KR101773769B1 - 헤드업 디스플레이 장치 - Google Patents

헤드업 디스플레이 장치 Download PDF

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KR101773769B1
KR101773769B1 KR1020160151264A KR20160151264A KR101773769B1 KR 101773769 B1 KR101773769 B1 KR 101773769B1 KR 1020160151264 A KR1020160151264 A KR 1020160151264A KR 20160151264 A KR20160151264 A KR 20160151264A KR 101773769 B1 KR101773769 B1 KR 101773769B1
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KR1020160151264A
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김동민
서명근
전윤하
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에이치엘비 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 하우징; 상기 하우징의 상면에 결합되는 윈도우; 상기 하우징의 상면에 회전 가능하게 결합되며, 하부에 일측으로 갈수록 돌출 길이가 점차 증가하는 캠부가 형성된 조절버튼; 액정패널을 구비하며, 상기 조절버튼의 하측에 위치되도록 하우징 내에서 회전 가능하게 결합되고, 상기 조절버튼의 회전 시 캠부와 접촉하여 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전하는 액정패널 모듈; 상기 액정패널 모듈의 일측에 결합되어 액정패널에 빛을 조사하고, 백라이트유닛을 수용하는 백라이트유닛 모듈;을 포함하는 헤드업 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

헤드업 디스플레이 장치{Head up display apparatus}
본 발명은 헤드업 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 영상에 대한 왜곡 및 기울어짐을 조절 가능한 헤드업 디스플레이 장치에 관한 것이다.
헤드업 디스플레이 장치는 운전자의 가시영역 내에 가상 화상(Virtual image)을 투영한다. 즉, HUD(Head Up Display)는 운전자의 전방에 위치하는 윈드쉴드(Wind shield)를 통하여 차량의 정보 및 주행 정보를 표시하는 장치로서, 운전 중 운전자의 시선 이동을 최소화하여 전방 주의를 분산시키지 않도록 정보를 제공한다.
자동차에 설치된 장치들에 따라 가상 화상의 내용은 달라질 수 있으며, 또한 운전자가 필요로 하는 정보들(예: 정속주행, 내비게이션, 주행속도, 체크 컨트롤 메시지 등)에 따라서도 달라질 수 있다.
운전자의 가시영역 내에 운전에 필요한 정보를 제공하므로, 운전자는 1차적으로 도로교통 상황에만 정신을 집중할 수 있다. 그리고 운전자가 계기판과 도로를 번갈아가며 주시할 필요가 훨씬 줄어든다. 따라서 운전자의 피로경감 및 주행안전에 기여한다.
이러한 헤드업 디스플레이 장치는, 영상을 생성하는 LCD(Liquid Crystal Display)와 같은 영상 소스(Image source), 영상 소스로부터 생성되어 투사되는 영상을 적절한 거리 즉, 유효 초점거리에 상을 맺도록 하는 광학계, 운전자가 조절할 수 있는 인터페이스 부분을 포함한다.
그런데 윈드쉴드는 소정의 곡률을 갖도록 형성되며, 특히 운전석 전방의 윈드쉴드는 곡률이 가장 심한 부분으로서, 윈드쉴드에 의해 반사된 영상은 윈드쉴드의 곡률에 의해 왜곡(Distortion)이 발생하게 된다. 또한 투영된 영상과 헤드업 디스플레이 장치의 바디 특히, 영상이 표출되는 윈도우 부분이 윈드쉴드에 반사하면서 영상과 헤드업 디스플레이 장치 바디의 윈도우가 서로 어긋나는 현상이 발생하는 문제가 있다.
이러한 영상 왜곡을 줄이기 위해서 윈드쉴드의 곡률에 맞게 광학계를 구성할 수 있으나, 차량마다 윈드쉴드의 곡률값이 다르므로 영상의 왜곡을 줄이기 위해 각 차량의 윈드쉴드 곡률에 맞게 광학계를 조절 또는 적용하는 것에는 한계가 있다.
