KR101558658B1 - 차량용 헤드업 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 차량의 대시보드에 장착되는 하우징(100)과; 상기 하우징(100) 내부에 장착되어 이미지 또는 영상을 생성하는 디스플레이부와; 상기 하우징(100)으로부터 상하방향으로 승강하는 컴바이너(200)와; 상기 컴바이너(200)와 연동되어 회전에 의해 개폐 가능하게 구비되며, 전방으로 개방되는 제1커버(300)와; 상기 컴바이너(200)와 연동되어 회전에 의해 개폐 가능하게 구비되며, 후방으로 개방되는 제2커버(400)와; 상기 제1커버(300)와 연동되어 회전에 의해 개폐 가능하게 구비되며, 상기 제1커버(300) 개방 시 같이 개방되어 상기 디스플레이부에서 제공되는 영상을 상기 컴바이너(200)로 반사시키는 미러(500)로 구성되어, 모터 작동을 통해 컴바이너, 복수의 커버 및 미러까지 작동이 가능하게 하여 헤드업 디스플레이 장치의 작동을 간결하게 하는 동시에 차량의 대시보드에서도 구동이 가능하게 하여 사용 편의성과 상품성을 향상시키는데 효과가 있도록 하는 것이다.

Description

차량용 헤드업 디스플레이 장치{Head up display device for vehicle}

본 발명은 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 차량의 윈드실드글라스에 영상을 제공하는 헤드업 디스플레이 장치를 컴바이너의 작동을 통해 자동화시켜 편의성을 향상시키기 위한 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 관한 것이다.

일반적으로 헤드업 디스플레이(Head Up Display)는 차량의 윈드실드글라스에 다양한 차량 정보를 가상 이미지로 표시하여 운전자가 차량 운전 중 전방을 계속 주시하면서 상기 차량 정보를 확인할 수 있도록 하기 위한 시스템이다.

종래의 차량용 헤드업 디스플레이 장치는 도 1에 도시된 바와 같으며, 이러한 헤드업 디스플레이 시스템은 엘시디(LCD) 모듈(10)과, 거울(Mirror, 11), 그리고 컨트롤 유닛(Control Unit, 12)으로 이루어진다.

또한, 엘시디 모듈(10)에 의해 디스플레이 되는 비디오 영상, 예를 들어, 차량 내의 전자 컨트롤 유닛(ECU: Electronic Control Unit)으로부터 수신되는 다양한 차량 정보에 해당하는 비디오 영상은 거울(11)에 의해 반사된 후, 운전석 전면의 윈드실드글라스로 투사된다.

그 결과, 차량 운전자는 윈드실드글라스에 투사되는 가상 이미지(Virtual Image)의 비디오 영상을 차량 운전 도중 전방을 계속 주시하면서 동시에 확인할 수 있게 된다.

또한, 종래의 차량용 헤드업 디스플레이 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 비구면 렌즈인 컴바이너(20)가 구비되기도 하는데 이러한 경우 엘시디 모듈에서 직접적으로 컴바이너(20)에 디스플레이를 입사하기 때문에 가상이미지 광학배율에 필요한 거리(L)가 짧아지게 되어 컴바이너의 작동도 수동으로 개폐가 되기 때문에 사용 편의성이 저하되는 문제점이 있었다.

문헌 1 : 대한민국 공개특허 10-2010-0026466

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 차량의 윈드실드글라스에 영상을 제공하는 헤드업 디스플레이 장치를 컴바이너의 작동을 통해 자동화시켜 편의성을 향상시키기 위한 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명은 차량의 대시보드에 장착되는 하우징과; 상기 하우징 내부에 장착되어 이미지 또는 영상을 생성하는 디스플레이부와; 상기 하우징으로부터 상하방향으로 승강하는 컴바이너와; 상기 컴바이너와 연동되어 회전에 의해 개폐 가능하게 구비되며, 전방으로 개방되는 제1커버와; 상기 컴바이너와 연동되어 회전에 의해 개폐 가능하게 구비되며, 후방으로 개방되는 제2커버와; 상기 제1커버와 연동되어 회전에 의해 개폐 가능하게 구비되며, 상기 제1커버 개방 시 같이 개방되어 상기 디스플레이부에서 제공되는 영상을 상기 컴바이너로 반사시키는 미러;를 포함함으로써 달성된다.

