LCD 등의 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 영상 생성 장치(1)는 광원과, 디스플레이 패널 사이에 배치된 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다.
영상 생성 장치(1)는 디스플레이 패널 또는 복수개의 렌즈가 편광판이나 편광 시트를 포함할 수 있고, 영상 생성 장치(1)에서는 P파나 S파의 편광 이미지가 출사될 수 있다.
윈드 쉴드(2)는 차량의 윈드 쉴드일 수 있고, 운전자(E, 아이 박스)는 윈드 쉴드(2)를 통해 윈드 쉴드(2) 전방에 형성된 허상을 인식할 수 있다.
제1 플랫 미러(3)는 윈드 쉴드(2)의 하측에 윈드 쉴드(2)와 상하 방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 제1 플랫 미러(3)는 배면에 반사면(31)이 형성될 수 있고, 대략 후방 상측의 경사 방향으로 이미지광을 반사할 수 있다.
홀로그래픽 광학 소자(4)는 제1 플랫 미러(3)의 상측에 배치될 수 있고, 제1 플랫 미러(3)를 커버할 수 있으며, 제1 플랫 미러(4)에서 반사된 이미지광을 확대할 수 있다.
홀로그래픽 광학 소자(4)는 HOE(Holographic Optical Element)일 수 있고, 홀로그래픽 광학 소자(4)의 예는 HOE 글래스나 HOE 필름일 수 있다.
홀로그래픽 광학 소자(4)는 윈드 쉴드(2)의 방향으로 설정각(θ°) 이상 틸트될 수 있다.
설정각(θ°)은 5 ° 내지 15 °일 수 있고, 설정각(θ°)의 예는 10°일 수 있으며, 홀로그래픽 광학 소자(4)는 윈드 쉴드(2)의 방향으로 10° 이상 틸트되게 배치될 수 있다.
홀로그래픽 광학 소자(4)는 수평면(H)에 대해 10° 이상의 경사각을 갖고 기울어지게 배치될 수 있다. 홀로그래픽 광학 소자(4)가 10° 이상의 기울어지게 배치되고, 렌즈처럼 사용될 수 있고, 태양광에 의한 내부 반사(Back-reflection)를 최소화될 수 있다.
헤드 업 디스플레이 일 예는 영상 생성 장치(1)와 제1 플랫 미러(3)와 홀로그래픽 광학 소자(4)와 윈드 쉴드(2)로 이어지는 광 경로를 갖을 수 있다.
영상 생성 장치(1)에서 생상된 이미지광은 제1 플랫 미러(3)에 의해 홀로그래픽 광학 소자(4)로 반사될 수 있고, 홀로그래픽 광학 소자(4)에 의해 확대되고, 윈드 쉴드(2)를 향할 수 있으며, 운전자(E, 아이 박스)는 윈드 쉴드(2)를 통해 윈드 쉴드(2) 전방에 형성된 허상을 인식할 수 있다.
헤드 업 디스플레이 일 예는 헤드 업 디스플레이의 외관을 형성하는 하우징(8, 또는 케이스)를 포함할 수 있다.
하우징(8)의 내부에는 공간(81)이 형성될 수 있다. 하우징(8)의 상부에는 개구부(82)가 형성될 수 있다.
영상 생성 장치(1)와 제1 플랫 미러(3)은 공간에 수용될 수 있다.
홀로그래픽 광학 소자(4)는 개구부(82)에 배치되거나 개구부(82)를 커버하도록 배치될 수 있다. 홀로그래픽 광학 소자(4)는 공간(81)를 커버할 수 있고, 먼지 등의 공간(81)으로 침투되는 것을 방지할 수 있다.
하우징(8)은 영상 생성 장치(1)가 고정되는 영상 생성 장치 홀더(83)와, 제1 플랫 미러(3)가 고정되는 미러 홀더(84)를 포함할 수 있다. 하우징(8)은 홀로그래픽 광학 소자(4)를 지지하는 광학 소자 서포터(85)를 포함할 수 있다.
광학 소자 서포터(85)는 개구부(82) 또는 개구부(82)의 주변에 형성될 수 있다.
