KR20210152625A

KR20210152625A - 헤드업 디스플레이 시스템

Info

Publication number: KR20210152625A
Application number: KR1020200069094A
Authority: KR
Inventors: 유장우; 서원택; 양대호; 이창건; 이홍석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2020-06-08
Filing date: 2020-06-08
Publication date: 2021-12-16
Also published as: US11874465B2; US20210382304A1

Abstract

일 실시예는, 영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치, 상기 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어 상기 제1 편광의 광을 투과시키는 편광 빔 스플리터, 상기 편광 빔 스플리터를 투과한 광의 위상을 변환하여 투과시키는 파장판 및 상기 편광 빔 스플리터와 상기 파장판을 순차적으로 투과한 광을 반사시켜 다시 상기 파장판을 투과하여 상기 편광 빔 스플리터로 향하도록 하는 거울을 포함하는 헤드업 디스플레이 시스템을 제공한다.
편광 빔 스플리터는 상기 거울에 의해 반사되어 다시 상기 파장판을 투과함으로써 상기 제1 편광과 다른 제2 편광으로 변환된 광을 반사시킬 수 있다.

Description

헤드업 디스플레이 시스템{Head-up display system}

본 개시의 기술적 사상은 일반적으로 헤드업 디스플레이 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는, 빔 스플리터를 포함하는 헤드업 디스플레이 시스템에 관한 것이다.

차량 내에서 운전자에게 정보를 효과적으로 제공할 수 있는 차량용 헤드업 디스플레이 시스템이 연구 및 개발되고 있다. 헤드업 디스플레이 시스템은, 차량의 주행 속도, 연비, 엔진의 상태 등을 표시하여 제공할 수 있고, 길을 알려주는 네비게이션 정보를 제공할 수 있다. 헤드업 디스플레이는 운전자에게 주행정보를 차량 전면유리(windshield) 혹은 컴바이너(combiner)를 통해서 전방시야에 오버랩되도록 표시해주는 디스플레이 장치이다.

헤드업 디스플레이의 성능을 나타내는 대표적인 광학 사양으로는 화각, 상거리(Virtual image distance; VID) 등이 있다. 일반적으로, 헤드업 디스플레이의 화각은 약 5~6도이고, VID는 약 2~3m 수준이다. 운전자에게 주행정보를 더 넓은 시야 범위에서 제공하고, 실상의 초점과 매칭되는 가상 이미지를 제공하기 위해서는 10도 이상의 화각과 7m 이상의 VID가 필요할 수 있다.

한편, 컴바이너 헤드업 디스플레이는 가상 이미지를 운전자의 시선보다 낮은 위치에 마련되는 컴바이너를 통해 운전자에게 제공한다. 따라서, 컴바이너 헤드업 디스플레이는 운전자의 시선을 방해하지 않고 가상 이미지를 제공하고자 하는 헤드업 디스플레이의 본래 목적에 부합하지 않을 수 있다.

이와 달리, 전면유리(windshield) 헤드업 디스플레이는 운전자의 시선 이동을 최소화 하는 위치에 가상 이미지를 제공할 수 있다. 그러나, 가상 이미지가 제공되는 차량의 전면유리(windshield)의 형상은 비점수차(astiamatism), 왜곡수차(distortion) 등의 각종 수차를 일으키며, 이를 광학적 설계를 통해 보정하는 것은 쉽지 않다. 전면유리(windshield) 헤드업 디스플레이는 이러한 각종 수차를 최소화하기 위해, 비구면 거울 또는 자유형상곡면 거울 등을 포함한다. 이런 전면유리(windshield) 헤드업 디스플레이의 화각은 5~6도 수준이다. 전면유리(windshield) 헤드업 디스플레이의 화각을 증가시키기 위해서 비구면 거울 또는 자유형상곡면 거울 등의 크기를 증가시킬 경우, 전면유리(windshield) 헤드업 디스플레이 시스템 전체의 부피가 증가하고, 수차 발생이 증가할 수 있다. 또한, 비구면 거울 또는 자유형상곡면 거울 등을 대형으로 제작 과정에서 발생하는 형상 변형 및 평가가 기술적으로 어렵다.

본 개시의 예시적인 실시예에 따라 증가된 화각 및 VID를 가지는 소형화된 헤드업 디스플레이 시스템을 제공하고자 한다.

일 실시예는,

영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치, 상기 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어 상기 제1 편광의 광을 투과시키는 편광 빔 스플리터, 상기 편광 빔 스플리터를 투과한 광의 위상을 변환하여 투과시키는 파장판 및 상기 편광 빔 스플리터와 상기 파장판을 순차적으로 투과한 광을 반사시켜 다시 상기 파장판을 투과하여 상기 편광 빔 스플리터로 향하도록 하는 거울을 포함하는 헤드업 디스플레이 시스템을 제공한다.

상기 편광 빔 스플리터는 상기 거울에 의해 반사되어 다시 상기 파장판을 투과함으로써 상기 제1 편광과 다른 제2 편광으로 변환된 광을 반사시킬 수 있다.

상기 거울은 오목 거울를 포함할 수 있다.

상기 헤드업 디스플레이 시스템은 상기 편광 빔 스플리터와 상기 파장판을 순차적으로 투과한 광이 입사되는 입사면을 가지며, 상기 거울과 상기 파장판 사이에 마련되어 상기 입사면을 통해 입사된 상기 광을 굴절시키는 볼록 렌즈를 더 포함할 수 있다.

상기 거울은 상기 입사면과 마주하는 상기 볼록 렌즈의 일 면의 형상에 대응하는 형상을 가지며 상기 일 면에 접촉하여 상기 볼록 렌즈와 일체형으로 형성될 수 있다.

상기 영상 생성 장치는 상기 거울과 상기 거울의 초점 사이에 영상을 결상시킬 수 있다.

상기 거울은 구면 거울을 포함할 수 있다.

상기 거울은 비구면 거울 및 자유형상곡면 거울 중 어느 하나를 포함할 수 있

다.

상기 파장판은 4분의 1 파장판을 포함할 수 있다.

상기 제1 편광의 편광축과 상기 제2 편광의 편광축은 서로 수직일 수 있다.

상기 편광 빔 스플리터는 회전이 가능하도록 구성될 수 있다.

상기 영상 생성 장치는 좌안용 영상을 생성하는 제1 영상 생성 장치 및 우안용 영상을 생성하는 제2 영상 생성 장치를 포함할 수 있다.,

상기 헤드업 디스플레이 시스템은 사용자의 안구의 위치를 추적하는 센서를 더 포함할 수 있다.

상기 헤드업 디스플레이 시스템은 상기 센서를 통해 획득한 상기 사용자의 안구의 위치 정보를 기반으로, 상기 영상 생성 장치의 움직임을 제어하는 프로세서를 더 포함할 수 있다.

다른 일 실시예는,

영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치, 상기 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어 상기 제1 편광의 광을 반사시키는 제1 편광 빔 스플리터, 상기 제1 편광 빔 스플리터에 의해 반사된 광의 위상을 변환하여 투과시키는 제1 파장판, 상기 제1 파장판을 투과한 광을 반사시켜 다시 상기 제1 파장판을 투과하여 상기 제1 편광 빔 스플리터로 향하도록 하는 제1 거울, 상기 제1 편광 빔 스플리터를 사이에 두고 상기 제1 파장판과 이격되어 마련되어 제1 거울에 의해 반사되어 상기 제1 파장판및 상기 제1 편광 빔 스플리터를 순차적으로 투과한 광의 위상을 변환하여 투과시키는 제2 파장판 및 상기 제1 편광 빔 스플리터와 상기 제2 파장판을 순차적으로 투과한 광을 반사시켜 다시 상기 제2 파장판을 투과하여 상기 제1 편광 빔 스플리터로 향하도록 하는 제2 거울을 포함하는 헤드업 디스플레이 시스템을 제공한다.

상기 제1 편광 빔 스플리터는 상기 제2 거울에 의해 반사되어 다시 상기 제2 파장판을 투과한 광을 반사시킬 수 있다.

상기 제2 거울은 오목 거울를 포함할 수 있다.

상기 헤드업 디스플레이 시스템은 상기 제1 편광 빔 스플리터와 상기 제2 파장판을 순차적으로 투과한 광이 입사되는 입사면을 가지며, 상기 제2 거울과 상기 제2 파장판 사이에 마련되어 상기 입사면을 통해 입사된 상기 광을 굴절시키는 볼록 렌즈를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 거울은 상기 입사면과 마주하는 상기 볼록 렌즈의 일 면의 형상에 대응하는 형상을 가지며 상기 일 면에 접촉하여 상기 볼록 렌즈와 일체형으로 형성될 수 있다.

상기 영상 생성 장치는 상기 제2 거울과 상기 제2 거울의 초점 사이에 영상을 결상시킬 수 있다.

상기 제1 거울에 의해 반사되어 상기 제1 파장판을 투과하고, 상기 제1 편광 빔 스플리터로 향하는 광은 상기 제1 편광과 다른 제2 편광의 광을 포함하고, 상기 제2 거울에 의해 반사되어 상기 제2 파장판을 투과하고, 상기 제1 편광 빔 스플리터로 향하는 광은 상기 제1 편광의 광을 포함할 수 있다.

상기 제1 파장판 및 상기 제2 파장판은 4분의 1 파장판을 포함할 수 있다.

상기 영상 생성 장치로부터의 광을 상기 제1 편광 빔 스플리터로 전달하는 제3 거울을 더 포함할 수 있다.

헤드업 디스플레이 시스템은 상기 제1 편광 빔 스플리터 및 상기 제1 파장판 사이에 마련되어 상기 영상 생성 장치로부터의 광을 반사시켜 상기 제1 파장판으로 전달하는 제2 편광 빔 스플리터를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 편광 빔 스플리터는 회전이 가능하도록 구성되고, 상기 제2 편광 빔 스플리터는 고정되도록 구성될 수 있다.

또 다른 일 실시예는,

영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치, 상기 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어, 상기 제1 편광의 광의 일부는 제1 방향으로 반사시키고 다른 일부는 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 투과시키는 빔 스플리터, 상기 빔 스플리터에 의해 상기 제1 방향으로 반사된 광의 위상을 변환하여 투과시키는 파장판, 상기 파장판을 투과한 광을 반사시켜 다시 상기 파장판을 투과하여 상기 빔 스플리터로 향하도록 하는 제1 거울, 상기 빔 스플리터를 사이에 두고 상기 제1 거울과 이격되어 마련되며 상기 제1 거울에 의해 반사되어 상기 파장판 및 상기 빔 스플리터를 순차적으로 투과한 광을 반사시켜 다시 상기 빔 스플리터로 향하도록 하는 제2 거울 및 상기 빔 스플리터를 투과하여 상기 제2 방향으로 진행하는 상기 제1 편광의 광의 진행을 차단하는 편광판을 포함하는 헤드업 디스플레이 시스템을 제공한다.

