KR20150009329A - 차량용 헤드 업 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자 방향으로 영상을 반사시켜 운전자 전방에 가상 영상이 형성되도록 하는 컴바이너의 사용 여부에 따라 컴바이너의 위치를 용이하게 조정할 수 있는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치는, 차량의 주행 관련 영상을 디스플레이하는 디스플레이 모듈을 구비하는 하우징, 상기 디스플레이되는 영상을 운전자 방향으로 반사시켜 운전자 전방에 가상 영상을 생성하는 컴바이너, 일단에 상기 컴바이너가 회동 가능하게 설치되며, 상기 하우징에 회전축을 중심으로 회동되도록 결합되어 상기 컴바이너를 승강시키는 승강부, 및 상기 승강부를 회동시키며, 상기 승강부의 회동과 연동하여 상기 컴바이너가 일방향으로 회동되도록 하는 회동부를 포함한다.

Description

차량용 헤드 업 디스플레이 장치 {Automotive head up display apparatus}

본 발명은 차량용 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자 방향으로 영상을 반사시켜 운전자 전방에 가상 영상이 형성되도록 하는 컴바이너의 사용 여부에 따라 컴바이너의 위치를 용이하게 조정할 수 있는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치에 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 헤드 업 디스플레이 장치가 주요 관심사가 되고 있다.

헤드 업 디스플레이 장치란 차량 주행 중 운전자의 정면, 즉 운전자의 눈 높이에 따른 시야를 벗어나지 않는 범위 내에 차량의 주행 정보나 네비게이션 정보 등과 같이 차량 주행에 관련된 정보 가상 영상을 운전자 전방에 일정 거리를 두고 형성하는 장치를 말한다.

헤드 업 디스플레이 장치는 차량의 윈드 실드나 컴바이너로부터 소정 거리만큼 떨어진 지점에 계기판의 정보나 네비게이션 정보 등의 주행 관련 정보에 대한 가상 영상을 형성함으로써 운전자로 하여금 운전 중에 전방 시야를 유지하면서도 차량 주행에 관련된 정보를 용이하게 인지할 수 있도록 한다.

이 중에서 컴바이너를 통해 운전자 전방에 가상 영상을 형성하는 경우, 컴바이너에 의한 주행 관련 정보가 필요한 경우에는 문제가 없으나, 별도의 주행 관련 정보가 필요 없는 경우에는 운전자 전방에 컴바이너가 존재하는 것이 오히려 운전자에게 주의력을 분산시켜 운전을 방해하는 상황이 발생하기 때문에 주행 관련 정보를 필요로 하는 경우에만 운전자 전방에 컴바이너가 위치하도록 컴바이너의 위치를 조정할 필요가 있다.

또한, 컴바이너를 통해 가상 영상을 형성하는 경우에는 운전자의 눈 높이를 고려하여 운전자에게 보여지는 영상에 왜곡이 발생하지 않도록 컴바이너의 높이나 회전을 통해 컴바이너의 위치를 조정하게 되는데, 이 경우 컴바이너의 높이와 회전 각도 조정을 위한 구조가 각각 필요하게 되어 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.

따라서, 컴바이너의 위치 조정이 용이하면서도 구성을 간소화시킬 수 있는 방안이 요구되고 있다.

일본공개특허공보 특개2006-062501호(2006.03.09. 공개)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 운전자 전방에 주행 관련 정보에 대한 가상 영상을 형성하는 컴바이너의 사용 여부에 따라 위치를 조정할 때 컴바이너의 승강 및 회동이 동시에 가능하도록 하여 구성을 간소화하면서도 컴바이너의 위치를 용이하게 조정할 수 있는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

또한, 컴바이너의 승강이 완료된 상태에서 컴바이너만 회동 가능하게 하여 운전자의 시야각에 따라 미세한 각도로 컴바이너의 회전 각도를 조정할 수 있는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

또한, 컴바이너에 직접 또는 간접적으로 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치는, 차량의 주행 관련 영상을 디스플레이하는 디스플레이 모듈을 구비하는 하우징, 상기 디스플레이되는 영상을 운전자 방향으로 반사시켜 운전자 전방에 가상 영상을 생성하는 컴바이너, 일단에 상기 컴바이너가 회동 가능하게 설치되며, 상기 하우징에 회전축을 중심으로 회동되도록 결합되어 상기 컴바이너를 승강시키는 승강부, 및 상기 승강부를 회동시키며, 상기 승강부의 회동과 연동하여 상기 컴바이너가 일방향으로 회동되도록 하는 회동부를 포함한다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기와 같은 본 발명의 차량용 헤드 업 디스플레이 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

컴바이너의 위치를 조정할 때 컴바이너의 높이와 회전 각도를 동시에 조정할 수 있기 때문에 컴바이너의 높이 및 회전 각도를 별도로 조정하기 위한 구성이 필요하지 않게 되어 전체적인 구성이 간소화되고 비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.

