KR101125175B1 - 차량용 허드장치의 백라이트 유닛 - Google Patents

차량용 허드장치의 백라이트 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 허드장치의 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 전면유리에 표시되는 주행 정보 이미지의 선명도를 높여줄 수 있고, 주행에 필요한 정보를 다양하게 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 액정패널부와, 액정패널부에 표시된 주행 정보 이미지를 확대하거나 축소하고 초점을 조절하여 차량의 전면유리에 반사시키는 광학계를 포함하는 차량용 허드장치에 있어서, 액정패널부는, 케이스와, 케이스의 전면 개방부에 설치되는 액정패널과, 액정패널의 후측에 설치되는 백라이트 유닛 및, 케이스의 후면 개방부를 차단하는 커버를 구비하며, 백라이트 유닛은, 평판패널과, 액정패널의 후면을 향하도록 평판패널에 설치되는 다수의 LED소자들 및, LED소자들이 상기 액정패널과 일정한 간격을 유지할 수 있도록, 액정패널과 평판패널사이에 설치되는 스페이서(Spacer)를 구비한다.

Description

차량용 허드장치의 백라이트 유닛{BACK LIGHT UNIT OF HUD SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}
본 발명은 차량용 허드장치의 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전면유리에 표시되는 주행 정보 이미지의 선명도를 높여줄 수 있고, 주행에 필요한 정보를 다양하게 제공할 수 있는 차량용 허드장치의 백라이트 유닛에 관한 것이다.
최근 들어, 차량 운전자의 편의와 안전을 위한 장치들이 다양하게 개발되고 있다. 그 일례로서, 허드(HUD: Head Up Display)장치가 있다.
허드장치는, 운전자가 주시하는 차량의 전면유리에 각종 주행 정보, 예를 들어, 차량속도, RPM, 연료잔량 등을 표시하는 장치이며, LCD 방식이 주로 사용되고 있다.
LCD 방식의 허드장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 액정패널(10)과, 액정패널(10)의 후측에 설치되는 백라이트 유닛(12)을 구비한다.
액정패널(10)은, 운전석 전방의 인스트루먼트 패널(Instrument Panel)(10a) 내측에 설치되며, 입력되는 "주행 정보 이미지"를 표시한다. 백라이트 유닛(12)은, 액정패널(10)의 후면을 조명하여 광원을 제공한다.
그리고 LCD 방식의 허드장치는, 액정패널(10)의 전방에 설치되는 광학계(14)를 포함한다.
광학계(14)는 액정패널(10)의 전방에 설치되는 적어도 하나 이상의 렌즈(16)와, 렌즈(16)의 전방에 소정의 각도로 설치되는 반사거울(18)을 구비한다.
렌즈(16)는, 액정패널(10)에 나타난 "주행 정보 이미지"를 적절한 크기로 확대하거나 축소하고 초점을 조절해주는 역할을 한다.
반사거울(18)은, 렌즈(16)에서 출사된 "주행 정보 이미지"를 차량의 전면유리(19)로 반사시킨다. 따라서, 차량의 전면유리(19)에 "주행 정보 이미지"가 표시될 수 있게 한다.
이러한 허드장치는, 각종 주행 정보를 전면유리(19) 상에 표시하므로, 운전자가 인스트루먼트 패널(10a)에 설치된 계기판을 직접 보지 않고서도 차량의 주행 정보를 확인할 수 있게 한다.
그런데, 이러한 종래의 허드장치는, 액정패널(10)에 나타난 "주행 정보 이미지"가 너무 어둡다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 전면유리(19)에 표시된 "주행 정보 이미지"의 선명도가 떨어진다는 문제점이 지적되고 있다.
특히, 액정패널(10)은, 햇빛량이 많은 한낮의 경우, 햇빛량에 비해 상대적으로 낮은 조도(照度)의 주행 정보 이미지를 표시하게 되는데, 이러한 경우, 명확한 "주행 정보 이미지"를 표시할 수 없다는 문제점이 지적되고 있다.