상기 빔 스플리터는 상기 제2 거울에 의해 반사된 광을 반사시키고, 상기 편광판은 상기 제2 거울 및 상기 빔 스플리터에 의해 순차적으로 반사된 광을 투과시킬 수 있다.

상기 제2 거울은 오목 거울을 포함할 수 있다.

상기 헤드업 디스플레이 시스템은 상기 파장판 및 상기 빔 스플리터를 순차적으로 투과한 광이 입사되는 입사면을 가지며, 상기 제2 거울과 상기 빔 스플리터 사이에 마련되어 상기 입사면을 통해 입사된 상기 광을 굴절시키는 볼록 렌즈를 더 포함할 수 있다.

상기 영상 생성 장치는, 상기 영상 정보를 포함하는 광을 생성하는 디스플레이 패널 및 상기 디스플레이 패널로부터의 광을 확산시키는 광학계를 포함할 수 있다.

상기 디스플레이 패널은 LCoS, DMD 및 LCD 패널 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

상기 광학계는 복수 개의 렌즈를 포함할 수 있다.

상기 광학계는 복수 개의 렌즈 중간에 마련되어, 상기 디스플레이 패널로부터 방출되는 광의 일부를 차단하는 조리개를 더 포함할 수 있다.

상기 조리개는 상기 디스플레이 패널로부터 방출되는 평행광을 차단하도록 구성될 수 있다.

상기 조리개는 중앙에 점 형태의 차단막을 가짐으로써, 상기 복수 개의 렌즈에 의해 상기 조리개 중앙으로 모이는 광을 차단하도록 구성될 수 있다.

상기 디스플레이 패널은 컴퓨터 홀로그램(computer generated hologram; CGH)를 생성할 수 있다.

상기 조리개는 상기 디스플레이 패널로부터 방출되는 광 중 1차 회절광이 상기 복수 개의 렌즈에 의해 모이는 지점에 마련된 개구부를 포함할 수 있다.

본 개시의 예시적인 실시예에 따라 증가된 화각 및 VID를 가지는 소형화된 헤드업 디스플레이 시스템을 제공할 수 있다.

본 개시의 예시적인 실시예에 따라 영상 생성 장치의 온도 상승에 의한 기능 저하를 방지할 수 있는 구조를 가지는 헤드업 디스플레이 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 본 개시의 예시적인 실시예에 따라, 도 1의 영상 생성 장치에 의한 영상의 결상 위치를 간략하게 도시한 측면도이다.
도 4는 본 개시의 예시적인 실시예에 따라, 도 1의 영상 생성 장치로부터 방출된 광의 진행 경로를 간략하게 도시한 측면도이다.
도 5는 본 개시의 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 6은 본 개시의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 7은 본 개시의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 8은 본 개시의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 9는 본 개시의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 10은 본 개시의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 11은 본 개시의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 12는 본 개시의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 13은 도 1의 제1 영상 생성 장치의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 14는 도 1의 제1 영상 생성 장치의 예시적인 구성을 간략하게 도시한 측면도이다.
도 15는 도 14의 제1 영상 생성 장치에 포함될 수 있는 조리개의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 16은 도 14의 제1 영상 생성 장치에 포함될 수 있는 조리개의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템에 대해 상세히 설명한다. 이하의 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성과 편의를 위하여 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예들은 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다.

이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

“상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 고 전자 이동도 트랜지스터 및 그 제조방법은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템(1000)의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 2는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템(1000)의 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 1을 참조하면, 헤드업 디스플레이 시스템(1000)은 영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치(100, 101), 영상 생성 장치(100, 101)로부터 방출되는 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어 상기 제1 편광의 광을 투과시키는 편광 빔 스플리터(polarization beam splitter; PBS)(200), 편광 빔 스플리터(200)를 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어 편광 빔 스플리터(200)를 투과한 광의 위상을 변환하여 투과시키는 파장판(300) 및 편광 빔 스플리터(200)와 파장판(300)을 순차적으로 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어 편광 빔 스플리터(200)와 파장판(300)을 투과한 광을 반사시켜 다시 파장판(300)을 투과하여 편광 빔 스플리터(200)로 향하도록 하는 거울(400)을 포함할 수 있다.

영상 생성 장치(100, 101)는 영상 정보를 포함하는 광을 생성하는 디스플레이 패널(20, 도 13 참조) 및 디스플레이 패널(20)로부터의 광을 확산시키는 광학계(30, 도 13 참조)를 포함할 수 있다. 영상 생성 장치(100, 101)의 구체적인 구성에 대해서는 도 13를 참조하여 후술한다. 영상 생성 장치(100, 101)는 제1 편광의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 편광은 수평 편광(P편광)일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 편광은 수직 편광(S편광)일 수 있다. 영상 생성 장치(100, 101)는 좌안용 영상을 생성하는 제1 영상 생성 장치(100) 및 우안용 영상을 생성하는 제2 영상 생성 장치(101)를 포함할 수 있다. 제1 영상 생성 장치(100) 및 제2 영상 생성 장치(101)는 모두 동일한 제1 편광의 광을 방출할 수 있다. 제1 영상 생성 장치(100)로부터의 영상과 제2 영상 생성 장치(101)로부터의 영상은 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 제1 영상 생성 장치(100)로부터의 영상과 제2 영상 생성 장치(101)로부터의 영상이 결합된 스테레오 형태의 3차원 입체 영상이 운전자에게 제공될 수 있다. 또한, 제1 영상 생성 장치(100) 및 제2 영상 생성 장치(101)는 컴퓨터 생성 홀로그램(Computer generative hologram; CGH) 영상을 생성할 수도 있다. 예를 들어, 제1 영상 생성 장치(100) 및 제2 영상 생성 장치(101)에 포함된 디스플레이 패널(20)은 CGH 영상을 생성할 수 있다.

편광 빔 스플리터(200)는 영상 생성 장치(100, 101)로부터 방출되는 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 편광 빔 스플리터(200)의 중심점은 상기 광의 진행 경로 상에 위치할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 편광 빔 스플리터(200)는 영상 생성 장치(100, 101)로부터 방출되는 광의 진행 경로 상이면 어디든 위치할 수 있다. 편광 빔 스플리터(200)는 편광의 종류에 따라 광을 투과시키거나 반사시킬 수 있다. 편광 빔 스플리터(200)는 영상 생성 장치(100, 101)로부터의 광을 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 편광 빔 스플리터(200)는 영상 생성 장치(100, 101)가 생성한 제1 편광의 광을 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 편광 빔 스플리터(200)는 영상 생성 장치(100, 101)로부터 방출된 수평 편광(P편광)의 광을 투과시킬 수 있다. 영상 생성 장치(100, 101)로부터 방출된 광에 대한 편광 빔 스플리터(200)의 입사면은 상기 광의 진행 경로에 대해 소정의 각도로 기울어질 수 있다. 한편, 편광 빔 스플리터(200)는 회전이 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 영상 생성 장치(100, 101)로부터 방출된 광의 편광 빔 스플리터(200)의 입사면에 대한 입사각이 바뀌도록, 편광 빔 스플리터(200)가 회전할 수 있다.

파장판(300)은 편광 빔 스플리터(200)를 투과한 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 파장판(300)은 입사광의 위상을 변환하여 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 영상 생성 장치(100, 101)로부터 방출되어 편광 빔 스플리터(200)를 투과한 제1 편광의 광의 위상을 90도만큼 변환할 수 있다. 예를 들어, 영상 생성 장치(100, 101)로부터 방출된 제1 편광의 광이 수평 편광(P편광)의 광인 경우, 파장판(300)을 투과한 광은 원편광의 광으로 변환될 수 있다. 예를 들어, 파장판(300)은 4분의 1 파장판(quarter wave plate; QWP)을 포함할 수 있다.

거울(400)은 파장판(300)을 투과한 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 거울(400)은 오목 거울을 포함할 수 있다. 이 경우, 거울(400)에 의해 반사된 광은 거울(400)의 초점에 포커싱될 수 있다. 예를 들어, 거울(400)은 비구면(aspheric) 거울 또는 자유형상곡면 거울 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 거울(400)은 구면 거울을 포함할 수 있다. 도 1에는 파장판(300)과 거울(400)이 이격된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 파장판(300)과 거울(400)은 일체형으로 형성될 수도 있다.

거울(400)은 파장판(300)을 투과한 광을 반사시켜 다시 파장판(300)을 투과하도록 할 수 있다. 상기 광이 다시 파장판(300)을 투과하는 경우, 상기 광의 위상은 파장판(300)에 의해서 재차 변환될 수 있다. 예를 들어, 거울(400)에 의해 반사된 광의 위상이 파장판(300)을 투과함으로써 90도만큼 변환될 수 있다. 예를 들어, 영상 생성 장치(100, 101)로부터 방출된 제1 편광의 광이 수평 편광(P편광)의 광일 경우, 제1 편광의 광은 파장판(300)을 투과하여 원편광으로 변환될 수 있고, 이 원편광의 광은 거울(400)에 의해 반사되어 재차 파장판(300)을 투과함으로써 제1 편광과 다른 제2 편광의 광으로 변환될 수 있다. 예를 들어, 제2 편광은 수직 편광(S편광)일 수 있다. 이처럼, 영상 생성 장치(100, 101)로부터 방출된 제1 편광(예를 들어, P편광)의 광이 파장판(300)을 두 번에 걸쳐 투과함으로써, 제2 편광(예를 들어, S편광)의 광으로 변환될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 영상 생성 장치(100, 101)로부터 방출된 제1 편광의 광이 수직 편광(S편광)의 광인 경우, 제2 편광의 광은 수평 편광(P편광)의 광일 수 있다. 예를 들어, 제1 편광의 편광축과 제2 편광의 편광축은 서로 수직일 수 있다.

상기한 바와 같이, 영상 생성 장치(100, 101)로부터 방출된 제1 편광(예를 들어, P편광)의 광은 편광 빔 스플리터(200) 및 파장판(300)을 순차적으로 투과할 수 있다. 편광 빔 스플리터(200) 및 파장판(300)을 순차적으로 투과한 광은 거울(400)에 의해 반사되어 다시 파장판(300)을 투과하고 제2 편광(예를 들어, S편광)의 광으로 변환되어 편광 빔 스플리터(200)로 향할 수 있다. 그 다음, 파장판(300)을 투과하여 편광 빔 스플리터(200)로 향한 제2 편광(예를 들어, S편광)의 광은 최종적으로 편광 빔 스플리터(200)에 의해 반사될 수 있다. 예를 들어, 편광 빔 스플리터(200)는 제2 편광(예를 들어, S편광)의 광을 반사시켜 차량의 전면유리(10)로 향하도록 할 수 있다. 전면유리(10)로 향한 제2 편광(예를 들어, S편광)의 광은 전면유리(10)에 의해 반사되어 운전자의 안구(E1, E2)로 향할 수 있다. 예를 들어, 제1 영상 생성 장치(100)에 의해 생성된 좌안용 영상은 좌측 안구(E1)에 제공될 수 있다. 또한, 제2 영상 생성 장치(101)에 의해 생성된 우안용 영상은 우측 안구(E2)에 제공될 수 있다. 이에 따라, 운전자는 영상 생성 장치(100, 101)로부터 생성된 영상을 인식할 수 있다. 또한, 편광 빔 스플리터(200)가 회전함에 따라, 운전자의 안구(E1, E2)의 위치가 바뀌더라도, 영상 생성 장치(100, 101)로부터의 광이 변환된 위치의 안구(E1, E2)에 전달될 수 있다.