또한, 컴바이너만 운전자의 시야각에 맞춰 승강되기 때문에 차량의 클러스터 상부에서 차지하는 공간을 최소화함으로써 운전자의 전방 시야에 대한 방해를 최소화할 수 있는 효과도 있다.

또한, 컴바이너의 승강이 완료된 상태에서 컴바이너만 추가적으로 회전될 수 있도록 하여 운전자의 시야각에 따라 미세한 각도로 컴바이너의 위치를 조정할 수 있는 효과도 있다.

또한, 흡진 부재나 댐퍼부를 통해 컴바이너에 직접 또는 간접적으로 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치가 도시된 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치가 도시된 측면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치가 도시된 분해 사시도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 댐퍼부가 도시된 개략도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제 1구동 기어부가 도시된 개략도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제 2탄성 부재가 도시된 사시도.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 회동부에 의해 승강 및 회동되는 컴바이너가 도시된 개략도.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 컴바이너의 승강이 완료된 후 추가 회동되는 컴바이너가 도시된 개략도.
도 14 및 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 동작이 도시된 측면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/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 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 차량용 헤드 업 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치가 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 측면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치가 도시된 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치(1)는 하우징(100), 컴바이너(200), 승강부(300) 및 회동부(400)를 포함할 수 있다.

하우징(100)은 내부에 차량 주행 관련 영상을 디스플레이하는 디스플레이 모듈(미도시)을 구비할 수 있으며, 디스플레이 모듈(미도시)로부터 디스플레이된 영상은 후술할 컴바이너(200)에 의해 운전자 방향으로 반사될 수 있다.

디스플레이 모듈(미도시)에 의해 디스플레이되는 영상은 컴바이너(200)에 의해 직접 반사될 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 구조 상으로 필요하거나 운전자가 보게 되는 가상 영상이 충분한 배율을 가지도록 광로를 연장할 필요가 있는 경우 디스플레이 모듈(미도시)로부터 디스플레이되는 영상은 하나 이상의 반사용 미러(미도시)에 의해 반사된 다음 컴바이너(200)에 의해 운전자 방향으로 반사될 수도 있다.

디스플레이 모듈(미도시)은 차량의 주행 관련 영상, 예를 들어 차량 속도, 주행 거리 및 RPM 등의 차량 계기판 정보나 네비게이션 정보 등을 디스플레이할 수 있다. 디스플레이 모듈(미도시)은 UHP 램프, LED 및 레이저 등의 광원을 포함하는 백라이트 유닛과 LCD, LCOS 및 DMD 등의 디스플레이 패널로 구성될 수 있으며, 그 종류에 따라 광학계의 구성도 달라질 수 있다. 또한, 디스플레이 모듈(미도시)은 주간에도 양호한 시인성을 확보하기 위하여 충분히 높은 휘도를 가지도록 설계될 수 있다.

또한, 하우징(100)에는 하우징(100)이 차량 내부의 장착면에 장착될 때 장착면과의 사이에서 발생하는 진동을 흡수하도록 하나 이상의 흡진 부재(110)가 형성될 수 있으며, 흡진 부재(110)에 형성되는 위치는 장착면의 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

컴바이너(200)는 디스플레이 모듈(미도시)로부터 디스플레이되는 영상을 운전자 방향으로 반사시켜 운전자로부터 일정 거리를 두고 가상 영상이 형성되도록 할 수 있다. 컴바이너(200)는 운전자에게 보여지는 가상 영상에 왜곡이 발생하지 않도록 운전자의 시야각에 따라 승강 또는 회동이 요구될 수 있다.

