KR101511587B1 - 헤드업 디스플레이 정보 표시 장치 및 방법 - Google Patents

헤드업 디스플레이 정보 표시 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 헤드업 디스플레이 정보 표시 장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 장치는, 차량의 주변밝기를 검출하는 제1 센서부와, 헤드업 디스플레이 정보가 표시되는 배경 영역의 밝기를 검출하는 제2 센서부 및 상기 주변밝기와 상기 배경밝기를 비교하여 밝기 차이가 기 설정된 기준 이상인 경우 상기 배경밝기를 바탕으로 상기 헤드업 디스플레이 정보의 밝기를 조절하는 제어부를 포함한다.

Description

헤드업 디스플레이 정보 표시 장치 및 방법{APPARATUS FOR DISPLAYING INFORMATION OF HEAD-UP DISPLAY AND METHOD THEREOF}
본 발명은 헤드업 디스플레이 정보 표시 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 헤드업 디스플레이 정보가 표시되는 위치의 배경 밝기를 고려하여 헤드업 디스플레이를 통해 표시되는 정보의 밝기를 적응적으로 조절하는 헤드업 디스플레이 정보 표시 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 대부분의 차량에는 내비게이션이 장착되어, 운전자에게 목적지와 길 안내를 제공하도록 하고 있으며, 또한 최근에는 차량의 앞 유리창에 원하는 정보를 투사하여 운전자가 전방을 주시하면서도 투사된 정보를 획득할 수 있도록 하는 헤드업 디스플레이(HUD : Head-Up Display)를 장착한 차량이 출시되고 있기도 하다. 나아가 상기 헤드업 디스플레이를 통해 특정 정보를 증강현실의 형식으로 디스플레이할 수 있도록 하는 연구가 진행되고 있는 상황이다.
상기 증강현실(AR : Augmented Reality)은 사용자가 눈으로 보는 현실세계에 3차원의 가상 물체를 겹쳐 보여주는 기술로서, 현실세계에 실시간으로 부가정보를 갖는 가상세계를 합쳐 하나의 영상으로 보여주므로 혼합현실(Mixed Reality, MR)이라고도 한다.
그러나 종래의 헤드업 디스플레이 장치는 헤드업 디스플레이 정보가 표시되는 위치의 배경 밝기를 고려하지 않고, 즉, 차량 주행 상황의 변화에 따른 배경 밝기의 변화에 관계없이 언제나 동일한 밝기로 헤드업 디스플레이 정보를 표시하였다.
예컨대 헤드업 디스플레이 정보가 표시되는 위치의 배경은 차량이 없는 도로가 될 수도 있고, 선행 차량에 의해서 만들어진 그림자가 있는 도로가 될 수도 있으며, 선행 차량이 근접해 있을 경우에는 선행 차량의 후면(차량 뒷면)이 될 수도 있다. 그 외에도 차량 주행 상황에 따라서 다양한 배경 상태가 형성될 수 있다.
그런데 종래의 헤드업 디스플레이 장치는 실제 헤드업 디스플레이 정보가 표시되는 위치의 배경 밝기를 전혀 고려하지 않고 언제나 동일한 밝기로 헤드업 디스플레이 정보를 표시하거나, 단순히 주변 조도를 검출하여 헤드업 디스플레이 정보의 밝기를 조절하였다. 즉, 주변이 어두울 경우(예 : 흐린 날씨, 야간 등)에는 헤드업 디스플레이 정보의 밝기를 감소시키고, 주변이 밝을 경우(예 : 맑은 날씨, 주간 등)에는 헤드업 디스플레이 정보의 밝기를 증가시켰다.
