KR20210080113A - Actuator module and head-up display apparatus for vehicle comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a head-up display device for a vehicle.
최근, 운전자의 안정성과 편의성을 지원하는 제품들이 출시되고 있는데, 그 중 하나인 차량용 헤드업 디스플레이(HUD; Head-Up Display)가 다양한 제품군으로 주목받고 있다.Recently, products supporting driver's safety and convenience have been released, and one of them, a head-up display (HUD) for a vehicle, is attracting attention as a diverse product group.
일반적으로 차량용 헤드업 디스플레이는 차량의 속도, 연료 잔량, 길 안내 정보 등이 담긴 영상을 차량 앞창인 윈드실드(Windshield)나, 컴바이너에 표시하는 장치이다.In general, a head-up display for a vehicle is a device that displays an image containing vehicle speed, fuel remaining, road guidance information, etc. on a windshield or combiner, which is a front window of a vehicle.
차량용 헤드업 디스플레이의 구성 중 비구면미러는, 피동력 전달부의 일부와 점 접촉해 회전된다. 이 경우, 진동 및 가속도와 마찰 등에 의한 외력이 한 점에 집중되어 마모 및 형상 변형이 발생할 수 있다.Among the components of the vehicle head-up display, the aspherical mirror rotates in point contact with a part of the driven force transmission unit. In this case, external force due to vibration, acceleration, friction, etc. is concentrated at one point, and wear and shape deformation may occur.
이러한 비구면미러의 마모나 변형은 구동 모듈의 정밀도 저하를 야기하고, 나아가 시스템의 광학 성능 저하와 직결되어 충격 시험 시에 강성 확보에 어려움이 발생할 수 있다.Such wear or deformation of the aspherical mirror causes a decrease in the precision of the driving module, and furthermore, is directly related to the deterioration of the optical performance of the system, and thus it may be difficult to secure rigidity during the impact test.
또한, 비구면미러의 회전 구동은 높은 분해능의 회전각을 요구한다. 하지만, 종래의 구동 모듈은 리드스크류의 피치와 스텝모터의 분해능에 의존하므로 한계가 있었다.In addition, rotational driving of the aspherical mirror requires a high-resolution rotation angle. However, the conventional driving module has limitations because it depends on the pitch of the lead screw and the resolution of the stepper motor.
본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로서, 탄성력을 이용하여 구동부의 부하를 저감하고, 나아가 비구면미러과 연결되는 구형 조인트의 내부 유격을 방지할 수 있는 구동 모듈을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a driving module capable of reducing the load of the driving unit by using an elastic force and further preventing the internal play of the spherical joint connected to the aspherical mirror.
아울러, 구동부와 비구면미러를 균일하게 접촉시켜 외부 충격에도 비구면미러의 구형 마운트가 고정력을 유지할 수 있도록 하는 데 목적이 있다.In addition, it is an object to uniformly contact the driving unit and the aspherical mirror so that the spherical mount of the aspherical mirror can maintain a fixing force even in an external impact.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned here will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈은, 일부 구간에 브래킷 마운트를 갖는 비구면미러; 리니어 축의 전, 후진 동작에 따라 상기 비구면미러의 회전 각도를 조절하며, 상기 리니어 축의 단부에 조인트 부재를 갖는 구동부; 상기 브래킷 마운트와 조인트 부재 사이에 배치되는 조인트 브래킷; 및 상기 구동부와 비구면미러 사이에 수평으로 연결되어 탄성력을 제공하는 탄성부를 포함한다.The driving module of the head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes: an aspherical mirror having a bracket mount in a partial section; a driving unit which adjusts the rotation angle of the aspherical mirror according to the forward and backward motions of the linear shaft and has a joint member at an end of the linear shaft; a joint bracket disposed between the bracket mount and the joint member; and an elastic part horizontally connected between the driving part and the aspherical mirror to provide an elastic force.
상기 탄성부는 상기 비구면미러의 회전 구동력과 대응하는 탄성력을 갖는다.The elastic part has an elastic force corresponding to the rotational driving force of the aspherical mirror.
상기 탄성부는 상기 구동부에 고정된 상태에서 상기 비구면미러와 탈착 가능한 형태로 이루어진다.The elastic part is formed to be detachable from the aspherical mirror while being fixed to the driving part.
상기 탄성부는 상기 리니어 축과 이격된 상태로 직선운동 한다.The elastic part moves linearly while being spaced apart from the linear axis.
상기 구동부는 고리 형상의 고정편을 포함하고, 상기 비구면미러는 'ㄷ'자 형상의 체결편을 포함하며, 상기 탄성부는 상기 고정편과 체결편 사이에서 연결된다.The driving unit includes a ring-shaped fixing piece, the aspherical mirror includes a 'C'-shaped fastening piece, and the elastic part is connected between the fixing piece and the fastening piece.
상기 구동부는 상기 리니어 축의 단부에 연결되는 구형 조인트와, 상기 구형 조인트의 측면에 돌출되는 스토퍼를 갖는 조인트 부재; 및 상기 리니어 축의 주변에 배치되되, 상기 조인트 부재의 스토퍼와 접촉이 가능한 위치검출부재를 포함한다.The driving unit may include: a joint member having a spherical joint connected to an end of the linear shaft and a stopper protruding from a side surface of the spherical joint; and a position detecting member disposed on the periphery of the linear axis and capable of contacting the stopper of the joint member.
