WO2018066912A1 - 헤드업 디스플레이 장치 - Google Patents

헤드업 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2018066912A1
WO2018066912A1 PCT/KR2017/010909 KR2017010909W WO2018066912A1 WO 2018066912 A1 WO2018066912 A1 WO 2018066912A1 KR 2017010909 W KR2017010909 W KR 2017010909W WO 2018066912 A1 WO2018066912 A1 WO 2018066912A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
transmitting member
light transmitting
display unit
disposed
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/010909
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이기석
김태경
Original Assignee
엘지이노텍(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020160128366A external-priority patent/KR20180037766A/ko
Priority claimed from KR1020160128158A external-priority patent/KR20180037689A/ko
Application filed by 엘지이노텍(주) filed Critical 엘지이노텍(주)
Priority to US16/339,940 priority Critical patent/US11294175B2/en
Publication of WO2018066912A1 publication Critical patent/WO2018066912A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/23—Head-up displays [HUD]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0149—Head-up displays characterised by mechanical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
    • G02B5/0263—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties with positional variation of the diffusing properties, e.g. gradient or patterned diffuser
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
    • G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
    • G02B5/0278—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in transmission
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/20—Optical features of instruments
    • B60K2360/23—Optical features of instruments using reflectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K2360/00—Indexing scheme associated with groups B60K35/00 or B60K37/00 relating to details of instruments or dashboards
    • B60K2360/20—Optical features of instruments
    • B60K2360/33—Illumination features
    • B60K2360/334—Projection means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/013—Head-up displays characterised by optical features comprising a combiner of particular shape, e.g. curvature

