KR101474017B1 - 헤드 업 디스플레이 장치 - Google Patents

헤드 업 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치는 광원과, 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 방식을 이용하여 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절하는 제어부 및 광원이 발산하는 광으로 영상을 구현하는 영상부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다른 헤드 업 디스플레이 장치는 광원과, 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 방식을 이용하여 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절하며, 광원이 발산하는 광의 밝기 단계를 100단계 이상 4000단계 이하의 범위 내에서 조절하는 제어부 및 광원이 발산하는 광으로 영상을 구현하는 영상부를 포함할 수 있다.

Description

헤드 업 디스플레이 장치{Head Up Display Apparatus}
본 발명은 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것이다.
헤드 업 디스플레이 장치는 항공기나 차량의 운전 중에 주행정보 또는 주변상황 정보 등을 효과적으로 운전자에게 전달하는 용도로 사용될 수 있다.
이러한 헤드 업 디스플레이 장치는 항공기나 차량의 운전 중에 운전자의 정면 즉, 운전자의 주시야 선을 벗어나지 않는 범위에서 주행정보나 주변상황 정보 등을 제공함으로써, 운전자로 하여금 보다 안전하게 항공기 또는 차량을 주행하도록 하는 것이 가능하다.
한편, 종래의 헤드 업 디스플레이 장치에서는 외부로부터 조사되는 광의 조도의 상대적으로 높은 경우에 운전자가 주행정보 등의 다양한 정보를 쉽게 파악하기 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 운전자로 하여금 외부 환경에 관계없이 항공기 또는 차량의 주행정보 등의 다양한 정보를 보다 용이하게 확인할 수 있도록 하는 헤드 업 디스플레 이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치는 광원과, 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 방식을 이용하여 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절하는 제어부 및 광원이 발산하는 광으로 영상을 구현하는 영상부를 포함할 수 있다.
또한, 제어부는 외부광의 조도 및 온도에 따라 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절할 수 있다.
또한, 제어부는 광원이 발산하는 광의 휘도를 외부광의 조도와 비례하도록 조절할 수 있다.
또한, 제어부는 기준 온도보다 낮은 환경에서는 광원이 발산하는 광의 휘도를 외부광의 조도와 1차 함수적으로 비례하도록 조절하고, 기준 온도보다 높은 환경에서는 광원이 발산하는 광의 휘도를 외부광의 조도와 지수 함수적으로 비례하도록 조절할 수 있다.
또한, 광원은 LED 또는 LASER를 사용할 수 있다.
또한, 영상부는 광원이 발산하는 광의 휘도에 따라 감마(Gamma) 값을 다르게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다른 헤드 업 디스플레이 장치는 광원과, 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 방식을 이용하여 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절하며, 광원이 발산하는 광의 밝기 단계를 100단계 이상 4000단계 이하의 범위 내에서 조절하는 제어부 및 광원이 발산하는 광으로 영상을 구현하는 영상부를 포 함할 수 있다.
또한, 펄스폭 변조 방식의 주파수는 80㎐ 이상 120㎐이하일 수 있다.
또한, 광원이 발산하는 광의 밝기 단계 중 연속하는 두 단계의 휘도 차이는 2nit이상 5nit이하일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 또 다른 헤드 업 디스플레이 장치는 광원과, 외부광의 조도가 제 1 조도인 경우 광원이 발산하는 광의 휘도를 제 1 휘도로 하고, 외부광의 조도가 제 1 조도보다 높은 제 2 조도인 경우 광원이 발산하는 광의 휘도를 제 1 휘도보다 높은 제 2 휘도로 하고, 외부광의 조도가 제 2 조도보다 높은 제 3 조도인 경우 광원이 발산하는 광의 휘도를 제 2 휘도보다 높은 제 3 휘도로 하고, 외부광의 조도가 제 3 조도보다 높은 제 4 조도인 경우 광원이 발산하는 광의 휘도를 제 3 휘도보다 높은 제 4 휘도로 하는 제어부 및 광원이 발산하는 광으로 영상을 구현하는 영상부를 포함할 수 있다.
