KR102508919B1 - Picture Generating Apparatus for Use in Head-Up Display - Google Patents

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KR102508919B1 KR1020200099809A KR20200099809A KR102508919B1 KR 102508919 B1 KR102508919 B1 KR 102508919B1 KR 1020200099809 A KR1020200099809 A KR 1020200099809A KR 20200099809 A KR20200099809 A KR 20200099809A KR 102508919 B1 KR102508919 B1 KR 102508919B1
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Abstract

본 발명은 HUD(Head-Up Display)용 화상형성장치(PGU: Picture Generation Unit)에 있어서, 복수의 광원(light source)을 포함하는 회로기판; 복수의 광원 전방에 배치되고, HUD에 제공할 이미지(image)를 형성하는 디스플레이; 및 회로기판과 디스플레이 사이에 배치되고, 복수의 광원으로부터의 광을 디스플레이로 유도하되, 디스플레이로 입사되는 광의 광밀도(light intensity)를 균일하게 하는 내부 반사구조를 포함하는 하우징을 포함하되, 내부 반사구조는, 복수의 광원에 상응하여 각각 배치되는 복수의 제1퍼널(first funnel); 및 복수의 제1퍼널을 포괄하는(encompassing) 형태로, 제1퍼널의 전방에 배치되는 단일한(single) 제2퍼널을 포함하는 화상형성장치에 관한 것이다.The present invention relates to a picture generation unit (PGU) for a head-up display (HUD), comprising: a circuit board including a plurality of light sources; a display disposed in front of the plurality of light sources and forming an image to be provided to the HUD; And a housing disposed between the circuit board and the display and including an internal reflection structure that guides light from a plurality of light sources to the display and uniformizes light intensity of light incident on the display, The structure includes a plurality of first funnels each disposed corresponding to a plurality of light sources; and a single second funnel disposed in front of the first funnel in a form encompassing a plurality of first funnels.

Description

HUD용 화상형성장치{Picture Generating Apparatus for Use in Head-Up Display}Image forming device for HUD {Picture Generating Apparatus for Use in Head-Up Display}

본 발명은 HUD용 화상형성장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 이중 퍼널 리플렉터(double funnel reflector)를 포함하는 HUD용 화상형성장치에 관한 것이다.The present invention relates to an image forming apparatus for HUD. More specifically, it relates to an image forming apparatus for HUD including a double funnel reflector.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The contents described in this part merely provide background information on the present embodiment and do not constitute prior art.

헤드업 디스플레이(HUD: Head-Up Display)는 자동차 운전자의 안전 운전을 위해 개발된 주행정보 표시장치이다. 주행정보는 화상형성장치(PGU: Picture Generation Unit)에서 이미지의 형태로 형성되어 광학계를 거친 후 차량 전면 유리 또는 차량 내부에 배치되는 투광성 반사 스크린(Translucent Reflective Screen)에 투영되어 운전자에게 제공된다. PGU는 이미지를 형성하는 LCD와 이미지를 HUD 내부의 광학계로 투사하기 위해 LCD 후방에 배치되는 BLU(Back Light Unit)을 포함한다. A head-up display (HUD) is a driving information display device developed for the safe driving of automobile drivers. Driving information is formed in the form of an image in a Picture Generation Unit (PGU), passed through an optical system, and then projected onto a vehicle windshield or a translucent reflective screen disposed inside the vehicle to be provided to the driver. The PGU includes an LCD that forms an image and a BLU (Back Light Unit) disposed behind the LCD to project the image to the optical system inside the HUD.

HUD는 차량 전방이 매우 밝은 주광 환경(daylight environment)에서도 운전자가 식별할 수 있는 수준의 이미지를 제공할 수 있어야 한다. LCD에서 형성된 이미지는 광학계를 거쳐 이미지의 크기가 확대된 후 차량 전면 유리 또는 투광성 반사 스크린에 투영된다. 최종 투영된 광 이미지의 밝기는 LCD상의 광 이미지의 밝기보다 감소하게 된다. 따라서, 일반적인 디스플레이와 비교하여 HUD용 BLU는 매우 높은 광량을 제공할 필요가 있다. The HUD must be able to provide a discernible image to the driver even in a daylight environment where the front of the vehicle is very bright. The image formed in the LCD is magnified through an optical system and then projected onto a vehicle windshield or light-transmissive reflective screen. The brightness of the final projected light image is lower than that of the light image on the LCD. Therefore, compared to general displays, BLUs for HUDs need to provide a very high amount of light.

일반적으로 HUD용 BLU는 높은 광량(light intensity)을 확보하기 위해 다수의 LED를 포함한다. In general, a BLU for HUD includes a plurality of LEDs to secure high light intensity.

BLU는 다수의 LED로부터의 광이 LCD 후방에 일정한 휘도(light intensity)를 가지고 균일하게 조사되도록 적절한 광학기구부(optical structure)를 포함한다. 도 1, 도 2 또는 특허문헌 0001을 참조하면, 일반적으로 이러한 광학기구부는 렌즈 어레이(lens array), 퍼널 어레이(funnel array), BEF(Brightness Enhancement Film) 혹은 DBEF(Dual Brightness Enhancement Film)와 같은 프리즘 시트(prism sheet), 디퓨저(diffuser) 시트 중 일부가 조합되어 구성된다. 이들 구성 요소는 또한 LCD 후방으로 입사되는 광의 확산각도 범위(angular diffusion range)를 유효한 범위 내로 한정하는 역할도 한다. 여기서 유효한 범위는 광 이미지의 최종적인 투영 위치인 스크린의 광 이미지 영역에 해당한다. The BLU includes an appropriate optical structure so that light from a plurality of LEDs is uniformly irradiated with constant light intensity to the rear of the LCD. Referring to FIG. 1, FIG. 2 or Patent Document 0001, in general, such an optical mechanism unit is a lens array, a funnel array, a prism such as a Brightness Enhancement Film (BEF) or a Dual Brightness Enhancement Film (DBEF). It is composed of a combination of a prism sheet and a diffuser sheet. These components also serve to limit the angular diffusion range of light incident to the rear of the LCD within an effective range. The effective range here corresponds to the optical image area of the screen, which is the final projected position of the optical image.

렌즈 어레이를 사용하는 경우 렌즈 어레이의 경계면에서 광 손실이 발생될 수 있으며, 퍼널 어레이의 경우 광 손실은 적으나 퍼널 내부의 반사 코팅을 형성하기 위한 제조 비용이 높다. 한편, 광의 확산각도 범위를 제어하고, 광 이용 효율을 증대하기 위한 프리즘 시트는 BLU 제조 비용의 상승의 주 요인 중 하나이다. When a lens array is used, light loss may occur at an interface of the lens array. In the case of a funnel array, light loss is small, but manufacturing costs for forming a reflective coating inside the funnel are high. On the other hand, a prism sheet for controlling the spread angle range of light and increasing light utilization efficiency is one of the main factors in increasing the BLU manufacturing cost.

일본 특허공개공보 제2007-108429호 (2007.4.26)Japanese Patent Laid-Open No. 2007-108429 (2007.4.26)

본 개시는 HUD에 이미지를 제공하는 PGU의 BLU의 구조를 개선함으로써, BLU의 광원으로부터의 광 이용 효율을 개선하고, BLU의 구성을 간소화할 수 있는 구조의 BLU를 포함하는 PGU를 제공하는 데 주된 목적이 있다. The main purpose of the present disclosure is to improve the efficiency of using light from a light source of the BLU by improving the structure of the BLU of the PGU providing an image to the HUD, and to provide a PGU including a BLU having a structure capable of simplifying the configuration of the BLU. There is a purpose.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 화상형성장치는, HUD(Head-Up Display)용 화상형성장치(PGU: Picture Generation Unit)에 있어서, 복수의 광원(light source)을 포함하는 회로기판; 복수의 광원 전방에 배치되고, HUD에 제공할 이미지(image)를 형성하는 디스플레이; 및 회로기판과 디스플레이 사이에 배치되고, 복수의 광원으로부터의 광을 디스플레이로 유도하되, 디스플레이로 입사되는 광의 광밀도(light intensity)를 균일하게 하는 내부 반사구조를 포함하는 하우징을 포함하되, 내부 반사구조는, 복수의 광원에 상응하여 각각 배치되는 복수의 제1퍼널(first funnel); 및 복수의 제1퍼널을 포괄하는(encompassing) 형태로, 제1퍼널의 전방에 배치되는 단일한(single) 제2퍼널을 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to solve this problem, an image forming apparatus according to an embodiment of the present disclosure, in a picture generation unit (PGU) for a head-up display (HUD), includes a plurality of light sources. A circuit board comprising; a display disposed in front of the plurality of light sources and forming an image to be provided to the HUD; And a housing disposed between the circuit board and the display and including an internal reflection structure that guides light from a plurality of light sources to the display and uniformizes light intensity of light incident on the display, The structure includes a plurality of first funnels each disposed corresponding to a plurality of light sources; and a single second funnel disposed in front of the first funnel in a form encompassing the plurality of first funnels.

또한, 하우징은 이산화티타늄(TiO2) 미세입자가 분산된 플라스틱 소재(plastic material)를 이용하여 사출성형으로 제조되는 것을 특징으로 한다. In addition, the housing is characterized in that it is manufactured by injection molding using a plastic material in which titanium dioxide (TiO 2 ) fine particles are dispersed.

또한, 내부 반사구조는 광 반사율이 60 % 이상인 것을 특징으로 한다.In addition, the internal reflection structure is characterized in that the light reflectance is 60% or more.

