KR101433407B1 - 차량 장착용 디스플레이 유닛, 차량용 가상 화상 시스템 및 가상 디스플레이 장치의 사용 방법 - Google Patents

차량 장착용 디스플레이 유닛, 차량용 가상 화상 시스템 및 가상 디스플레이 장치의 사용 방법 Download PDF

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장 뤽 끄로이
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장 마리 발리에르
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존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니
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Abstract

본 발명에 따르면, 차량 장착용 디스플레이 유닛이 제공된다. 디스플레이 유닛은 화상 생성기를 포함한다. 디스플레이 유닛은 반반사성 부재를 더 포함한다. 반반사성 부재는 비작동 위치로부터 작동 위치로 이동하도록 구성된다. 반반사성 부재는 작동 위치에서 화상 생성기로부터의 빛을 반사하도록 위치된다.
차량용 디스플레이 유닛, 반반사성 부재, 프로젝터, 화상 생성기, 헤드-업 디스플레이, 가상 화상

Description

차량 장착용 디스플레이 유닛, 차량용 가상 화상 시스템 및 가상 디스플레이 장치의 사용 방법 {APPARATUS AND SYSTEM FOR PROVIDING A VIRTUAL DISPLAY FOR A VEHICLE}
본 발명은 대체로 차량용 디스플레이 유닛 분야에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 차량 작동 정보(예를 들어, 차량 속도, 엔진 속도, 연료 레벨 및/또는 경고)와 같은, 그러나 그에 한정되지 않은 정보를 표시하는 가상 화상을 제공하기 위한 시스템에 관한 것이다.
차량들은 운전자의 시야에 가상 화상을 제공하기 위해 헤드-업 디스플레이 유닛(HUD)으로도 불리는 디스플레이 유닛을 사용한다. 대체로 디스플레이 유닛은 반반사성(semi-reflective) 표면 상에 화상을 제공하는 프로젝터를 포함한다. 반반사성 표면은 앞유리(windshield)이거나 또는 앞유리의 전방에 배치된 반반사성 부재(예를 들어, 거울, 유리 등)일 수 있다. 반사 화상은 운전자에게 보여지며, 반반사성 표면을 너머 대체로 차량 외부의 어느 지점에 존재하는 것처럼 인지된다. 가상 화상을 제공하는 디스플레이 유닛은, 운전자의 시야와 더욱 일치하는 초점 길이에 정보가 있고 운전자가 통상의 계기판에서와 같이 정보를 확인하기 위해 내려다볼 필요가 없기 때문에 바람직하다.
디스플레이 유닛은 사용하지 않을 때에는 대시보드 내에 인입되어 대체로 감 추어지도록 구성되는 반반사성 표면을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 디스플레이 유닛은 단일 모터에 의해 구동되는 단순하고 튼튼한 시스템인 것이 바람직하다. 또한, 진동, 온도 변화 및/또는 방열에 덜 민감한 디스플레이 유닛을 제공하는 것이 바람직하다.
이들 요건 중 하나 이상을 만족시키거나 또는 다른 유리한 특징을 제공하는 시스템 및/또는 방법이 요구된다. 다른 특징 및 이점은 본 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. 교시 내용은 상술한 요건 중 하나 이상을 달성하는가에 관계없이 청구항의 범에 내에 포함되는 실시예들까지 확장된다.
일 실시예는 차량 장착용 디스플레이 유닛에 관한 것이다. 디스플레이 유닛은 화상 생성기를 포함한다. 디스플레이 유닛은 반반사성 부재를 더 포함한다. 반반사성 부재는 비작동 위치로부터 작동 위치로 이동하도록 구성된다. 반반사성 부재는 작동 위치에서 화상 생성기로부터의 빛을 반사하도록 위치설정된다.
다른 실시예는 가상 디스플레이 장치를 사용하는 방법에 관한 것이다. 가상 디스플레이 장치는 반반사성 부재 및 화상 생성기를 포함한다. 이 방법은 반반사성 부재를 비작동 위치로부터 작동 위치로 이동시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 반반사성 부재 및 화상 생성기를 사용하여 가상 화상을 표시하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예는 차량용 가상 화상 시스템에 관한 것이다. 가상 화상 시스템은 육상 차량의 대시보드 내에 또는 대시보드 위에 배치되도록 구성된다. 가상 화상 시스템은 화상 생성기 및 반반사성 부재를 포함한다. 반반사성 부재는 비작동 위치에 배치된다. 반반사성 부재는 작동 위치에서 대시보드에 대해 직립 상태로 배치된다.
대안적인 실시예는 다른 특징 및 대체로 청구항에 기재될 수 있는 특징들의 조합에 관한 것이다.
본 발명은 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 더 완벽하게 이해될 것이며, 도면에서 유사한 도면부호는 동일한 요소를 가리킨다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 디스플레이 유닛을 가진 차량의 개략적인 등각도이다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 디스플레이 유닛을 가진 차량의 개략적인 측면도로서, 가상 화상의 예시적인 배치를 도시한다.
도 3A 내지 도 3D는 예시적인 실시예에 따른, 폐쇄, 중간 및 작동 위치에 있는 디스플레이 유닛의 개략적인 등각도이다.
도 4A 내지 도 4D는 도 3A 내지 도 3D의 위치에 있는 디스플레이 유닛의 개략적인 등각도로서, 하우징의 일부가 제거된 디스플레이 유닛(20)을 도시한다.
도 5A 내지 도 5D는 예시적인 실시예에 따른, 도 4A 내지 도 4D의 폐쇄, 중간 및 작동 위치에 있는 디스플레이 유닛의 측면도이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른, 도 4A 내지 도 4D의 디스플레이 유닛의 구동 시스템의 이동부의 사시도이다.
도 7은 예시적인 실시예에 따른, 도 6에 도시된 구동 조립체 부분의 개략적인 단면도이다.
도 8은 예시적인 실시예에 따른, 폐쇄 위치에 있는 도 3A 내지 도 3D의 디스플레이 유닛의 측면도이다.
