KR101590786B1 - 전방 상향 시현기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전방 상향 시현기를 갖는 차량에 있어서, 전방 상향 시현기는, 제1반사도를 갖고 주행 정보에 대응하는 이미지를 표시하기 위한 제1그래픽부; 제1반사도보다 낮은 제2반사도를 갖고 제1그래픽부의 위치로 이동하는 제2그래픽부; 제2그래픽부의 이동을 제어하여 윈드 실드 글라스에 제1그래픽부가 투영되도록 하는 제어부를 포함한다.
본 발명은 종이, 크롬, 금속 등의 물리적인 반사물질로 이루어진 그래픽부에 외부 광을 직접 반사시켜 윈드 실드 글라스에 주행 정보를 표시함으로써, 그래픽부에 의해 태양광의 80% 이상의 빛이 반사될 수 있어 실외 환경에서도 운전자가 주행 정보를 인지할 수 있도록 하며, 밝은 환경에서 더 잘 보이게 하는 이점이 있다.

Description

전방 상향 시현기{Head up display}

본 발명은 제조 단가 및 사이즈를 줄이기 위한 전방 상향 시현기에 관한 것이다.

일반적으로 전방 상향 시현기(Head Up Display)는 주행 속도, 주행 거리 및 엔진 회전수(RPM) 등과 같은 주행 정보와, 연료량 등과 같은 차량 정보를 전방에 위치하는 윈드 실드 글라스(wind shield glass)를 통해 표시하여, 운전 중 운전자의 시선이 전방에서 계기판 등이 장착된 대시 보드(dash board) 등으로 이동하는 시선 이동을 최소화하도록 하는 장치이다.

이러한 전방 상향 시현기를 이용할 경우, 운전자는 운전 중에 전방으로부터 시선을 분산시키지 않고도 주행에 필요한 정보를 확인할 수 있다.

현재 양산되는 대부분의 전방 상향 시현기(HUD)는 영상 출력에 프로젝션 모듈을 사용하는 프로젝션 방식으로 구현되고 있다.

이러한 프로젝션 방식의 전방 상향 시현기는 프로젝션 모듈에서 생성한 그래픽을 윈드 실드 글라스에 반사시켜 허상을 생성하는 방식으로, 광원에서 나온 광의 일부가 윈드 실드 글라스에 반사되고 윈드 실드 글라스에 반사된 허상이 운전자의 눈에 인식되도록 한다.

이와 같은 프로젝션 방식의 전방 상향 시현기는 디스플레이 면적 확보를 위해 큰 투사 공간이 필요하고, 태양광 아래에서의 그래픽 시인성 확보를 위해 강력한 광원을 필요로 하며, 광원으로 인해 전력 소비 및 발열의 문제가 발생하고, 복잡한 광학 구조와 부품으로 인해 재료비가 상승하고 유지 보수가 어려운 문제점이 있다.

일 측면은 상호 간에 대비가 큰 두 색상을 가진 두 그래픽부의 위치를 제어하여 주행 정보를 표시하는 전방 상향 시현기를 제공한다.

다른 측면은 기준 조도 이상이면 외부 광을 그래픽부에 반사시켜 주행 정보를 표시하고 기준 조도 미만이면 보조 광을 그래픽부에 반사시켜 주행 정보를 표시하는 전방 상향 시현기를 제공한다.

일 측면에 따른 차량은 윈드 실드 글라스에 이미지가 투영되도록 하는 차량에 있어서, 제1반사도를 갖고 주행 정보에 대응하는 이미지를 표시하기 위한 제1그래픽부; 제1반사도보다 낮은 제2반사도를 갖고 제1그래픽부의 위치로 이동하는 제2그래픽부; 제2그래픽부의 이동을 제어하여 윈드 실드 글라스에 제1그래픽부가 투영되도록 하는 제어부를 포함한다.

차량은 제1그래픽부와 제2그래픽부의 상하 위치를 조정하는 솔레노이드 코일을 더 포함하고, 제1그래픽부와 제2그래픽부는 일체로 형성되고, 서로 다른 극성을 가지며 솔레노이드 코일의 극성에 따라 회전하여 상하 위치를 한다.