또한, 내부 반사구조의 정반사(specular reflection) 특성 및 확산 반사(diffuse reflection) 특성은 TiO2 미세입자의 크기 및 내부 반사구조 내에 포함되는 TiO2 미세입자의 함유율에 기초하여 제어되는 것을 특징으로 한다. In addition, the specular reflection characteristics and diffuse reflection characteristics of the internal reflection structure are controlled based on the size of the TiO 2 microparticles and the content of the TiO 2 microparticles included in the internal reflection structure.

또한, 내부 반사구조에 정반사 특성을 부여하기 위한 TiO2 미세입자의 크기는 200 nm 내지 300 nm 범위인 것을 특징으로 한다. In addition, the size of the TiO 2 microparticles for imparting specular reflection characteristics to the internal reflection structure is characterized in that the range of 200 nm to 300 nm.

또한, 내부 반사구조에 확산 반사 특성을 부여하기 위한 TiO2 미세입자의 크기는 500 nm 내지 5 ㎛ 범위인 것을 특징으로 한다. In addition, the size of the TiO 2 microparticles for imparting diffuse reflection characteristics to the internal reflection structure is characterized in that the range of 500 nm to 5 μm.

또한, 플라스틱 소재는 PC(Polycarbonate) 또는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer)인 것을 특징으로 한다. In addition, the plastic material is characterized in that PC (Polycarbonate) or ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer).

또한, 플라스틱 소재는 하우징을 백색 또는 백색에 가까운 색상으로 형성하는 안료를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the plastic material is characterized in that it contains a pigment that forms the housing in white or a color close to white.

또한, 제1퍼널 각각은 배치된 위치에 따라 다른 형상을 가지는 것을 특징으로 한다. In addition, each of the first funnels is characterized in that it has a different shape depending on the position in which it is placed.

또한, 제1퍼널은 제1퍼널 입력측 개구부; 제1퍼널 입력측 개구부보다 큰 단면크기를 가지는 제1퍼널 출력측 개구부; 및 제1퍼널 입력측 개부부와 제1퍼널 출력측 개구부를 연결하는 제1퍼널 광 반사구조를 포함하되, 제1퍼널 광 반사구조의 형상은 제1퍼널 출력측 개구부에서 광의 광밀도가 균일해지도록 광원의 광 방출패턴(light emission pattern)을 고려하여 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the first funnel may include a first funnel input side opening; a first funnel output-side opening having a cross-sectional size larger than that of the first funnel input-side opening; and a first funnel light reflection structure connecting the first funnel input-side opening and the first funnel output-side opening, wherein the shape of the first funnel light reflection structure is such that the optical density of light is uniform at the first funnel output-side opening. It is characterized in that it is formed in consideration of a light emission pattern.

또한, 제1퍼널 출력측 개구부의 단면 형상은 직사각형(rectangular)인 것을 특징으로 한다. In addition, the cross-sectional shape of the opening on the output side of the first funnel is characterized in that it is rectangular.

또한, 제1퍼널 입력측 개구부의 단면 형상은 직사각형인 것을 특징으로 한다.In addition, the cross-sectional shape of the first funnel input side opening is characterized in that it is a rectangle.

또한, 제1퍼널 입력측 개구부의 단면 형상은 중앙부가 광원 측에 가까운 오목한(concave) 모양의 곡선 4개가 4각형 형태로 배치된 형상인 것을 특징으로 한다. In addition, the cross-sectional shape of the first funnel input-side opening is characterized in that a central portion is a shape in which four concave curves close to the light source side are arranged in a quadrangular shape.

또한, 제1퍼널 입력측 개구부의 단면 형상은 중앙부가 광원 측으로부터 먼 볼록한(convex) 모양의 곡선 4개가 4각형 형태로 배치된 형상인 것을 특징으로 한다. In addition, the cross-sectional shape of the first funnel input-side opening is characterized in that the central portion is a shape in which four convex curves far from the light source side are arranged in a quadrangular shape.

또한, 제1퍼널 광 반사구조는 제1확대율(first scaling ratio)에 따라 제1퍼널 입력측 개구부의 단면 형상이 제1퍼널 출력측 개구부의 단면 형상으로 모핑(morphing)됨으로써 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the first funnel light reflecting structure is characterized in that it is formed by morphing the cross-sectional shape of the first funnel input-side opening to the first funnel output-side opening according to a first scaling ratio.

또한, 제1확대율은 일정한 값인 것을 특징으로 한다.Also, the first magnification ratio is characterized in that it is a constant value.

또한, 제1확대율은 감소하다가 증가하는 제1프로파일(first profile)을 가져, 제1퍼널 광 반사구조는 광원 측에서 봤을 때 전후방 방향으로 볼록한 형태인 것을 특징으로 한다.In addition, the first magnification ratio has a first profile that decreases and then increases, so that the first funnel light reflection structure is convex in the forward and backward directions when viewed from the light source side.

또한, 제1확대율은 증가하다가 감소하는 제2프로파일을 가져, 제1퍼널 광 반사구조는 광원 측에서 봤을 때 전후방 방향으로 오목한 형태인 것을 특징으로 한다. In addition, the first magnification ratio has a second profile that increases and then decreases, so that the first funnel light reflecting structure has a concave shape in the forward and backward directions when viewed from the light source side.

또한, 제1퍼널 광 반사구조는 제1퍼널 출력측 개구부에서 출사되는 광에 적어도 부분적으로 시준(collimating) 효과를 부여하도록, 제2프로파일은 오목한 포물면을 형성하는 포물선 프로파일인 것을 특징으로 한다. In addition, the first funnel light reflecting structure is characterized in that the second profile is a parabolic profile forming a concave paraboloid so as to at least partially impart a collimating effect to the light emitted from the first funnel output-side opening.

또한, 하우징은 디스플레이를 배치하기 위해 하우징에 일체로 성형되는 디스플레이 안착부를 제2퍼널 출력측 개구부의 전방에 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the housing is characterized in that it further comprises a display mounting part integrally molded to the housing in front of the opening on the output side of the second funnel in order to place the display.

또한, 하우징은 디스플레이 안착부와 제2퍼널 출력측 개구부 사이에 일체로 성형되고, 디스플레이에 입사되는 광의 휘도 얼룩짐(luminance unevenness)을 감소시키는 디퓨저 시트(diffuser sheet)를 배치하기 위한 디퓨저 시트 안착부(diffuser sheet seating)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the housing is integrally molded between the display seating portion and the output side opening of the second funnel, and the diffuser sheet seating portion is used to dispose a diffuser sheet for reducing luminance unevenness of light incident on the display. sheet seating).

또한, 하우징은 외측에 하우징의 후방에 회로기판을 배치하기 위한 회로기판 체결부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the housing is characterized in that it further comprises a circuit board fastening portion for disposing the circuit board on the rear of the housing on the outside.

본 개시의 실시예들에 따르면, HUD에 이미지를 제공하는 PGU의 BLU의 구성 요소 중 광학기구부를 이중 퍼널 리플렉터 구조로 형성함으로써, BLU의 광원으로부터의 광 이용 효율이 개선되고, BLU의 구성이 간소화되며, PGU의 제조 비용이 절감되는 효과가 있다. According to the embodiments of the present disclosure, by forming the optical mechanism part of the components of the BLU of the PGU that provides images to the HUD into a double funnel reflector structure, the efficiency of using light from the light source of the BLU is improved and the configuration of the BLU is simplified. And, there is an effect of reducing the manufacturing cost of the PGU.

도 1은 일반적인 차량용 HUD 및 화상형성장치의 개념도이다.
도 2는 일반적인 차량용 HUD의 화상형성장치를 구조를 나타내는 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학기구부의 장방향 단면도 및 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학기구부의 사시도 및 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광학기구부인 하우징의 사시도 및 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 내부 반사구조의 광축 구조를 설명하는 장방향 단면도 및 단방향 단면도이다.1 is a conceptual diagram of a general vehicle HUD and image forming apparatus.
2 is an exploded perspective view showing the structure of an image forming apparatus of a general vehicle HUD.
3 is a longitudinal cross-sectional view and a partially enlarged view of an optical mechanism unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view and a plan view of an optical mechanism unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view and a plan view of a housing that is an optical instrument part according to another embodiment of the present invention.
6 is a longitudinal cross-sectional view and a short-directional cross-sectional view illustrating an optical axis structure of an internal reflection structure according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Also, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the components of the present invention. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term. Throughout the specification, when a part 'includes' or 'includes' a certain component, it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated. . In addition, the '... Terms such as 'unit' and 'module' refer to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented as hardware, software, or a combination of hardware and software.

도 2는 일반적인 차량용 HUD의 화상형성장치를 구조를 나타내는 분해사시도이다.2 is an exploded perspective view showing the structure of an image forming apparatus of a general vehicle HUD.

도 2를 참조하면, 차량용 HUD(10)는 차량 전면 유리 또는 별도 스크린에 운전자가 볼 수 있도록 광 이미지를 투영한다. HUD(10)의 광 이미지는 PGU(20)에서 생성되어 HUD(10) 내부의 광학계를 통해 확대 및 투영된다. PGU(20)는 스크린에 투영할 이미지를 생성하는 LCD(200), LCD(200)를 투과하여 HUD(10)의 광학계로 광 이미지를 투영하기 위한 광을 제공하고, LCD(200) 후방에 배치되는 BLU(30)를 포함한다. Referring to FIG. 2 , the vehicle HUD 10 projects a light image onto a vehicle windshield or a separate screen so that a driver can see it. An optical image of the HUD 10 is generated by the PGU 20 and magnified and projected through an optical system inside the HUD 10 . The PGU 20 provides an LCD 200 that generates an image to be projected on a screen, transmits light through the LCD 200 and projects a light image to the optical system of the HUD 10, and is disposed behind the LCD 200. It includes a BLU (30) to be.