도 9는 예시적인 실시예에 따른, 중간 위치에 있는 도 3D의 디스플레이 유닛의 사시도이다.
도 10은 예시적인 실시예에 따른, 중간 위치에 있는 도 8의 디스플레이 유닛의 개략적인 측면도이다.
도 11은 예시적인 실시예에 따른, 작동 위치에 있는 도 3D의 디스플레이 유닛의 개략적인 측면도이다.
도 12는 예시적인 실시예에 따른, 도 3 내지 도 5의 디스플레이 유닛의 스크린의 이동을 안내하기 위한 롤러의 개략적인 측면도이다.
도 13은 예시적인 실시예에 따른, 도 3A의 디스플레이 유닛의 평면도이다.
도 14는 예시적인 실시예에 따른, 도 13의 디스플레이 유닛의 단면 "14"를 따라 절단한 단면도이다.
도 15는 예시적인 실시예에 따른, 도 13의 디스플레이 유닛의 단면 "15"를 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 16은 예시적인 실시예에 따른, 도 14의 디스플레이 유닛의 단면 "16"을 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 17은 예시적인 실시예에 따른, 도 14의 디스플레이 유닛의 단면 "17"을 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 18은 예시적인 실시예에 따른, 도 15의 단면 "18"을 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 19은 예시적인 실시예에 따른, 도 14의 디스플레이 유닛의 단면 "19"를 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 20은 대안적인 실시예에 따른, 폐쇄 위치에 있는 디스플레이 유닛의 사시도이다.
도 21은 예시적인 실시예에 따른, 제1 중간 위치에 있는 도 20의 디스플레이 유닛의 사시도이다.
도 22는 예시적인 실시예에 따른, 제2 중간 위치에 있는 도 20의 디스플레이 유닛의 사시도이다.
도 23은 예시적인 실시예에 따른, 작동 또는 개방 위치에 있는 도 20의 디스플레이 유닛의 사시도이다.
도 24는 예시적인 실시예에 따른, 폐쇄 위치에 있는 도 20의 디스플레이 유닛의 측면도이다.
도 25는 예시적인 실시예에 따른, 폐쇄 위치에 있는 도 20의 디스플레이 유닛의 부분 측면도이다.
도 26은 예시적인 실시예에 따른, 폐쇄 위치에 있는 도 20의 디스플레이 유닛의 부분 절결 측면도이다.
도 27은 예시적인 실시예에 따른, 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이행하는 중 간 위치에 반반사성 부재가 도시된, 도 20의 디스플레이 유닛의 부분 측면도이다.
도 28은 예시적인 실시예에 따른, 개방 또는 작동 위치에 있는 도 20의 디스플레이 유닛의 부분 측면도이다.
예시적인 실시예를 상세히 도시하는 도면을 참조하기 전에, 본 발명은 다음의 설명에 드러난 또는 도면에 도시된 세부 사항 또는 방법론에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 본원에 사용된 어구와 용어는 설명을 위한 것일 뿐이며 한정을 위한 것으로 간주되어서는 안된다는 것이 이해되어야 한다.
본 개시 내용의 목적에서, "커플링되다(coupled)"라는 용어는 2개의 부재가 직접 또는 간접적으로 서로 결합되는 것을 의미한다. 그러한 결합은 사실상 고정적이거나 또는 사실상 이동 가능할 수 있다. 그러한 결합은 2개의 부재에 의해, 또는 2개의 부재 및 서로간에 또는 2개의 부재와 단일체처럼 일체로 형성된 임의의 추가적인 중간 부재들에 의해, 또는 2개의 부재 및 서로 부착된 임의의 추가적인 중간 부재들에 의해 달성될 수 있다. 그러한 결합은 사실상 영구적이거나 또는 대안적으로는 사실상 제거 또는 해제 가능할 수 있다.
도 1을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 디스플레이 유닛(20)을 가진 차량(10)이 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 디스플레이 유닛(20)은 대체로 운전자와 일렬로 그리고 조향 휠보다 위쪽으로 차량(10)의 대시보드에 장착된다. 디스플레이 유닛(20)(또는 그 일부)은 대시보드의 상면에 또는 대시보드의 상면보다 아래에 위치될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 디스플레이 유닛(20)은 단품 장비로서 형성되며, 디스플레이 유닛(20)은 비작동 위치에 있을 때 대시보드의 표면과 동일한 높이를 갖는 상면을 가지며, 작동 위치에서 대시보드 위로 연장되는 거울을 갖는다.
디스플레이 유닛(20)은 반반사성 부재(예를 들어, 스크린, 거울, 콤바이너, 유리 조각, 플라스틱 조각 등)(30)와, 디스플레이 유닛(20)이 제1 또는 폐쇄 위치로부터 제2 또는 작동 위치로 이동할 때 선택적으로 전개되거나 드러나는 화상 생성기(40)(예를 들어, 디스플레이 장치, 소스, 프로젝터 등)를 포함한다. 대체로 화상 생성기(40)는 반반사성 부재(30) 상에 화상을 투사할 수 있는 적절한 과거, 현재 또는 미래의 기술의 프로젝터이다. 대체로 화상 생성기(40)는 반반사성 부재(30)의 일면에 화상을 투사하도록 구성된다. 화상 생성기(40)는 화상을 투사하기 위해 렌즈를 사용할 수 있거나 또는 렌즈를 사용하지 않고 작동할 수도 있다. 반반사성 부재(30)는 화상을 반사하여 대체로 운전자의 눈(예를 들어, 운전자의 머리, 차량 대시보드 위쪽, 조향 휠 위쪽, 헤드레스트, 승객 위치 등)에 포커싱하며, 반반사성 부재의 운전자 반대쪽 측면 상의 어느 지점에 가상 화면(90)을 생성한다. 가상 화면(90)은 운전자의 시야에(예를 들어, 차량의 앞유리 외부) 정보(예를 들어, 차량 속도, 엔진 RPM, 연료 레벨, 네비게이션 정보, 관심 지점 정보, 지도 정보, 핸즈프리 전화 정보, 음악 정보, HVAC 정보, 방향 정보 등)가 표시될 수 있게 하여, 운전자가 통상의 계기판을 내려다보는 일 없이 정보를 볼 수 있게 한다.
