KR100813492B1 - Head up display system for vehicle - Google Patents

Abstract

An HUD(Head Up Display) device for a vehicle is provided to form three-dimensional image information that a driver needs variously, to secure high color reproduction characteristic and high resolution, and to display an image of full color. An HUD device for a vehicle is composed of a light source(200) for generating the light; an image source having a display panel(210) for receiving various image information that a driver needs and outputting an image signal; an optical system(230) having a filter(220) for changing the image outputted from the image source through the light, into a three-dimensional image; a mirror system outputting the three-dimensional image outputted from the optical system, toward a windshield glass; and a combiner for reflecting the three-dimensional image outputted from the mirror system, to a driver.

Description

차량용 헤드 업 디스플레이 장치{HEAD UP DISPLAY SYSTEM FOR VEHICLE} Vehicle head up display device {HEAD UP DISPLAY SYSTEM FOR VEHICLE}

도 1a는 종래의 차량용 HUD 광학 시스템의 블록도를 나타낸 도면,1A is a block diagram of a conventional vehicle HUD optical system,

도 1b는 실제 차량의 운전자가 종래의 HUD 시스템을 이용하는 경우의 개략도,1B is a schematic diagram when a driver of an actual vehicle uses a conventional HUD system,

도 1c는 종래의 HUD 시스템의 원리를 나타낸 도면,Figure 1c is a view showing the principle of a conventional HUD system,

도 2는 본 발명에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 블록도를 예시한 도면,2 is a block diagram illustrating a vehicle head up display apparatus according to the present invention;

도 3a는 본 발명의 구성요소의 하나인 입체영상 필터의 일례를 도시한 것으로서, 렌티큘라 렌즈의 원리를 도시한 도면,3A illustrates an example of a stereoscopic image filter, which is one of the components of the present invention, and illustrates the principle of a lenticular lens;

도 4는 본 발명의 구성요소의 하나인 입체영상 필터의 또 다른 예로서, 슬릿 배열판을 이용하는 패럴럭스(Parllax) 방식을 이용하여 입체영상을 구현하는 방법을 예시한 도면,4 is a diagram illustrating a method of implementing a stereoscopic image using a Parallax method using a slit array plate as another example of a stereoscopic image filter, which is one of the components of the present invention;

도 5는 본 발명의 구성요소의 하나인 입체영상 필터의 또 다른 예로서, 편광필터 이용하여 입체영상을 구현하는 방법을 예시한 도면,5 is another example of a stereoscopic image filter, which is one of the components of the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 구조 및 원리를 나타낸 도면,6 is a view showing the structure and principle of a vehicle head-up display device according to the present invention,

도 7은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 폴더형 컴바이너를 구비하는 차 량용 헤드 업 디스플레이 장치의 개략도와 원리를 나타낸 도면이다.7 is a view showing a schematic diagram and principle of a vehicle head-up display device having a clamshell combiner as another embodiment according to the present invention.

본 발명은 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2D의 가상 이미지를 3D 가상 이미지로 구현할 수 있는 소형 또는 슬림형 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a head-up display device, and more particularly, to a small or slim head-up display device that can implement a 2D virtual image as a 3D virtual image.

21C 인간의 생활 공간을 살펴보면 크게 집, 일터, 그리고 이동공간, 세가지로 구분 할 수 있다. 특히, 대부분의 이동공간을 차지하고 있는 것이 차량이다. 그래서, 차량에 있는 시간이 증가함에 따라 주거 공간에서 이용되는 전자제품들이 차량 안에서도 사용할 수 있도록 개발되고 있다. Looking at the 21C human living space, it can be classified into three categories: home, workplace, and moving space. In particular, the vehicle occupies most of the moving space. Thus, as time in a vehicle increases, electronic products used in residential spaces are being developed to be used in a vehicle.

예를들어, 오디오 비디오 시스템 설치, 간이 냉장고 등이 들 수가 있다. 또한, 전자제품들이 발달됨에 따라 운전에 도움을 주는 분야에도 적용되어 편리를 도모 하고 있다. 대표적인 예로, 자동차 네비게이션을 들 수가 있다. 그런데, 운전자는 시야에 있는 사물들을 확인해야 하며 차량이 주행상태도 확인하면서 운전해야 한다.For example, an audio-video system installation and a simple refrigerator can be mentioned. In addition, as electronic products are developed, they are also applied to fields that help driving. A typical example is car navigation. However, the driver must check the objects in the field of view and drive while the vehicle also checks the driving state.