차량은 제2그래픽부를 이동시키는 액추에이터를 더 포함하고, 제어부는, 제1그래픽부의 투영 시 제1그래픽부의 외측으로 제2그래픽부가 이동하도록 액추에이터를 제어하고, 제1그래픽부의 투영 방지 시 제1그래픽부의 위치로 제2그래픽부가 이동하도록 액추에이터를 제어한다.

제1그래픽부는 제1반사도를 가진 제1색상으로 이루어지고, 제2그래픽부는 제2반사도를 가진 제2색상으로 이루어지고, 제1색상과 제2색상은 대비가 일정 크기 이상이다.

다른 측면에 따른 전방 상향 시현기는 차량에 마련된 전방 상향 시현기에 있어서, 제1반사도를 갖고 외부 광을 반사하는 제1그래픽부와, 제1반사도보다 낮은 제2반사도를 갖는 제2그래픽부가 일체로 마련된 복수의 그래픽 셀; 복수의 그래픽 셀에 각각 매칭되고, 매칭된 그래픽 셀을 회전시켜 복수 그래픽 셀의 제1, 2 그래픽부의 위치를 조정하는 위치조정부; 주행 정보에 대응하는 이미지를 표시하기 위한 적어도 하나의 그래픽 셀을 확인하고, 확인된 적어도 하나의 그래픽 셀의 제1그래픽부가 외부로 노출되도록 하고, 나머지 그래픽 셀의 제2그래픽부가 외부로 노출되도록 하는 제어부를 포함한다.

제1그래픽부와 제2그래픽부는 서로 다른 극성의 자기를 갖고, 위치 조정부는, 복수의 그래픽 셀에 각각 매칭되고 전압이 인가되었을 때 흐르는 전류의 방향에 기초하여 S, N 극성의 자기를 생성하는 복수의 솔레노이드 코일 포함한다.

제어부는, 적어도 하나의 그래픽 셀의 제2그래픽부와, 적어도 하나의 그래픽셀에 매칭된 솔레노이드 코일 사이에 인력이 작용하도록 솔레노이드 코일에 흐르는 전류의 방향을 제어하고, 나머지 그래픽 셀의 제1그래픽부와, 나머지 그래픽셀에 매칭된 솔레노이드 코일 사이에 인력이 작용하도록 솔레노이드 코일에 흐르는 전류의 방향을 제어한다.

제1그래픽부는, 흰색, 금색, 은색 및 형광색 중 어느 하나의 색상을 갖는다.

제2그래픽부는 외부의 광을 흡수한다.

복수의 그래픽 셀은, 비드 형상이고 그리드 형태로 배열된다.

전방 상향 시현기는 조도를 검출하는 검출부와, 제1그래픽부에 광을 출력하는 광원을 더 포함하고, 제어부는, 검출부에서 검출된 조도가 기준 조도 미만이면 광원의 구동을 제어한다.

또 다른 측면에 따른 전방 상향 시현기는 차량에 마련된 전방 상향 시현기에 있어서, 복수의 제1그래픽부를 형성하는 홀과, 홀을 제외한 나머지 영역인 배경부를 포함하는 그래픽패널; 그래픽 패널에 설치되고, 복수의 제1그래픽부에 각각 매칭되고, 매칭된 제1그래픽부를 개폐하는 복수의 제2그래픽부; 그래픽 패널의 일 측에 배치되고, 개방된 제1그래픽부를 통해 외부로 노출되고 제1그래픽부를 통해 외부 광이 입사되면 입사된 외부광을 반사시키는 반사패널; 주행 정보에 대응하는 이미지를 표시하기 위한 적어도 하나의 제1그래픽부를 확인하고 확인된 적어도 하나의 제1그래픽부와 매칭된 적어도 하나의 제2그래픽부를 확인하고, 적어도 하나의 제2그래픽부의 이동을 제어하여 적어도 하나의 제1그래픽부가 개방되도록 하는 제어부를 포함한다.

제2그래픽부는, 제1그래픽의 상측으로 회전 이동하여 제1그래픽부를 폐쇄시키고, 배경부의 상측으로 회전 이동하여 제1그래픽부를 개방시킨다.

제2그래픽부는, 제1그래픽의 상측으로 슬라이드 이동하여 제1그래픽부를 폐쇄시키고 배경부의 상측으로 슬라이드 이동하여 제1그래픽부를 개방시킨다.

전방 상향 시현기는 제어부의 명령에 기초하여 제2그래픽부를 이동시키는 액추에이터를 더 포함한다.