Definitions

  • Embodiments relate to a head-up display device.
  • the head up display (HUD) is known to have been introduced to secure the front view of the pilot, so that the pilot can check the various specifications while looking at the front without looking at the instrument panel by bowing the head.
  • the head-up display is generally mounted on a vehicle, in order to facilitate passenger safety and prevent traffic accidents, in particular by allowing passengers of the vehicle, including the driver, to easily grasp the condition of the vehicle and the surroundings of the vehicle.
  • Related head-up display technologies are constantly being developed.
  • the head-up display device may display, for example, specifications of the vehicle, information about the vehicle and the surroundings of the vehicle on the windshield of the vehicle, that is, the wind shield, which is the visible region of the passenger.
  • the head-up display device provides such information in the visible area of the passenger, the passenger can primarily concentrate on the road traffic situation, and in particular, the driver can significantly reduce the number of times to alternate between the dashboard and the road traffic situation.
  • the head-up display device can reduce fatigue of passengers of the vehicle including the driver, and can significantly contribute to driving safety of the vehicle.
  • the embodiment relates to a head-up display apparatus having a structure capable of improving the uniformity of an image in a display unit.
  • Embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art to which the embodiments belong.
  • the light source unit A first light transmitting member disposed to face the light source in an optical axis direction; A second light transmitting member disposed to face the first light transmitting member in an optical axis direction; A display unit disposed to face the second light transmitting member in an optical axis direction and to receive light passing through the second light transmitting member; And a light diffusion member disposed between the second light transmission member and the display unit, wherein the display unit is disposed to be inclined with respect to the optical axis direction, and the light diffusion member is disposed in the optical axis direction so as to be parallel to the display unit. It may be arranged to form an inclination with respect to.
  • the light source including a light emitting element; A first light transmitting member including a convex lens portion and disposed to face the light source portion in a first direction; A second light transmitting member disposed to face the first light transmitting member in a first direction; And a display unit disposed to face the second light transmitting member in a first direction and to receive light passing through the second light transmitting member, wherein the center of the light emitting element is the center of the convex lens unit and the first direction. It may be spaced apart in a direction perpendicular to the.
  • the light diffusing member is disposed between the second light transmitting member and the display unit, and the light diffusing member and the display unit are disposed in parallel to each other, thereby increasing the light diffusing effect of the light diffusing member and the display unit.
  • the uniformity of the light passing through can be improved.
  • the embossing formed on the light diffusing member may increase the light diffusion in the light diffusing member to improve the uniformity of the light passing through the light diffusing member and incident on the display unit.
  • the center of the light emitting device is spaced apart from the center of the convex lens in a direction perpendicular to the first direction in the optical axis direction, thereby improving light uniformity in the display.
  • FIG. 1 is a side view illustrating a head-up display device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a front view schematically showing a part of the head-up display device of one embodiment.
  • FIG. 3 is a side view of FIG. 2.
  • FIG. 4 is an enlarged view illustrating a part of a light diffusing member of an embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a long axis shape of an embossing formed in the light diffusing member of the embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a uniaxial shape of the embossing of FIG. 5.
  • FIG. 7A is a bottom perspective view illustrating a first light transmitting member of an embodiment.
  • FIG. 7B is a perspective view of the first light transmitting member of FIG. 7A viewed from above.
  • FIG. 7B is a perspective view of the first light transmitting member of FIG. 7A viewed from above.
  • FIG. 8 is a bottom perspective view illustrating a second light transmitting member of an embodiment.
  • FIG. 9 is a perspective view illustrating a state in which the first heat dissipation unit, the casing, and the holder of FIG. 1 are combined.
  • FIG. 10 is a side view of FIG. 9.
  • FIG. 11 is a perspective view of a holder of one embodiment.
  • FIG. 12 is a rear perspective view of FIG. 9.
  • FIG. 13 shows a display unit in a head-up display apparatus in which a light diffusing member is disposed between a first light transmitting member and a second light transmitting member, and the light diffusing member is disposed in parallel on an xy plane perpendicular to the optical axis direction. Display the displayed image.
  • FIG. 14 shows an image displayed on a display unit in the head-up display device of the embodiment in which the light diffusing member is disposed between the second light transmitting member and the light diffusing member and the light diffusing member is inclined with respect to the optical axis direction.
  • FIG. 15 is a perspective view illustrating a head-up display device according to another embodiment.
  • FIG. 16 is a side view of FIG. 15.
  • FIG. 17 is an enlarged schematic view of a portion A of FIG. 16.
  • FIG. 18 is a bottom perspective view illustrating a first light transmitting member of an embodiment.
  • FIG. 19 is a perspective view of the first light transmitting member of FIG. 18 as viewed from above.
  • 20 is a bottom perspective view illustrating a second light transmitting member of an embodiment.
  • FIG. 21 is a perspective view illustrating a state in which the first heat dissipation part, the casing, and the holder of the embodiment of FIG. 15 are combined;
  • FIG. 22 is a side view of FIG. 21.
  • FIG. 23 is a perspective view of a holder of one embodiment.
  • FIG. 24 is a rear perspective view of FIG. 21.
  • FIG. 25 illustrates an image displayed on a display unit in a head-up display device having a structure in which a center of a light emitting device and a center of a convex lens unit are coincident with each other.
  • FIG. 26 illustrates an image displayed on a display unit in the head-up display apparatus according to the exemplary embodiment in which the center of the light emitting element and the center of the convex lens unit are spaced apart from each other in a direction perpendicular to the first direction.
  • a rectangular coordinate system (x, y, z) can be used.
  • the x-axis and the y-axis mean planes perpendicular to the optical axis.
  • the optical axis direction (z-axis direction) may be referred to as a first direction, the x-axis direction as a second direction, and the y-axis direction as a third direction. .
  • the head-up display apparatus may include a light source unit 100, a first light transmitting member 200, a second light transmitting member 300, a display unit 400, and a light diffusing member 500.
  • the light source unit 100 serves to irradiate light, and the light emitted from the light source unit 100 passes through the first light transmitting member 200, the second light transmitting member 300, and the light diffusing member 500.
  • the incident light may be incident on the display unit 400.
  • the image displayed on the display unit 400 is displayed on the wind shield of the vehicle by the light emitted from the light source unit 100, and the passenger of the vehicle including the driver sees the image reflected on the wind shield. Can be.
  • the light source unit 100 may be provided with a light emitting device 110 for irradiating light.
  • the light emitting device 110 is suitable to use a high brightness and low energy consumption.
  • a light emitting diode (LED) may be used as the light emitting device 110.
  • the light source unit 100 may be made of, for example, a printed circuit board. Accordingly, the light source unit 100 may be equipped with at least one light emitting device 110 and an active or passive device, a circuit wiring, and the like necessary for supplying power to the light emitting device 110 on a printed circuit board.
  • the display unit 400 may be disposed to face the second light transmitting member 300 in the optical axis direction, and light passing through the second light transmitting member 300 may be incident.
  • the display unit 400 may include an image panel 410 for playing an image.
  • the image panel 410 may be implemented by, for example, a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED), or the like.
  • LCD liquid crystal display
  • PDP plasma display panel
  • OLED organic light emitting diode
  • An image may be reproduced by the display unit 400.
  • the image is projected onto the windshield of the vehicle, and additionally, projection light is required for the passenger to see clearly with the naked eye.
  • the light irradiated from the light source unit 100 may serve as the projection light. Therefore, the image displayed on the display unit 400 is loaded on the light emitted from the light source unit 100 and is projected onto the windshield of the vehicle, and the passenger of the vehicle may see the image projected on the windshield.
  • the image projected from the display unit 400 needs to adjust the projection angle, for example, by placing a prism, a mirror, etc. at an appropriate position between the display unit 400 and the windshield to project the image. You can adjust the angle.
  • the first light transmitting member 200 may be disposed to face the light source unit 100 in the optical axis direction, and light emitted from the light source unit 100 may pass through the first light transmitting member 200.
  • the first light transmitting member 200 may serve to diffuse the light incident from the light source unit 100 to a surface perpendicular to the optical axis direction.
  • the light irradiated from the light emitting device 110 may have an area at a plane perpendicular to the optical axis direction than the area of the image panel 410. Accordingly, the first light transmitting member 200 may diffuse the light emitted from the light emitting device 110.
  • the first light transmitting member 200 may include a convex lens unit 230.
  • the convex lens unit 230 light incident from the light source unit 100 may pass. That is, light incident from the light emitting device 110 to the first light transmitting member 200 may be collected by the convex lens unit 230.
  • the convex lens unit 230 may be disposed at a position corresponding to the optical axis direction at the position where the light emitting device 110 is disposed. As the light passes through the convex lens unit 230, the light may be refracted by the convex lenses and the light may be diffused.
  • the second light transmitting member 300 may be disposed to face the first light transmitting member 200 in the optical axis direction. The light passing through the first light transmitting member 200 may pass through the second light transmitting member 300.
  • the light passing through the first light transmitting member 200 may pass through the second light transmitting member 300 to enter the light diffusing member 500 described below.
  • the second light transmitting member 300 may make incident light have a shape corresponding to the shape and area of the image panel 410, and may be parallel to the display unit 400 together with the light diffusing member 500.
  • the light may be distributed while having a uniform brightness on a plane.
  • the second light transmitting member 300 may be formed in a curved shape in which the top surface is convex upward, the bottom surface is convex downward, and includes a light transmitting part 320 through which light passes.
  • the light passing through the light transmitting part 320 has uniform brightness on a plane parallel to the display part 400, and the shape and area of the image panel 410. It may have a shape corresponding to the.
  • the light transmitting part 320 may make light having a shape and an area corresponding to the image panel 410 by adjusting an angle of the incident light with respect to the optical axis direction. Therefore, the light transmitting part 320 may be formed in a curved shape in which the top surface is convex upward and the bottom surface is convex downward in order to adjust the angle of the incident light with respect to the optical axis direction.
  • the light diffusing member 500 may be disposed between the second light transmitting member 300 and the display unit 400.
  • the light diffusing member 500 may be provided, for example, in a film shape.
  • Light emitted from the first light transmitting member 200 may pass through the second light transmitting member 300 and enter the light diffusing member 500. As shown in FIG. 1, the light diffusing member 500 may be disposed in parallel with the display unit 400.
  • the light diffusing member 500 may serve to diffuse light emitted from the second light transmitting member 300 on a plane parallel to the display unit 400 and to uniformize the brightness. When the light emitted from the second light transmitting member 300 is viewed in a plane parallel to the display unit 400, brightness may be unevenly distributed on the plane.
  • the brightness of the light is large at a position corresponding to the light transmitting portion 320 of the second light transmitting member 300 on the plane, the brightness of the light may be smaller as it is farther away from it.
  • the light diffusing member 500 may uniform the brightness of light on the plane by lowering the light transmittance at a position corresponding to the light transmitting part 320 and increasing the light transmittance at another position.
  • FIG. 2 is a front view schematically showing a part of the head-up display device of one embodiment.
  • 3 is a side view of FIG. 2.
  • the light source unit 100 includes a plurality of light emitting elements 110 disposed at regular intervals, and the convex lens unit 230 has an optical axis direction with each of the light emitting elements 110. As a result it may include a plurality of convex lenses, each disposed at a corresponding position.
  • each light emitting element 110 is diffused by passing through the convex lens disposed to correspond to each light emitting element 110 in the optical axis direction, and diffused while passing through the convex lens unit 230.
  • the light may be further diffused while passing through the light transmitting part 320 again.
  • the display unit 400 may be disposed to be inclined with respect to the optical axis direction.
  • the image reproduced on the display unit 400 and provided to the passenger of the vehicle is generally reflected on the windshield of the vehicle, and the passenger sees the image reflected on the windshield, that is, the virtual image.
  • the windshield of the vehicle is generally disposed to be inclined with respect to the ground, so that the image disposed on the display unit 400 is not distorted, so that the image irradiated from the display unit 400 is reflected on the windshield. It is necessary to adjust the angle to be irradiated.
  • the display unit 400 may be disposed to be inclined with respect to the optical axis direction to properly adjust the angle at which the light on which the image irradiated from the display unit 400 is irradiated is irradiated.
  • the light diffusing member 500 may be disposed between the second light transmitting member 300 and the display unit 400. This is to increase the light diffusion effect of the light diffusion member 500. That is, as the light diffusion member 500 is located far from the light source unit 100, the light diffusion effect increases, thereby improving the uniformity of the light emitted from the light source unit 100.
  • the light diffusing effect of the light diffusing member 500 may be maximized. Can be.
  • the light diffusing member 500 may be disposed to be inclined with respect to the optical axis direction so as to be parallel to the display unit 400. This is because the uniformity of light passing through the display unit 400 may increase as the light diffusing member 500 is disposed closer to the display unit 400.
  • the light diffusing member 500 and the display unit 400 are disposed in parallel to each other, since the separation distance between the light diffusing member 500 and the display unit 400 is the same, the light diffusing member 500 and the display are identical.
  • the separation distance between the parts 400 is different, it is possible to prevent the uniformity of the light passing through the light diffusing member 500 and incident on the image panel 410 of the display 400 to be lowered, and thus the display part. Uniformity of light passing through 400 may be increased.
  • the first virtual line PL1 extending in the lateral direction of the display unit 400 and the second virtual line PL2 lying in the optical axis direction may form an acute angle or an obtuse angle with each other.
  • each of the first virtual line PL1 and the second virtual line PL2 may be viewed from the intersection point of the first virtual line PL1 and the second virtual line PL2. Upward portions of may be acute to each other.
  • the first virtual line PL1 and the second virtual line PL2 form an acute or obtuse angle with each other, and may be perpendicular to each other. There is no.
  • the third virtual line PL3 extending laterally of the light diffusion member 500 may be parallel to the first virtual line PL1. This is because, as described above, the light diffusing member 500 and the display unit 400 may be disposed in parallel to each other to increase the uniformity of the light passing through the display unit 400.
  • the first separation distance D1 which is the minimum separation distance between the surfaces of the display unit 400 and the light diffusing members 500, which faces each other, is the second light transmitting member 300.
  • the second separation distance D2 which is the minimum separation distance between the surfaces of the light diffusing member 500 that face each other.
  • the light diffusing member 500 is disposed away from the light source unit 100, and conversely, the light diffusing member 500 is disposed on the display unit 400. Because it is appropriate to place as close as possible.
  • the light diffusing member 500 may be in contact with the lower surface of the display unit 400, or the light diffusing member 500 may be disposed to adhere to the lower surface of the display unit 400.
  • the first separation distance D1 may be zero.
  • the light diffusing member 500 is disposed between the second light transmitting member 300 and the display unit 400, and the light diffusing member 500 and the display unit 400 are parallel to each other. By disposing, the light diffusing effect of the light diffusing member 500 may be increased, and the uniformity of the light passing through the display unit 400 may be improved.
  • FIG. 4 is an enlarged view illustrating a part of the light diffusing member 500 of one embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a shape of a long axis D3 of an embossing 510 formed in the light diffusing member 500 according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a shape in a short axis D4 direction of the embossing 510 of FIG. 5.
  • the light diffusing member 500 of at least one embodiment may have an embossing 510 (embossing) having at least a portion of an ellipsoid shell or a sphere shell shape.
  • embossing 510 embossing
  • the size and number of the embossing 510 may be appropriately selected so that the light diffusion effect of the light diffusion member 500 may be optimized in the head-up display device.
  • the embossing 510 may serve to increase light diffusion in the light diffusing member 500.
  • the reason why the embossing 510 increases the diffusion of light is the same as that of the convex lens unit 230.
  • the embossing 510 may be provided such that the plane PN contacting the top surface and the tangent TN of the other surface of the embossing 510 have a set angle. .
  • the first angle ⁇ 1 which is the maximum angle between the tangent TN and the plane PN drawn along the long axis D3 of the ellipsoid shell shape is 5, for example. It may be provided to 30 °.
  • the second angle ⁇ 2 which is the maximum angle between the tangent TN and the plane PN drawn along the short axis D4 of the ellipsoid shell shape is 10 ° to 10 °. 60 ° may be provided.
  • the second angle ⁇ 2 may be equal to the first angle ⁇ 1 or greater than the first angle ⁇ 1.
  • the embossing 510 is provided in a spherical shell shape, and when the first angle ⁇ 1 and the second angle ⁇ 2 are different from each other, Embossing 510 may be provided in an ellipsoidal shell shape.
  • the embossing 510 formed in the light diffusing member 500 increases the light diffusing at the light diffusing member 500 so as to pass the light diffusing member 500 to the uniformity of the light incident on the display 400. Can be improved.
  • FIG. 7A is a bottom perspective view of the first light transmitting member 200 according to one embodiment.
  • FIG. 7B is a perspective view of the first light transmitting member 200 of FIG. 7A viewed from above.
  • the first light transmitting member 200 may include a first flange 210 and a second flange 220.
  • the first flange 210 may protrude downward from the lower surface of the first light transmitting member 200, and serves to separate the light source unit 100 and the first light transmitting member 200 in the optical axis direction. can do.
  • the shape of the light passing through the first light transmitting member 200, the brightness distribution of the plane light perpendicular to the optical axis direction, that is, the light uniformity may vary.
  • an optimal shape, light uniformity, and the like may be obtained by adjusting the optical axis direction separation distance between the light source unit 100 and the first light transmitting member 200 using the first flange 210. .
  • the length of the optical axis direction of the first flange 210 appropriately, the shape of the light passing through the first light transmitting member 200, the light uniformity, etc. may be optimized.
  • a distance in the optical axis direction of the light transmitting member 200 may be set.
  • the optical axis length of the first flange 210 may vary depending on the size, specific structure, and the like of the head-up display device. Therefore, the optical axis length of the first flange 210 may be variously set according to each head-up display device having various sizes and structures.
  • the number, formation position, shape, etc. of the first flange 210 may also be variously selected according to the size and specific structure of the head-up display device.
  • the second flange 220 may protrude upward from the upper surface of the first light transmitting member 200, and the first light transmitting member 200 and the second light transmitting member 300 in the optical axis direction. It can play a role in spacing.
  • the shape of the light passing through the second light transmitting member 300 may vary.
  • the distance between the first light transmitting member 200 and the second light transmitting member 300 in the optical axis direction is adjusted by using the second flange 220 to form an optimal shape, light uniformity, and the like. Can be obtained.
  • the first light transmitting member 200 in which the shape, light uniformity, etc. of light passing through the second light transmitting member 300 may be optimized by appropriately adjusting the optical axis length of the second flange 220. And a distance in the optical axis direction of the second light transmitting member 300 may be set.
  • the optical axis length of the second flange 220 may vary depending on the size, specific structure, and the like of the head-up display device. Accordingly, the optical axis length of the second flange 220 may be variously set according to each head-up display device having various sizes and structures.
  • the number, formation positions, and shapes of the second flanges 220 may also be variously selected according to the size and specific structure of the head-up display device.
  • the second light transmitting member 300 may include a third flange 310.
  • the third flange 310 may be formed at the side surface of the light transmitting part 320, may protrude downward from the second light transmitting member 300, and may correspond to the second flange 220. Like the second flange 220, the third flange 310 may serve to separate the first light transmitting member 200 and the second light transmitting member 300 in the optical axis direction.
  • a description of overlapping with the second flange 220 with respect to the third flange 310 will be omitted.
  • the optical axis lengths of the second flange 220 and the third flange 310 By appropriately adjusting the optical axis lengths of the second flange 220 and the third flange 310, the first shape, the light uniformity, etc. of the light passing through the second light transmitting member 300 can be optimized.
  • An optical axis direction separation distance between the light transmitting unit and the second light transmitting member 300 may be set.
  • the optical axis length of the first flange 210, the second flange 220 and the third flange 310 it is irradiated from the light source unit 100, the first light transmitting member 200 and the second
  • the shape, light uniformity, and the like of the light passing through the light transmitting member 300 may be optimized.
  • the first light transmitting member 200, the light diffusing member 500, and the second light transmitting member 300 may be formed of a light transmissive material.
  • the image panel 410 may also be formed of a light transmissive material and structure through which the light passing through the second light transmitting member 300 may pass.
  • the first light transmitting member 200 includes a first protrusion 221, and the second light transmitting member 300 includes a first recessed groove 311. can do.
  • a first protrusion 221 is formed on an upper surface of the second flange 220, and a first protrusion 221 is disposed on a lower surface of the third flange 310 corresponding to the first protrusion 221.
  • the first light transmitting member 200 and the second light transmitting member 300 may be disposed at positions designed to each other on a plane perpendicular to the optical axis direction, that is, the x-y plane. If the first light transmitting member 200 and the second light transmitting member 300 deviate beyond the allowable range from a position designed on the xy plane, the shape of the light passing through the second light transmitting member 300, the light The uniformity and the like may be different from the preset, which in turn may degrade the image quality of the image projected onto the windshield of the vehicle.
  • the first protrusion 221 is inserted into the first recessed groove 311 so that the first light transmitting member 200 and the second light transmitting member 300 are designed to each other on the xy plane. It can be arranged, and it is possible to prevent the deviation from exceeding the allowable range in the designed position.
  • the first protrusion 221 may be provided in an appropriate number at an appropriate position on the upper surface of the second flange 220.
  • the first recessed grooves 311 may be provided on the bottom surface of the third flange 310 to be disposed at a position corresponding to the first protrusions 221 in the optical axis direction by the same number as the first protrusions 221. .
  • first protrusion 221 and the first recessed groove 311 may be provided with positions in the optical axis direction interchanged with each other. That is, a first protrusion 221 is formed on a lower surface of the third flange 310, and the first protrusion 221 is positioned on a top surface of the second flange 220 at a position corresponding to the first protrusion 221. ) May be formed with a first recessed groove 311.
  • the head-up display device of the embodiment may further include a first heat dissipation unit 600, a casing 700 and a holder 800.
  • the first heat dissipation unit 600 may be disposed below the light source unit 100 in combination with the light source unit 100, and may include a plurality of first heat dissipation fins 610.
  • the first heat dissipation unit 600 may be provided to cool the heat generated from the light source unit 100.
  • the first heat dissipation fin 610 may protrude in a downward direction of the first heat dissipation part 600 and may be provided in plurality.
  • the first heat dissipation fin 610 may allow the heat transmitted from the light source unit 100 to the first heat dissipation unit 600 to be effectively transmitted to the outside.
  • the first heat radiating part 600 may be formed of a material having good thermal conductivity and good machinability in order to realize a complicated shape. Therefore, the first heat dissipation part 600 may be formed of a metal material.
  • the first heat dissipation part 600 may be formed of a material such as copper, a copper alloy, aluminum, an aluminum alloy, which has excellent thermal conductivity and workability.
  • the casing 700 may be provided in a form having a hollow to accommodate the first light transmitting member 200, the light diffusing member 500, and the second light transmitting member 300, and a second heat radiating unit. 710 may be included.