운전 중 운전자의 안전을 제공하고 차량 주행정보와 주변상황 정보를 효과적으로 운전자에게 전달해주는 매체로 개발중인 여러 시스템이 있는데, 그 중 HUD(Head Up Display)가 주요 관심사가 되고 있다.There are several systems that are being developed as a medium that provides the driver's safety while driving and effectively transmits vehicle driving information and surrounding information to the driver. Among them, the head up display (HUD) is a major concern.

HUD란 차량이나 항공기 주행 중 운전자 정면 즉, 운전자의 주 시야선을 벗어나지 않는 범위에서 차량주행정보나 기타 정보를 제공하는 시스템이다. 초창기에 HUD는 항공기 특히 전투기에 부착되어 개발하게 된 것이 차량용 HUD인 것이다.The HUD is a system that provides vehicle driving information or other information within the driver's front line, that is, within the range of the driver's main line of sight while driving a vehicle or aircraft. In the early days, the HUD was developed for attaching to aircraft, especially fighter aircraft.

보통 시속 약 100m/h 운전 중에 시야를 계기판에 두었다가 도로로 시야를 고정시키는 시간(약 2초)에 약 55m 이동하기 때문에 위험은 존재한다. 이러한 위험을 줄이는 방법의 하나로 차량용 HUD를 개발 중인 것이다. 차량용 HUD는 앞 유리창의 운전자의 주시야 선에 계기판의 정보(속력, 주행거리, RPM 등)를 나타나게 하여 운전자가 운전 중에도 쉽게 주행정보를 파약할 수 있도록 한다. 이로써 운전자는 도로로부터 눈을 떼지 않고도 중요한 주행정보를 인지함으로써 안전 운행을 할 수 있는 것이다.There is a risk because the vehicle is usually about 55m at a time (about 2 seconds) while keeping the field of view on the instrument panel while driving at approximately 100m / h per hour. One way to reduce this risk is developing a vehicle HUD. The vehicle HUD displays information on the dashboard (speed, mileage, RPM, etc.) on the driver's field of view on the windshield, allowing the driver to easily capture driving information while driving. This allows the driver to drive safely by recognizing important driving information without taking his eyes off the road.

도 1a는 종래의 차량용 HUD 광학 시스템의 개략도이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 운전자가 운전석에 착석하면 운전자의 머리 윗부분에 설치되어 있는 초음파 센서(20)와 운전자의 전면 혹은 후방에 설치되어 있는 초음파 센서(22)에 의해 머리와의 거리를 감지하여 ECU(24)에 인가한다. 1A is a schematic diagram of a conventional vehicle HUD optical system. As shown in FIG. 1A, when the driver is seated in the driver's seat, the distance between the head is sensed by the ultrasonic sensor 20 installed in the upper part of the driver's head and the ultrasonic sensor 22 installed in the front or rear of the driver. Is applied to the ECU 24.

즉, 운전자의 머리 위부분에 설치되어 있는 초음파 센서(20)는 초음파 센서(20)와 머리의 위부분과의 거리를 감지하여 ECU(24)에 인가하고, 운전자의 전면 혹은 후방에 설치되어 있는 초음파 센서(22)는 초음파 센서(22)로부터 머리의 앞부분 혹은 뒷부분에 이르는 거리를 감지하여 ECU(24)에 인가한다.That is, the ultrasonic sensor 20 installed on the driver's head detects the distance between the ultrasonic sensor 20 and the upper part of the head and applies it to the ECU 24 and is installed at the front or rear of the driver. The ultrasonic sensor 22 detects a distance from the ultrasonic sensor 22 to the front or rear portion of the head and applies it to the ECU 24.

두개의 초음파 센서(20)(22)에 의해 감지되는 거리 데이터를 인가받은 ECU(24)는 두개의 거리 데이터에 의해 운전자의 시선의 위치를 판단한다. 즉, 운전자의 시선 높이가 어느 지점에 위치하고 있는가와 전후위치가 어디에 위치하고 있는가를 판단하여 프로젝터(14)로부터 반사되는 반사광이 디스플레이 되어야 하는 위치를 판단한다.The ECU 24 receiving the distance data sensed by the two ultrasonic sensors 20 and 22 determines the position of the driver's gaze based on the two distance data. That is, it determines which position the driver's line of sight height is located and where the front and rear positions are located to determine the position at which the reflected light reflected from the projector 14 should be displayed.

운전자의 시선의 위치가 판정되면, ECU(24)는 프로젝터(14)에서 투사되는 반사광이 전술한 과정에 의해 판단된 위치에 디스플레이 되도록 프로젝터(14)의 입사각을 연산한다. 즉, 프로젝터(14)에서 투사되는 반사광이 윈드실드(10)의 컴바이너(12)에 반사되어 운전자의 시선에 정상적으로 전달될 수 있는 프로젝터(14)의 입사각을 연산한다.When the position of the driver's gaze is determined, the ECU 24 calculates the incident angle of the projector 14 so that the reflected light projected by the projector 14 is displayed at the position determined by the above-described process. That is, the reflected light projected by the projector 14 is reflected by the combiner 12 of the windshield 10 to calculate the angle of incidence of the projector 14 which can be normally transmitted to the driver's eyes.