반사패널은 제1반사도를 갖고, 그래픽 패널의 배경부와 제2그래픽부는 제1반사도보다 낮은 제2반사도를 갖는다.

전방 상향 시현기는 조도를 검출하는 검출부와, 반사패널에 광을 출력하는 광원을 더 포함하고, 제어부는, 검출부에서 검출된 조도가 기준 조도 미만이면 광원의 구동을 제어한다.

또 다른 측면에 따른 전방 상향 시현기는 차량에 마련된 전방 상향 시현기에 있어서, 제1반사도를 가진 복수의 제1그래픽부와 제1그래픽부를 제외한 나머지 영역인 배경부를 갖는 그래픽 패널; 제1반사도보다 낮은 제2반사도를 갖고 복수의 제1그래픽부와 각각 매칭되고, 매칭된 제1그래픽부를 개폐하는 복수의 제2그래픽부; 주행 정보에 대응하는 이미지를 표시하기 위한 적어도 하나의 제1그래픽부를 확인하고 적어도 하나의 제1그래픽부와 매칭된 적어도 하나의 제2그래픽부를 확인하고, 적어도 하나의 제2그래픽부의 이동을 제어하여 적어도 하나의 제1그래픽부가 개방되도록 하는 제어부를 포함한다.

제2그래픽부는, 제1그래픽부의 상측으로 회전 이동하여 제1그래픽부를 폐쇄시키고, 배경부의 상측으로 회전 이동하여 제1그래픽부를 개방시킨다.

제2그래픽부는, 제1그래픽부의 상측으로 슬라이드 이동하여 제1그래픽부를 폐쇄시키고 배경부의 상측으로 슬라이드 이동하여 제1그래픽부를 개방시킨다.

전방 상향 시현기는 제어부의 명령에 기초하여 제2그래픽부를 이동시키는 액추에이터를 더 포함한다.

전방 상향 시현기는 조도를 검출하는 검출부와, 제1그래픽부에 광을 출력하는 광원을 더 포함하고, 제어부는, 검출부에서 검출된 조도가 기준 조도 미만이면 광원의 구동을 제어한다.

또 다른 측면에 따른 전방 상향 시현기는 차량에 마련된 전방 상향 시현기에 있어서, 복수의 그래픽 셀을 갖고, 주행 정보에 대응하는 이미지를 표시하기 위한 그래픽 셀을 투명 상태로 표시하고, 나머지 그래픽셀을 불투명 상태로 표시하는 디스플레이 패널; 디스플레이 패널의 일 측에 배치되고 투명 상태의 그래픽 셀을 통해 외부로 노출되고 투명 상태의 그래픽 셀을 통해 외부의 광이 입사되면 입사된 광을 반사시키는 반사패널; 주행 정보에 대응하는 이미지가 표시되도록 디스플레이 패널의 복수 그래픽 셀을 투명상태 및 불투명 상태로 제어하는 제어부를 포함한다.

디스플레이 패널은, 외부 광을 이용하여 이미지를 표시하되 전압이 인가되면 투명 상태로 표시하는 반사형 디스플레이 패널이다.

전방 상향 시현기는 조도를 검출하는 검출부와, 반사패널에 광을 출력하는 광원을 더 포함하고, 제어부는, 검출부에서 검출된 조도가 기준 조도 미만이면 광원의 구동을 제어한다.

불투명 상태의 그래픽 셀은 외부 광을 흡수한다.

또 다른 측면에 따른 전방 상향 시현기는 차량에 마련된 전방 상향 시현기에 있어서, 복수의 그래픽 셀을 갖고, 주행 정보에 대응하는 이미지를 표시하기 위한 그래픽 셀을 제1반사도를 갖는 제1색상으로 표시하고, 나머지 복수의 그래픽 셀을 투명으로 표시하는 디스플레이 패널; 제1반사도보다 낮은 제2반사도를 갖는 제2색상으로 이루어지고 그래픽 패널의 일 측에 배치되고 투명 상태의 그래픽 셀을 통해 외부로 노출되고 투명 상태의 그래픽 셀을 통해 외부의 광이 입사되면 입사된 광을 흡수하는 흡수패널; 주행 정보에 대응하는 이미지가 표시되도록 디스플레이 패널의 복수 그래픽 셀을 투명상태 및 불투명 상태로 제어하는 제어부를 포함한다.