그러나 실제 차량 주행 상황에서는 주변이 밝더라도 헤드업 디스플레이 정보가 표시되는 위치의 배경은 어두울 수 있으며(예 : 그림자 부분인 경우) 주변이 어둡더라도 헤드업 디스플레이 정보가 표시되는 위치의 배경은 밝을 수 있기(예 : 헤드라이트가 비치는 부분인 경우) 때문에 헤드업 디스플레이 정보의 밝기가 실제 주행 상황에 맞지 않게 조절될 수 있는 문제점이 있었다. 즉, 헤드업 디스플레이 정보가 너무 밝게 조절될 경우 운전자를 눈부시게 하여 운전을 방해할 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2009-0076242호(2009.07.13.공개, 차량용 헤드 업 디스플레이 장치 및 그 동작 제어 방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 헤드업 디스플레이 정보가 표시되는 위치의 배경 밝기를 고려하여 헤드업 디스플레이를 통해 표시되는 정보의 밝기를 적응적으로 조절하는 헤드업 디스플레이 정보 표시 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 헤드업 디스플레이 정보 표시 장치는, 차량의 주변밝기를 검출하는 제1 센서부; 헤드업 디스플레이 정보가 표시되는 배경 영역의 밝기를 검출하는 제2 센서부; 및 상기 주변밝기와 상기 배경밝기를 비교하여 밝기 차이가 기 설정된 기준 이상인 경우 상기 배경밝기를 바탕으로 상기 헤드업 디스플레이 정보의 밝기를 조절하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 센서부는, 적어도 하나 이상의 조도 검출 센서 혹은 광센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 센서부는, 적어도 하나 이상의 디지털 이미지 센서 혹은 원거리 조도 검출 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 배경밝기를 바탕으로 밝기가 조절된 상기 헤드업 디스플레이 정보를 차량이 현재 주행하고 있는 실도로에 맞춰 증강현실로 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 주변밝기와 배경밝기의 밝기 차이가 기 설정된 기준 이하인 경우, 상기 주변밝기를 바탕으로 상기 헤드업 디스플레이 정보의 밝기를 조절하고, 상기 주변밝기를 바탕으로 밝기가 조절된 상기 헤드업 디스플레이 정보를 차량이 현재 주행하고 있는 실도로에 맞춰 증강현실로 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 헤드업 디스플레이 정보 표시 방법은, 제어부가 차량의 주변밝기를 검출하는 단계; 상기 제어부가 헤드업 디스플레이 정보가 표시되는 배경 영역의 밝기를 검출하는 단계; 상기 제어부가 상기 주변밝기와 배경밝기를 비교하는 단계; 및 상기 주변밝기와 배경밝기의 밝기 차이가 기 설정된 기준 이상인 경우, 상기 제어부가 상기 배경밝기를 바탕으로 상기 헤드업 디스플레이 정보의 밝기를 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 배경 영역의 밝기는, 차량에 장착되어 있는 적어도 하나 이상의 디지털 이미지 센서를 통해 배경 영역을 촬영한 영상을 상기 제어부가 처리하여 검출되거나, 원거리 조도 검출센서를 통해 검출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 주변밝기와 배경밝기의 밝기 차이가 기 설정된 기준 미만인 경우, 상기 제어부가 상기 주변밝기를 바탕으로 상기 헤드업 디스플레이 정보의 밝기를 조절하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기 제어부가 상기 밝기 조절된 상기 헤드업 디스플레이 정보를 차량이 현재 주행하고 있는 실도로에 맞춰 증강현실로 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 헤드업 디스플레이 정보가 표시되는 위치의 배경 밝기를 고려하여 헤드업 디스플레이 장치를 통해 표시되는 정보의 밝기를 적응적으로 조절함으로써 헤드업 디스플레이 정보의 밝기가 운전자를 눈부시지 않게 하여 안전운전에 도움을 줄 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 정보 표시 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 정보 표시 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 헤드업 디스플레이 정보가 표시되는 배경의 밝기를 고려하여 상기 헤드업 디스플레이 정보를 표시하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 정보 표시 장치 및 방법의 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 디스플레이 정보 표시 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같은, 헤드업 디스플레이 정보 표시 장치(100)는, 제1 센서부(110), 제2 센서부(120), 제어부(130) 및 헤드업 디스플레이(140)를 포함한다.
상기 제1 센서부(110)는 적어도 하나 이상의 조도 검출 센서(또는 광센서)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 조도 검출 센서는 차량 주변의 밝기를 검출한다.