BLU(30)는 LCD(200)의 후방에 균일한 분포를 가지고, 적절한 광 확산각도 범위를 가지는 광을 조사하도록 형성된다. 본 개시의 일 실시예는 BLU(30)에 포함되는 광학기구부에 대한 것이다. 광학기구부는 BLU(30)의 하우징(32) 역할을 겸할 수 있다. 또한, 광학기구부는 전방에 LCD(200)를 수용하도록 형성될 수 있다. The BLU 30 is formed to radiate light having a uniform distribution to the rear of the LCD 200 and having an appropriate light diffusion angle range. An embodiment of the present disclosure relates to an optical instrument included in the BLU 30. The optical mechanism unit may serve as the housing 32 of the BLU 30 . In addition, the optical mechanism unit may be formed to accommodate the LCD 200 in the front.

일 실시예에 따른 PGU(20)는 BLU(30)및 광이 출사되는 BLU(30)의 전방 영역에 결합되는 LCD(200)를 포함한다. The PGU 20 according to an embodiment includes a BLU 30 and an LCD 200 coupled to a front area of the BLU 30 from which light is emitted.

일 실시예에 따른 BLU(30)는 복수의 광원(미도시), 일측면 상에 복수의 광원이 배치되는 회로기판(PCB: Printed Circuit Board, 미도시), 후방 영역이 회로기판의 일측면과 결합되는 광학기구부인 하우징(housing, 32), 하우징(32)의 전방 영역에 수용되는 디퓨저 시트(diffuser sheet, 미도시)를 포함한다. The BLU 30 according to an embodiment includes a plurality of light sources (not shown), a circuit board (PCB: Printed Circuit Board, not shown) on one side of which a plurality of light sources are disposed, and a rear area that is connected to one side of the circuit board. It includes a housing (housing, 32), which is an optical instrument part to be coupled, and a diffuser sheet (not shown) accommodated in the front area of the housing (32).

BLU(30)의 광원은 LED광원일 수 있다. 회로기판은 타측면에 방열구조(미도시)가 배치될 수 있다. A light source of the BLU 30 may be an LED light source. A heat dissipation structure (not shown) may be disposed on the other side of the circuit board.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학기구부의 장방향 단면도 및 부분 확대도이다.3 is a longitudinal cross-sectional view and a partially enlarged view of an optical mechanism unit according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학기구부의 사시도 및 평면도이다. 4 is a perspective view and a plan view of an optical mechanism unit according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 하우징(32)의 내부는 2층 구조인 내부 반사구조(300)로 형성된다. 서술의 편의상 광원 측을 1층, LCD(200) 측을 2층으로 지칭한다. 일 실시예에 따른 하우징(32)의 내부에 형성되는 내부 반사구조(300)는 1층에 복수의 제1퍼널(first funnel, 310), 2층에 복수의 제1퍼널(310)을 모두 포함하는 단일 구조의 제2퍼널(second funnel, 320)이 형성된 이중 퍼널 리플렉터(double-funnel reflector) 형태이다. Referring to FIG. 3 , the inside of the housing 32 is formed of a two-layer internal reflection structure 300 . For convenience of description, the light source side is referred to as the first layer and the LCD 200 side is referred to as the second layer. The internal reflection structure 300 formed inside the housing 32 according to an embodiment includes a plurality of first funnels 310 on the first floor and a plurality of first funnels 310 on the second floor. It is a double-funnel reflector form in which a second funnel 320 of a single structure is formed.

하우징(32)은 PC(Polycarbonate) 또는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer) 등의 플라스틱 소재를 이용하여 사출성형으로 제조된다. 하우징(32)의 소재는 광의 반사를 고려하여 백색 또는 백색에 가까운 색상이 되도록 안료가 추가될 수 있다. The housing 32 is manufactured by injection molding using a plastic material such as PC (Polycarbonate) or ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer). A pigment may be added to the material of the housing 32 to be white or close to white in consideration of light reflection.

특히, 일 실시예에 따른 하우징(32)를 제조하기 위한 플라스틱 소재는 이산화티타늄(TiO2) 미세입자가 분산된 소재일 수 있다. TiO2 미세입자의 크기 및 플라스틱 소재 내의 TiO2 미세입자의 함유율은 내부 반사구조(300)를 제공하는 하우징(32)의 내측면이 적절한 광 반사율(light reflectance) 및/또는 반사특성(reflection characteristics)을 가지도록 선정될 수 있다. In particular, a plastic material for manufacturing the housing 32 according to an embodiment may be a material in which titanium dioxide (TiO 2 ) fine particles are dispersed. The size of the TiO 2 microparticles and the content of the TiO 2 microparticles in the plastic material determine the appropriate light reflectance and/or reflection characteristics of the inner surface of the housing 32 providing the internal reflection structure 300 can be selected to have

일 실시예에 따른 하우징(32)은 TiO2 미세입자가 분산된 플라스틱 소재로 사출성형 함으로써 제1 및 제2퍼널(310, 320) 내측면의 광 반사 특성을 결정하도록 형성된다. 따라서 하우징(32)은 제1 및 제2퍼널(310, 320)의 내측면에 광 반사를 위한 별도의 반사 코팅이 형성될 필요가 없다. 즉, 내부 반사구조(300)의 광 반사 특성은 TiO2의 미세입자 크기 및 함유율에 의해 조정될 수 있다. 여기서 광 반사 특성은 거울면 반사에 해당하는 정반사(regular reflection or specular reflection) 및 반사광이 확산되는 확산 반사(diffuse reflection)를 의미한다. The housing 32 according to an embodiment is formed by injection molding of a plastic material in which TiO 2 microparticles are dispersed to determine the light reflection characteristics of the inner surfaces of the first and second funnels 310 and 320 . Therefore, the housing 32 does not require a separate reflective coating for light reflection to be formed on the inner surfaces of the first and second funnels 310 and 320 . That is, the light reflection characteristics of the internal reflection structure 300 can be adjusted by the size and content of TiO 2 fine particles. Here, the light reflection characteristic means regular reflection or specular reflection corresponding to specular reflection and diffuse reflection in which reflected light is diffused.

TiO2의 미세입자 크기는 가시광선 파장의 절반 크기를 기준으로 TiO2가 포함된 표면의 주된 반사 특성을 구분할 수 있다. 즉, 가시광선 파장인 400 내지 700 nm의 절반인 200 내지 350 nm 크기를 기준으로 그 보다 작은 크기, 예컨대 100 nm 이하인 경우에는 정반사 특성이 지배적이고, 그 보다 큰 크기, 예컨대 500 nm 내지 5 ㎛ 범위인 경우에는 확산 반사 특성이 지배적이다.The size of the fine particle of TiO 2 can be divided into the main reflection characteristics of the surface containing TiO 2 based on the half size of the wavelength of visible light. That is, based on the size of 200 to 350 nm, which is half of the wavelength of visible light, 400 to 700 nm, the specular reflection characteristic is dominant in the case of a smaller size, for example, 100 nm or less, and a larger size, for example, in the range of 500 nm to 5 μm In the case of , diffuse reflection characteristics dominate.

TiO2 미세입자는 200 내지 350 nm 크기로 준비되더라도 미세입자 형성 과정에서 뭉침(aggregate) 등에 의해 단위 입자 크기가 큰 것이 포함될 수 있고, 미세입자 크기의 분포가 넓어질 수 있다. 일 실시예에 따른 하우징(32)은 소재에 분산되는 TiO2 미세입자의 크기가 적절한 범위 내에 있는 것을 선별하여 사용함으로써 제1 및 제2퍼널(310, 320) 내측면의 광 반사 특성을 조절할 수 있다. 미세입자의 크기 선별에는 통상 알려진 바와 같은 체로 거르는 방법(sifting) 등이 이용될 수 있다. Even if TiO 2 microparticles are prepared with a size of 200 to 350 nm, they may include particles having a large unit particle size due to aggregation during the formation of the microparticles, and the size distribution of the microparticles may be widened. In the housing 32 according to an embodiment, the light reflection characteristics of the inner surfaces of the first and second funnels 310 and 320 can be adjusted by selecting and using TiO 2 fine particles dispersed in the material within an appropriate range. there is. A commonly known sifting method or the like may be used to select the size of the fine particles.

한편, 일 실시예는 크기가 200 내지 350 nm 범위인 TiO2 미세입자를 이용하되 사출성형 금형의 표면 조도(surface roughness) 조정 또는 사출성형 후의 표면 후가공(surface finishing) 등으로 제1 및 제2퍼널 내측면의 광 반사 특성을 조절하는 방법도 포함할 수 있다. 한편, 일 실시예에 따른 이중 퍼널 리플렉터 구조는 TiO2의가 포함된 형태가 아닌, PC 또는 ABS 등의 플라스틱 소재로 사출성형으로 제조되고, 필요에 따라 의도된 표면 조도를 가지도록 형성되며, 광 반사 효율을 높이기 위해 내부 반사구조를 금속으로 코팅한 형태일 수도 있다. On the other hand, in one embodiment, TiO 2 microparticles having a size in the range of 200 to 350 nm are used, but the first and second funnels are formed by adjusting the surface roughness of the injection molding mold or by surface finishing after injection molding. A method of adjusting the light reflection characteristics of the inner surface may also be included. On the other hand, the double funnel reflector structure according to an embodiment is manufactured by injection molding with a plastic material such as PC or ABS, not in the form of TiO 2 , is formed to have an intended surface roughness as needed, and reflects light In order to increase efficiency, the internal reflection structure may be coated with metal.