  • the second heat dissipation part 710 is formed at the side of the casing 700 and discharges heat generated in the casing 700 to the outside to be provided in the casing 700 to the first light transmitting member 200. ), The light diffusing member 500 and the second light transmitting member 300 may be prevented from being overheated.
  • the second heat dissipation unit 710 may include a second heat dissipation fin 711. As illustrated in FIG. 6, the second heat dissipation fin 711 may be provided, for example, in a form in which a protruding grating in which horizontal bars and vertical bars intersect with each other and a protrusion formed at an intersection point of the gratings. Can be.
  • the second heat dissipation fin 711 is not limited thereto, and may be configured in any form as long as the heat dissipation fin 711 is effective.
  • the second heat dissipation fin 711 may serve to effect effective heat transfer from the casing 700 to the outside, and like the first heat dissipation unit 600, copper, copper alloy, aluminum, aluminum having excellent thermal conductivity and workability. It may be formed of a material such as an alloy.
  • FIG. 11 is a perspective view of a holder 800 in one embodiment. 12 is a rear perspective view of FIG. 9. As shown in FIG. 11, the head-up display device may further include a holder 800.
  • the holder 800 is provided to be detachably attached to the casing 700, and may serve to couple the display unit 400 to the casing 700, and includes a first mounting part 810 and a second mounting part 820. ) May be included.
  • the first mounting part 810 has a hollow formed in a portion corresponding to the image panel 410 of the display unit 400, and presses the display unit 400 to mount the holder 800 to the casing 700. You can.
  • the second mounting portion 820 may be bent from the first mounting portion 810, and may be coupled to the casing 700 to allow the holder 800 to be mounted on the casing 700.
  • a second through hole 821 is provided in the holder 800, and a hook 730 is provided in the casing 700. It may be provided.
  • the second through hole 821 may be provided in the second mounting part 820.
  • at least four second mounting units 820 may be appropriately provided.
  • at least one second through-hole 821 may be provided in each of the second mounting parts 820.
  • the hook 730 may protrude from the side of the casing 700, and the second through hole 821 may be formed in the second mounting part 820 to insert the hook 730.
  • the second mounting portion 820 has elasticity, the holder 800 can be easily attached to and detached from the casing 700.
  • the display unit 400 can be easily attached to or detached from the casing 700 without using a screwing method using the holder 800.
  • the pressing force applied to the display unit 400 by the holder 800 it is possible to adjust the pressing force applied to the display unit 400 by the holder 800, the pressing force By hardening the display unit 400 may be firmly coupled to the casing 700.
  • FIG. 13 shows that the light diffusing member 500 is disposed between the first light transmitting member 200 and the second light transmitting member 300, and the light diffusing member 500 is parallel to the xy plane perpendicular to the optical axis direction.
  • the head-up display device having the arranged structure an image displayed on the display unit 400 is shown.
  • FIG. 14 is a head-up of an embodiment in which the light diffusing member 500 is disposed between the second light transmitting member 300 and the light diffusing member 500 and the light diffusing member 500 is inclined with respect to the optical axis direction.
  • the image displayed on the display unit 400 in the display device is shown.
  • FIG. 13 and 14 are images implemented by simulation.
  • FIG. 13 illustrates an image implemented in the head-up display apparatus to be compared
  • FIG. 14 illustrates an image implemented in the head-up display apparatus of the embodiment.
  • the head-up display device may include a light source 1100, a first light transmitting member 1200, a second light transmitting member 1300, a display unit 1400, and a light diffusing member 1500.
  • the light source unit 1100 serves to irradiate light, and the light irradiated from the light source unit 1100 passes through the first light transmitting member 1200, the light diffusing member 1500, and the second light transmitting member 1300.
  • the incident light may be incident on the display unit 1400.
  • the image displayed on the display unit 1400 is reflected by the light emitted from the light source unit 1100 is reflected in the wind shield (wind shield) of the vehicle, passengers of the vehicle including the driver sees the image reflected on the wind shield Can be.
  • the light source unit 1100 may include a light emitting device 1110 for irradiating light.
  • the light emitting device 1110 is appropriate to use a high brightness and low energy consumption.
  • a light emitting diode (LED) may be used as the light emitting device 1110.
  • the light source unit 1100 may be manufactured, for example, with a printed circuit board. Accordingly, the light source unit 1100 may be equipped with at least one light emitting device 1110 and active or passive elements, circuit wiring, etc. required to supply power to the light emitting device 1110 on the printed circuit board.
  • the display unit 1400 may be disposed to face the second light transmitting member 1300 in the first direction, and the light passing through the second light transmitting member 1300 may be incident.
  • the display unit 1400 may include an image panel 1410 in which an image is reproduced.
  • the image panel 1410 may be implemented by, for example, a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting diode (OLED), or the like.
  • LCD liquid crystal display
  • PDP plasma display panel
  • OLED organic light emitting diode
  • An image may be reproduced on the display unit 1400.
  • the image is projected onto the windshield of the vehicle, and thus additional projection light is required for the passenger to see clearly with the naked eye.
  • the light emitted from the light source unit 1100 may serve as the projection light. Therefore, the image displayed on the display unit 1400 is loaded on the light emitted from the light source unit 1100 and is projected onto the windshield of the vehicle, and the passenger of the vehicle may see the image projected on the windshield.
  • the image projected from the display unit 1400 needs to adjust the projection angle, for example, by placing a prism, a mirror, etc. at an appropriate position between the display unit 1400 and the windshield to project the image. You can adjust the angle.
  • the first light transmitting member 1200 is disposed to face the light source unit 1100 in the optical axis direction, that is, the first direction, and the light emitted from the light source unit 1100 may pass through the first light transmitting member 1200. Can be. In this case, the first light transmitting member 1200 may serve to diffuse the light incident from the light source unit 1100 into a plane perpendicular to the first direction.
  • the light irradiated from the light emitting device 1110 may have an area on a plane perpendicular to the first direction to be smaller than that of the image panel 1410. Therefore, the first light transmitting member 1200 may diffuse the light emitted from the light emitting device 1110.
  • the first light transmitting member 1200 may include a convex lens unit 1230.
  • the light incident from the light source unit 1100 may pass through the convex lens unit 1230. That is, light incident from the light emitting device 1110 to the first light transmitting member 1200 may be collected by the convex lens unit 1230.
  • the convex lens unit 1230 may be disposed at a position corresponding to the first direction in a position where the light emitting device 1110 is disposed.
  • the light emitting devices 1110 are arranged in plural in a second direction perpendicular to the first direction, that is, in the x-axis direction in FIG. 15, and the convex lens parts 1230 are each of the light emitting devices ( 1110 and a plurality of convex lenses respectively disposed at positions corresponding to the first direction.
  • the convex lenses may be arranged in plural in the second direction which is the same as the arrangement direction of the light emitting devices 1110.
  • the light irradiated from the plurality of light emitting devices 1110 may be refracted and diffused by the convex lenses while passing through the convex lens unit 1230.
  • the second light transmitting member 1300 may be disposed to face the first light transmitting member 1200 in a first direction. The light passing through the first light transmitting member 1200 may pass through the second light transmitting member 1300.
  • the light passing through the first light transmitting member 1200 passes through the light diffusing member 1500, which will be described later, which can be selectively provided in the head-up display device of the embodiment, the second light transmitting member It may be incident to 1300.
  • the second light transmitting member 1300 may make incident light have a shape corresponding to the shape and area of the image panel 1410 and may be parallel to the display unit 1400 together with the light diffusing member 1500.
  • the light may be distributed while having a uniform brightness on a plane.
  • the second light transmitting member 1300 is formed in a curved shape in which the top surface is convex upward, the bottom surface is convex downward, and a light transmitting portion through which light passes (first first recessed groove 1311). It may include.
  • the light passing through the light transmitting unit 1320 has uniform brightness on a plane parallel to the display unit 1400, and the shape and area of the image panel 1410. It may have a shape corresponding to the.
  • the light transmitting part 1320 may make light having a shape and an area corresponding to the image panel 1410 by adjusting an angle of the incident light with respect to the first direction. Therefore, the light transmitting part 1320 may be formed in a curved shape in which the top surface is convex upward and the bottom surface is convex downward in order to adjust the angle of the incident light with respect to the first direction.
  • the light diffusing member 1500 may be disposed between the first light transmitting member 1200 and the second light transmitting member 1300 and may have a film shape. Light emitted from the first light transmitting member 1200 may pass through the light diffusing member 1500 and enter the second light transmitting member 1300.
  • the light diffusing member 1500 may diffuse light emitted from the first light transmitting member 1200 on a plane perpendicular to the optical axis, and may uniformize the brightness of the light. When the light emitted from the first light transmitting member 1200 is viewed in a plane perpendicular to the optical axis, brightness may be unevenly distributed on the plane.
  • the brightness of the light is large at a position corresponding to the convex lens unit 1230 disposed on the first light transmitting member 1200 on the plane, the brightness of the light may decrease as it moves away from it.
  • the light diffusing member 1500 may lower the light transmittance at a position corresponding to the convex lens unit 1230 and increase the light transmittance at another position to uniform the illuminance of the light on the plane.
  • the structure of the light diffusing member 1500 is only an embodiment, and the light diffusing member 1500 may have light incident from the first light transmitting member 1200 in various structures and in various ways. It can be made to have a uniform brightness.
  • FIG. 17 is an enlarged schematic view of a portion A of FIG. 16. As shown in FIG. 17, the center of the light emitting device 1110 may be spaced apart from the center of the convex lens unit 1230 in a direction perpendicular to the first direction.
  • the center of the light emitting device 1110 may be spaced apart from the center of the convex lens unit 1230 in a third direction, perpendicular to the first and second directions. have.
  • the display unit 1400 may be disposed to be inclined with respect to the first direction.
  • the image reproduced by the display unit 1400 and provided to the passenger of the vehicle is generally displayed on the windshield of the vehicle, and the passenger sees the image reflected on the windshield, that is, the virtual image.
  • the image irradiated from the display unit 1400 is loaded with light so that the image disposed on the display unit 1400 is not distorted and is reflected on the windshield. It is necessary to adjust the angle to be irradiated.
  • the display unit 1400 may be disposed to be inclined with respect to the first direction, which is the first direction, to appropriately adjust the angle at which the light on which the image irradiated from the display unit 1400 is irradiated is irradiated.
  • the center of the light emitting device 1110 is a direction perpendicular to the center of the convex lens unit 1230 and the first direction in a region where the first direction distance is close to the display unit 1400. May be spaced apart. That is, in FIGS. 16 and 17, the center of the light emitting device 1110 may be disposed at a position spaced apart from the center of the convex lens unit 1230 in the (+) x-axis direction.
  • the light passing through the second light transmitting member 1300 is more outwardly from the center of the convex lens unit 1230 in FIG. 16, that is, in an area far from the first direction in the display unit 1400. Can be distributed.
  • the light passing through the second light transmitting member 1300 is transmitted to the display unit 1400 and the first.
  • the distance between the display unit 1400 and the first directional distance is greater than that of the distant directional distance, and this phenomenon may cause a decrease in light uniformity in the display 1400.
  • the light passing through the second light transmitting member 1300 is disposed by disposing the center of the light emitting device 1110 at a position spaced apart from the center of the convex lens unit 1230 in the (+) x-axis direction.
  • the light uniformity of the display 1400 may be increased by distributing more in an area far from the display 1400 in the first direction.
  • the light emitting device 1110 may be appropriately disposed to overlap the convex lens unit 1230 in the first direction. This is because the light emitting device 1110 is excessively spaced apart from the convex lens unit 1230 in the second direction or the third direction so that a part of the light irradiated from the light emitting device 1110 does not enter the convex lens unit 1230. This is to prevent the light uniformity from deteriorating in the display unit 1400.
  • the separation distance DL between the light emitting element 1110 and the center of the convex lens unit 1230 is, for example, one quarter of the third width WL of the convex lens unit 1230. It may be provided as follows. Of course, the separation distance DL is not zero.
  • the center of the light emitting device 1110 is spaced apart from the center of the convex lens unit 1230 in a direction perpendicular to the first direction in the optical axis direction to improve the light uniformity in the display unit 1400.
  • the first light transmitting member 1200 may include a first flange 1210 and a second flange 1220.
  • the first flange 1210 may protrude downward from the lower surface of the first light transmitting member 1200, and serves to separate the light source unit 1100 and the first light transmitting member 1200 in a first direction. can do.
  • the shape of the light passing through the first light transmitting member 1200 the brightness distribution of planar light perpendicular to the first direction, Light uniformity
  • Other light properties may vary.
  • the first flange 1210 may be used to adjust the distance between the light source unit 1100 and the first light transmitting member 1200 in the first direction to obtain an optimal shape, light uniformity, and the like. have.
  • the distance in the first direction of the first light transmitting member 1200 may be set.
  • the length of the first direction of the first flange 1210 may vary depending on the size, specific structure, and the like of the head-up display device. Therefore, the length of the first direction of the first flange 1210 may be variously set according to each head-up display device having various sizes and structures.
  • the number, formation position, and shape of the first flange 1210 may be variously selected according to the size and specific structure of the head-up display device.
  • the second flange 1220 may protrude upward from an upper surface of the first light transmitting member 1200, and may direct the first light transmitting member 1200 and the second light transmitting member 1300 in a first direction. It can play a role of separation.
  • the shape of the light passing through the second light transmitting member 1300, the light uniformity, and other light characteristics may vary. .
  • the first light transmission member 1200 and the second light transmission member 1300 are spaced apart from each other in the first direction by using the second flange 1220 to form an optimal shape and light uniformity. Etc. can be obtained.
  • the first light transmitting member 1200 in which the shape, light uniformity, etc. of light passing through the second light transmitting member 1300 may be optimized by appropriately adjusting the first direction length of the second flange 1220. ) And a distance in the first direction of the second light transmitting member 1300 may be set.
  • the length of the first direction of the second flange 1220 may vary depending on the size, specific structure, and the like of the head-up display device. Therefore, the length of the first direction of the second flange 1220 may be variously set according to each head-up display device having various sizes and structures.
  • the number, formation positions, and shapes of the second flanges 1220 may also be variously selected according to the size and specific structure of the head-up display device.
  • the second light transmitting member 1300 may include a third flange 1310.
  • the third flange 1310 may be formed at a side surface of the light transmitting part 1320, may protrude downward from the second light transmitting member 1300, and may correspond to the second flange 1220. Like the second flange 1220, the third flange 1310 may serve to separate the first light transmitting member 1200 and the second light transmitting member 1300 in a first direction. .
  • descriptions of the third flange 1310 overlapping with the second flange 1220 will be omitted.
  • the shape, the light uniformity, and the like of the light passing through the second light transmitting member 1300 may be optimized.
  • a first direction distance between the first light transmitting member 1200 and the second light transmitting member 1300 may be set.
  • the light diffusing member 1500 may be disposed between the second flange 1220 and the third flange 1310.
  • the light diffusing member 1500 may be disposed between the upper surface of the second flange 1220 and the lower surface of the third flange 1310.
  • the first direction position of the light diffusing member 1500 that is, the first direction distance between the light diffusing member 1500 and the first light transmitting member 1200, and the light diffusing member 1500 and the second light transmitting member.
  • the first direction position of the light diffusion member 1500 may be adjusted by appropriately setting the ratio of the first direction length, the first direction length, etc. of the second flange 1220 and the third flange 1310. .
  • the length in the first direction of the first flange 1210, the second flange 1220 and the third flange 1310 it is irradiated from the light source unit 1100, the first light transmitting member 1200 and the first
  • the shape, light uniformity, etc. of the light passing through the two light transmitting members 1300 may be optimized.
  • the first light transmitting member 1200, the light diffusing member 1500, and the second light transmitting member 1300 may be formed of a light transmissive material.
  • the image panel 1410 may also be formed of a light transmissive material and structure through which the light passing through the second light transmitting member 1300 may pass.
  • the first light transmitting member 1200 includes a first protrusion 1221
  • the second light transmitting member 1300 includes a first recessed groove 1311. can do.
  • a first protrusion 1221 is formed on an upper surface of the second flange 1220, and a first protrusion 1221 is disposed on a lower surface of the third flange 1310 at a position corresponding to the first protrusion 1221.
  • the first recessed groove 1311 may be formed.
  • the first light transmitting member 1200 and the second light transmitting member 1300 may be disposed at positions designed to each other on a plane perpendicular to the first direction, that is, the x-y plane. If the first light transmitting member 1200 and the second light transmitting member 1300 deviate beyond the allowable range at a position designed on the xy plane, the shape of the light passing through the second light transmitting member 1300 and the light. The uniformity and the like may be different from the preset, which in turn may degrade the image quality of the image projected onto the windshield of the vehicle.
  • the first protrusion 1221 is inserted into the first recessed groove 1311 so that the first light transmitting member 1200 and the second light transmitting member 1300 are designed to each other on the xy plane. It can be arranged, and it is possible to prevent the deviation from exceeding the allowable range in the designed position.
  • the first protrusion 1221 may be provided in an appropriate number at an appropriate position on the upper surface of the second flange 1220.
  • the first recess 1311 may be provided on the bottom surface of the third flange 1310 to be disposed at a position corresponding to the first protrusion 1221 in the first direction in the same number as the first protrusion 1221. have.
  • the first protrusion 1221 and the first recessed groove 1311 may be provided in a first direction position. That is, a first protrusion 1221 is formed on a bottom surface of the third flange 1310, and the first protrusion 1221 is positioned on a top surface of the second flange 1220 at a position corresponding to the first protrusion 1221.
  • the first recessed groove 1311 may be formed.
  • FIG. 21 is a perspective view illustrating a state in which the first heat dissipating unit 1600, the casing 1700, and the holder 1800 of FIG. 15 are combined.
  • 22 is a side view of FIG. 21.
  • the head-up display device according to the embodiment may further include a first heat dissipation unit 1600, a casing 1700, and a holder 1800.
  • the first heat dissipation unit 1600 may be disposed below the light source unit 1100 in combination with the light source unit 1100, and may include a plurality of first heat dissipation fins 1610. The first heat dissipation unit 1600 may be provided to cool the heat generated by the light source unit 1100.
  • the light source unit 1100 may generate heat while irradiating light, and thus, it is necessary to prevent the light source unit 1100 from overheating.
  • the first heat dissipation fin 1610 may protrude in a downward direction of the first heat dissipation unit 1600 and may be provided in plurality.
  • the first heat dissipation fin 1610 may allow heat transmitted from the light source unit 1100 to the first heat dissipation unit 1600 to be effectively transmitted to the outside.
  • the first heat dissipation unit 1600 may have a good thermal conductivity and may be formed of a material having good workability in order to implement a complicated shape. Therefore, the first heat dissipating portion 1600 may be formed of a metal material.
  • the first heat dissipation unit 1600 may be formed of a material such as copper, a copper alloy, aluminum, and an aluminum alloy having excellent thermal conductivity and workability.
  • the casing 1700 may be provided in the form of a hollow to accommodate the first light transmitting member 1200, the light diffusing member 1500, and the second light transmitting member 1300, and the second heat radiating unit. 1710.
  • the second heat dissipation unit 1710 is formed at the side of the casing 1700 and discharges heat generated inside the casing 1700 to the outside to be provided inside the casing 1700 to the first light transmitting member 1200. ), The light diffusing member 1500 and the second light transmitting member 1300 may be prevented from being overheated.
  • the second heat dissipation unit 1710 may include a second heat dissipation fin 1711. As shown in FIG. 20, the second heat dissipation fin 1711 may be provided, for example, in a form in which a protruding grating in which horizontal bars and vertical bars intersect each other and a protrusion formed at an intersection point of the gratings. Can be.
  • the second heat dissipation fin 1711 is not limited thereto, and may be configured in any form as long as the heat dissipation fin 1711 is capable of effective heat transfer with the outside.
  • the second heat dissipation fin 1711 may serve to effect effective heat transfer from the casing 1700 to the outside, and like the first heat dissipation unit 1600, copper, copper alloy, aluminum, aluminum having excellent thermal conductivity and workability. It may be formed of a material such as an alloy.
  • FIG. 23 is a perspective view of a holder 1800 in one embodiment. 24 is a rear perspective view of FIG. 21. As shown in FIG. 23, the head-up display device may further include a holder 1800.
  • the holder 1800 is provided to be detachably attached to the casing 1700, and may serve to couple the display unit 1400 to the casing 1700.
  • the first mounting unit 1810 and the second mounting unit 1820 may be coupled to the casing 1700. ) May be included.
  • the first mounting unit 1810 has a hollow formed in a portion corresponding to the image panel 1410 of the display unit 1400, and presses the display unit 1400 to mount the holder 1800 to the casing 1700. You can.
  • the second mounting portion 1820 may be bent from the first mounting portion 1810 and may be coupled to the casing 1700 to allow the holder 1800 to be mounted on the casing 1700.
  • the holder 1800 In order for the holder 1800 to be detachably attached to the casing 1700, the holder 1800 is provided with a second through hole 1821, and the casing 1700 has a hook 1730 (hook). It may be provided.
  • the second through hole 1821 may be provided in the second mounting part 1820.
  • at least four second mounting units 1820 may be appropriately provided.
  • at least one second through-hole 1821 may be provided in each of the second mounting units 1820.
  • the hook 1730 is protruded from the side of the casing 1700, the second through hole (1821) is formed in the second mounting portion 1820 may be inserted into the hook 1730.
  • the second mounting portion 1820 has elasticity, the holder 1800 may be easily attached to or detached from the casing 1700.
  • the holder 1800 may be used to easily mount or demount the display unit 1400 to the casing 1700 without using a screwing method.
  • the pressing force applied to the display unit 1400 by the holder 1800 it is possible to adjust the pressing force applied to the display unit 1400 by the holder 1800, the pressing force By hardening the display unit 1400 may be firmly coupled to the casing 1700.
  • FIG. 25 illustrates an image displayed on the display unit 1400 in the head-up display device having a structure in which the center of the light emitting device 1110 and the center of the convex lens unit 1230 are coincident with each other.
  • FIG. 26 is a view illustrating a display unit 1400 of a head-up display device having a structure in which a center of a light emitting element 1110 and a center of a convex lens unit 1230 are spaced apart from each other in a direction perpendicular to a first direction. Display the image.
  • the separation distance DL between the light emitting device 1110 and the center of the convex lens unit 1230 is set to about one fourth of the width WL of the third direction of the convex lens unit 1230. It was.
  • FIG. 25 illustrates an image implemented in the head-up display apparatus as a comparison target
  • FIG. 26 illustrates an image implemented in the head-up display apparatus according to the embodiment. 25 and 26, parts having the same or extremely similar color or brightness mean that the brightness is the same or extremely similar.
  • the uniformity of light shown in the image in FIG. 25 was about 75%, and the uniformity of light shown in the image in FIG. 26 was about 85%. Therefore, in the structure in which the center of the light emitting element 1110 and the center of the convex lens portion 1230 are spaced apart from each other in a direction perpendicular to the first direction, the center of the light emitting element 1110 and the convex lens portion 1230 It can be seen that the uniformity of light is increased by about 10% compared to the structure in which the centers coincide.
  • the head-up display device of the embodiment has an optical uniformity improving effect in the display unit 1400 when comparing FIGS. 25 and 26.
  • the light diffusing member is disposed between the second light transmitting member and the display unit, and the light diffusing member and the display unit are disposed in parallel to each other, thereby increasing the light diffusing effect of the light diffusing member and the display unit.
  • the uniformity of the light passing through can be improved.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)