한국공개특허 제10-2008-0007772호
본 발명은 영상에 대한 왜곡이나 기울어짐을 물리적으로 쉽게 조절할 수 있도록 한 헤드업 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 목적은 전술한 바에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 헤드업 디스플레이 장치는, 하우징; 상기 하우징의 상면에 회전 가능하게 결합되며, 하부에 일측으로 갈수록 돌출 길이가 점차 증가하는 캠부가 형성된 조절버튼; 액정패널을 구비하며, 상기 조절버튼의 하측에 위치되도록 하우징 내에서 회전 가능하게 결합되고, 상기 조절버튼의 회전 시 캠부와 접촉하여 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전하는 액정패널 모듈; 상기 액정패널 모듈의 일측에 결합되어 액정패널에 빛을 조사하는 백라이트유닛을 수용하고, 상기 액정패널 모듈의 회전을 지지하는 백라이트유닛 모듈;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 하우징은, 상기 조절버튼이 결합되는 상부 하우징; 상기 상부 하우징의 하측에 착탈 가능하게 결합되며, 상기 백라이트유닛 모듈이 안착 결합되는 하부 하우징;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 액정패널 모듈은 상기 액정패널을 수용하는 액정패널 프레임을 더 포함하고, 상기 액정패널 프레임의 일면에는 원호 형태의 회전돌기가 형성되며, 상기 백라이트유닛 모듈에는 회전돌기의 회전을 지지하는 가이드돌기가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 액정패널 프레임의 상측에는 상기 캠부의 회전을 제한하는 스토퍼가 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 하우징의 상면에는 개구부가 형성되고, 상기 개구부에는 윈드쉴드 측으로 표시광이 투과되는 윈도우가 수용된 윈도우 프레임이 결합될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 개구부의 주변에는 상기 윈도우가 회전 가능하게 결합되도록 적어도 하나 이상의 제1안내홈이 형성되고, 상기 윈도우 프레임에는 상기 제1안내홈에 대응 결합되는 안내돌기가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 영상에 대한 왜곡이나 기울어짐을 물리적으로 쉽게 조절할 수 있도록 하여 운전자가 확인하는 영상의 수평을 유지하고 가독성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 헤드업 디스플레이 장치의 외관을 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 헤드업 디스플레이 장치의 액정패널 모듈 및 백라이트유닛 모듈을 분해한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 따른 액정패널 모듈과 백라이트유닛 모듈의 결합 관계를 보인 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 헤드업 디스플레이 장치의 일부분을 절개한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 헤드업 디스플레이 장치의 액정패널 모듈의 회전을 제어하는 상태를 도시한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 헤드업 디스플레이 장치의 윈도우의 회전을 제어하는 상태를 도시한 개략도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 헤드업 디스플레이 장치의 외관을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 헤드업 디스플레이 장치의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 일 실시예에 의한 헤드업 디스플레이 장치(10)는, 하우징(100), 액정패널 모듈(200), 백라이트유닛 모듈(300), 광학 모듈(400)을 포함한다.
하우징(100)은 상호 착탈 가능하게 결합될 수 있는 하부 하우징(110)과 상부 하우징(120)으로 구분될 수 있다. 하부 하우징(110)은 접착제 또는 스크류 등의 고정부재를 이용하여 차량의 운전석 전방에 위치하는 대쉬 보드에 장착될 수 있다. 하부 하우징(110)의 내측에는 액정패널 모듈(200)과 백라이트유닛 모듈(300)이 안착 결합되도록 안착홈(111)이 형성된다. 상부 하우징(120)의 상면에는 개구부(123)가 형성되고, 개구부(123)에는 표시광이 통과하는 윈도우(140)가 설치되어 윈도우를 통과한 표시광은 차량의 윈드쉴드에 투사된다. 개구부(123)의 주변에는 윈도우(140)가 결합되도록 적어도 하나 이상의 제1안내홈(122)이 형성되고, 윈도우(140)의 저면에는 제1안내홈(122)에 결합되도록 안내돌기가 형성된다. 윈도우(140)는 윈도우 프레임(141) 내부에 수용되고, 윈도우 프레임(141)의 상면에는 미끄럼 방지용 요철부(142)가 적어도 1개소 이상 형성될 수 있다.
또한, 상부 하우징(120)의 상면에는 액정패널 모듈(200)의 회전을 제어하는 조절버튼(130)이 결합된다. 조절버튼(130)의 중앙 저면에는 상부 하우징(120)의 상면에 결합되도록 결합축(도시 생략)이 돌출 형성되고, 결합축을 중심으로 그 주변에는 원호 형상의 캠부(132)가 형성된다. 캠부(132)는 일측 방향으로 갈수록 그 돌출 길이가 점차 증가하도록 형성될 수 있다. 또한 캠부는 조절버튼의 저면에 서로 대칭되도록 한 쌍이 형성될 수 있다. 캠부(132)는 액정패널 모듈(200)의 액정패널 프레임의 상면에 접촉하여 액정패널 프레임을 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전시킴으로써 액정패널로부터 조사되는 빛의 각도를 조절할 수 있다.