승강부(300)는 하우징(100)에 회전축(310)을 중심으로 회동되도록 결합될 수 있으며, 일단에는 컴바이너(200)의 회전축(210)이 결합되어 컴바이너(200)가 회동 가능하게 결합될 수 있다. 승강부(300)는 회전축(310)을 중심으로 회동되어 일단에 설치된 컴바이너(200)를 상승 또는 하강시킬 수 있게 된다.

승강부(300)는 승강암(320) 및 승강암(320)의 일측에 위치하는 커버암(330)을 포함할 수 있으며, 커버암(330)은 승강암(320)의 일측에 배치되는 각종 구성 요소들을 보호하는 역할을 할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 승강암(320) 및 커버암(330)이 별도로 형성되어 서로 결합되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 서로 일체로 형성될 수도 있고, 승강암(320) 및 커버암(330) 중 어느 하나만이 사용될 수도 있다. 승강암(320)에는 후술할 회동부(400)의 구성 요소들이 결합될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

한편, 본 발명의 실시예에서 컴바이너(200)에는 승강부(300)에 의해 컴바이너(200)가 승강할 때 컴바이너(200)에서 발생되는 진동이나 외부 진동이 컴바이너(200)에 전달되는 것을 방지하기 위하여 하나 이상이 댐퍼부(220)가 결합될 수 있다.

댐퍼부(220)는 도 4 및 도 5와 같이 복수의 링크 구조를 가질 수 있으며, 컴바이너(200)의 승강에 따라 그 길이가 가변되면서 진동을 흡수할 수 있게 된다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서 댐퍼부(220)는 제 1링크(221) 및 제 1링크(221)의 내부에서 이동 가능하게 결합되는 제 2링크(222)를 포함할 수 있으며, 제 1링크(221)의 일단(221a)은 하우징(100) 내부에 회동 가능하게 결합되고, 제 2링크(22)의 일단(222a)은 컴바이너(200)의 회전축(210)에 회동 가능하게 결합될 수 있다.

따라서, 댐퍼부(220)는 컴바이너(200)의 승강에 따라 제 1링크(221)가 회동하는 동시에 제 2링크(222)가 제 1링크(221) 내부를 이동하여 컴바이너(200)의 승강을 방해하지 않으면서도 컴바이너(200)에서 발생된 진동을 흡수하고 외부 진동이 컴바이너(200)에 전달되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이때, 본 발명의 실시예에서는 댐퍼부(220)가 컴바이너(200)의 회전축(210)에 회동 가능하게 결합되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 승강암(320) 또는 커버암(330)에 회동 가능하게 연결될 수도 있다.

한편, 하우징(100)에는 승강부(300)의 회동 범위, 구체적으로는 승강암(320)의 회동 범위를 제한하기 위한 복수의 제한 돌기(121, 122)가 형성될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 복수의 제한 돌기(121, 122)를 각각 승강부(300)가 하강되는 방향으로의 회동 범위를 제한하는 제 1제한 돌기(121) 및 승강부(300)가 상승하는 방향으로의 회동 범위를 제한하는 제 2제한 돌기(122)라 칭하기로 한다.

이때, 본 발명의 실시예에서는 승강부(300)의 회동 범위 양측에 각각 제한 돌기(121, 122)가 형성되는 경우를 예를 들어 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 제한 돌기의 형성 위치나 개수 등은 다양하게 변경될 수 있다.

회동부(400)는 승강부(300)를 회동시켜 컴바이너(200)를 승강시키는 동시에 승강부(300)의 회동시 컴바이너(200)가 일방향으로 회동되도록 할 수 있다. 다시 말해서, 회동부(400)는 승강부(300)에 의한 컴바이너(200)의 승강과 연동하여 컴바이너(200)도 일방향으로 회동되도록 할 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에서 회동부(400)가 승강부(300)의 회동과 더불어 컴바이너(200)를 회동시키는 것은 전술한 바와 같이 컴바이너(200)에 의해 반사되어 운전자에게 보여지는 가상 영상에 왜곡이 발생하지 않도록 하며, 컴바이너(200)에 의한 주행 관련 정보가 필요한 경우에만 컴바이너(200)가 운전자 전방에 위치하도록 위치를 조정하기 위함이다.

회동부(400)는 액추에이터(410), 제 1구동 기어부(420), 제 2구동 기어부(430) 및 제 3구동 기어부(440)를 포함할 수 있다.