Abstract

헤드업 디스플레이 장치의 일 실시예는, 광원부; 상기 광원부와 광축방향으로 대향되어 배치되는 제1광전달부재; 상기 제1광전달부재와 광축방향으로 대향되어 배치되는 제2광전달부재; 상기 제2광전달부재와 광축방향으로 대향되어 배치되며, 상기 제2광전달부재를 통과한 광이 입사하는 디스플레이부; 및 상기 제2광전달부재와 상기 디스플레이부 사이에 배치되는 광확산부재를 포함하고, 상기 디스플레이부는 광축방향에 대하여 경사를 이루도록 배치되고, 상기 광확산부재는 상기 디스플레이부와 평행하도록 상기 광축방향에 대하여 경사를 이루도록 배치되는 것일 수 있다.

Description

헤드업 디스플레이 장치
실시예는 헤드업 디스플레이 장치에 관한 것이다.
헤드업 디스플레이(Head Up Display, HUD)는, 항공기에서 조종사가 고개를 숙여 계기판을 보지 않고도 전면을 주시하면서 각종 제원을 확인할 수 있도록, 조종사의 전방시야 확보를 위해 도입한 것이 그 기원으로 알려져 있다.
헤드업 디스플레이는 특히, 운전자를 포함하는 차량의 승객이 차량 및 차량주변의 상태를 용이하게 파악할 수 있도록 하여, 승객의 안전을 도모하고 교통사고를 방지하기 위해, 차량에 일반적으로 장착되고, 차량과 관련된 헤드업 디스플레이 기술이 꾸준히 개발되고 있다.
헤드업 디스플레이 장치는 예를 들어, 승객의 가시영역인 차량의 전면유리창 즉, 윈드쉴드(wind shield)에 운전에 필요한 차량의 제원, 차량과 차량주변의 정보들을 나타낼 수 있다.
헤드업 디스플레이 장치는 이러한 정보들을 승객의 가시영역 내에서 제공하므로, 승객은 1차적으로 도로교통 상황에만 집중할 수 있고, 특히 운전자는 계기판과 도로교통 상황을 번갈아가며 주시하는 횟수를 현저히 줄일 수 있다.
따라서, 헤드업 디스플레이 장치는 운전자를 포함하는 차량의 승객의 피로를 경감시키고, 차량의 주행안전에 획기적으로 기여할 수 있다.
실시예는, 디스플레이부에서 영상의 균일도를 향상시킬 수 있는 구조를 가진 헤드업 디스플레이 장치에 관한 것이다.
실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
헤드업 디스플레이 장치의 일 실시예는, 광원부; 상기 광원부와 광축방향으로 대향되어 배치되는 제1광전달부재; 상기 제1광전달부재와 광축방향으로 대향되어 배치되는 제2광전달부재; 상기 제2광전달부재와 광축방향으로 대향되어 배치되며, 상기 제2광전달부재를 통과한 광이 입사하는 디스플레이부; 및 상기 제2광전달부재와 상기 디스플레이부 사이에 배치되는 광확산부재를 포함하고, 상기 디스플레이부는 광축방향에 대하여 경사를 이루도록 배치되고, 상기 광확산부재는 상기 디스플레이부와 평행하도록 상기 광축방향에 대하여 경사를 이루도록 배치되는 것일 수 있다.
헤드업 디스플레이 장치의 다른 실시예는, 발광소자를 포함하는 광원부; 볼록렌즈부를 포함하고, 상기 광원부와 제1방향으로 대향되어 배치되는 제1광전달부재; 상기 제1광전달부재와 제1방향으로 대향되어 배치되는 제2광전달부재; 및 상기 제2광전달부재와 제1방향으로 대향되어 배치되고, 상기 제2광전달부재를 통과한 광이 입사하는 디스플레이부를 포함하고, 상기 발광소자의 중심은 상기 볼록렌즈부의 중심과 제1방향에 수직한 방향으로 이격되어 배치되는 것일 수 있다.
실시예에서, 광확산부재를 상기 제2광전달부재와 상기 디스플레이부 사이에 배치하고, 상기 광확산부재와 상기 디스플레이부를 서로 평행하게 배치함으로써, 광확산부재의 광확산효과를 높이고, 상기 디스플레이부를 통과한 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.
실시예에서, 광확산부재에 형성되는 엠보싱은 광확산부재에서 광확산을 증가시켜 광확산부재를 통과하여 디스플레이부에 입사하는 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.
실시예에서, 발광소자의 중심을 볼록렌즈부의 중심으로부터 광축방향인 제1방향과 수직한 방향으로 이격시켜 디스플레이부에서의 광 균일도를 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 일 실시예의 헤드업 디스플레이 장치를 나타낸 측면도이다.
도 2는 일 실시예의 헤드업 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 3은 도 2의 측면도이다.
도 4는 일 실시예의 광확산부재의 일부를 나타낸 확대도이다.
도 5는 일 실시예의 광확산부재에 형성되는 엠보싱의 장축방향 형상을 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 엠보싱의 단축방향 형상을 나타낸 단면도이다.
도 7a는 일 실시예의 제1광전달부재를 나타낸 저면 사시도이다.
도 7b는 도 7a의 제1광전달부재를 상측에서 바라본 사시도이다.
도 8은 일 실시예의 제2광전달부재를 나타낸 저면 사시도이다.
도 9는 도 1에서 일 실시예의 제1방열부, 케이싱 및 홀더를 결합한 모습을 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 측면도이다.
도 11은 일 실시예의 홀더를 나타낸 사시도이다.
도 12는 도 9의 배면 사시도이다.
도 13은 광확산부재가 제1광전달부재와 제2광전달부재 사이에 배치되고, 광확산부재가 광축방향에 수직한 x-y평면상에 평행하게 배치된 구조의 헤드업 디스플레이 장치에서 디스플레이부에 나타난 영상을 나타낸다.
도 14는 광확산부재가 제2광전달부재와 광확산부재 사이에 배치되고, 광확산부재가 광축방향에 대하여 경사를 이루도록 배치되는 실시예의 헤드업 디스플레이 장치에서 디스플레이부에 나타난 영상을 나타낸다.
도 15는 다른 실시예의 헤드업 디스플레이 장치를 나타낸 사시도이다.
도 16은 도 15의 측면도이다.
도 17은 도 16의 A부분을 확대한 개략도이다.
도 18은 일 실시예의 제1광전달부재를 나타낸 저면 사시도이다.
도 19는 도 18의 제1광전달부재를 상측에서 바라본 사시도이다.
도 20은 일 실시예의 제2광전달부재를 나타낸 저면 사시도이다.
도 21은 도 15에서 일 실시예의 제1방열부, 케이싱 및 홀더를 결합한 모습을 나타낸 사시도이다.
도 22는 도 21의 측면도이다.
도 23은 일 실시예의 홀더를 나타낸 사시도이다.
도 24는 도 21의 배면 사시도이다.
도 25는 발광소자의 중심과 볼록렌즈부의 중심이 일치하는 구조를 가진 헤드업 디스플레이장치에서 디스플레이부에 나타난 영상을 나타낸다.
도 26은 발광소자의 중심과 볼록렌즈부의 중심이 제1방향에 수직한 방향으로 서로 이격되어 배치되는 구조를 가진 실시예의 헤드업 디스플레이장치에서 디스플레이부에 나타난 영상을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시예를 상세히 설명한다. 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
또한, 도면에서는 직교 좌표계(x, y, z)를 사용할 수 있다. 도면에서 x축과 y축은 광축에 대하여 수직한 평면을 의미하는 것으로 편의상 광축 방향(z축 방향)은 제1방향, x축 방향은 제2방향, y축 방향은 제3방향이라고 지칭할 수 있다.
도 1은 일 실시예의 헤드업 디스플레이 장치를 나타낸 측면도이다. 실시예의 헤드업 디스플레이 장치는 광원부(100), 제1광전달부재(200), 제2광전달부재(300), 디스플레이부(400) 및 광확산부재(500)를 포함할 수 있다.
광원부(100)는 광을 조사하는 역할을 하고, 상기 광원부(100)로부터 조사되는 광은 제1광전달부재(200), 제2광전달부재(300) 및 광확산부재(500)를 통과하여 디스플레이부(400)에 입사할 수 있다.
이때, 디스플레이부(400)에 디스플레이되는 영상은 광원부(100)로부터 조사되는 광에 실려 차량의 윈드쉴드(wind shield) 등에 비춰지게 되고, 운전자를 포함하는 차량의 승객은 윈드쉴드에 비치는 영상을 볼 수 있다.
상기 광원부(100)에는 광을 조사하는 발광소자(110)가 구비될 수 있다. 상기 발광소자(110)는 밝기가 크고 에너지 소비가 작은 것을 사용하는 것이 적절하다. 이러한 발광소자(110)로는 예를 들어 LED(light emitting diode) 등을 사용할 수 있다.
상기 광원부(100)는 예를 들어 인쇄회로기판으로 제작될 수 있다. 따라서, 광원부(100)는 인쇄회로기판에 적어도 하나의 발광소자(110)와 상기 발광소자(110)에 전력을 공급하기 위해 필요한 능동 또는 수동소자, 회로배선 등이 장착될 수 있다.
디스플레이부(400)는 상기 제2광전달부재(300)와 광축방향으로 대향되어 배치되고, 상기 제2광전달부재(300)를 통과한 광이 입사할 수 있다. 상기 디스플레이부(400)는 영상이 재생되는 영상패널(410)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 영상패널(410)은 예를 들어, LCD((liquid crystal display), PDP(plasma display panel), OLED(organic light emitting diode) 등으로 구현될 수 있다.
상기 디스플레이부(400)에서는 영상이 재생될 수 있는데, 이러한 영상이 차량의 윈드쉴드에 투사되어 승객이 육안으로 선명하게 볼 수 있으려면 추가적으로 투사광이 필요하다.
이때, 상기 광원부(100)로부터 조사되는 광은 이러한 투사광의 역할을 할 수 있다. 따라서, 디스플레이부(400)에 디스플레이되는 영상은 광원부(100)로부터 조사되는 광에 실려 차량의 윈드쉴드에 투사되고 차량의 승객은 윈드쉴드에 투사되는 영상을 볼 수 있다.
한편, 디스플레이부(400)로부터 투사되는 영상은 그 투사각도를 조절할 필요가 있는 경우, 예를 들어, 디스플레이부(400)와 상기 윈드쉴드 사이에 적절한 위치에 프리즘, 거울 등을 배치하여 영상의 투사각도를 조절할 수 있다.
제1광전달부재(200)는 상기 광원부(100)와 광축방향으로 대향되어 배치되고, 상기 광원부(100)로부터 조사되는 광은 상기 제1광전달부재(200)를 통과할 수 있다. 이때, 상기 제1광전달부재(200)는 광원부(100)로부터 입사되는 광을 광축방향에 수직한 면으로 확산시키는 역할을 할 수 있다.
상기 발광소자(110)로부터 조사되는 광은 광축방향에 수직한 면에서의 면적이 상기 영상패널(410)의 면적보다 작을 수 있다. 따라서, 상기 제1광전달부재(200)는 상기 발광소자(110)로부터 조사되는 광을 확산시킬 수 있다.
이를 위해, 상기 제1광전달부재(200)는 볼록렌즈부(230)를 포함할 수 있다. 볼록렌즈부(230)는 상기 광원부(100)로부터 입사하는 광이 통과할 수 있다. 즉, 상기 발광소자(110)로부터 상기 제1광전달부재(200)로 입사하는 광은 상기 볼록렌즈부(230)로 집광될 수 있다.
따라서, 상기 볼록렌즈부(230)는 상기 발광소자(110)가 배치되는 위치에 광축방향으로 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 광이 볼록렌즈부(230)를 통과하면서 볼록렌즈들에 의해 굴절되어 광은 확산될 수 있다.
제2광전달부재(300)는 상기 제1광전달부재(200)와 광축방향으로 대향되어 배치될 수 있다. 상기 제2광전달부재(300)는 제1광전달부재(200)를 통과한 광이 통과할 수 있다.
한편, 상기 제1광전달부재(200)를 통과하는 광은 다시 상기 제2광전달부재(300)를 통과하여 하기에 설명하는 광확산부재(500)로 입사할 수 있다.
상기 제2광전달부재(300)는 입사하는 광이 상기 영상패널(410)의 형상 및 면적에 대응하는 형상을 가지도록 만들고, 광확산부재(500)와 함께 상기 디스플레이부(400)에 평행한 평면상에서 상기 광이 균일한 밝기를 가지면서 분포하도록 할 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 상기 제2광전달부재(300)는 상면이 위로 볼록하고, 하면이 아래로 볼록한 곡선형으로 형성되고, 광이 통과하는 투광부(320)를 포함할 수 있다.
상기 투광부(320)의 곡선형상으로 인해, 상기 투광부(320)를 통과한 광은 상기 디스플레이부(400)에 평행한 평면상에서 균일한 밝기를 가지고, 상기 영상패널(410)의 형상 및 면적에 대응하는 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 투광부(320)는 입사되는 광의 광축방향에 대한 각도를 조절하여 상기 영상패널(410)에 대응하는 형상 및 면적을 가진 광을 만들 수 있다. 따라서, 상기 투광부(320)는 입사되는 광의 광축방향에 대한 각도를 조절하기 위해, 광축방향으로 상면이 위로 볼록하고, 하면이 아래로 볼록한 곡선형으로 형성될 수 있다.
광확산부재(500)는 상기 제2광전달부재(300)와 상기 디스플레이부(400) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 상기 광확산부재(500)는 예를 들어, 필름형상으로 구비될 수 있다.
상기 제1광전달부재(200)로부터 방출되는 광은 상기 제2광전달부재(300)를 통과하여 상기 광확산부재(500)에 입사할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 광확산부재(500)는 상기 디스플레이부(400)와 평행하게 배치될 수 있다.
상기 광확산부재(500)는 상기 제2광전달부재(300)로부터 방출되는 광을 디스플레이부(400)에 평행한 평면상에서 확산시키고 밝기를 균일화하는 역할을 할 수 있다. 상기 제2광전달부재(300)로부터 방출되는 광은 디스플레이부(400)와 평행한 평면을 살펴보면 상기 평면 상에서 밝기가 불균일하게 분포할 수 있다.
예를 들어, 상기 평면 상에서 제2광전달부재(300)의 투광부(320)에 대응하는 위치에서는 광의 밝기가 크지만, 이로부터 멀어질수록 광의 밝기는 작아질 수 있다.
이 경우에 상기 광확산부재(500)는 투광부(320)에 대응하는 위치에서의 광 투과율을 낮추고, 다른 위치에서는 광 투과율을 높이는 방식으로 상기 평면상에서 광의 밝기를 균일화할 수 있다.
도 2는 일 실시예의 헤드업 디스플레이 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 정면도이다. 도 3은 도 2의 측면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 실시예에서 상기 광원부(100)는 복수의 발광소자(110)가 일정한 간격으로 배치되고, 상기 볼록렌즈부(230)는 각각의 상기 발광소자(110)와 광축방향으로 대응하는 위치에 각각 배치되는 복수의 볼록렌즈를 포함할 수 있다.
이러한 구조로 인해 각각의 발광소자(110)에서 조사되는 광은 광축방향으로 각 발광소자(110)와 대응되도록 배치되는 볼록렌즈를 통과함으로써 확산되고, 상기 볼록렌즈부(230)를 통과하면서 확산된 광은 다시 투광부(320)를 통과하면서 더욱 확산될 수 있다.
상기 디스플레이부(400)는 광축방향에 대하여 경사를 이루도록 배치될 수 있다. 디스플레이부(400)에서 재생되어 차량의 승객에게 제공되는 영상은 일반적으로 차량의 윈드쉴드에 비춰지게 되고, 윈드쉴드에 비친 영상 즉, 허상을 승객이 보게 된다.
이때, 차량의 윈드쉴드는 일반적으로 지면에 대해 경사를 이루도록 배치되므로, 디스플레이부(400)에 배치되는 영상이 왜곡되지 않고 윈드쉴드에 비춰지기 위해, 디스플레이부(400)로부터 조사되는 영상이 실린 광이 조사되는 각도를 조절할 필요가 있다.
따라서, 디스플레이부(400)는 광축방향에 대하여 경사를 이루도록 배치되어 디스플레이부(400)로부터 조사되는 영상이 실린 광이 조사되는 각도를 적절히 조절할 수 있다.
실시예에서, 광확산부재(500)는 제2광전달부재(300)와 디스플레이부(400) 사이에 배치될 수 있다. 이는 광확산부재(500)의 광확산효과를 증가시키기 위함이다. 즉, 광확산부재(500)는 광원부(100)로부터 되도록 멀리 위치할수록 광확산효과가 증가하고, 이로 인해 광원부(100)로부터 조사되는 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.
실시예에서, 상기한 바를 감안하면, 광확산부재(500)가 제2광전달부재(300)와 디스플레이부(400) 사이에 배치될 경우, 광확산부재(500)의 광확산효과를 최대화할 수 있다.
한편, 상기 광확산부재(500)는 상기 디스플레이부(400)와 평행하도록 상기 광축방향에 대하여 경사를 이루도록 배치될 수 있다. 이는 광확산부재(500)가 상기 디스플레이부(400)와 가까운 곳에 배치될수록 상기 디스플레이부(400)를 통과한 광의 균일도도 증가할 수 있기 때문이다.