상기 위치검출부재는 케이싱과, 상기 케이싱으로부터 돌출 형성되어 상기 스토퍼와 수평면 상에서 접촉하는 스위치를 포함한다.The position detecting member includes a casing and a switch protruding from the casing and contacting the stopper on a horizontal plane.
상기 구동부는 상기 스토퍼와 스위치의 상호 접촉 여부에 따라 상기 비구면미러의 회전 각도를 조절한다.The driving unit adjusts the rotation angle of the aspherical mirror according to whether the stopper and the switch are in contact with each other.
상기 구동부는 상기 비구면미러의 전방측 중앙 하단부 양단에 각각 고정 결합된다.The driving unit is fixedly coupled to both ends of the front center lower end of the aspherical mirror, respectively.
상기 브래킷 마운트는 상기 비구면미러의 후방측 중앙 하단부에 형성되고, 상기 조인트 브래킷은 상기 브래킷 마운트에 고정 결합된다.The bracket mount is formed at the lower center of the rear side of the aspherical mirror, and the joint bracket is fixedly coupled to the bracket mount.
상기 조인트 브래킷은 상기 브래킷 마운트에 탈착 가능한 구조로 이루어진다.The joint bracket is configured to be detachable from the bracket mount.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈은, 비구면미러의 회전 각도를 조절하는 구동부와, 상기 구동부와 비구면미러 사이에 수평으로 연결되어 탄성력을 제공하는 탄성부를 포함한다.A driving module for a head-up display device for a vehicle according to another embodiment of the present invention includes a driving unit for adjusting a rotation angle of an aspherical mirror, and an elastic unit horizontally connected between the driving unit and the aspherical mirror to provide an elastic force.
이때, 상기 구동부는 상기 비구면미러의 전, 후방에 각각 배치되되, 상호 중첩되지 않는 구간에서 상기 비구면미러와 점 접촉하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the driving unit is disposed at the front and rear of the aspherical mirror, respectively, and makes point contact with the aspherical mirror in a section that does not overlap with each other.
상기 구동부는 리니어 축을 갖는 구동 모터와, 상기 리니어 축의 단부에 연결된 구형 조인트를 포함한다.The driving unit includes a driving motor having a linear shaft and a spherical joint connected to an end of the linear shaft.
상기 비구면미러는 상기 구형 조인트와 연결되는 조인트 브래킷을 포함한다.The aspherical mirror includes a joint bracket connected to the spherical joint.
상기 구형 조인트는 스페리컬 조인트(Spherical joint)인 것이 바람직하다.The spherical joint is preferably a spherical joint.
상기 구동부는 상기 비구면미러의 전방측 양단과, 상기 비구면미러의 후방측 중앙 하단부에 각각 고정 결합되고, 상호 연동된다.The driving unit is fixedly coupled to both ends of the front side of the aspherical mirror and the rear central lower end of the aspherical mirror, respectively, and interlocks with each other.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치는, 로어 케이스; 상기 로어 케이스에 회동 가능하게 연결된 비구면미러의 회전 각도를 조절하는 구동 모듈; 및 상기 로어 케이스와 연결되되, 상기 구형 마운트 변위를 소정의 고정력으로 제한하는 판 스프링을 구비하는 스크린을 포함한다.On the other hand, the head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention, the lower case; a driving module for adjusting the rotation angle of the aspherical mirror rotatably connected to the lower case; and a screen having a leaf spring connected to the lower case and limiting the displacement of the spherical mount to a predetermined fixing force.
상기 구동 모듈은 리니어 축의 전, 후진 동작에 따라 상기 비구면미러의 회전 각도를 조절하며, 상기 리니어 축의 단부에 조인트 부재를 갖는 구동부; 상기 구동부와 비구면미러 사이에 수평으로 연결되어 탄성력을 제공하는 탄성부를 포함한다.The driving module includes: a driving unit that adjusts the rotation angle of the aspherical mirror according to the forward and backward motions of the linear shaft, and has a joint member at an end of the linear shaft; and an elastic part horizontally connected between the driving part and the aspherical mirror to provide an elastic force.
상기 구동부는 상기 리니어 축의 단부에 연결되는 구형 조인트와, 상기 구형 조인트의 측면에 돌출되는 스토퍼를 갖는 조인트 부재; 및 상기 리니어 축의 주변에 배치되되, 상기 조인트 부재의 스토퍼와 접촉하는 스위치를 갖는 위치검출부재를 포함한다.The driving unit may include: a joint member having a spherical joint connected to an end of the linear shaft and a stopper protruding from a side surface of the spherical joint; and a position detecting member disposed around the linear shaft and having a switch in contact with a stopper of the joint member.
상기 구동부는 상기 스토퍼와 스위치의 상호 접촉 여부에 따라 상기 비구면미러의 회전 각도를 조절한다.The driving unit adjusts the rotation angle of the aspherical mirror according to whether the stopper and the switch are in contact with each other.
상기 로어 케이스는 상기 구형 마운트의 직경보다 상대적으로 높은 높이를 갖는 수직 체결홈을 구비하며, 상기 수직 체결홈은 상기 스크린과 볼팅 체결된다.The lower case has a vertical fastening groove having a relatively higher height than the diameter of the spherical mount, and the vertical fastening groove is bolted to the screen.