이상적인 경우를 가정하면, LED의 소자면(chip face)으로부터의 광 방사 패턴(radiation pattern)은 램버시안(Lambertian) 방사 형태를 가진다. 상용 LED 광원은 대부분 LED 소자 내의 웨이브 가이드(wave guide) 혹은 소자 상에 배치되는 렌즈 역할의 마이크로 구조 등에 의해 광의 방사 패턴이 의도된 형태로 조정된다. 즉, LED 광원의 광 방사 패턴은 제조사마다 다른 패턴을 가진다. 예를 들어, LED 광원의 방사 패턴은 제조사에 따라 다를 수 있고, 열기구 모양(hot air balloon shape), 누에고치 모양(cocoon shape), 원뿔 모양(cone shape), 타원체 모양(ellipsoid shape) 등 다양한 형태가 될 수 있다. Assuming an ideal case, a radiation pattern from a chip face of an LED has a Lambertian radiation form. In most commercial LED light sources, a radiation pattern of light is adjusted in an intended form by a wave guide in an LED device or a micro structure serving as a lens disposed on the device. That is, the light radiation pattern of the LED light source has a different pattern for each manufacturer. For example, the radiation pattern of the LED light source may vary depending on the manufacturer, and has various shapes such as a hot air balloon shape, a cocoon shape, a cone shape, and an ellipsoid shape. can be

일 실시예에 따른 내부 반사구조(300)의 제1 및 제2퍼널(310, 320)의 형상은 사용되는 상용 LED광원의 광 방사 패턴을 고려하여 형성될 수 있다. 특히, LED광원에 인접하여 배치되는 복수의 제1퍼널(310) 구조는 LED광원의 광 방사 패턴을 고려하여 다양한 형태로 설계될 수 있다. The shapes of the first and second funnels 310 and 320 of the internal reflection structure 300 according to an embodiment may be formed in consideration of a light radiation pattern of a commercially used LED light source. In particular, the structure of the plurality of first funnels 310 disposed adjacent to the LED light source may be designed in various forms in consideration of the light radiation pattern of the LED light source.

제1퍼널(310)은 입력측 개구부(input opening, 312), 출력측 개구부(output opening, 314) 및 그 사이의 광 반사구조(light reflector structure, 316)를 포함한다. 마찬가지로 제2퍼널도 입력측 개구부, 출력측 개구부 및 그 사이의 광 반사구조를 포함하는 구조로 형성된다. The first funnel 310 includes an input opening 312, an output opening 314, and a light reflector structure 316 therebetween. Similarly, the second funnel is also formed with a structure including an input-side opening, an output-side opening, and a light reflecting structure therebetween.

제1퍼널 입력측 개구부(312) 각각은 회로기판 상에 배치된 LED광원 각각에 대응하여 형성된다. 제1퍼널 입력측 개구부(312)는 대응되는 LED광원의 크기보다 큰 크기로 형성된다. 제1퍼널 입력측 개구부(312)의 중심은 LED광원의 중심과 일치하도록 형성될 수 있다. LED광원의 출력 사양과 회로기판에 배치되는 LED광원의 개수 및 배치 형태는 HUD(10)에 요구되는 광량과 LCD(200) 크기 등을 고려하여 선정될 수 있다. Each of the first funnel input-side openings 312 is formed to correspond to each of the LED light sources disposed on the circuit board. The opening 312 on the input side of the first funnel has a size larger than that of the corresponding LED light source. The center of the first funnel input-side opening 312 may be formed to coincide with the center of the LED light source. The output specifications of the LED light source and the number and arrangement of the LED light sources disposed on the circuit board may be selected in consideration of the amount of light required for the HUD 10 and the size of the LCD 200.

복수의 제1퍼널 출력측 개구부(314)가 이루는 전체적인 형상은 그 테두리 모양이 제2퍼널 입력측 개구부에 대응되도록 형성된다. 즉, 복수의 제1퍼널 출력측 개구부(314)가 형성하는 외측 형상과 제2퍼널 입력측 개구부는 서로 부드럽게 연결되는 형태이다. The overall shape formed by the plurality of first funnel output-side openings 314 is formed so that the rim shape corresponds to the second funnel input-side opening. That is, the outer shape formed by the plurality of first funnel output-side openings 314 and the second funnel input-side opening are smoothly connected to each other.

제2퍼널 출력측 개구부는 LCD(200)의 이미지 영역에 대응되도록 형성된다. The second funnel output-side opening is formed to correspond to the image area of the LCD 200 .

제2퍼널 출력측 개구부의 외측으로는 디퓨저 시트 안착부(diffuser sheet seating, 350)가 단턱부 형태로 형성될 수 있다. 디퓨저 시트 안착부(350)의 외측으로는 LCD 안착부(LCD seating, 360)가 형성될 수 있다. A diffuser sheet seating 350 may be formed in the form of a stepped portion to the outside of the second funnel output side opening. An LCD seating portion 360 may be formed outside the diffuser sheet seating portion 350 .

정리하면, 일 실시예에 따른 제1 및 제2퍼널(310, 320)을 포함하는 이중 퍼널 구조의 내부 반사구조(300)는 LED광원으로부터의 각각의 광을 제1퍼널(310)을 통해 제2퍼널(320)로 유도하며, 복수의 제1퍼널(310)을 통과한 복수의 광은 제2퍼널(320)에서 서로 혼합되고, 디퓨저 시트를 통과한 후 LCD(200)의 후방에 입사된다. In summary, the internal reflection structure 300 having a double funnel structure including first and second funnels 310 and 320 according to an embodiment transmits light from an LED light source through the first funnel 310 . Induced to the second funnel 320, the plurality of lights passing through the plurality of first funnels 310 are mixed with each other in the second funnel 320, pass through the diffuser sheet, and then are incident on the rear of the LCD 200. .

하우징(32)의 외부에는 하우징(32)와 회로기판이 결합될 수 있도록 회로기판 체결부(370)가 형성될 수 있다. A circuit board fastening part 370 may be formed outside the housing 32 so that the housing 32 and the circuit board can be coupled.

즉, 일 실시예에 따른 하우징(32)는 내부에 광원 측에 복수의 제1퍼널(310), LCD(200)측에 단일의 제2퍼널(320), 제2퍼널 출력측 개구부와 LCD(200) 사이에 디퓨저 시트 안착부(350) 및 디퓨저 시트 안착부(350)의 전방에 LCD 안착부(360)를 포함한다. 그리고, 하우징(32)은 외부에 회로기판 체결부(370)를 포함할 수 있다. That is, the housing 32 according to an embodiment includes a plurality of first funnels 310 on the light source side, a single second funnel 320 on the LCD 200 side, a second funnel output side opening, and the LCD 200. ) between the diffuser sheet seating portion 350 and the LCD seating portion 360 in front of the diffuser sheet seating portion 350. And, the housing 32 may include a circuit board fastening part 370 outside.

일 실시예에 따른 제1 및 제2퍼널(310, 320)의 내측면의 가시광선 영역 반사율은 60% 이상이 되도록 형성될 수 있다. 바람직하게는 제1 및 제2퍼널(310, 320)의 내측면은 정반사 표면의 특성 및 확산 반사 표면의 특성을 모두 포함하도록 형성될 수 있다. According to an embodiment, reflectance in the visible ray region of inner surfaces of the first and second funnels 310 and 320 may be 60% or more. Preferably, inner surfaces of the first and second funnels 310 and 320 may be formed to include both the characteristics of a regular reflection surface and a characteristic of a diffuse reflection surface.

상술한 바와 같이 제1 및 제2퍼널(310, 320)의 형상은 사용되는 LED광원의 광 방사 패턴과 제1 및 제2퍼널(310, 320) 내측면의 표면 반사 특성을 고려하여 설계될 수 있다. As described above, the shapes of the first and second funnels 310 and 320 may be designed in consideration of the light radiation pattern of the LED light source used and the surface reflection characteristics of the inner surfaces of the first and second funnels 310 and 320. there is.

예컨대 몬테카를로 광학 레이 트레이싱(Monte-Carlo optical ray-tracing) 방법과 같은 전산모사(computational simulation)를 통해 BLU(30)에 요구되는 광 확산각도 범위 및 LCD(200) 이미지 영역에서의 광 균일성(light homogeneity) 등의 성능을 제공하도록 설계될 수 있다. For example, the light diffusion angle range required for the BLU 30 and the light uniformity (light uniformity) in the image area of the LCD 200 through computational simulation such as the Monte-Carlo optical ray-tracing method homogeneity).

복수의 LED 광원에서 출사된 광은 제1 및 제2퍼널(310, 320)을 지나며 확산 반사된 광과 정반사 된 광이 혼합되어 광 단면이 LCD(200)와 유사한 직사각형이고 광 강도가 균일한 평면광 형태로 LCD(200) 후방에 입사되도록 설계될 수 있다. The light emitted from the plurality of LED light sources passes through the first and second funnels 310 and 320, and diffusely reflected light and specularly reflected light are mixed so that the cross section of the light is a rectangle similar to that of the LCD 200, and the light intensity is uniform. It may be designed to be incident to the rear of the LCD 200 in the form of light.