*디스플레이 패널은, 외부 광을 이용하여 이미지를 표시하되 전압이 인가되면 투명 상태로 표시하는 반사형 디스플레이 패널이다.

또 다른 측면에 따른 전방 상향 시현기는 조도를 검출하는 검출부와, 디스플레이 패널에 광을 출력하는 광원을 더 포함하고, 제어부는, 검출부에서 검출된 조도가 기준 조도 미만이면 광원의 구동을 제어한다.

제1색상의 그래픽 셀은 외부 광을 반사한다.

본 발명은 종이, 크롬, 금속 등의 물리적인 반사물질로 이루어진 그래픽부에 외부 광을 직접 반사시켜 윈드 실드 글라스에 주행 정보를 표시함으로써, 그래픽부에 의해 태양광의 80% 이상의 빛이 반사될 수 있어 실외 환경에서도 운전자가 주행 정보를 인지할 수 있도록 하며, 밝은 환경에서 더 잘 보이게 하는 이점이 있다.

이와 같이 전방 상향 시현기의 구조를 단순화할 수 있어 제조 단가를 최소화할 수 있고, 설치 공간을 최소화할 수 있으며, 설치가 용이하다. 이에 따라 대시 보드의 구조 변경을 최소화할 수 있으며 내구성을 강화할 수 있고 유지 보수가 단순화할 수 있다.

또한 주행 정보 표시를 위한 고휘도 광원을 제거함으로써 열 발생을 최소화할 수 있고, 저전력으로 구동할 수 있다.

도 1은 실시 예에 따른 전방 상향 시현기가 마련된 차량의 예시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 차량의 전방 상향 시현기의 예시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 차량의 전방 상향 시현기에 마련된 그래픽 셀의 위치 이동 예시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 전방 상향 시현기의 제어 구성도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 전방 상향 시현기의 이미지 표시 예시도이다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 전방 상향 시현기의 일 예시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 전방 상향 시현기의 A 부분의 단면도의 일 예이다.
도 8은 도 6에 도시된 전방 상향 시현기의 A 부분의 단면도의 다른 예이다.
도 9는 다른 실시 예에 따른 차량의 전방 상향 시현기의 제어 구성도이다.
도 10은 다른 실시 예에 따른 전방 상향 시현기의 다른 예시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 전방 상향 시현기의 이미지 반사 예시도이다.
도 12는 또 다른 실시 예에 다른 전방 상향 시현기의 예시도이다.
도 13은 또 다른 실시 예에 다른 전방 상향 시현기의 이미지 반사 예시도이다.
도 14는 또 다른 실시 예에 다른 전방 상향 시현기의 예시도이다.
도 15a 및 도15 b는 또 다른 실시 예에 따른 전방 상향 시현기의 예시도이다.
도 16은 또 다른 실시 예에 따른 전방 상향 시현기의 예시도이다.
도 17은 또 다른 실시 예에 따른 차량의 전방 상향 시현기의 제어 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 실시 예에 따른 전방 상향 시현기가 마련된 차량의 예시도이다.

차량(1)은 사람 또는 화물을 운송할 목적으로 차륜을 구동시켜 주행하는 기기로, 도로 위를 이동한다.

차량(1)은 내장과 외장을 갖는 차체(Body)와, 차체를 제외한 나머지 부분으로 주행에 필요한 기계 장치가 설치되는 차대(Chassis)를 포함한다.

차체의 외장은 프론트 패널, 본네트, 루프 패널, 리어 패널, 트렁크, 전후좌우 도어 등을 포함한다.

그리고 차체의 외장은 프론트 패널, 본네트, 루프 패널, 리어 패널, 트렁크, 전후좌우 도어 사이의 경계에 마련된 필러를 더 포함하고, 또한 전후좌우 도어에 설치된 사이드 윈도 글라스와, 필러와 필러 사이에 설치되되 개폐 불가능하게 설치된 쿼터 윈도 글라스, 후방 측에 설치된 리어 윈도 글라스, 전방 측에 설치된 프런트 윈도 글라스(100: 윈드 실드 글라스라고도 함)를 더 포함한다.