상기 판 스프링은 상기 수직 체결홈의 높이와 상기 구형 마운트의 직경 차만큼 상기 구형 마운트와 접하는 방향으로 돌출되어, 상기 구형 마운트를 고정한다.The leaf spring protrudes in a direction in contact with the spherical mount by a difference between a height of the vertical fastening groove and a diameter of the spherical mount to fix the spherical mount.
본 발명은 비구면미러에 직접적으로 인장 스프링의 탄성력을 적용하여, 한 번에 리드스크류의 백래시, 구형 조인트의 내부 유격을 제거할 수 있다.The present invention can remove the backlash of the lead screw and the internal play of the spherical joint at once by applying the elastic force of the tension spring directly to the aspherical mirror.
특히, 본 발명은 리니어 축의 피치를 조밀하게 함으로써 틸팅(tilting)의 분해능을 정밀할 수 있다.In particular, according to the present invention, the resolution of tilting can be precise by making the pitch of the linear axis dense.
그리고, 본 발명은 스페리컬 조인트를 사용하여 리니어 축을 갖는 구동부의 직선운동을 비구면미러의 회전운동으로 쉽게 변환시킬 수 있다.In addition, the present invention can easily convert the linear motion of the driving unit having the linear axis into the rotational motion of the aspherical mirror by using the spherical joint.
또한, 본 발명은 하나의 스프링으로 이루어진 탄성부를 통해, 구동과 관련한 접촉 부위의 오차 요소를 줄이고, 구동부의 부하를 저감시킬 수 있다.In addition, the present invention can reduce the error factor of the contact portion related to driving through the elastic part made of a single spring, and reduce the load on the driving part.
아울러, 본 발명은 볼팅 결합이 파손될 정도의 외부 충격이 가해지지 않는 한, 판 스프링의 오버랩량만큼 비구면미러의 변위를 제한함으로써, 비구면미러의 고정 부위를 유격 없이 효과적으로 고정할 수 있다.In addition, the present invention limits the displacement of the aspherical mirror by the amount of overlap of the leaf spring as long as an external shock to the extent of breaking the bolting connection is not applied, thereby effectively fixing the fixed portion of the aspherical mirror without play.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈에 있어서, 구성 간 체결 관계를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈에 있어서, 구동부를 나타낸 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈에 있어서, 구성 간 작동 관계를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈에 있어서, 구동부가 설치되는 위치를 나타낸 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 있어서, 비구면미러와 로어 케이스 간의 장착 모습을 나타낸 도면.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 있어서, 스크린에 판 스프링이 장착된 모습을 나타낸 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 있어서, 비구면미러를 사이에 두고 판 스프링이 장착된 스크린과 로어 케이스가 상호 체결된 모습을 나타낸 도면.1 is a view schematically showing a driving module of a head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a fastening relationship between components in a driving module of a head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating a driving unit in a driving module of a head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention;
4 and 5 are views illustrating an operation relationship between components in a driving module of a head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
6 is a view illustrating a position at which a driving unit is installed in a driving module of a head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention;
7 and 8 are views illustrating a mounting state between an aspherical mirror and a lower case in the head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
9 and 10 are views illustrating a state in which a plate spring is mounted on a screen in the head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
11 is a view illustrating a state in which a screen equipped with a leaf spring and a lower case are coupled to each other with an aspherical mirror interposed therebetween in the head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention;
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person of the scope of the invention, and the present invention is defined by the description of the claims. Meanwhile, the terms used in this specification are for the purpose of describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. As used herein, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” or “comprising” refers to the presence or absence of one or more other components, steps, operations and/or elements other than the stated elements, steps, acts and/or elements. addition is not excluded.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈Driving module of head-up display device
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 구성 간 체결 관계를 나타낸 도면이고, 도 3은 구동부를 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically showing a driving module of a head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a fastening relationship between components, and FIG. 3 is a diagram showing a driving unit.