일 실시예에 따른 BLU(30)는 광 균일성과 적절한 광 확산 각도 범위 특성을 제공하도록 형성된 제1 및 제2퍼널(310, 320)을 포함하는 이중 퍼널 구조(double-funnel structure) 형태의 내부 반사구조(300)로 형성됨으로써, 프리즘 시트의 필요성이 배제될 수 있고, 결과적으로 디퓨저 시트만을 포함하는 간소한 구성이 될 수 있다. The BLU 30 according to an embodiment includes first and second funnels 310 and 320 formed to provide light uniformity and an appropriate light diffusing angular range, and internal reflection in the form of a double-funnel structure. By being formed as the structure 300, the need for a prism sheet can be eliminated, and as a result, a simple configuration including only a diffuser sheet can be obtained.

한편, 일 실시예에 따른 가장 기본적인 제1 및 제2퍼널(310, 320)의 형태는 4각형 형태의 입력측 개구부 및 출력측 개구부와 4각형 단면이 입력측 개구부로부터 출력측 개구부로 확대되며 연장되는 광 반사구조일 것이다. 또한, 최종적으로 이용되는 광의 단면 형태는 LCD(200) 형상에 맞춰 직사각형 형태가 바람직할 것이다. On the other hand, the most basic shape of the first and second funnels 310 and 320 according to an embodiment is a light reflection structure in which a quadrangular input opening and an output opening and a rectangular cross section extend from the input opening to the output opening. would. In addition, the cross-sectional shape of the finally used light may preferably have a rectangular shape according to the shape of the LCD 200 .

그러나, LED광원으로부터의 광은 제1퍼널 입력측 개구부(312)로부터 제2퍼널 출력측 개구부에 이르는 광 경로에서 광의 진행 방향에 수직한 광 단면이 사각형 형태로 유지되지 않는다. LED광원의 형태가 4각형이더라도 이로부터 방사된 광은 각각의 국부적인 광 시작점으로부터 360도 전방향으로 방사되어 상술한 바와 같이 램버시안 방사 형태를 가지기 때문이다. However, the cross section of the light from the LED light source perpendicular to the traveling direction of the light in the light path from the first funnel input-side opening 312 to the second funnel output-side opening does not maintain a rectangular shape. This is because even if the shape of the LED light source is a rectangle, the light emitted therefrom is radiated in all directions of 360 degrees from each local light starting point, and has a Lambertian radiation form as described above.

램버시안 방사 형태는 광 단면의 밀도가 광의 중심축을 따라 가장 높고 주변부로 갈수록 낮아지는 가우시안(Gaussian) 분포를 가진다. 예를 들어, 광의 방사 형태는 광원 전방으로의 주 광축(primary optical axis)를 기준으로 ±20도 범위에 발광 강도의 90%가 집중되고, ±60도 범위에 발광 강도의 50%가 포함되는 분포일 수 있다. LED광원 전방 영역에 대한 광 밀도의 3차원 분포는 사용된 LED광원마다 다를 수 있다. The Lambertian radiation pattern has a Gaussian distribution in which the density of light sections is highest along the central axis of light and decreases toward the periphery. For example, the radiation form of light is a distribution in which 90% of the luminous intensity is concentrated in the range of ±20 degrees and 50% of the luminous intensity is included in the range of ±60 degrees based on the primary optical axis toward the front of the light source. can be The 3D distribution of the light density with respect to the area in front of the LED light source may be different for each LED light source used.

일 실시예에 따른 제1 및 제2퍼널(310, 320)의 전후방 방향에 수직인 단면 형상 및 제1 및 제2퍼널(310, 320)의 광 반사구조의 형상은 최종적으로 LCD(200) 이미지 영역에 입사되는 광 균일성을 개선하도록 4각형 단면 형태 이외의 형태를 가지도록 형성될 수 있다. According to an embodiment, the cross-sectional shape perpendicular to the front-back direction of the first and second funnels 310 and 320 and the shape of the light reflection structure of the first and second funnels 310 and 320 are finally displayed on the LCD 200 image. It may be formed to have a shape other than a rectangular cross-section to improve light uniformity incident on the area.

도시하지는 않았으나 예를 들어, 제1퍼널 입력측 개구부(312)는 기본적으로 4각형 형태이되, 각 변이 4각형의 중심을 향해 오목하게 들어간 곡선의 형상일 수 있다. 다르게 표현하면, 제1퍼널 입력측 개구부(312)의 단면 형상은 중앙부가 광원의 중심 광축에 가까운 오목한(concave) 모양의 곡선 4개가 4각형 형태로 배치된 형상일 수 있다. Although not shown, for example, the first funnel input-side opening 312 may be basically in the shape of a rectangle, but each side may be a curved shape with each side concave toward the center of the rectangle. In other words, the cross-sectional shape of the first funnel input-side opening 312 may be a shape in which four concave curves with a central portion close to the central optical axis of the light source are arranged in a quadrangular shape.

제1퍼널 출력측 개구부(314)도 유사한 형태일 수 있다. 다만, 제1퍼널 출력측 개구부(314)는 각 변이 오목하게 들어간 정도가 제1퍼널 입력측 개구부(312) 보다 작을 수 있다. 이때 제1퍼널 입력측 개구부(312)와 제1퍼널 출력측 개구부(314)를 연결하는 제1퍼널 광 반사구조(316)의 반사면은 평면이 아닌 제1퍼널(310)의 중심축을 향해 볼록한(convex) 곡면 형태가 될 것이다. The first funnel output-side opening 314 may also have a similar shape. However, the degree of concaveness of each side of the first funnel output-side opening 314 may be smaller than that of the first funnel input-side opening 312 . At this time, the reflective surface of the first funnel light reflecting structure 316 connecting the first funnel input-side opening 312 and the first funnel output-side opening 314 is convex toward the central axis of the first funnel 310 rather than being flat. ) will be in the form of a curved surface.

이와 같은 경우, LED광원으로부터 램버시안 방사 형태를 가지는 3차원 광 패턴은 볼록한 곡면 형태의 제1퍼널 광 반사구조(316)의 반사면에 의해 정반사 및 확산 반사됨으로써 제1퍼널 출구측 개구부(314)에서의 균일한 광 밀도를 가지는 광 단면이 원형에서 사각형 단면 형태로 유도될 수 있다. 표면 반사 특성 중 정반사 특성은 전체적인 광 패턴을 결정할 것이고, 확산 반사 특성은 반사광의 퍼짐에 의한 광 밀도 평균화(light intensity averaging)에 기여할 것이다. In this case, the three-dimensional light pattern having a Lambertian radiation form from the LED light source is regularly and diffusely reflected by the reflective surface of the first funnel light reflection structure 316 in the form of a convex curved surface, thereby opening the first funnel outlet side opening 314 An optical cross section having a uniform optical density in can be induced from a circular shape to a rectangular cross section shape. Among the surface reflection characteristics, the specular reflection characteristic will determine the overall light pattern, and the diffuse reflection characteristic will contribute to light intensity averaging by spreading the reflected light.

제2퍼널(320)의 입력측 개구부는 복수의 제1퍼널 출력측 개구부(314)들이 형성하는 모양에 대응될 수 있고, 제2퍼널(320)의 출력측 개구부는 LCD(200)의 형태에 대응될 수 있다. 제2퍼널의 광 반사구조는 LCD(200)에 입사되는 광이 LCD(200) 후면에 실질적으로 수직하도록 반사면이 오목한 형태일 수 있다. The input-side opening of the second funnel 320 may correspond to the shape formed by the plurality of first funnel output-side openings 314, and the output-side opening of the second funnel 320 may correspond to the shape of the LCD 200. there is. The light reflecting structure of the second funnel may have a concave reflective surface so that light incident on the LCD 200 is substantially perpendicular to the rear surface of the LCD 200 .

상술한 실시예는 단지 하나의 예시일 뿐이며, 제1 및 제2퍼널(310, 320)의 상세한 구조는 사용되는 LED광원의 광 방사 패턴과 제1 및 제2퍼널(310, 320)의 표면 반사 특성을 고려하여 다양한 형태가 될 수 있으며, 전산 모사를 통해 최적화될 수 있다. The above-described embodiment is just one example, and the detailed structure of the first and second funnels 310 and 320 is based on the light radiation pattern of the LED light source used and the surface reflection of the first and second funnels 310 and 320. It can be of various shapes considering characteristics and can be optimized through computer simulation.

정리하자면, 복수의 원형 단면의 광 패턴을 중첩(superposition)하여 하나의 균일한 사각형 광 패턴을 형성하는 것보다, 복수의 사각형 단면의 광 패턴을 중첩하는 것이 광 패턴의 균일성을 확보하는 데 있어 유리할 것이다. 따라서, 이러한 변형된 단면 형태를 가지는 복수의 제1퍼널(310)에 의해 광의 단면 패턴이 사각형 형태로 유도됨으로써 제2퍼널(320)에서 혼합되는 복수의 광 패턴은 보다 용이하게 광 밀도의 균일성이 확보될 수 있다. To sum up, superposition of a plurality of light patterns of rectangular cross-section is more important in ensuring the uniformity of the light pattern than forming one uniform square light pattern by superposition of light patterns of a plurality of circular cross-sections. It will be advantageous. Therefore, since the cross-sectional pattern of light is induced in a rectangular shape by the plurality of first funnels 310 having such a modified cross-sectional shape, the plurality of light patterns mixed in the second funnel 320 can more easily achieve uniformity of light density. this can be secured.