또한, 제어부는 온도가 기준온도보다 낮은 제 1 온도인 경우에 외부광의 조도가 제 1 조도와 제 2 조도 사이에서 광원이 발산하는 광의 휘도 변화율은 외부광의 조도가 제 3 조도와 제 4 조도 사이에서 광원이 발상하는 광의 휘도 변화율과 실질적으로 동일하게 할 수 있다.
또한, 제어부는 온도가 기준온도보다 높은 제 2 온도인 경우에 외부광의 조도가 제 1 조도와 제 2 조도 사이에서 광원이 발산하는 광의 휘도 변화율은 외부광의 조도가 제 3 조도와 제 4 조도 사이에서 광원이 발상하는 광의 휘도 변화율과 서로 다르게 할 수 있다.
또한, 제 2 휘도와 제 1 휘도의 차이를 제 1 값이라 하고, 제 4 휘도와 제 3 휘도의 차이를 제 2 값이라 할 때, 제어부는 온도가 기준온도보다 낮은 제 1 온도인 경우의 제 1 값을 온도가 기준온도보다 높은 제 2 온도인 경우의 제 1 값보다 작게 하고, 온도가 기준온도보다 낮은 제 1 온도인 경우의 제 2 값을 온도가 기준온도보다 높은 제 2 온도인 경우의 제 2 값보다 크게 할 수 있다.
본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 방식을 이용하여 발산하는 광의 휘도를 조절함으로써, 외부에서 입사되는 광의 조도가 상대적으로 높은 경우에도 운전자로 하여금 항공기 또는 차량의 다양한 정보를 보다 용이하게 확인하게 할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 헤드 업 디스플레이 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 살펴보면, 일반적인 헤드 업 디스플레이 장치(100)는 광원(미도시)이 발산하는 광을 이용하여 영상부(미도시)가 소정의 영상을 구현하고, 영상부가 구현한 영상을 차량의 윈드실드(Windshield)의 방향으로 투사시킬 수 있다.
그러면, 운전자(110)는 차량의 윈드실드의 외부에 형성되는 허상(120)을 볼 수 있는데, 이러한 방법으로 헤드 업 디스플레이 장치(100)는 운전자(110)에게 필요한 다양한 정보를 제공할 수 있다.
아울러, 운전자(110)는 자신의 시야를 차량의 주행방향으로부터 크게 벗어나게 하지 않는 상태에서, 헤드 업 디스플레이 장치(100)가 제공하는 정보를 용이하게 확인함으로써 보다 안정한 주행을 할 수 있다.
도 2는 헤드 업 디스플레이 장치의 구성을 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 살펴보면 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치는 광원(200), 영상부(210) 및 제어부(250)를 포함할 수 있다. 아울러, 헤드 업 디스플레이 장치는 외부광 감지부(26), 온도 감지부(270) 및 렌즈부(220)를 더 포함하는 것이 가능하다.
광원(200)은 영상 표시에 필요한 광을 발산한다. 이러한 광원은 LED 또는 LASER를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.
영상부(210)는 광원(200)이 발산하는 광으로 영상을 구현할 수 있다.
예를 들어, 광원(200)이 광을 발산하면, 광원(200)이 발산한 광은 영상부(210)를 투과하면서 소정의 영상을 구현할 수 있다. 이를 위해, 영상부(210)는 LCD, LCOS 또는 DMD일 수 있다.
영상부(210)가 구현한 영상은 렌즈부(220)에 의해 반사되어 윈드실드(240)에 배치된 컴바이너(Combiner, 230)에 투사될 수 있다.
그러면, 운전자는 윈드실드(240)의 외부에 형성된 허상을 확인할 수 있다.
여기서, 컴바이너(230)가 생략되고, 윈드실드(240)가 컴바이너(230)의 역할을 대체하는 것도 가능하다.
외부광 감지부(260)는 외부로부터 입사되는 광의 조도를 감지할 수 있다.
온도 감지부(270)는 주변의 온도를 감지할 수 있다. 바람직하게는, 온도 감지부(270)는 헤드 업 디스플레이 장치 내부의 온도를 감지하는 것이 가능하다.
제어부(250)는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 방식을 이용하여 광원(200)이 발산하는 광의 휘도를 조절할 수 있다. 자세하게는, 제어부(250)는 외부광 감지부(260)가 감지한 외부광의 조도 및 온도 감지부(250가 감지한 온도에 따라 광원(200)이 발산하는 광의 휘도를 조절할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 제어부의 구성 및 동작을 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 3을 살펴보면, 제어부(250)는 펄스폭 변조 방식을 이용하여 광원(200)이 발산하는 광의 휘도를 조절하기 위해 도 3과 같이 PWM신호 발생부(300)와 드라이버(Driver, 310)를 포함할 수 있다.