액추에이터(410)는 회전력을 발생시킬 수 있는 모터 등으로 구성될 수 있으며, 발생된 회전력은 제 1구동 기어부(420)로 전달될 수 있다.

예를 들어, 액추에이터(410)가 모터로 구성된 경우, 모터의 회전축에는 웜 기어(411)가 결합될 수 있으며, 웜 기어(411)가 회전됨에 따라 웜 기어(411)와 맞물려있는 제 1구동 기어부(420)로 회전력이 전달될 수 있는 것이다.

이때, 제 1구동 기어부(420)는 전술한 승강부(300)의 회전축(310)을 중심으로 승강부(300)와 함께 회전될 수 있으며, 제 1구동 기어부(420)가 회전됨에 따라 승강부(300)도 회전축(310)을 중심으로 회동함으로써 컴바이너(200)를 승강시킬 수 있게 된다.

제 1구동 기어부(420)에는 도 6과 같이 제 1탄성 부재(421)의 양단(421a, 421b)이 각각 삽입되는 제 1삽입 홈(422a) 및 제 2삽입 홈(422b)이 형성될 수 있으며, 제 2삽입 홈(422b)은 도 7 및 도 8과 같이 제 1구동 기어부(420)의 이면까지 연장되어 제 1구동 기어부(420)의 이면에 형성된 제 3삽입 홈(422c)과 연통되기 때문에 제 1탄성 부재(421)의 일단(421b)이 제 2삽입 홈(422b)를 통해 제 3삽입 홈(422c)에 삽입되도록 위치한 승강암(320)의 고정 홈(321)에 삽입될 수 있고, 제 3삽입 홈(422c)은 제 1구동 기어부(420)의 회전 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다. 또한, 제 2삽입 홈(422b)은 제 3삽입 홈(422c)의 연장 방향을 따라 제 3삽입 홈(422c)의 일측과 연통되도록 연장되어 형성될 수 있다.

이때, 본 발명의 실시예에서 제 1탄성 부재(421)의 초기 탄성력, 즉 외부 힘이 가해지지 않은 상태에서의 기본적으로 가지는 탄성력은 컴바이너(200), 승강부(300) 및 회동부(400)를 비롯한 서로 직접 또는 간접적으로 연결된 구성 요소들을 포함하는 부하보다 커서 승강부(300)의 승강시에는 변위가 발생되지 않고, 승강부(300)가 상승할 때 전술한 제 2제한 돌기(122)에 승강암(320)이 걸려 정지된 상태 이후로 추가적으로 압축 또는 이완되어 컴바이너(200)만 독립적으로 회동될 수 있도록 하며, 이와 더불어 제 1탄성 부재(421)는 제 1구동 기어부(420)의 회전 방향이 바뀔 때 발생할 수 있는 백래쉬 현상을 사전에 방지할 수 있는 역할을 할 수 있다.

다시 말해서, 승강암(320)이 상승하여 제 2제한 돌기(122)에 걸리기 전까지는 제 1탄성 부재(421)의 초기 탄성력으로 인해 제 1구동 기어부(420)가 회전함에 따라 승강암(320)도 함께 회전되나, 승강암(320)이 제 2제한 돌기(122)에 걸린 이후로는 승강암(320)은 더 이상 회동되지 않으나, 승강암(320)에 형성된 고정 홈(321)에 삽입된 제 1탄성 부재(421)의 일단(421b)이 제 2삽입 홈(422b) 및 제 3삽입 홈(422c)의 연장 부분으로 인하여 이동이 가능한 상태가 되므로, 제 1탄성 부재(421)가 추가적으로 압축 또는 이완될 때 제 1구동 기어부(420)가 추가적으로 회전하여 컴바이너(200)를 회동시킬 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에서 승강부(300)가 상승된 이후 컴바이너(200)만을 회동시키는 것은 운전자의 신체 조건, 예를 들어 신장에 따라 운전자의 시야각이 달라지기 때문에 승강부(300)에 의해 컴바이너(200)가 상승된 이후 컴바이너(200)만을 추가적으로 회동시켜 운전자의 신장에 따라 미세한 각도, 예를 들어 +/-3도로 시야각을 조절할 수 있도록 하기 위함이다. 이때, 컴바이너(200)의 상승 이후 컴바이너(200)만을 추가적으로 회동시키는 각도는 조절하고자 하는 시야각에 따라 달라질 수 있다. 이러한 컴바이너(200)의 추가적인 회동에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.전술한 바와 같이, 액추에이터(410)에 의한 구동력이 제 1구동 기어부(420)에 전달될 때 승강암(320)도 함께 회동이 가능하게 되어 결과적으로 컴바이너(200)를 상승 또는 하강시킬 수 있는 것이다.