도 1을 참조하여 상기한 바와 같이, 영상 생성 장치(100, 101)로부터 방출된 광이 편광 빔 스플리터(200)를 통과하여 최종적으로 전면유리(10)로 제공될 수 있다. 이와 같이, 편광 빔 스플리터(200)를 도입함으로써, 영상 생성 장치(100, 101)를 적절하게 배치하여 헤드업 디스플레이 시스템(1000)의 부피가 커지지 않도록 할 수 있다. 편광 빔 스플리터(200)가 없는 경우에는, 영상 생성 장치(100, 101)로부터의 광이 전면유리(10)로 향할 수 있도록 별도의 광학계를 추가적으로 배치해야 할 수 있다. 이 경우, 헤드업 디스플레이 시스템(1000)의 부피가 커질 수 있다.

도 2를 참조하면, 헤드업 디스플레이 시스템(1000)의 상측에서 바라볼 경우, 영상 생성 장치(100, 101), 편광 빔 스플리터(200), 파장판(300) 및 거울(400)은 일직선 상에 순차적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 거울(400)이 오목 거울인 경우, 영상 생성 장치(100, 101)에서 방출되는 광의 진행 경로는, 거울(400)의 중심점과 거울(400)의 초점을 잇는 직선의 연장선과 평행할 수 있다. 이에 따라, 거울(400)에 의해 발생할 수 있는 영상 생성 장치(100, 101)로부터 방출되는 광에 대한 수차가 억제될 수 있다. 따라서, 구면 거울을 포함하는 거울(400)을 적용하더라도, 헤드업 디스플레이 시스템(1000)의 수차 발생을 최소화할 수 있다.

나아가, 영상 생성 장치(100, 101)는 거울(400)과 거울의 초점(f1, 도 3 참조) 사이에 영상을 결상시킬 수 있다. 영상 생성 장치(100, 101)에 의한 영상 결상 위치에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 후술한다.

도 3은 본 개시의 예시적인 실시예에 따라, 도 1의 영상 생성 장치(100)에 의한 영상의 결상 위치를 간략하게 도시한 측면도이다. 도 4는 본 개시의 예시적인 실시예에 따라, 도 1의 영상 생성 장치(100)로부터 방출된 광의 진행 경로를 간략하게 도시한 측면도이다. 도 3 및 도 4에는 도 1의 제1 영상 생성 장치(100)만을 도시하였다. 도 3 및 도 4를 통해 설명하는 내용은 도 1의 제2 영상 생성 장치(101)에도 적용될 수 있다. 도 3 및 도 4에는 오목 거울인 거울(400)을 도시하였다. 도 3 및 도 4를 설명함에 있어, 도 1 및 도 2와 중복되는 내용은 생략한다.

도 3을 참조하면, 제1 영상 생성 장치(100)는 거울(400)과 거울(400)의 초점(f1) 사이의 임의의 영역(a1) 밖에 마련되어, 영역(a1)에 영상을 결상시킬 수 있다. 다시 말해, 제1 영상 생성 장치(100)는 영상을 영역(a1)에 결상시키는 프로젝터(projector) 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 영상 생성 장치(100)는 거울(400)의 중심점과 거울(400)의 초점(f1)을 연결하는 직선의 연장선 상에 마련될 수 있다. 이에 따라, 제1 영상 생성 장치(100)로부터 방출되는 광의 진행 경로가 거울(400)의 중심점과 거울(400)의 초점(f1)을 연결하는 직선의 연장선과 평행할 수 있다. 이 경우, 제1 영상 생성 장치(100)로부터 방출되는 광의 진행 경로가 거울(400)의 중심점과 거울(400)의 초점(f1)을 연결하는 선의 연장선과 평행하지 않은 경우에 비하여, 거울(400)에 의한 수차 발생이 억제될 수 있다. 따라서, 도 3의 구성을 적용한 헤드업 디스플레이 시스템(1000)은 화각을 넓히기 위해 거울(400)의 크기를 증가시키더라도, 거울(400)에 의해 일어날 수 있는 수차 발생이 억제될 수 있다.

나아가, 제1 영상 생성 장치(100)는 영역(a1)의 제1 위치에 제1 영상(p1)을 결상시킬 수 있다. 이 경우, 제1 영상(p1)에 대한 제1 허상(q1)이 거울(400)에 의해 생성될 수 있다. 또한, 예를 들어, 영상 생성 장치(100)는 영역(a1)의 제2 위치에 제2 영상(p2)을 결상시킬 수 있다. 이 경우, 제2 영상(p2)에 대한 제2 허상(q2)이 거울(400)에 의해 생성될 수 있다. 제1 영상(p1)은 제2 영상(p2)보다 거울(400)에 더 가까운 위치에 결상될 수 있다. 다시 말해, 제2 영상(p2)이 제1 영상(p1)보다 거울(400)의 초점(f1)에 더 가깝게 결상될 수 있다. 이에 따라, 제2 허상(q2)의 VID는 제1 허상(q1)의 VID보다 길 수 있다. 이처럼, 영상 생성 장치(100)로부터 생성되는 영상의 결상 위치를 적절히 조절함으로써, 영상의 VID를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 도 1의 헤드업 디스플레이(1000)의 VID는 7m보다 길 수 있다.

한편, 외부로부터의 광(예를 들어, 태양광)이 거울(400)에 의해 초점(f1)으로 포커싱될 수 있다. 이에 따라, 영역(a1)에 제1 영상 생성 장치(100)를 마련한 경우에는, 제1 영상 생성 장치(100)의 온도가 동작 허용 온도 이상으로 증가하여 헤드업 디스플레이 시스템(1000)의 신뢰성이 현저히 저하될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 개시의 예시적인 실시예에 따르면, 제1 영상 생성 장치(100)는 영역(a1) 밖에 마련될 수 있다. 이에 따라, 외부로부터의 광(예를 들어, 태양광)이 거울(400)에 의해 초점(f1)으로 포커싱되더라도, 외광에 의한 온도 상승에 따른 제1 영상 생성 장치(100)의 성능 저하가 발생하지 않을 수 있다.

도 4를 참조하면, 제1 영상 생성 장치(100)로부터 생성된 제1 편광(예를 들어, P편광)의 광은 편광 빔 스플리터(200)를 투과할 수 있다. 이 경우, 제1 편광의 광에 의한 영상이 편광 빔 스플리터(200)와 파장판(300) 사이에 생성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 편광의 광에 의한 영상이 파장판(300)과 거울(400) 사이에 생성될 수도 있다. 편광 빔 스플리터(200)를 투과한 제1 편광의 광은 파장판(300)을 투과하여 원편광의 광으로 변환될 수 있다. 편광 빔 스플리터(200)를 투과한 원편광의 광은 거울(400)에 의해 반사되어 다시 파장판(300)을 향해 진행할 수 있다. 거울(400)에 의해 반사된 원편광의 광은 파장판(300)을 투과하여 제2 편광(예를 들어, S편광)으로 변환될 수 있다. 다시 파장판(300)을 투과한 제2 편광의 광은 편광 빔 스플리터(200)에 의해 반사될 수 있다. 편광 빔 스플리터(200)에 의해 반사된 제2 편광의 광은 전면유리(10, 도 1 참조) 등에 의해 반사되어 운전자에게 전달될 수 있다.

이처럼, 영상 생성 장치(100)로부터 방출된 제1 편광의 광에 의한 영상은 거울(400)과 거울(400)의 초점(f1) 사이에 결상되고, 이 영상은 편광 빔 스플리터(200), 파장판(300) 및 거울(400)의 조합에 의해 위상이 변환된 상태로 운전자에게 제공될 수 있다.

도 5는 본 개시의 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템(1100)의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 5의 헤드업 디스플레이 시스템(1100)의 구성은 센서(510) 및 프로세서(610)를 제외하고는 도 1의 헤드업 디스플레이 시스템(1000)의 구성과 실질적으로 동일할 수 있다. 도 5를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 4와 중복되는 내용은 생략한다.

도 5를 참조하면, 헤드업 디스플레이 시스템(1100)은 영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치(110, 111), 영상 생성 장치(110, 111)로부터 방출되는 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어 상기 제1 편광의 광을 투과시키는 편광 빔 스플리터(210), 편광 빔 스플리터(210)를 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어 편광 빔 스플리터(210)를 투과한 광의 위상을 변환하여 투과시키는 파장판(310) 및 편광 빔 스플리터(210)와 파장판(310)을 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어 편광 빔 스플리터(210)와 파장판(310)을 투과한 광을 반사시켜 다시 파장판(310)을 투과하여 편광 빔 스플리터(210)로 향하도록 하는 거울(410)을 포함할 수 있다. 나아가, 헤드업 디스플레이 시스템(1100)은 사용자(ex. 운전자)의 안구(E3, E4)의 위치를 추적하는 센서(510), 센서(510)를 통해 획득한 사용자의 안구(E3, E4)의 위치 정보를 기반으로, 영상 생성 장치(110, 111)의 움직임을 제어하는 프로세서(610)를 더 포함할 수 있다.

센서(510)는 예를 들어, 안구(E3, E4)의 위치를 촬영하는 카메라를 포함할 수 있다. 센서(510)는 사용자의 안구(E3, E4)의 위치 및 방향을 추적함으로써, 사용자의 시선 방향을 나타내는 시선 벡터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 센서(510)는 적외선의 각막 반사를 이용하여 시선 방향을 검출하는 기술을 이용하여 사용자의 시선 벡터를 획득할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 센서(510)는 컴퓨터 비전 기술을 이용하여, 눈동자의 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 이용하여 눈동자의 위치 변화를 추적할 수 있다. 센서(510)는 안구(E3, E4)의 위치 변화를 이용하여 시선 벡터를 획득할 수 있다. 센서(510)는 획득한 시선 벡터를 프로세서(610)에 제공할 수 있다.