이에 따라 상부 하우징(120)의 상면에는 조절버튼(130)의 축이 삽입 결합되도록 축공(121)이 형성되고, 축공(121)의 주변에는 조절버튼(130)의 캠부(132)가 삽입 관통되는 제2안내홈(124)이 적어도 하나 이상 형성되며, 제2안내홈(124)은 캠부(132)의 회전을 안내하도록 원호 형상으로 이루어질 수 있다.
액정패널 모듈(200)은 영상을 출력하는 액정패널(210), 액정패널을 수용하는 액정패널 프레임(220)을 포함한다. 액정패널(210)은 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 백라이트유닛 모듈(300)로부터 방출된 빛을 이용하여 차량의 주행 정보에 대한 영상을 출력한다. 액정패널 프레임(220)의 상면에는 소정 간격을 두고 스토퍼(221)가 돌출 형성된다. 스토퍼(221)는 조절버튼(130)의 회전 시 캠부(132)에 간섭되어 조절버튼(130)의 회전 각도를 제한한다. 액정패널 프레임(220)의 일측면 예컨대, 도 3을 참고할 때 배면에는 액정패널(210)과 간섭되지 않도록 액정패널의 주변에 각각 원호 형상의 회전돌기(222)가 적어도 하나 이상 형성된다. 회전돌기(222)는 후술하는 백라이트유닛 경통부(310)에 원호 형태로 돌출된 가이드돌기(311)에 대응 결합되어 가이드돌기를 따라 일측 방향 또는 타측 방향으로 회전이 안내된다.
한편, 액정패널(210)은 자체적으로 발광하지 못하고 외부에서 들어오는 빛의 투과율을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 소자이기 때문에 액정패널에 빛을 조사하기 위한 별도의 장치, 즉 백라이트유닛이 요구된다.
백라이트유닛 모듈(300)은 액정패널(210)에 빛을 조사하기 위한 다수의 발광 다이오드(Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다. 발광다이오드는 헤드업 디스플레이 장치의 광원으로, 적색 발광 다이오드, 녹색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드 또는 백색 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 여기에서 사용되는 발광 다이오드의 개수 및 종류는 상기 헤드업 디스플레이 장치의 구성에 따라 변경될 수 있다.
발광다이오드는 인쇄회로기판에 실장된 상태로 백라이트유닛 경통부(310)에 수용된다. 백라이트유닛 경통부(310)는 액정패널 프레임(220)의 일측에 결합된다. 즉, 백라이트유닛 경통부(310)의 전면에는 액정패널 프레임(220)의 회전돌기(222)가 결합되도록 원호 형상의 가이드돌기(311)가 형성되고, 가이드돌기(311)는 조절버튼의 조작 시 액정패널 모듈(200)에 압력이 가해진 경우 회전돌기(222)의 회전을 안내한다.
광학 모듈(400)은 하우징(100)에 내장되고, 윈도우(140)를 통해 표시광을 윈드쉴드 측으로 반사시킨다. 일 실시예에서 광학 모듈(400)은 제1반사경(410) 및 제2반사경(420)을 포함할 수 있다.
제1반사경(410)은 액정패널 모듈(200)의 일측에 위치하여, 영상 정보를 제2반사경(420) 측으로 반사한다. 제1반사경(410)은 영상 정보를 반사하는 면이 평면인 평면 미러로 형성될 수 있으며, 하부 하우징(110)의 바닥면에 결합될 수 있다.
제2반사경(420)은 제1반사경(410)에서 반사된 영상 정보를 윈드쉴드 측으로 반사한다. 제2반사경(420)은 영상 정보를 반사하는 면이 오목하게 형성되는 비구면거울로 형성될 수 있으며, 하부 하우징(110)의 바닥면에 결합될 수 있다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 일 실시예에 의한 헤드업 디스플레이 장치의 액정패널 모듈 및 윈도우의 회전을 제어하는 상태를 보인 것이다.
