JP6929688B2 - 車両用ヘッドアップディスプレイ装置およびその制御方法 - Google Patents

車両用ヘッドアップディスプレイ装置およびその制御方法 Download PDF

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Description

本発明は車両用ヘッドアップディスプレイ装置およびその制御方法に係り、詳しくは、映像を提供するコンバイナーとコンバイナーを保護するシャッターを含む車両用ヘッドアップディスプレイ装置およびその制御方法に関する。
一般に、車両の走行中に運転者は、計器板に表示される車両の走行速度、エンジンの回転速度および燃料量などの車両情報を確認しながら運転する。
計器板は車両のダッシュボードに位置しており、運転者が車両情報を確認するためには頭を下げなければならないため、運転者の視線が前方から逸れてしまい安全事故の危険がある。
このような危険を解決するために運転者の安全を提供し、車両情報を効果的に運転者に伝達する装置として、車両用ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ：Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）装置が開発された。
車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、運転者の目線に合わせて計器板の情報がフロントウインドウガラスに現れるようにして、運転者が運転中にも車両情報を容易に確認できるようにする。
したがって、運転者は車両の走行中に前方から視線を逸らさなくても車両情報の確認ができるため、安全運行をすることができる。
車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、フロントウインドウガラスに映像を投影するフロントウインドウタイプおよびフロントウインドウガラスではなく別途のコンバイナーに映像を投影するコンバイナータイプに大別できる。
フロントウインドウタイプのＨＵＤに比べてコンバイナータイプのＨＵＤは、コンバイナーを保護するために前面に配置されるシャッターを含み、コンバイナーとシャッターを駆動するための稼動装置を含むという点で差があり得る。
ただし、コンバイナータイプのＨＵＤは、コンバイナーによる走行関連情報が必要な場合には問題がないが、別途の走行関連情報が不要な場合には運転者の前方にコンバイナーが存在するとかえって運転者の注意力を分散させてしまい、運転の妨げとなる状況が発生する可能性がある。
したがって、走行関連情報を必要とする場合にのみ運転者の前方にコンバイナーが位置するようにコンバイナーの位置を調整する必要があり、運転者の目線を考慮して運転者に見える仮想映像に歪曲が発生しないようにコンバイナーの昇降や回動を通じてコンバイナーの位置を調整する必要がある。
本発明はコンバイナーがハウジングから昇下降し、コンバイナーを保護するシャッターがスライディングでコンバイナーを開閉するように改善された車両用ヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
本発明はコンバイナーの昇下降およびシャッターのスライディングを連動させるように改善された車両用ヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
本発明はコンバイナーおよびシャッターに外力などの作用による故障時に備えたフェイルセーフ（ｆａｉｌ−ｓａｆｅ）装置を含むように改善された車両用ヘッドアップディスプレイ装置を提供する。
本発明の思想によれば、車両用ヘッドアップディスプレイ装置は、両側面を構成するガイドプレートを含み、車両のダッシュボードに装着されるハウジング、前記ハウジングの内部に配置され、映像を生成するように設けられるディスプレイ、前記ディスプレイと対向するように配置されて前記ディスプレイから提供される映像を反射させるミラー、前記ミラーから反射された映像を運転者に提供するように設けられるコンバイナーを含み、前記ハウジングから昇下降するように構成されるコンバイナーモジュール、前記コンバイナーをスライディングして開閉するように前記ハウジングの上部に設けられるシャッターを含むシャッターモジュールおよび前記コンバイナーモジュールの昇下降および前記シャッターのスライディングを連動させて駆動できるように前記ハウジングの内部に配置される稼動装置を含むことができる。
前記稼動装置は、前記稼動装置を駆動できるように前記ハウジングの一側に設けられるモーターおよび前記モーターによって前記コンバイナーモジュールと前記シャッターモジュールを同期化できるように前記ハウジングの両側面に配置されるカムを含むことができる。
前記稼動装置は前記モーターの回転力を前記ハウジングの他側に伝達し、前記コンバイナーモジュールが前記ハウジングの内部に格納され得るように配置されるシャフトおよび前記シャフトの両端に連結されて前記カムと連動するように噛合われるシャフトギアを含むことができる。
前記コンバイナーモジュールは前記コンバイナーを固定するように設けられるコンバイナーホルダーおよび前記ガイドプレートに回転可能に配置されて前記コンバイナーホルダーを昇下降できるように設けられるコンバイナーアームを含むことができる。
前記カムは前記コンバイナーアームが前記カムの回転に連動して回転できるように、前記コンバイナーアームを調節するように設けられるコンバイナーアーム稼動部を含むことができる。
前記コンバイナーモジュールは前記コンバイナーアームの一端に突出するように設けられるコンバイナーホルダーリンクピンおよび前記コンバイナーホルダーリンクピンが挿入されて案内されるように前記ガイドプレートに設けられるコンバイナーホルダーリンクピンガイド溝を含むことができる。
前記コンバイナーモジュールは前記コンバイナーホルダーリンクピンを回転軸にして前記引き出されたコンバイナーの角度を調節できるように設けられるコンバイナーチルティングピンおよび前記カムの回転によって前記コンバイナーチルティングピンを調節できるように前記カムの内部に設けられるコンバイナーチルティングピン調節部を含むことができる。
前記シャッターモジュールは前記シャッターをスライディングさせることができるように前記シャッターの下部に設けられるシャッター歯部および前記カムの回転を前記シャッターに伝達できるように前記シャッター歯部と噛合われるシャッターギアを含むことができる。
前記シャッターモジュールは前記シャッターの両側に突出するように設けられるシャッター移動ピンおよび前記シャッター移動ピンが挿入されて案内されるように前記ガイドプレートに設けられるシャッター移動ピンガイド溝を含むことができる。
前記カムは、互いに連動する前記コンバイナーの昇下降と前記シャッターのスライディングが互いに干渉しないように前記シャッター移動ピンを調節し、前記カムの内部に設けられるシャッター移動ピントリガーを含むことができる。