제 2구동 기어부(430)는 컴바이너(200)의 회전축(210)에 회전 가능하게 결합되며, 제 1구동 기어부(430)로부터 전달된 회전력에 의해 회전되어 컴바이너(200)가 일방향으로 회동될 수 있도록 한다.

한편, 제 2구동 기어부(430)에는 도 9 및 도 10과 같이 제 2구동 기어부(430)의 백래쉬를 방지할 수 제 2탄성 부재(431)가 구비될 수 있다. 제 2탄성 부재(431)는 제 2구동 기어부(430)의 회전축 부근에 형성된 결합 홈(431a)에 삽입되며, 그 양단(431b, 431c)은 커버암(330)에 각각 형성된 지지부(331, 332)에 의해 지지될 수 있으며, 제 2구동 기어부(430)가 제 1구동 기어부(420)로부터 전달된 회전력에 의해 회전될 때 제 2탄성 부재(431)에 의해 탄성 지지되어 백래쉬가 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이때, 제 2탄성 부재(431)는 제 2구동 기어부(430)의 백래쉬 가능성이 없는 경우 생략될 수도 있다.

따라서, 제 2탄성 부재(431)에 의해 제 1구동 기어부(410) 및 제 3구동 기어부(440)를 거쳐 전달되는 백래쉬에 의한 오차가 보정될 수 있기 때문에 컴바이너(200)의 회전축(210)에는 오차가 발생되지 않을 수 있다.

제 3구동 기어부(440)는 하나 이상의 구동 기어(441, 442)를 포함할 수 있으며, 제 1구동 기어부(420)의 회전력을 제 2구동 기어부(430)로 전달하는 역할을 할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 제 3구동 기어부(440)는 두 개의 구동 기어(441, 442)가 서로 맞물리는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 제 3구동 기어부(440)에 포함된 구동 기어의 개수나 형태 등은 회전력이나 회전비 등을 고려하여 다양하게 변경될 수 있다.

이때, 본 발명의 실시예에서 제 3구동 기어부(440)에 의해 회전력을 전달받아 회전하는 제 2구동 기어부(430)는 컴바이너(200)의 회동 범위에 대응되는 외주를 가지는 부채꼴 형상을 가지는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다. 또한, 제 3구동 기어부(440)에 포함된 각 구동 기어(441, 442)는 승강암(320)에 형성된 회전축(441a, 442a)에 각각 삽입되어 회전되는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 복수의 회전축(441a, 442a) 중 어느 하나(441a)는 승강암(320)에 형성되고, 다른 하나(442a)는 컴바이너(200)와 일체형으로 형성되거나 조립된 축으로 승강암(320)을 관통하여 제 3구동 기어부(440)에 포함된 구동 기어와 압입 등의 형태로 결합될 수도 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 회동부(400)를 제어하여 승강부(300)로 하여금 컴바이너(200)를 승강시키는 것과 동시에 컴바이너(200)의 회동이 연동되도록 함으로써 컴바이너(200)의 승강과 회동을 위한 별도의 구조를 사용하지 않아 구조가 간소화될 수 있게 되는 것이다.

전술한 제 1구동 기어부(420), 제 2구동 기어부(430) 및 제 3구동 기어부(440)는 승강암(320)의 일측에 위치하는 것을 알 수 있는데, 이 경우 제 1구동 기어부(420), 제 2구동 기어부(430) 및 제 3구동 기어부(440)가 승강암(320)으로부터 이탈될 수 있는 가능성이 있기 때문에 전술한 커버암(330)이 승강암(320)의 일측에 위치하여 회동부(400)를 보호하고 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 승강부(300)의 위치와 컴바이너(200)의 위치를 감지하기 위한 위치 감지부(500)를 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 위치 감지부(500)가 승강부(300)의 초기 위치를 감지하는 제 1위치 감지부(510) 및 컴바이너(200)의 최종 위치를 감지하는 제 2위치 감지부(520)를 포함하는 경우를 예를 들어 설명하기로 한다.