즉, 광확산부재(500)와 디스플레이부(400)가 서로 평행하게 배치되는 경우, 광확산부재(500)와 디스플레이부(400) 사이의 이격거리가 동일하므로, 광확산부재(500)와 디스플레이부(400) 사이의 이격거리가 다를 경우 이로 인해 광확산부재(500)를 통과하여 디스플레이부(400)의 영상패널(410)에 입사하는 광의 균일도가 저하되는 것을 방지할 수 있고, 따라서 디스플레이부(400)를 통과한 광의 균일도가 증가할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 디스플레이부(400)의 측방향으로 연장되는 제1가상선(PL1)과 상기 광축방향으로 놓여지는 제2가상선(PL2)은 서로 예각 또는 둔각을 이룰 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, 상기 제1가상선(PL1)과 상기 제2가상선(PL2)의 교차점에서 보아, 상기 제1가상선(PL1)과 상기 제2가상선(PL2) 각각의 상향하는 부분은 서로 예각을 이룰 수 있다.
즉, 상기 디스플레이부(400)는 상기 광축방향에 대하여 경사를 이루도록 배치되므로, 상기 제1가상선(PL1)과 상기 제2가상선(PL2)은 서로 예각 또는 둔각을 이루게 되고, 서로 직교할 수는 없다.
또한, 도 3을 참조하면, 상기 광확산부재(500)의 측방향으로 연장되는 제3가상선(PL3)은 상기 제1가상선(PL1)과 평행할 수 있다. 이는, 상기한 바와 같이, 디스플레이부(400)를 통과한 광의 균일도를 증가시키기 위해 상기 광확산부재(500)와 상기 디스플레이부(400)가 서로 평행하게 배치될 수 있기 때문이다.
또한, 도 3을 참조하면, 상기 디스플레이부(400)와 상기 광확산부재(500)의 서로 대향하는 면들 사이의 최소 이격거리인 제1이격거리(D1)는 상기 제2광전달부재(300)와 상기 광확산부재(500)의 서로 대향하는 면들 사이의 최소 이격거리인 제2이격거리(D2)보다 짧을 수 있다.
이는, 실시예에서, 디스플레이부(400)를 통과하는 광의 균일도를 높이기 위해서는 광확산부재(500)를 광원부(100)로부터 되도록 멀리 배치하고, 반대로 광확산부재(500)를 상기 디스플레이부(400)에 되도록 가까이 배치하는 것이 적절하기 때문이다.
한편, 일 실시예로, 상기 광확산부재(500)를 상기 디스플레이부(400)의 하면과 접촉하거나, 광확산부재(500)를 디스플레이부(400)의 하면에 접착되도록 배치할 수도 있다. 이때, 상기 제1이격거리(D1)는 0이 될 수 있다.
실시예에서, 광확산부재(500)를 상기 제2광전달부재(300)와 상기 디스플레이부(400) 사이에 배치하고, 상기 광확산부재(500)와 상기 디스플레이부(400)를 서로 평행하게 배치함으로써, 광확산부재(500)의 광확산효과를 높이고, 상기 디스플레이부(400)를 통과한 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 4는 일 실시예의 광확산부재(500)의 일부를 나타낸 확대도이다. 도 5는 일 실시예의 광확산부재(500)에 형성되는 엠보싱(510)의 장축(D3)방향 형상을 나타낸 단면도이다. 도 6은 도 5의 엠보싱(510)의 단축(D4)방향 형상을 나타낸 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예의 광확산부재(500)는 적어도 일부가 타원체껍질 또는 구(sphere)껍질 형상을 가진 엠보싱(510)(embossing)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 엠보싱(510)의 크기, 개수는 광확산부재(500)의 광확산효과가 헤드업 디스플레이 장치에서 최적화될 수 있도록 적절히 선택할 수 있다.
상기 엠보싱(510)은, 상기 제1광전달부재(200)에 구비되는 볼록렌즈부(230)와 마찬가지로, 광확산부재(500)에서 광의 확산을 증가시키는 역할을 할 수 있다. 상기 엠보싱(510)이 광의 확산을 증가시키는 이유는 상기 볼록렌즈부(230)에서 설명한 바와 같다.
한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 엠보싱(510)은 최상단 표면과 접하는 평면(PN)과 상기 엠보싱(510)의 다른 표면의 접선(TN)이 설정된 각도를 이루도록 구비될 수 있다.
도 5를 참조하면, 타원체껍질 형상의 상기 엠보싱(510) 장축(D3)을 따라 그은 상기 접선(TN)과 상기 평면(PN) 사이의 최대각도인 제1각도(θ1)는 예를 들어, 5° 내지 30°로 구비될 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 타원체껍질 형상의 상기 엠보싱(510) 단축(D4)을 따라 그은 상기 접선(TN)과 상기 평면(PN) 사이의 최대각도인 제2각도(θ2)는 10° 내지 60°로 구비될 수 있다.
이때, 제2각도(θ2)는 상기 제1각도(θ1)와 같거나, 상기 제1각도(θ1)보다 클 수 있다. 상기 제1각도(θ1)와 상기 제2각도(θ2)가 같은 경우 상기 엠보싱(510)은 구껍질 형상으로 구비되고, 상기 제1각도(θ1)와 상기 제2각도(θ2)가 다른 경우 상기 엠보싱(510)은 타원체껍질 형상으로 구비될 수 있다.
실시예에서, 광확산부재(500)에 형성되는 엠보싱(510)은 광확산부재(500)에서 광확산을 증가시켜 광확산부재(500)를 통과하여 디스플레이부(400)에 입사하는 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 7a는 일 실시예의 제1광전달부재(200)를 나타낸 저면 사시도이다. 도 7b는 도 7a의 제1광전달부재(200)를 상측에서 바라본 사시도이다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 제1광전달부재(200)는 제1플랜지(210)와 제2플랜지(220)를 구비할 수 있다.
제1플랜지(210)는 상기 제1광전달부재(200)의 하면에서 하측으로 돌출형성될 수 있고, 상기 광원부(100)와 상기 제1광전달부재(200)를 광축방향으로 이격시키는 역할을 할 수 있다.
광원부(100)와 제1광전달부재(200) 사이의 광축방향 이격거리에 따라, 제1광전달부재(200)를 통과하는 광의 형태, 광축방향에 수직한 평면상 광의 밝기분포 즉, 광 균일도 기타 광의 특성이 달라질 수 있다.
따라서, 실시예에서는 상기 제1플랜지(210)를 사용하여 상기 광원부(100)와 상기 제1광전달부재(200)의 광축방향 이격거리를 조절하여 최적의 광의 형태, 광 균일도 등을 얻을 수 있다.
즉, 상기 제1플랜지(210)의 광축방향 길이를 적절히 조절하여, 상기 제1광전달부재(200)를 통과하는 광의 형태, 광 균일도 등이 최적화될 수 있는 상기 광원부(100)와 상기 제1광전달부재(200)의 광축방향 이격거리를 설정할 수 있다.
상기 제1플랜지(210)의 광축방향 길이는 헤드업 디스플레이 장치의 크기, 구체적 구조 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 상기 제1플랜지(210)의 광축방향 길이는 다양한 크기, 구조를 가진 각 헤드업 디스플레이 장치에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
또한, 상기 제1플랜지(210)의 개수, 형성위치, 형상 등도 헤드업 디스플레이 장치의 크기, 구체적 구조에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
제2플랜지(220)는 상기 제1광전달부재(200)의 상면에서 상측으로 돌출형성될 수 있고, 상기 제1광전달부재(200)와 상기 제2광전달부재(300)를 광축방향으로 이격시키는 역할을 할 수 있다.
제1광전달부재(200)와 제2광전달부재(300) 사이의 광축방향 이격거리에 따라, 제2광전달부재(300)를 통과하는 광의 형태, 광 균일도 기타 광의 특성이 달라질 수 있다.
따라서, 실시예에서는 상기 제2플랜지(220)를 사용하여 상기 제1광전달부재(200)와 상기 제2광전달부재(300)의 광축방향 이격거리를 조절하여 최적의 광의 형태, 광 균일도 등을 얻을 수 있다.
즉, 상기 제2플랜지(220)의 광축방향 길이를 적절히 조절하여, 상기 제2광전달부재(300)를 통과하는 광의 형태, 광 균일도 등이 최적화될 수 있는 상기 제1광전달부재(200)와 상기 제2광전달부재(300)의 광축방향 이격거리를 설정할 수 있다.
상기 제2플랜지(220)의 광축방향 길이는 헤드업 디스플레이 장치의 크기, 구체적 구조 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 상기 제2플랜지(220)의 광축방향 길이는 다양한 크기, 구조를 가진 각 헤드업 디스플레이 장치에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
또한, 상기 제2플랜지(220)의 개수, 형성위치, 형상 등도 헤드업 디스플레이 장치의 크기, 구체적 구조에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
도 8은 일 실시예의 제2광전달부재(300)를 나타낸 저면 사시도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제2광전달부재(300)는 제3플랜지(310)를 구비할 수 있다.
제3플랜지(310)는 투광부(320)의 측면에 형성될 수 있고, 제2광전달부재(300)의 하측으로 돌출되고 상기 제2플랜지(220)와 대응하도록 형성될 수 있다. 상기 제3플랜지(310)는, 상기 제2플랜지(220)와 마찬가지로, 상기 제1광전달부재(200)와 상기 제2광전달부재(300)를 광축방향으로 이격시키는 역할을 할 수 있다. 이하에서는 상기 제3플랜지(310)에 대하여 상기 제2플랜지(220)와 중복되는 설명은 생략한다.
상기 제2플랜지(220)와 상기 제3플랜지(310)의 광축방향 길이를 적절히 조절함으로써, 상기 제2광전달부재(300)를 통과하는 광의 형태, 광 균일도 등이 최적화될 수 있는 상기 제1광전달부와 상기 제2광전달부재(300)의 광축방향 이격거리를 설정할 수 있다.
실시예에서, 제1플랜지(210), 제2플랜지(220) 및 제3플랜지(310)의 광축방향 길이를 조절함으로써, 광원부(100)로부터 조사되어 제1광전달부재(200) 및 제2광전달부재(300)를 통과한 광의 형태, 광 균일도 등을 최적화할 수 있다.
한편, 상기 제1광전달부재(200), 광확산부재(500) 및 제2광전달부재(300)는 광투과성 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 영상패널(410)도 상기 제2광전달부재(300)를 통과한 광이 통과할 수 있는 광투과성 재질 및 구조로 형성될 수 있다.
도 7b 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1광전달부재(200)는 제1돌기(221)를 포함하고, 상기 제2광전달부재(300)는 제1함몰홈(311)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제2플랜지(220)의 상면에는 제1돌기(221)가 형성되고, 상기 제3플랜지(310)의 하면에는 상기 제1돌기(221)와 대응하는 위치에 상기 제1돌기(221)가 삽입되는 제1함몰홈(311)이 형성될 수 있다.
제1광전달부재(200)와 제2광전달부재(300)는 광축방향과 수직한 평면 즉, x-y평면 상에서 서로 설계된 위치에 배치되는 것이 적절하다. 만약, 제1광전달부재(200)와 제2광전달부재(300)가 x-y평면 상에서 설계된 위치에서 허용범위를 초과하여 이탈하는 경우, 제2광전달부재(300)를 통과하는 광의 형태, 광 균일도 등이 기 설정된 것과 달라질 수 있고, 이는 결국, 차량의 윈드쉴드에 투사되는 영상의 화질을 저하시킬 수 있다.
실시예에서, 상기 제1돌기(221)는 상기 제1함몰홈(311)에 삽입되어 상기 제1광전달부재(200)와 상기 제2광전달부재(300)가 x-y평면 상에서 서로 설계된 위치에 배치되도록 하고, 상기 설계된 위치에서 허용범위를 초과하여 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1돌기(221)는 상기 제2플랜지(220)의 상면에 적절한 위치에 적절한 개수로 구비될 수 있다. 상기 제1함몰홈(311)은 상기 제1돌기(221)와 동일한 개수로 상기 제1돌기(221)와 광축방향으로 대응하는 위치에 배치되도록 상기 제3플랜지(310) 하면에 구비될 수 있다.
다른 실시예로, 상기 제1돌기(221)와 상기 제1함몰홈(311)은 광축방향 위치가 서로 바뀌어 구비될 수도 있다. 즉, 상기 제3플랜지(310)의 하면에는 제1돌기(221)가 형성되고, 상기 제2플랜지(220)의 상면에는 상기 제1돌기(221)와 대응하는 위치에 상기 제1돌기(221)가 삽입되는 제1함몰홈(311)이 형성될 수도 있다.
도 9는 도 1에서 일 실시예의 제1방열부(600), 케이싱(700) 및 홀더(800)를 결합한 모습을 나타낸 사시도이다. 도 10은 도 9의 측면도이다. 실시예의 헤드업 디스플레이 장치는 제1방열부(600), 케이싱(700) 및 홀더(800)를 더 포함할 수 있다.
제1방열부(600)는 상기 광원부(100)와 결합하여 상기 광원부(100)의 하측에 배치될 수 있고, 복수의 제1방열핀(610)을 구비할 수 있다. 제1방열부(600)는 광원부(100)에서 발생하는 열을 냉각하기 위해 구비될 수 있다.
상기 광원부(100)에서는 광을 조사하는 동안 열이 발생할 수 있고, 이로 인해 광원부(100)가 과열되는 것을 방지할 필요가 있기 때문이다.
상기 제1방열핀(610)은 상기 제1방열부(600)의 하측방향으로 돌출형성되고, 복수로 구비될 수 있다. 상기 제1방열핀(610)은 상기 광원부(100)로부터 상기 제1방열부(600)로 전달되는 열이 외부로 효과적으로 전달되도록 할 수 있다.
상기 제1방열부(600)는 열전도율이 양호하고, 복잡한 형상을 구현하기 위해 가공성이 양호한 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1방열부(600)는 금속재질로 형성하는 것이 적절하다. 예를 들어, 상기 제1방열부(600)는 열전도율과 가공성이 우수한 구리, 구리합금, 알루미늄, 알루미늄합금 등의 재질로 형성될 수 있다.
케이싱(700)은 상기 제1광전달부재(200), 광확산부재(500) 및 상기 제2광전달부재(300)를 수용할 수 있도록 중공을 가진 형태로 구비될 수 있고, 제2방열부(710)를 포함할 수 있다.
제2방열부(710)는 상기 케이싱(700)의 측부에 형성되고, 케이싱(700) 내부에 발생하는 열을 외부로 방출하여 상기 케이싱(700) 내부에 구비되는 상기 제1광전달부재(200), 광확산부재(500) 및 상기 제2광전달부재(300)가 과열되는 것을 방지할 수 있다.
제2방열부(710)는 제2방열핀(711)을 구비할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2방열핀(711)은, 예를 들어, 가로바(bar) 및 세로바가 서로 교차하는 돌출된 격자와 상기 격자의 교차지점에 돌출부를 형성한 형태로 구비될 수 있다.
그러나, 제2방열핀(711)은 이에 한정되지 않고, 외부와 효과적인 열전달이 가능한 것이라면 어떠한 형태로도 구성이 가능하다.
상기 제2방열핀(711)은 케이싱(700)으로부터 외부로 효과적인 열전달이 일어나도록 하는 역할을 할 수 있고, 제1방열부(600)와 마찬가지로, 열전도율과 가공성이 우수한 구리, 구리합금, 알루미늄, 알루미늄합금 등의 재질로 형성될 수 있다.
도 11은 일 실시예의 홀더(800)를 나타낸 사시도이다. 도 12는 도 9의 배면 사시도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 헤드업 디스플레이 장치는 홀더(800)를 더 포함할 수 있다.
홀더(800)는 상기 케이싱(700)에 착탈 가능하도록 구비되고, 상기 케이싱(700)에 상기 디스플레이부(400)를 결합시키는 역할을 할 수 있고, 제1장착부(810)와 제2장착부(820)를 포함할 수 있다.
제1장착부(810)는 디스플레이부(400)의 영상패널(410)에 대응하는 부위에 중공이 형성되고, 상기 디스플레이부(400)를 가압하여 상기 홀더(800)를 상기 케이싱(700)에 장착시킬 수 있다. 제2장착부(820)는 상기 제1장착부(810)로부터 절곡형성되고, 상기 케이싱(700)과 결합하여 상기 홀더(800)가 상기 케이싱(700)에 장착되도록 할 수 있다.
상기 홀더(800)가 상기 케이싱(700)에 착탈 가능하도록 구비되기 위해서, 상기 홀더(800)에는 제2관통홀(821)이 구비되고, 상기 케이싱(700)에는 훅(730)(hook)이 구비될 수 있다.
상기 제2관통홀(821)은 상기 제2장착부(820)에 구비될 수 있다. 이때, 상기 디스플레이부(400)를 상기 케이싱(700)에 안정적으로 장착하기 위해, 상기 제2장착부(820)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 적어도 4개가 구비되는 것이 적절할 수 있다. 이때, 상기 제2관통홀(821)은 각각의 제2장착부(820)에 적어도 하나씩 구비될 수 있다.
훅(730)은 상기 케이싱(700)의 측부에 돌출형성되고, 제2관통홀(821)은 상기 제2장착부(820)에 형성되어 상기 훅(730)이 삽입될 수 있다. 이때, 상기 제2장착부(820)는 탄성을 가지므로, 상기 홀더(800)는 상기 케이싱(700)에 용이하게 착탈이 가능하다.