前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置の故障時に備えて前記ハウジングの内部に設けられるフェイルセーフ装置をさらに含むことができる。
前記フェイルセーフ装置は、前記コンバイナーの引き出し位置および角度の零点を感知できるように、前記カムの近くに配置されるＴＡＣＴスイッチを含むことができる。
前記フェイルセーフ装置は前記モーターの回転角度および回転速度を感知できるように、前記モーターの近くに配置されるモーター回転感知センサーを含むことができる。
他の側面で本発明の思想によれば、車両用ヘッドアップディスプレイ装置の制御方法は、ハウジングの両側面を構成するガイドプレートの一側内部に設けられるモーターを駆動し、前記ハウジングの内部に設けられるシャフトおよび前記シャフトの両端に連結されるシャフトギアを通じて前記モーターの回転を前記ハウジングの他側に伝達し、前記シャフトギアを通じて前記ハウジングの両側に配置されるカムを回転させ、前記カムの回転によって前記ハウジングの上部に配置されるシャッターをスライディングさせ、前記シャッターのスライディングと連動して前記ハウジングからコンバイナーを昇下降させることを含むことができる。
互いに連動する前記コンバイナーの昇下降と前記シャッターのスライディングが互いに干渉しないように、前記シャッターのスライディングタイミングを調節する前記カムの内部に設けられるシャッター移動ピントリガーを通じて、前記ガイドプレートに設けられるシャッター移動ピンガイド溝に挿入されて案内されるシャッター移動ピンを調節することをさらに含むことができる。
前記引き出されたコンバイナーの角度を調節できるように前記カムの内部に設けられるコンバイナーチルティングピン調節部を通じて、前記コンバイナーを収容するコンバイナーホルダーの両側に突出するように設けられるコンバイナーチルティングピンを調節することをさらに含むことができる。
前記カムの近くに配置されるＴＡＣＴスイッチは前記コンバイナーの引き出し位置および角度の零点を感知し、前記モーターの近くに配置されるモーター回転感知センサーは前記モーターの回転角度および回転速度を感知するフェイルセーフ装置を通じて、前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置の故障時に備えることをさらに含むことができる。
前記ヘッドアップディスプレイ装置の故障時に備えることは、前記格納されたコンバイナーを引き出すための前記モーターが一定量以上正回転をした場合、強制的に前記モーターの回転を停止させ、前記引き出されたコンバイナーを格納するための前記モーターが一定量以上逆回転をした場合、強制的に前記モーターの回転を停止させる前記モーターの誤作動に備えることを含むことができる。
前記ヘッドアップディスプレイ装置の故障時に備えることは、前記格納されたコンバイナーを引き出すための前記モーターの正回転中に外力が発生した場合、前記モーターを所定量逆回転させた後に前記モーターの回転を停止させ、前記引き出されたコンバイナーを格納するための前記モーターの逆回転中に外力が発生した場合、前記モーターを所定量正回転させた後、前記モーターの回転を停止させる前記コンバイナーおよび前記シャッターに外力が発生する場合に備えることを含むことができる。
本発明はコンバイナーがハウジングから昇下降し、コンバイナーを保護するシャッターがスライディングでコンバイナーを開閉することによって、コンバイナーの高さ調節が可能であり、コンバイナーに流入するホコリなどを防止することができる。
本発明はモーターの作動を通じてコンバイナーの昇下降およびカバーのスライディングを連動できるようにすることによって、車両用ヘッドアップディスプレイ装置の作動を簡潔にしたため、使い勝手を向上することができる。
本発明はコンバイナーおよびシャッターに外力などの作用による故障時に備えたフェイルセーフ（ｆａｉｌ−ｓａｆｅ）装置を含むことによって、車両用ヘッドアップディスプレイ装置の誤作動時にも安全を保障することができる。
本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置を含む車両の外観を概略的に図示した図面である。 本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置を含む車両の室内構造を図示した図面である。 本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置を含むダッシュボードの側断面を図示した図面である。 本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置を図示した図面である。 本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置の側面を図示した図面である。 本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、コンバイナーが引き出される様子を図示した図面である。 本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、コンバイナーの角度を調節できるコンバイナーチルティング構造を図示した図面である。 本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、シャッターがスライディングする様子を図示した図面である。 本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、シャッター移動ピンとシャッター移動ピントリガーを図示した図面である。 本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイにおいて、フェイルセーフ装置を図示した図面である。 本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイの制御方法の作動順序を図示したブロック図である。 本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイの制御方法において、フェイルセーフ装置の作動原理を図示したブロック図である。 本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイの制御方法において、モーターの誤作動時のフェイルセーフ装置の作動原理を図示したブロック図である。 本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイの制御方法において、コンバイナーおよびシャッターに外力が作用する場合、フェイルセーフ装置の作動原理を図示したブロック図である。