프로젝터(14)의 현재 위치를 판단한 후, 프로젝터(14)의 입사각을 연산된 입사각으로 조정할 수 있도록 모터 구동부(18)에 구동신호를 출력하여(S5), 모터(16)를 구동한다(S6). 이를 통해 프로젝터(14)의 입사각이 조정되어 윈드실드(10)의 컴바이너(12)에 디스플레이되는 반사광의 위치를 운전자의 시선에 맞게 조절할 수 있다.After determining the current position of the projector 14, a drive signal is output to the motor driver 18 so as to adjust the incident angle of the projector 14 to the calculated incident angle (S5), and drives the motor 16 (S6). . Through this, the incident angle of the projector 14 may be adjusted to adjust the position of the reflected light displayed on the combiner 12 of the windshield 10 according to the driver's gaze.

도 1b는 실제 차량의 운전자가 종래의 HUD 시스템을 이용하는 경우의 개략도이고, 도 1c는 종래의 HUD 시스템의 원리를 나타낸 도면이다.FIG. 1B is a schematic diagram of a case where a driver of an actual vehicle uses a conventional HUD system, and FIG. 1C is a diagram illustrating the principle of a conventional HUD system.

도 1b 및 도 1c에서 나타낸 바와 같이 운전자는 영상원에서 나오는 각종 정보를 포함하는 2차원 이미지를 미러와 윈드실드의 컴바이너를 통해 운전시야의 일정거리 밖에서 볼 수 있는 구조로 되어 있다. As illustrated in FIGS. 1B and 1C, the driver may view a two-dimensional image including various information from an image source from a certain distance of the driving field through a combiner of a mirror and a windshield.

즉, 자동차의 내부 시스템에서 전달되는 주행 정보를 디스플레이가 가능한 데이터로 변환되는 프로세스과정을 거치며 그 데이터는 거울에 반사되고 윈드 실드에 투영되어 운전자의 주시야선 안에서 가상 이미지를 형상하여 운전자에게 주행 정보를 제공하게 된다.In other words, the driving information transmitted from the vehicle's internal system is converted into displayable data, and the data is reflected on the mirror and projected on the windshield to form a virtual image in the driver's field of view to provide the driver with driving information. Will be provided.

그러나, 가상 이미지를 구현 하는데 있어서, 허상 광학 관계로 인하여 이차원 영상 이미지로 구현되기 때문에 운전자의 시야를 가리게 되고, 네비게이션 등 각종 정보에 있을 수 있는 3차원 공간정보를 표시하기에는 한계가 있다. However, in implementing the virtual image, since it is implemented as a two-dimensional image image due to the virtual image optical relationship, it obscures the driver's field of view, and there is a limitation in displaying three-dimensional spatial information that may exist in various information such as navigation.

그리고, 이를 개선하기 위해 3차원 허상 이미지를 생성하기 위해서는 특수한 광학계를 구성해야 하기 때문에 많은 부피를 차지할 수밖에 없게 되고, 장치 구성이 복잡하여 소형 또는 슬림형의 헤드 업 디스플레이 장치를 구현하기가 어렵다는 단점이 있다.In addition, in order to improve the 3D virtual image to create a special optical system must be configured to occupy a large volume, it is difficult to implement a small or slim head-up display device due to the complex device configuration. .

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 3차원 입체영상을 디스플레이 할 수 있는 포터블(portable) 또는 슬림형 HUD 시스템을 용이하게 구현할 수 있고, 이러한 3차원 입체영상의 구현으로 운전자가 필요로 하는 3차원 이미지 정보를 다양하게 구현할 수 있게 하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention for solving the above problems can easily implement a portable (portable) or slim HUD system that can display a three-dimensional stereoscopic image, the driver by the implementation of such a three-dimensional stereoscopic image It is to be able to implement various required 3D image information.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명에 따른 제1 특징은 조명광을 발생하는 광원; 운전자가 필요로 하는 각종 영상정보 수신하여 이미지 신호를 출력하는 마이크로 디스플레이 패널을 구비하는 영상원; 상기 조명광을 통하여 상기 영상원으로부터 출력되는 이미지 신호를 입체영상 이미지로 전환하기 위한 필터를 구비하는 광학계; 상기 광학계로부터 출력되는 입체영상 이미지를 윈드실드 글래스 방향으로 출력하는 미러 시스템; 및 상기 미러 시스템으로부터 출력되는 입체영상 이미지를 운전자 방향으로 반사하는 컴바이너를 포함한다.In order to solve the above problems, a first feature according to the present invention is a light source for generating illumination light; An image source including a micro display panel which receives various image information required by a driver and outputs an image signal; An optical system including a filter for converting an image signal output from the image source through the illumination light into a stereoscopic image image; A mirror system for outputting a stereoscopic image output from the optical system in a windshield glass direction; And a combiner that reflects a stereoscopic image output from the mirror system in a driver's direction.