도 1 내지 도 3을 병행 참조하면, 차량용 헤드업 디스플레이의 구동 모듈은, 비구면미러(110), 조인트 브래킷(120), 구동부(130) 및 탄성부(170)를 포함한다.1 to 3 , the driving module of the head-up display for a vehicle includes an
비구면미러(110)는 양단에 구형 마운트(111)를 구비한다.The
이때, 상기 비구면미러(110)의 우측에 위치한 구형 마운트(111)가 기준 위치에 설치되고, 상기 비구면미러(110)의 좌측에 위치한 구형 마운트(111)가 보조 위치에 설치된다.At this time, the
도 1에 도시된 바와 같이, 비구면미러(110)는 양단의 구형 마운트(111)가 기준이 되어 축 방향으로 회전한다.As shown in FIG. 1 , the
비구면미러(110)의 우측에 위치한 구형 마운트(111)는 '나'에 위치한 Cone Vee 부분과 맞닿는다. 여기서, 상기 '나'에 맞닿는 구형 마운트(111)는 그 위치가 기준이 된다.The
비구면미러(110)의 좌측에 위치한 구형 마운트(111)는 '가'에 위치한 Vee 부분과 맞닿는다. 여기서, 상기 '가'에 맞닿는 구형 마운트(111)는 보조 위치 구간이다.The
도시된 '다'부분은 Flat에 해당하는 부분으로, 틸트(tilt) 조절하는 구동부(130)가 위치하여 비구면미러(110)를 회동 축 방향으로 회전시킨다.The illustrated part 'C' is a part corresponding to the flat, and the tilt-adjusting
즉, 비구면미러(110)는 'Cone-Vee-Flat'구조로 이루어져 외력이 한 점에 집중되는 것을 방지한다. 왜냐하면, 각 구간마다 균일하게 접촉되기 때문이다.That is, the
만약, 점 접촉을 통해 한 점으로만 힘이 기울어지면 비구면미러(110)의 형상이 변형되거나 마모가 발생할 가능성이 크다. 이는 결과적으로 구동 정밀도의 저하를 야기하고 나아가 시스템의 광학 성능 저하와 직결된다.If the force is tilted to only one point through point contact, the shape of the
따라서 비구면미러(110)는'Cone-Vee-Flat'구조로 균일하게 접촉부와 맞닿는 형태로 이루어지는 것이 좋다.Therefore, it is preferable that the
브래킷 마운트(112)는 비구면미러(110)의 중앙 하단부에 형성된다. 이러한 브래킷 마운트(112)에는 중공 형상의 체결 핀(112a, 112b)이 후방으로 돌출 형성된다. The
상기 브래킷 마운트(112)의 주변에는 체결편(113)이 형성된다. 상기 체결편(113)은 일면이 개방된 'ㄷ'자 형상으로 이루어진다.A
여기서, 상기 체결편(113)은 탄성부(170)가 끼움 체결된다. 따라서 상기 체결편(113)의 개방된 일면은 전방을 향해 형성되는 것이 바람직하다.Here, the
왜냐하면, 상기 탄성부(170)의 탄성력이 후방으로 발생되므로, 상기 탄성부(170)가 상기 체결편(113)으로부터 쉽게 탈거되지 않는 것이 중요하기 때문이다.This is because, since the elastic force of the
조인트 브래킷(120)은 상기 브래킷 마운트(112)에 체결된다. 이러한 조인트 브래킷(120)은 상기 브래킷 마운트(112)의 체결 핀(112a, 112b)과 볼팅 체결 등과 같은 방식으로 조립된다.The
구동부(130)는 구동 모터(131), 리니어 축(132), 하우징(133), 조인트 부재(134), 위치검출부재(135) 및 고정편(136)을 포함한다.The driving
구동 모터(131)는 리니어 축(132)을 갖는다.The
하우징(133)은 상기 구동 모터(131)를 감싸 보호한다.The
조인트 부재(134)는 구형 조인트(134a)와, 스토퍼(134b)를 포함한다.The
구형 조인트(134a)는 상기 리니어 축(132)의 단부에 끼워져, 상기 조인트 브래킷(120)에 삽입 고정된다.The spherical joint 134a is inserted into the end of the
스토퍼(134b)는 상기 구형 조인트(134a)의 측면으로 돌출 형성된다.The
위치검출부재(135)는 상기 구동 모터(131)의 측면에 위치한다. 이러한 위치검출부재(135)는 케이싱(135a)과, 스위치(135b)를 포함한다.The
케이싱(135a)은 전기적 소자를 내장하는 몸체다. 이러한 케이싱(135a)은 상기 구동 모터(131)의 측면에 탈착이 가능하다.The
스위치(135b)는 상기 케이싱(135a)으로부터 돌출 형성된다. 이러한 스위치(135b)는 눌림 동작이 가능한 구조로 이루어지고, 눌러지는 동작에 따라 비구면미러(110)의 위치를 검출할 수 있다.The
만약, 상기 스위치(135b)가 눌러지면 비구면미러(110)가 파킹 위치(약 18도)에 있고, 상기 스위치(135b)가 돌출된 상태에서는 비구면미러(110)가 초기 위치로 향하거나 향해 있음을 알 수 있다.If the
이는 상기 스위치(135b)가 상기 케이싱(135a)과 전기적으로 연결되고, 상기 케이싱(135a)은 구동 모터(131)와 연결되어 전술한 일련의 동작을 수행할 수 있다.In this case, the
여기서, 상기 스위치(135b)는 조인트 부재(134)의 스토퍼(134b)와 수평 선상에 위치한다. 이에 따라, 상기 스토퍼(134b)는 구동 모터(131)의 동작에 의해 전, 후방으로 이동하는 리니어 축(132)과 연동되어 움직인다.Here, the
그로 인하여, 상기 스토퍼(134b)가 상기 스위치(135b)와 닿으면 비구면미러(110)의 현재 위치를 검출할 수 있게 되는 것이다.Accordingly, when the
한편, 본 발명의 구동부(130)의 초기화 매커니즘은, 상기 스위치(135b)와 스토퍼(134b)가 스위칭되는 방식 이외에, 스톨(stall) 전류 감지 방식으로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the initialization mechanism of the
고정편(136)은 구동부(130)의 상부에 중공을 갖는 형상으로 형성된다. 이러한 고정편(136)의 중앙에 형성된 홀 사이로 탄성부(170)의 일단이 연결된다. 그리고 상기 탄성부(170)의 타단은 체결편(113)과 연결된다.The fixing
이에 따라 상기 탄성부(170)는 수평으로 고정된다. 이때, 상기 탄성부(170)는 비구면미러(110)의 회전 구동력에 대응하는 탄성력을 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 탄성부(170)는 구동 모터(131)의 부하를 저감시킬 수 있다.Accordingly, the
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈에 있어서, 구성 간 작동 관계를 나타낸 도면이고, 도 6은 구동부가 설치되는 위치를 나타낸 도면이다.4 and 5 are diagrams illustrating an operation relationship between components in a driving module of a head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating a position in which a driving unit is installed.