상기 하우징은 상하방향으로 가이드홈이 형성된 가이드유닛이 구비되며, 상기 컴바이너 하부에는 양단으로 돌출된 가이드돌기가 형성되어 상기 컴바이너의 가이드돌기가 상기 가이드유닛의 가이드홈에 이동 가능하게 삽입되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 가이드유닛 일단에는 스텝모터가 구비되며, 상기 스텝모터는 복수의 감속기어와 연동되고, 상기 감속기어는 바 형상의 리드스크류를 통해 상기 컴바이너의 가이드돌기와 연동되어 상기 스텝모터 작동에 따라 상기 컴바이너를 상하방향으로 승강시키도록 하는 것이 바람직하다.

상기 가이드유닛에는 제1연결기어와 제2연결기어가 구비되되; 상기 제1연결기어는 상기 제1커버와 연동되며, 상기 제2연결기어는 상기 제2커버와 연동되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 미러의 회전축은 랙기어와 연동되며, 상기 제1커버의 회전축에는 제1커버기어가 구비되어 상기 랙기어와 제1커버기어가 연동되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제1연결기어가 형성된 가이드유닛에는 슬라이딩홈이 형성된 브래킷이 구비되며, 상기 랙기어 측면에는 걸림돌기가 형성되어 상기 걸림돌기가 상기 슬라이딩홈을 따라 이동하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제2커버 회전축에는 제2커버기어가 구비되어 상기 가이드유닛의 제2연결기어와 연동되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 미러와 랙기어 사이에는 링키지가 추가로 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 하우징 측면에는 가이드홀이 형성되어 상기 컴바이너의 가이드돌기 끝단이 상기 가이드홀에 삽입되도록 하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명은 모터 작동을 통해 컴바이너, 복수의 커버 및 미러까지 작동이 가능하게 하여 헤드업 디스플레이 장치의 작동을 간결하게 하는 동시에 차량의 대시보드에서도 구동이 가능하게 하여 사용 편의성과 상품성을 향상시키는데 효과가 있는 발명인 것이다.

도 1 및 도 2는 종래의 차량용 헤드업 디스플레이 장치를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 차량용 헤드업 디스플레이 장치를 도시하는 도면,
도 4의 (a)는 본 발명의 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 컴바이너와 가이드유닛을 도시하는 도면,
도 4의 (b)는 본 발명의 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 가이드유닛을 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 차량용 헤드업 디스플레이 장치에서 컴바이너가 장착된 가이드유닛의 작동 상태를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 차량용 헤드업 디스플레이 장치에서 제1커버의 작동 상태를 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 차량용 헤드업 디스플레이 장치에서 제2커버의 작동 상태를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 차량용 헤드업 디스플레이 장치에서 미러의 작동 상태를 도시하는 도면.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 차량용 헤드업 디스플레이 장치는 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 영상을 생성하는 디스플레이부(미도시)가 장착된 하우징(100)과, 하우징(100)에 구비되어 승강하는 컴바이너(200)와, 컴바이너(200)와 연동되어 개폐 가능하게 구비되는 제1커버(300) 및 제2커버(400)와, 제1커버(300)와 연동되어 회전 가능하게 구비되는 미러(500)를 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(100)은 차량의 대시보드(미도시)에 삽입 장착되며, 내부에 공간이 형성되어 후술하게 될 컴바이너(200)가 승강하는 것이 가능하게 하고, 상면에는 복수의 개구부가 형성되게 하여 제1커버(300), 제2커버(400) 및 미러(500)가 개폐되는 것이 가능하게 한다.

디스플레이부(미도시)는 하우징(100) 내부에 장착되어 이미지 또는 영상을 생성하게 된다. 다만, 컴바이너(200) 승강에 간섭받지 않도록 하우징(100) 내부의 측면이나 하부에 위치하도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 디스플레이부는 차량 내의 전반적인 전자 제어 기능을 수행하는 전자제어부(ECU)와 연결되어 차량의 주행 속도와 엔진 상태 등 차량과 관련된 다양한 정보를 수신하여 이미지 또는 영상을 생성하게 되며, 또한 내비게이션 단말기와 같은 장치와 연결되는 경우에는 특정 목적지로의 이동 경로 등과 관련된 다양한 위치 정보를 수신하여 이미지 또는 영상을 생성하도록 한다.

컴바이너(200)는 하우징(100)으로부터 상하방향으로 승강 가능하게 구비되어 헤드업 디스플레이를 사용하지 않는 경우에는 컴바이너(200)를 하방으로 이동시켜 하우징(100) 내부에 위치하게 하고, 헤드업 디스플레이를 사용하는 경우에는 컴바이너(200)를 상방으로 이동시켜 하우징(100) 상부로 돌출되게 하여 디스플레이부로부터 생성된 이미지 또는 영상이 후술하게 될 미러(500)를 통해 반사된 다음 컴바이너(200)에 조사되게 함으로써 사용자가 내비게이션과 같은 별도의 디스플레이 장치 없이도 차량 정보를 확인할 수 있게 한다.