本明細書に記載された実施例と図面に図示された構成は開示された発明の好ましい一実施例に過ぎないものであり、本出願の出願時点において本明細書の実施例と図面に代替できる多様な変形実施例があり得る。以下では本発明に係る好ましい実施例を添付された図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置を含む車両の外観を概略的に図示した図面である。図１に図示された通り、車両１は外観を形成する車体１０、車両１を移動させる車輪１２を含むことができる。
車体１０はエンジンなどのように車両１の駆動に必要な各種装置を保護するフード１１ａ、室内空間を形成するルーフパネル１１ｂ、収納空間が設けられるトランクリッド１１ｃ、車両１の側面に設けられるフロントフェンダー１１ｄおよびクォーターパネル１１ｅを含むことができる。
また、車体１０の側面には車体１０とヒンジ結合された複数の車両用ドア２０が設けられ得る。車両用ドア２０は車両１の外観を形成するドアアウターパネル２２を含むドアパネル２１を含むことができる。
フード１１ａとルーフパネル１１ｂの間には車両１の前方の視野を提供するフロントウインドウ１６ａが設けられ得、ルーフパネル１１ｂとトランクリッド１１ｃの間には後方の視野を提供するリアウインドウ１６ｂが設けられ得る。
また、車両用ドア２０の上側には側面の視野を提供する側面ウインドウ１６ｃが設けられ得る。
車両１の前方には車両１の進行方向に照明を照射するヘッドランプ（Ｈｅａｄ ｌａｍｐ、１３）が設けられ得る。車両１の前方、後方には車両１の進行方向を指示するための方向指示ランプ（Ｔｕｒｎ Ｓｉｇｎａｌ Ｌａｍｐ、１４）が設けられ得る。
車両１は方向指示ランプ１４を点滅してその進行方向を表示することができる。車両１の後方にはテールランプ１５が設けられ得る。テールランプ１５は車両１の後方に設けられて車両１のギア変速状態、ブレーキ動作状態などを表示することができる。
また、車体１０にはフロントバンパー（ｆｒｏｎｔ ｂｕｍｐｅｒ、１７）およびラジエーターグリル（ｒａｄｉａｔｏｒ ｇｒｉｌｌｅ、１８）などを含むことができる。
車両１の内部には少なくとも一つの車両制御部９０が設けられ得る。車両制御部９０は車両１の動作に関連した電子的制御を遂行することができる。車両制御部９０は設計者の選択により車両１内部の任意の位置に設置され得る。
車両制御部９０は電気的信号の入力を受け、入力を受けた電気的信号を処理した後出力できる少なくとも一つのプロセッサを含むことができる。
少なくとも一つのプロセッサは、少なくとも一つの半導体チップおよび関連部品で具現され得る。少なくとも一つの半導体チップおよび関連部品は車両１内部に設置可能な印刷回路基板に設置され得る。
図２は本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置を含む車両の室内構造を図示した図面である。図２に図示された通り、車両１の室内には運転席３０と補助席３１が設けられ得る。車両１の室内にはダッシュボード４０とハンドル５０と計器板６０が設けられ得る。
ダッシュボード４０は車両１の室内とエンジンルーム（図示されず）を区画し、運転に必要な各種部品が設置される室内パネルを意味し得る。ダッシュボード４０は運転席３０および補助席３１の前面方向に設けられ得る。ダッシュボード４０は上部パネル４１、センターフェイシア４２およびギアボックス４３などを含むことができる。
ダッシュボード４０の上部パネル４１には車両用ディスプレイ装置４４が設置され得る。車両用ディスプレイ装置４４は車両１の運転者や同乗者に画像で多様な情報を提供することができる。
例えば、車両用ディスプレイ装置４４は地図、天気、ニュース、各種動映像や停止画像、車両１の状態や動作に関連した各種情報、一例として空調装置に対する情報などの多様な情報を視覚的に提供することができる。
車両用ディスプレイ装置４４は危険度による警告を運転者や同乗者に提供することができる。具体的に、車両１が車線を変更する場合、危険度により異なる警告を運転者などに提供することができる。
車両用ディスプレイ装置４４は減速ロードハンプの位置情報と警告信号を出力することができる。車両用ディスプレイ装置４４は通常用いられるナビゲーション装置を利用して具現することもできる。
車両用ディスプレイ装置４４はダッシュボード４０と一体型で形成されたハウジング内部に設置され、ディスプレイパネルだけが外部に露出するように設けられ得る。
また、車両用ディスプレイ装置４４はセンターフェイシア４２の中段や下段に設置することもでき、ダッシュボード４０の上部面に別途の支持台（図示されず）を利用して設置することもできる。その他にも設計者が考慮できる多様な位置に車両用ディスプレイ装置４４が設置され得る。
ダッシュボード４０の内側にはプロセッサ、通信モジュール、衛星航法装置受信モジュール、保存装置などのような多様な種類の装置が設置され得る。
車両に設置されたプロセッサは車両１に設置された各種電子装置を制御するように設けられたものであり得、前述した通り、車両制御部９０の機能を遂行するために設けられたものであり得る。
前述した装置は半導体チップ、スイッチ、集積回路、抵抗器、揮発性または不揮発性メモリーまたは印刷回路基板などのような多様な部品を利用して具現され得る。
センターフェイシア４２はダッシュボード４０の中央に設置され得、車両１と関連した各種命令を入力するための入力手段４５が設けられ得る。
入力手段４５は物理ボタン、ノブ、タッチパッド、タッチスクリーン、スティック型操作装置またはトラックボールなどを利用して具現されたものであり得る。運転者は入力手段４５を操作することによって車両１の各種動作を制御することができる。
ギアボックス４３はセンターフェイシア４２の下段に位置し、運転席３０および補助席３１の間に設けられ得る。ギアボックス４３にはギア４６、収納箱４７および各種入力手段４５などが設けられ得る。収納箱４７および入力手段４５は実施例によっては省略されることもある。
ダッシュボード４０の運転席方向にはハンドル５０と計器板（ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｐａｎｅｌ、６０）が設けられ得る。ハンドル５０は運転者の操作により所定の方向に回転可能に設けられ、ハンドル５０の回転方向にしたがって、車両１の車輪１２が回転することによって車両１が操向され得る。
計器板６０は車両１の速度、エンジン回転数、燃料残量、エンジンオイルの温度、方向指示ランプ１４の点滅の有無、車両１の移動距離など、車両１に関連した各種情報を運転者に提供することができるように設けられ得る。
計器板６０は照明などや目盛板などを利用して具現され得、実施例にしたがって、ディスプレイパネルを利用して具現してもよい。
計器板６０がディスプレイパネルを利用して具現された場合、計器板６０は前述した情報の他にも、燃費や車両１に搭載された各種機能の遂行の有無などのように、より多様な情報を表示して運転者に提供することができる。