여기서, 상기 필터는 폴라라이징 필터(polarizing filter)인 것이 바람직하고, 상기 필터는 렌티큘러 렌즈 시트로 이루어진 것이 바람직하며, 상기 필터는 슬릿 어레이 시트로 이루어진 것이 역시 바람직하다.Here, the filter is preferably a polarizing filter, the filter is preferably made of a lenticular lens sheet, the filter is also preferably made of a slit array sheet.

또한, 바람직하게는 상기 마이크로 디스플레이 패널은 LCD 또는 DMD 인 것일 수 있다.Also, preferably, the micro display panel may be LCD or DMD.

본 발명에 따른 제2 특징은 조명광을 발생하는 광원; 운전자가 필요로 하는 각종 영상정보 이미지를 수신하여 이미지 신호를 출력하는 마이크로 디스플레이 패널을 구비하는 영상원; 상기 영상원으로부터 출력되는 이미지 신호를 입체영상 이미지로 전환하기 위한 필터를 구비하는 광학계; 상기 광학계로부터 출력되는 입체영상 이미지를 운전자 방향으로 반사하고 상기 영상원 및 광학계와 일체화된 폴더형 컴바이너를 포함한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a light source for generating illumination light; An image source including a micro display panel for receiving various image information images required by a driver and outputting image signals; An optical system having a filter for converting an image signal output from the image source into a stereoscopic image image; And a foldable combiner that reflects a stereoscopic image output from the optical system in a driver's direction and is integrated with the image source and the optical system.

여기서, 상기 필터는 폴라라이징 필터(polarizing filter)인 것이 바람직하고, 상기 필터는 렌티큘러 렌즈 시트로 이루어진 것이 바람직하며, 상기 필터는 슬릿 어레이 시트로 이루어진 것이 역시 바람직하다.Here, the filter is preferably a polarizing filter, the filter is preferably made of a lenticular lens sheet, the filter is also preferably made of a slit array sheet.

또한, 바람직하게는 상기 마이크로 디스플레이 패널은 LCD 또는 DMD 인 것일 수 있다.Also, preferably, the micro display panel may be LCD or DMD.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 블록도를 예시한 도면이다.2 is a block diagram illustrating a vehicle head up display apparatus according to the present invention.

도 2에 나타낸 바와 같이, 조명광을 발생하는 적색 녹색 청색의 광원(200)에서 광을 발생하고, 이 발생된 광이 실제 운전자가 필요로 하는 각종 정보를 포함하는 영상이미지를 생성하는 마이크로 디스플레이 패널(210)에 반사 또는 투과하게 되고, 반사 또는 투과한 이미지 정보는 입체영상(3D) 필터(220)를 거쳐 3차원 이미지 정보로 변환되어 미러 및 컴바이너를 통해 운전자 시야의 앞쪽 일정거리에서 허상의 3차원 이미지(250) 정보를 표시하게 된다.As shown in FIG. 2, the micro display panel generates light from a red, green, and blue light source 200 generating illumination light, and generates a video image including various information required by an actual driver. The reflected or transmitted image information is reflected or transmitted to the image 210 is converted to the three-dimensional image information through the three-dimensional image (3D) filter 220, and the image of the virtual image at a certain distance in front of the driver's field of view through the mirror and combiner. The dimensional image 250 information is displayed.

그리고, 도 2에 도시된 것은 시스템의 블록도로서, 구체적으로 그 구조 형상을 한정한 것은 아니어서, 각각의 광학소자는 본 발명이 추구하고자 하는 시스템의 소형화 및 슬림화에 알맞게 배치될 수 있다. 2 is a block diagram of the system, and the structure shape thereof is not specifically limited, and each optical device may be disposed to be suitable for miniaturization and slimming of the system to be pursued by the present invention.

이처럼, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로 디스플레 패널(210)과 미러 및 컴바이너로 이루어진 허상 광학계(230) 사이에 입체영상 필터를 구비하여 2차원 영상의 이미지 정보를 3차원 영상의 이미지(250) 정보로 전환할 수 있는 구조로서, 소형 또는 슬림형의 HUD 시스템에 용이하게 구현할 수 있게 되는 장점이 있다.As such, as shown in FIG. 2, the present invention includes a three-dimensional image filter between the micro display panel 210 and the virtual image system 230 formed of a mirror and a combiner to display image information of a two-dimensional image. As a structure that can be converted into the image 250 of the information, there is an advantage that can be easily implemented in a small or slim HUD system.