이때, 컴바이너(200)는 비구면렌즈가 적용되도록 하여 피사체의 초점 정확도를 향상시켜 조사되는 차량 정보 이미지 또는 영상이 선명하게 나올 수 있게 하여 컴바이너(200)에 이미지 또는 영상이 맺히게 되며, 실제 운전자 눈에는 소정거리 앞의 허상으로 보이게 된다.

한편, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 하우징(100) 내부에는 상하방향으로 가이드홈(211)이 형성된 가이드유닛(210)이 구비되며, 컴바이너(200) 하부에는 양단으로 돌출된 가이드돌기(201)가 형성되게 하여 컴바이너(200)의 가이드돌기(201)가 가이드유닛(210)의 가이드홈(211)에 이동 가능하게 삽입되도록 한다.

또한, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 가이드유닛(210) 일단에는 스텝모터(220)가 구비되며, 스텝모터(220)는 복수의 감속기어(221)와 연동되고, 감속기어(221)는 바(bar) 형상의 리드스크류를 통해 컴바이너(200)의 가이드돌기(201)와 연동되어 스텝모터(220) 작동에 따라 컴바이너(200)를 상하방향으로 승강시키는 것이 가능하게 한다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이 하우징(100) 측면에는 곡선 형상의 가이드홀(120)이 길게 형성되며, 가이드홈(211)에 삽입된 컴바이너(200)의 가이드돌기(201) 끝단이 가이드홀(120)에 삽입되어 컴바이너(200)가 승강할 때 가이드홀(120)을 따라 곡선 방향으로 이동함으로써 컴바이너(200)가 장착된 가이드유닛(210)이 회동하게 되어 컴바이너(200)가 하우징(100) 상부로 돌출된 후에 전후방향으로 미세한 각도 조절이 가능하게 한다.

제1커버(300)는 컴바이너(200)와 연동되어 회전에 의해 개폐 가능하게 구비되며, 하우징(100) 전방으로 개방된다.

제2커버(400)는 컴바이너(200)와 연동되어 회전에 의해 개폐 가능하게 구비되며, 하우징(100) 후방으로 개방된다.

이때, 제1커버(300)와 제2커버(400)는 컴바이너(200)를 커버하는 것으로, 컴바이너(200)가 상방으로 이동하게 되면 제1커버(300)는 회전하여 하우징(100) 상면에 위치하게 되며, 제2커버(400)는 회전하여 하우징(100) 내부로 수납될 수 있게 한다.

도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 미러(500)는 평면거울로 제1커버(300)와 연동되어 회전에 의해 개폐 가능하게 구비되며, 하우징(100) 전방에 위치하여 제1커버(300) 개방 시 같이 개방되어 디스플레이부에서 제공되는 이미지 또는 영상을 컴바이너(200)로 반사시킨다.

한편, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 하우징(100) 내부에 구비된 가이드유닛(210)에는 제1연결기어(231)와 제2연결기어(232)가 구비되는데, 제1연결기어(231)는 제1커버(300)와 연동되며, 제2연결기어(232)는 제2커버(400)와 연동되도록 한다.

이때, 미러(500)의 회전축은 랙기어(510)와 연동되며, 제1커버(300)의 회전축에는 제1커버기어(310)가 구비되도록 하여 미러(500) 측의 랙기어(510)와 제1커버(300) 측의 제1커버기어(310)가 연동되게 하는 것이 바람직하다.

또한, 제1연결기어(231)가 형성된 가이드유닛(210)에는 슬라이딩홈(241)이 형성된 브래킷(240)이 구비되게 하며, 랙기어(510) 측면에는 걸림돌기(511)가 형성되게 하여 랙기어(510)의 걸림돌기(511)가 브래킷(240)의 슬라이딩홈(241)을 따라 이동하는 것이 가능하게 한다.

즉, 컴바이너(200)가 가이드홀(120)을 따라 이동하게 되면 브래킷(240)의 슬라이딩홈(241)을 따라 랙기어(510)도 이동하게 되며, 랙기어(510)가 이동하게 되면 제1커버기어(310)를 통해 랙기어(510)와 연결된 제1커버(300)가 회전하면서 개폐된다.