이러한 구조로 인해, 상기 홀더(800)를 사용하여 디스플레이부(400)를, 나사체결 방식을 사용하지 않고, 상기 케이싱(700)에 용이하게 장착하거나 장착해제할 수 있다.
한편, 상기 제2관통홀(821)의 크기, 상기 제2장착부(820)에서의 위치 등을 조절하여, 상기 홀더(800)가 상기 디스플레이부(400)에 가하는 가압력을 조절할 수 있고, 상기 가압력을 강하게 하여 상기 디스플레이부(400)가 상기 케이싱(700)에 견고하게 결합하도록 할 수 있다.
도 13은 광확산부재(500)가 제1광전달부재(200)와 제2광전달부재(300) 사이에 배치되고, 광확산부재(500)가 광축방향에 수직한 x-y평면상에 평행하게 배치된 구조의 헤드업 디스플레이 장치에서 디스플레이부(400)에 나타난 영상을 나타낸 다.
도 14는 광확산부재(500)가 제2광전달부재(300)와 광확산부재(500) 사이에 배치되고, 광확산부재(500)가 광축방향에 대하여 경사를 이루도록 배치되는 실시예의 헤드업 디스플레이 장치에서 디스플레이부(400)에 나타난 영상을 나타낸다.
이때, 도 13 및 도 14는 시뮬레이션에 의해 구현된 영상이다. 도 13은 비교대상인 헤드업 디스플레이 장치에서 구현된 영상을 나타내고, 도 14는 실시예의 헤드업 디스플레이 장치에서 구현된 영상을 나타낸다.
도 13과 도 14를 비교하면, 비교대상인 헤드업 디스플레이 장치에 비해 실시예의 헤드업 디스플레이장치에서 영상의 균일도가 증가함을 알 수 있다.
또한, 도 13에서는 영상에서 불규칙한 무늬가 영상의 전체에 걸쳐 반복되는 패턴으로 비교적 많이 나타나고, 영상의 균일도가 낮음을 명확히 알 수 있다.
반면, 도 13에서는 영상에서 불규칙한 무늬가 도 13에 비해 현저히 적게 나타나고, 영상의 균일도도 도 13에 비해 현저히 높음을 명확히 알 수 있다.
도 13과 도 14를 비교함으로써, 실시예의 헤드업 디스플레이 장치에서 디스플레이부(400)에 나타난 영상의 균일도가 현저히 향상됨을 알 수 있다. 또한, 이러한 균일도 향상은 실시예의 헤드업 디스플레이 장치에서 광확산부재(500)의 광확산효과가 향상되었음을 증명하는 것이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치를 나타낸 사시도이다. 도 16은 도 15의 측면도이다. 실시예의 헤드업 디스플레이 장치는 광원부(1100), 제1광전달부재(1200), 제2광전달부재(1300), 디스플레이부(1400) 및 광확산부재(1500)를 포함할 수 있다.
광원부(1100)는 광을 조사하는 역할을 하고, 상기 광원부(1100)로부터 조사되는 광은 제1광전달부재(1200), 광확산부재(1500) 및 제2광전달부재(1300)를 통과하여 디스플레이부(1400)에 입사할 수 있다.
이때, 디스플레이부(1400)에 디스플레이되는 영상은 광원부(1100)로부터 조사되는 광에 실려 차량의 윈드쉴드(wind shield) 등에 비춰지게 되고, 운전자를 포함하는 차량의 승객은 윈드쉴드에 비치는 영상을 볼 수 있다.
상기 광원부(1100)는 광을 조사하는 발광소자(1110)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자(1110)는 밝기가 크고 에너지 소비가 작은 것을 사용하는 것이 적절하다. 이러한 발광소자(1110)로는 예를 들어 LED(light emitting diode) 등을 사용할 수 있다.
상기 광원부(1100)는 예를 들어 인쇄회로기판으로 제작될 수 있다. 따라서, 광원부(1100)는 인쇄회로기판에 적어도 하나의 발광소자(1110)와 상기 발광소자(1110)에 전력을 공급하기 위해 필요한 능동 또는 수동소자, 회로배선 등이 장착될 수 있다.
디스플레이부(1400)는 상기 제2광전달부재(1300)와 제1방향으로 대향되어 배치되고, 상기 제2광전달부재(1300)를 통과한 광이 입사할 수 있다. 상기 디스플레이부(1400)는 영상이 재생되는 영상패널(1410)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 영상패널(1410)은 예를 들어, LCD((liquid crystal display), PDP(plasma display panel), OLED(organic light emitting diode) 등으로 구현될 수 있다.
상기 디스플레이부(1400)에서는 영상이 재생될 수 있는데, 이러한 영상이 차량의 윈드쉴드에 투사되어 승객이 육안으로 선명하게 볼 수 있으려면 추가적으로 투사광이 필요하다.
이때, 상기 광원부(1100)로부터 조사되는 광은 이러한 투사광의 역할을 할 수 있다. 따라서, 디스플레이부(1400)에 디스플레이되는 영상은 광원부(1100)로부터 조사되는 광에 실려 차량의 윈드쉴드에 투사되고 차량의 승객은 윈드쉴드에 투사되는 영상을 볼 수 있다.
한편, 디스플레이부(1400)로부터 투사되는 영상은 그 투사각도를 조절할 필요가 있는 경우, 예를 들어, 디스플레이부(1400)와 상기 윈드쉴드 사이에 적절한 위치에 프리즘, 거울 등을 배치하여 영상의 투사각도를 조절할 수 있다.
제1광전달부재(1200)는 상기 광원부(1100)와 광축방향 즉, 제1방향으로 대향되어 배치되고, 상기 광원부(1100)로부터 조사되는 광은 상기 제1광전달부재(1200)를 통과할 수 있다. 이때, 상기 제1광전달부재(1200)는 광원부(1100)로부터 입사되는 광을 제1방향에 수직한 면으로 확산시키는 역할을 할 수 있다.
상기 발광소자(1110)로부터 조사되는 광은 제1방향에 수직한 면에서의 면적이 상기 영상패널(1410)의 면적보다 작을 수 있다. 따라서, 상기 제1광전달부재(1200)는 상기 발광소자(1110)로부터 조사되는 광을 확산시킬 수 있다.
이를 위해, 상기 제1광전달부재(1200)는 볼록렌즈부(1230)를 포함할 수 있다. 볼록렌즈부(1230)는 상기 광원부(1100)로부터 입사하는 광이 통과할 수 있다. 즉, 상기 발광소자(1110)로부터 상기 제1광전달부재(1200)로 입사하는 광은 상기 볼록렌즈부(1230)로 집광될 수 있다.
따라서, 상기 볼록렌즈부(1230)는 상기 발광소자(1110)가 배치되는 위치에 제1방향으로 대응하는 위치에 배치될 수 있다.
도 15를 참조하면, 상기 발광소자(1110)는 제1방향과 수직한 제2방향 즉, 도 15에서 x축방향으로 복수로 배열되고, 상기 볼록렌즈부(1230)는 각각의 상기 발광소자(1110)와 제1방향으로 대응하는 위치에 각각 배치되는 복수의 볼록렌즈를 포함하여 구비될 수 있다. 이때, 상기 볼록렌즈는 상기 발광소자(1110)들의 배열방향과 동일한 상기 제2방향으로 복수로 배열되어 구비될 수 있다.
이러한 구조로 인해, 복수의 발광소자(1110)들로부터 조사되는 광은, 볼록렌즈부(1230)를 통과하면서 볼록렌즈들에 의해 굴절되어 확산될 수 있다.
제2광전달부재(1300)는 상기 제1광전달부재(1200)와 제1방향으로 대향되어 배치될 수 있다. 상기 제2광전달부재(1300)는 제1광전달부재(1200)를 통과한 광이 통과할 수 있다.
한편, 상기 제1광전달부재(1200)를 통과하는 광은 실시예의 헤드업 디스플레이 장치에 선택적으로 구비될 수 있는, 하기에 설명하는, 광확산부재(1500)를 통과하여 상기 제2광전달부재(1300)로 입사할 수도 있다.
상기 제2광전달부재(1300)는 입사하는 광이 상기 영상패널(1410)의 형상 및 면적에 대응하는 형상을 가지도록 만들고, 광확산부재(1500)와 함께 상기 디스플레이부(1400)에 평행한 평면상에서 상기 광이 균일한 밝기를 가지면서 분포하도록 할 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 상기 제2광전달부재(1300)는 상면이 위로 볼록하고, 하면이 아래로 볼록한 곡선형으로 형성되고, 광이 통과하는 투광부(1제1함몰홈(1311))를 포함할 수 있다.
상기 투광부(1320)의 곡선형상으로 인해, 상기 투광부(1320)를 통과한 광은 상기 디스플레이부(1400)에 평행한 평면상에서 균일한 밝기를 가지고, 상기 영상패널(1410)의 형상 및 면적에 대응하는 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 투광부(1320)는 입사되는 광의 제1방향에 대한 각도를 조절하여 상기 영상패널(1410)에 대응하는 형상 및 면적을 가진 광을 만들 수 있다. 따라서, 상기 투광부(1320)는 입사되는 광의 제1방향에 대한 각도를 조절하기 위해, 제1방향으로 상면이 위로 볼록하고, 하면이 아래로 볼록한 곡선형으로 형성될 수 있다.
광확산부재(1500)는 상기 제1광전달부재(1200)와 상기 제2광전달부재(1300) 사이에 배치되고, 필름형태로 형성될 수 있다. 상기 제1광전달부재(1200)로부터 방출되는 광은 상기 광확산부재(1500)를 통과하여 상기 제2광전달부재(1300)에 입사할 수 있다.
상기 광확산부재(1500)는 상기 제1광전달부재(1200)로부터 방출되는 광을 광축에 수직한 평면상에서 확산시키고, 광의 밝기를 균일화하는 역할을 할 수 있다. 상기 제1광전달부재(1200)로부터 방출되는 광은, 광축과 수직한 평면을 살펴보면, 상기 평면상에서 밝기가 불균일하게 분포할 수 있다.
예를 들어, 상기 평면 상에서 제1광전달부재(1200)에 배치된 볼록렌즈부(1230)에 대응하는 위치에서는 광의 밝기가 크지만, 이로부터 멀어질수록 광의 밝기는 작아질 수 있다.
이 경우에 상기 광확산부재(1500)는 볼록렌즈부(1230)에 대응하는 위치에서의 광 투과율을 낮추고, 다른 위치에서는 광 투과율을 높이는 방식으로 상기 평면상에서 광의 조도를 균일화할 수 있다.
다만, 상기한 광확산부재(1500)의 구조는 일 실시예에 불과하고, 상기 광확산부재(1500)는 다양한 구조 및 다양한 방식으로 제1광전달부재(1200)로부터 입사하는 광이 상기 평면 상에서 균일한 밝기를 가지도록 할 수 있다.
도 17은 도 16의 A부분을 확대한 개략도이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 발광소자(1110)의 중심은 상기 볼록렌즈부(1230)의 중심과 제1방향에 수직한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
도 17을 참조하면, 예를 들어, 상기 발광소자(1110)의 중심은 상기 볼록렌즈부(1230)의 중심과, 제1방향 및 제2방향에 수직한, 제3방향으로 이격되어 배치될 수 있다.
한편, 다시 도 16을 참조하면, 상기 디스플레이부(1400)는 제1방향에 대하여 경사를 이루도록 배치될 수 있다. 디스플레이부(1400)에서 재생되어 차량의 승객에게 제공되는 영상은 일반적으로 차량의 윈드쉴드에 비춰지게 되고, 윈드쉴드에 비친 영상 즉, 허상을 승객이 보게 된다.
이때, 차량의 윈드쉴드는 일반적으로 지면에 대해 경사를 이루도록 배치되므로, 디스플레이부(1400)에 배치되는 영상이 왜곡되지 않고 윈드쉴드에 비춰지기 위해, 디스플레이부(1400)로부터 조사되는 영상이 실린 광이 조사되는 각도를 조절할 필요가 있다.
따라서, 디스플레이부(1400)는 제1방향인 제1방향에 대하여 경사를 이루도록 배치되어 디스플레이부(1400)로부터 조사되는 영상이 실린 광이 조사되는 각도를 적절히 조절할 수 있다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 상기 발광소자(1110)의 중심은 상기 디스플레이부(1400)와 제1방향거리가 가까운 영역에서 상기 볼록렌즈부(1230)의 중심과 제1방향에 수직한 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 도 16 및 도 17에서, 상기 발광소자(1110)의 중심은, 상기 볼록렌즈부(1230)의 중심과 (+)x축방향으로 이격된 위치에 배치될 수 있다.
이러한 구조에서는, 제2광전달부재(1300)를 통과한 광은, 도 16에서 볼록렌즈부(1230)의 중심에서 외쪽 즉, 상기 디스플레이부(1400)와 제1방향 거리가 먼 영역에 더 많이 분포할 수 있다.
디스플레이부(1400)가 경사를 이루도록 배치되고 볼록렌즈의 중심과 발광소자(1110)의 중심이 일치하는 구조에서는, 제2광전달부재(1300)를 통과한 광은 디스플레이부(1400)와 제1방향 거리가 먼 영역보다 디스플레이부(1400)와 제1방향 거리가 가까운 영역에 더 많이 분포하게 되고, 이러한 현상은 디스플레이부(1400)에서 광 균일도를 저하시키는 원인이 될 수 있다.
따라서, 실시예에서는 발광소자(1110)의 중심을 상기 볼록렌즈부(1230)의 중심과 (+)x축방향으로 이격된 위치에 배치함으로써, 제2광전달부재(1300)를 통과한 광이 상기 디스플레이부(1400)와 제1방향 거리가 먼 영역에 더 많이 분포하게 하여 디스플레이부(1400)에서의 광 균일도를 높일 수 있다.
한편, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 발광소자(1110)는 상기 볼록렌즈부(1230)와 제1방향으로 오버랩(overlap)되도록 배치하는 것이 적절할 수 있다. 이는 발광소자(1110)가 볼록렌즈부(1230)로부터 제2방향 또는 제3방향으로 과도하게 이격되어 발광소자(1110)로부터 조사되는 광의 일부분이 상기 볼록렌즈부(1230)로 입사하지 않고, 이로 인해 디스플레이부(1400)에서 광 균일도가 저하되는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 상기 발광소자(1110)와 상기 볼록렌즈부(1230)의 중심 사이의 이격거리(DL)는, 예를 들어, 상기 볼록렌즈부(1230)의 제3방향 폭(WL)의 1/4 이하로 구비될 수 있다. 물론 상기 이격거리(DL)는 0이 아니다.
실시예에서, 발광소자(1110)의 중심을 볼록렌즈부(1230)의 중심으로부터 광축방향인 제1방향과 수직한 방향으로 이격시켜 디스플레이부(1400)에서의 광 균일도를 향상시키는 효과가 있다.
도 18은 일 실시예의 제1광전달부재(1200)를 나타낸 저면 사시도이다. 도 19는 도 18의 제1광전달부재(1200)를 상측에서 바라본 사시도이다. 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 제1광전달부재(1200)는 제1플랜지(1210)와 제2플랜지(1220)를 구비할 수 있다.
제1플랜지(1210)는 상기 제1광전달부재(1200)의 하면에서 하측으로 돌출형성될 수 있고, 상기 광원부(1100)와 상기 제1광전달부재(1200)를 제1방향으로 이격시키는 역할을 할 수 있다.
광원부(1100)와 제1광전달부재(1200) 사이의 제1방향 이격거리에 따라, 제1광전달부재(1200)를 통과하는 광의 형태, 제1방향에 수직한 평면상 광의 밝기분포 즉, 광 균일도 기타 광의 특성이 달라질 수 있다.
따라서, 실시예에서는 상기 제1플랜지(1210)를 사용하여 상기 광원부(1100)와 상기 제1광전달부재(1200)의 제1방향 이격거리를 조절하여 최적의 광의 형태, 광 균일도 등을 얻을 수 있다.
즉, 상기 제1플랜지(1210)의 제1방향 길이를 적절히 조절하여, 상기 제1광전달부재(1200)를 통과하는 광의 형태, 광 균일도 등이 최적화될 수 있는 상기 광원부(1100)와 상기 제1광전달부재(1200)의 제1방향 이격거리를 설정할 수 있다.
상기 제1플랜지(1210)의 제1방향 길이는 헤드업 디스플레이 장치의 크기, 구체적 구조 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 상기 제1플랜지(1210)의 제1방향 길이는 다양한 크기, 구조를 가진 각 헤드업 디스플레이 장치에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
또한, 상기 제1플랜지(1210)의 개수, 형성위치, 형상 등도 헤드업 디스플레이 장치의 크기, 구체적 구조에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
제2플랜지(1220)는 상기 제1광전달부재(1200)의 상면에서 상측으로 돌출형성될 수 있고, 상기 제1광전달부재(1200)와 상기 제2광전달부재(1300)를 제1방향으로 이격시키는 역할을 할 수 있다.
제1광전달부재(1200)와 제2광전달부재(1300) 사이의 제1방향 이격거리에 따라, 제2광전달부재(1300)를 통과하는 광의 형태, 광 균일도 기타 광의 특성이 달라질 수 있다.
따라서, 실시예에서는 상기 제2플랜지(1220)를 사용하여 상기 제1광전달부재(1200)와 상기 제2광전달부재(1300)의 제1방향 이격거리를 조절하여 최적의 광의 형태, 광 균일도 등을 얻을 수 있다.
즉, 상기 제2플랜지(1220)의 제1방향 길이를 적절히 조절하여, 상기 제2광전달부재(1300)를 통과하는 광의 형태, 광 균일도 등이 최적화될 수 있는 상기 제1광전달부재(1200)와 상기 제2광전달부재(1300)의 제1방향 이격거리를 설정할 수 있다.