이 밖에도, 허드장치는, 차량속도, RPM, 연료잔량 등과 같은 "차량 기본 정보"는 물론, 차량 주행에 필요한 모든 정보를 다양하게 표시하는 것이 필요하다. 특히, "네비게이션 정보"와 "실시간 교통정보" 및, 차량의 주변상황 등을 표시하여 차량의 운전자에게 주행에 필요한 모든 정보를 제공하는 것이 중요하다. 그래야만, 운전자의 불필요한 시선이동을 방지하여 안전운행을 유도할 수 있기 때문이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 액정패널에 나타난 주행 정보 이미지의 밝기를 향상시킴으로서, 전면유리에 표시되는 주행 정보 이미지의 선명도를 높여줄 수 있는 차량용 허드장치의 백라이트 유닛을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 전면유리에 표시되는 주행 정보 이미지의 선명도를 높여줌으로써, 주행 정보 이미지를 운전자가 쉽고 빠르게 인식할 수 있도록 하는 차량용 허드장치의 백라이트 유닛을 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 허드장치의 백라이트 유닛는, 액정패널부와, 상기 액정패널부에 표시된 주행 정보 이미지를 확대하거나 축소하고 초점을 조절하여 차량의 전면유리에 반사시키는 광학계를 포함하는 차량용 허드장치에 있어서, 상기 액정패널부는, 케이스와, 상기 케이스의 전면 개방부에 설치되는 액정패널과, 상기 액정패널의 후측에 설치되는 백라이트 유닛 및, 상기 케이스의 후면 개방부를 차단하는 커버를 구비하며, 상기 백라이트 유닛은, 평판패널과, 상기 액정패널의 후면을 향하도록 상기 평판패널에 설치되는 다수의 LED소자들 및, 상기 LED소자들이 상기 액정패널과 일정한 간격을 유지할 수 있도록, 상기 액정패널과 평판패널사이에 설치되는 스페이서(Spacer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.
바람직하게는, 상기 백라이트 유닛에서 발생된 열을 방출할 수 있도록, 상기 커버의 뒷면으로부터 후방을 향해 연장되는 다수의 방열핀들을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 액정패널과 상기 LED소자 사이의 케이스 내벽면에는, 상기 LED소자에서 발생된 빛을 상기 액정패널의 후면에 반사시키는 반사시트가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 허드장치의 백라이트 유닛에 의하면, 백라이트 유닛의 구조를 개선함으로써, 액정패널에 나타난 "주행 정보 이미지"의 밝기를 향상시킬 수 있다. 따라서, 전면유리에 표시되는 "주행 정보 이미지"의 선명도를 높여줄 수 있는 효과가 있다.
또한, 전면유리에 표시되는 "주행 정보 이미지"의 선명도를 높여줌으로써, "주행 정보 이미지"를 운전자가 쉽고 빠르게 인식할 수 있게 한다. 따라서, 차량의 안전운전에 도움을 주는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 차량의 기본정보는 물론, 주행에 필요한 정보를 다양하게 표시할 수 있는 구조이므로, 운전자의 편의성을 최대한 향상시킨다. 특히, 운전자의 편의성을 향상시킴으로써, 운전자의 불필요한 시선 이동을 방지하여 안전운행을 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량용 허드장치의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 허드장치를 나타내는 블럭도,
도 3은 본 발명의 액정패널부의 백라이트 유닛을 나타내는 분해사시도,
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도,
도 5는 본 발명의 허드장치를 구성하는 광학계를 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 허드장치의 백라이트 유닛의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 허드장치는, 액정패널부(20)를 구비한다.
액정패널부(20)는, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 케이스(22)와, 케이스(22)의 전면 개방부(22a)에 설치되는 액정패널(24)과, 액정패널(24)의 후측에 소정의 간격(ℓ)을 두고 설치되는 백라이트 유닛(26) 및, 케이스(22)의 후면 개방부(22b)를 차단하는 커버(28)를 구비한다.
액정패널(24)은, "주행 정보 이미지"를 표시한다. 백라이트 유닛(26)은, 액정패널(24)의 후면을 조명하는 것으로, 평판패널(26a)과, 평판패널(26a)에 설치되는 다수의 LED소자(26b)들로 구성된다.
특히, LED소자(26b)들은, 액정패널(24)의 후면을 향해 설치되며, 행과 열을 맞춰 틈새없이 설치된다. 이렇게 설치된 LED소자(26b)들은 액정패널(24) 후면 전체를 균일한 조도로 조명한다. 따라서, 액정패널(24)에 나타난 "주행 정보 이미지"의 밝기를 향상시킨다. 이로써, 전면유리(19)(도 1참조)에 반사된 액정패널(24)의 "주행 정보 이미지"가 높은 휘도와 선명도를 가질 수 있도록 한다. 그 결과, 차량의 운전자가 보다 쉽고 빠르게 인식할 수 있게 한다.