도 2은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이의 다른 예가 도시된 측면도이다.
헤드 업 디스플레이의 다른 예는, 도 2에 도시된 바와 같이, 영상 생성 장치(1); 영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광을 윈드 쉴드(2)를 향해 반사시키는 제1 플랫미러(3); 및 제1 플랫미러(3)와 윈도 쉴드(2) 사이에 제1 플랫미러(3)와 윈도 쉴드(2)와 이격되게 배치된 홀로그래픽 광학 소자(4: HOE)를 포함하고, 제2 플랫미러(5)를 더 포함할 수 있다.
영상 생성 장치(1)와, 윈드 쉴드(2)와, 제1 플랫미러(3)와, 홀로그래픽 광학 소자(4)는 도 1에 도시된 헤드 업 디스플레이의 일 예와 동일할 수 있고, 이하, 중복된 설명을 피하기 위해 동일 부호를 사용하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제 2 플랫 미러(5)는 제1 플랫미러(3)와 이격되게 배치될 수 있다. 제 2 플랫 미러(5)는 영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광을 홀로그래픽 광학 소자(4)를 향해 반사시킬 수 있다.
홀로그래픽 광학 소자(4)는 제1 플랫 미러(3) 및 제2 플랫 미러(5)의 상측에 배치될 수 있고, 제1 플랫 미러(3) 및 제2 플랫 미러(5)를 커버할 수 있다.
제 2 플랫 미러(5)의 높이는 홀로그래픽 광학 소자(4: HOE)의 높이 보다 낮을 수 있다.
제2 플랫 미러(5)의 크기는 제1 플랫미러(3)의 크기 보다 작을 수 있다.
제2 플랫미러(5)는 제1 플랫미러(3) 보다 영상 생성장치(1)에 더 근접할 수 있다. 제2 플랫미러(5)와 영상 생성장치(1) 사이의 제1거리는 제1 플랫미러(3)와 영상 생성장치(1) 사이의 제2거리 보다 짧을 수 있다.
제2 플랫미러(5)와 홀로그래픽 광학 소자(4) 사이의 제3거리는 제1 플랫미러와 홀로그래픽 광학 소자(4) 사이의 제4거리 보다 짧을 수 있다.
제1거리(L1)는 제2 플랫미러(5)와 영상 생성장치(1) 사이의 최단거리일 수 있고, 제2거리(L2)는 제1 플랫미러(3)와 영상 생성장치(1) 사이 최단거리일 수 있다.
제3거리(L3)는 제2 플랫미러(5)와 홀로그래픽 광학 소자(4) 사이의 최단거리일 수 있고, 제4거리(L4)는 제1 플랫미러(3)와 홀로그래픽 광학 소자(4) 사이의 최단거리일 수 있다.
헤드 업 디스플레이의 다른 예는 영상 생성 장치(1)와 제1 플랫 미러(3)와 홀로그래픽 광학 소자(4)와 윈드 쉴드(2)로 이어지는 제1 광 경로와, 영상 생성 장치(1)와 제2 플랫 미러(5)와 홀로그래픽 광학 소자(4)와 윈드 쉴드(2)로 이어지는 제2 광 경로를 갖을 수 있다. 제1 광 경로와, 제2 광 경로는 경로 차를 갖을 수 있다. 제2 플랫미러(5)가 제1 플랫미러(3) 보다 영상 생성장치(1)에 더 근접하기 때문에, 제2 광 경로는 제1 광 경로 보다 짧을 수 있다.
영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광의 일부는 제1 플랫 미러(3)에 의해 홀로그래픽 광학 소자(4)로 반사될 수 있고, 홀로그래픽 광학 소자(4)에 의해 확대되어 윈드 쉴드(2)를 향할 수 있다.
영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광의 다른 일부는 제2 플랫 미러(5)에 의해 홀로그래픽 광학 소자(4)로 반사될 수 있고, 홀로그래픽 광학 소자(4)에 의해 확대되어 윈드 쉴드(2)를 향할 수 있다.