예컨대 상기 조도 검출 센서를 이용하여 주간인지 혹은 야간인지를 검출할 수 있으며, 맑은 날씨인지 혹은 흐린 날씨인지를 검출할 수 있다. 즉 주변의 전체적인 어두운 정도나 밝은 정도를 검출할 수 있다.
상기 제2 센서부(120)는 차량 전방의 영상을 촬영하기 위한 수단으로서, 디지털 이미지 센서를 포함하는 적어도 하나 이상의 카메라를 포함하여 구성된다.
상기 제2 센서부(120)는 주시방향(또는 차량 주행방향)을 촬영하여 전방 피사체의 영상을 획득한다. 본 실시예에서는 전방(특히 HUD 정보가 표시되는 위치에 있는 피사체)의 피사체 영상을 촬영하고, 그 영상을 분석하여 해당 위치의 밝기(즉, HUD 정보가 표시되는 배경 밝기)를 검출하는데 이용한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 배경 영역의 밝기는, 제2 센서부(120)를 통하여 검출되나, 이하, 본 발명의 실시예에서 상기 제2 센서부(120)는 차량에 장착되어 있는 카메라를 사용하는 것으로 설명한다.
예컨대 상기 카메라는 CMOS 카메라(또는 CCD 카메라)를 포함할 수 있다.
참고로 상기 CMOS 카메라(또는 CCD 카메라)는 가시광 영역의 빛을 감지하여 투영하는 역할을 하기 때문에 사람의 눈으로 보는 것과 비슷한 영상을 획득한다.
본 실시예에서 상기 제2 센서부(120)는 전방의 피사체 등에 의해 발생된 좁은 영역(특히 HUD 정보가 표시되는 영역)의 밝기를 검출하는 용도로 사용된다.
본 실시예에서는 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)(예 : 차선변경 카펫, 길 안내 카펫)을 출력할 때 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)가 표시되는 위치(즉, 배경 영역)가 어둡거나 밝은 정도를 고려하여 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)의 밝기를 조절하기 위한 정보로 이용할 수 있다.
여기서 상기 카펫은 증강현실로 표시되는 길 안내 정보(좌회전, 우회전, 유턴, 직진 등)나 안전운전에 도움을 주는 정보(예 : 차량 속도, 장애물 표시 등)로서, 실제 차로 바닥에 그려진 것처럼 실도로에 맞춰 표시되는 길 안내 정보를 단순히 허공에 표시되는 길 안내 정보(실도로에 맞춰 표시되지 않고 공중에 표시되는 길 안내 정보)와 구분하기 위한 용어이다.
상기 제어부(130)는 주변밝기 판단부(131), 배경밝기 판단부(132) 및 카펫밝기 조절부(133)를 포함한다.
상기 각 구성수단(131 ~ 133)은 해당 기능을 별도로 수행할 수도 있고, 상기 제어부(130)에서 모든 기능을 통합하여 수행할 수도 있다. 편의상 본 실시예에서는 상기 각 구성수단(131 ~ 133)의 기능을 개별적으로 설명한다.
상기 주변밝기 판단부(131)는 상기 제1 센서부(110)를 통해 검출된 센싱 정보를 이용하여 주변의 전체적인 밝기를 판단한다.
상기 배경밝기 판단부(132)는 상기 제2 센서부(120)를 통해 촬영된 영상 정보를 처리하여 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)가 표시되는 위치(즉, 배경 영역)의 밝기를 판단한다.
상기 카펫밝기 조절부(133)는 상기 주변밝기 판단부(131)에서 판단된 주변밝기와 상기 배경밝기 판단부(132)에서 판단된 배경밝기를 비교하고, 상기 주변밝기와 배경밝기의 차기가 기 설정된 기준 이상인 경우 상기 배경밝기 판단부(132)를 통해 판단된 배경밝기를 바탕으로 카펫밝기를 조절한다. 즉 상기 배경밝기를 바탕으로 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)의 밝기를 조절하여 상기 헤드업 디스플레이(140)에 표시한다.