한편, 액정패널(24)과 백라이트 유닛(26)은, 스페이서(Spacer)(26c)에 의해 충분한 간격(ℓ)을 두고 배열된다. 이는, 백라이트 유닛(26)의 발생열이 액정패널(24)에 영향을 미치는 것을 최소화하기 위함이다. 이로써, 액정패널(24)의 수명을 연장시킨다.
또한, 액정패널(24)과 LED소자(26b) 사이의 케이스(22) 내벽면에는, 반사시트(26d)가 설치된다. 반사시트(26d)는, LED소자(26b)에서 발생된 빛을 액정패널(24)의 후면에 반사시킨다. 따라서, LED소자(26b)로부터 액정패널(24)로 조명되는 빛의 손실을 최소화시킨다.
또한, 케이스(22)의 커버(28)에는, 다수의 방열핀(29)들이 설치된다. 방열핀(29)들은 커버(28)의 뒷면으로부터 후방으로 연장되어 있으며, 이렇게 연장된 방열핀(29)들은 LED소자(26b)들로부터 발생된 열을 외부로 방출하는 역할을 한다.
다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 허드장치는, 광학계(30)를 포함한다.
광학계(30)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 액정패널(24)의 "주행 정보 이미지"를 특정한 경로를 따라 순차적으로 반사시키는 적어도 하나 이상의 반사경(32, 34, 36)들을 포함한다.
반사경(32, 34, 36)들은, 액정패널(24)의 전방에 설치되는 제 1반사경(32)과, 제 1반사경(32)의 전방에 설치되는 제 2반사경(34)과, 제 2반사경(34)의 전방에 설치되는 제 3반사경(36)을 구비한다.
제 1반사경(32)은, 액정패널(24)에 대해 약 40°～ 50°각도의 측면방향을 향해 배열된다. 이렇게 배열된 제 1전처리 반사경(32)은 액정패널(24)에 표시된 "주행 정보 이미지"를 약 85°～ 95°범위 각도의 측면방향으로 반사시킨다.
제 2반사경(34)은, 제 1반사경(32)에 대해 약 85°～ 95°각도의 측면방향을 향해 배열된다. 이렇게 배열된 제 2반사경(34)은 제 1반사경(32)에서 반사된 "주행 정보 이미지"를 약 85°～ 95°범위 각도의 측면 방향으로 반사시킨다.
제 3반사경(36)은, 제 2반사경(34)의 측면방향 및 상면방향을 향해 설치된다. 특히, 제 2반사경(34)에 대해 약 40°～ 50°각도의 측면방향을 향해 설치됨과 아울러 제 2반사경(34)에 대해 약 40°～ 50°각도의 상면방향을 향해 설치된다.
이렇게 설치된 제 3반사경(36)은, 제 2반사경(34)에서 반사된 "주행 정보 이미지"를 상측방향으로 반사시킨다. 특히, 후술하는 렌즈(38)로 반사시킨다.
제 1 내지 제 3반사경(32, 34, 36)은, 반사면이 완전 평면일 수도 있고, 경우에 따라 오목한 곡률 또는 볼록한 곡률을 가질 수도 있다. 다양한 형태의 반사면은, 전면유리(19)(도 1참조)에 대한 투사각도, 투사거리 등에 따라 발생되는 이미지 왜곡 현상을 보정하기 위해 적절하게 선택하여 사용한다.
그리고 광학계(30)는, 제 1 내지 제 3반사경(32, 34, 36)들을 통해 반사된 "주행 정보 이미지"를 조절하는 렌즈(38)들을 포함한다.
렌즈(38)들은, 메니스커스 렌즈(Maniscus Lens)들의 조합에 의해 구성되며, 이렇게 구성된 렌즈(38)들은 제 1 내지 제 3반사경(32, 34, 36)들을 통해 반사된 "주행 정보 이미지"를 적절한 크기로 확대하거나 축소하고 초점을 조절해주고, 조절된 "주행 정보 이미지"를 차량의 전면유리(19)(도 1참조)에 반사시키는 역할을 한다. 따라서, 전면유리(19)에 투사된 "주행 정보 이미지"가 최적의 크기와 초점을 가질 수 있게 한다.