여기서 광원(200)은 조명광원으로서, UHP Lamp, LED 및 레이저 등을 사용할 수 있다. 이는 시스템의 사양, 설계에 따라 적정한 광원으로서 사용가능하며, 그 외에도 HUD 시스템이 특성에 따라 다양하게 광원을 선택할 수 있음은 물론이다.Here, the light source 200 may be used as an illumination light source, UHP Lamp, LED and laser. It can be used as a suitable light source according to the system's specification and design, and of course, the HUD system can select various light sources according to its characteristics.

또한 마이크로 디스플레이 패널(210)은 LCD, LOCS, DMD 등으로 사용될 수 있다. 즉, 이러한 평판형 표시소자를 사용함으로써, 시스템 구성효율을 높이고, 시스템의 소형화 및 슬림화를 용이하게 구현할 수 있을 뿐 아니라, 운전자가 필요로 하는 각종 이미지 정보를 반사 또는 투과하여 표시하는 투사광학계를 구현하기도 용이하게 된다.In addition, the micro display panel 210 may be used as an LCD, LOCS, DMD, or the like. That is, by using such a flat panel display device, not only can the system configuration efficiency be improved, the system can be easily miniaturized and slimmed, but also a projection optical system that reflects or transmits various image information required by the driver is realized. It is also easy to do.

도 3a는 본 발명의 구성요소의 하나인 입체영상 필터의 일례를 도시한 것으로서, 렌티큘라 렌즈의 원리를 도시한 도면이다. 도 3b는 렌티큘라 렌즈의 종축이 평판 표시 소자의 수직 축에 대하여 특정한 각도를 기울어진 경우를 도시한 도면이다. 도 3a 에 도시된 것처럼 좌우 양안의 분리축이 되는 렌티귤라 렌즈 축(222)은 렌티귤라 렌즈 판(220)의 종축과 평행하도록 렌티귤라 렌즈 판(220)을 평판 표시 소자(210) 전면에 설치한다.3A illustrates an example of a stereoscopic image filter, which is one of the components of the present invention, and illustrates the principle of a lenticular lens. 3B is a diagram illustrating a case in which the longitudinal axis of the lenticular lens is inclined at a specific angle with respect to the vertical axis of the flat panel display element. As shown in FIG. 3A, the lenticular lens axis 222 serving as the separation axis between the left and right eyes is installed on the front surface of the flat display element 210 such that the lenticular lens plate 220 is parallel to the longitudinal axis of the lenticular lens plate 220. do.

평판 표시 소자(210)는 상기 렌즈 축(222)을 기준으로 양쪽으로 각각 두 개의 수직 구역으로 분리되고 각각의 영역에 서로 다른 영상 정보가 시차를 두고 표시된다. 상기 각각의 영역에 표시된 영상 정보는 일정한 시차로서 관측자에게 시선 기준선(R)의 양쪽으로 각각 두 구역씩 시차를 두고 인식된다.The flat panel display device 210 is divided into two vertical zones on both sides of the lens axis 222, and different image information is displayed at a time difference. The image information displayed in each area is recognized as a constant parallax with two zones at each side of the gaze reference line (R).

즉, 네 개의 영상 정보가 시차를 두고 관측자에게 인식된다. 이와 같이 수직 방향의 렌티귤 렌즈 판(220)을 사용하여 4개의 방향별 시차 영상을 이용하여 관측자에게 입체 영상이 인식되도록 한다.That is, four image information are recognized by the observer with a parallax. As described above, stereoscopic images are recognized by an observer using four directional parallax images using the lenticular lens plate 220 in the vertical direction.

도 3b 에 도시된 입체영상 구현 기술은 도 3a 에서 도시된 입체영상 구현 기 술과는 달리 렌티큘라 렌즈 축(222a)이 평판 표시 소자(210)의 수직축에 대1하여 일정한 각도(α)만큼 기울어진 것을 도시한 것이다. 도 3b 에 도시된 것처럼 평판 표시 소자(210)는 7개의 영역으로 분할되어 각각 필요한 영상 정보를 기울어진 렌티큘라 렌즈판(222a)을 통하여 시차를 두고 관측자에게 송신한다. 관측자는 기준선(R)을 중심으로 좌우 양안에 각각 3개씩 영상 정보를 시차를 두고 인식하게 되고 이로서 입체 영상이 형성되게 된다.Unlike the stereoscopic image implementation technique illustrated in FIG. 3A, the stereoscopic image implementation technique illustrated in FIG. 3B is inclined by the lenticular lens axis 222a by a predetermined angle α with respect to the vertical axis of the flat panel display element 210. It's a picture of something lost. As illustrated in FIG. 3B, the flat panel display element 210 is divided into seven regions and transmits necessary image information to the viewer with parallax through the inclined lenticular lens plate 222a. The observer recognizes three pieces of image information each at right and left sides of the reference line R with a parallax, thereby forming a stereoscopic image.