또 다른 실시예로서, 제1퍼널 입력측 개구부(312)의 단면 형상은 기본적으로 4각형 형태이되, 각 변이 4각형의 중심으로부터 외측으로 볼록한 곡선의 형태일 수 있다. 다르게 표현하면, 제1퍼널 입력측 개구부(312)의 단면 형상은 중앙부가 광원의 중심 광축으로부터 먼 볼록한(convex) 모양의 곡선 4개가 4각형 형태로 배치된 형상일 수 있다. As another embodiment, the cross-sectional shape of the first funnel input-side opening 312 may be basically a quadrangular shape, but each side may be a curved shape that is convex outward from the center of the quadrangular shape. In other words, the cross-sectional shape of the first funnel input-side opening 312 may be a shape in which four convex curved lines are arranged in a quadrangular shape, with a central portion far from the central optical axis of the light source.

일 실시예에 따른 제1퍼널 광 반사구조(316)는 또한 광의 확산각도 범위를 한정하고, 나아가 LCD(200) 후방에 입사되는 광에 지향성 또는 시준(collimating) 효과가 부여되도록 제1퍼널 광 반사구조(316)의 전후방 방향으로 특정 형상을 갖도록 형성될 수 있다. The first funnel light reflecting structure 316 according to an exemplary embodiment also limits the diffusion angle range of light, and further reflects the first funnel light so as to impart a directivity or collimating effect to the light incident from the rear of the LCD 200. It may be formed to have a specific shape in the front and rear directions of the structure 316 .

일 실시예에 따른 제1퍼널 광 반사구조(316)는 제1확대율(first scaling ratio)에 따라 제1퍼널 입력측 개구부(312)의 단면 형상이 제1퍼널 출력측 개구부(314)의 단면 형상으로 모핑(morphing)됨으로써 형성될 수 있다. 여기서 모핑은 제1퍼널 입력측 개구부(312)의 단면 형상이 제1퍼널 출력측 개구부(314)의 단면 형상으로 전후방 방향의 위치에 따른 모양이 연속적으로 변화하는 것을 의미한다. 예를 들어, 제1퍼널 입력측 개구부(312)의 모양은 4변이 오목한 형태이고, 제1퍼널 출력측 개구부(314)의 단면 모양이 4각형인 경우, 제1퍼널 광 반사구조(316)의 오목한 단면 형상은 제1퍼널 입력측 개구부(312)로부터 전방으로 갈수록 서서히 펴지고 제1퍼널 출력측 개구부(314)의 위치에서 직선이 될 수 있다. In the first funnel light reflection structure 316 according to an embodiment, the cross-sectional shape of the first funnel input-side opening 312 is morphed into the cross-sectional shape of the first funnel output-side opening 314 according to a first scaling ratio. It can be formed by morphing. Here, morphing means that the cross-sectional shape of the first funnel input-side opening 312 continuously changes to the cross-sectional shape of the first funnel output-side opening 314 depending on the position in the forward and backward directions. For example, when the first funnel input-side opening 312 has four sides concave and the first funnel output-side opening 314 has a rectangular cross-section, the first funnel light reflection structure 316 has a concave cross-section. The shape may gradually unfold toward the front from the first funnel input-side opening 312 and become a straight line at the position of the first funnel output-side opening 314 .

이 경우, 제1확대율이 일정하면 제1퍼널 광 반사구조(316)의 반사면은 전후방 방향으로 제1퍼널 입력측 개구부(312)의 단면 형상이 일정한 정도로 모핑되며 확대되어 형성되는 형상일 수 있다. In this case, if the first magnification ratio is constant, the reflective surface of the first funnel light reflection structure 316 may be formed by morphing and enlarging the cross-sectional shape of the first funnel input-side opening 312 to a certain extent in the front and rear directions.

또 다른 실시예로서, 제1확대율이 감소하다 증가하는 제1프로파일(first profile)을 가지는 경우, 제1퍼널 광 반사구조(316)는 광원 측에서 봤을 때 전후방 방향으로 볼록한 형태로 형성될 수 있다. As another embodiment, when the first magnification ratio has a first profile that increases after decreasing, the first funnel light reflection structure 316 may be formed in a convex shape in the forward and backward directions when viewed from the light source side. .

또 다른 실시예로서, 제1확대율이 증가하다 감소하는 제2프로파일(second profile)을 가지는 경우, 제1퍼널 광 반사구조(316)는 광원 측에서 봤을 때 전후방 방향으로 오목한 형태로 형성될 수 있다. As another embodiment, when the first magnification has a second profile in which the magnification increases and then decreases, the first funnel light reflection structure 316 may be formed in a concave shape in the forward and backward directions when viewed from the light source side. .

또 다른 실시예로서, 제2프로파일은 포물선 프로파일(parabolic profile)을 가져, 이에 따라 형성되는 제1퍼널 광 반사구조(316)는 전후방 방향으로 오목한 포물면을 형성함으로써, 제1퍼널 출력측 개구부(314)에서 출사되는 광에 적어도 부분적으로 시준 효과를 부여하거나, 제1퍼널 출력측 개구부(314)에서 출사되는 광의 지향성(directionality)이 강화되도록 작용할 수 있다. As another embodiment, the second profile has a parabolic profile, and the first funnel light reflection structure 316 formed accordingly forms a concave parabolic surface in the front and rear directions, thereby forming the first funnel output side opening 314 At least partially, a collimation effect may be applied to light emitted from the funnel, or directionality of light emitted from the first funnel output-side opening 314 may be strengthened.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 내부 반사구조(400)는 복수의 제1퍼널(410) 및 하나의 제2퍼널(420)을 포함하되, 적어도 일부의 제1퍼널(410)은 그 중심 광축이 내부 반사구조(400) 전체의 주 광축에 대해 기울어져 배치된 형태일 수 있다. Meanwhile, the internal reflection structure 400 according to another embodiment of the present invention includes a plurality of first funnels 410 and one second funnel 420, but at least some of the first funnels 410 are at the center thereof. The optical axis may be inclined with respect to the main optical axis of the entire internal reflection structure 400 .

도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 광학기구부인 하우징의 사시도 및 평면도이다.5 is a perspective view and a plan view of a housing that is an optical instrument part according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 내부 반사구조의 광축 구조를 설명하는 장방향 단면도 및 단방향 단면도이다.6 is a longitudinal cross-sectional view and a short-directional cross-sectional view illustrating an optical axis structure of an internal reflection structure according to another embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 내부 반사구조는 장방향으로 배치된 복수의 제1퍼널(410) 각각의 중심 광축의 배치 각도가 복수의 제1퍼널(410) 전체의 중심에서 멀어질수록 내부 반사구조(400)의 주 광축으로부터 더 큰 각도를 가지고 기울어져(tilted) 배치될 수 있다. 5 and 6 , in the internal reflection structure according to an embodiment, the arrangement angle of the center optical axis of each of the plurality of first funnels 410 disposed in the longitudinal direction is the center of the plurality of first funnels 410 as a whole. It may be tilted with a larger angle from the main optical axis of the internal reflection structure 400 as it is farther away from .

통상 디스플레이인 LCD(200)는 장방형이고, 이에 대응하는 BLU(30)도 장방형으로 형성된다. 일 실시예에서 광원 및 이에 대응 형성되는 제1퍼널(410)은 5개씩인 경우를 예시한다. 중앙의 제1퍼널(410)은 제1퍼널(410)의 중심 광축이 주 광축과 나란히 배치된다. 중앙의 제1퍼널(410)에서 외측으로 배치될수록 제1퍼널(410)의 중심 광축(484, 486)은 주 광축(482)으로부터 외측으로 더 기울어지도록 형성된다. The LCD 200, which is a normal display, has a rectangular shape, and the corresponding BLU 30 is also formed in a rectangular shape. In one embodiment, the light source and the first funnel 410 formed corresponding thereto illustrate a case in which there are five. In the central first funnel 410, the central optical axis of the first funnel 410 is aligned with the main optical axis. The central optical axes 484 and 486 of the first funnel 410 are inclined more outward from the main optical axis 482 as they are disposed outward from the central first funnel 410 .

일 실시예에서 단방향으로 배치되는 제1퍼널(410)은 3개씩인 경우를 예시한다. 도시한 실시예에서 단방향으로는 제1퍼널(410)의 중심 광축이 주 광축과 나란한 경우를 예시하였으나, 이 경우에도 중앙의 제1퍼널(410)로부터 외측에 배치되는 제1퍼널(410)의 중심 광축은 주 광축으로부터 외측으로 더 기울어지도록 형성될 수 있다. In one embodiment, the first funnel 410 disposed in a unidirectional direction illustrates a case in which there are three. In the illustrated embodiment, a case in which the central optical axis of the first funnel 410 is parallel to the main optical axis is unidirectional, but in this case, the first funnel 410 disposed outside the central first funnel 410 The central optical axis may be formed to be more inclined outward from the main optical axis.

제2퍼널(420)은 복수의 제1퍼널(410)로부터 입사된 광을 균일하게 혼합하고 LCD(200)로 전달되는 광이 적절한 광 발산각도 범위를 가지도록 형성될 수 있다. The second funnel 420 may be formed to uniformly mix light incident from the plurality of first funnels 410 and to allow light transmitted to the LCD 200 to have an appropriate light divergence angle range.