ルームミラー７０は車両１内部の上段に設けられ得、運転者はルームミラー７０を通じて車両１の後方または車両１の室内を見ることができる。
車両１の内部には少なくとも一つの撮影部８０が設けられ得る。撮影部８０は車両１の走行中または停車中に車両１の周辺映像を撮影することができ、車両１の前方に位置した先行車両の位置情報を取得することができる。
撮影部８０は少なくとも一つのカメラ（ｃａｍｅｒａ）を含むことができ、より正確な映像を撮影するために３次元空間認識センサーおよびレーダーセンサーおよび超音波センサーなどがこれに対し含まれ得る。
図２には撮影部８０がルームミラー７０の周辺に配置されたものと図示されているが、撮影部８０が配置される位置には制限がなく、車両１の内部または外部を撮影して映像情報を取得できるように配置される限り、いずれに装着してもよい。
車両用ドア２０は車両１の内部空間に出入りできるように車両１の両側に配置され得る。車両用ドア２０は車両１の外観を形成するドアパネル２１とドアパネル２１の内側に装着されるドアトリム２４を含むことができる。
ドアパネル２１は車両用ドア２０を構成する金属やプラスチックで加工した板を意味し得る。ドアパネル２１は車両１の外観を形成するドアアウターパネル２２およびドアアウターパネル２２と対向するように、車両１の内部に向かうドアインナーパネル２３を含むことができる。
ドアインナーパネル２３の内側には室内を装飾できる内蔵品であるドアトリム２４が結合され得る。ドアトリム２４は室内装飾だけでなく、遮音、吸音、衝突時に乗客を保護する機能を有することができる。
ドアトリム２４の内側面には車両用ドア２０を開放できるインサイドハンドル（図示されず）と車両用ドア２０を引いて閉めることができるプールハンドル２５が設けられ得る。また、車両用ドアトリム２４にはアームレスト２６とドアポケット２７が設けられ得る。
車両用ドア２０には側面ウインドウ１６ｃ、後方を監視するためのサイドミラー２８および車両用ドア２０をロックおよびロック解除させるドアロック装置（図示されず）などが設けられ得る。
車両用ドア２０の車両用ドアトリム２４にはウインドウ開閉スイッチ、ドアロック−解除スイッチ、サイドミラー調整スイッチなどの各種スイッチ２９が設けられ得る。
また、ドアトリム２４には車両用ドア２０に装着された各種の装置だけでなく、トランク開放スイッチ、シート調整スイッチなどの多様なスイッチがさらに設けられ得る。
ドアパネル２１の外側面には外観を美麗にしたりドアパネル２１の剛性を補強して使用者の便宜を図るために、ガーニッシュ（図示されず）またはモールディングなどが付着され得る。また、車両用ドアトリム２４にも車両の室内装飾のためのガーニッシュ（図示されず）またはモールディングなどが付着され得る。
ガーニッシュ（図示されず）は車体１０に付着された様々な装飾物を指すもので、車体１０の装飾だけでなく、車体１０の外面を保護して剛性を補強する役割をすることができる。
モールディングも車体１０に付着される装飾物の一種であって、主に横、縦、斜線、曲線が連続した帯状の部材を意味し得る。モールディングは表面に凹凸を与えて車両１の外観またはインテリアの地味なところに美感を与え、他の部品との視覚的なバランスを取る役割を遂行することができる。
また、モールディングはガーニッシュ（図示されず）の縁に付着してガーニッシュ（図示されず）の継ぎ目が見えないようにしたり、継ぎ目を美麗にする役割も遂行することができる。
ガーニッシュ（図示されず）とモールディングは明確な区分がないこともある。すなわち、モールディングはガーニッシュ（図示されず）の一種と解釈され得、ガーニッシュ（図示されず）はモールディングを含む名称と解釈され得る。
図３は本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置を含むダッシュボードの側断面を図示した図面である。図３に図示された通り、本発明に係るヘッドアップディスプレイ装置１００は車両１に設置され得る。
車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００はクラッシュパッド４１０内部に収容され得、必要に応じて使用者の視線方向に展開されるように設けられ得る。
クラッシュパッド４１０は車両１の衝突時にエアーバック（図示されず）が外部に展開されて搭乗者の頭または胸を保護できるように、内部にエアーバック（図示されず）を収容できる空間を形成することができる。
すなわち、クラッシュパッド４１０はダッシュボード４０の上部面を構成する上部パネル４１と言うことができる。したがって、本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００はダッシュボード４０の上部パネル４１の内部に収容され得る。
一般に、車両用ディスプレイ装置４４はダッシュボード４０の正面（使用者と向かい合う面）に位置するセンターフェイシア４２に設置されることが普通であり得る。
ただし、センターフェイシア４２には多様な装置が設置されなければならないため、大きな画面を有する車両用ディスプレイ装置４４を設置できる空間が足りないこともあり得る。
また、車両用ディスプレイ装置４４がセンターフェイシア４２に設置される場合、運転中に運転者の視線変化の程度が大きくなるため、安全上の問題が発生する可能性がある。したがって、最近はクラッシュパッド４１０上に車両用ディスプレイ装置４４を埋設するか付着する設置方法が利用され得る。
本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００はクラッシュパッド４１０と空調ダクトの間に収容され得る。空調ダクトは車両１の内部を快適に維持させるために車両１の内部に空気を流入するための通路を意味し得る。
一般に、空調ダクトはカウルバーの上側に設置され、空調ダクトとクラッシュパッド４１０の間には所定空間が形成され得る。
本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００は空調ダクトとクラッシュパッド４１０の間の空間に収容されるように設置されることによって、既存の車両１の構造をそのまま利用できるため、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００を設置するために別途の空間を形成するのにかかる費用と努力を節減できる。
図４は本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置を図示した図面である。図４に図示された通り、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００は両側面を構成するガイドプレート１１１を含み、車両１のダッシュボード４０に装着されるハウジング１１０を含むことができる。