PWM신호 발생부(300)가 광원이 발산하는 광의 휘도를 선택하기 위한 PWM신호를 발생시키면, 드라이버(310)는 PWM신호 발생부(300)가 발생시킨 PWM신호를 광원의 동작을 위한 구동신호로 변환하여 출력할 수 있다. 이러한 드라이버(310)가 출력한 구동신호가 광원에 공급되면, 광원은 소정 휘도의 광을 발산할 수 있다.
예를 들면, PWM신호 발생부(300)가 도 4의 (a)와 같이 펄스폭이 W1인 PWM신호(Ps)를 공급하는 경우에, 광원은 W1에 대응하는 정도의 휘도를 갖는 광을 발산하게 되고, 도 4의 (b)와 같이 펄스폭이 W2인 PWM신호(Ps)를 공급하는 경우에, 광원은 W2에 대응하는 정도의 휘도를 갖는 광을 발산할 수 있다. 여기서, (a)의 경우와 (b)의 경우를 비교하면, (b)의 경우에서 광원이 발산하는 광의 휘도가 (a)의 경우에서 광원이 발산하는 광의 휘도보다 더 높다.
이상에서와 같이, PWM방식으로 광원에서 발산되는 광의 휘도를 조절하게 되면, PWM신호의 펄스폭을 조절하는 간단한 방법으로 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절하는 것이 가능하게 됨으로써, 광원이 발산하는 광의 휘도의 조절이 용이할 수 있다.
아울러, PWM신호 발생부(300)는 외부에서 입사되는 광의 조도가 상대적으로 높은 경우, 발생시키는 PWM신호의 펄스폭을 증가시킬 수 있다.
그러면, 도 5의 경우와 같이 외부로부터 입사되는 광의 조도가 A에서 B 사이인 경우에 광원이 발산하는 광의 휘도의 단계는 제 1 단계부터 제 N 단계까지 변할 수 있다.
예를 들어, 외부광의 조도가 제 1 조도(a)인 경우 광원이 발산하는 광의 휘도는 제 1 휘도(a1)이고, 외부광의 조도가 제 1 조도(a)보다 높은 제 2 조도(b)인 경우 광원이 발산하는 광의 휘도는 제 1 휘도(a1)보다 높은 제 2 휘도(b1)이고, 외부광의 조도가 제 2 조도(b)보다 높은 제 3 조도(c)인 경우 광원이 발산하는 광의 휘도는 제 2 휘도(b1)보다 높은 제 3 휘도(c1)이고, 외부광의 조도가 제 3 조도(c)보다 높은 제 4 조도(d)인 경우 광원이 발산하는 광의 휘도는 제 3 휘도(c1)보다 높은 제 4 휘도(d1)인 것이다.
즉, 도 5의 경우와 같이 제어부(250)는 광원(200)이 발산하는 광의 휘도를 외부광의 조도와 비례하도록 조절할 수 있는 것이다.
그러면, 외부에서 입사되는 광의 조도가 상대적으로 높은 경우에도 운전자는 헤드 업 디스플레이 장치가 제공하는 다양한 정보를 용이하게 확인할 수 있다.
본 발명에서 광원이 발산하는 광의 휘도 단계의 수는 충분히 많을 수 있다. 바람직하게는, 광원이 발산하는 광의 밝기 단계는 100단계 이상 4000단계 이하의 범위 내에서 조절될 수 있다. 그러면, 외부의 환경이 급격하게 변하더라도 운전자로 하여금 주행에 필요한 다양한 정보를 용이하게 확인할 수 있게 할 수 있다. 이에 대해 보다 상세히 살펴보면 다음 도 6의 경우와 같다.
도 6은 광원이 발산하는 광의 휘도 단계에 대해 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 6에는 광원이 발산하는 광의 휘도 단계의 수가 30부터 5000사이인 경우에 헤드 업 디스플레이 장치에 의해 표시되는 주행정보의 판독 여부를 관능적으로 평가한 데이터와, 이때 광원이 발산하는 광의 휘도 제어의 곤란성을 평가한 데이터가 도시되어 있다.