도 2는 대체로 차량의 후드를 따라 운전자로부터 대략 2m 떨어져 있는 가상 화면(90)의 예시적인 위치를 도시한다. 다른 예시적인 실시예에 따르면, 디스플레이 유닛(20)은 다른 정보 또는 화상을 표시하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 유닛은 카메라 또는 다른 소스로부터의 화상(예를 들어, 차량 후방 영역의 화상)을 표시하거나 또는 운전자가 보는 앞유리 밖의 영역을 개선하는 화상(예를 들어, 나이트 비젼 오버레이, 차선 오버레이, 도로 표지 개선, 도로 상세 개선, 네비게이션 보조, 지도 정보, 관심 지점 정보 등)을 표시할 수 있다.
도 3A 내지 도 3D와 도 4A 내지 도 4D를 참조하면, 제1 또는 폐쇄 구조에 있을 때, 디스플레이 유닛(20)은 대체로 차량(10)의 대시보드와(또는 대시보드 내부에서) 연속적인 윤곽을 나타낸다. 디스플레이 유닛(20)은 하우징 또는 케이싱(22), 제1 도어 또는 플랩(예를 들어, 수평 도어, 상부 도어 등)(42), 및 제2 도어 또는 플랩(예를 들어, 수직 도어, 전방 도어 등)(50)을 포함한다. 케이싱은 디스플레이 유닛(20)이 차량(10)에 커플링되는 것을 허용하도록 구성된 특징부(24)(외측으로 연장되는 돌출부로서 도시됨)(예를 들어, 브래킷)를 포함한다. 디스플레이 유닛(20)이 제2 또는 작동 위치를 향해 이동하면, 제1 도어(42)가 하방으로 피봇하여 화상 생성기(40)를 드러내고(도 3B 내지 도 3D 및 도 4B 내지 도 4D에 도시됨), 제2 도어(50)는 상방으로 회전하여 반반사성 부재(30)가 하우징(22) 내부로부터 전개될 수 있게 한다(도 3B 내지 도 3D에 도시됨). 반반사성 부재(30)는 하우징(22) 밖으로 전개되고, 작동 위치에서 대체로 수직 배향으로 피봇한다(도 3D 및 도 4D에 도시됨). 차량(예를 들어, 차량 미디어 시스템, 차량 제어 시스템, 차량 ECU, 차량 데이터 버스 등)으로부터의 데이터 케이블이 디스플레이 유닛의 배면 에 커플링되어 차량 정보를 디스플레이 유닛(및 특히 화상 생성기)에 전달한다.
예시적인 실시예에 따르면, 반반사성 부재(30)는 반반사성 재료이다(또는 반반사성을 갖도록 처리되거나 또는 형성됨). 반반사성 부재(30)는 단편 부재일 수 있거나 또는 여러개의 층, 조각 또는 섹션으로 만들어질 수 있다. 반반사성 부재(30)는 대체로 파라볼라형 본체를 갖는 것으로 도시되어 있다. 반반사성 부재(30)는 화상을 반사하면서도 여전히 적어도 부분적인 투명성을 유지하도록 구성된 형상을 갖거나 그리고/또는 물성을 가질 수 있다. 반반사성 부재(30)의 파라볼라 형상은 화상 생성기(40)로부터 투사된 화상을 포커싱하도록(그리고 운전자의 눈에 되반사시키도록) 구성될 수 있다. 다양한 예시적인 실시예에 따라서, 반반사성 부재(30)는 화상 생성기(40)로부터의 화상을 반사하기에 적합한 임의의 형상, 크기 또는 재료(들)를 가질 수 있다.
도 3A 내지 도 3D, 도 4A 내지 도 4D 및 도 5A 내지 도 5D를 참조하면, 디스플레이 유닛(20)이 다양한 위치로 도시되어 있다. 도 3A 내지 도 3D는 하우징(22)이 제 위치에 있는 디스플레이 유닛(20)을 도시하고, 도 4A 내지 도 5D는 하우징(22)의 일부가 제거된 디스플레이 유닛(20)을 도시한다. 도 3A, 도 4A 및 도 5A는 폐쇄된 구조로 디스플레이 유닛(20)을 도시하고, 이때 반반사성 부재(30)는 하우징(22) 내에 수납되고 그리고/또는 반반사성 부재는 접혀있다. 도 3B, 도 4B 및 도 5B는 반반사성 부재(30)가 생성된 개구를 통과할 수 있도록 제1 도어(42) 및 제2 도어(50)가 작동 위치에 있거나 또는 회전되어 올라거나 그리고/또는 경로를 벗어난 디스플레이 유닛(20)을 도시한다. 도 3C, 도 4C 및 도 5C는 반반성 부재(30) 가 부분적으로 하우징(22)으로부터 빠져나온, 중간 위치에 있는 디스플레이 유닛을 도시한다. 도 3D, 도 4D 및 도 5D는 작동 위치에 있는 디스플레이 유닛(20)을 도시하고, 이때 반반사성 부재(30)는 하우징(22)으로부터 완전히 빠져나와 화상 생성기(40)가 반반사성 부재(30) 상에 화상을 표시할 수 있는 위치에 있다.
특히 도 4A 내지 도 4D 및 도 5A 내지 도 5D를 참조하면, 화상 생성기(40)가 더 상세히 도시되어 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 화상 생성기(40)는 백라이트 액정 디스플레이 장치이지만, 임의의 적절한 과거, 현재 또는 미래의 기술(예를 들어, DLP, OLED, 플라즈마, LED 등)의 것일 수 있다. 백라이팅은 대략 6000칸델라/㎡의 조도를 발생시키는 수퍼 브라이트 백색 LED와 같은 복수의 발광 다이오드에 의해 제공될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 따르면, 백라이팅은 과거, 현재 또는 미래의 다른 조명 기술(예를 들어, 음극선관, 유기 LED, 형광 램프 등)에 의해 제공될 수 있다.