도 4는 본 발명의 구성요소의 하나인 입체영상 필터의 또 다른 예로서, 슬릿 배열판을 이용하는 패럴럭스(Parllax) 방식을 이용하여 입체영상을 구현하는 방법을 예시한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a method of implementing a stereoscopic image using a parallax method using a slit array plate as another example of the stereoscopic image filter which is one of the components of the present invention.

여기서, 슬릿 배열판(3D filter)이 평판 표시 소자의 외부에 설치된 입체 표시장치를 나타낸다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 슬릿 배열판(220)은 방향별 영상을 분리하는 3D 필터(filter)로 이용되며, 빛이 통과할 수 있는 사각형 모양의 투과 영역(225)과 나머지 불투과 영역(224)으로 이루어져 있다.Here, a slit array plate (3D filter) represents a stereoscopic display device provided outside the flat panel display element. As shown in FIG. 4, the slit array plate 220 is used as a 3D filter that separates images for each direction, and includes a rectangular transmission region 225 and other opaque regions through which light can pass. 224).

LCD 패널로 이루어지는 평판 표시 소자(210)는 반사판(205)에 밀착된 백 라이트(200)와 3D 필터(filter)인 슬릿 배열판(220)사이에 배치된다. 이때, 평판 표시 소자(210)를 투과한 빛은 슬릿 배열판(220)의 투과 영역(225)을 통과하게 된다. 한편, 슬릿 배열판 (220)의 불투과 영역(224)은 흑색의 흡수 도료로 처리되어 있다. The flat panel display element 210 formed of the LCD panel is disposed between the backlight 200 in close contact with the reflective plate 205 and the slit array plate 220 which is a 3D filter. In this case, the light transmitted through the flat panel display device 210 passes through the transmission area 225 of the slit array plate 220. On the other hand, the impermeable region 224 of the slit array plate 220 is treated with a black absorbing paint.

따라서, 평판 표시 소자(210)를 투과한 빛 가운데 불투과 영역(224)에 도달된 빛은 불투과 영역(224)에 처리된 흑색의 흡수 도료에 의하여 흡수가 이루어진 다. 슬릿 배열판(220)을 이용한 parallax 방식의 경우에는 렌즈 배열판을 사용하는 렌티큘라 방식과는 달리 수차가 발생되지 않고 제작이 용이하다는 장점이 있다.Therefore, the light reaching the opaque region 224 among the light transmitted through the flat panel display element 210 is absorbed by the black absorbing paint treated on the opaque region 224. In the case of the parallax method using the slit array plate 220, unlike the lenticular method using the lens array plate, there is an advantage that the aberration does not occur and the production is easy.

도 5는 본 발명의 구성요소의 하나인 입체영상 필터의 또 다른 예로서, 편광필터 이용하여 입체영상을 구현하는 방법을 예시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a method of implementing a stereoscopic image using a polarization filter as another example of the stereoscopic image filter which is one of the components of the present invention.

도 3에 나타낸 바와 같이 수많은 픽셀을 구비하는 평판형 디스플레이 소자(210)에서 나오는 이미지를 편광필터(220)를 통하여 각각의 픽셀에 좌, 우안에 대응 되는 편광 시키고, 이 편광필터(220)를 투과 또는 반사하여 나오는 이미지 좌, 우안으로 직교하는 편광필터(220)를 구비하는 안경을 통하여 입체영상을 표시하게 되는 구조이다.As shown in FIG. 3, the image from the flat panel display device 210 having a large number of pixels is polarized corresponding to the left and right eyes of each pixel through the polarization filter 220, and transmitted through the polarization filter 220. Alternatively, the stereoscopic image may be displayed through glasses having polarization filters 220 orthogonal to the left and right eyes of the reflected image.

이처럼, 3차원 입체영상을 구현하는 편광필터 방식은 직교한 편광소자의 조합에 의한 차광효과를 이용해서 좌우안의 화상을 분리하는 것이며, 직교하는 편광필터를 장착한 프로젝터에 의해 좌우 화상을 스크린에 투사하고 직교하는 편광필터가 달린 안경으로 관찰한다. 이 방식은 색 재현성이 좋고, 높은 해상도, 풀 칼라의 영상 표시가 가능하며 좋은 실재감, 실현이 수월하다는 장점이 있다.As described above, a polarization filter method for implementing a 3D stereoscopic image is to separate images of left and right eyes using a light shielding effect by a combination of orthogonal polarizing elements, and project the left and right images onto a screen by a projector equipped with orthogonal polarizing filters. Observe with glasses with orthogonal polarization filters. This method has the advantages of good color reproducibility, high resolution, full color image display, good realism and easy realization.