상기 제2플랜지(1220)의 제1방향 길이는 헤드업 디스플레이 장치의 크기, 구체적 구조 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 상기 제2플랜지(1220)의 제1방향 길이는 다양한 크기, 구조를 가진 각 헤드업 디스플레이 장치에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
또한, 상기 제2플랜지(1220)의 개수, 형성위치, 형상 등도 헤드업 디스플레이 장치의 크기, 구체적 구조에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
도 20은 일 실시예의 제2광전달부재(1300)를 나타낸 저면 사시도이다. 도 20에 도시된 바와 같이, 제2광전달부재(1300)는 제3플랜지(1310)를 구비할 수 있다.
제3플랜지(1310)는 투광부(1320)의 측면에 형성될 수 있고, 제2광전달부재(1300)의 하측으로 돌출되고 상기 제2플랜지(1220)와 대응하도록 형성될 수 있다. 상기 제3플랜지(1310)는, 상기 제2플랜지(1220)와 마찬가지로, 상기 제1광전달부재(1200)와 상기 제2광전달부재(1300)를 제1방향으로 이격시키는 역할을 할 수 있다. 이하에서는 상기 제3플랜지(1310)에 대하여 상기 제2플랜지(1220)와 중복되는 설명은 생략한다.
상기 제2플랜지(1220)와 상기 제3플랜지(1310)의 제1방향 길이를 적절히 조절함으로써, 상기 제2광전달부재(1300)를 통과하는 광의 형태, 광 균일도 등이 최적화될 수 있는 상기 제1광전달부재(1200)와 상기 제2광전달부재(1300)의 제1방향 이격거리를 설정할 수 있다.
한편, 상기 광확산부재(1500)는 상기 제2플랜지(1220)와 상기 제3플랜지(1310) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광확산부재(1500)는, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 제2플랜지(1220)의 상면과 상기 제3플랜지(1310)의 하면 사이에 배치될 수 있다.
광확산부재(1500)의 제1방향 위치, 즉, 광확산부재(1500)와 제1광전달부재(1200) 사이의 제1방향 이격거리와, 광확산부재(1500)와 제2광전달부재(1300) 사이의 제1방향 이격거리를 적절히 조절하여, 상기 제2광전달부재(1300)를 통과하는 광의 형태, 광 균일도 등을 최적화할 수 있다.
상기 광확산부재(1500)의 상기 제1방향 위치는 상기 제2플랜지(1220)와 상기 제3플랜지(1310)의 제1방향 길이, 제1방향 길이의 비율 등을 적절히 설정함으로써 조절이 가능하다.
실시예에서, 제1플랜지(1210), 제2플랜지(1220) 및 제3플랜지(1310)의 제1방향 길이를 조절함으로써, 광원부(1100)로부터 조사되어 제1광전달부재(1200) 및 제2광전달부재(1300)를 통과한 광의 형태, 광 균일도 등을 최적화할 수 있다.
한편, 상기 제1광전달부재(1200), 광확산부재(1500) 및 제2광전달부재(1300)는 광투과성 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 영상패널(1410)도 상기 제2광전달부재(1300)를 통과한 광이 통과할 수 있는 광투과성 재질 및 구조로 형성될 수 있다.
도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 제1광전달부재(1200)는 제1돌기(1221)를 포함하고, 상기 제2광전달부재(1300)는 제1함몰홈(1311)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제2플랜지(1220)의 상면에는 제1돌기(1221)가 형성되고, 상기 제3플랜지(1310)의 하면에는 상기 제1돌기(1221)와 대응하는 위치에 상기 제1돌기(1221)가 삽입되는 제1함몰홈(1311)이 형성될 수 있다.
제1광전달부재(1200)와 제2광전달부재(1300)는 제1방향과 수직한 평면 즉, x-y평면 상에서 서로 설계된 위치에 배치되는 것이 적절하다. 만약, 제1광전달부재(1200)와 제2광전달부재(1300)가 x-y평면 상에서 설계된 위치에서 허용범위를 초과하여 이탈하는 경우, 제2광전달부재(1300)를 통과하는 광의 형태, 광 균일도 등이 기 설정된 것과 달라질 수 있고, 이는 결국, 차량의 윈드쉴드에 투사되는 영상의 화질을 저하시킬 수 있다.
실시예에서, 상기 제1돌기(1221)는 상기 제1함몰홈(1311)에 삽입되어 상기 제1광전달부재(1200)와 상기 제2광전달부재(1300)가 x-y평면 상에서 서로 설계된 위치에 배치되도록 하고, 상기 설계된 위치에서 허용범위를 초과하여 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1돌기(1221)는 상기 제2플랜지(1220)의 상면에 적절한 위치에 적절한 개수로 구비될 수 있다. 상기 제1함몰홈(1311)은 상기 제1돌기(1221)와 동일한 개수로 상기 제1돌기(1221)와 제1방향으로 대응하는 위치에 배치되도록 상기 제3플랜지(1310) 하면에 구비될 수 있다.
다른 실시예로, 상기 제1돌기(1221)와 상기 제1함몰홈(1311)은 제1방향 위치가 서로 바뀌어 구비될 수도 있다. 즉, 상기 제3플랜지(1310)의 하면에는 제1돌기(1221)가 형성되고, 상기 제2플랜지(1220)의 상면에는 상기 제1돌기(1221)와 대응하는 위치에 상기 제1돌기(1221)가 삽입되는 제1함몰홈(1311)이 형성될 수도 있다.
도 21은 도 15에서 일 실시예의 제1방열부(1600), 케이싱(1700) 및 홀더(1800)를 결합한 모습을 나타낸 사시도이다. 도 22는 도 21의 측면도이다. 실시예의 헤드업 디스플레이 장치는 제1방열부(1600), 케이싱(1700) 및 홀더(1800)를 더 포함할 수 있다.
제1방열부(1600)는 상기 광원부(1100)와 결합하여 상기 광원부(1100)의 하측에 배치될 수 있고, 복수의 제1방열핀(1610)을 구비할 수 있다. 제1방열부(1600)는 광원부(1100)에서 발생하는 열을 냉각하기 위해 구비될 수 있다.
상기 광원부(1100)에서는 광을 조사하는 동안 열이 발생할 수 있고, 이로 인해 광원부(1100)가 과열되는 것을 방지할 필요가 있기 때문이다.
상기 제1방열핀(1610)은 상기 제1방열부(1600)의 하측방향으로 돌출형성되고, 복수로 구비될 수 있다. 상기 제1방열핀(1610)은 상기 광원부(1100)로부터 상기 제1방열부(1600)로 전달되는 열이 외부로 효과적으로 전달되도록 할 수 있다.
상기 제1방열부(1600)는 열전도율이 양호하고, 복잡한 형상을 구현하기 위해 가공성이 양호한 재질로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1방열부(1600)는 금속재질로 형성하는 것이 적절하다. 예를 들어, 상기 제1방열부(1600)는 열전도율과 가공성이 우수한 구리, 구리합금, 알루미늄, 알루미늄합금 등의 재질로 형성될 수 있다.
케이싱(1700)은 상기 제1광전달부재(1200), 광확산부재(1500) 및 상기 제2광전달부재(1300)를 수용할 수 있도록 중공을 가진 형태로 구비될 수 있고, 제2방열부(1710)를 포함할 수 있다.
제2방열부(1710)는 상기 케이싱(1700)의 측부에 형성되고, 케이싱(1700) 내부에 발생하는 열을 외부로 방출하여 상기 케이싱(1700) 내부에 구비되는 상기 제1광전달부재(1200), 광확산부재(1500) 및 상기 제2광전달부재(1300)가 과열되는 것을 방지할 수 있다.
제2방열부(1710)는 제2방열핀(1711)을 구비할 수 있다. 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 제2방열핀(1711)은, 예를 들어, 가로바(bar) 및 세로바가 서로 교차하는 돌출된 격자와 상기 격자의 교차지점에 돌출부를 형성한 형태로 구비될 수 있다.
그러나, 제2방열핀(1711)은 이에 한정되지 않고, 외부와 효과적인 열전달이 가능한 것이라면 어떠한 형태로도 구성이 가능하다.
상기 제2방열핀(1711)은 케이싱(1700)으로부터 외부로 효과적인 열전달이 일어나도록 하는 역할을 할 수 있고, 제1방열부(1600)와 마찬가지로, 열전도율과 가공성이 우수한 구리, 구리합금, 알루미늄, 알루미늄합금 등의 재질로 형성될 수 있다.
도 23은 일 실시예의 홀더(1800)를 나타낸 사시도이다. 도 24는 도 21의 배면 사시도이다. 도 23에 도시된 바와 같이, 헤드업 디스플레이 장치는 홀더(1800)를 더 포함할 수 있다.
홀더(1800)는 상기 케이싱(1700)에 착탈 가능하도록 구비되고, 상기 케이싱(1700)에 상기 디스플레이부(1400)를 결합시키는 역할을 할 수 있고, 제1장착부(1810)와 제2장착부(1820)를 포함할 수 있다.
제1장착부(1810)는 디스플레이부(1400)의 영상패널(1410)에 대응하는 부위에 중공이 형성되고, 상기 디스플레이부(1400)를 가압하여 상기 홀더(1800)를 상기 케이싱(1700)에 장착시킬 수 있다. 제2장착부(1820)는 상기 제1장착부(1810)로부터 절곡형성되고, 상기 케이싱(1700)과 결합하여 상기 홀더(1800)가 상기 케이싱(1700)에 장착되도록 할 수 있다.
상기 홀더(1800)가 상기 케이싱(1700)에 착탈 가능하도록 구비되기 위해서, 상기 홀더(1800)에는 제2관통홀(1821)이 구비되고, 상기 케이싱(1700)에는 훅(1730)(hook)이 구비될 수 있다.
상기 제2관통홀(1821)은 상기 제2장착부(1820)에 구비될 수 있다. 이때, 상기 디스플레이부(1400)를 상기 케이싱(1700)에 안정적으로 장착하기 위해, 상기 제2장착부(1820)는, 도 23에 도시된 바와 같이, 적어도 4개가 구비되는 것이 적절할 수 있다. 이때, 상기 제2관통홀(1821)은 각각의 제2장착부(1820)에 적어도 하나씩 구비될 수 있다.
훅(1730)은 상기 케이싱(1700)의 측부에 돌출형성되고, 제2관통홀(1821)은 상기 제2장착부(1820)에 형성되어 상기 훅(1730)이 삽입될 수 있다. 이때, 상기 제2장착부(1820)는 탄성을 가지므로, 상기 홀더(1800)는 상기 케이싱(1700)에 용이하게 착탈이 가능하다.
이러한 구조로 인해, 상기 홀더(1800)를 사용하여 디스플레이부(1400)를, 나사체결 방식을 사용하지 않고, 상기 케이싱(1700)에 용이하게 장착하거나 장착해제할 수 있다.
한편, 상기 제2관통홀(1821)의 크기, 상기 제2장착부(1820)에서의 위치 등을 조절하여, 상기 홀더(1800)가 상기 디스플레이부(1400)에 가하는 가압력을 조절할 수 있고, 상기 가압력을 강하게 하여 상기 디스플레이부(1400)가 상기 케이싱(1700)에 견고하게 결합하도록 할 수 있다.
도 25는 발광소자(1110)의 중심과 볼록렌즈부(1230)의 중심이 일치하는 구조를 가진 헤드업 디스플레이장치에서 디스플레이부(1400)에 나타난 영상을 나타낸다.
도 26은 발광소자(1110)의 중심과 볼록렌즈부(1230)의 중심이 제1방향에 수직한 방향으로 서로 이격되어 배치되는 구조를 가진 실시예의 헤드업 디스플레이장치에서 디스플레이부(1400)에 나타난 영상을 나타낸다.
실험에서, 상기 발광소자(1110)와 상기 볼록렌즈부(1230)의 중심 사이의 이격거리(DL)는, 상기 볼록렌즈부(1230)의 제3방향 폭(WL)의 약 1/4로 정하였다.
이때, 도 25는 비교대상인 헤드업 디스플레이 장치에서 구현된 영상을 나타내고, 도 26은 실시예의 헤드업 디스플레이 장치에서 구현된 영상을 나타낸다. 도 25 및 도 26에서 동일 또는 극히 유사한 색채 또는 명도(brightness)를 가진 부분은 밝기가 동일하거나 극히 유사함을 의미한다.
도 25에서 영상에 나타난 광의 균일도(uniformity)는 약 75%로, 도 26에서 영상에 나타난 광의 균일도는 약 85%로 측정되었다. 따라서, 발광소자(1110)의 중심과 볼록렌즈부(1230)의 중심이 제1방향에 수직한 방향으로 서로 이격되어 배치되는 구조에서는, 발광소자(1110)의 중심과 볼록렌즈부(1230)의 중심이 일치하는 구조에 비해, 광의 균일도가 약 10% 증가하는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 25와 도 26의 영상을 비교하면, 도 25에 비해 도 26에서 광의 분포가 전체적으로 더 균일함을 알 수 있다. 따라서, 도 25 및 도 26을 비교하면 실시예의 헤드업 디스플레이 장치는 디스플레이부(1400)에서 광 균일도 향상효과가 있음을 명확히 알 수 있다.
실시예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시형태로 구현될 수도 있다.
실시예에서, 광확산부재를 상기 제2광전달부재와 상기 디스플레이부 사이에 배치하고, 상기 광확산부재와 상기 디스플레이부를 서로 평행하게 배치함으로써, 광확산부재의 광확산효과를 높이고, 상기 디스플레이부를 통과한 광의 균일도를 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 광원부;
    상기 광원부와 광축방향으로 대향되어 배치되는 제1광전달부재;
    상기 제1광전달부재와 광축방향으로 대향되어 배치되는 제2광전달부재;
    상기 제2광전달부재와 광축방향으로 대향되어 배치되며, 상기 제2광전달부재를 통과한 광이 입사하는 디스플레이부; 및
    상기 제2광전달부재와 상기 디스플레이부 사이에 배치되는 광확산부재
    를 포함하고,
    상기 디스플레이부는 광축방향에 대하여 경사를 이루도록 배치되고,
    상기 광확산부재는 상기 디스플레이부와 평행하도록 상기 광축방향에 대하여 경사를 이루도록 배치되는 헤드업 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부의 측방향으로 연장되는 제1가상선과 상기 광축방향으로 놓여지는 제2가상선은 서로 예각 또는 둔각을 이루고,
    상기 광확산부재의 측방향으로 연장되는 제3가상선은 상기 제1가상선과 평행한 헤드업 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이부와 상기 광확산부재의 서로 대향하는 면들 사이의 최소 이격거리인 제1이격거리는 상기 제2광전달부재와 상기 확산판의 서로 대향하는 면들 사이의 최소 이격거리인 제2이격거리보다 짧은 헤드업 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광확산부재는,
    적어도 일부가 타원체껍질 또는 구(sphere)껍질 형상을 가진 엠보싱이 형성되는 헤드업 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 엠보싱은,
    최상단 표면과 접하는 평면과 상기 엠보싱의 다른 표면의 접선이 설정된 각도를 이루고,
    타원체껍질 형상의 상기 엠보싱 장축을 따라 그은 상기 접선과 상기 평면 사이의 최대각도인 제1각도는 5° 내지 30°인 헤드업 디스플레이 장치.
  6. 발광소자를 포함하는 광원부;
    볼록렌즈부를 포함하고, 상기 광원부와 제1방향으로 대향되어 배치되는 제1광전달부재;
    상기 제1광전달부재와 제1방향으로 대향되어 배치되는 제2광전달부재; 및
    상기 제2광전달부재와 제1방향으로 대향되어 배치되고, 상기 제2광전달부재를 통과한 광이 입사하는 디스플레이부
    를 포함하고,
    상기 발광소자의 중심은 상기 볼록렌즈부의 중심과 제1방향에 수직한 방향으로 이격되어 배치되는 헤드업 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 발광소자는 제1방향과 수직한 제2방향으로 복수로 배열되고,
    상기 볼록렌즈부는 각각의 상기 발광소자와 제1방향으로 대응하는 위치에 각각 배치되는 복수의 볼록렌즈를 포함하는 헤드업 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 볼록렌즈는 상기 제2방향으로 복수로 배열되고,
    상기 발광소자의 중심은 상기 볼록렌즈부의 중심과 제2방향에 수직한 제3방향으로 이격되어 배치되는 헤드업 디스플레이 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 제1방향에 대하여 경사를 이루도록 배치되고,
    상기 발광소자의 중심은 상기 디스플레이부와 제1방향거리가 가까운 영역에서 상기 볼록렌즈부의 중심과 제1방향에 수직한 방향으로 이격되어 배치되는 헤드업 디스플레이 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 발광소자는 상기 볼록렌즈부와 제1방향으로 오버랩(overlap)되도록 배치되고,
    상기 발광소자와 상기 볼록렌즈부의 중심 사이의 이격거리는 상기 볼록렌즈부의 제3방향 폭의 1/4 이하인 헤드업 디스플레이 장치.
PCT/KR2017/010909 2016-10-05 2017-09-29 헤드업 디스플레이 장치 WO2018066912A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/339,940 US11294175B2 (en) 2016-10-05 2017-09-29 Head up display device

