KR101664882B1 - 헤드업 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR101664882B1
KR101664882B1 KR1020140173822A KR20140173822A KR101664882B1 KR 101664882 B1 KR101664882 B1 KR 101664882B1 KR 1020140173822 A KR1020140173822 A KR 1020140173822A KR 20140173822 A KR20140173822 A KR 20140173822A KR 101664882 B1 KR101664882 B1 KR 101664882B1
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오형석
금병직
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현대오트론 주식회사
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K37/00—Dashboards
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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Abstract

본 발명은 헤드업 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 차체에 장착되는 하우징부와, 하우징부에 내장되는 광원부와, 하우징부에 장착되고 광원부에서 조사되는 광을 투과시키는 스크린부와, 하우징부에 장착되고 스크린부를 통과한 영상을 차량유리창으로 반사시키는 반사부와, 하우징부에 장착되고 외부광이 스크린부에 도달되지 않도록 외부광을 차단하는 차광부를 포함하여, 외부광에 의한 스크린부의 손상을 방지할 수 있다.

Description

헤드업 디스플레이 장치{HEAD-UP DISPLAY DEVICE}
본 발명은 헤드업 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부광의 유입에 위한 스크린 손상을 방지하는 헤드업 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 운전 중 운전자의 안전을 제공하고 차량주행정보와 주변상황 정보를 효과적으로 운전자에게 전달해주는 장치로 헤드업 디스플레이 장치(Head-Up Display Device)가 있다.
헤드업 디스플레이 장치는 차량이나 항공기 주행 중 운전자 정면 즉, 운전자의 주 시야선을 벗어나지 않는 범위에서 차량주행정보나 기타 정보를 제공하는 시스템이다.
차량용 헤드업 디스플레이 장치는 스크린을 통해 투영되는 영상(차량주행정보나 기타 정보)이 차량유리창의 운전자 주시야 부분에 나타나게 하여 운전자가 운전 중에도 쉽게 주행정보를 파악할 수 있도록 한다.
종래에는 태양광과 같은 외부광의 조사각과 차량의 주행위치에 따라 외부광이 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 유입될 수 있다. 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 유입된 외부광이 장시간 스크린에 조사되면 스크린의 손상을 유발할 수 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2010-0044526호(2010.04.30 공개, 발명의 명칭 : 차량용 헤드 업 디스플레이 장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 외부광의 유입에 위한 스크린 손상을 방지하는 헤드업 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 장치는: 차체에 장착되는 하우징부; 상기 하우징부에 내장되는 광원부; 상기 하우징부에 장착되고, 상기 광원부에서 조사되는 광을 투과시키는 스크린부; 상기 하우징부에 장착되고, 상기 스크린부를 통과한 영상을 차량유리창으로 반사시키는 반사부; 및 상기 하우징부에 장착되고, 외부광이 상기 스크린부에 도달되지 않도록 외부광을 차단하는 차광부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반사부는: 상기 하우징부에 장착되고, 상기 스크린부를 통과한 영상을 반사하는 평면반사부; 및 상기 하우징부에 장착되고, 상기 평면반사부에서 반사된 영상을 상기 차량유리창으로 반사하는 비구면반사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차광부는 상기 하우징부에 장착되고, 외부광이 상기 평면반사부로 유입됨을 차단하는 것을 특징으로 한다.
상기 차광부는: 상기 하우징부에 장착되고, 길이가 가변되는 차광가변부; 및 상기 차광가변부에 결합되고, 상기 차광가변부와 연동되어 이동되며, 상기 비구면반사부에서 반사되어 상기 평면반사부로 향하는 외부광의 이동경로상에 선택적으로 배치되어 외부광의 투과를 제한하는 차광필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차광부는: 상기 하우징부에 장착되고, 상기 차광필터부를 안내하는 차광가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 차광부는: 상기 하우징부에 장착되고, 상기 차광필터부의 이동을 제한하는 차광스토퍼부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 장치는: 상기 차체에 장착되고, 외부광을 감지하는 센서부; 및 상기 센서부의 감지신호를 수신하여 상기 차광부의 작동을 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 센서부는 전방위에서 조사되는 외부광을 감지하고, 상기 제어부는 상기 센서부의 감지신호를 통해 상기 스크린부로 외부광의 유입 여부를 예측하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 장치는 차광부가 외부광을 차단하여 스크린부를 보호하고 영상의 선명도를 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 장치는 차광가변부의 구동으로 차광필터부가 외부광의 이동경로상에 선택적으로 배치되어 외부광을 차단할 수 있다.
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 장치는 차광가이드부에 의해 차광필터부가 안내됨으로써, 차광필터부의 유동이 억제되고, 설계된 위치로 차광필터부가 안내되는 효과가 있다.
