Abstract
The HUD has recently been downsized due to the development of micro display and LED technology as a see through information display device, gradually expands the application areas. In this paper, using a DLP micro display device designed a compact head-up display(HUD) optical system for biocular observation of the image exhibition area 5 inches. It was analyzed for each design element of the optical system in order to design a compacted HUD. DLP, projection optical system and concave image combiner were discussed the design approach and the characteristics. Through a connection structure analysis of each optical system, detailed design specifications were set up and designed the optical system in detail. Put a folded configuration in the form of a white diffuse reflector between the projection lens and concave image combiner was designed to be independent, respectively. Distance of the projected image is adjustable up to approximately 2m ~ infinity and observation distance is 1m. Resolution could be recognized by 1 ~ 2pixels in HD($1,280{\times}720pixels$) class, various characters and symbols could be read. In addition, color navigation map, daytime video camera and thermal imaging cameras can be displayed.
HUD는 투시형 정보 전시장치로서 최근에 마이크로 디스플레이와 LED 기술의 발달로 소형화가 이루어져 점차 응용분야를 넓혀가고 있다. 본 논문에서는 마이크로 디스플레이 장치인 DLP를 이용하여 영상 전시영역 5인치 급의 양안 관측용 소형 헤드업 디스플레이(HUD) 광학계를 설계하였다. 소형 경량화된 HUD를 설계하기 위하여 광학계의 각 설계요소를 분석하였고 DLP, 프로젝젼 광학계 및 오목렌즈형 영상결합기의 특성들과 설계방식을 살펴보았다. 각 광학계의 연결구조 분석을 통하여 세부 설계사양을 설정하고 광학계를 상세 설계하였다. 프로젝션 광학계와 오목렌즈형 영상결합기 사이에 백색 확산 반사체를 넣어 접은 형태로 구성하여 광학계를 각각 독립적으로 설계하였다. 투사 영상의 전시거리는 약 2m ~ 무한대 까지 조정이 가능하고 관측거리는 1m로 설정하였다. 해상도는 HD($1,280{\times}720$ 화소) 급으로 1 ~ 2화소 까지 인식이 가능하여 각종 문자, 기호를 판독할 수 있다. 또한, 컬러영상 구현이 가능하여 네비게이션 지도, 주간카메라 영상 및 열상카메라 영상 등을 전시할 수 있다.