차체의 내장은 탑승자가 앉는 시트와, 대시보드(200), 대시 보드 상에 배치되고 주행과 관련된 정보를 출력하는 속도계, 연료계기, 자동변속 선택레버 표시등, 타코미터, 구간 거리계 등과 같은 계기판(210), 차량 방향을 조작하는 스티어링 휠(220), 오디오와 공기조화기의 조절판이 있는 센터페시아(230) 등으로 이루어진다.

여기서 센터 페시아(230)는 대시보드(200) 중에서 운전석과 조수석 사이에 있는 컨트롤 패널 부분으로, 오디오, 공기 조화기, 히터의 컨트롤, 내비게이션, 송풍구, 시거잭 등이 설치된다.

차량의 차대는 동력 발생 장치, 동력 전달 장치, 주행 장치, 조향 장치, 제동 장치, 현가 장치, 변속 장치, 연료 장치, 전후좌우 차륜 등을 포함한다.

또한 차량에는 운전자 및 탑승자의 안전을 위하여 여러 가지 안전장치들이 마련되어 있다. 여기서 차량의 안정장치로는 차량 충돌 시 운전자 등 탑승자의 안전을 목적으로 하는 에어백 제어 장치와, 차량의 가속 또는 코너링 시 차량의 자세를 제어하는 차량자세 안정 제어 장치(ESC: Electronic Stability Control) 등 여러 종류의 안전장치들이 있다.

이와 같은 차량(1)은 대시 보드(200)에 설치되고, 주행 속도, 주행 거리, 주행 방향 및 엔진 회전수(RPM) 등과 같은 주행 정보를 전방의 윈드 실드 글라스(100: wind shield glass)를 통해 표시하는 전방 상향 시현기(300)를 더 포함한다.

여기서 윈드 실드 글라스(100)는 대시보드(200)와 일정 각도를 이룬다. 이러한 윈드 실드 글라스(100)에 입사된 외부 광의 일부는 대시 보드(200) 측으로 투과되고, 투과된 광의 일부는 대시 보드에 일부 흡수되며, 나머지 일부는 대시 보드에서 반사되고, 반사된 광에 의해 윈드 실드 글라스 상에 대시 보드의 형상이 투영된다.

대시 보드(200)는 윈드 실드 글라스(100)에 투영됨으로 인해 주행의 방해 요소로 작용되는 것을 방지하기 위해 광을 흡수하는 색상으로 이루어진다. 즉 대시보드(200)는 입사된 대부분을 광을 흡수하기 때문에 실제로 윈드 실드 글라스(100)에 미미하게 투영된다.

전방 상향 시현기(300)는 대시 보드(200) 상에 위치하는 것으로, 대시 보드(200)와 동일 또는 유사한 색상으로 이루어지되, 주행 정보 표시 시에는 주행 정보와 관련된 문자, 기호, 그림 등의 이미지에 대한 일부 영역이 반사 가능한 색상으로 변경되도록 한다.

즉 전방 상향 시현기(300)는 윈드 실드 글라스(100)에서 투과된 광이 문자, 기호, 그림 등의 이미지의 영역에서 반사되도록 하고 이때 반사된 이미지가 윈드 실드 글라스(100)에 투영되도록 한다.

이러한 전방 상향 시현기(300)는 계기판, 내비게이션, 위성항법장치(GPS) 중 적어도 하나의 기기와 통신을 수행하고 통신을 수행하는 적어도 하나의 기기로부터 주행과 관련된 주행 정보를 제공받으며, 제공된 주행 정보를 표시한다.

전방 상향 시현기(300)는 대시보드와 일정 각도를 이루는 윈드 실드 글라스(100)에 투영되기 때문에, 전방 상향 시현기(300)에 표시되는 이미지와 윈드 실드 글라스(100)에 투영된 이미지는 대시보드와 윈드 실드 글라스를 경계를 중심으로 서로 대칭을 이룬다. 따라서 전방 상향 시현기(300)는 윈드 실드 글라스에 투영되는 투영 방향을 고려하여 이미지의 방향을 조정하여 표시한다.

이와 같은 전방 상향 시현기(300)는 태양 광인 외광을 반사시켜 윈드 실드 글라스에 이미지가 투영되도록 하는 기기로, 이미지를 형성하는 제1그래픽부와, 이미지를 제외한 부분으로 이미지의 배경이 되는 제2그래픽부를 포함한다.