제 1위치 감지부(510)는 하우징(100)의 일측에 설치되어 컴바이너(200)가 하강된 상태에서 승강부(300)의 승강암(320)에 의해 가해지는 압력을 감지하여 승강부(300)의 위치를 감지하게 되고, 제 2위치 감지부(520)는 커버암(320)의 일단에 설치되어 컴바이너(200)의 상승과 함께 제 2구동 기어부(430)가 회동할 때 제 2구동 기어부(430)의 회전 방향에 대하여 수직한 방향으로 돌출되어 상기 제 2구동 기어부(430)의 회전 범위를 제한하도록 돌출 형성된 돌출 돌기(432)에 의해 가해지는 압력을 감지하여 컴바이너(200)의 위치를 감지할 수 있게 된다.

한편, 전술한 컴바이너(200)의 추가적인 회동은 제 2위치 감지부(520)의 감지 결과를 기초로 이루어질 수 있다.

즉, 회동부(400)에 의해 승강부(300)가 상승할 때 제 2위치 감지부(520)는 제 2구동 기어부(430)의 돌출 돌기(432)에 의해 가해지는 압력을 통해 컴바이너(200)의 위치를 감지할 수 있으며, 이 경우 승강부(300)의 승강암(320)은 제 2제한 돌기(122)에 걸려 정지된 상태일 수 있다.

이때, 제 2위치 감지부(520)가 컴바이너(200)의 위치를 감지한 시점에서 컴바이너(200)의 위치에 대응하는 운전자의 시야각을 기준으로 하는 경우, 전술한 컴바이너(200)의 추가 회동을 통해 운전자의 신장에 따른 대응이 가능하도록 위치를 조정하는 것이다.

예를 들어, 제 2위치 감지부(520)가 컴바이너(200)의 위치를 감지한 시점에서의 컴바이너(200)의 위치를 "정위치"라 하는 경우, 컴바이너(200)가 정위치인 상태에서 액추에이터(410)를 승강부(300)를 상승시키는 방향으로 회전시키게 되면, 제 1탄성 부재(421)가 압축되면서 정위치에 대응하는 신장보다 큰 신장을 가지는 운전자의 시야각에 대응 가능하도록 하고, 이와 반대로 액추에이터(410)를 반대 방향으로 회전시키게 되면, 정위치에 대응하는 신장보다 작은 신장을 가지는 운전자의 시야각에 대응 가능하도록 하는 것이다.

이때, 정위치에 대응하는 신장보다 작은 신장의 운전자의 시야각에 대응되도록 회전시키더라도 승강암(320)은 제 2제한 돌기(122)로부터 떨어지지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이는 승강암(420)이 제 2제한 돌기(122)로부터 떨어지는 경우 컴바이너(200)가 회동되는 것과 함께 하강이 이루어지기 때문이다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 승강암(320)이 제 2제한 돌기(122)에 걸리때까지 승강부(300)가 상승한 상태에서의 컴바이너(200)의 위치로부터 제 1탄성 부재(421)를 통해 정위치로부터 미세한 각도로 추가적인 조정이 가능하기 때문에 정위치에 대응하는 신장보다 작거나 큰 신장을 가지는 운전자에 대응하여 컴바이너(200)의 위치를 조정할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에서는 제 1위치 감지부(510) 및 제 2위치 감지부(520)가 승강암(320) 및 제 2구동 기어부(430)의 돌출 돌기(432)에 의해 가해지는 압력을 통해 위치를 감지하는 접촉식 센서를 사용하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로서, 이에 한정되지 않고 근접 센서 등과 같이 비접촉식 센서가 사용될 수도 있으며, 비접촉식 센서가 사용되는 경우에도 접촉식 센서와 유사한 방식으로 승강부(300) 및 컴바이너(200)의 위치를 감지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 위치 감지를 위하여 제 1위치 감지부(510) 및 제 2위치 감지부(520)를 사용하는 경우를 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않고 사용되는 위치 감지부의 설치 위치나 개수 등은 다양하게 변경될 수 있다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 회동부의 동작이 도시된 개략도이며, 도 11는 컴바이너가 하강된 상태의 일 예이고, 도 12는 컴바이너가 상승된 상태의 일 예이다.