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2016-0128366 2016-10-05
KR1020160128366A KR20180037766A (ko) 2016-10-05 2016-10-05 헤드업 디스플레이 장치
KR1020160128158A KR20180037689A (ko) 2016-10-05 2016-10-05 헤드업 디스플레이 장치
KR10-2016-0128158 2016-10-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018066912A1 true WO2018066912A1 (ko) 2018-04-12

Family

ID=61831150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/010909 WO2018066912A1 (ko) 2016-10-05 2017-09-29 헤드업 디스플레이 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11294175B2 (ko)
WO (1) WO2018066912A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019117522B4 (de) 2018-06-29 2023-09-21 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Anzeige, anzeigesystem, bildprojektionssystem und bewegliches objekt

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7479999B2 (ja) * 2020-09-09 2024-05-09 株式会社小糸製作所 画像投影装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110134362A1 (en) * 1999-02-23 2011-06-09 Parker Jeffery R Light redirecting films and film systems
KR20130106350A (ko) * 2010-08-26 2013-09-27 닛폰 세이키 가부시키가이샤 차량용 헤드업 디스플레이 장치
US20140022645A1 (en) * 2011-03-25 2014-01-23 Nippon Seiki Co., Ltd. Head-up display device
WO2015159030A1 (fr) * 2014-04-17 2015-10-22 Valeo Comfort And Driving Assistance Systeme de generation d'images pour afficheur tete haute et afficheur tete haute associe
KR20160019965A (ko) * 2013-07-24 2016-02-22 가부시키가이샤 덴소 헤드업 디스플레이 장치

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2254961A (en) * 1937-08-21 1941-09-02 George M Cressaty Unitary lens system
US4427265A (en) * 1980-06-27 1984-01-24 Canon Kabushiki Kaisha Diffusion plate
US6429906B1 (en) * 1996-08-12 2002-08-06 Nikon Corporation Projection displays with divergent chief rays at beam splitter
US5757557A (en) * 1997-06-09 1998-05-26 Tir Technologies, Inc. Beam-forming lens with internal cavity that prevents front losses
US6324010B1 (en) * 1999-07-19 2001-11-27 Eastman Kodak Company Optical assembly and a method for manufacturing lens systems
DE10245580B4 (de) * 2002-09-27 2006-06-01 Siemens Ag Einrichtung zur Erzeugung eines Bildes
US7401948B2 (en) * 2005-10-17 2008-07-22 Visteon Global Technologies, Inc. Near field lens having reduced size
US9851479B2 (en) * 2010-03-26 2017-12-26 Ubright Optronics Corporation Optical substrates having light collimating and diffusion structures
WO2014010523A1 (ja) * 2012-07-12 2014-01-16 シャープ株式会社 光学部材、照明装置、及び表示装置
US20170299922A1 (en) * 2014-09-24 2017-10-19 Nippon Seiki Co., Ltd. Head-up display device
FR3029353B1 (fr) * 2014-11-28 2016-12-23 Valeo Comfort & Driving Assistance Dispositif de retroeclairage notamment pour afficheur tete haute et afficheur tete haute pour vehicule automobile
DE102015226476A1 (de) * 2014-12-25 2016-06-30 Nichia Corporation Lichtquellenvorrichtung
JP6577342B2 (ja) * 2015-11-16 2019-09-18 株式会社村上開明堂 ヘッドアップディスプレイ装置のコールドミラー、およびヘッドアップディスプレイ装置
JP6361939B2 (ja) * 2016-03-08 2018-07-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 表示装置
US10274725B2 (en) * 2016-06-20 2019-04-30 Denso International America, Inc. Head-up display with second high intensity lighting unit installed outside of first display casing
JP6663891B2 (ja) * 2017-09-06 2020-03-13 矢崎総業株式会社 バックライトユニットおよびヘッドアップディスプレイ装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110134362A1 (en) * 1999-02-23 2011-06-09 Parker Jeffery R Light redirecting films and film systems
KR20130106350A (ko) * 2010-08-26 2013-09-27 닛폰 세이키 가부시키가이샤 차량용 헤드업 디스플레이 장치
US20140022645A1 (en) * 2011-03-25 2014-01-23 Nippon Seiki Co., Ltd. Head-up display device
KR20160019965A (ko) * 2013-07-24 2016-02-22 가부시키가이샤 덴소 헤드업 디스플레이 장치
WO2015159030A1 (fr) * 2014-04-17 2015-10-22 Valeo Comfort And Driving Assistance Systeme de generation d'images pour afficheur tete haute et afficheur tete haute associe

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019117522B4 (de) 2018-06-29 2023-09-21 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Anzeige, anzeigesystem, bildprojektionssystem und bewegliches objekt

Also Published As

Publication number Publication date
US20200041788A1 (en) 2020-02-06
US11294175B2 (en) 2022-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011129561A2 (en) Backlight unit and display apparatus comprising the same
WO2011025106A1 (en) Backlight unit and display apparatus including the same
WO2018169226A1 (en) Display device
WO2018124599A1 (en) Outdoor display apparatus
WO2011025172A2 (en) Backlight unit and dipslay device
WO2017007092A1 (en) Curved display device
WO2018105876A1 (en) Display apparatus having quantum dot unit or quantum dot sheet and method for manufacturing quantum dot unit
EP3262462A1 (en) Display apparatus
WO2016208818A1 (en) Display assembly and display device using the same
WO2020045957A1 (ko) 디스플레이 장치
WO2017010621A1 (en) Reflecting plate, backlight unit, and display device
WO2019017636A1 (ko) 디스플레이 디바이스
WO2017126812A1 (en) Display device
WO2017023057A1 (ko) 렌즈, 광학 장치 및 이를 포함하는 가상 현실 구현을 위한 헤드 장착 표시 장치
WO2018066912A1 (ko) 헤드업 디스플레이 장치
WO2014042318A1 (en) Optical member and display device having the same
WO2020145630A1 (en) Display apparatus and method of manufacturing display apparatus thereof
WO2019083143A1 (en) DISPLAY DEVICE
WO2016159490A1 (en) Manufacturing method of chassis and display apparatus having the same
WO2019066094A1 (ko) 디스플레이 디바이스
WO2016028024A1 (ko) 조명 장치
WO2019078412A1 (ko) 경화 장치 및 디스플레이 패널 경화 방법
WO2021225285A1 (ko) 디스플레이장치
WO2020013442A1 (en) Reflective sheet and display apparatus having the same
WO2018048201A1 (ko) 조명 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17858706

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17858706

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1