여기서 제1그래픽부는 제1반사도를 갖는 제1색상으로 이루어지고, 제2그래픽부는 제1색상과 대비가 일정 크기 이상 큰 색상이면서 제1반사도보다 낮은 제2반사도를 가짐으로써 흡수도가 높은 제2색상으로 이루어진다.

이에 따라 전방 상향 시현기는 외광이 제1그래픽부에 반사되도록 하여 윈드 실드 글라스에 투영되도록 하고, 외광이 제2그래픽부에 흡수되도록 하여 윈드 실드 글라스에 투영되는 것을 방지한다.

이와 같은 전방 상향 시현기(300)는 반사도가 서로 다른 두 개의 그래픽부를 동시적으로 배열함으로써 상호의 특질이 한층 강하게 느껴지도록 한다.

이와 같이 전방 상향 시현기는 외부 광을 이용하여 이미지를 반사시킴으로써 태양광의 80% 이상의 빛을 반사할 수 있기 때문에 실외 환경에서도 운전자가 인지할 수 있도록 하고 밝은 환경에서 더 잘 보이는 특성을 갖는다.

이러한 전방 상향 시현기에 대해 구체적으로 설명한다. 아울러 실시 예에 따라 전방 상향 시현기(300)를 300a, 300b, 300c, 300d, 300e, 300f 및 300g로 구분한다.

도 2는 일 실시 예에 따른 전방 상향 시현기(300a)의 예시도로, 일 실시 예에 따른 전방 상향 시현기(300a)는 본체(310), 그래픽 생성부(320), 위치 조정부(330)를 포함한다.

본체(310)는 외관을 형성하는 것으로, 내부에 그래픽 생성부(320)를 수용하기 위한 수용 공간을 가진다.

본체(310)는 이미지를 표시하기 위한 표시면(310a)을 포함하고, 이 표시면(310a)은 내부의 그래픽 생성부(320)가 외부로 표출될 수 있도록 투명 물질로 이루어진다.

그리고 본체(310)의 나머지 면은 제2반사도를 가진 제2색상의 물질로 이루어진다. 이를 환언하면, 본체(310)의 나머지 면은 흡수도가 높은 색상의 물질로 이루어진다.

그래픽 생성부(320)는 본체(310) 내부의 수용공간에 위치하고 복수의 그래픽 셀(321)을 포함하며, 복수의 그래픽 셀(321)은 본체 내에 그리드 형태로 배열된다. 즉 그래픽 생성부(320)의 복수 그래픽 셀(321)은 어레이를 이룬다.

각 그래픽 셀(321)은 제1반사도를 가진 제1색상으로 이루어진 제1그래픽부(321a)와, 제1반사도보다 낮은 제2반사도를 가진 제2색상으로 이루어진 제2그래픽부(321b)를 포함한다.

아울러 반사도가 낮다는 것은, 흡수도가 높음을 의미한다.

여기서 그래픽 셀의 제1그래픽부와 제2그래픽부는 일체로 형성된다. 이러한 각 그래픽 셀(321)은 비드 형상으로 이루어지고, 각각 동일 위치에서 상하 회전이 가능하다.

즉 비드 형상의 그래픽 셀의 일부는 제1색상으로 이루어지고 나머지 일부는 제2색상으로 이루어진다. 아울러, 대비가 높을수록 시인성이 높은 점을 고려하여 두 그래픽부의 대비를 일정 크기 이상 크게 한다. 예를 들어 그래픽 셀의 제1그래픽부(321a)는 흰 색이고 제2그래픽부(321b)는 검은 색일 수 있다.

여기서 제1색상과 제2색상은 서로 다른 색상으로 반사도가 상이하며, 이미지를 표현하기 위해 제1색상을 가진 제1그래픽부(321a)를 이용한다.

각 그래픽 셀(321)은 금속, 은백색의 금속인 크롬, 종이 중 적어도 하나로 이루어진다. 그리고 그래픽 셀(321)의 제1그래픽부(321a)에는 금색, 은색 또는 형광 물질을 도포하는 것도 가능하다. 이를 통해 반사도를 높일 수 있다.

그래픽 셀은 자석 물질로 형성되는 것도 가능하고, 내부에 자성 물질이 내장되는 것도 가능하다.

이에 따라 그래픽 셀이 종이로 이루어진 경우 자기력이 종이 외부까지 작용하도록 하고, 그래픽 셀이 금속으로 이루어진 경우 그래픽 셀이 자화되도록 하는 것도 가능하다.