일 실시예에서 제1퍼널(410) 각각의 중심 광축의 배치 각도 범위는 장방향(long-side direction)으로 ±14도 범위, 단방향(short-side direction)으로 ±6도 범위인 경우를 예시한다. 일 실시예에서 제1퍼널(410) 각각의 중심 광축의 배치 위치 범위는 복수의 광원이 배치되는 평면과 교차하는 지점을 기준으로 장방향으로 12 mm 이내, 단방향으로 14 mm 이내의 범위인 경우를 예시한다. In one embodiment, the arrangement angle range of each central optical axis of the first funnel 410 illustrates a case of ± 14 degrees in the long-side direction and ± 6 degrees in the short-side direction. . In one embodiment, the arrangement position range of each central optical axis of the first funnel 410 is within 12 mm in the long direction and within 14 mm in the short direction based on the point intersecting the plane where the plurality of light sources are disposed. foreshadow

이러한 배치 각도 범위 및 배치 위치 범위는 최종적으로 제2퍼널(420)의 출력측 개구부로부터 LCD(200)로 입사되는 광의 광 확산각도 범위 및 광 균일도를 고려하여 선정될 수 있다. Such an arrangement angle range and arrangement position range may be finally selected in consideration of a light diffusion angle range and light uniformity of light incident from the output-side opening of the second funnel 420 to the LCD 200 .

일 실시예에 따른 서로 다른 중심 광축(482, 484, 486)을 가지는 복수의 제1퍼널(410)을 포함하는 구조는 제1 및 제2퍼널(410, 420)을 포함하는 내부 반사구조(400)의 전후방 방향의 높이를 용이하게 축소할 수 있는 효과가 있다. A structure including a plurality of first funnels 410 having different central optical axes 482 , 484 , and 486 according to an embodiment is an internal reflection structure 400 including first and second funnels 410 and 420 . ) has the effect of easily reducing the height of the front and rear directions.

포물선의 초점에 단일 광원을 놓고, 포물선을 그 축의 둘레로 회전시켜 얻어진 포물면(parabolic surface)을 반사면으로 하는 포물면 거울(parabolic mirror)은 광을 전방으로 시준된 형태로 반사한다는 것을 잘 알려져 있다. It is well known that a parabolic mirror, in which a single light source is placed at the focal point of a parabola and the reflection surface is a parabolic surface obtained by rotating the parabola around its axis, reflects light forward in a collimated form.

HUD(10)는 주광(daylight) 하에서도 식별이 용이한 수준의 높은 광량으로 표시될 필요가 있다. 이러한 광량을 단일 광원으로 제공하기에는 단일 광원의 높은 수준의 발열이 문제가 될 수 있다. 광원의 발열을 적절한 수준 이하로 제어하기 위해 복수의 광원이 배열된 형태를 사용할 수 있다. 그러나, 평면인 회로기판 상에 넓게 배치되고 회로기판에 수직인 방향으로 중심 광축을 가지는 된 복수의 광원들은 단일 포물면에 반사되더라도 시준 특성 혹은 지향성 확보가 용이하지 않을 수 있다. 반면, 일 실시예는 복수의 광원들 전방에 형성되는 제1퍼널(410) 각각의 중심 광축을 제1퍼널(410)이 배치된 위치에 따라 기울여 형성함으로써 복수의 광원들이 그보다 더 후방에 배치된 단일 광원과 유사한 광 방출 패턴(light emission pattern)을 제2퍼널(420)에 제공할 수 있다. The HUD 10 needs to be displayed with a high amount of light that is easy to identify even under daylight. A high level of heat generated by a single light source may be a problem in providing such a light amount by a single light source. A form in which a plurality of light sources are arranged may be used to control the heat generation of the light sources to an appropriate level or less. However, even if a plurality of light sources widely disposed on a flat circuit board and having a central optical axis in a direction perpendicular to the circuit board are reflected on a single paraboloid, it may not be easy to secure collimation characteristics or directivity. On the other hand, in one embodiment, the central optical axis of each of the first funnels 410 formed in front of the plurality of light sources is tilted according to the position where the first funnel 410 is disposed, so that the plurality of light sources are disposed further rearward than the first funnel 410. A light emission pattern similar to that of a single light source may be provided to the second funnel 420 .

즉, 일 실시예에 따른 내부 반사구조(400)는 제2퍼널(420)의 포물면 초점 위치보다 전방에 복수의 광원이 배치되되, 단일 광원이 제2퍼널(420)의 포물면 초점 위치에 배치된 경우와 유사한 광 방출 패턴을 제2퍼널(420)에 제공하도록 형성된 복수의 제1퍼널(410)을 포함함으로써 내부 반사구조(400)의 전후 방향 높이가 크게 축소될 수 있다. That is, in the internal reflection structure 400 according to an embodiment, a plurality of light sources are disposed in front of the parabolic focal position of the second funnel 420, but a single light source is disposed at the parabolic focal position of the second funnel 420. By including a plurality of first funnels 410 formed to provide a similar light emission pattern to the second funnel 420 , the height of the internal reflection structure 400 in the front-back direction can be greatly reduced.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Therefore, the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present embodiment, but to explain, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of this embodiment should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of rights of this embodiment.

Claims (23)