다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 허드장치는, 전원 공급부(40)와, 제어부(50)를 포함한다.
전원 공급부(40)는, 차량의 구동전원으로서, 차량에서 인가되는 DC12V 전원을 액정패널부(20)와, 각종 장치에 제공하는 역할을 한다.
제어부(50)는, 마이크로 프로세서와 구동회로를 내장하고 있는 것으로, CAN통신부(52)를 통해 차량의 콘트롤러(도시하지 않음)와 연결된다.
이렇게 연결된 제어부(50)는, 차량의 콘트롤러로부터 현재의 차량정보, 예를 들면, 차속, RPM, 연료잔량, 냉각수온도 등을 제공받고, 제공받은 데이터를 처리하여 액정패널부(20)의 액정패널(24)과 백라이트 유닛(26)을 제어한다.
따라서, 액정패널(24)이 차량의 주행 정보를 표시할 수 있게 한다. 이로써, 차량의 전면유리(19)(도 1참조)에 "차량의 주행 정보" 영상이 표시할 수 있게 한다.
참고로, CAN통신은, 전자장치들 간에 정보교환이 이루어질 수 있게 하는 네트워크 장치로서, 차량의 메인 콘트롤러와 허드장치의 제어부(50) 상호간에 정보가 교환될 수 있게 한다.
한편, 제어부(50)는, 설정값 입력부(54)를 더 구비한다. 설정값 입력부(54)는, 운전석 전방의 인스트루먼트 패널(Instrument Panel)(10a)(도 1참조)에 설치되는 버튼으로 구성되며, 사용자가 조작함에 따라 액정패널부(20)에 표시되는 주행 정보의 종류, 주행 정보 이미지의 크기, 위치, 색깔 등을 설정할 수 있게 한다.
다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 허드장치는, 외부장치 입력부(60)를 더 구비한다.
외부장치 입력부(60)는, 외부장치, 예를 들면, 네비게이션 장치(Navigation System)(62), 차량의 주변영상을 촬영하는 카메라(64) 등을 접속시킬 수 있는 입력단자로 구성된다.
이러한 외부장치 입력부(60)는, 네비게이션 장치(62)와 카메라(64) 등의 외부장치로부터 입력된 각종 데이터를 장치 내로 도입한 후, 제어부(50)에 제공한다.
한편, 제어부(50)는, 외부장치 입력부(60)로부터 입력된 네비게이션 장치(62)와 카메라(64)의 영상데이터를 처리한 다음, 처리된 영상데이터가 액정패널(24)에 표시될 수 있도록 상기 액정패널부(20)를 제어한다. 따라서, 차량의 전면유리(19)에 차량의 주변 영상과 네비게이션 정보가 표시될 수 있게 한다.
외부장치 입력부(60)는, 경우에 따라, 실시간 교통정보를 제공받을 수 있는 무선 인터페이스 장치(70)를 더 구비할 수도 있다.
무선 인터페이스 장치(70)는, 무선 통신 네트워크, 예를 들면, 와이브로 모뎀(WiBro Modem), HSDPA 모뎀 등으로 구성되며, 교통관제센터(Traffic Control Surveillance Center)로부터 실시간으로 제공되고 있는 교통정보를 수신한다.
이러한 무선 인터페이스 장치(70)는, 실시간 교통정보를 수신하여 제어부(50)에 전달함으로써, 상기 액정패널(24)이 실시간 교통정보를 차량의 전면유리(19)에 표시할 수 있게 한다.
따라서, 차량의 운전자가 현재의 차량증가 상황, 도로 규제상황, 교통사고 현황 등을 신속하게 인지할 수 있게 한다. 이로써, 운전자로 하여금 현재의 교통상황, 도로상황에 적절히 대응하면서 주행할 수 있도록 한다.
참고로, 교통관제센터는, 교통업무를 종합적으로 관리하는 곳으로, 폐쇄회로, 통신원, 정보원 등을 통해 입력된 서울?지방의 각종 도로정보와 교통정보를 수집?분석?저장하고, 저장된 현재의 교통상황, 규제상황, 교통사고 현황 등의 정보를 실시간으로 제공한다.
이와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 백라이트 유닛(26)의 구조를 개선함으로써, 액정패널(24)에 나타난 "주행 정보 이미지"의 밝기를 향상시킬 수 있다. 따라서, 전면유리(19)에 표시되는 "주행 정보 이미지"의 선명도를 높여줄 수 있다.