여기서, 헤드 업 디스플레이 장치에 의해 표시되는 주행정보의 판독 여부를 관능적으로 평가할 때는, 최대 단계의 휘도로 주행정보를 표시한 상태에서, 외부에서 입사되는 광의 조도를 zero 수준부터 차량의 헤드라이트의 최대 밝기의 수준까지 점진적으로 증가시키면서, 다수의 관찰자가 주행정보의 판독이 용이한지 아닌지를 관능적으로 평가한 정보들 종합적으로 고려한 것이다.
아울러, 연속하는 두 단계의 휘도 차이는 대략 3nit로 설정하였고, X 표시는 주행정보의 판독이 용이하지 않아 매우 불량함을 나타내고, ◎ 표시는 대부분의 관 찰자가 주행정보를 용이하게 판독할 수 있음으로써 매우 양호함을 나타내고, ○ 표시는 상대적으로 양호함을 나타낸다.
먼저, 주행정보의 판독의 측면에서 보면 광원이 발산하는 광의 휘도 단계의 수가 30부터 80인 경우에는 매우 불량함을 알 수 있다.
이러한 경우에는, 광원이 발산하는 광의 최대 휘도가 과도하게 낮을 수 있다. 예를 들어, 광원이 발산하는 광의 최저 휘도가 대략 3nit라고 하면, 최대 휘도는 3+(29ㅧ3)=90nit가 된다. 이와 같이, 광원이 발산하는 광의 최대 휘도가 과도하게 낮기 때문에 외부에서 조사되는 광의 조도가 상대적으로 높은 경우에는 헤드 업 디스플레이 장치에 의해 표시되는 주행정보의 판독이 매우 어려울 수 있다.
반면에, 주행정보의 판독의 측면에서 광원이 발산하는 광의 휘도 단계의 수가 900부터 5000인 경우에는 매우 양호함을 알 수 있다.
예를 들어, 광원이 발산하는 광의 휘도 단계의 수가 3000인 경우에는, 광원이 발산하는 광의 최대 휘도가 충분히 높을 수 있다. 예를 들어, 광원이 발산하는 광의 최저 휘도가 대략 3nit라고 하면, 최대 휘도는 3+(2999ㅧ3)=9000nit가 된다. 이러한 경우에는, 광원이 발산하는 광의 최대 휘도가 충분히 높기 때문에 외부에서 조사되는 광의 조도가 상대적으로 높은 경우에도 운전자는 헤드 업 디스플레이 장치에 의해 표시되는 주행정보를 용이하게 판독할 수 있을 것이다.
또한, 주행정보의 판독의 측면에서 광원이 발산하는 광의 휘도 단계의 수가 100부터 400인 경우에는 상대적으로 양호함을 알 수 있다.
한편, 제어의 곤란성의 측면에서 보면 광원이 발산하는 광의 휘도 단계의 수 가 5000인 경우에는 매우 불량함을 알 수 있다.
이러한 경우에는, 광원이 발산하는 광의 최대 휘도가 과도하게 높을 수 있다. 예를 들어, 광원이 발산하는 광의 최저 휘도가 대략 3nit라고 하면, 최대 휘도는 3+(4999ㅧ3)=15000nit가 된다. 이러한 15000nit를 구현하기 위해서는 과도한 전력의 소모가 야기될 수 있으며, 아울러 광의 휘도 단계의 수를 5000으로 하기 위해서는 PWM신호의 펄스의 폭을 5000단계에 걸쳐 다르게 제어해야 하는데, 이러한 PWM신호의 펄스폭의 제어가 과도하게 어려워질 수 있는 것이다.
반면에, 제어의 곤란성의 측면에서 보면 광원이 발산하는 광의 휘도 단계의 수가 30에서 3000인 경우에는 매우 양호함을 알 수 있다.
이러한 경우에는, PWM신호의 펄스폭을 3000단계에 걸쳐 제어하는 것은 그리 어려운 것이 아니고, 아울러 이러한 경우의 최대 휘도는 3+(2999ㅧ3)=6000nit인데, 이러한 6000nit의 광도 LED 또는 LASER를 이용하는 광원으로 용이하게 발생시킬 수 있다.