도 6은 본 발명에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 구조 및 원리를 나타낸 도면이다. 도 6에 나타낸 바와 같이 조명광원(200)으로서 조명광을 발생하는 광원, 운전자가 필요로 하는 각종의 정보 이미지를 출력하는 마이크로 디스플레이 패널을 구비하는 영상원(210), 조명광을 통하여 영상원(210)으로부터 출력되는 이미지를 입체영상 이미지로 전환하기 위한 필터(220)를 구비하는 광학계, 광학계로부터 출력되는 입체영상 이미지를 윈드실드 글래스 방향으로 출력하는 미러 시스 템 및 미러 시스템으로부터 출력되는 입체영상 이미지를 운전자 방향으로 반사하는 컴바이너를 포함하는 구성으로 되어있다.6 is a view showing the structure and principle of a vehicle head-up display device according to the present invention. As shown in FIG. 6, an image source 210 having a light source for generating illumination light, a micro display panel for outputting various information images required by the driver as an illumination light source 200, and an image source 210 through illumination light. An optical system having a filter 220 for converting an image output from the image into a stereoscopic image, a mirror system for outputting a stereoscopic image output from the optical system in a windshield glass direction, and a stereoscopic image output from the mirror system The combiner includes a combiner that reflects in the direction.

즉, 마이크로 디스플레이 패널(210)에서 출력하는 각종의 정보를 조명광을 통하여 투사 또는 반사시키고, 2차원의 이미지를 3차원 이미지로 전환하는 입체영상 필터(220)를 통과시킴으로써, 각종의 광학 소자와 미러로 구성된 광학계를 거쳐 차량의 윈드실드에 반사시켜 차량의 전면에 3차원의 정보 이미지(250)가 구현되게 된다.That is, various kinds of optical elements and mirrors are projected by reflecting or reflecting various types of information output from the micro display panel 210 through the illumination light, and passing through the stereoscopic image filter 220 which converts the two-dimensional image into a three-dimensional image. The three-dimensional information image 250 is implemented on the front surface of the vehicle by reflecting the windshield of the vehicle through the optical system configured as follows.

도 6에 예시된 본 발명의 실시예는 차량의 대쉬보드(dash board)에 장착할 수 있는 포터블(portable) HUD 시스템일 수 있고, 차량 내부에 장착되는 built-in 장치일 수 있다. 이와 같이 본 발명과 같은 구성으로 HUD 시스템을 구성하게 되면 입체영상 이미지를 구현할 수 있는 소형 또는 슬림형의 HUD 시스템을 제공할 수 있게 된다.The embodiment of the present invention illustrated in FIG. 6 may be a portable HUD system that may be mounted on a dashboard of a vehicle, or may be a built-in device mounted inside the vehicle. As such, when the HUD system is configured in the same manner as the present invention, it is possible to provide a small or slim HUD system capable of realizing a stereoscopic image.

도 7은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 폴더형 컴바이너를 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 개략도와 원리를 나타낸 도면이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 도 6의 HUD 시스템과 달리 컴바이너(235)가 일체화된 폴더형 컴바이너(235)를 구비하는 시스템이다. 마이크로 디스플레이 패널(210)을 정보 이미지를 입체영상 필터(220)를 통과 시켜 3차원 정보 이미지(250)를 컴바이너에 바로 반사시켜 운전자와 일정거리를 두고 표시하게 하는 구조이다. FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic diagram and principle of a vehicle head-up display device including a clamshell combiner as another embodiment according to the present invention. As shown in FIG. 7, unlike the HUD system of FIG. 6, the combiner 235 includes a foldable combiner 235 integrated therein. The micro display panel 210 allows the information image to pass through the 3D image filter 220 so that the 3D information image 250 is directly reflected to the combiner to be displayed at a predetermined distance from the driver.

이와 같은 구성을 포함하는 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치를 제공하게 되면, 3차원 입체영상을 디스플레이 할 수 있는 포터블(portable) 또는 슬림 형 HUD 시스템을 용이하게 구현할 수 있고, 이러한 3차원 입체영상의 구현으로 3차원 이미지 정보를 포함하는 운전자가 필요로 하는 정보를 다양하게 구현할 수 있게 된다. When providing the head-up display device according to the present invention including such a configuration, it is possible to easily implement a portable (portable) or slim type HUD system that can display a three-dimensional stereoscopic image, The implementation enables a variety of information required by the driver including the 3D image information.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.In the present invention as described above has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations are possible from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all the things that are equivalent to or equivalent to the claims as well as the following claims will belong to the scope of the present invention. .