도 11과 같이, 컴바이너(200)가 하강된 상태에서 컴바이너(200)를 상승시키고자 하는 경우 액추에이터(410)가 동작하여 회전력이 발생하게 되고, 액추에이터(410)로부터 발생된 회전력은 제 1구동 기어부(420), 제 3구동 기어부(440) 및 제 2구동 기어부(430) 순으로 전달되어 화살표와 같은 방향으로 회전함으로써, 최종적으로 컴바이너(200)의 회전축(210)에 결합된 제 2구동 기어부(430)를 회전시킴으로써 도 12의 화살표와 같이 컴바이너(200)를 상승시키는 동시에 회동시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 도 12와 같이 상승된 컴바이너(200)를 다시 하강시키고자 하는 경우에는 액추에이터(410)는 전술한 도 11과는 반대 방향으로 제 1구동 기어부(420), 제 3구동 기어부(440) 및 제 2구동 기어부(420)를 회전시킴으로써 컴바이너(200)를 하강시킴과 동시에 전술한 도 12과 반대 방향으로 회동시켜 도 11와 같은 상태로 전환될 수 있게 된다.

이때, 전술한 도 12와 같이 컴바이너(200)가 상승한 상태, 즉 제 2위치 감지부(520)가 컴바이너(200)의 위치를 감지하며 승강암(320)이 제 2제한 돌기(122)에 걸린 상태에서 제 1탄성 부재(421)를 추가적으로 압축 또는 이완 시키는 경우, 도 13의 화살표와 같이 승강부(300)에 의한 컴바이너(200)의 상승은 이루어지지 않는 상태에서 컴바이너(200)만을 회동시켜 운전자의 시야각에 따른 대응이 가능하게 되는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 회동부(400)를 통해 컴바이너(200)를 승강시키는 것과 동시에 컴바이너(200)가 회동될 수 있도록 함으로써 구조를 간소화시키고 운전자에게 가상 영상을 보여지게 하는 경우와 그렇지 않은 경우에 컴바이너(200)의 위치를 용이하게 조정할 수 있게 된다.

도 14 및 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이 장치의 동작이 도시된 측면도이다.

도 14를 살펴보면, 컴바이너(200)가 하강된 상태로서, 승강암(320)이 제 1위치 감지부(510)에 압력을 가하여 승강부(300)의 위치를 감지할 수 있게 되고, 이 경우 댐퍼부(220)의 제 2링크(222)는 제 1링크(221)의 내부로 삽입된 상태를 가지게 된다. 이때, 도 14에서는 승강부(300)의 승강암(320)이 하우징(100)에 형성된 제 1제한 돌기(121)에 의해 하강하는 방향으로의 이동이 제한된 상태이다.

전술한 도 14와 같은 상태에서 컴바이너(200)를 상승시키고자 하는 경우에는 도 15와 같이 액추에이터(410)가 구동시켜 회전력을 발생시키게 되고, 발생된 회전력은 제 1구동 기어부(420)로 전달되어 승강부(300)를 회동시키는 것과 동시에 제 1구동 기어부(420)의 회전력은 제 3구동 기어부(440) 및 제 2구동 기어부(430) 순으로 전달되어 컴바이너(200)를 일방향으로 회동시키게 된다.

이때, 전술한 도 15에서와 같이 승강부(300)가 회동하여 컴바이너(200)를 상승시킬 때 승강부(300)는 제 2제한 돌기(122)에 걸려 상승하는 방향으로의 이동이 제한되게 되며, 제 2구동 기어부(430)에 형성된 돌출 돌기(432)가 제 2위치 감지부(520)에 압력을 가하여 컴바이너(200)의 최종 위치를 감지하게 되고, 이 상태에서 전술한 도 13과 같이 컴바이너(200)의 미세 각도 조정이 이루어질 수 있게 된다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 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: 흡진 부재
121, 122: 제한 돌기
200: 컴바이너
210: 회전축
220: 댐퍼부
221: 제 1링크
222: 제 2링크
300: 승강부
310: 회전축
320: 승강암
330: 커버암
400: 회동부
410: 액추에이터
420: 제 1구동 기어부
421: 제 1탄성 부재
430: 제 2구동 기어부
431: 제 2탄성 부재
440: 제 3구동 기어부
500: 위치 감지부
510: 제 1위치 감지부
520: 제 2위치 감지부

