KR101640579B1 - 헤드업 디스플레이 - Google Patents

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김지훈
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콘티넨탈 오토모티브 일렉트로닉스 유한회사
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Abstract

헤드업 디스플레이에 관한 발명이 개시된다. 개시된 헤드업 디스플레이는: 케이스와, 케이스에 구비되는 영상출력부와, 영상출력부에서 출력되는 영상을 윈드 쉴드에 표시되게 하는 반사부 및 반사부의 각도를 조절하는 각도조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

헤드업 디스플레이{HEAD-UP DISPLAY}
본 발명은 헤드업 디스플레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는 윈드 쉴드에 생성되는 가상이미지의 흔들림을 방지하여 안전 및 편의성을 도모할 수 있는 헤드업 디스플레이에 관한 것이다.
차량 주행 중 운전자의 안전을 위하여 차량의 주행 정보와 주변 상황 등을 효과적으로 운전자에게 전달해주는 방법으로 개발 중인 여러 시스템이 있는데, 그 중 헤드업 디스플레이 장치가 주요 관심사가 되고 있다.
헤드업 디스플레이 장치란 차량 주행 중 운전자의 정면, 즉 운전자의 눈 높이에 따른 시선을 벗어나지 않는 범위 내에 차량의 주행 정보나 네비게이션 정보 등과 같은 차량 주행에 관련된 정보를 제공하는 장치를 말한다.
헤드업 디스플레이 장치는 차량의 윈드 쉴드나 컴바이너로부터 소정 거리만큼 떨어진 지점에 계기판의 정보나 네비게이션 정보 등과 관련된 가상 영상을 형성함으로써, 운전자로 하여금 운전 중에 전방 시야를 유지하면서도 차량 주행에 관련된 정보를 용이하게 인지할 수 있도록 한다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제2005-0010429호(2005.01.27., 발명의 명칭 : 헤드업디스플레이 영상 위치조절장치) 가 있다.
본 발명의 목적은 반사부의 안정적인 회전 및 회전 방향 흔들림을 방지할 수 있어 윈드 쉴드에 생성되는 가상이미지의 흔들림을 방지할 수 있는 헤드업 디스플레이를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이는: 케이스와, 상기 케이스에 구비되는 영상출력부와, 상기 영상출력부에서 출력되는 영상을 윈드 쉴드에 표시되게 하는 반사부 및 상기 반사부의 각도를 조절하고, 상기 반사부를 기구적으로 구속시키는 각도조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반사부는 상기 케이스에 힌지 연결되도록 힌지축이 구비되고, 상기 각도조절부는 상기 반사부에 구비되는 작동축 및 상기 작동축에 연결되고, 상기 힌지축을 중심으로 상기 반사부를 회동시키는 회동구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회동구동부는 구동모터와, 상기 구동모터에 의해 회전되는 웜기어와, 상기 웜기어와 치합되고, 상기 웜기어의 회전시 상기 웜기어의 길이방향을 직선운동되며, 상기 작동축과 연결되는 스키퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회동구동부는 상기 회동구동부를 상기 케이스에 고정하고, 상기 스키퍼의 이동시 흔들림을 방지하는 가이드프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가이드프레임은 상기 구동모터가 안착되는 모터안착부와, 상기 웜기어가 안착되는 기어안착부로 이루어지고, 상기 모터안착부와 상기 기어안착부는 격벽에 의해 분리되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이는 반사부의 각도조절구조가 구동모터에 의한 윔기어로 이루어져 반사부의 안정적인 회전은 물론, 반사부를 기구적으로 강력하게 구속할 수 있어 윈드 쉴드에 생성되는 가상이미지의 흔들림을 방지할 수 있다. 이로 인해, 흔들림없는 깨끗하고 선명한 영상을 운전자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 반사부의 각도를 조절하는 회동구동부가 가이드프레임에 의해 케이스에 고정되어 구동모터의 진동을 방지할 수 있고, 가이드프레임에는 구동모터와 웜기어측을 구획하는 격벽이 구비되어 구동모터의 진동 전달이 방지되므로 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 작동상태도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 작동상태도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이(100)는 케이스(110), 영상출력부(120), 반사부(140) 및 각도조절부(150)를 포함한다.
케이스(110)는 차량에 장착되고, 영상출력부(120), 반사부(140) 및 각도조절부(150)는 케이스(110) 내부에 장착된다. 이러한 케이스(110)는 상부가 개구된 직육면체 형상으로 형성된다.
영상출력부(120)는 케이스(110)에 고정 설치되어 영상을 생성하여 출력한다. 그리고, 반사부(140)는 영상출력부(120)에서 출력되는 영상을 윈드 쉴드에 표시되도록 구성된다.
영상출력부(120)는 프로젝트 또는 디스플레이패널로 이루어질 수 있다. 도시하지 않았지만, 영상출력부(120)가 프로젝트로 이루어질 경우, 영상출력부(120)와 반사부(140) 사이에는 출력되는 영상이 맺히고 투영되는 스크린이 구비된다.
반사부(140)는 비구면미러로 이루어져 영상출력부(120)의 영상을 반사하여 가상이미지가 윈드 쉴드에 표시되게 한다.