도 4는 비구면미러(110)의 초기 위치(0도)를 나타내고, 도 5는 비구면미러(110)의 파킹 위치(예: -18도, +/-는 방향)를 나타낸다.4 shows an initial position (0 degrees) of the
탄성부(170)는 리니어 액추에이터인 구동부(130)의 스크류 백래시와, 구형 조인트(134a)의 내부 유격을 상쇄시킬 수 있는 구조로 이루어진다.The
구동부(130)는 도 4 및 도 5에 도시된 것처럼, 비구면미러(110)의 후면 중앙 하단에 위치한다.As shown in FIGS. 4 and 5 , the driving
이와 반면에, 상기 구동부(130)는 도 6에 도시된 것처럼 비구면미러(110)의 전면 좌, 우측 하단에 각각 위치할 수도 있다. 이때, 상기 구동부(130)의 설치 위치는 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 내부 공간에 따라 변경될 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 6 , the driving
구동 모듈의 작동 관계Operational relationship of the drive module
구동부(130)의 구동 모터(131)는 스텝 모터로 이루어지며, 리드스크류(리니어 축, 132)에 의하여 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시킨다.The driving
초기화 작동 관계는 크게, 액추에이터(구동부; 130)의 최종 동작 상태 확인(S100), 원점 인식(S200), 초기화 위치(S300) 및 이송 동작(S400)의 순서로 전개된다.The initialization operation relationship is largely developed in the order of confirming the final operation state of the actuator (driver) 130 ( S100 ), recognizing the origin ( S200 ), the initialization position ( S300 ), and the transfer operation ( S400 ).
다음으로, 원점 인식(S200) 단계에서는, 구동부(130)가 0mm로 이동하여 스토퍼(134b)에 접촉한다. 이는 스톨(stall) 기능으로 스토퍼 접촉 시 구동 모터(131)가 정지된다. 구동 모터(131)가 정지된 후에는 위치값을 확인하여 원점으로 세팅한다.Next, in the origin recognition (S200) step, the driving
다음으로, 초기화 위치(Initial Position) 단계(S300)는, 구동부(130)가 6mm로 이동하여 초기화를 완료한다.Next, in the Initial Position step ( S300 ), the driving
마지막으로, 이송 동작(S400)은 명령에 따라 전, 후진을 수행한다.Finally, the transfer operation S400 performs forward and backward according to a command.
상기 구동부(130)의 구동 방식은 아래의 2 종류로 살펴볼 수 있다. The driving method of the
스위치(135b)를 통해 비구면미러(110)의 초기 위치를 확인하는 방식이거나, 모터 스톨(stall) 전류 감지를 통해 비구면미러(110)의 초기 위치를 확인하는 방법이 그렇다.A method of confirming the initial position of the
먼저, 스위치(135b)를 통한 초기 위치 확인하는 방식의 순서는 '제어기 작동→구동 신호에 따라 모터 회전 운동→구동부(130)의 리니어 모션 구동→구형 조인트를 통해 비구면미러의 구동→스위치로 초기 위치 감지→정해진 위치로 비구면미러를 회전 운동' 과정을 거친다.First, the order of the method of checking the initial position through the
다음으로, 모터 스톨(stall)전류 감지를 통한 초기 위치를 확인하는 방식의 순서는 '제어기 작동→구동 신호에 따라 모터 회전 운동→모터 스톨(stall) 전류 감지를 통한 비구면미러의 초기 위치 확인→정해진 위치로 비구면미러를 회전 운동' 과정을 거친다.Next, the order of checking the initial position through motor stall current detection is 'controller operation → motor rotational movement according to the drive signal → initial position of the aspherical mirror through motor stall current detection → determined Rotate the aspherical mirror to position.