한편, 제2커버(400) 회전축에는 제2커버기어(410)가 구비되도록 하여 가이드유닛(210)의 제2연결기어(232)와 연동되도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 제2커버(400)는 컴바이너(200)가 가이드홀(120)을 따라 이동하게 되면 가이드유닛(210)의 제2연결기어(232)와 연동된 제2커버기어(410)의 회전에 의해 제2커버(400)도 회전하면서 개폐된다.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이 미러(500)는 전술한 바와 같이 미러(500)의 회전축에 구비된 랙기어(510)와 제1커버(300) 측의 제1커버기어(310)가 연동되어, 컴바이너(200)가 가이드홀(120)을 따라 이동하게 되면 제1커버(300)가 회전하면서 제1커버(300)의 제1커버기어(310)가 회전하여 제1커버기어(310)와 연동된 랙기어(510)가 직선운동하게 되어 미러(500)가 회전하면서 개폐된다.

이때, 미러(500)와 랙기어(510) 사이에는 링키지(520)가 추가로 구비되어 랙기어(510)의 직선운동을 회전운동으로 변환시켜 미러(500)의 회전이 가능하게 한다.

이처럼, 본 발명은 스텝모터(220) 작동을 통해 컴바이너(200)를 상하방향으로 승강시키고, 이로 인해 제1커버(300)와 제2커버(400)를 개폐시키며, 또한 컴바이너(200)가 상방으로 이동하게 되면 미러(500)도 상방으로 개방되어 디스플레이부로부터 생성된 차량 정보 이미지 또는 영상이 미러(500)를 통해 컴바이너(200)로 조사되어 최종적으로 차량 정보가 비춰질 수 있게 하는 것으로, 헤드업 디스플레이 장치의 작동을 간결하게 하는 동시에 차량의 대시보드에서도 구동이 가능하게 하여 사용 편의성과 상품성을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 하우징 200 : 컴바이너
300 : 제1커버 400 : 제2커버
500 : 미러

Claims (9)

1. 차량의 대시보드에 장착되는 하우징과;
   상기 하우징 내부에 장착되어 이미지 또는 영상을 생성하는 디스플레이부와;
   상기 하우징으로부터 상하방향으로 승강하는 컴바이너와;
   상기 컴바이너와 제1연결기어로 연동되어 회전에 의해 개폐 가능하게 구비되며, 전방으로 개방되는 제1커버와;
   상기 컴바이너와 제2연결기어로 연동되어 회전에 의해 개폐 가능하게 구비되며, 후방으로 개방되는 제2커버와;
   상기 제1커버와 제1연결기어로 연동되어 회전에 의해 개폐 가능하게 구비되며, 상기 제1커버 개방 시 같이 개방되어 상기 디스플레이부에서 제공되는 영상을 상기 컴바이너로 반사시키는 미러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징은 상하방향으로 가이드홈이 형성된 가이드유닛이 구비되며, 상기 컴바이너 하부에는 양단으로 돌출된 가이드돌기가 형성되어 상기 컴바이너의 가이드돌기가 상기 가이드유닛의 가이드홈에 이동 가능하게 삽입되는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 가이드유닛 일단에는 스텝모터가 구비되며, 상기 스텝모터는 복수의 감속기어와 연동되고, 상기 감속기어는 바 형상의 리드스크류를 통해 상기 컴바이너의 가이드돌기와 연동되어 상기 스텝모터 작동에 따라 상기 컴바이너를 상하방향으로 승강시키는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1연결기어와 제2연결기어는 상기 가이드유닛에 구비되되;
   상기 제1연결기어는 상기 제1커버와 연동되며, 상기 제2연결기어는 상기 제2커버와 연동되는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 미러의 회전축은 랙기어와 연동되며, 상기 제1커버의 회전축에는 제1커버기어가 구비되어 상기 랙기어와 제1커버기어가 연동되는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제1연결기어가 형성된 가이드유닛에는 슬라이딩홈이 형성된 브래킷이 구비되며, 상기 랙기어 측면에는 걸림돌기가 형성되어 상기 걸림돌기가 상기 슬라이딩홈을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
   
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 제2커버 회전축에는 제2커버기어가 구비되어 상기 가이드유닛의 제2연결기어와 연동되는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
   
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 미러와 랙기어 사이에는 링키지가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
   
9. 청구항 2에 있어서,
   상기 하우징 측면에는 가이드홀이 형성되어 상기 컴바이너의 가이드돌기 끝단이 상기 가이드홀에 삽입되는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드업 디스플레이 장치.

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