프로세서(610)는 센서(510)로부터 전달된 안구(E3, E4)의 위치 정보를 바탕으로 안구(E3, E4)의 이동 방향과 위치를 계산하는 연산부(611) 및 연산부(611)로부터의 안구(E3, E4)에 관한 정보와 사전 캘리브레이션(calibration)된 데이터를 바탕으로 영상 생성 장치(110, 111)를 이동시키는 구동부(612)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 연산부(611)의 연산 결과를 바탕으로, 구동부(612)가 영상 생성 장치(110, 111)를 사용자의 안구(E3, E4)에 영상을 전달할 수 있는 최적의 위치로 이동시킬 수 있다. 또한, 프로세서(610)는 제1 영상 생성 장치(110) 및 제2 영상 생성 장치(111)의 움직임을 독립적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 좌측 안구(E3)와 우측 안구(E4)의 서로 다른 위치에 대응하여, 제1 영상 생성 장치(110) 및 제2 영상 생성 장치(111)를 각각 적절한 위치로 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 프로세서(610)는 제1 영상 생성 장치(110) 및 제2 영상 생성 장치(111)의 3차원(3D) 공간에서의 위치를 변화시킬 수 있다. 또한, 프로세서(610)는 제1 영상 생성 장치(110) 및 제2 영상 생성 장치(111)가 서로 다른 영상을 생성하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 제1 영상 생성 장치(110)에서 생성된 좌안용 영상과 제2 영상 생성 장치(111)에서 생성된 상기 좌안용 영상과 다른 우안용 영상이 사용자의 좌측 안구(E3)와 우측 안구(E4)에 각각 전달될 수 있다.

프로세서(610)가 제1 영상 생성 장치(110) 및 제2 영상 생성 장치(111)의 위치를 3차원공간 상에서 독립적으로 제어함으로써, 전면유리(11)에 의해 발생할 수 있는 수차가 보정될 수 있다. 예를 들어, 전면유리(11)의 입사면의 형상에 의해서 편광 빔 스플리터(210)에 의해 반사되어 전면유리(11)로 입사한 광에 대한 수차가 발생 할 수 있다. 이러한 수차는 제1 영상 생성 장치(110) 및 제2 영상 생성 장치(111)의 3차원 공간 상에서의 독립적인 움직임을 통해서 보정될 수 있다.

도 6은 본 개시의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템(1200)의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 6을 설명함에 있어, 도 1 내지 도 4와 중복되는 내용은 생략한다.

도 6를 참조하면, 헤드업 디스플레이 시스템(1200)은 영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치(120, 121), 영상 생성 장치(120, 121)로부터 방출되는 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어 상기 제1 편광의 광을 반사시키는 제1 편광 빔 스플리터(220), 제1 편광 빔 스플리터(220)에 의해 반사된 광의 진행 경로 상에 마련되어, 제1 편광 빔 스플리터(220)에 의해 반사된 광의 위상을 변환하여 투과시키는 제1 파장판(720), 제1 파장판(720)을 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어 제1 파장판(720)을 투과한 광을 반사시켜 다시 제1 파장판(720)을 투과하여 제1 편광 빔 스플리터(220)로 향하도록 하는 제1 거울(820), 제1 편광 빔 스플리터(220)를 사이에 두고 제1 파장판(720)과 이격되어 마련되어 제1 거울(820)에 의해 반사되어 제1 파장판(720) 및 제1 편광 빔 스플리터(220)를 순차적으로 투과한 광의 위상을 변환하여 투과시키는 제2 파장판(320) 및 제1 편광 빔 스플리터(220)와 제2 파장판(320)을 순차적으로 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어 제1 편광 빔 스플리터(220)와 제2 파장판(320)을 순차적으로 투과한 광을 반사시켜 다시 제2 파장판(320)을 투과하여 제1 편광 빔 스플리터(220)로 향하도록 하는 제2 거울(420)을 포함할 수 있다.

영상 생성 장치(120, 121)는 제1 편광의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 편광은 수직 편광(S편광)일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 편광은 수평 편광(P편광)일 수 있다. 영상 생성 장치(120, 121)는 좌안용 영상을 생성하는 제1 영상 생성 장치(120) 및 우안용 영상을 생성하는 제2 영상 생성 장치(121)를 포함할 수 있다. 제1 영상 생성 장치(120) 및 제2 영상 생성 장치(121)는 모두 동일한 제1 편광의 광을 방출할 수 있다.

제1 편광 빔 스플리터(220)는 영상 생성 장치(120, 121)로부터 방출되는 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 제1 편광 빔 스플리터(220)는 편광의 종류에 따라 광을 투과시키거나 반사시킬 수 있다. 제1 편광 빔 스플리터(220)는 영상 생성 장치(120, 121)로부터의 광을 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 편광 빔 스플리터(220)는 영상 생성 장치(120, 121)가 생성한 제1 편광의 광을 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 편광 빔 스플리터(220)는 영상 생성 장치(120, 121)로부터 방출된 수직 편광(S편광)의 광을 반사시킬 수 있다. 영상 생성 장치(120, 121)로부터 방출된 광에 대한 제1 편광 빔 스플리터(220)의 입사면은 상기 광의 진행 경로에 대해 소정의 각도로 기울어질 수 있다. 한편, 제1 편광 빔 스플리터(220)는 회전이 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 영상 생성 장치(120, 121)로부터 방출된 광의 제1 편광 빔 스플리터(220)의 입사면에 대한 입사각이 바뀌도록, 제1 편광 빔 스플리터(220)가 회전할 수 있다.

제1 파장판(720)은 제1 편광 빔 스플리터(220)에 의해 반사된 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 제1 파장판(720)은 입사광의 위상을 변환하여 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 영상 생성 장치(120, 121)로부터 방출되어 제1 편광 빔 스플리터(220)에 의해 반사된 제1 편광의 광의 위상을 90도만큼 변환할 수 있다. 예를 들어, 영상 생성 장치(120, 121)로부터 방출된 제1 편광의 광이 수직 편광(S편광)인 경우, 제1 파장판(720)을 투과한 광은 원편광의 광으로 변환될 수 있다. 예를 들어, 제1 파장판(720)은 4분의 1 파장판(QWP)을 포함할 수 있다.

제1 거울(820)은 제1 파장판(720)을 투과한 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 제1 거울(820)은 제1 파장판(720)을 투과한 광의 진행 경로를 바꿔주는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 제1 거울(820)은 평면 거울을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 거울(820)은 구면, 비구면 또는 자유형상곡면을 중 어느 하나를 가지는 오목 거울을 포함할 수도 있다. 만약, 제1 거울(820)이 비구면 또는 자유형상곡면을 중 어느 하나를 가지는 오목 거울인 경우, 수차 발생이 억제될 수 있다.

제1 거울(820)은 제1 파장판(720)을 투과한 광을 반사시켜 다시 제1 파장판(720)을 투과하도록 할 수 있다. 상기 광이 다시 제1 파장판(720)을 투과하는 경우, 상기 광의 위상은 제1 파장판(720)에 의해서 재차 변환될 수 있다. 예를 들어, 제1 거울(820)에 의해 반사된 광의 위상이 제1 파장판(720)을 투과함으로써 90도만큼 변환될 수 있다. 예를 들어, 영상 생성 장치(120, 121)로부터 방출된 제1 편광(예를 들어, S편광)의 광은 제1 파장판(720)을 투과하여 원편광으로 변환될 수 있다. 이 원편광의 광은 제1 거울(820)에 의해 반사되어 재차 제1 파장판(720)을 투과함으로써 상기 제1 편광(예를 들어, S편광)과 다른 제2 편광(예를 들어, P편광)의 광으로 변환될 수 있다. 이처럼, 영상 생성 장치(120, 121)로부터 방출된 제1 편광(예를 들어, S편광)의 광이 제1 파장판(720)을 두 번에 걸쳐 투과함으로써, 제2 편광(예를 들어, P편광)의 광으로 변환될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 편광의 편광축과 상기 제2 편광의 편광축은 서로 수직일 수 있다. 제1 거울(820)에 의해 반사되어 제1 파장판(720)을 투과함으로써 생성된 제2 편광(예를 들어, P편광)의 광은 제1 편광 빔 스플리터(220)를 투과할 수 있다.

제2 파장판(320)은 제1 편광 빔 스플리터(220)를 투과한 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제1 파장판(720), 제1 편광 빔 스플리터(220) 및 제2 파장판(320)은 일직선 상에 마련될 수 있다. 영상 생성 장치(120, 121)는 제1 편광 빔 스플리터(220) 하부에 마련될 수 있다. 이에 따라, 제1 편광 빔 스플리터(220) 하부로부터 입사한 광이 제1 편광 빔 스플리터(220)의 한 측면으로 반사되고, 제1 거울(820)에 의해 상기 광이 입사 방향과 반대 방향으로 반사되어 다시 제1 편광 빔 스플리터(220)로 향할 수 있다. 제1 거울(820)에 의해 반사되어 제1 편광 빔 스플리터(220)로 향하는 광은 제1 편광 빔 스플리터(220)를 투과하여 제2 파장판(320)으로 향할 수 있다. 제2 파장판(320)은 입사광의 위상을 변환하여 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 파장판(320)은 제1 거울(820)에 의해 반사되어 제1 파장판(720)을 투과함으로써 생성된 제2 편광의 광의 위상을 90도만큼 변환할 수 있다. 이에 따라, 제2 편광의 광은 제2 파장판(320)을 투과함으로써 원편광의 광으로 변환될 수 있다. 예를 들어, 제2 파장판(320)은 4분의 1 파장판(QWP)을 포함할 수 있다.

제2 거울(420)은 제2 파장판(320)을 투과한 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제2 거울(420)은 오목 거울을 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 거울(420)에 의해 반사된 광은 제2 거울(420)의 초점에 포커싱될 수 있다. 예를 들어, 제2 거울(420)은 비구면(aspheric) 거울 또는 자유형상곡면 거울 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

제2 거울(420)은 제2 파장판(320)을 투과한 광을 반사시켜 다시 제2 파장판(320)을 투과하도록 할 수 있다. 상기 광이 다시 제2 파장판(320)을 투과하는 경우, 상기 광의 위상은 제2 파장판(320)에 의해서 재차 변환될 수 있다. 예를 들어, 제2 거울(420)에 의해 반사된 광의 위상이 제2 파장판(320)을 투과함으로써 90도만큼 변환될 수 있다. 예를 들어, 제1 거울(820)에 의해 반사되어 재차 제1 파장판(720)을 투과함으로써 생성된 제2 편광(예를 들어, P편광)의 광은 제2 파장판(320)을 투과함으로써 원편광의 광으로 변환될 수 있다. 이 원편광의 광은 제2 거울(420)에 의해 반사되어 재차 제2 파장판(320)을 투과함으로써 제1 편광(예를 들어, S편광)의 광으로 변환될 수 있다.