헤드업 디스플레이 장치(스크린 + 비구면미러 + 로어 케이스 장착 구조)Head-up display device (screen + aspherical mirror + lower case mounting structure)
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 있어서, 비구면미러와 로어 케이스 간의 장착 모습을 나타낸 도면이다.7 and 8 are views illustrating a mounting state between an aspherical mirror and a lower case in the head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 7 및 도 8을 병행 참조하면, 차량용 헤드업 디스플레이 장치는 로어 케이스(140), 구동 모듈(구동부; 130, 탄성부; 170) 및 스크린(150)을 포함한다.7 and 8 , the head-up display device for a vehicle includes a
비구면미러(110)는 로어 케이스(140)에 회동 가능하게 연결되도록 양단에 구형 마운트(111)가 형성된다.Spherical mounts 111 are formed at both ends of the
로어 케이스(140)는 상기 구형 마운트(111)와 대응되는 부위에 V 블록을 형성한다. 이때, 상기 비구면미러(110)는 x, y, z축과 β, γ 회전 방향이 구속된다. 즉, 상기 비구면미러(110)는 α 회전 방향만 허용된다.The
구동 모듈은 구동부(130)와 탄성부(170)를 포함한다. 이때, 상기와 같은 구성들은 전술된 구동 모듈과 동일하므로 이와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.The driving module includes a
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 있어서, 스크린에 판 스프링이 장착된 모습을 나타낸 도면이다.9 and 10 are views illustrating a state in which a plate spring is mounted on a screen in a head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 9 및 도 10을 병행 참조하면, 스크린(150)은 로어 케이스(도 7의 140)와 연결된다.9 and 10 in parallel, the
이때, 상기 스크린(150)은 비구면미러(도 6, 7의 110)의 구형 마운트(도 6, 7의 111) 변위를 제한하기 위하여, 판 스프링(152)을 구비한다.At this time, the
이러한 판 스프링(152)은 상기 스크린(150)에 구비된 체결공(151)과 탈착 가능한 스냅 핏 체결 구조로 이루어진다.The
상기 판 스프링(152)은 누름부(152a)와, 후크부(152b)로 이루어진다.The
누름부(152a)는 상기 체결공(151)으로부터 소정의 간격만큼 하부로 돌출되며, 상기 구형 마운트(도 6, 7의 111)와 직접 닿는 부위이다.The
후크부(152b)는 상기 판 스프링(152)이 상기 체결공(151)에 견고하게 고정되도록 상기 체결공(151)에 스냅 핏 체결된다.The
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 있어서, 비구면미러를 사이에 두고 판 스프링이 장착된 스크린과 로어 케이스가 상호 체결된 모습을 나타낸 도면이다.11 is a view illustrating a state in which a screen equipped with a leaf spring and a lower case are coupled to each other with an aspherical mirror interposed therebetween in the head-up display device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 스크린(150)의 판 스프링(152)은 비구면미러(110)의 구형 마운트(111) 변위를 소정의 고정력으로 제한한다.Referring to FIG. 11 , the
이때, 로어 케이스(140)는 상기 구형 마운트(111)의 직경(D)보다 상대적으로 높은 높이(L2)를 갖는 수직 체결홈(141)을 구비한다.At this time, the
상기 수직 체결홈(141)은 상기 스크린(150)과 볼팅 체결된다.The
여기서, 상기 판 스프링(152)은 상기 수직 체결홈(141)의 높이(L2)와 상기 구형 마운트(111)의 직경(D) 차만큼 상기 구형 마운트(111)와 접하는 방향으로 돌출된다.Here, the
즉, 상기 판 스프링(152)은 돌출된 길이(L1)만큼의 힘(F)으로 상기 구형 마운트(111)를 고정한다.That is, the
다시 말해, 판 스프링(152)이 조립된 스크린(150)을 로어 케이스(140)에 볼팅(B) 결합하면, 볼팅 결합이 파손될 정도의 충격량이 가해지지 않는 한, 비구면미러(110)의 구동 마운트(161)는 상기 판 스프링(152)의 돌출된 길이(L1)만큼만 움직이게 된다.In other words, when the
여기서, 상기 판 스프링(152)의 오버랩량인 돌출된 길이(L1)만큼에 해당하는 힘(F)이 비구면미러(110)의 고정력으로 작용하게 된다.Here, a force F corresponding to the overlapping amount of the
전술한 바와 같이, 본 발명은 비구면미러에 직접적으로 인장 스프링의 탄성력을 적용하여, 한 번에 리드스크류의 백래시, 구형 조인트의 내부 유격을 제거할 수 있다.As described above, in the present invention, the backlash of the lead screw and the internal play of the spherical joint can be removed at once by applying the elastic force of the tension spring directly to the aspherical mirror.
특히, 본 발명은 리니어 축의 피치를 조밀하게 함으로써 틸팅(tilting)의 분해능을 정밀할 수 있다.In particular, according to the present invention, the resolution of tilting can be precise by making the pitch of the linear axis dense.
그리고, 본 발명은 스페리컬 조인트를 사용하여 리니어 축을 갖는 구동부의 직선운동을 비구면미러의 회전운동으로 쉽게 변환시킬 수 있다.And, the present invention can easily convert the linear motion of the driving unit having a linear axis into the rotational motion of the aspherical mirror by using the spherical joint.
또한, 본 발명은 하나의 스프링으로 이루어진 탄성부를 통해, 구동과 관련한 접촉 부위의 오차 요소를 줄이고, 구동부의 부하를 저감시킬 수 있다.In addition, the present invention can reduce the error factor of the contact portion related to driving through the elastic part made of a single spring, and reduce the load on the driving part.
아울러, 본 발명은 볼팅 결합이 파손될 정도의 외부 충격이 가해지지 않는 한, 판 스프링의 오버랩량만큼 비구면미러의 변위를 제한함으로써, 비구면미러의 고정 부위를 유격 없이 효과적으로 고정할 수 있다.In addition, the present invention limits the displacement of the aspherical mirror by the amount of overlap of the leaf spring as long as an external shock to the extent of breaking the bolting connection is not applied, thereby effectively fixing the fixed portion of the aspherical mirror without play.
본 발명은 전술한 실시 예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical spirit of the present invention.