도 3D 내지 도 19를 포괄적으로 참조하면, 반반사성 부재(30)는 홀더(32)(예를 들어, 블레이드, 베이스 등)에 커플링된다. 홀더(32)는 샤프트 또는 액슬(56)에 의해 구동 시스템(60)(도 4D에 도시됨)에 피봇 가능하게 커플링되고, 하나 이상의 트롤리(72)(도 12에 상세히 도시됨)에 피봇 가능하게 커플링되며, 각각의 트롤리는 프레임 또는 본체(74)와, 반반사성 부재(30)의 양 측면에 제공된 레일(80)을 따라 이동하는 적어도 하나의 롤러(76, 78)를 포함한다. 예시적인 실시예에 따르면, 레일(80)은 금속 부재이며, 홀더(32)와 반반사성 부재(30)가 폐쇄 위치(즉, 비작동 위치)로부터 작동 위치로 이동할 때, 그리고 반반사성 부재(30)가 작동 위치 에 있을 때 사용하는 동안 홀더(32)와 반반사성 부재(30)를 안정화하는데 일조하도록 구성된다.
도 3A, 도 4A 및 도 5A는 폐쇄된 구조의 디스플레이 유닛(20)을 더 구체적으로 도시하며, 여기서 반반사성 부재(30)는 하우징(22) 내에 인입되어 있고, 제1 도어(42) 및 제2 도어(50)는 하우징(22)과 연속적인 대체로 매끄러운 윤곽을 제공하도록 폐쇄되어 있다. 제1 도어(42)는 프로젝터(40)로부터 멀리 배치된 피봇점(46)에서 하우징(22)에 피봇 가능하게 커플링된다. 제1 도어(42)는 제1 도어(42)로부터 외측으로 연장되는 플랜지(44)와 접촉하는 홀더(32)로부터 외측으로 연장되는 돌출부(34)에 의해 폐쇄 위치에 유지된다. 양 측면에서, 제2 도어(50)는 피봇점(54)의 제1 도어(42)로부터 피봇점(52)의 레일(80)까지 연장되는 아암 또는 링크(48)에 커플링된다. 피봇점(54)에 대한 피봇점(52)의 상대 이동은 피봇점(54)을 중심으로 제2 도어(50)를 회전시킨다. 제1 도어(42)가 폐쇄 위치에 있을 때, 제2 도어(50)는 폐쇄 위치에 있으며, 제1 도어(42)가 작동 위치에 있을 때, 제2 도어(50)는 작동 위치에 있다.
도 6 및 도 7에 상세하게 도시된 구동 시스템(60)은 폐쇄 위치(비작동 위치)와 전개 위치(작동 위치) 사이에서 반반사성 부재(30)가 이동하는 것을 촉진하도록 구성된다. 구동 시스템(60)은 모터(62), 나선 가공된 로드(예를 들어, 리드 스크루, 볼트)(64), 2개의 나선 가공된 부재(예를 들어, 너트, 나사 수용 장치)(68), 캐리지(70)에 의해 보유되는 스프링(69) 및 베어링(66)을 포함한다. 예시적인 실시예에 따르면, 모터(62)는 하우징(22)에 장착되어, 나선 가공된 로드(64)를 회전시킨다. 예시적인 실시예에 따르면, 모터(62)는 DC 모터이다. 다른 예시적인 실시예에 따르면, 모터(62)는 스텝퍼 모터이거나 또는 시스템에 동력을 제공하기 위한 임의의 다른 적절한 소스일 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 모터(62)는 고정형이며, 모터(62)의 고정된 배치 또는 특성은 홀더(32) 및 반반사성 부재(30)와 함께 이동하는 모터에 전력을 제공하는데 필요한 와이어 또는 케이블을 늘어뜨릴 필요가 없게 한다. 나선 가공된 로드(64)는 일 단부가 모터(62)에 커플링되고 다른 단부가 베어링(66)에 커플링된다. 예시적인 실시예에 따르면, 모터(62)는 화상 생성기(40)가 배치되는 디스플레이 유닛(20)의 단부에 배치된다. 다양한 다른 예시적인 실시예에 따르면, 모터는 디스플레이 유닛의 대향 단부에 배치된다. 나선 가공된 부재(68)는 나선 가공된 로드(64)와 나사식으로 결합된다. 예시적인 실시예에 따르면, 나선 가공된 부재(68)는 적어도 부분적으로 캐리지(70)에 의해 둘러싸인다.
예시적인 실시예에 따르면, 나선 가공된 로드(64)는 나선 가공된 부재(68)들 사이에 제공된 스프링(69)을 통과한다. 스프링(69)은 나선 가공된 부재(68)들 중 적어도 하나가 나선 가공된 로드(64)와 접촉을 유지하는 것을 보장하기 위해, 또는 예를 들어 나선 가공된 로드(64)가 최근 이동과 반대 방향으로 회전을 시작하는 경우에 나선 가공된 부재(68)들 중 하나와의 사이의 갭을 조정하기 위해, 나선 가공된 부재(68)에 편향력을 제공하도록 구성된다. 캐리지(70)은 [로드(56)를 통해 또는 다른 방식으로] 홀더(32)에 커플링되고, 또한 나선 가공된 부재(68)가 나선 가공된 로드(64)와 함께 회전하는 것을 방지할 수 있다. 모터(62)가 나선 가공된 로드(64)를 회전시킴에 따라, 나선 가공된 부재(68) 및 캐리지(70)는 나선 가공된 로드(64)를 따라 종방향으로 이동한다.