이때, 영상출력부(120)와 반사부(140) 사이에는 평면미러(130)가 구비된다. 평면미러(130)는 영상출력부(120)에서 출력되는 영상을 반사하여 반사부(140)로 전달한다.
그리고, 반사부(140)는 각도조절부(150)에 의해 각도가 조절된다. 이는 각도조절부(150)에 의해 반사부(140)의 각도를 조절하여 운전자의 시야에 맞게 영상의 위치를 조절할 수 있게 한다. 또한, 각도조절부(150)는 반사부(140)를 기구적으로 구속시켜 흔들림을 방지할 수 있다.
이러한 각도조절부(150)는 도 2에서 도시된 바와 같이 반사부(140)에 구비되는 작동축(152) 및 작동축(152)에 연결되고 힌지축(145)을 중심으로 반사부(140)를 회동시키는 회동구동부(154)를 포함한다. 작동축(152)은 반사부(140)의 측면에 돌출 형성된다. 반사부(140)에는 케이스(110)에 힌지 연결되도록 힌지축(145)이 구비된다.
힌지축(145)은 케이스(110)의 측면 중앙에 돌출 형성되고, 작동축(152)은 힌지축(145)의 하부에 형성된다. 물론, 작동축(152)은 힌지축(145)의 상부에 형성될 수도 있다.
회동구동부(154)는 구동모터(155)와 구동모터(155)에 의해 회전되는 웜기어(156) 및 웜기어(156)와 치합되고, 웜기어(156)의 회전시 웜기어(156)의 길이방향으로 직선운동되며, 작동축(152)과 연결되는 스키퍼(157)를 포함한다. 작동축(152)의 단부는 베어링(153)이 구비되고, 작동축(152)과 연결되는 스키퍼(157)는 베어링(153)의 전후에 접하는 연결편(158)이 형성된다. 따라서, 도 3에서 도시된 바와 같이 스키퍼(157)의 직선운동시 반사부(140)는 힌지축(145)을 중심으로 회동되어 각도가 조절될 수 있다.
회동구동부(154)는 회동구동부(154)를 케이스(110)에 고정하고 스키퍼(157)의 이동시 흔들림을 방지하는 가이드프레임(160)을 포함한다. 가이드프레임(160)은 구동모터(155)가 안착되는 모터안착부(162)와, 웜기어(156)가 안착되는 기어안착부(164)로 이루어지고, 모터안착부(162)와 기어안착부(164)는 격벽(165)에 의해 분리된다. 격벽(165)은 구동모터(155)에서 발생되는 진동의 전달을 방지하여 반사부(140)의 흔들림을 방지할 수 있다.
그리고, 가이드프레임(160)의 가장자리에는 케이스(110)와 결합되기 위한 고정브라켓(167)이 형성된다. 고정브라켓(167)은 굴절되어 케이스(110)의 바닥면에 밀착되며, 체결부재에 의해 결합된다.
스키퍼(157)는 제한부(170)에 의해 이동구간이 제한된다. 제한부(170)는 스키퍼(157)에 형성되는 제한홈부(172) 및 가이드프레임(160)에 구비되는 접촉부재(174)를 포함한다. 제한홈부(172)는 접촉부재(174)의 폭보다 넓게 형성되고, 스키퍼(157)의 이동시 제한홈부(172)의 내측면이 접촉부재(174)에 접촉됨으로써, 이동구간을 제한할 수 있다.
이하, 상기한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
케이스(110)는 차량의 대시보드에 장착되고, 내부에는 영상출력부(120)와 반사부(140)가 구비되어 영상출력부(120)에서 출력되는 차량의 주행정보 관련 영상을 운전자에게 제공할 수 있다.
영상출력부(120)에서 출력되는 영상은 평면미러(130)에 의해 반사되어 비구면미러로 이루어진 반사부(140)에 의해 반사되어 윈드 쉴드로 전달된다. 이로 인해 운전자는 윈드 쉴드의 주 시야 부분을 통해 주행정보를 제공받을 수 있다.
그리고, 윈드 쉴드에 생성되는 가상이미지는 각도조절부(150)에 의해 위치가 변경될 수 있다. 이를 살펴보면 도 3에서 도시된 바와 같이 구동모터(155)의 작동에 의해 웜기어(156)가 회전하게 되면, 웜기어(156)의 회전에 따라 스키퍼(157)가 웜기어(156)의 길이방향으로 직선운동하게 되고, 스키퍼(157)의 직선운동에 의해 작동축(152)이 이동되므로 반사부(140)는 힌지축(145)을 중심으로 회동될 수 있다.
이러한 작동에 의해 운전자는 윈드 쉴드에 생성된 가상이미지의 위치를 변경할 수 있다.
이처럼 웜기어(156)의 회전에 의해 반사부(140)의 각도를 조절할 수 있어 보다 정확한 각도조절이 가능하고, 반사부(140)의 고정시에도 웜기어(156)와 스키퍼(157)가 치합된 상태을 유지하므로 반사부(140)의 유동을 기구적으로 강력하게 구속할 수 있어 윈드 쉴드에 생성된 가상이미지의 흔들림을 방지할 수 있다.
그리고, 구동모터(155)와 웜기어(156)는 가이드프레임(160)에 의해 케이스(110)에 견고히 고정될 있어 흔들림을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 가이드프레임(160)에는 구동모터(155)가 안착되는 모터안착부(162)와 웜기어(156)가 안착되는 기어안착부(164)로 구획되고, 사이에 격벽(165)이 형성되어 구동모터(155)의 진동이 전달되지 않으므로 반사부(140)의 흔들림을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이에 의하면, 반사부의 각도조절구조가 구동모터에 의한 윔기어로 이루어져 반사부의 안정적인 회전은 물론, 반사부를 기구적으로 강력하게 구속할 수 있어 윈드 쉴드에 생성되는 가상이미지의 흔들림을 방지할 수 있다. 이로 인해, 흔들림없는 깨끗하고 선명한 영상을 운전자에게 제공할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 헤드업 디스플레이 110 : 케이스
120 : 영상출력부 130 : 평면미러
140 : 반사부 145 : 힌지축
150 : 각도조절부 152 : 작동축
153 : 베어링 154 : 회동구동부
155 : 구동모터 156 : 웜기어
157 : 스키퍼 158 : 연결편
160 : 가이드프레임 162 : 모터안착부
164 : 기어안착부 165 : 격벽
167 : 고정브라켓 170 : 제한부
172 : 제한홈부 174 : 접촉부재