헤드 업 디스플레이의 다른 예는 경로 차에 의해 윈드 쉴드(2) 전방에 거리가 상이한 2개의 허상을 형성할 수 있고, 운전자(E, 아이 박스)는 윈드 쉴드(2)를 통해 윈드 쉴드(2) 전방에 형성된 거리가 상이한 2개의 허상을 인식할 수 있다.
도 3은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이의 제1 변형예가 도시된 측면이다.
헤드 업 디스플레이의 제1 변형예는 영상 생성 장치(1); 영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광을 윈드 쉴드(2)를 향해 반사시키는 제1 플랫미러(3); 및 제1 플랫미러(3)와 윈도 쉴드(2) 사이에 제1 플랫미러(3)와 윈도 쉴드(2)의 이격되게 배치된 홀로그래픽 광학 소자(4: HOE)를 포함하고, 리타더(6) 및 선택적 반사 소자(7)를 더 포함할 수 있다.
영상 생성 장치(1)와, 윈드 쉴드(2)와, 제1 플랫미러(3)와, 홀로그래픽 광학 소자(4)는 도 2에 도시된 헤드 업 디스플레이의 다른 예와 동일할 수 있고, 이하, 중복된 설명을 피하기 위해 동일 부호를 사용하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
리타더(6)는 영상 생성 장치(1)의 출사면 일부를 마주보게 배치될 수 있다. 리타더(6)는 영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광의 위상은 변환하는 위상지연자일 수 있다. 리타더(6)의 일 예는 반파장 위상지연자(HWP; Half Wave Plate)일 수 있고, 영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광의 위상을 1/2 파장 변환시킬 수 있다.
예를 들면, 영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광이 P파일 경우, 리타더(6)에서는 S파의 이미지광이 출사될 수 있다. 영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광의 S파일 경우, 리타더(6)에서는 P파의 이미지광이 출사될 수 있다.
리타더(6)는 영상 생성 장치(1)의 출사면에 근접하게 배치될 수 있다.
선택적 반사 소자(7)는 제1 플랫미러(3)와 이격되게 배치될 수 있다. 선택적 반사 소자(7)는 리타더(6)에서 줄사된 이미지광을 홀로그래픽 광학 소자(4)를 향해 반사시킬 수 있다. 선택적 반사 소자(7)는 P파의 이미지광과, S파의 이미지광을 선택적으로 투과 및 반사할 수 있다. 선택적 반사 소자(7)에는 리타더(6)에서 출사된 이미지광과, 영상 생성 장치(1)에서 출사된 후 리타더(6)를 통과하지 않은 이미지광이 입사될 수 있다.
선택적 반사 소자(7)는 리타더(6)에서 출사된 이미지광을 반사하고, 영상 생성 장치(1)에서 출사되고 리타더(6)를 통과하지 않은 이미지광을 투과할 수 있다.
선택적 반사 소자(7)의 예는 편광반사미러일 수 있고, 제1방향의 광을 반사하고, 제1방향과 직교한 제2방향의 광을 투과할 수 있다.
예를 들면, 영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광이 P파의 이미지광일 경우, 리타더(6)에서는 S파의 이미지광이 출사될 수 있고, 선택적 반사 소자(7)는 S파의 이미지광을 홀로그래픽 광학 소자(4)로 반사할 수 있고, P파의 이미지광이 투과되게 할 수 있다. 선택적 반사 소자(7)를 투과한 P파의 이미지광은 제1 플랫미러(3)에 의해 홀로그래픽 광학 소자(4)로 반사될 수 있다.
반대로, 영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광이 S파의 이미지광일 경우, 리타더(6)에서는 P파의 이미지광이 출사될 수 있고, 선택적 반사 소자(7)는 P파의 이미지광을 홀로그래픽 광학 소자(4)로 반사할 수 있고, S파의 이미지광이 투과되게 할 수 있다. 선택적 반사 소자(7)를 투과한 S파의 이미지광은 제1 플랫미러(3)에 의해 홀로그래픽 광학 소자(4)로 반사될 수 있다.