車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００はハウジング１１０の内部に配置され、映像を生成するように設けられるディスプレイ（図示されず）およびディスプレイ（図示されず）と対向するように配置されてディスプレイ（図示されず）から提供される映像を反射させるミラー（図示されず）を含むことができる。
車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００はミラー（図示されず）から反射した映像を運転者に提供するように設けられるコンバイナー２１０を含み、ハウジング１１０から昇下降するように構成されるコンバイナーモジュール２００およびコンバイナー２１０をスライディングして開閉するようにハウジング１１０の上部に設けられるシャッター３１０を含むシャッターモジュール３００を含むことができる。
車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００はコンバイナーモジュール２００の昇下降およびシャッター３１０のスライディングを連動させて駆動できるようにハウジング１１０の内部に配置される稼動装置５００を含むことができる。
ハウジング１１０は車両のダッシュボード４０に挿入装着され、内部に空間が形成されてコンバイナー２１０が昇下降することを可能にし、上面には開口部を形成してシャッター３１０を通じてコンバイナー２１０の開閉が可能とされている。
ディスプレイ部（図示されず）はハウジング１１０の内部に装着されてイメージまたは映像を生成することができる。ただし、コンバイナー２１０の昇下降に干渉しないようにハウジング１１０の内部の側面や下部に位置するようにすることが好ましい。
ディスプレイ（図示されず）は車両１内の全般的な電子制御機能を遂行する車両制御部（ＥＣＵ、９０）と連結されて車両の走行速度とエンジン状態などの車両１と関連した多様な情報を受信してイメージまたは映像を生成することができる。
また、ディスプレイ（図示されず）はナビゲーション端末（図示されず）のような装置と連結される場合には特定目的地での移動経路などに関連した多様な位置情報を受信してイメージまたは映像を生成することができる。
ミラー（図示されず）は平面鏡であって、ディスプレイ（図示されず）から提供されるイメージまたは映像をコンバイナー２１０に反射させることができる。
車両用ディスプレイ装置１００はフロントウインドウ１６ａから入射する光を遮断できるシャッター３１０を含むことができる。
これを通して、クラッシュパッド４１０に車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００を設置する場合でもフロントウインドウ１６ａから入射する光がコンバイナー２１０に反射されて使用者の視野を妨害したり、視認性を低下させる問題を解決することができる。
コンバイナーモジュール２００はコンバイナー２１０を固定するように設けられるコンバイナーホルダー２２０を含むことができ、ガイドプレート１１１に回転可能に配置されてコンバイナーホルダー２２０を昇下降できるように設けられるコンバイナーアーム２３０を含むことができる。
稼動装置５００は稼動装置５００を駆動することができるように、ハウジング１１０の一側に設けられるモーター５１０およびモーター５１０によりコンバイナーモジュール２００とシャッターモジュール３００を同期化することができるように、ハウジング１１０の両側面に配置されるカム５２０を含むことができる。
モーター５１０はステップモーターで構成されることが好ましく、リダクションギア（図示されず）を含むことができる。
稼動装置５００はモーター５１０の回転力をハウジング１１０の他側に伝達し、コンバイナーモジュール２００がハウジング１１０の内部に格納されるように配置されるシャフト５３０およびシャフト５３０の両端に連結されてカム５２０と連動するように噛合われるシャフトギア５３１を含むことができる。
本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００はシャフト５３０をガイドプレート１１１の両側面に配置されるカム５２０に直接連結せず、カム５２０と噛合われる別途のシャフトギア５３１に連結することができる。
したがって、シャフト５３０はハウジング１１０の内部に格納されるコンバイナーモジュール２００およびハウジング１１０の内部に設けられたディスプレイ（図示されず）と干渉することを避けることができる。
図５は本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置の側面を図示した図面である。図６は本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、コンバイナーが引き出される様子を図示した図面である。
図５および図６に図示された通り、カム５２０はコンバイナーアーム２３０がカム５２０の回転に連動して回転できるように、コンバイナーアーム２３０を調節するように設けられるコンバイナーアーム稼動部（図示されず）を含むことができる。
コンバイナーモジュール２００はコンバイナーアーム２３０の一端に突出するように設けられるコンバイナーホルダーリンクピン２４０およびコンバイナーホルダーリンクピン２４０が挿入されて案内されるようにガイドプレート１１１に設けられるコンバイナーホルダーリンクピンガイド溝２４１を含むことができる。
すなわち、カム５２０の回転に連動してコンバイナーアーム回転軸２３１を中心にコンバイナーアーム２３０が回転することができる。
また、コンバイナーアーム２３０の一端に設けられたコンバイナーホルダーリンクピン２４０はコンバイナーホルダーリンクピンガイド溝２４１に沿って案内されることによって、コンバイナー２１０を含むコンバイナーホルダー２２０が上下方向に垂直昇下降することができる。
コンバイナー２１０は好ましくは、非球面レンズが適用されるようにして被写体の焦点の正確度を向上させて照射される車両１の情報イメージまたは映像が鮮明に写るようにして、映像は実際の運転者の目には所定距離前の虚像として見えることができる。
図７は本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、コンバイナーの角度を調節できるコンバイナーチルティング構造を図示した図面である。
図７に図示された通り、コンバイナーモジュール２００はコンバイナーホルダーリンクピン２４０を回転軸にして引き出されたコンバイナー２１０の角度を調節できるように設けられるコンバイナーチルティングピン２５０を含むことができる。
一方、コンバイナーモジュール２００はカム５２０の回転によってコンバイナーチルティングピン２５０を調節できるようにカム５２０の内部に設けられるコンバイナーチルティングピン調節部５２２を含むことができる。
コンバイナーモジュール２００はコンバイナーチルティングピン２５０が挿入されて案内されるようにガイドプレート１１１に設けられるコンバイナーチルティングピンガイド溝２５１を含むことができる。