운전자가 조절버튼(130)을 일측 방향 예컨대, 도 5의 (a)와 같이 좌측 방향으로 회전하면 조절버튼(130)의 저면에 돌출 길이가 점차 증가하도록 형성된 캠부(132)가 액정패널 프레임(220)을 좌측으로 가압하고, 액정패널 프레임(220)은 시계 반대 방향으로 회전하게 된다.
반대로, 운전자가 조절버튼(130)을 타측 방향 예컨대, 도 5의 (b)와 같이 우측 방향으로 회전하면 조절버튼(130)의 저면에 구비된 캠부(132)가 액정패널 프레임(220)을 우측으로 가압하고, 액정패널 프레임(220)은 시계 방향으로 회전하게 된다.
또한, 필요에 따라서는 도 6과 같이, 운전자는 하우징(100)의 상면에 위치한 윈도우 프레임(141)을 좌측 또는 우측 방향으로 회전함으로써 윈도우(140)를 통해 투과되어 윈드쉴드에 조사되는 영상 정보의 수평 상태 등을 조절할 수 있다.
이와 같이 운전자가 조절버튼(130) 및 윈도우(140)를 조작하는 간단한 동작에 의해 차량마다 윈드쉴드의 곡률값이 다르더라도 각 차량의 윈드쉴드 곡률에 맞게 액정패널 모듈(200)로부터 윈드쉴드에 출사되는 영상 정보를 쉽게 조절함으로써 영상의 왜곡을 최소화할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
즉, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
따라서, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100; 하우징 110; 하부 하우징
111; 안착홈 120; 상부 하우징
121; 축공 122; 제1안내홈
123; 개구부 124; 제2안내홈
130; 조절버튼 132; 캠부
140; 윈도우 141; 윈도우 프레임
142; 요철부
200; 액정패널 모듈 210; 액정패널
220; 액정패널 프레임 221; 스토퍼
222; 회전돌기
300; 백라이트유닛 모듈 310; 백라이트유닛 경통부
311; 가이드돌기
400; 광학 모듈

Claims (6)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 상면에 회전 가능하게 결합되며, 하부에 일측으로 갈수록 돌출 길이가 점차 증가하는 캠부가 형성된 조절버튼;
    액정패널을 구비하며, 상기 조절버튼의 하측에 위치되도록 하우징 내에서 회전 가능하게 결합되고, 상기 조절버튼의 회전 시 캠부와 접촉하여 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전하는 액정패널 모듈;
    상기 액정패널 모듈의 일측에 결합되어 액정패널에 빛을 조사하는 백라이트유닛을 수용하고, 상기 액정패널 모듈의 회전을 지지하는 백라이트유닛 모듈;을 포함하며,
    상기 액정패널 모듈은 상기 액정패널을 수용하는 액정패널 프레임을 더 포함하고, 상기 액정패널 프레임의 일면에는 원호 형태의 회전돌기가 형성되며, 상기 백라이트유닛 모듈에는 회전돌기의 회전을 지지하는 가이드돌기가 형성되는 헤드업 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 조절버튼이 결합되는 상부 하우징; 상기 상부 하우징의 하측에 착탈 가능하게 결합되며, 상기 백라이트유닛 모듈이 안착 결합되는 하부 하우징;을 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 액정패널 프레임의 상측에는 상기 캠부의 회전을 제한하는 스토퍼가 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 상면에는 개구부가 형성되고, 상기 개구부에는 윈드쉴드 측으로 표시광이 투과되는 윈도우가 수용된 윈도우 프레임이 결합되는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 개구부의 주변에는 상기 윈도우가 회전 가능하게 결합되도록 적어도 하나 이상의 제1안내홈이 형성되고, 상기 윈도우 프레임에는 상기 제1안내홈에 대응 결합되는 안내돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 장치.
KR1020160151264A 2016-11-14 2016-11-14 헤드업 디스플레이 장치 KR101773769B1 (ko)

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JP2005331534A (ja) 2004-05-18 2005-12-02 Yazaki Corp ヘッドアップディスプレイ装置
JP2009128884A (ja) 2007-11-28 2009-06-11 Nippon Seiki Co Ltd ヘッドアップディスプレイ装置
KR100913103B1 (ko) 2008-05-07 2009-08-19 엘지전자 주식회사 헤드-업 디스플레이 시스템

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