선택적 반사 소자(7)의 높이는 홀로그래픽 광학 소자(4: HOE)의 높이 보다 낮을 수 있다.
선택적 반사 소자(7)의 크기는 제1 플랫미러(3)의 크기 보다 작을 수 있다. 선택적 반사 소자(7)의 크기는 도 2에 도시된 제2 플랫미러(5)의 크기 보다 클 수 있다.
선택적 반사 소자(7)는 제1 플랫미러(3) 보다 영상 생성장치(1)에 더 근접할 수 있다. 선택적 반사 소자(7)와 영상 생성장치(1) 사이의 제5거리는 제1 플랫미러(3)와 영상 생성장치(1) 사이의 제2거리 보다 짧을 수 있다.
선택적 반사 소자(7)와 홀로그래픽 광학 소자(4) 사이의 제6거리는 제1 플랫미러(3)와 홀로그래픽 광학 소자(4) 사이의 제4거리(L4) 보다 짧을 수 있다.
제5거리는 선택적 반사 소자(7)와 영상 생성장치(1) 사이의 최단거리일 수 있고,
제6거리는 선택적 반사 소자(7)와 홀로그래픽 광학 소자(4) 사이의 최단거리일 수 있다.
헤드 업 디스플레이의 제1 변형예는 영상 생성 장치(1)와, 선택적 반사 소자(7)와, 제1 플랫 미러(3)와 홀로그래픽 광학 소자(4)와 윈드 쉴드(2)로 이어지는 제3 광 경로와, 영상 생성 장치(1)와 리타더(6)와, 선택적 반사 소자(7)와, 홀로그래픽 광학 소자(4)와 윈드 쉴드(2)로 이어지는 제4 광 경로를 갖을 수 있다.
제3 광 경로와, 제4 광 경로는 경로 차를 갖을 수 있다. 선택적 반사 소자(7)가 제1 플랫미러(3) 보다 영상 생성장치(1)에 더 근접하기 때문에, 제4 광 경로는 제3 광 경로 보다 짧을 수 있다.
영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광의 일부(P)는 선택적 반사 소자(7)를 투과한 후, 제1 플랫 미러(3)에 의해 홀로그래픽 광학 소자(4)로 반사될 수 있고, 홀로그래픽 광학 소자(4)에 의해 확대되어 윈드 쉴드(2)를 향할 수 있다.
영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광의 다른 일부(S)는 리타더(6)에 의해 위상 변환된 후, 선택적 반사 소자(7)에 의해 홀로그래픽 광학 소자(4)로 반사될 수 있고, 홀로그래픽 광학 소자(4)에 의해 확대되어 윈드 쉴드(2)를 향할 수 있다.
헤드 업 디스플레이의 제1 변형예는 경로 차에 의해 윈드 쉴드(2) 전방에 거리가 상이한 2개의 허상을 형성할 수 있고, 운전자(아이 박스)는 윈드 쉴드(2)를 통해 윈드 쉴드(2) 전방에 형성된 거리가 상이한 2개의 허상을 인식할 수 있다.
도 4은 본 실시 예에 따른 헤드 업 디스플레이의 제2 변형예가 도시된 측면도이다.
헤드 업 디스플레이의 제2 변형예는 영상 생성 장치(1); 영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광을 윈드 쉴드(2)를 향해 반사시키는 제1 플랫미러; 및 제1 플랫미러와 윈도 쉴드(2) 사이에 제1 플랫미러와 윈도 쉴드(2)의 사이에 이격되게 배치된 홀로그래픽 광학 소자(4: HOE)를 포함하고, 제1 플랫미러(3)(3')는 복수개가 이격되게 배치되고, 복수개의 제1 플랫미러(3)(3')는 이미지광을 순사적으로 반사할 수 있다.
영상 생성 장치(1)와, 윈드 쉴드(2)와, 홀로그래픽 광학 소자(4)는 도 1에 도시된 헤드 업 디스플레이의 일 예와 동일할 수 있고, 이하, 중복된 설명을 피하기 위해 동일 부호를 사용하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
복수개의 제1 플랫미러(3)(3')는 한 쌍의 제1 플랫미러(3)(3')일 수 있다.