상기한 바와 같이, 영상 생성 장치(120, 121)로부터 방출된 제1 편광(예를 들어, S편광)의 광은 제1 편광 빔 스플리터(220)에 의해 반사되어 제1 파장판(720) 및 제1 거울(820)을 향해 진행할 수 있다. 제1 편광(예를 들어, S편광)의 광은 제1 파장판(720)을 투과하여 제1 거울(820)에 의해 반사되어 다시 제1 파장판(720)을 투과할 수 있다. 이처럼, 영상 생성 장치(120, 121)로부터 방출된 제1 편광(예를 들어, S편광)의 광은 제1 파장판(720)을 두 번에 걸쳐 투과함으로써, 제2 편광(예를 들어, P편광)의 광으로 변환될 수 있다. 제2 편광(예를 들어, P편광)의 광은 제1 편광 빔 스플리터(220) 및 제2 파장판(320)을 순차적으로 투과할 수 있다. 제2 편광(예를 들어, P편광)의 광은 제2 파장판(320)을 투과하여 제2 거울(420)에 의해 반사되어 다시 제2 파장판(320)을 투과할 수 있다. 이처럼, 제2 편광(예를 들어, P편광)의 광은 제2 파장판(320)을 두 번에 걸쳐 투과함으로써, 제1 편광(예를 들어, S편광)으로 변환될 수 있다. 제2 거울(420)에 의해 반사되어 다시 제2 파장판(320)을 투과하여 제1 편광 빔 스플리터(220)로 향하는 제1 편광(예를 들어, S편광)의 광은 제1 편광 빔 스플리터(220)에 의해 반사되어 차량의 전면유리(12)를 향하여 진행할 수 있다. 전면유리(12)로 향한 제1 편광(예를 들어, S편광)의 광은 전면유리(12)에 의해 반사되어 운전자의 안구(E5, E6)로 향할 수 있다. 예를 들어, 제1 영상 생성 장치(120)에 의해 생성된 좌안용 영상은 좌측 안구(E5)에 제공될 수 있다. 또한, 제2 영상 생성 장치(121)에 의해 생성된 우안용 영상은 우측 안구(E6)에 제공될 수 있다. 이에 따라, 운전자는 영상 생성 장치(120, 121)로부터 생성된 영상을 인식할 수 있다. 또한, 제1 편광 빔 스플리터(220)가 회전이 가능하도록 구성되는 경우, 운전자의 안구(E5, E6)의 위치가 바뀌더라도, 영상 생성 장치(120, 121)로부터의 광이 변환된 위치의 운전자의 안구(E5, E6)에 전달될 수 있다.

한편, 제2 거울(420)은 오목 거울을 포함할 수 있으며, 영상 생성 장치(120,121)는 제2 거울(420)과 제2 거울(420)의 초점 사이의 임의의 영역에 영상을 결상시킬 수 있다. 다시 말해, 영상 생성 장치(120, 121)는 영상을 특정 영역에 결상시키는 프로젝터(projector) 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 영상 생성 장치(120, 121)로부터 방출되어 제1 거울(820)에 의해 반사된 광의 진행 경로가 제2 거울(420)의 중심점과 제2 거울(420)의 초점을 연결하는 직선의 연장선과 평행할 수 있다.

도 7은 본 개시의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템(1300)의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 7의 헤드업 디스플레이 시스템(1300)의 구성은 제3 거울(930)을 제외하고는, 도 6의 헤드업 디스플레이 시스템(1200)의 구성과 실질적으로 동일할 수 있다. 도 7을 설명함에 있어, 도 1 내지 도 4 및 도 6과 중복되는 내용은 생략한다.

도 7을 참조하면, 헤드업 디스플레이 시스템(1300)은 영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치(130, 131), 영상 생성 장치(130, 131)로부터 방출되는 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어 상기 제1 편광의 광을 반사시키는 제1 편광 빔 스플리터(230), 제1 편광 빔 스플리터(230)에 의해 반사된 광의 진행 경로 상에 마련되어 제1 편광 빔 스플리터(230)에 의해 반사된 광의 위상을 변환하여 투과시키는 제1 파장판(730), 제1 파장판(730)을 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어 제1 파장판(730)을 투과한 광을 반사시켜 다시 제1 파장판(730)을 투과하여 제1 편광 빔 스플리터(230)로 향하도록 하는 제1 거울(830), 제1 편광 빔 스플리터(230)를 사이에 두고 제1 파장판(730)과 이격되어 마련되어 제1 거울(830)에 의해 반사되어 제1 파장판(730)을 지나 제1 편광 빔 스플리터(230)를 투과한 광의 위상을 변환하여 투과시키는 제2 파장판(330) 및 제1 편광 빔 스플리터(230)와 제2 파장판(330)을 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어 제1 편광 빔 스플리터(230)와 제2 파장판(330)을 투과한 광을 반사시켜 다시 제2 파장판(330)을 투과하여 제1 편광 빔 스플리터(230)로 향하도록 하는 제2 거울(430)을 포함할 수 있다.

나아가, 헤드업 디스플레이 시스템(1300)은 영상 생성 장치(130, 131)로부터의 광을 제1 편광 빔 스플리터(230)로 전달하는 제3 거울(930)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 거울(930)은 평면 거울을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 제3 거울(930)은 구면, 비구면 또는 자유형상곡면을 중 어느 하나를 가지는 오목 거울을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제3 거울(930)은 영상 생성 장치(130, 131)로부터 입사되는 광을 소정의 각도로 반사시켜 제1 편광 빔 스플리터(230)로 진행하도록 할 수 있다.

도 8은 본 개시의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템(1400)의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 8의 헤드업 디스플레이 시스템(1400)의 구성은 제2 편광 빔 스플리터(241)를 제외하고는, 도 7의 헤드업 디스플레이 시스템(1300)의 구성과 실질적으로 동일할 수 있다. 도 8을 설명함에 있어, 도 1 내지 도 4 및 도 6 내지 도 7과 중복되는 내용은 생략한다.

도 8을 참조하면, 헤드업 디스플레이 시스템(1400)은 영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치(140, 141), 영상 생성 장치(140, 141)로부터 방출되는 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어 제1 편광의 광을 반사시키는 제2 편광 빔 스플리터(241), 제2 편광 빔 스플리터(241)에 의해 반사된 광의 진행 경로 상에 마련되어 제2 편광 빔 스플리터(241)에 의해 반사된 광의 위상을 변환하여 투과시키는 제1 파장판(740), 제1 파장판(740)을 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어, 제1 파장판(740)을 투과한 광을 반사시켜 다시 제1 파장판(740)을 투과하여 제2 편광 빔 스플리터(241)로 향하도록 하는 제1 거울(840), 제1 거울(840)에 의해 반사되어 제1 파장판(740)을 지나 제2 편광 빔 스플리터(241)를 투과한 광을 투과시키는 제1 편광 빔 스플리터(240), 제1 편광 빔 스플리터(240)를 사이에 두고 제1 파장판(740)과 이격되어 마련되어 제1 거울(840)에 의해 반사되어 제1 파장판(740)을 지나 제1 편광 빔 스플리터(240) 및 제2 편광 빔 스플리터(241)를 투과한 광의 위상을 변환하여 투과시키는 제2 파장판(340) 및 제1 편광 빔 스플리터(240)와 제2 파장판(340)을 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어 제1 편광 빔 스플리터(240)와 제2 파장판(340)을 투과한 광을 반사시켜 다시 제2 파장판(340)을 투과하여 제1 편광 빔 스플리터(240)로 향하도록 하는 제2 거울(440)을 포함할 수 있다. 나아가 헤드업 디스플레이 시스템(1400)은 영상 생성 장치(140, 141)로부터의 광을 제2 편광 빔 스플리터(241)로 전달하는 제3 거울(940)을 더 포함할 수 있다.

제2 편광 빔 스플리터(241)는 영상 생성 장치(140, 141)로부터 방출되어 제3 거울(940)에 의해 반사된 제1 편광(예를 들어, S편광)의 광을 반사시킬 수 있다. 제2 편광 빔 스플리터(241)는 회전하지 않고 고정될 수 있다. 이에 반해, 제1 편광 빔 스플리터(240)는 회전이 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 거울(440)에 의해 반사되어 제2 파장판(340)을 투과한 광의 제1 편광 빔 스플리터(240)의 입사면에 대한 입사각이 바뀌도록, 제1 편광 빔 스플리터(240)가 회전할 수 있다. 만약, 헤드업 디스플레이 시스템(1400)이 회전하는 제1 편광 빔 스플리터(240)만을 포함하는 경우에는, 제1 편광 빔 스플리터(240)가 회전함에 따라, 영상 생성 장치(140, 141)로부터 제1 편광 빔 스플리터(240)로 입사되는 광이 반사되는 각도가 변할 수 있다. 이 경우, 영상 생성 장치(140, 141)로부터 제1 파장판(740)으로의 광의 전달이 원활하지 않을 수 있다. 이처럼, 헤드업 디스플레이 시스템(1400)은 회전하는 제1 편광 빔 스플리터(240)와 고정된 제2 편광 빔 스플리터(241)를 모두 포함함으로써, 회전하는 제1 편광 빔 스플리터(240)만을 포함하는 경우에 비하여, 영상 생성 장치(140, 141)로부터 방출되는 광을 운전자에게 보다 효율적으로 전달할 수 있다.

도 9는 본 개시의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템(1500)의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 9의 헤드업 디스플레이 시스템(1500)의 구성은 도 6의 헤드업 디스플레이 시스템(1200)에서 제2 파장판(320)을 제외하고, 편광판(252) 및 제3 거울(950)을 더 구비한 구성과 실질적으로 동일할 수 있다. 도 9를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 4 및 도 6과 중복되는 내용은 생략한다.

도 9를 참조하면, 헤드업 디스플레이 시스템(1500)은 영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치(150, 151), 영상 생성 장치(150, 151)로부터 방출되는 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어 제1 편광의 광의 일부는 제1 방향으로 반사시키고 다른 일부는 제1 방향과 다른 제2 방향으로 투과시키는 빔 스플리터(250), 빔 스플리터(250)에 의해 제1 방향으로 반사된 광의 진행 경로 상에 마련되어 빔 스플리터(250)에 의해 제1 방향으로 반사된 광의 위상을 변환하여 투과시키는 파장판(750), 파장판(750)을 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어 파장판(750)을 투과한 광을 반사시켜 다시 파장판(750)을 투과하여 빔 스플리터(250)로 향하도록 하는 제1 거울(850), 빔 스플리터(250)를 사이에 두고 제1 거울(850)과 이격되어 마련되며 제1 거울(850)에 의해 반사되어 파장판(750) 및 빔 스플리터(250)를 순차적으로 투과한 광을 반사시켜 다시 빔 스플리터(250)로 향하도록 하는 제2 거울(450)을 포함할 수 있다. 또한, 헤드업 디스플레이 시스템(1500)은 빔 스플리터(250)를 투과하여 제2 방향으로 진행하는 제1 편광의 광의 진행을 차단하는 편광판(252)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 방향과 제2 방향은 서로 평행하지 않는 방향을 의미할 수 있다. 나아가, 헤드업 디스플레이 시스템(1500)은 영상 생성 장치(150, 151)로부터의 광을 빔 스플리터(250)로 전달하는 제3 거울(950)을 더 포함할 수 있다.