HUD(Head-Up Display)용 화상형성장치(PGU: Picture Generation Unit)에 있어서,
복수의 광원(light source)을 포함하는 회로기판;
상기 복수의 광원 전방에 배치되고, 상기 HUD에 제공할 이미지(image)를 형성하는 디스플레이; 및
상기 회로기판과 상기 디스플레이 사이에 배치되고, 상기 복수의 광원으로부터의 광을 상기 디스플레이로 유도하되, 상기 디스플레이로 입사되는 상기 광의 광밀도(light intensity)를 균일하게 하는 내부 반사구조를 포함하는 하우징을 포함하고,
상기 내부 반사구조는,
상기 복수의 광원에 상응하여 각각 배치되는 복수의 제1퍼널(first funnel); 및
상기 복수의 제1퍼널을 포괄하는(encompassing) 형태로, 상기 제1퍼널의 전방에 배치되는 단일한(single) 제2퍼널을 포함하며,
상기 제1퍼널은,
제1퍼널 입력측 개구부;
상기 제1퍼널 입력측 개구부보다 큰 단면크기를 가지는 제1퍼널 출력측 개구부; 및
상기 제1퍼널 입력측 개구부와 상기 제1퍼널 출력측 개구부를 연결하는 제1퍼널 광 반사구조를 포함하되,
상기 제1퍼널 입력측 개구부의 단면 형상은,
중앙부가 상기 광원 측에 가까운 오목한 모양의 곡선 4개가 4각형 형태로 배치된 형상 또는 중앙부가 상기 광원측으로부터 먼 볼록한 모양의 곡선 4개가 4각형 형태로 배치된 형상인 화상형성장치. In the image forming device (PGU: Picture Generation Unit) for HUD (Head-Up Display),
A circuit board including a plurality of light sources;
a display disposed in front of the plurality of light sources and forming an image to be provided to the HUD; and
A housing disposed between the circuit board and the display and including an internal reflection structure for guiding light from the plurality of light sources to the display and uniformizing the light intensity of the light incident to the display include,
The internal reflection structure,
a plurality of first funnels respectively disposed corresponding to the plurality of light sources; and
In a form encompassing the plurality of first funnels, including a single second funnel disposed in front of the first funnel,
The first funnel,
a first funnel input side opening;
a first funnel output-side opening having a cross-sectional size larger than that of the first funnel input-side opening; and
A first funnel light reflection structure connecting the first funnel input-side opening and the first funnel output-side opening,
The cross-sectional shape of the first funnel input side opening,
An image forming apparatus having a shape in which four concave curves with a central portion close to the light source are disposed in a quadrangular shape or four convex curves with a central portion far from the light source are disposed in a quadrangular shape. 제1항에 있어서,
상기 하우징은
이산화티타늄(TiO2) 미세입자가 분산된 플라스틱 소재(plastic material)를 이용하여 사출성형으로 제조되는 화상형성장치.According to claim 1,
the housing
An image forming apparatus manufactured by injection molding using a plastic material in which titanium dioxide (TiO 2 ) fine particles are dispersed. 제2항에 있어서,
상기 내부 반사구조는
광 반사율이 60 % 이상인 화상형성장치.According to claim 2,
The internal reflection structure
An image forming device having a light reflectance of 60% or more. 제2항에 있어서,
상기 내부 반사구조의 정반사(specular reflection) 특성 및 확산 반사(diffuse reflection) 특성은 상기 TiO2 미세입자의 크기 및 상기 내부 반사구조 내에 포함되는 상기 TiO2 미세입자의 함유율에 기초하여 제어되는 화상형성장치.According to claim 2,
An image forming apparatus in which specular reflection and diffuse reflection characteristics of the internal reflection structure are controlled based on the size of the TiO 2 microparticles and the content of the TiO 2 microparticles included in the internal reflection structure. . 제4항에 있어서,
상기 내부 반사구조에 상기 정반사 특성을 부여하기 위한 상기 TiO2 미세입자의 크기는 200 nm 내지 300 nm 범위인 화상형성장치.According to claim 4,
The size of the TiO 2 microparticles for imparting the regular reflection characteristics to the internal reflection structure is in the range of 200 nm to 300 nm. 제4항에 있어서,
상기 내부 반사구조에 상기 확산 반사 특성을 부여하기 위한 상기 TiO2 미세입자의 크기는 500 nm 내지 5 ㎛ 범위인 화상형성장치.According to claim 4,
The size of the TiO 2 microparticles for imparting the diffuse reflection characteristics to the internal reflection structure is in the range of 500 nm to 5 μm. 제2항에 있어서,
상기 플라스틱 소재는
PC(Polycarbonate) 또는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer)인 화상형성장치.According to claim 2,
The plastic material is
An image forming device that is PC (Polycarbonate) or ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer). 제2항에 있어서,
상기 플라스틱 소재는
상기 하우징을 백색 또는 백색에 가까운 색상으로 형성하는 안료를 포함하는 화상형성장치.According to claim 2,
The plastic material is
An image forming apparatus including a pigment for forming the housing in white or a color close to white. 제1항에 있어서,
상기 제1퍼널 각각은 배치된 위치에 따라 다른 형상을 가지는 화상형성장치.According to claim 1,
The image forming apparatus of claim 1 , wherein each of the first funnels has a different shape depending on the position in which they are placed. 제1항에 있어서,
상기 제1퍼널 광 반사구조의 형상은 상기 제1퍼널 출력측 개구부에서 상기 광의 광밀도가 균일해지도록 상기 광원의 광 방출패턴(light emission pattern)을 고려하여 형성되는 화상형성장치.According to claim 1,
The image forming apparatus of claim 1 , wherein the shape of the first funnel light reflection structure is formed in consideration of a light emission pattern of the light source so that the optical density of the light is uniform at the output side opening of the first funnel. 제10항에 있어서,
상기 제1퍼널 출력측 개구부의 단면 형상은 직사각형(rectangular)인 화상형성장치.According to claim 10,
The image forming apparatus of claim 1 , wherein a cross-sectional shape of the first funnel output-side opening is rectangular. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제10항에 있어서,
상기 제1퍼널 광 반사구조는
제1확대율(first scaling ratio)에 따라 상기 제1퍼널 입력측 개구부의 단면 형상이 상기 제1퍼널 출력측 개구부의 단면 형상으로 모핑(morphing)됨으로써 형성되는 화상형성장치.According to claim 10,
The first funnel light reflection structure
The image forming apparatus formed by morphing a cross-sectional shape of the first funnel input-side opening to a cross-sectional shape of the first funnel output-side opening according to a first scaling ratio. 제15항에 있어서,
상기 제1확대율은 일정한 값인 화상형성장치.According to claim 15,
The first magnification ratio is a constant value. HUD(Head-up Display)용 화상형성장치에 있어서,
복수의 광원을 포함하는 회로기판;
상기 복수의 광원 전방에 배치되고, 상기 HUD에 제공할 이미지를 형성하는 디스플레이; 및
상기 회로기판과 상기 디스플레이 사이에 배치되고, 상기 복수의 광원으로부터 광을 상기 디스플레이로 유도하되, 상기 디스플레이로 입사되는 상기 광의 광 밀도를 균일하게 하는 내부 반사구조를 포함하는 하우징을 포함하고,
상기 내부 반사구조는,
상기 복수의 광원에 상응하여 각각 배치되는 복수의 제1퍼널; 및
상기 복수의 제1퍼널을 포괄하는 형태로, 상기 제1퍼널의 전방에 배치되는 단일한 제2퍼널을 포함하며,
상기 제1퍼널은,
제1퍼널 입력측 개구부;
상기 제1퍼널 입력측 개구부보다 큰 단면크기를 가지는 제1퍼널 출력측 개구부; 및
상기 제1퍼널 입력측 개구부와 상기 제1퍼널 출력측 개구부를 연결하는 제1퍼널 광 반사구조를 포함하고,
상기 제1퍼널 광 반사구조는, 제1확대율에 따라 상기 제1퍼널 입력측 개구부의 단면 형상이 상기 제1퍼널 출력측 개구부의 단면 형상으로 모핑(morphing)됨으로써 형성되되,
상기 제1확대율은 감소하다가 증가하는 제1프로파일(first profile)을 가져, 상기 제1퍼널 광 반사구조는 상기 광원 측에서 봤을 때 전후방 방향으로 볼록한 형태인 화상형성장치.In the image forming apparatus for HUD (Head-up Display),
A circuit board including a plurality of light sources;
a display disposed in front of the plurality of light sources and forming an image to be provided to the HUD; and
A housing disposed between the circuit board and the display and including an internal reflection structure for guiding light from the plurality of light sources to the display and uniformizing optical density of the light incident to the display,
The internal reflection structure,
a plurality of first funnels disposed respectively corresponding to the plurality of light sources; and
A single second funnel disposed in front of the first funnel in a form encompassing the plurality of first funnels,
The first funnel,
a first funnel input side opening;
a first funnel output-side opening having a cross-sectional size larger than that of the first funnel input-side opening; and
a first funnel light reflection structure connecting the first funnel input-side opening and the first funnel output-side opening;
The first funnel light reflecting structure is formed by morphing the cross-sectional shape of the first funnel input-side opening to the first funnel output-side opening according to a first magnification,
The image forming apparatus of claim 1 , wherein the first magnification ratio has a first profile that decreases and then increases, so that the first funnel light reflecting structure has a convex shape in a forward and backward direction when viewed from the light source side. HUD(Head-up Display)용 화상형성장치에 있어서,
복수의 광원을 포함하는 회로기판;
상기 복수의 광원 전방에 배치되고, 상기 HUD에 제공할 이미지를 형성하는 디스플레이; 및
상기 회로기판과 상기 디스플레이 사이에 배치되고, 상기 복수의 광원으로부터 광을 상기 디스플레이로 유도하되, 상기 디스플레이로 입사되는 상기 광의 광 밀도를 균일하게 하는 내부 반사구조를 포함하는 하우징을 포함하고,
상기 내부 반사구조는,
상기 복수의 광원에 상응하여 각각 배치되는 복수의 제1퍼널; 및
상기 복수의 제1퍼널을 포괄하는 형태로, 상기 제1퍼널의 전방에 배치되는 단일한 제2퍼널을 포함하며,
상기 제1퍼널은,
제1퍼널 입력측 개구부;
상기 제1퍼널 입력측 개구부보다 큰 단면크기를 가지는 제1퍼널 출력측 개구부; 및
상기 제1퍼널 입력측 개구부와 상기 제1퍼널 출력측 개구부를 연결하는 제1퍼널 광 반사구조를 포함하고,
상기 제1퍼널 광 반사구조는, 제1확대율에 따라 상기 제1퍼널 입력측 개구부의 단면 형상이 상기 제1퍼널 출력측 개구부의 단면 형상으로 모핑(morphing)됨으로써 형성되되,
상기 제1확대율은 증가하다가 감소하는 제2프로파일을 가져, 상기 제1퍼널 광 반사구조는 상기 광원 측에서 봤을 때 전후방 방향으로 오목한 형태인 화상형성장치.In the image forming apparatus for HUD (Head-up Display),
A circuit board including a plurality of light sources;
a display disposed in front of the plurality of light sources and forming an image to be provided to the HUD; and
A housing disposed between the circuit board and the display and including an internal reflection structure for guiding light from the plurality of light sources to the display and uniformizing optical density of the light incident to the display,
The internal reflection structure,
a plurality of first funnels disposed respectively corresponding to the plurality of light sources; and
A single second funnel disposed in front of the first funnel in a form encompassing the plurality of first funnels,
The first funnel,
a first funnel input side opening;
a first funnel output-side opening having a cross-sectional size larger than that of the first funnel input-side opening; and
a first funnel light reflection structure connecting the first funnel input-side opening and the first funnel output-side opening;
The first funnel light reflecting structure is formed by morphing the cross-sectional shape of the first funnel input-side opening to the first funnel output-side opening according to a first magnification,
The image forming apparatus of claim 1 , wherein the first magnification has a second profile in which the magnification increases and then decreases, so that the first funnel light reflecting structure has a concave shape in a forward and backward direction when viewed from the side of the light source. 제18항에 있어서,
상기 제1퍼널 광 반사구조는
상기 제1퍼널 출력측 개구부에서 출사되는 광에 적어도 부분적으로 시준(collimating) 효과를 부여하도록, 상기 제2프로파일은 오목한 포물면을 형성하는 포물선 프로파일인 화상형성장치. According to claim 18,
The first funnel light reflection structure
The image forming apparatus of claim 1 , wherein the second profile is a parabolic profile forming a concave parabolic surface so as to at least partially impart a collimating effect to the light emitted from the output side opening of the first funnel. 제1항에 있어서,
상기 하우징은 상기 디스플레이를 배치하기 위해 상기 하우징에 일체로 성형되는 디스플레이 안착부를 상기 제2퍼널 출력측 개구부의 전방에 더 포함하는 화상형성장치.According to claim 1,
The image forming apparatus of claim 1 , wherein the housing further includes a display seating portion integrally molded with the housing in front of the second funnel output-side opening for disposing the display. 제20항에 있어서,
상기 하우징은 상기 디스플레이 안착부와 상기 제2퍼널 출력측 개구부 사이에 일체로 성형되고, 상기 디스플레이에 입사되는 광의 휘도 얼룩짐(luminance unevenness)을 감소시키는 디퓨저 시트(diffuser sheet)를 배치하기 위한 디퓨저 시트 안착부(diffuser sheet seating)를 더 포함하는 화상형성장치.According to claim 20,
The housing is integrally molded between the display seating portion and the output side opening of the second funnel, and a diffuser sheet seating portion for arranging a diffuser sheet for reducing luminance unevenness of light incident on the display. An image forming apparatus further comprising a diffuser sheet seating. 제20항에 있어서,
상기 하우징은 외측에 상기 하우징의 후방에 상기 회로기판을 배치하기 위한 회로기판 체결부를 더 포함하는 화상형성장치.According to claim 20,
The image forming apparatus of claim 1 , wherein the housing further includes a circuit board fastening part for arranging the circuit board on the rear side of the housing. 제1항 내지 제11항, 제15항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 화상형성장치를 포함하는 HUD(Head Up Display).A Head Up Display (HUD) comprising the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 11 and 15 to 22.
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