또한, 제어의 곤란성의 측면에서 보면 광원이 발산하는 광의 휘도 단계의 수가 3500에서 4000인 경우에는 상대적으로 양호함을 알 수 있다.
이상의 내용을 고려하면, 광원이 발산하는 광의 휘도 단계의 수는 100부터 4000사이인 것이 바람직할 수 있고, 더욱 바람직하게는 900부터 3000사이일 수 있다.
아울러, 광원이 발산하는 광의 밝기 단계 중 연속하는 두 단계의 휘도 차이는 2nit이상인 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우에는, 광의 최대 밝기가 충분히 높아서 외부에서 입사되는 광의 조도가 과도하게 높은 경우에도 운전자는 헤드 업 디스플레이 장치에 의해 표시되는 주행정보를 용이하게 판독할 수 있다. 또한, 광원이 발산하는 광의 최대 휘도가 과도하게 높아지는 것을 방지하기 위해서는 광원이 발산하는 광의 밝기 단계 중 연속하는 두 단계의 휘도 차이는 5nit이하인 것이 바람직할 수 있다.
또한, 플리커(Flicker) 발생을 방지하면서도 PWM신호의 펄스폭을 최대한 다수의 단계로 변화시키기 위해서는 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절하기 위한 사용되는 펄스폭 변조 방식의 주파수는 80㎐ 이상 120㎐이하인 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 펄스폭 변조 방식의 주파수가 80㎐보다도 작은 경우에는 광원이 발산하는 광의 주파수가 과도하게 낮아서 운전자가 깜박거리는 플리커 현상의 발생을 인지할 수 있고, 또한 펄스폭 변조 방식의 주파수가 120㎐보다도 큰 경우에는 광원이 발산하는 광의 휘도 단계의 수를 충분히 증가시킬 수 없다. 보다 자세하게는 펄스폭 변조 방식의 주파수가 130㎐인 경우에는 광원이 발산하는 광의 휘도 단계의 수를 3000까지 설정하는 것이 매우 어려울 수 있다.
따라서, 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절하기 위한 사용되는 펄스폭 변조 방식의 주파수는 80㎐ 이상 120㎐이하인 것이 바람직할 수 있는 것이다.
도 7 내지 도 8은 온도에 따라 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 7을 살펴보면 기준 온도보다 낮은 환경, 예컨대 제 1 온도에서는 (700)과 같이 광원이 발산하는 광의 휘도를 외부광의 조도와 1차 함수적으로 비례 하도록 조절할 수 있다. 여기서, (700)와 같이 온도가 기준온도보다 낮은 제 1 온도인 경우에는 외부광의 조도가 제 1 조도(a)와 제 2 조도(b) 사이에서 광원이 발산하는 광의 휘도 변화율은 외부광의 조도가 제 3 조도(c)와 제 4 조도(d) 사이에서 광원이 발상하는 광의 휘도 변화율과 실질적으로 동일할 수 있는 것이다.
반면에 기준 온도보다 높은 환경, 예컨대 제 2 온도에서는 (710)과 같이 광원이 발산하는 광의 휘도를 외부광의 조도와 지수 함수적으로 비례하도록 조절하는 것이 가능하다.
여기서, 제 1 온도는 상온으로서, 대략 0℃부터 대략 40~70℃일 수 있고, 제 2 온도는 제 1 온도보다 더 높은 온도일 수 있다. 따라서, 기준 온도는 대략 40~70℃에서 결정될 수 있다.
한편, (710)과 같이 온도가 기준온도보다 높은 제 2 온도인 경우에 외부광의 조도가 제 1 조도(a)와 제 2 조도(b) 사이에서 광원이 발산하는 광의 휘도 변화율은 외부광의 조도가 제 3 조도(c)와 제 4 조도(d) 사이에서 광원이 발상하는 광의 휘도 변화율과 서로 다를 수 있다. 여기서, 외부광의 조도가 제 1 조도(a)와 제 2 조도(b) 사이에서 광원이 발산하는 광의 휘도 변화율은 외부광의 조도가 제 3 조도(c)와 제 4 조도(d) 사이에서 광원이 발상하는 광의 휘도 변화율보다 더 클 수 있다.