Claims (16)

1. 차량의 주행 관련 영상을 디스플레이하는 디스플레이 모듈을 구비하는 하우징;
   상기 디스플레이되는 영상을 운전자 방향으로 반사시켜 운전자 전방에 가상 영상을 생성하는 컴바이너;
   일단에 상기 컴바이너가 회동 가능하게 설치되며, 상기 하우징에 회전축을 중심으로 회동되도록 결합되어 상기 컴바이너를 승강시키는 승강부; 및
   상기 승강부를 회동시키며, 상기 승강부의 회동과 연동하여 상기 컴바이너가 일방향으로 회동되도록 하는 회동부를 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 하우징의 장착면에 형성되는 하나 이상의 흡진 부재를 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 승강부는,
   상기 승강암; 및
   상기 승강암의 일면에 위치하는 커버암을 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 회동부는,
   액추에이터;
   상기 액추에이터로부터 회전력을 전달받아 상기 승강부를 회동시키는 제 1구동 기어부;
   상기 컴바이너의 회전축에 결합되는 제 2구동 기어부; 및
   상기 제 1구동 기어부 및 상기 제 2구동 기어부 사이에 위치하여 상기 제 1구동 기어부의 회전력을 상기 제 2구동 기어부에 전달하는 제 3구동 기어부를 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 1구동 기어부는,
   제 1탄성 부재의 양단이 삽입되는 제 1삽입 홈 및 제 2삽입 홈을 포함하며,
   상기 제 2삽입 홈은,
   상기 제 1구동 기어부의 이면까지 연장되어 상기 제 1탄성 부재의 일단이 상기 제 1구동 기어부의 이면에 형성된 제 3삽입 홈에 삽입되도록 위치하는 상기 승강부의 고정 홈에 삽입되도록 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 3삽입 홈은,
   상기 제 1구동 기어부의 회전 방향으로 연장되어 형성되며,
   상기 고정 홈이 형성된 상기 승강부의 일단은,
   상기 제 1탄성 부재의 탄성력에 의해 상기 제 3삽입 홈을 따라 이동 가능한 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 승강부는,
   상기 하우징에 형성된 하나 이상의 제한 돌기에 걸리게 되어 회동 범위가 제한되며,
   상기 제 1탄성 부재는,
   상기 승강부가 상기 제한 돌기에 걸린 다음 추가적으로 압축 또는 이완되어 상기 컴바이너가 회동되도록 하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1탄성 부재가 추가적으로 압축 또는 이완되는 동안 상기 승강부는 상기 제한 돌기와 접촉된 상태를 유지하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
9. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 2구동 기어부는,
   상기 컴바이너의 회동 각도에 대응하는 외주를 가지는 부채꼴 형상으로 이루어지는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
10. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2구동 기어부의 회전축 둘레에 형성된 결합 홈에 삽입되어 상기 제 2구동 기어부를 탄성 지지하는 제 2탄성 부재를 더 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
11. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2구동 기어부는,
    상기 승강부의 일측에 걸려 상기 제 2구동 기어부의 회전 범위가 제한되도록 돌출된 돌출 돌기가 형성되는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 승강부 또는 상기 컴바이너 중 하나 이상의 위치를 감지하는 위치 감지부를 더 포함하며,
    상기 위치 감지부는,
    상기 승강부 또는 상기 컴바이너 중 하나 이상으로부터 가해지는 압력을 통해 위치를 감지하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 위치 감지부는,
    상기 승강부의 위치를 감지하는 제 1위치 감지부; 및
    상기 컴바이너의 위치를 감지하는 제 2위치 감지부를 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1위치 감지부는,
    상기 승강부의 초기 위치를 감지하며,
    상기 제 2위치 감지부는,
    상기 컴바이너의 최종 위치를 감지하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 컴바이너의 일측에 상기 컴바이너의 승강에 따라 길이가 가변되도록 설치되는 댐퍼부를 더 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 댐퍼부는,
    상기 승강부의 회동에 따라 회동하는 제 1링크; 및
    일단이 상기 컴바이너에 회동 가능하게 연결되며, 상기 제 1링크의 내부를 따라 이동하여 상기 댐퍼부의 길이가 가변되도록 하는 제 2링크를 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이 장치.

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