すなわち、カム５２０の回転を通じてコンバイナーチルティングピン調節部５２２がコンバイナーチルティングピン２５０を調節することによって、コンバイナー２１０を含むコンバイナーホルダー２２０を、コンバイナーホルダーリンクピン２４０をコンバイナーチルティング回転軸として引き出されたコンバイナー２１０の角度の零点で微細に角度調節することが可能となる。
図８は本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、シャッターがスライディングする様子を図示した図面である。図８に図示された通り、シャッターモジュール３００はシャッター３１０をスライディングさせることができるようにシャッター３１０の下部に設けられるシャッター移動部３２０を含むことができる。
また、シャッターモジュール３００はカム５２０の回転をシャッター３１０に伝達できるように、シャッター移動部３２０と噛合われるシャッターギア３３０を含むことができる。シャッターギア３３０は複数の連動ギア１１２を通じてカム５２０の回転の伝達を受けることができる。
シャッター移動部３２０はシャッターギア３３０と噛合われるシャッター歯部３２１およびシャッター歯部３２１から延長されてシャッターギア３３０の回転にもかかわらず、シャッター３１０がスライディングしないように、シャッターギア３３０と噛み合われないシャッター停止部３２２を含むことができる。
したがって、シャッター３１０はカム５２０の回転に連動して曲線経路に沿って前後方にスライディングしてコンバイナー２１０を開閉することができる。
図９は本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置において、シャッター移動ピンとシャッター移動ピントリガーを図示した図面である。図９に図示された通り、シャッターモジュール３００はシャッター３１０の両側に突出するように設けられるシャッター移動ピン３４０およびシャッター移動ピン３４０が挿入されて案内されるようにガイドプレート１１１に設けられるシャッター移動ピンガイド溝３４１を含むことができる。
すなわち、シャッター３１０はシャッター歯部３２０とシャッターギア３３０の噛み合いによってスライディングされる一方、シャッター移動ピン３４０がシャッター移動ピンガイド溝３４１にそって移動しながらスライディングされ得る。
カム５２０は互いに連動するコンバイナー２１０の昇下降とシャッター３１０のスライディングが互いに干渉しないように、シャッター移動ピン３４０を調節してカム５２０の内部に設けられるシャッター移動ピントリガー５２３を含むことができる。
このように、カム５２０の回転によるシャッターギア３３０の回転にもかかわらず、シャッターギア３３０がシャッター停止部３２２に対応する間にはシャッター３１０がスライディングせず、コンバイナー２１０だけが昇下降することができる。
カム５２０の回転によってシャッター移動ピントリガー５２３がシャッター移動ピン３４０と干渉する時、シャッター移動ピン３４０と連結されたシャッター移動部３２０が所定量前方に移動することによって、シャッター歯部３２１とシャッターギア３３０が噛合うことができ、コンバイナー２１０の昇下降と連動してシャッター３１０のスライディングが稼動され得る。
すなわち、シャッター移動ピン３４０とシャッター移動ピントリガー５２３を通じてシャッター移動部３２０とシャッターギア３３０の噛み合いを調節することによって、コンバイナー２１０の引き出しの際にシャッター３１０と干渉しなくなり得る。
したがって、コンバイナー２１０が一定以上格納されない場合はシャッター３１０が移動しないようにし、シャッター３１０が一定以上オープンされる前まではコンバイナーアーム調節部（図示されず）を通じてコンバイナーアーム２３０が回転しないように調節して相互間のタイミングを調節することができる。
図１０は本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイにおいて、フェイルセーフ装置を図示した図面である。
図１０に図示された通り、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００は車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００の故障時に備えてハウジング１１０の内部に設けられるフェイルセーフ装置６００を含むことができる。
フェイルセーフ装置６００はコンバイナー２１０の引き出し位置および角度の零点を感知できるように、カム５２０の近くに配置されるＴＡＣＴスイッチ６１０を含むことができる。
フェイルセーフ装置６００はモーター５１０の回転角度および回転速度を感知できるように、モーター５１０の近くに配置されるモーター回転感知センサー６２０を含むことができる。ただし、ここに限定されず、ＴＡＣＴスイッチ６１０とモーター回転感知センサー６２０の個数は多様に設けられ得る。
一方、ＴＡＣＴスイッチ６１０はコンバイナー２１０の引き出し位置および角度の零点を感知することができ、モーター回転感知センサー６２０はモーター５１０の回転角度および回転速度を感知できる限度内でその位置も多様に配置され得る。
図１１は本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイの制御方法の作動順序を図示したブロック図である。
図１１に図示された通り、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００の制御方法はハウジング１１０の内部にコンバイナー２１０が格納されている状態（Ｓ０）でコンバイナーモジュール２００を引き出すために、ハウジング１１０の両側面を構成するガイドプレート１１１の一側内部に設けられるモーター５１０を駆動することができる（Ｓ１）。
次いて、ハウジング１１０の内部に設けられるシャフト５３０およびシャフト５３０の両端に連結されるシャフトギア５３１を通じてモーター５１０の回転をハウジング１１０の他側に伝達し、シャフトギア５３１を通じてハウジング１１０の両側に配置されるカム５２０を回転させることができる（Ｓ２）。
カム５２０の回転によってハウジング１１０の上部に配置されるシャッター３１０をスライディングさせ、シャッター３１０のスライディングと連動してハウジング１１０からコンバイナー２１０を昇下降させること（Ｓ３）を含むことができる。この時、互いに連動するコンバイナー２１０の昇下降とシャッター３１０のスライディングが相互干渉しないことができる。
したがって、シャッター３１０のスライディングタイミングを調節するカム５２０の内部に設けられるシャッター移動ピントリガー５２３を通じて、ガイドプレート１１１に設けられるシャッター移動ピンガイド溝３４１に挿入されて案内されるシャッター移動ピン３４０を調節することができる。