영상 생성 장치(150, 151)는 제1 편광의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 편광은 수평 편광(P편광)일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 편광은 수직 편광(S편광)일 수 있다. 영상 생성 장치(150, 151)는 좌안용 영상을 생성하는 제1 영상 생성 장치(150) 및 우안용 영상을 생성하는 제2 영상 생성 장치(151)를 포함할 수 있다.

빔 스플리터(250)는 영상 생성 장치(150, 151)로부터 방출되는 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 빔 스플리터(250)는 편광의 종류에 상관 없이, 입사광의 일부는 반사시키고, 다른 일부는 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 빔 스플리터(250)는 영상 생성 장치(150, 151)가 생성한 제1 편광(예를 들어, P편광)의 광의 일부는 반사시키고, 다른 일부는 투과시킬 수 있다. 이 경우, 빔 스플리터(250)에 의해 반사된 일부의 광이 최종적으로 운전자의 안구(E11, E12)에 전달될 수 있으며, 후술하는 바와 같이, 빔 스플리터(250)를 투과한 다른 일부의 광은 편광판(252)에 의해 차단될 수 있다. 한편, 빔 스플리터(250)는 회전이 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 영상 생성 장치(150, 151)로부터의 광의 빔 스플리터(250)의 입사면에 대한 입사각이 바뀌도록, 편광 빔 스플리터(250)가 회전할 수 있다.

파장판(750)은 빔 스플리터(250)에 의해 반사된 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 파장판(750)은 빔 스플리터(250)로부터 제1 방향으로 이격된 위치에 마련될 수 있다. 파장판(750)은 입사광의 위상을 변환하여 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 영상 생성 장치(150, 151)로부터 방출되어 빔 스플리터(250)에 의해 반사된 제1 편광(예를 들어, P편광)의 광의 위상을 90도만큼 변환할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 편광(예를 들어, P편광)의 광이 파장판(750)을 투과하면 원편광의 광으로 변환될 수 있다. 예를 들어, 파장판(750)은 4분의 1 파장판(QWP)을 포함할 수 있다.

제1 거울(850)은 파장판(750)을 투과한 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 제1 거울(850)은 파장판(750)을 투과한 광의 진행 경로를 바꿔주는 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 제1 거울(850)은 평면 거울을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 거울(850)은 구면, 비구면 또는 자유형상곡면을 중 어느 하나를 가지는 오목 거울을 포함할 수도 있다.

제1 거울(850)은 파장판(750)을 투과한 광을 반사시켜 다시 파장판(750)을 투과하도록 할 수 있다. 영상 생성 장치(150, 151)로부터 방출된 제1 편광(예를 들어, S편광)의 광이 제1 파장판(720)을 두 번에 걸쳐 투과함으로써, 제2 편광(예를 들어, P편광)의 광으로 변환될 수 있다. 제1 편광(예를 들어, P편광)의 편광축과 상기 제2 편광(예를 들어, S편광)의 편광축은 서로 수직일 수 있다. 제1 거울(850)에 의해 반사되어 파장판(750)을 투과함으로써 생성된 제2 편광(예를 들어, S편광)의 광은 빔 스플리터(250)를 투과할 수 있다.

제2 거울(450)은 제1 거울(850)에 의해 반사되어 파장판(750)과 빔 스플리터(250)를 투과한 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 파장판(750), 빔 스플리터(250) 및 제2 거울(450)은 일직선 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제2 거울(450)은 오목 거울을 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 거울(450)에 의해 반사된 광은 제2 거울(450)의 초점에 포커싱될 수 있다. 예를 들어, 제2 거울(450)은 비구면(aspheric) 거울 또는 자유형상곡면 거울 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 거울(450)은 구면 거울을 포함할 수도 있다.

편광판(252)은 영상 생성 장치(150, 151)로부터 방출되고, 제3 거울(950)에 의해 반사되어 빔 스플리터(250)를 향해 진행한 광 중에서, 빔 스플리터(250)를 투과한 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 편광판(252)은 빔 스플리터(250)로부터 제2 방향으로 이격된 위치에 마련될 수 있다. 편광판(252)은 제3 거울(950)에 의해 반사되어 빔 스플리터(250)를 향해 진행한 광 중에서, 빔 스플리터(250)를 투과한 광을 차단할 수 있다. 예를 들어, 영상 생성 장치(150, 151)가 제1 편광(예를 들어, P편광)의 광을 방출하는 경우, 편광판(252)은 제1 편광(예를 들어, P편광)의 광을 차단할 수 있다. 또한, 편광판(252)은 제2 거울(450) 및 빔 스플리터(250)에 의해 순차적으로 반사된 제2 편광(예를 들어, S편광)의 광을 투과시킬 수 있다. 편광판(252)에 의해 투과된 제2 편광(예를 들어, S편광)의 광은 전면유리(15)에 의해 반사되어 운전자의 안구(E11, E12)로 전달될 수 있다.

도 10은 본 개시의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템(1600)의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 10의 헤드업 디스플레이 시스템(1600)의 구성은 거울(462)과 일체형으로 형성된 볼록 렌즈(460)를 제외하고는 도 1의 헤드업 디스플레이 시스템(1000)의 구성과 실질적으로 동일할 수 있다. 도 10을 설명함에 있어, 도 1과 중복되는 내용은 생략한다.

도 10을 참조하면, 헤드업 디스플레이 시스템(1600)은 영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치(160, 161), 영상 생성 장치(160, 161)로부터 방출되는 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어 상기 제1 편광의 광을 투과시키는 편광 빔 스플리터(polarization beam splitter; PBS)(260), 편광 빔 스플리터(200)를 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어 편광 빔 스플리터(260)를 투과한 광의 위상을 변환하여 투과시키는 파장판(360) 및 편광 빔 스플리터(260)와 파장판(360)을 순차적으로 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어 편광 빔 스플리터(260)와 파장판(360)을 순차적으로 투과한 광을 반사시켜 다시 파장판(360)을 투과하여 편광 빔 스플리터(260)로 향하도록 하는 거울(462)을 포함할 수 있다. 또한, 헤드업 디스플레이 시스템(1600)은 거울(462)과 파장판(360) 사이에 마련되어 입사광을 굴절시키는 볼록 렌즈(460)를 더 포함할 수 있다.

볼록 렌즈(460)는 영상 생성 장치(160, 161)로부터 방출되어 편광 빔 스플리터(260) 및 파장판(360)을 순차적으로 투과한 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 볼록 렌즈(460)는 편광 빔 스플리터(260) 및 파장판(360)을 순차적으로 투과한 광이 입사하는 입사면(461) 및 입사면(461)과 마주하는 일 면을 포함할 수 있다. 이 경우, 거울(462)은 볼록 렌즈(460)의 입사면(461)과 마주하는 일 면의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있으며, 이 거울(462)은 볼록 렌즈(460)의 상기 일 면에 접촉하여 볼록 렌즈(460)와 일체형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 거울(462)은 볼록 렌즈(460)의 상기 일 면의 형상에 대응하는 형상의 오목면을 가지는 오목 거울일 수 있다. 예를 들어, 거울(462)은 볼록 렌즈(460)의 상기 일면에 얇은 막 형태로 코팅되어 형성될 수 있다. 이 경우, 거울(462)에 의해 반사된 광은 거울(462)의 초점에 포커싱될 수 있다. 거울(462)에 의해 반사된 광은 볼록 렌즈(460)에 의해 굴절될 수 있다. 이에 따라, 거울(462)의 초점 거리가 더욱 짧아질 수 있고, 볼록 렌즈(460)를 포함하는 구성은 헤드업 디스플레이 시스템(1600)의 소형화에 더욱 유리할 수 있다.

도 11은 본 개시의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템(1700)의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 11의 헤드업 디스플레이 시스템(1700)의 구성은 제2 거울(472)과 일체형으로 형성된 볼록 렌즈(470)를 제외하고는 도 6의 헤드업 디스플레이 시스템(1200)의 구성과 실질적으로 동일할 수 있다. 도 11을 설명함에 있어, 도 6과 중복되는 내용은 생략한다.

도 11을 참조하면, 헤드업 디스플레이 시스템(1700)은 영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치(170, 171), 영상 생성 장치(170, 171)로부터 방출되는 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어 상기 제1 편광의 광을 반사시키는 제1 편광 빔 스플리터(270), 제1 편광 빔 스플리터(270)에 의해 반사된 광의 진행 경로 상에 마련되어, 제1 편광 빔 스플리터(270)에 의해 반사된 광의 위상을 변환하여 투과시키는 제1 파장판(770), 제1 파장판(770)을 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어 제1 파장판(770)을 투과한 광을 반사시켜 다시 제1 파장판(770)을 투과하여 제1 편광 빔 스플리터(270)로 향하도록 하는 제1 거울(870), 제1 편광 빔 스플리터(270)를 사이에 두고 제1 파장판(770)과 이격되어 마련되어 제1 거울(870)에 의해 반사되어 제1 파장판(770) 및 제1 편광 빔 스플리터(270)를 순차적으로 투과한 광의 위상을 변환하여 투과시키는 제2 파장판(370) 및 제1 편광 빔 스플리터(270)와 제2 파장판(370)을 순차적으로 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어 제1 편광 빔 스플리터(270)와 제2 파장판(370)을 순차적으로 투과한 광을 반사시켜 다시 제2 파장판(370)을 투과하여 제1 편광 빔 스플리터(270)로 향하도록 하는 제2 거울(472)을 포함할 수 있다. 또한, 헤드업 디스플레이 시스템(1700)은 제2 거울(472)과 파장판(370) 사이에 마련되어 입사광을 굴절시키는 볼록 렌즈(470)를 더 포함할 수 있다.

볼록 렌즈(470)는 영상 생성 장치(170, 171)로부터 방출되어 제1 편광 빔 스플리터(270) 및 제2 파장판(370)을 순차적으로 투과한 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 볼록 렌즈(470)는 제1 편광 빔 스플리터(270) 및 제2 파장판(370)을 순차적으로 투과한 광이 입사하는 입사면(471) 및 입사면(471)과 마주하는 일 면을 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 거울(472)은 볼록 렌즈(470)의 입사면(471)과 마주하는 일 면의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있으며, 이 제2 거울(472)은 볼록 렌즈(470)의 상기 일 면에 접촉하여 볼록 렌즈(470)와 일체형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 거울(472)은 볼록 렌즈(470)의 상기 일 면의 형상에 대응하는 형상의 오목면을 가지는 오목 거울일 수 있다. 예를 들어, 거울(472)은 볼록 렌즈(470)의 상기 일면에 얇은 막 형태로 코팅되어 형성될 수 있다. 이 경우, 제2 거울(472)에 의해 반사된 광은 제2 거울(472)의 초점에 포커싱될 수 있다. 제2 거울(472)에 의해 반사된 광은 볼록 렌즈(470)에 의해 굴절될 수 있다. 이에 따라, 제2 거울(472)의 초점 거리가 더욱 짧아질 수 있고, 볼록 렌즈(470)를 포함하는 구성은 헤드업 디스플레이 시스템(1700)의 소형화에 더욱 유리할 수 있다.