즉, 제 2 휘도(b1, b2)와 제 1 휘도(a1, a2)의 차이를 제 1 값(b1-a1, b2-a2)이라 하고, 제 4 휘도(d1, d2)와 제 3 휘도(c1, c2)의 차이를 제 2 값(d1-c1, d2-c2)이라 할 때, (700)과 같이 온도가 기준온도보다 낮은 제 1 온도인 경우의 제 1 값(b1-a1)을 (710)과 같이 온도가 기준온도보다 높은 제 2 온도인 경우의 상기 제 1 값(b2-a2)보다 작게 하는 것이다.
아울러, (700)과 같이 온도가 기준온도보다 낮은 제 1 온도인 경우의 제 2 값(d1-c1)을 온도가 (710)과 같이 기준온도보다 높은 제 2 온도인 경우의 제 2 값(d2-c2)보다 크게 하는 것이다.
이상에서와 같이, 온도가 상대적으로 높은 제 2 온도인 경우에 (710)과 같이 광원이 발산하는 광의 휘도를 외부광의 조도와 지수 함수적으로 비례하도록 조절하게 되면, LED 또는 LASER를 이용하여 광을 발생시키는 광원이 온도에 관계없이 안정된 동작을 수행하는 것이 가능하다.
예를 들어, 온도가 상대적으로 높은 고온인 경우에 LED 또는 LASER를 이용하는 광원은 그 발광 특성이 상대적으로 낮은 상온인 경우와 다를 수 있다. 상온인 경우에는 광원이 PWM신호의 펄스폭의 증가율에 대응하여 발생시키는 광의 휘도를 증가시킬 수 있지만, 고온인 경우에는 휘도가 낮은 레벨에서는 PWM신호의 펄스폭의 증가율에 더욱 민감하게 반응하여 발생시키는 광의 휘도를 상대적으로 빠르게 증가시키는데 반해 휘도가 높은 레벨에서는 PWM신호의 펄스폭의 증가율에 둔감하게 반응하여 발생시키는 광의 휘도를 상대적으로 느리게 증가시킬 수 있다.
따라서, 상기한 광원의 발광 특성을 고려할 때 (710)과 같이 온도가 상대적으로 높은 제 2 온도인 경우에는 광원이 발산하는 광의 휘도를 외부광의 조도와 지수 함수적으로 비례하도록 조절하는 것이 바람직할 수 있는 것이다.
또는, 도 8의 경우와 같이 온도의 변화에 따라 광의 휘도의 변화를 다양하게 변화시킬 수 있다.
예를 들면, 온도가 제 1 온도에서는 ①과 같은 형태로 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절하고, 온도가 제 1 온도보다 높은 제 2 온도에서는 ②와 같은 형태로 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절하고, 온도가 제 2 온도보다 높은 제 3 온도인 경우에는 ③과 같은 형태로 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절하고, 온도가 제 3 온도보다 높은 제 4 온도인 경우에는 ④와 같은 형태로 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절하는 것이 가능하다.
도 9는 휘도에 따라 감마값을 조절하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 살펴보면, 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치에서는 광원이 발산하는 광의 휘도에 따라 감마(Gamma)값을 다르게 조절하는 것이 가능하다. 즉, 영상부가 광원이 발산하는 광의 휘도에 따라 감마값을 다르게 하여 운전자로 하여금 광원이 발산하는 광의 휘도가 급격하게 변하더라도 표시되는 주행정보를 보다 용이하게 판독할 수 있도록 할 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 헤드 업 디스플레이 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 2는 헤드 업 디스플레이 장치의 구성을 보다 상세히 설명하기 위한 도면.
도 3 내지 도 5는 제어부의 구성 및 동작을 보다 상세히 설명하기 위한 도면.
도 6은 광원이 발산하는 광의 휘도 단계에 대해 보다 상세히 설명하기 위한 도면.