상기 배경밝기를 바탕으로 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)의 밝기를 조절하기 위한 정보는 룩업 테이블 형태로 내부 메모리(미도시)에 미리 저장해 둘 수 있다.
상기 주변밝기 판단부(131), 배경밝기 판단부(132) 및 카펫밝기 조절부(133)는 차량 주행을 완료할 때까지 전방 배경 영역(HUD 정보가 표시되는 영역)의 밝기를 지속적으로 검출하여 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)의 밝기를 조절하는 과정을 반복 수행한다.
예컨대 주변 밝기가 어두운 경우 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)의 밝기를 감소시키는 것이 운전자의 눈부심을 방지한다. 그리고 주변 밝기가 밝은 경우 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)의 밝기를 증가시키는 것이 운전자의 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)의 가시성을 향상시킨다.
그러나 주변 밝기와 배경 밝기가 많은 차이가 있는 경우, 즉, 주변 밝기는 밝은 반면 배경 영역(HUD 정보가 표시되는 영역)의 밝기는 어두운 경우, 만약 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)의 밝기를 증가시키면 운전자의 눈부심을 증가시키게 된다.
따라서 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 주변 밝기와 배경 밝기 간에 밝기 차이가 기준 이상으로 큰 경우, 운전자의 눈부심에 직접적인 영향을 미치는 상기 배경 밝기를 바탕으로 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)의 밝기를 조절한다.
이에 따라 본 발명에서는 상기와 같이 주변 밝기와 배경 밝기 간에 밝기 차이가 기준 이상으로 큰 경우에도 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)에 의한 운전자의 눈부심을 방지한다.
상기 헤드업 디스플레이(140)는 상기 제어부(130)에서 배경 밝기를 바탕으로 밝기가 조절된 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)를 차량이 현재 주행하고 있는 실도로에 맞춰 증강현실로 표시한다.
본 실시예에서 상기 "밝기"는 조도나 휘도 등을 통해 나타내어 질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업 디스플레이 정보 표시 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 헤드업 디스플레이 정보가 표시되는 배경의 밝기를 고려하여 상기 헤드업 디스플레이 정보를 표시하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 이하 도 2 및 도 3을 참조하여 헤드업 디스플레이 정보의 밝기를 자동으로 조절하여 표시하는 방법을 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(130)는 차량에 장착되어 있는 제2 센서부(120)를 통해 촬영된 전방 영상을 처리하여 배경(즉, 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)가 표시되는 영역)의 밝기를 검출한다(S101).
또한 상기 제어부(130)는 차량에 장착되어 있는 제1 센서부(110)를 통해 차량 주변의 밝기(조도)를 검출한다(S102).
통상적으로 상기 주변밝기와 배경밝기는 큰 차이가 발생하지 않지만, 특정한 경우(예 : 주변은 밝은데 배경 영역에 그림자가 있어 어두워지는 경우, 반대로 주변은 어두운데 배경 영역에 조명이 비춰 밝은 경우)에는 주변밝기와 배경밝기에 차이가 발생한다.
따라서 상기 제어부(130)는 상기 주변밝기와 배경밝기를 비교한다.
그리고 상기 제어부(130)는 상기 주변밝기와 배경밝기의 밝기 차이가 기 설정된 기준 이상인지 판단한다(S103).
예컨대 상기 제어부(130)는 차량 주변은 밝은데 배경 영역이 기준 이상 어두운 상태인지, 혹은 차량 주변은 어두운데 배경 영역이 기준 이상 밝은 상태인지 판단한다.
상기 비교(S103) 결과에 따라, 상기 주변밝기와 배경밝기의 밝기 차이가 기 설정된 기준 이상인 경우(S103의 예), 상기 제어부(130)는 배경밝기를 바탕으로 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)의 밝기를 조절한다(S104). 그리고 상기 배경밝기를 바탕으로 밝기가 조절된 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)를 차량이 현재 주행하고 있는 실도로에 맞춰 증강현실로 표시한다.