도 4A 내지 도 4D 및 도 5A 내지 도 5D는 폐쇄 또는 비작동 위치로부터 작동 위치로 이동하는 디스플레이 유닛(20)(그리고 반반사성 부재)을 더 상세히 도시한다. 모터(62)는 나선 가공된 로드(64)를 회전시켜, 홀더(32)와 반반사성 부재(30)가 구동 시스템(60)을 통해 나선 가공된 로드(64)를 따라 종방향으로 병진하게 한다. 홀더(32)가 폐쇄 위치로부터 멀리 이동함에 따라, 돌출부(34)와 제1 도어(42) 상의 플랜지(44)가 결합 해제되어, 제1 도어(42)가 비작동 위치로부터 작동 위치를 향해 하방으로 피봇하는 것을 허용하여, 화상 생성기(40)를 노출시킨다. 즉, 제1 도어(42)는 화상 생성기(40)와 반반사성 부재(30) 사이에 광학 경로를 제공하도록 이동된다. 플랜지(44)와 돌출부(34)는 매끄럽고 점진적인 이행이 가능하도록 경사진 표면을 각각 포함한다. 예시적인 실시예에 따르면, 제1 도어(42)는 바이어싱 부재에 의해 작동 위치를 향해(또는 다른 예시적인 실시예에서는 비작동 위치를 향해) 편향된다. 바이어싱 부재는 스프링, 탄성 요소 또는 힘을 제공하는 다른 수단일 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 따르면, 바이어싱 부재가 사용되지 않을 수 있고, 제1 도어(42)가 중력에 의존하여 폐쇄 위치로부터 작동 위치로 이동할 수 있다. 제1 도어(42)가 하방으로 피봇함에 따라, 아암(48)은 제2 도어(50)를 상방으로 회전시켜서, 반반사성 부재(30)가 관통 연장하기 위한 개구를 하우징(22)에 형성한다.
도 3B, 도 4B 및 도 5B에 도시된 바와 같이, 홀더(32) 상의 돌출부(34)와 도어(42) 상의 플랜지(44)가 완전히 결합 해제되면, 제1 도어(42)와 제2 도어(50)는 작동 위치에 있게 되고 반반사성 부재(30)는 여전히 하우징 내에(22)에 있게 된다.
도 4C 및 도 5C를 참조하면, 반반사성 부재(30)는 비작동 위치(예를 들어, 폐쇄 위치, 접혀진 위치 등)와 작동 위치(예를 들어, 개방 위치) 사이의 중간 위치에서 캐리지(70) 및 나선 가공된 부재(68)에 의해 나선 가공된 로드(64)를 따라 병진하는 것으로 도시되어 있다. 각각의 트롤리(72)는 레일(80)의 상면 위의 홈(82)(도 12에 대체로 V자형 홈으로 도시됨)을 따라 이동하는 롤러(76)들과 레일(80)의 바닥면을 따라 이동하는 제3 롤러(78)를 갖는다. 홈(82)은 트롤리(72)가 레일(80)에 대해 측방향으로 이동하는 것을 실질적으로 방지하는 한편, 제3 롤러(78)는 트롤리(72)가 레일(80)로부터 들리는 것을 방지한다. 홈(82)과 제3 롤러(78)는 트롤러(72)를 가압하여 디스플레이 유닛(20)의 이동 범위 전체에 걸쳐 레일(80)과 접촉하게 한다. 레일(80)은 화상 생성기(40) 부근의 단부가 나선 가공된 로드(64)에 더 근접하고, 화상 생성기(40) 반대쪽의 단부[베어링(66)에 가까운 단부]가 나선 가공된 로드(64)로부터 (수직으로) 더 멀리 떨어져 있는 윤곽 또는 프로파일을 갖는다. 이 때문에, 홀더(32)가 트롤리(72)에 커플링되는 피봇점(36)은 홀더(32)가 샤프트(56)에 의해 캐리지(70)에 커플링되는 피봇점(38)에 비해 상승하여, 홀더(32)와 반반사성 부재(30)가 화상 생성기(40)로부터 멀리 이동하여 하우징(22)을 빠져나갈 때 상방으로 회전하게 한다.
도 3D, 도 4D 및 도 5D를 참조하면, 디스플레이 유닛(20)은 작동 위치에 도시되어 있으며, 반반사성 부재(30)도 작동 위치[예를 들어, 반반사성 부재(30)가 디스플레이 유닛(20)이 비작동 위치에 있을 때의 반반사성 부재(30)의 배향에 대체로 직각이 되는 위치]에 있다. 하나 이상의 레일(80)은 작동 위치에서 트롤리(72) 를 위한 기계적 멈춤부로서 작용하는 돌출부(들)(84)를 더 포함한다. 예시적인 실시예에 따르면, 반반사성 부재(30)는 작동 위치에 있을 때 화상 생성기(40)를 대면한다.
디스플레이 유닛(20)이 작동 위치로 개방 또는 이동할 때, 모터(62)는 나선 가공된 로드(64)를 제1 방향으로 회전시킨다. 디스플레이 유닛(20)이 폐쇄 상태로 돌아가면[예를 들어, 반반사성 부재(30)가 비작동 위치로 돌아가면], 모터(62)는 반대 방향으로 회전하여, 나선 가공된 로드(64)를 반대방향으로 회전시키고 캐리지(70)가 화상 생성기(40)를 향해 이동하게 한다. 이러한 동작은 반반사성 부재(30) 및 홀더(32)를 하우징(22) 안으로 다시 인입한다. 홀더(32)가 도 4A 및 도 5A에 도시된 위치(예를 들어, 비작동 위치)로 인입되면, 돌출부(34)는 제1 도어(42)로부터 연장되는 플랜지(44)와 접촉하고 제1 도어(42)를 상방으로 가압하여, 화상 생성기(40)를 감춘다. 즉, 반반사성 부재(30)와 화상 생성기(40) 사이의 광학 경로가 차단된다. 제1 도어(42)의 이동은 제2 도어(50)를 다시 폐쇄 위치로 더 회전시킨다.
디스플레이 유닛(20)은 반반사성 부재(30)에 직접 화상을 투사하는 화상 생성기(40)를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 다른 많은 변형예들이 가능하다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 다른 예시적인 실시예에 따르면, 화상 생성기(40)는 반반사성 부재(30)에 대해 상이하게 배향될 수 있고, 화상은 화상 생성기(40)와 반반사성 부재(30) 사이의 하나 이상의 중간 거울로부터 반사될 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, 화상은 화상 생성기(40)와 반반사성 부재(30) 사이의 중간 렌즈 또는 거울에 의해 확대, 축소, 변형 또는 다른 방식으로 왜곡될 수 있다.