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 장치는 차광스토퍼부에 의해 차광필터부의 이동이 제한되어 차광필터부와 평면반사부간의 충돌에 의한 부품손상을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 장치는 센서부가 외부광을 감지하여 외부광이 유입되는 경우에만 자동으로 차광부가 외부광을 차폐할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치를 통해 영상이 차량유리창에 투영되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치로 외부광이 유입되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치에서 차광부가 외부광의 유입을 차단한 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치에서 차광부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치에서 센서부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 장치의 실시예를 설명한다. 이러한 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 디스플레이 장치를 통해 영상이 차량유리창에 투영되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치로 외부광이 유입되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치에서 차광부가 외부광의 유입을 차단한 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치(1)는 하우징부(10)와, 광원부(20)와, 스크린부(30)와, 반사부(40)와, 차광부(50)를 포함한다.
하우징부(10)는 차체(100)에 장착된다. 일 예로, 하우징부(10)는 차량의 운전석 전방에 위치되는 인스트루먼트패널에 장착될 수 있다. 하우징부(10)에는 영상이 통과하는 출사부(11)가 형성될 수 있다. 출사부(11)를 통과한 영상은 차량유리창(200)에 도달할 수 있다.
광원부(20)는 하우징부(10)에 내장되어 광을 생성한다. 스크린부(30)는 하우징부(10)에 장착되고, 광원부(20)에서 조사되는 광을 투과시킨다. 스크린부(30)는 광원부(20)의 광을 이용하여 영상을 형성한다. 이러한 영상은 차량의 주행기록, 진행 방향, 도로 정보 등이 될 수 있다. 한편, 스크린부(30)에는 외부광에 의한 손상 방지를 위해 코팅층이 형성될 수 있다.
반사부(40)는 하우징부(10)에 장착되고, 스크린부(30)를 통과한 영상을 차량유리창(200)으로 반사시킨다. 일 예로, 반사부(40)는 스크린부(30)에서 생성된 영상을 출사부(11)로 안내하고, 출사부(11)를 통과한 영상은 차량유리창(200)에 도달될 수 있다. 그리고, 운전자는 차량유리창(200)에 도달된 영상을 인지할 수 있다.
차광부(50)는 하우징부(10)에 장착되고, 외부광이 스크린부(30)에 도달됨을 억제한다. 차광부(50)는 스크린부(30)의 영상을 투과시키고, 태양광과 같은 외부광이 스크린부(30)에 도달되는 것을 억제할 수 있다. 차광부(50)에 의해 외부광에 의한 스크린부(30)의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반사부(40)는 평면반사부(41)와 비구면반사부(42)를 포함한다. 평면반사부(41)는 하우징부(10)에 장착되고, 스크린부(30)를 통과한 영상을 비구면반사부(42)로 유도한다. 비구면반사부(42)는 평면반사부(41)에서 유도된 영상을 하우징부(10)의 외부로 유도한다. 평면반사부(41)에서 반사된 영상은 출사부(11)를 통과하여 차량유리창(200)에 도달할 수 있다.
일 예로, 평면반사부(41)는 스크린부(30)의 상방에 배치되고, 하우징부(10)에 형성되는 평면장착부(12)에 장착될 수 있다. 비구면반사부(42)는 하우징부(10)에 형성되는 비구면장착부(13)에 장착될 수 있다.
한편, 외부광은 영상이 차량유리창(200)에 도달되는 역방향으로 이동될 수 있다. 즉, 외부광은 비구면반사부(42)와 평면반사부(41)에 순차적으로 반사되어 스크린부(30)에 도달될 수 있다. 차광부(50)는 하우징부(10)에 장착되고, 외부광이 평면반사부(41)로 유입됨을 억제하여 외부광에 의한 스크린부(30)의 손상을 방지할 수 있다. 그 외, 차광부(50)는 외부광의 이동경로 상에 배치되어 스크린부(30)의 손상을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치에서 차광부를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치에서 센서부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차광부(50)는 차광가변부(51)와 차광필터부(52)를 포함한다.
차광가변부(51)는 하우징부(10)에 장착되고, 길이가 가변된다. 일 예로, 차광가변부(51)는 하우징부(10)에 형성되는 차광장착부(15)에 장착될 수 있다. 차광가변부(51)는 구동부(511)와, 구동부(511)에 장착되는 가변부(512)를 포함할 수 있다. 구동부(511)는 차광장착부(15)에 고정 설치될 수 있으며, 가변부(512)는 구동부(511)의 구동에 의해 평면반사부(41) 방향으로 길이가 변경될 수 있다. 모터의 구동에 의해 가변부(512)의 길이가 가변될 수 있다. 그 외, 유압 또는 공압에 의해 가변부(512)의 길이가 가변될 수 있다.