Claims (5)

  1. 케이스와, 상기 케이스에 구비되는 영상출력부와, 상기 영상출력부에서 출력되는 영상을 윈드 쉴드에 표시되게 하는 반사부 및 상기 반사부의 각도를 조절하고, 상기 반사부를 기구적으로 구속시키는 각도조절부를 포함하고;
    상기 반사부는 상기 케이스에 힌지 연결되도록 힌지축이 구비되며;
    상기 각도조절부는 상기 반사부에 구비되는 작동축; 및
    상기 작동축에 연결되고, 상기 힌지축을 중심으로 상기 반사부를 회동시키는 회동구동부를 포함하고;
    상기 회동구동부는 구동모터;
    상기 구동모터에 의해 회전되는 웜기어; 및
    상기 웜기어와 치합되고, 상기 웜기어의 회전시 상기 웜기어의 길이방향을 직선운동되며, 상기 작동축과 연결되는 스키퍼를 포함하며;
    상기 회동구동부는 상기 회동구동부를 상기 케이스에 고정하고, 상기 스키퍼의 이동시 흔들림을 방지하는 가이드프레임을 포함하고;
    상기 스키퍼는 제한부에 의해 이동구간이 제한되며;
    상기 제한부는 상기 스키퍼에 형성되는 제한홈부; 및
    상기 가이드프레임에 구비되는 접촉부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 가이드프레임은 상기 구동모터가 안착되는 모터안착부;
    상기 웜기어가 안착되는 기어안착부로 이루어지고;
    상기 모터안착부와 상기 기어안착부는 격벽에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이.
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