도 7 내지 도 11을 참조하면, 트롤리(72)의 롤러(76, 78) 및 이것과 디스플레이 유닛(20)의 레일(80)과의 상호작용이 더욱 상세하게 도시되어 있다. 캐리지(70)가 나선 가공된 로드(64)를 따라 이동함에 따라, 홀더(32)는 피봇부(38)에 의해 캐리지(70)를 중심으로 피봇하고, 또한 피봇부(36)에 의해 트롤리(72)를 중심으로 피봇한다. 트롤리 본체(74)는 반반사성 부재(30)의 각 측면 상에서 레일(80)의 위아래로 각각 위치된 롤러(76, 78)를 통해 레일(80)을 따라 이동한다. 홀더(32)와 반반사성 부재(30)는 모두 캐리지(70)와 동일한 방향으로 측방향으로 이동하는 한편, 캐리지(70)에 대해 직각인 축을 중심으로 회전하여, 반반사성 부재(30)를 폐쇄 위치로부터 작동 위치로 전개하며, 이 지점에서 프로젝터(40)가 화상을 반반사성 부재(30) 상에 투사할 수 있다. 유사하게, 캐리지가 모터(62)를 향해 뒤로 이동할 때, 홀더(32)와 반반사성 부재(30)는 캐리지(70)와 함께 측방향으로 이동하는 한편, 롤러(76, 78)가 레일(80)을 따라 이동함에 따라 트롤리(72)를 중심으로 회전하여, 반반사성 부재(30)를 작동 위치로부터 폐쇄 위치로 저장한다.
도 13을 참조하면, 디스플레이 유닛(20)의 평면도에 예를 들어 스크루, 리벳, 핀, 스탠드-오프(stand-off), 못, 용접, 접착제 및 다른 체결구 또는 체결 기술에 의해 디스플레이 유닛(20)의 하우징(22)이 차량(10)에 고정될 수 있는 예시적인 지점을 도시한다. 이 도면은 또한 도 14 및 도 15의 단면도를 취한 선을 도시한다. 하우징(22) 및/또는 도어(42)는 다른 다양한 실시예에 따라 상이한 형상 또는 크기를 가질 수 있다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 도 3 내지 도 12에 도시된 디스플레이 유닛(20) 의 실시예의 다른 예시적인 특징이 도시되어 있다. 도 14 및 도 15는 또한 도 16 내지 도 19의 단면도를 취한 선을 도시한다.
도 16 내지 도 19를 참조하면, 도 3 내지 도 12에 도시된 디스플레이 유닛(20)의 실시예의 다른 예시적인 특징들이 도시되어 있다. 도 16 내지 도 19는 [디스플레이 유닛(20)이 폐쇄 위치에 있을 때] 적어도 하나의 예시적인 실시예에 따른 프로젝터(40)와 수납된 반반사성 부재(30)의 관계 및 비율을 더 상세히 도시한다. 또한, 장착 장치(90)가 프로젝터(40)의 중량을 지지하고 프로젝터(40)를 하우징(22)에 고정하는 한편, 프로젝터(40)를 모터(62)로부터 차폐하도록 구성된다. 이 예시적인 실시예에 있어서, 장치(90)는 프로젝터(40)에 체결된 2개의 샤프트(94)에 커플링되는 플레이트(92)를 포함한다.
도 20 내지 도 23을 참조하면, 대안적인 실시예에 따른 디스플레이 유닛(120)의 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 24 내지 도 28을 참조하면, 디스플레이 유닛(120)의 부분 측면도가 도시되어 있다. 하우징(122)은 비작동(예를 들어 폐쇄된) 위치에서 반반사성 부재(130)를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 또 다른 실시예에 따르면, 하우징(122)은 디스플레이 유닛(120)에 일체로 제공되거나 또는 디스플레이 유닛에 직접 커플링되지 않으며, 차량의 구조물(예를 들어, 대시보드 또는 다른 차량 부분)에 의해 제공된다.
디스플레이 유닛(120)은 프레임(126)으로부터 연장되는 브래킷(124)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 프레임(126)은 대체로 디스플레이 유닛(120)의 길이만큼 연장되고, 구조적 강성을 제공하며, 그리고/또는 디스플레이 유닛(120)의 다 른 구성요소에의 장착을 위한 베이스를 제공할 수 있다. 브래킷(124)은 대체로 차량의 구조물에 커플링되도록 구성될 수 있다. 하우징이 디스플레이 유닛과 일체형이 아닌 실시예에서, 프레임(126)은 차량이 제공하는 하우징 구조물에 브래킷(124)을 통해 커플링될 수 있다.
화상 생성기(140)는 디스플레이 유닛(120)에 커플링되는 것으로 도시되어 있다. 화상 생성기(140)는 대체로 디스플레이 유닛(120)의 하나의 말단부 근처로부터 디스플레이 유닛(120)의 다른 말단부까지 화상을 투사하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 화상 생성기(140)는 프레임(126)으로부터 상승되어 있다. 화상 생성기(140)는 프레임(126)의 길이에 대해 직각으로 유지될 수 있거나, 또는 프레임(126)과 화상 생성기(140) 사이에 제공된 하나 이상의 커플링 요소들에 의해 소정 각도로 유지될 수 있다. 화상 생성기(140)는 회로 보드(141)(예를 들어, PCB 등)에 커플링될 수 있다.
대체로, 이동을 위해 반반사성 부재(130)를 나선 가공된 로드(164)에 커플링하는 구조물(들)에 의해 또는 그러한 구조물(들)로서 캐리지(170)가 형성될 수 있다. 캐리지(170)는 홀더(132), 나선 가공된 부재(168), 하우징, 바이어싱 부재, 피봇부(136), 롤러(176) 및 안정화 부재(172)를 포함하는 것으로 도시되어 있다.