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치를 제공하게 되면, 3차원 입체영상을 디스플레이 할 수 있는 포터블(portable) 또는 슬림형 HUD 시스템을 용이하게 구현할 수 있고, 이러한 3차원 입체영상의 구현으로 운전자가 필요로 하는 3차원 이미지 정보를 다양하게 구현할 수 있게 된다.As described above, when the vehicle head-up display device according to the present invention is provided, a portable or slim HUD system capable of displaying a 3D stereoscopic image can be easily implemented. Various 3D image information required by the driver can be realized.

또한, 색 재현성이 좋고, 높은 해상도, 풀 칼라의 영상 표시가 가능하며 좋은 실재감, 실현이 수월하게 된다.In addition, color reproducibility is good, high resolution, full color image display is possible, good realism and realization are easy.

Claims (10)

조명광을 발생하는 광원;A light source generating illumination light; 운전자가 필요로 하는 각종 영상정보 수신하여 이미지 신호를 출력하는 마이크로 디스플레이 패널을 구비하는 영상원; An image source including a micro display panel which receives various image information required by a driver and outputs an image signal; 상기 조명광을 통하여 영상원으로부터 출력되는 이미지를 입체영상 이미지로 전환하기 위한 필터를 구비하는 광학계;An optical system having a filter for converting an image output from the image source through the illumination light into a stereoscopic image image; 상기 광학계로부터 출력되는 입체영상 이미지를 윈드실드 글래스 방향으로 출력하는 미러 시스템; 및A mirror system for outputting a stereoscopic image output from the optical system in a windshield glass direction; And 상기 미러 시스템으로부터 출력되는 입체영상 이미지를 운전자 방향으로 반사하는 컴바이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 차량용 헤드업 디스플레이 장치.And a combiner for reflecting a stereoscopic image output from the mirror system in a driver's direction. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필터는 폴라라이징 필터(polarizing filter)인 것을 특징으로 하는 소형 차량용 헤드업 디스플레이 장치.The filter for a small vehicle head-up display, characterized in that the polarizing filter (polarizing filter). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필터는 렌티큘러 렌즈 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 차량용 헤드업 디스플레이 장치. The filter of claim 1, wherein the filter is made of a lenticular lens sheet. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 필터는 슬릿 어레이 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 차량용 헤드업 디스플레이 장치. And said filter is made of a slit array sheet. 제2항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 2 to 3, 상기 마이크로 디스플레이 패널은 LCD 또는 DMD 인 것을 특징으로 하는 소형 차량용 헤드업 디스플레이 장치.The micro display panel is a small vehicle head-up display device, characterized in that the LCD or DMD. 조명광을 발생하는 광원;A light source generating illumination light; 운전자가 필요로 하는 각종 영상정보 이미지를 수신하여 이미지 신호를 출력하는 마이크로 디스플레이 패널을 구비하는 영상원;An image source including a micro display panel for receiving various image information images required by a driver and outputting image signals; 상기 조명광을 통하여 영상원으로부터 출력되는 이미지 신호를 입체영상 이미지로 전환하기 위한 필터를 구비하는 광학계;An optical system having a filter for converting an image signal output from an image source through the illumination light into a stereoscopic image image; 상기 광학계로부터 출력되는 입체영상 이미지를 운전자 방향으로 반사하고 상기 영상원 및 광학계와 일체화된 구조로서, 폴더형 컴바이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 소형 차량용 헤드업 디스플레이 장치. A small vehicle head-up display device comprising a clamshell combiner as a structure which reflects a stereoscopic image image output from the optical system in a driver's direction and is integrated with the image source and the optical system. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 필터는 폴라라이징 필터(polarizing filter)인 것을 특징으로 하는 소 형 차량용 헤드업 디스플레이 장치.The filter is a small vehicle head-up display device, characterized in that the polarizing filter (polarizing filter). 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 필터는 렌티큘러 렌즈 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 차량용 헤드업 디스플레이 장치.The filter of claim 1, wherein the filter is made of a lenticular lens sheet. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 필터는 슬릿 어레이 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 소형 차량용 헤드업 디스플레이 장치. And said filter is made of a slit array sheet. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 7 to 9, 상기 마이크로 디스플레이 패널은 LCD 또는 DMD 인 것을 특징으로 하는 소형 차량용 헤드업 디스플레이 장치.The micro display panel is a small vehicle head-up display device, characterized in that the LCD or DMD.

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