110: 비구면미러
111: 구형 마운트
112: 브래킷 마운트
113: 체결편
120: 조인트 브래킷
130: 구동부
131: 구동 모터
132: 리니어 축
133: 하우징
134: 조인트 부재
134a: 구형 조인트
134b: 스토퍼
135: 위치검출부재
135a: 케이싱
135b: 스위치
136: 고정편
140: 로어 케이스
141: 수직 체결홈
150: 스크린
151: 체결공
152: 판 스프링
152a: 누름부
152b: 후크부
160: 폴딩미러
170: 탄성부110: aspherical mirror 111: spherical mount
112: bracket mount 113: fastening piece
120: joint bracket 130: drive unit
131: drive motor 132: linear axis
133: housing 134: joint member
134a: spherical joint 134b: stopper
135:
135b: switch 136: batten
140: lower case 141: vertical fastening groove
150: screen 151: fastener
152:
152b: hook 160: folding mirror
170: elastic part
Claims (19)
리니어 축의 전, 후진 동작에 따라 상기 비구면미러의 회전 각도를 조절하며, 상기 리니어 축의 단부에 조인트 부재를 갖는 구동부;
상기 브래킷 마운트와 조인트 부재 사이에 배치되는 조인트 브래킷; 및
상기 구동부와 비구면미러 사이에 수평으로 연결되어 탄성력을 제공하는 탄성부를 포함하는 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈.
Aspheric mirror having a bracket mount in some sections;
a driving unit that adjusts the rotation angle of the aspherical mirror according to the forward and backward motions of the linear shaft and has a joint member at an end of the linear shaft;
a joint bracket disposed between the bracket mount and the joint member; and
A driving module for a head-up display device for a vehicle comprising an elastic part horizontally connected between the driving part and the aspherical mirror to provide an elastic force.
상기 탄성부는
상기 비구면미러의 회전 구동력과 대응하는 탄성력을 갖는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈.
According to claim 1,
the elastic part
The driving module of the head-up display device for a vehicle having an elastic force corresponding to the rotational driving force of the aspherical mirror.
상기 탄성부는
상기 구동부에 고정된 상태에서 상기 비구면미러와 탈착 가능한 형태로 이루어지는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈.
According to claim 1,
The elastic part
A driving module of a head-up display device for a vehicle that is formed in a form detachable from the aspherical mirror while being fixed to the driving unit.
상기 탄성부는
상기 리니어 축과 이격된 상태로 직선운동 하는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈.
According to claim 1,
The elastic part
A driving module of a head-up display device for a vehicle that linearly moves while being spaced apart from the linear axis.
상기 구동부는 고리 형상의 고정편을 포함하고, 상기 비구면미러는 'ㄷ'자 형상의 체결편을 포함하며,
상기 탄성부는 상기 고정편과 체결편 사이에서 연결되는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈.
According to claim 1,
The driving unit includes a ring-shaped fixing piece, and the aspherical mirror includes a 'C'-shaped fastening piece,
The driving module of the head-up display device for a vehicle in which the elastic part is connected between the fixing piece and the fastening piece.
상기 구동부는
상기 리니어 축의 단부에 연결되는 구형 조인트와, 상기 구형 조인트의 측면에 돌출되는 스토퍼를 갖는 조인트 부재; 및
상기 리니어 축의 주변에 배치되되, 상기 조인트 부재의 스토퍼와 접촉이 가능한 위치검출부재를 포함하는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈.
According to claim 1,
the driving unit
a joint member having a spherical joint connected to an end of the linear shaft and a stopper protruding from a side surface of the spherical joint; and
The driving module of the head-up display device for a vehicle that is disposed on the periphery of the linear shaft, and includes a position detecting member that is in contact with the stopper of the joint member.
상기 위치검출부재는
케이싱과,
상기 케이싱으로부터 돌출 형성되어 상기 스토퍼와 수평면 상에서 접촉하는 스위치를 포함하며,
상기 구동부는
상기 스토퍼와 스위치의 상호 접촉 여부에 따라 상기 비구면미러의 회전 각도를 조절하는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈.
7. The method of claim 6,
The position detection member is
casing and
It is formed to protrude from the casing and includes a switch in contact with the stopper on a horizontal plane,
the driving unit
A driving module for a head-up display device for a vehicle that adjusts the rotation angle of the aspherical mirror according to whether the stopper and the switch are in mutual contact.
상기 구동부는
상기 비구면미러의 전방측 중앙 하단부 양단에 각각 고정 결합되는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈.
According to claim 1,
the driving unit
A driving module of a head-up display device for a vehicle that is fixedly coupled to both ends of the front central lower end of the aspherical mirror.
상기 브래킷 마운트는
상기 비구면미러의 후방측 중앙 하단부에 형성되고,
상기 조인트 브래킷은
상기 브래킷 마운트에 고정 결합되는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈.
According to claim 1,
The bracket mount is
It is formed in the lower center of the rear side of the aspherical mirror,
The joint bracket is
A driving module of a head-up display device for a vehicle that is fixedly coupled to the bracket mount.
상기 조인트 브래킷은
상기 브래킷 마운트에 탈착 가능한 구조로 이루어지는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈.
According to claim 1,
The joint bracket is
The driving module of the head-up display device for a vehicle that is made of a structure detachable to the bracket mount.