캐리지(170)는 대체로 디스플레이 유닛(120)의 제1 말단부[화상 생성기(140) 및/또는 모터(162)에 가까운 단부]로부터 디스플레이 유닛(120)의 제2 말단부[베어링(166)에 가까운 단부]까지 이동하도록 구성된다. 도 20 및 도 24 내지 도 26은 제1 말단부에 있는 캐리지(170)를 도시한다[반반사성 부재(130)는 비작동 위치에 있음]. 도 21, 도 22 및 도 27은 중간 위치에 있는 캐리지(170)를 도시한다. 도 23 및 도 28은 제2 말단부에 있는 캐리지(170)를 도시한다[반반사성 부재(130)는 작동 위치에 있음].
모터(162)는 모터(162)가 가동될 때 나선 가공된 로드(164)가 회전하도록 기능하도록 나선 가공된 로드에 커플링된다. 캐리지(170)의 나선 가공된 부재(168)는 나선 가공된 로드(164)와 함께 작동하여 나선 가공된 로드(164)가 회전할 때 나선 가공된 부재(168)가 캐리지(170)를 나선 가공된 로드(164)를 따라 한 방향으로 또는 다른 방향으로 이동시키도록 구성된다[나선 가공된 부재(168)는 캐리지(170)에 대해 회전하지 않도록 구성되기 때문임]. 나선 가공된 부재(168)의 위치가 캐리지(170) (및/또는 다른 나선 가공된 부재)에 대해 약간 조정될 수 있도록 캐리지(170)에 바이어싱 부재(169)(예를 들어, 스프링)가 제공될 수 있다.
디스플레이 유닛(120)에는 적어도 하나의 레일(180)이 제공된다. 레일(180)은 차량의 일부에 커플링될 수 있고, 그리고/또는 프레임(126)으로부터 연장될 수 있다. 레일(180)은 나선 가공된 로드(164) 및/또는 프레임(126)에 대해 대각선으로 연장되는 것으로 도시되어 있다. 레일(180)은 프레임(126)으로부터 상방으로 경사진 것으로 도시되어 있다. 본원에 도시된 것과 상이한 레일 배향 및/또는 형상이 제공될 수 있다는 것을 주지하는 것이 중요하다.
캐리지(170) 및/또는 반반사성 부재(130)는 레일(180)을 따라 상방 및/또는 하방으로 구르도록 구성된 롤러(176)를 포함할 수 있다. 롤러(176)는 피봇부(136)에 또는 다른 곳에 위치될 수 있다. 캐리지(170)가 화상 생성기(140)에 가까운 디스플레이 유닛 단부로부터 베어링(166)에 가까운 디스플레이 유닛 단부까지 이동됨에 따라, 롤러(176)는 반반사성 부재(130)를 폐쇄 또는 비작동 위치[예를 들어, 반반사성 부재(130)는 프레임(126) 및/또는 레일(180)에 대해 거의 편평함]로부터 개방 또는 작동 위치(도 24에 도시됨)[예를 들어, 반반사성 부재(130)는 화상 생성기(140)의 화상 제공 표면에 대해 거의 평행함]로 회전시킨다.
캐리지(170) 및/또는 반반사성 부재(130)가 한 방향으로 너무 멀리 이동하는 것[예를 들어, 너무 멀리 열리는 것, 베어링(166)에 너무 근접하게 이동하는 것]을 방지하기 위해 반반사성 부재(130), 피봇부(136) 및/또는 캐리지(170)로부터 연장되는 하나 이상의 안정화 요소(172)가 제공될 수 있다. 안정화 요소(172)(예를 들어, 후크, 홀더 등)는 반반사성 부재(130)가 작동 위치로 이동될 때 하나 이상의 요소(184)(핀, 돌출부 등)들을 결합, 캐치, 합류 또는 랫칭시키도록 구성될 수 있다. 반반사성 부재(130)가 작동 위치에 있지 않을 때(예를 들어, 폐쇄 위치, 중간 위치), 바어이싱 부재(138) 및/또는 중력이 안정화 요소(172)를 하방으로 그리고/또는 소정 위치에 유지하여, 안정화 요소(172)가 핀(184)을 캐치하게 한다. 캐리지(170)가 작동 위치(예를 들어, 개방 위치)로부터 비작동 위치(예를 들어, 중간 위치, 폐쇄 위치)로 다시 이동할 때, 안정화 요소(172)가 요소(184)로부터 멀리 피봇함으로써, 안정화 요소(172)는 더 이상 요소(184)에 잡혀있거나 유지되지 않는다.
도 20 내지 도 23에 도시된 로드(128)(예를 들어, 안내 부재 등)는 디스플레이 유닛(120)에 제공될 수 있다는 것을 주지하는 것이 중요하다. 로드(128)는 나 선 가공되거나 그리고/또는 매끈할 수 있으며, 캐리지(170)에 안정성을 제공할 수 있다. 도 20 및 도 21은 바이어싱 부재(142)를 도시한다. 바이어싱 부재(142)는 홀더(132) 및/또는 반반사성 부재(130)를 폐쇄 또는 비작동 위치로 유지하도록 기능할 수 있다. 대안적으로, 바이어싱 부재(142)는 상향 이동 또는 작동 위치로의 이동을 보조하도록 구성될 수 있다.
도면에 도시되고 명세서에 설명된 예시적인 실시예는 현재 바람직한 것이지만, 이들 실시예는 예시로서만 제공된다. 따라서, 본 발명은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구항의 범위 내에 포함되는 다양한 수정예로 확장된다.