또한, 전면유리(19)에 표시되는 "주행 정보 이미지"의 선명도를 높여줌으로써, "주행 정보 이미지"를 운전자가 쉽고 빠르게 인식할 수 있게 한다. 따라서, 차량의 안전운전에 도움을 준다.
또한, 본 발명은, 차량의 기본정보는 물론, 주행에 필요한 정보를 다양하게 표시할 수 있는 구조이므로, 운전자의 편의성을 최대한 향상시킨다. 특히, 운전자의 편의성을 향상시킴으로써, 운전자의 불필요한 시선 이동을 방지하여 안전운행을 가능하게 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
19: 전면유리 20: 액정패널부
22: 케이스(Case) 22a: 케이스의 전면 개방부
22b: 케이스의 후면 개방부 24: 액정패널
26: 백라이트 유닛(Back-Light Unit)
26a: 평판패널 26b: LED소자
26c: 스페이서(Spacer) 26d: 반사시트(Sheet)
28: 커버(Cover) 29: 방열핀
30: 광학계 32: 제 1반사경
34: 제 2반사경 36: 제 3반사경
38: 렌즈(Lens) 40: 전원 공급부
50: 제어부 52: CAN통신부
54: 설정값 입력부 60: 외부장치 입력부
62: 네비게이션 장치(Navigation System)
64: 카메라(Camera) 70: 무선 인터페이스 장치

Claims (4)

  1. 케이스(22)와, 상기 케이스(22)의 전면 개방부(22a)에 설치되는 액정패널(24)과, 상기 액정패널(24)의 후측에 설치되는 백라이트 유닛(26) 및, 상기 케이스(22)의 후면 개방부(22b)를 차단하는 커버(28)를 구비하는 액정패널부(20)와; 상기 액정패널부(20)에 표시된 주행 정보 이미지를 확대하거나 축소하고 초점을 조절하여 차량의 전면유리(19)에 반사시키는 광학계(30);를 포함하는 차량용 허드장치에 있어서,
    상기 백라이트 유닛(26)은, 평판패널(26a)과, 상기 액정패널(24)의 후면을 향하도록 상기 평판패널(26a)에 설치되는 다수의 LED소자(26b)들 및, 상기 LED소자(26b)들이 상기 액정패널(24)과 일정한 간격(ℓ)을 유지할 수 있도록, 상기 액정패널(24)과 평판패널(26a)사이에 설치되는 스페이서(Spacer)(26c)를 포함하고,
    상기 백라이트 유닛(26)에서 발생된 열을 방출할 수 있도록, 상기 커버(28)의 뒷면으로부터 후방을 향해 연장되는 다수의 방열핀(29)들을 더 포함하며,
    상기 액정패널(24)과 상기 LED소자(26b) 사이의 케이스(22) 내벽면에는, 상기 LED소자(26b)에서 발생된 빛을 상기 액정패널(24)의 후면에 반사시키는 반사시트(26d)가 설치되고,
    상기 백라이트 유닛(26)을 제어할 수 있도록 상기 백라이트 유닛(26)과 전기적으로 연결되며, 차량의 콘트롤러와 CAN통신부(52)를 통해 서로 연결되는 제어부(50)를 포함하며,
    상기 액정패널(24)에 대해 40°～ 50°각도의 측면방향을 향해 배열되어 액정패널(24)에 표시된 주행 정보 이미지를 반사시키는 제 1반사경(32)과,
    상기 제 1반사경(32)에 대해 85°～ 95°각도의 측면방향을 향해 배열되어 상기 제 1반사경(32)에서 반사된 주행 정보 이미지를 반사시키는 제 2반사경(34)과,
    상기 제 2반사경(34)에 대해 40°～ 50°각도의 측면방향을 향해 설치됨과 아울러 40°～ 50°각도의 상면방향을 향해 설치되어, 상기 제 2반사경(34)에서 반사된 주행 정보 이미지를 상측의 렌즈로 반사시키는 제 3반사경(36)과,
    상기 제 1 내지 제 3반사경(32,34,36)들을 통해 반사된 주행 정보 이미지를 조절하여 차량의 전면유리로 반사시키는 복수의 메니스커스 렌즈(38)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 허드장치의 백라이트 유닛.
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