차광필터부(52)는 차광가변부(51)에 결합되고, 차광가변부(51)와 연동되어 이동된다. 차광필터부(52)는 비구면반사부(42)에서 반사되어 평면반사부(41)로 향하는 외부광의 이동경로상에 선택적으로 배치되어 외부광의 투과를 제한한다. 일 예로, 차광필터부(52)는 외부광의 투과를 차단하고, 스크린부(30)의 영상 투과를 허용하는 엔디필터(neutral density filter)가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차광부(50)는 차광가이드부(53)를 더 포함할 수 있다. 차광가이드부(53)는 하우징부(10)에 장착되고, 차광필터부(52)를 안내한다. 일 예로, 차광가이드부(53)는 하우징부(10)에 형성되는 차광장착부(15)에 설치되어 차광필터부(52)의 양측단부를 지지할 수 있다. 즉, 한 쌍의 차광가이드부(53)가 마주보도록 배치되고, 차광필터부(52)의 양측단부는 차광가이드부(53)에 삽입되어 이동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차광부(50)는 차광스토퍼부(54)를 더 포함할 수 있다. 차광스토퍼부(54)는 하우징부(10)에 장착되고, 차광필터부(52)의 이동을 제한하여 차광필터부(52)와 평면반사부(41)간의 충돌을 방지한다. 일 예로, 차광스토퍼부(54)는 차광장착부(15)에 고정 설치될 수 있다. 그리고, 가변부(512)가 평면반사부(41)로 이동될 때, 가변부(512)에 형성되는 가변돌기부(513)가 차광스토퍼부(54)에 걸려 차광필터부(52)의 이동을 제한할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치(1)는 센서부(60)와 제어부(70)를 더 포함할 수 있다. 센서부(60)는 차체(100)에 장착되어 외부광을 감지한다. 제어부(70)는 센서부(60)의 감지신호를 수신하여 차광부(50)를 조절한다. 이로 인해, 외부광이 스크린부(30)에 유입되는 시기에 차광부(50)가 구동하여 외부광을 차단할 수 있다.
센서부(60)는 전방위에서 조사되는 외부광을 감지하고, 제어부(70)는 센서부(60)의 감지신호를 통해 스크린부(30)로 외부광의 유입 여부를 예측할 수 있다.
일 예로, 차체(100)의 인스트루먼트패널 상측에는 센서판(61)이 설치되고, 센서판(61)에는 4개의 센서(61)가 장착될 수 있다. 센서(61)는 각각 동서남북 방향에서의 외부광을 감지할 수 있다. 그 외, 센서(61)는 5개 이상이 조밀하게 배치될 수 있다. 각각의 센서(61)에서 외부광의 광도를 감지하면, 제어부(70)는 이를 토대로 외부광의 조사각을 예측할 수 있다. 만일, 외부광이 비구면반사부(42)를 향하여 조사됨을 제어부(70)가 예측하면, 제어부(70)는 차광가변부(51)를 제어하여 차광필터부(52)가 외부광을 차단하도록 할 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
광원부(20)에서 생성된 광이 스크린부(30)를 통과하면서 주행용 영상이 구현되고, 구현된 영상은 평면반사부(41)와 비구면반사부(42)에서 반사되어 차량유리창(200)에 도달됨으로써 운전자가 주행정보를 인식한다(도 1 참조).
그러나, 태양광과 같은 외부광이 비구면반사부(42)에 도달되면, 비구면반사부(42)와 평면반사부(41)에서 반사된 후 스크린부(30)에 도달될 수 있다. 이러한 외부광이 장시간 스크린부(30)에 도달되면 영상의 선명도가 낮아지고 스크린부(30)의 손상이 유발될 수 있다(도 2 참조).
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 장치(1)는 차광부(50)가 비구면반사부(42)에서 평면반사부(41)로 이동되는 외부광을 차폐함으로써, 영상의 선명도를 유지하고 스크린부(30)의 손상을 방지한다(도 3 참조).
센서부(60)가 외부광의 감지하여 제어부(60)에 감지신호를 보내면, 제어부(60)는 외부광이 비구면반사부(42)로 유입되는지 여부를 예측한다. 즉, 복수개의 센서(62)가 전방위에서 외부광을 감지하고, 제어부(60)는 이들 센서(62)의 외부광 감지신호를 토대로 비구면반사부(42)로 외부광이 유입되는지 여부를 예측할 수 있다. 한편, 센서부(60)는 하우징부(10)의 출사부(11)에 위치되어 출사부(11)를 통과하는 외부광을 감지할 수 있다.