다양한 예시적인 실시예에 도시된 바와 같은 디스플레이 유닛의 구성 및 배치는 설명을 위한 것일 뿐이라는 것을 주지하는 것이 중요하다. 본 발명의 몇몇 실시예들만이 본원에 상세히 설명되어 있지만, 본원을 검토한 당업자라면 청구항에 기재된 발명의 독창적인 교시와 이점으로부터 실질적으로 벗어나지 않고 다양한 수정(예를 들어, 크기, 치수, 구조, 형상 및 다양한 요소들의 비율, 파라미터값, 장착 구조, 재료의 사용, 색상, 배향 등)이 가능하다는 것을 용이하게 이해할 것이다. 예를 들어, 표시되는 정보의 유형은 제한적으로 설명되지 않는다. 예를 들어, 일체로 형성된 것으로 도시된 요소들은 다수의 부품 또는 요소들로 구성되고, 요소들의 위치는 반전되거나 또는 달리 변형될 수 있으며, 분리된 요소들의 특성 또는 개수는 변경되거나 달라질 수 있다. 따라서, 그러한 모든 수정은 첨부된 청구항에 한정된 본 발명의 범위 내에 포함되는 것을 의도한다. 프로세스 또는 방법 단계들의 순서 또는 배열은 달라지거나 또는 대안적인 실시예에 따라 재배열될 수 있다. 청구항에서, 수단 기능(means plus function) 절은 기재된 기능을 수행하는 것으로 설명된 구조물을 포함하며, 구조적 등가물 뿐만 아니라 등가 구조물도 포함하는 것을 의도한다. 첨부된 청구항에 표현된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 기타 대체, 수정, 변경 및 생략이 예시적인 실시예의 설계, 작동 조건 및 배치에서 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 차량 장착용 디스플레이 유닛이며,
    화상 생성기와,
    비작동 위치로부터 작동 위치로 이동하도록 구성된 반반사성 부재로서, 작동 위치에서 화상 생성기로부터의 빛을 반사하도록 위치되는 반반사성 부재와,
    모터에 의해 회전되는 나선 가공된 로드와,
    나선 가공된 부재를 가지며, 반반사성 부재에 피봇 가능하게 결합되고 나선 가공된 로드의 회전에 의해 나선 가공된 로드를 따라 이동되도록 구성되는 캐리지와,
    반반사성 부재가 이동할 때 정지 상태로 유지되는 제1 및 제2 레일을 포함하는 프레임과,
    제1 레일 및 제2 레일을 따라 이동하도록 구성되고, 반반사성 부재에 피봇 가능하게 결합되는 제1 트롤리 장치 및 제2 트롤리 장치를 포함하고,
    캐리지가 나선 가공된 로드를 따라 이동하고 제1 및 제2 트롤리 장치가 제1 및 제2 레일을 따라 이동할 때, 반반사성 부재와 캐리지 및 트롤리 장치의 피봇 결합은 반반사성 부재를 종방향으로 그리고 회전식으로 작동 위치로 이동시키도록 구성되는
    디스플레이 유닛.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 반반사성 부재는 반반사성 부재가 작동 위치로부터 비작동 위치로 이행할 때 회전식으로 그리고 종방향으로 이동되는
    디스플레이 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 하우징을 더 포함하고, 하우징은 제1 도어 및 제2 도어를 구비하고, 제2 도어는 비작동 위치에 있을 때 반반사성 부재의 말단부를 덮는
    디스플레이 유닛.
  5. 제1항에 있어서, 하우징을 더 포함하고, 하우징은 제1 도어 및 제2 도어를 구비하고, 제1 도어는 화상 생성기를 덮는
    디스플레이 유닛.
  6. 제5항에 있어서, 제2 도어는 비작동 위치에 있을 때 반반사성 부재의 말단부를 덮고, 제1 도어는 화상 생성기를 덮는
    디스플레이 유닛.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 반반사성 부재 및 화상 생성기를 구비하는 가상 디스플레이 장치의 사용 방법이며,
    나선 가공된 로드를 회전시켜서 캐리지가 나선 가공된 로드를 따라 이동하게 하고 제1 및 제2 트롤리 장치가 가상 디스플레이 장치의 제1 및 제2 레일을 따라 이동하게 함으로써, 반반사성 부재를 비작동 위치로부터 작동 위치로 이동시키는 단계를 포함하고,
    캐리지가 나선 가공된 로드를 따라 이동하고 제1 및 제2 트롤리 장치가 제1 및 제2 레일을 따라 이동할 때, 반반사성 부재와 캐리지 및 트롤리 장치의 피봇 결합은 반반사성 부재를 종방향으로 그리고 회전식으로 작동 위치로 이동시키고,
    화상 생성기로부터 반반사성 부재로 화상을 투영함으로써 가상 화상을 표시하는 단계를 더 포함하는
    가상 디스플레이 장치의 사용 방법.
  11. 제10항에 있어서, 하우징 상의 제2 도어를 개방하는 단계와,
    반반사성 부재와 화상 생성기 사이의 광학 경로를 차단하고 있는 제1 도어를 개방하는 단계를 더 포함하는
    가상 디스플레이 장치의 사용 방법.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서, 제1 도어의 개방은 제2 도어가 개방되게 하는
    가상 디스플레이 장치의 사용 방법.
  14. 삭제
  15. 제10항에 있어서, 반반사성 부재 및 제2 도어는 나선 가공된 로드를 회전시키도록 구성되는 단일 모터의 동작에 의해 이동되는
    가상 디스플레이 장치의 사용 방법.
  16. 육상 차량의 대시보드 내에 또는 대시보드 위에 배치되는 차량용 가상 화상 시스템이며,
    화상 생성기와,
    레일 및 나선 가공된 로드를 갖는 프레임과,
    프레임에 결합되고 나선 가공된 로드를 회전시키도록 구성되는 모터와,
    모터에 의한 나선 가공된 로드의 회전에 의해 종방향으로 그리고 회전식으로 이동하도록 구성되는 반반사성 부재를 포함하고,
    반반사성 부재의 이동은 비작동 수평 위치로부터 직립 작동 위치까지이며, 직립 작동 위치는 수평 위치 및 대시보드에 대해 직각인
    차량용 가상 화상 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 하우징을 더 포함하고, 하우징은 제1 도어 및 제2 도어를 포함하고, 제2 도어는 반반사성 부재가 적어도 부분적으로 하우징 외부에 위치하는 것을 허용하도록 개방되고, 제1 도어가 이동하여 화상 생성기와 반반사성 부재 사이의 광학 경로를 제공하는
    차량용 가상 화상 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 광학 경로는 별도의 렌즈를 포함하지 않는
    차량용 가상 화상 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 반반사성 부재는 트롤리에 의해 레일을 타고 이동하는
    차량용 가상 화상 시스템.
  20. 삭제
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