次いで、引き出されたコンバイナー２１０の角度を調節できるように、カム５２０の内部に設けられるコンバイナーチルティングピン調節部５２２を通じて、コンバイナー２１０を収容するコンバイナーホルダー２２０の両側に突出するように設けられるコンバイナーチルティングピン２５０を調節やること（Ｓ４）を含むことができる。
したがって、本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００を使う場合には、コンバイナー２１０を昇降させてハウジング１１０の上部に突出するようにすることによって、ディスプレイ（図示されず）から生成された映像を使用者がナビゲーションのような別途のディスプレイ装置がなくても車両情報を確認することができる。
反面、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００を使わない場合には、コンバイナー２１０を下降させてハウジング１１０の内部に格納させ、シャッターをスライディングを通じてコンバイナー２１０を閉鎖することができる（Ｓ５）。
図１２は本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイの制御方法において、フェイルセーフ装置の作動原理を図示したブロック図である。
図１２に図示された通り、本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００の制御方法は、カム５２０の近くに配置されるＴＡＣＴスイッチ６１０はコンバイナー２１０の引き出し位置および角度の零点を感知することができる。
一方、モーター５１０の近くに配置されるモーター回転感知センサー６２０はモーター５１０の回転角度および回転速度を感知することができ、このようなフェイルセーフ装置６００を通じて、車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００の故障時に備えることを含むことができる。
図１３は本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイの制御方法において、モーターの誤作動時のフェイルセーフ装置の作動原理を図示したブロック図である。
図１３に図示された通り、本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００の制御方法は車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００の故障時に備えることができる。
格納されたコンバイナー２１０を引き出すためのモーター５１０が一定量以上正回転をした場合、強制的にモーター５１０の回転を停止させ、引き出されたコンバイナー２１０を格納するためのモーター５１０が一定量以上逆回転をした場合、強制的にモーター５１０の回転を停止させるモーター５１０の誤作動に備えることを含むことができる。
図１４は本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイの制御方法において、コンバイナーおよびシャッターに外力が作用する場合、フェイルセーフ装置の作動原理を図示したブロック図である。
図１４に図示された通り、本発明に係る車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００の制御方法は、コンバイナー２１０およびシャッター３１０を含む車両用ヘッドアップディスプレイ装置１００に外力が発生する場合に備えることを含むことができる。
格納されたコンバイナー２１０を引き出すためのモーター５１０の正回転中に外力が発生した場合、モーター５１０を所定量逆回転させた後モーター５１０の回転を停止させることができる。
引き出されたコンバイナー２１０を格納するためのモーター５１０の逆回転中に外力が発生した場合、モーター５１０を所定量正回転させた後、モーター５１０の回転を停止させることができる。
以上、特定実施例によって前記のような本発明の技術的思想を説明したが、本発明の権利範囲はこのような実施例に限定されるものではない。特許請求の範囲に明示された本発明の技術的思想としての要旨を逸脱しない範囲内で、本発明の技術分野で通常の知識を有した者によって修正または変形可能な多様な実施例も本発明の権利範囲に属すると理解されるべきである。
１：車両
１０：車体
１６ａ：フロントウインドウ
４０：ダッシュボード
４１：上部パネル
４１０：クラッシュパッド
９０：車両制御部
１００：ヘッドアップディスプレイ装置
１１０：ハウジング
１１１：ガイドプレート
１１２：連動ギア
２００：コンバイナーモジュール
２１０（２００）；コンバイナー
２２０（２００）：コンバイナーホルダー
２３０（２００）；コンバイナーアーム
２３１：コンバイナーアーム回転軸
２４０：コンバイナーホルダーリンクピン
２４１：コンバイナーホルダーリンクピンガイド溝
２５０：コンバイナーチルティングピン
２５１：コンバイナーチルティングピンガイド溝
３００：シャッターモジュール
３１０（３００）：シャッター
３２０：シャッター移動部
３２１：シャッター歯部
３２２：シャッター停止部
３３０（３００）：シャッターギア
３４０；シャッター移動ピン
３４１：シャッター移動ピンガイド溝
５００：稼動装置
５１０（５００）：モーター
５２０（５００）：カム
５２２：コンバイナーチルティングピン調節部
５２３：シャッター移動ピントリガー
５３０（５００）：シャフト
５３１：シャフトギア
６００：フェイルセーフ装置
６１０：ＴＡＣＴスイッチ
６２０：モーター回転感知センサー

Claims (14)

  1. 両側面を構成するガイドプレートを含み、車両のダッシュボードに装着されるハウジング、
    ディスプレイから映像を運転者に提供するように設けられるコンバイナーを含み、前記ハウジングから昇下降するように構成されるコンバイナーモジュール、
    前記コンバイナーをスライディングして開閉するように前記ハウジングの上部に設けられるシャッターを含むシャッターモジュール、および前記コンバイナーモジュールの昇下降および前記シャッターのスライディングを連動させて駆動できるように前記ハウジングの内部に配置される稼動装置、を含み、
    前記稼動装置は前記稼動装置を駆動できるように前記ハウジングの一側に設けられるモーターおよび前記モーターによって前記コンバイナーモジュールと前記シャッターモジュールを同期化できるように前記ハウジングの両側面に配置されるカムを含み、
    前記シャッターモジュールは前記シャッターをスライディングさせることができるように前記シャッターの下部に設けられるシャッター歯部および前記カムの回転を前記シャッターに伝達できるように前記シャッター歯部と噛合われるシャッターギアを含み、