외부광이 비구면반사부(42)로 유입되면, 제어부(70)의 제어로 구동부(511)가 구동되고, 구동부(511)에 장착된 가변부(512)는 평면반사부(41) 방향으로 이동된다. 이로 인해, 가변부(512)에 장착된 차광필터부(52)가 외부광의 평면반사부(41) 진입을 차단할 수 있다.
차광필터부(52)가 외부광의 평면반사부(41) 진입을 차단한 상태에서, 비구면반사부(42)로 외부광이 유입되지 않음을 예측하면, 제어부(70)의 제어로 구동부(511)가 구동되고, 구동부(511)에 장착된 가변부(512)는 평면반사부(41)의 반대방향으로 이동된다. 이로 인해, 가변부(512)에 장착된 차광필터부(52)가 영상 이동경로에서 벗어난다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치(1)는 차광부(50)가 외부광을 차단하여 스크린부(30)를 보호하고 영상의 선명도를 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치(1)는 차광가변부(51)의 구동으로 차광필터부(52)가 외부광의 이동경로상에 선택적으로 배치되어 외부광을 차단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치(1)는 차광필터부(52)의 양측단부가 차광가이드부(53)에 삽입되어 이동됨으로써, 차광필터부(52)의 유동이 억제되고, 설계된 위치로 차광필터부(52)가 안내되는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치(1)는 가변돌기부(513)가 차광스토퍼부(54)에 걸려 차광필터부(52)의 이동이 제한되므로, 차광필터부(52)와 평면반사부(41)간의 충돌에 의한 이들 부품의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 장치(1)는 센서부(60)가 외부광을 감지하여 외부광이 유입되는 경우에만 자동으로 차광부(50)가 외부광을 차폐할 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 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 하우징부 11 : 출사부
12 : 평면장착부 13 : 비구면장착부
15 : 차광장착부 20 : 광원부
30 : 스크린부 40 : 반사부
41 : 평면반사부 42 : 비구면반사부
50 : 차광부 51 : 차광가변부
52 : 차광필터부 53 : 가이드부
54 : 차광스토퍼부 60 : 센서부
61 : 센서판 62 : 센서
70 : 제어부 100 : 차체
200 : 차량유리창 511 : 구동부
512 : 가변부 513 : 가변돌기부

Claims (8)

  1. 차체에 장착되는 하우징부;
    상기 하우징부에 내장되는 광원부;
    상기 하우징부에 장착되고, 상기 광원부에서 조사되는 광을 투과시키는 스크린부;
    상기 하우징부에 장착되고, 상기 스크린부를 통과한 영상을 차량유리창으로 반사시키는 반사부; 및
    상기 하우징부에 장착되고, 외부광이 상기 스크린부에 도달되지 않도록 외부광을 차단하는 차광부를 포함하고,
    상기 반사부는
    상기 하우징부에 장착되고, 상기 스크린부를 통과한 영상을 반사하는 평면반사부; 및
    상기 하우징부에 장착되고, 상기 평면반사부에서 반사된 영상을 상기 차량유리창으로 반사하는 비구면반사부를 포함하며,
    상기 차광부는
    상기 하우징부에 장착되고, 길이가 가변되는 차광가변부;
    상기 차광가변부에 결합되고, 상기 차광가변부와 연동되어 이동되며, 상기 비구면반사부에서 반사되어 상기 평면반사부로 향하는 외부광의 이동경로상에 선택적으로 배치되어 외부광의 투과를 제한하는 차광필터부;
    상기 하우징부에 장착되고, 상기 차광필터부를 안내하는 차광가이드부; 및
    상기 하우징부에 장착되고, 상기 차광필터부의 이동을 제한하는 차광스토퍼부를 포함하고,
    상기 차광가변부는
    상기 하우징에 형성되는 차광장착부에 고정 설치되는 구동부;
    상기 구동부의 구동에 의해 상기 평면반사부 방향으로 길이가 조절되는 가변부; 및
    상기 가변부에 형성되는 가변돌기부를 포함하며,
    상기 가변부가 상기 평면반사부로 이동될 때 상기 가변돌기부가 상기 차광장착부에 고정 설치되는 상기 차광스토퍼부에 걸려 상기 차광필터부의 이동을 제한하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 차체에 장착되고, 외부광을 감지하는 센서부; 및
    상기 센서부의 감지신호를 수신하여 상기 차광부의 작동을 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 센서부는 전방위에서 조사되는 외부광을 감지하고,
    상기 제어부는 상기 센서부의 감지신호를 통해 상기 스크린부로 외부광의 유입 여부를 예측하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 장치.
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