도 12는 본 개시의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 시스템(1800)의 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 12의 헤드업 디스플레이 시스템(1800)의 구성은 거울(482)과 일체형으로 형성된 볼록 렌즈(480)를 제외하고는 도 9의 헤드업 디스플레이 시스템(1500)의 구성과 실질적으로 동일할 수 있다. 도 12를 설명함에 있어, 도 9와 중복되는 내용은 생략한다.

도 12를 참조하면, 헤드업 디스플레이 시스템(1800)은 영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치(180, 181), 영상 생성 장치(180, 181)로부터 방출되는 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어 제1 편광의 광의 일부는 제1 방향으로 반사시키고 다른 일부는 제1 방향과 다른 제2 방향으로 투과시키는 빔 스플리터(280), 빔 스플리터(280)에 의해 제1 방향으로 반사된 광의 진행 경로 상에 마련되어 빔 스플리터(280)에 의해 제1 방향으로 반사된 광의 위상을 변환하여 투과시키는 파장판(780), 파장판(780)을 투과한 광의 진행 경로 상에 마련되어 파장판(780)을 투과한 광을 반사시켜 다시 파장판(780)을 투과하여 빔 스플리터(280)로 향하도록 하는 제1 거울(880), 빔 스플리터(280)를 사이에 두고 제1 거울(880)과 이격되어 마련되며 제1 거울(880)에 의해 반사되어 파장판(780) 및 빔 스플리터(280)를 순차적으로 투과한 광을 반사시켜 다시 빔 스플리터(280)로 향하도록 하는 제2 거울(482)을 포함할 수 있다. 헤드업 디스플레이 시스템(1800)은 제2 거울(482)과 빔 스플리터(280) 사이에 마련되어 입사광을 굴절시키는 볼록 렌즈(480)를 더 포함할 수 있다. 또한, 헤드업 디스플레이 시스템(1800)은 빔 스플리터(280)를 투과하여 제2 방향으로 진행하는 제1 편광의 광의 진행을 차단하는 편광판(282)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 방향과 제2 방향은 서로 평행하지 않는 방향을 의미할 수 있다. 나아가, 헤드업 디스플레이 시스템(1800)은 영상 생성 장치(180, 181)로부터의 광을 빔 스플리터(280)로 전달하는 제3 거울(980)을 더 포함할 수 있다.

볼록 렌즈(480)는 제1 거울(880)에 의해 반사되어 파장판(780) 및 빔 스플리터(280)를 순차적으로 투과한 광의 진행 경로 상에 마련될 수 있다. 볼록 렌즈(480)는 파장판(780) 및 빔 스플리터(280)를 순차적으로 투과한 광이 입사하는 입사면(481) 및 입사면(481)과 마주하는 일 면을 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 거울(482)은 볼록 렌즈(480)의 입사면(481)과 마주하는 일 면의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있으며, 이 제2 거울(482)은 볼록 렌즈(480)의 상기 일 면에 접촉하여 볼록 렌즈(480)와 일체형으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 거울(482)은 볼록 렌즈(480)의 상기 일 면의 형상에 대응하는 형상의 오목면을 가지는 오목 거울일 수 있다. 예를 들어, 거울(482)은 볼록 렌즈(480)의 상기 일면에 얇은 막 형태로 코팅되어 형성될 수 있다. 이 경우, 제2 거울(482)에 의해 반사된 광은 제2 거울(482)의 초점에 포커싱될 수 있다. 제2 거울(482)에 의해 반사된 광은 볼록 렌즈(480)에 의해 굴절될 수 있다. 이에 따라, 제2 거울(482)의 초점 거리가 더욱 짧아질 수 있고, 볼록 렌즈(480)를 포함하는 구성은 헤드업 디스플레이 시스템(1800)의 소형화에 더욱 유리할 수 있다.

도 13은 도 1의 제1 영상 생성 장치(100)의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다. 도 13의 제1 영상 생성 장치(100)의 예시적인 구성은 도 1의 제2 영상 생성 장치(101)에도 적용될 수 있다.

도 13을 참조하면, 제1 영상 생성 장치(100)는 광원(21), 광원(21)으로부터의 광을 반사시켜 영상 정보를 포함하는 광을 생성하는 디스플레이 패널(20), 광원(21)과 디스플레이 패널(20) 사이에 마련되어, 광원(21)으로부터의 광은 반사시켜 디스플레이 패널(20)로 전달하고, 디스플레이 패널(20)로부터의 광은 투과시키는 빔 스플리터(22), 디스플레이 패널(20)로부터의 광을 확산시키는 광학계(30)를 포함할 수 있다.

광원(21)은 백색광을 방출하는 LED 소자를 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 광원(21)은 레이저 광을 방출하는 레이저 다이오드를 포함할 수 도 있다. 이 경우, 광원(21)으로부터 방출되는 광은 가간섭성(coherence)을 가질 수 있다. 한편, 광원(21)은 가시광 영역의 단색광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 광원(21)은 적색광, 녹색광 및 청색광 중 어느 하나를 방출하는 광학 소자(예를 들어, LED)일 수 있다. 나아가, 광원(21)은 각각 적색광을 방출하는 제1 광학 소자, 녹색광을 방출하는 제2 광학 소자 및 청색광을 방출하는 제3 광학 소자를 포함하는 복수 개의 광학 소자를 포함할 수 있다. 광원(21)에 포함된 서로 다른 파장의 광을 방출하는 제1, 제2 및 제3 광학 소자는 시차를 두고 독립적으로 구동될 수 있다. 이에 따라, 광원(21)으로부터 적색광, 녹색광 및 청색광이 순차적으로 방출될 수 있다.

디스플레이 패널(20)은 광원(21)으로부터 방출된 광을 영상 정보를 포함하는 광으로 변환시킬 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(20)은 실리콘 액정 디스플레이(liquid crystal on silicon; LCoS), 디지털 마이크로미러 디스플레이(digital micromirror display; DMD) 및 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD) 패널 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(20)이 LCo

S 또는 LCD인 경우, 디스플레이 패널(20)에 의해 생성된 영상 정보를 포함하는 광은 제1 편광의 광일 수 있다. 예를 들어, 제1 편광은 수평 편광(P편광)일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 편광은 수직 편광(S편광)일 수도 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(20)이 DMD인 경우, 디스플레이 패널(20)로부터 반사된 광의 편광을 변환하기 위한 별도의 편광판(미도시)이 제1 영상 생성 장치(100)에 더 포함될 수 있다.

빔 스플리터(22)는 디스플레이 패널(20)이 반사형인 경우에 마련될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(20)이 LCoS 또는 DMD인 경우, 빔 스플리터(22)는 광원(21)과 디스플레이 패널(20) 사이에 마련될 수 있다. 빔 스플리터(22)는 편광의 종류에 따라 광을 투과시키거나 반사시키는 편광 빔 스플리터(PBS)를 포함할 수 있다. 빔 스플리터(22)는 광원(21)으로부터 방출되는 광의 진행 경로에 대해 소정의 각도로 기울어진 입사면을 포함할 수 있다. 이 입사면에 의해서 광원(21)으로부터의 광의 적어도 일부가 반사되어 디스플레이 패널(20)을 향해 진행할 수 있다. 이 때, 빔 스플리터(22)의 입사면에 의해 반사되어 디스플레이 패널(20)로 향하는 광은 예를 들어, 수직 편광(S편광)의 광일 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(20)이 LCoS인 경우, 디스플레이 패널(20)로 진행한 수직 편광(S편광)의 광은 디스플레이 패널(20)에 의해 반사되어 수평 편광(P편광)으로 변환될 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(20)이 DMD인 경우에는 빔 스플리터(22)와 디스플레이 패널(20) 사이에 입사광을 수평 편광(P편광)으로 변환시키는 별도의 편광판(미도시)이 마련될 수 있다. 디스플레이 패널(20)로부터의 수평 편광(P편광)의 광은 빔 스플리터(22)를 투과할 수 있다.

도 13에 도시된 바와 달리, 디스플레이 패널(20)이 투과형인 경우에는 빔 스플리터(22)가 제1 영상 생성 장치(100)에 포함되지 않을 수 있다. 이 경우, 광원(21), 디스플레이 패널(20) 및 광학계(30)가 일직선 상에 마련될 수 있다.

한편, 디스플레이 패널(20)은 영상을 디스플레이 패널(20) 부근에 결상시킬 수 있다. 디스플레이 패널(20) 부근에 결상된 영상은 광학계(30)를 통해 확대될 수 있다. 광학계(30)는 복수 개의 렌즈를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(20)에 의해 결상된 영상은 광학계(30)에 포함된 복수 개의 렌즈를 통해 확대되어 헤드업 디스플레이 시스템(1000) 내부에 결상될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(20)에 의해 생성된 영상은 광학계(30)를 통해 확대되어 영역(a1)에 결상될 수 있다.

도 14는 도 1의 제1 영상 생성 장치(100)의 예시적인 구성을 간략하게 도시한 측면도이다. 도 14에는 설명의 편의를 위해 도 13의 광원(21)을 생략하였다.

도 14를 참조하면, 디스플레이 패널(20)로부터의 광은 빔 스플리터(22) 및 광학계(30)를 투과할 수 있다. 예를 들어, 광학계(30)는 복수 개의 렌즈를 포함하는 렌즈군을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학계(30)에 포함된 렌즈군은 영상을 헤드업 디스플레이 시스템(1000) 내부에 결상시키기 위한 프로젝터(projector) 렌즈군을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(20)로부터의 광을 확산시킬 수 있도록, 복수 개의 렌즈의 형상이 절절히 설계될 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 패널(20)로부터의 광에 의한 영상이 확대될 수 있다. 또한, 복수 개의 렌즈 사이에 조리개(40)가 마련될 수 있다. 조리개(40)는 디스플레이 패널(20)로부터 방출되는 광의 일부를 차단할 수 있다.

도 15는 도 14의 제1 영상 생성 장치(100)에 포함될 수 있는 조리개(40)의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 15를 참조하면, 조리개(40)는 디스플레이 패널(20)로부터 방출되는 평행광을 차단하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(20)로부터 방출되는 평행광은 광학계(30)의 복수 개의 렌즈를 통해 조리개(40)의 중앙으로 포커싱될 수 있다. 조리개(40)는 디스플레이 패널(20)로부터의 광이 투과할 수 있는 투과 영역(41) 중앙에 광을 차단하는 점 형태의 차단막(42)을 가질 수 있다. 디스플레이 패널(20)로부터 방출되는 광은 차단막(42)을 투과하지 못할 수 있다. 이에 따라, 조리개(40)는 조리개(40)의 중앙으로 포커싱되어 모이는 광을 차단할 수 있다.