    前記シャッターモジュールは前記シャッターの両側に突出するように設けられるシャッター移動ピンおよび前記シャッター移動ピンが挿入されて案内されるように前記ガイドプレートに設けられるシャッター移動ピンガイド溝を含み、
    前記カムは互いに連動する前記コンバイナーの昇下降と前記シャッターのスライディングが互いに干渉しないように前記シャッター移動ピンを調節し、前記カムの内部に設けられるシャッター移動ピントリガーを含むことを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
  2. 前記稼動装置は前記モーターの回転力を前記ハウジングの他側に伝達し、前記コンバイナーモジュールが前記ハウジングの内部に格納されるように配置されるシャフトおよび前記シャフトの両端に連結されて前記カムと連動するように噛合われるシャフトギアを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
  3. 前記コンバイナーモジュールは前記コンバイナーを固定するように設けられるコンバイナーホルダーおよび前記ガイドプレートに回転可能に配置されて前記コンバイナーホルダーを昇下降できるように設けられるコンバイナーアームを含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
  4. 前記カムは前記コンバイナーアームが前記カムの回転に連動して回転できるように、前記コンバイナーアームを調節するように設けられるコンバイナーアーム稼動部を含むことを
    特徴とする請求項３に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
  5. 前記コンバイナーモジュールは前記コンバイナーアームの一端に突出するように設けられるコンバイナーホルダーリンクピンおよび前記コンバイナーホルダーリンクピンが挿入されて案内されるように前記ガイドプレートに設けられるコンバイナーホルダーリンクピンガイド溝を含むことを特徴とする請求項４に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
  6. 前記コンバイナーモジュールは前記コンバイナーホルダーリンクピンを回転軸にして引き出されたコンバイナーの角度を調節できるように設けられるコンバイナーチルティングピンおよび前記カムの回転によって前記コンバイナーチルティングピンを調節できるように前記カムの内部に設けられるコンバイナーチルティングピン調節部を含むことを特徴とする請求項５に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
  7. 前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置の故障時に備えて前記ハウジングの内部に設けられるフェイルセーフ装置をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
  8. 前記フェイルセーフ装置は前記コンバイナーの引き出し位置および角度の零点を感知できるように、前記カムの近くに配置されるＴＡＣＴスイッチを含むことを特徴とする請求項７に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
  9. 前記フェイルセーフ装置は前記モーターの回転角度および回転速度を感知できるように、前記モーターの近くに配置されるモーター回転感知センサーを含むことを特徴とする請求項７に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置。
  10. ハウジングの両側面を構成するガイドプレートの一側内部に設けられるモーターを駆動し、
    前記ハウジングの内部に設けられるシャフトおよび前記シャフトの両端に連結されるシャフトギアを通じて前記モーターの回転を前記ハウジングの他側に伝達し、
    前記シャフトギアを通じて前記ハウジングの両側に配置されるカムを回転させ、
    前記カムの回転によって前記ハウジングの上部に配置されるシャッターをスライディングさせ、前記シャッターのスライディングと連動して前記ハウジングからコンバイナーを昇下降させることを含み、
    互いに連動する前記コンバイナーの昇下降と前記シャッターのスライディングが互いに干渉しないように前記シャッターのスライディングタイミングを調節する前記カムの内部に設けられるシャッター移動ピントリガーを通じて、
    前記ガイドプレートに設けられるシャッター移動ピンガイド溝に挿入されて案内されるシャッター移動ピンを調節することをさらに含むことを特徴とする車両用ヘッドアップディスプレイ装置の制御方法。
  11. 前記引き出されたコンバイナーの角度を調節できるように前記カムの内部に設けられるコンバイナーチルティングピン調節部を通じて、
    前記コンバイナーを収容するコンバイナーホルダーの両側に突出するように設けられるコンバイナーチルティングピンを調節することをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の制御方法。
  12. 前記カムの近くに配置されるＴＡＣＴスイッチは前記コンバイナーの引き出し位置および角度の零点を感知し、
    前記モーターの近くに配置されるモーター回転感知センサーは前記モーターの回転角度および回転速度を感知するフェイルセーフ装置を通じて、
    前記車両用ヘッドアップディスプレイ装置の故障時に備えることをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の制御方法。
  13. 前記ヘッドアップディスプレイ装置の故障時に備えることは、格納された前記コンバイナーを引き出すための前記モーターが一定量以上正回転をした場合、強制的に前記モーターの回転を停止させ、
    前記引き出されたコンバイナーを格納するための前記モーターが一定量以上逆回転をした場合、強制的に前記モーターの回転を停止させる前記モーターの誤作動に備えることを含むことを特徴とする請求項１２に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の制御方法。
  14. 前記ヘッドアップディスプレイ装置の故障時に備えることは、前記格納されたコンバイナーを引き出すための前記モーターの正回転中に外力が発生した場合、前記モーターを所定量逆回転させた後前記モーターの回転を停止させ、
    前記引き出されたコンバイナーを格納するための前記モーターの逆回転中に外力が発生した場合、前記モーターを所定量正回転させた後前記モーターの回転を停止させる前記コンバイナーおよび前記シャッターに外力が発生する場合に備えることを含むことを特徴とする請求項１２に記載の車両用ヘッドアップディスプレイ装置の制御方法。
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