도 7 내지 도 8은 온도에 따라 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 9는 휘도에 따라 감마값을 조절하는 방법의 일례를 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 번호의 설명>
200 : 광원 210 : 영상부
220 : 렌즈부 230 : 컴바이너
240 : 윈드실드 250 : 제어부
260 : 외부광 감지부 270 : 온도 감지부

Claims (13)

  1. 광원;
    펄스폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 방식을 이용하여 상기 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절하는 제어부; 및
    상기 광원이 발산하는 광으로 영상을 구현하는 영상부;
    를 포함하고,
    상기 영상부는 상기 광원이 발산하는 광의 휘도에 따라 감마(Gamma) 값을 다르게 하는 헤드 업 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    외부광의 조도 및 상기 헤드 업 디스플레이 장치의 내부 온도에 따라 상기 광원이 발산하는 광의 휘도를 조절하는 헤드 업 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 광원이 발산하는 광의 휘도를 외부광의 조도와 비례하도록 조절하는 헤드 업 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 헤드 업 디스플레이 장치의 내부 온도가 기준 온도보다 낮은 환경에서는 상기 광원이 발산하는 광의 휘도를 외부광의 조도와 1차 함수적으로 비례하도록 조절하고,
    상기 헤드 업 디스플레이 장치의 내부 온도가 상기 기준 온도보다 높은 환경에서는 상기 광원이 발산하는 광의 휘도를 외부광의 조도와 지수 함수적으로 비례하도록 조절하는 헤드 업 디스플레이 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 광원은 LED 또는 LASER를 사용하는 헤드 업 디스플레이 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 광원이 발산하는 광의 밝기 단계를 100단계 이상 4000단계 이하의 범위 내에서 조절하는 것을 포함하는 헤드 업 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 펄스폭 변조 방식의 주파수는 80㎐ 이상 120㎐이하인 헤드 업 디스플레이 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 광원이 발산하는 광의 밝기 단계 중 연속하는 두 단계의 휘도 차이는 2nit이상 5nit이하인 헤드 업 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    외부광의 조도가 제 1 조도인 경우 상기 광원이 발산하는 광의 휘도를 제 1 휘도로 하고, 상기 외부광의 조도가 상기 제 1 조도보다 높은 제 2 조도인 경우 상기 광원이 발산하는 광의 휘도를 상기 제 1 휘도보다 높은 제 2 휘도로 하고, 상기 외부광의 조도가 상기 제 2 조도보다 높은 제 3 조도인 경우 상기 광원이 발산하는 광의 휘도를 상기 제 2 휘도보다 높은 제 3 휘도로 하고, 상기 외부광의 조도가 상기 제 3 조도보다 높은 제 4 조도인 경우 상기 광원이 발산하는 광의 휘도를 상기 제 3 휘도보다 높은 제 4 휘도로 하는 것을 포함하는 헤드 업 디스플레이 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 헤드 업 디스플레이 장치의 내부 온도가 기준온도보다 낮은 제 1 온도인 경우에 상기 외부광의 조도가 상기 제 1 조도와 상기 제 2 조도 사이에서 상기 광원이 발산하는 광의 휘도 변화율은 상기 외부광의 조도가 상기 제 3 조도와 상기 제 4 조도 사이에서 상기 광원이 발상하는 광의 휘도 변화율과 동일하게 하는 헤드 업 디스플레이 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 헤드 업 디스플레이 장치의 내부 온도가 기준온도보다 높은 제 2 온도인 경우에 상기 외부광의 조도가 상기 제 1 조도와 상기 제 2 조도 사이에서 상기 광원이 발산하는 광의 휘도 변화율은 상기 외부광의 조도가 상기 제 3 조도와 상기 제 4 조도 사이에서 상기 광원이 발상하는 광의 휘도 변화율과 서로 다르게 하는 헤드 업 디스플레이 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 휘도와 상기 제 1 휘도의 차이를 제 1 값이라 하고,
    상기 제 4 휘도와 상기 제 3 휘도의 차이를 제 2 값이라 할 때,
    상기 제어부는
    상기 헤드 업 디스플레이 장치의 내부 온도가 기준온도보다 낮은 제 1 온도인 경우의 상기 제 1 값을 상기 헤드 업 디스플레이 장치의 내부 온도가 상기 기준온도보다 높은 제 2 온도인 경우의 상기 제 1 값보다 작게 하고,
    상기 헤드 업 디스플레이 장치의 내부 온도가 기준온도보다 낮은 제 1 온도인 경우의 상기 제 2 값을 상기 헤드 업 디스플레이 장치의 내부 온도가 상기 기준온도보다 높은 제 2 온도인 경우의 상기 제 2 값보다 크게 하는 헤드 업 디스플레이 장치.
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