한 쌍의 제1 플랫미러(3)(3') 각각은 경사지게 배치될 수 있다. 한 쌍의 제1 플랫미러(3)(3') 중 어느 하나(3)는 수평면에 가깝게 경사지게 배치될 수 있고, 한 쌍의 제1 플랫미러(3)(3') 중 다른 하나(3')는 수직면에 가깝게 경사지게 배치될 수 있다.
한 쌍의 제1 플랫미러(3)(3') 중 어느 하나(3)는 배면(또는 상면)에 반사면(31)이 형성될 수 있고, 한 쌍의 제1 플랫미러(3)(3') 중 다른 하나(4)는 전면(또는 저면)에 반사면(31')이 형성될 수 있다.
한 쌍의 제1 플랫미러(3)(3')는 중심의 높이가 상이할 수 있다. 한 쌍의 제1 플랫미러(3)(3') 중 어느 하나(3)의 높이는 한 쌍의 제1 플랫미러(3)(3') 중 다른 하나(3')의 높이 보다 낮을 수 있다.
영상 생성 장치(1)의 높이는 한 쌍의 제1 플랫미러(3)(3') 중 어느 하나(3)의 높이 보다 낮을 수 있다. 영상 생성 장치(1)의 높이는 한 쌍의 제1 플랫미러(3)(3') 중 다른 하나(3')의 높이 보다 낮을 수 있다.
영상 생성 장치(1)에서 출사된 이미지광은 한 쌍의 제1 플랫미러(3)(3') 중 다른 하나(3')에 의해, 한 쌍의 제1 플랫미러(3)(3') 중 어느 하나(3')로 반사될 수 있고, 한 쌍의 제1 플랫미러(3)(3') 중 어느 하나(3')에서 반사된 이미지 광은 홀로그래픽 광학 소자(4)에 의해 확대되어 윈드 쉴드(2)를 향할 수 있다.
헤드 업 디스플레이의 제2 변형예는 영상 생성 장치(1)가 헤드 업 디스플레이의 하측 특히, 하우징(8)의 내측 하부에 배치될 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.

Claims (9)

  1. 이미지광이 출사되는 영상 생성 장치;
    상기 영상 생성 장치에서 출사된 이미지광을 윈드 쉴드를 향해 반사시키는 제1 플랫미러;
    상기 제1 플랫미러와 윈도 쉴드 사이에 상기 제1 플랫미러 및 윈드 쉴드와 이격되게 배치된 홀로그래픽 광학 소자를 포함하는 헤드 업 디스플레이.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀로그래픽 광학 소자는 상기 윈드 쉴드의 방향으로 설정각 이상 틸트된 헤드 업 디스플레이.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정각은 5 ° 내지 15 °인 헤드 업 디스플레이.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 플랫미러와 이격되게 배치되고 상기 영상 생성 장치에서 출사된 이미지광을 홀로그래픽 광학 소자를 향해 반사시키는 제2 플랫미러를 더 포함하는 헤드 업 디스플레이.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 플랫미러의 크기는 상기 제1 플랫미러의 크기 보다 작은 헤드 업 디스플레이.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 플랫미러와 영상 생성장치 사이의 제1거리는 상기 제1 플랫미러와 영상 생성장치 사이의 제2거리 보다 짧은 헤드 업 디스플레이.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 플랫미러와 홀로그래픽 광학 소자 사이의 제3거리는 상기 제1 플랫미러와 홀로그래픽 광학 소자 사이의 제4거리 보다 짧은 헤드 업 디스플레이.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 생성 장치의 출사면 일부를 마주보게 배치된 리타더;
    상기 제1 플랫미러와 이격되게 배치되고 상기 리타더에서 줄사된 이미지광을 홀로그래픽 광학 소자를 향해 반사시키는 선택적 반사 소자를 더 포함하는
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 플랫미러는 복수개가 이격되게 배치되고,
    복수개의 제1 플랫미러는 이미지광을 순사적으로 반사하는 헤드 업 디스플레이.
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