상기 구동부와 비구면미러 사이에 수평으로 연결되어 탄성력을 제공하는 탄성부를 포함하며,
상기 구동부는 상기 비구면미러의 전, 후방에 각각 배치되되, 상호 중첩되지 않는 구간에서 상기 비구면미러와 점 접촉하는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈.
A driving unit for adjusting the rotation angle of the aspherical mirror;
and an elastic part horizontally connected between the driving part and the aspherical mirror to provide an elastic force,
The driving unit is disposed at the front and rear of the aspherical mirror, respectively, and the driving module of the head-up display device for a vehicle is in point contact with the aspherical mirror in a non-overlapping section.
상기 구동부는
리니어 축을 갖는 구동 모터와,
상기 리니어 축의 단부에 연결된 구형 조인트를 포함하며,
상기 비구면미러는 상기 구형 조인트와 연결되는 조인트 브래킷을 포함하는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈.
12. The method of claim 11,
the driving unit
a drive motor having a linear axis;
a spherical joint connected to an end of the linear shaft;
The driving module of the head-up display device for a vehicle, wherein the aspherical mirror includes a joint bracket connected to the spherical joint.
상기 구동부는
상기 비구면미러의 전방측 양단과, 상기 비구면미러의 후방측 중앙 하단부에 각각 고정 결합되고, 상호 연동되는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 모듈.
12. The method of claim 11,
the driving unit
A driving module for a head-up display device for a vehicle that is fixedly coupled to both ends of the front side of the aspherical mirror and a lower center of the rear side of the aspherical mirror, respectively, and is interlocked.
상기 로어 케이스에 회동 가능하게 연결된 비구면미러의 회전 각도를 조절하고, 리니어 축의 전, 후진 동작에 따라 상기 비구면미러의 회전 각도를 조절하는 구동 모듈; 및
상기 로어 케이스와 연결되되, 상기 구형 마운트 변위를 소정의 고정력으로 제한하는 판 스프링을 구비하는 스크린을 포함하는 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
lower case;
a driving module for adjusting the rotation angle of the aspherical mirror rotatably connected to the lower case and adjusting the rotation angle of the aspherical mirror according to the forward and backward motions of the linear shaft; and
Doedoe connected to the lower case, the head-up display device for a vehicle comprising a screen having a leaf spring for limiting the displacement of the spherical mount to a predetermined fixing force.
상기 구동 모듈은
상기 리니어 축의 단부에 조인트 부재를 갖는 구동부;
상기 구동부와 비구면미러 사이에 수평으로 연결되어 탄성력을 제공하는 탄성부를 포함하는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
15. The method of claim 14,
The driving module is
a driving unit having a joint member at an end of the linear shaft;
The head-up display device for a vehicle comprising an elastic part horizontally connected between the driving part and the aspherical mirror to provide an elastic force.
상기 구동부는
상기 리니어 축의 단부에 연결되는 구형 조인트와, 상기 구형 조인트의 측면에 돌출되는 스토퍼를 갖는 조인트 부재; 및
상기 리니어 축의 주변에 배치되되, 상기 조인트 부재의 스토퍼와 접촉하는 스위치를 갖는 위치검출부재를 포함하는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
16. The method of claim 15,
the driving unit
a joint member having a spherical joint connected to an end of the linear shaft and a stopper protruding from a side surface of the spherical joint; and
A head-up display device for a vehicle that is disposed around the linear shaft, and includes a position detecting member having a switch in contact with a stopper of the joint member.
상기 구동부는
상기 스토퍼와 스위치의 상호 접촉 여부에 따라 상기 비구면미러의 회전 각도를 조절하는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
17. The method of claim 16,
the driving unit
A head-up display device for a vehicle that adjusts the rotation angle of the aspherical mirror according to whether the stopper and the switch are in mutual contact.
상기 로어 케이스는
상기 구형 마운트의 직경보다 상대적으로 높은 높이를 갖는 수직 체결홈을 구비하며, 상기 수직 체결홈은 상기 스크린과 볼팅 체결되는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
15. The method of claim 14,
The lower case is
and a vertical fastening groove having a height relatively higher than the diameter of the spherical mount, wherein the vertical fastening groove is bolted to the screen.
상기 판 스프링은
상기 수직 체결홈의 높이와 상기 구형 마운트의 직경 차만큼 상기 구형 마운트와 접하는 방향으로 돌출되어, 상기 구형 마운트를 고정하는 것인 차량용 헤드업 디스플레이 장치.19. The method of claim 18,
The leaf spring is
A head-up display device for a vehicle that protrudes in a direction in contact with the spherical mount by a difference between the height of the vertical fastening groove and the diameter of the spherical mount to fix the spherical mount.
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---|---|---|---|
KR1020190172516A KR20210080113A (en) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | Actuator module and head-up display apparatus for vehicle comprising the same |
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN114637114A (en) * | 2021-12-09 | 2022-06-17 | 上海欧菲智能车联科技有限公司 | Image adjusting device, head-up display and automobile |
-
2019
- 2019-12-20 KR KR1020190172516A patent/KR20210080113A/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN114637114A (en) * | 2021-12-09 | 2022-06-17 | 上海欧菲智能车联科技有限公司 | Image adjusting device, head-up display and automobile |
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