그리고 상기 주변밝기와 배경밝기의 밝기 차이가 기 설정된 기준 미만인 경우(S103의 아니오), 상기 제어부(130)는 주변밝기를 바탕으로 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)의 밝기를 조절한다(S105). 그리고 상기 주변밝기를 바탕으로 밝기가 조절된 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)를 차량이 현재 주행하고 있는 실도로에 맞춰 증강현실로 표시한다.
예컨대 도 3에 도시된 바와 같이, 차량 주변의 밝기와 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)가 표시되는 배경영역의 밝기가 기 설정된 기준 이상 차이가 발생할 경우, 상기 제어부(130)는 상기 배경밝기를 바탕으로 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)의 밝기를 조절하여 차량이 현재 주행하고 있는 실도로에 맞춰 증강현실로 상기 헤드업 디스플레이 정보(HUD 정보)를 표시한다.
이상으로 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 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 제1 센서부 120 : 제2 센서부
130 : 제어부 131 : 주변밝기 판단부
132 : 배경밝기 판단부 133 : 카펫밝기 조절부
140 : 헤드업 디스플레이

Claims (9)

  1. 차량의 주변밝기를 검출하는 제1 센서부;
    헤드업 디스플레이 정보가 표시되는 배경 영역의 밝기를 검출하는 제2 센서부; 및
    상기 주변밝기와 상기 배경밝기를 비교하여 밝기 차이가 기 설정된 기준 이상인 경우 상기 배경밝기를 바탕으로 상기 헤드업 디스플레이 정보의 밝기를 조절하는 제어부;를 포함하되,
    상기 배경 영역의 밝기는 운전자의 눈에 맺히는 헤드업 디스플레이 정보의 허상이 위치하는 실공간에서의 밝기인 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 정보 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1 센서부는,
    적어도 하나 이상의 조도 검출 센서 혹은 광센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 정보 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제2 센서부는,
    적어도 하나 이상의 디지털 이미지 센서 혹은 원거리 조도 검출 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 정보 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 배경밝기를 바탕으로 밝기가 조절된 상기 헤드업 디스플레이 정보를 차량이 현재 주행하고 있는 실도로에 맞춰 증강현실로 표시하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 정보 표시 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 주변밝기와 배경밝기의 밝기 차이가 기 설정된 기준 이하인 경우, 상기 주변밝기를 바탕으로 상기 헤드업 디스플레이 정보의 밝기를 조절하고, 상기 주변밝기를 바탕으로 밝기가 조절된 상기 헤드업 디스플레이 정보를 차량이 현재 주행하고 있는 실도로에 맞춰 증강현실로 표시하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 정보 표시 장치.
  6. 제어부가 차량의 주변밝기를 검출하는 단계;
    상기 제어부가 헤드업 디스플레이 정보가 표시되는 배경 영역의 밝기를 검출하는 단계;
    상기 제어부가 상기 주변밝기와 배경밝기를 비교하는 단계; 및
    상기 주변밝기와 배경밝기의 밝기 차이가 기 설정된 기준 이상인 경우, 상기 제어부가 상기 배경밝기를 바탕으로 상기 헤드업 디스플레이 정보의 밝기를 조절하는 단계;를 포함하되,
    상기 배경 영역의 밝기는 운전자의 눈에 맺히는 헤드업 디스플레이 정보의 허상이 위치하는 실공간에서의 밝기인 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 정보 표시 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 배경 영역의 밝기는,
    차량에 장착되어 있는 적어도 하나 이상의 디지털 이미지 센서를 통해 배경 영역을 촬영한 영상을 상기 제어부가 처리하여 검출되거나, 원거리 조도 검출센서를 통해 검출되는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 정보 표시 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 주변밝기와 배경밝기의 밝기 차이가 기 설정된 기준 미만인 경우, 상기 제어부가 상기 주변밝기를 바탕으로 상기 헤드업 디스플레이 정보의 밝기를 조절하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 정보 표시 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 밝기 조절된 상기 헤드업 디스플레이 정보를 차량이 현재 주행하고 있는 실도로에 맞춰 증강현실로 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 정보 표시 방법.
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