도 16은 도 14의 제1 영상 생성 장치(100)에 포함될 수 있는 조리개(50)의 예시적인 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.

도 16을 참조하면, 조리개(50)는 디스플레이 패널(20)로부터 방출되는 광의 일부를 차단하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(20)은 컴퓨터 홀로그램(computer generated hologram; CGH)을 생성할 수 있다. 이 경우, 디스플레이 패널(20)로부터 방출되는 1차 회절광이 광학계(30)의 복수 개의 렌즈를 통해 조리개(50)의 특정 지점으로 포커싱될 수 있다. 조리개(50)는 상기 1차 회절광이 포커싱되어 모이는 지점에 마련된 개구부(51)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 패널(20)로부터 방출된 광 중, 1차 회절광만이 조리개(50)를 통과하고, 디스플레이 패널(20)로부터 방출된 평행광 및 고차 회절광은 조리개(50)를 통과하지 못할 수 있다.

상기한 다양한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있다. 따라서, 예시적인 다양한 실시예에 따른 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

100, 101, 110, 111, 120, 121, 130, 131, 140, 141, 150, 151, 160, 161: 영상 생성 장치
200, 210, 220, 230, 240, 241, 260, 270: 편광 빔 스플리터
22, 250, 280: 빔 스플리터
252, 282: 편광판
300, 310, 320, 330, 340, 360, 370, 720, 730, 740, 750, 770, 780: 파장판
400, 410, 420, 430, 440, 450, 462, 472, 482, 820, 830, 840, 850, 870, 880, 930, 940, 950, 980: 거울
460, 470, 480: 볼록 렌즈
510: 센서
610: 프로세서
10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18: 전면유리
20: 디스플레이 패널
21: 광원
30: 광학계
40, 50: 조리개
1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800: 헤드업 디스플레이 시스템

Claims

영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치;
상기 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어 상기 제1 편광의 광을 투과시키는 편광 빔 스플리터;
상기 편광 빔 스플리터를 투과한 광의 위상을 변환하여 투과시키는 파장판; 및
상기 편광 빔 스플리터와 상기 파장판을 순차적으로 투과한 광을 반사시켜 다시 상기 파장판을 투과하여 상기 편광 빔 스플리터로 향하도록 하는 거울; 을 포함하고,
상기 편광 빔 스플리터는 상기 거울에 의해 반사되어 다시 상기 파장판을 투과함으로써 상기 제1 편광과 다른 제2 편광으로 변환된 광을 반사시키는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 거울은 오목 거울를 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 편광 빔 스플리터와 상기 파장판을 순차적으로 투과한 광이 입사되는 입사면을 가지며, 상기 거울과 상기 파장판 사이에 마련되어 상기 입사면을 통해 입사된 상기 광을 굴절시키는 볼록 렌즈를 더 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 거울은 상기 입사면과 마주하는 상기 볼록 렌즈의 일 면의 형상에 대응하는 형상을 가지며 상기 일 면에 접촉하여 상기 볼록 렌즈와 일체형으로 형성되는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 영상 생성 장치는 상기 거울과 상기 거울의 초점 사이에 영상을 결상시키는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 거울은 구면 거울을 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 거울은 비구면 거울 및 자유형상곡면 거울 중 어느 하나를 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 파장판은 4분의 1 파장판을 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 제1 편광의 편광축과 상기 제2 편광의 편광축은 서로 수직인, 헤드업 디스플레이 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 편광 빔 스플리터는 회전이 가능하도록 구성되는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 영상 생성 장치는,
좌안용 영상을 생성하는 제1 영상 생성 장치 및 우안용 영상을 생성하는 제2 영상 생성 장치를 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제1 항에 있어서,
사용자의 안구의 위치를 추적하는 센서; 를 더 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제12 항에 있어서,
상기 센서를 통해 획득한 상기 사용자의 안구의 위치 정보를 기반으로, 상기 영상 생성 장치의 움직임을 제어하는 프로세서; 를 더 포함하는 헤드업 디스플레이 시스템.
영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치;
상기 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어 상기 제1 편광의 광을 반사시키는 제1 편광 빔 스플리터;
상기 제1 편광 빔 스플리터에 의해 반사된 광의 위상을 변환하여 투과시키는 제1 파장판;
상기 제1 파장판을 투과한 광을 반사시켜 다시 상기 제1 파장판을 투과하여 상기 제1 편광 빔 스플리터로 향하도록 하는 제1 거울;
상기 제1 편광 빔 스플리터를 사이에 두고 상기 제1 파장판과 이격되어 마련되어 제1 거울에 의해 반사되어 상기 제1 파장판 및 상기 제1 편광 빔 스플리터를 순차적으로 투과한 광의 위상을 변환하여 투과시키는 제2 파장판; 및
상기 제1 편광 빔 스플리터와 상기 제2 파장판을 순차적으로 투과한 광을 반사시켜 다시 상기 제2 파장판을 투과하여 상기 제1 편광 빔 스플리터로 향하도록 하는 제2 거울; 을 포함하고,
상기 제1 편광 빔 스플리터는 상기 제2 거울에 의해 반사되어 다시 상기 제2 파장판을 투과한 광을 반사시키는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제14 항에 있어서,
상기 제2 거울은 오목 거울를 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제14 항에 있어서,
상기 제1 편광 빔 스플리터와 상기 제2 파장판을 순차적으로 투과한 광이 입사되는 입사면을 가지며, 상기 제2 거울과 상기 제2 파장판 사이에 마련되어 상기 입사면을 통해 입사된 상기 광을 굴절시키는 볼록 렌즈를 더 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제16 항에 있어서,
상기 제2 거울은 상기 입사면과 마주하는 상기 볼록 렌즈의 일 면의 형상에 대응하는 형상을 가지며 상기 일 면에 접촉하여 상기 볼록 렌즈와 일체형으로 형성되는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제15 항에 있어서,
상기 영상 생성 장치는 상기 제2 거울과 상기 제2 거울의 초점 사이에 영상을 결상시키는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제14 항에 있어서,
상기 제1 거울에 의해 반사되어 상기 제1 파장판을 투과하고, 상기 제1 편광 빔 스플리터로 향하는 광은 상기 제1 편광과 다른 제2 편광의 광을 포함하고,
상기 제2 거울에 의해 반사되어 상기 제2 파장판을 투과하고, 상기 제1 편광 빔 스플리터로 향하는 광은 상기 제1 편광의 광을 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제14 항에 있어서,
상기 제1 파장판 및 상기 제2 파장판은 4분의 1 파장판을 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제14 항에 있어서,
상기 영상 생성 장치로부터의 광을 상기 제1 편광 빔 스플리터로 전달하는 제3 거울을 더 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제14 항에 있어서,
상기 제1 편광 빔 스플리터 및 상기 제1 파장판 사이에 마련되어 상기 영상 생성 장치로부터의 광을 반사시켜 상기 제1 파장판으로 전달하는 제2 편광 빔 스플리터; 를 더 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제22 항에 있어서,
상기 제1 편광 빔 스플리터는 회전이 가능하도록 구성되고, 상기 제2 편광 빔 스플리터는 고정되도록 구성되는, 헤드업 디스플레이 시스템.
영상 정보를 포함하는 제1 편광의 광을 방출하는 영상 생성 장치;
상기 제1 편광의 광의 진행 경로 상에 마련되어, 상기 제1 편광의 광의 일부는 제1 방향으로 반사시키고 다른 일부는 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 투과시키는 빔 스플리터;
상기 빔 스플리터에 의해 상기 제1 방향으로 반사된 광의 위상을 변환하여 투과시키는 파장판;
상기 파장판을 투과한 광을 반사시켜 다시 상기 파장판을 투과하여 상기 빔 스플리터로 향하도록 하는 제1 거울;
상기 빔 스플리터를 사이에 두고 상기 제1 거울과 이격되어 마련되며 상기 제1 거울에 의해 반사되어 상기 파장판 및 상기 빔 스플리터를 순차적으로 투과한 광을 반사시켜 다시 상기 빔 스플리터로 향하도록 하는 제2 거울; 및
상기 빔 스플리터를 투과하여 상기 제2 방향으로 진행하는 상기 제1 편광의 광의 진행을 차단하는 편광판; 을 포함하며,
상기 빔 스플리터는 상기 제2 거울에 의해 반사된 광을 반사시키고, 상기 편광판은 상기 제2 거울 및 상기 빔 스플리터에 의해 순차적으로 반사된 광을 투과시키는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제24 항에 있어서,
상기 제2 거울은 오목 거울를 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제24 항에 있어서,
상기 파장판 및 상기 빔 스플리터를 순차적으로 투과한 광이 입사되는 입사면을 가지며, 상기 제2 거울과 상기 빔 스플리터 사이에 마련되어 상기 입사면을 통해 입사된 상기 광을 굴절시키는 볼록 렌즈를 더 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제26 항에 있어서,
상기 제2 거울은 상기 입사면과 마주하는 상기 볼록 렌즈의 일 면의 형상에 대응하는 형상을 가지며 상기 일 면에 접촉하여 상기 볼록 렌즈와 일체형으로 형성되는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제1 항 내지 제27 중 어느 한 항에 있어서,
상기 영상 생성 장치는,
상기 영상 정보를 포함하는 광을 생성하는 디스플레이 패널; 및
상기 디스플레이 패널로부터의 광을 확산시키는 광학계; 를 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제28 항에 있어서,
상기 디스플레이 패널은 LCoS, DMD 및 LCD 패널 중 어느 하나를 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제28 항에 있어서,
상기 광학계는 복수 개의 렌즈를 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제30 항에 있어서,
상기 광학계는 복수 개의 렌즈 중간에 마련되어, 상기 디스플레이 패널로부터 방출되는 광의 일부를 차단하는 조리개; 를 더 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제31 항에 있어서,
상기 조리개는 상기 디스플레이 패널로부터 방출되는 평행광을 차단하도록 구성된, 헤드업 디스플레이 시스템.
제32 항에 있어서,
상기 조리개는 중앙에 점 형태의 차단막을 가짐으로써, 상기 복수 개의 렌즈에 의해 상기 조리개의 중앙으로 모이는 광을 차단하도록 구성된, 헤드업 디스플레이 시스템.
제28 항에 있어서,
상기 디스플레이 패널은 컴퓨터 홀로그램(computer generated hologram; CGH)를 생성하는, 헤드업 디스플레이 시스템.
제34 항에 있어서,
상기 광학계는
복수 개의 렌즈;
상기 복수 개의 렌즈 중간에 마련되어, 상기 디스플레이 패널로부터 방출되는 광의 일부를 차단하는 조리개; 를 더 포함하고,
상기 조리개는 상기 디스플레이 패널로부터 방출되는 광 중 1차 회절광이 상기 복수 개의 렌즈에 의해 모이는 지점에 마련된 개구부를 포함하는, 헤드업 디스플레이 시스템.