각 그래픽 셀의 제1 그래픽부(321a)와 제2그래픽부(321b)는 서로 다른 자성을 갖는다. 예를 들어 그래픽 셀의 제1 그래픽부(321a)가 S 극성의 자기를 갖는다면, 제2그래픽부(321b)는 N극성의 자기를 갖는다.

그래픽 생성부(320)는 복수의 그래픽 셀들 간에 자기력의 영향을 받지 않도록 복수의 그래픽 셀들 사이에 마련된 격벽 부재를 더 포함하는 것도 가능하다.

여기서 격벽 부재에 의해 형성된 하나의 공간에는 하나의 그래픽 셀이 수용되며, 격벽 부재에 의해 형성된 하나의 공간은 하나의 그래픽 셀이 회전 가능한 크기를 갖는다.

위치 조정부(330)는 본체(310)에 인접하여 위치하되 본체의 표시면(310a)과 마주보는 면에 위치한다.

위치 조정부(330)는 복수의 그래픽 셀의 상하 방향을 조정한다. 즉 위치 조정부(330)는 그래픽 셀의 제1그래픽부(321a)와 제2그래픽부(321b)의 상하 위치를 조정한다.

위치 조정부(330)는 자기를 생성하는 복수의 자기 생성 부재를 포함한다.

이러한 자기 생성 부재는 도선을 여러 번 균일하게 감은 원통 모양의 코일로, 전류가 흐르는 도선 주위에 자기장이 형성되고 자기장이 형성되면 자기가 생성되는 액추에이터인 솔레노이드 코일(331)을 포함한다.

이러한 솔레노이드 코일(331)의 자기 극성은 전류가 흐르는 방향에 따라 변화된다.

복수의 솔레노이드 코일(331)은 복수의 그래픽 셀(321)의 하부에 위치하되, 그래픽 셀(321)에 각각 대응하여 위치한다. 즉, 하나의 솔레노이드 코일(331)은 상부에 위치한 하나의 그래픽 셀(321)과 쌍을 이룬다.

각 솔레노이드 코일(331)은 쌍을 이루는 그래픽 셀에 인력 또는 척력을 인가함으로써 그래픽 셀의 상하 방향이 변경되도록 한다.

즉 솔레노이드 코일(331)은 그래픽 셀과의 인력 또는 척력이 발생하도록 한다.

이를 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 코일(331)의 하 측에서 상 측으로 전류가 흐르면 솔레노이드 코일의 도선 주위에 자기장이 형성되고, 이로 인해 솔레노이드 코일(331)의 상 측은 S극성의 자기를 띠게 되고, 하측은N극성의 자기를 띠게 된다.

이때 S 극성의 자기를 갖는 제1그래픽부(321a)와의 척력이 작용하고 동시에 N 극성의 자기를 갖는 제2그래픽 부(321b)와의 인력이 작용하여 제1그래픽부(321a)가 상측으로 이동, 제2그래픽부(321b)가 하측으로 이동하는 그래픽 셀(321)의 회전이 이루어진다.

도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 코일(331)의 상 측에서 하 측으로 전류가 흐르면 솔레노이드 코일의 도선 주위에 자기장이 형성되고, 이로 인해 솔레노이드 코일(331)의 상 측은 N극성의 자기를 띠게 되고, 하측은S극성의 자기를 띠게 된다.

이때 S극성의 자기를 갖는 제1그래픽부(321a)와의 인력이 작용하고 동시에 N극성의 자기를 갖는 제2그래픽 부(321b)와의 척력이 작용하여 제1그래픽부(321a)가 하측으로 이동, 제2그래픽부(321b)가 상측으로 이동하는 그래픽 셀(321)의 회전이 이루어진다.

이러한 전방 상향 시현기(300a)는 이미지를 표시하기 위해 그래픽 생성부의 그래픽 셀(321)의 상하 방향을 조정하는 구동 모듈(340)을 더 포함한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 전방 상향 시현기의 구동 모듈(340)은 입력부(341), 제어부(342), 통신부(343), 저장부(344) 및 구동부(345)를 포함한다.

입력부(341)는 전원 온오프 명령 등을 입력받는다.

입력부(341)는 내비게이션이나 GPS와 같이 주행 정보를 제공하는 기기와의 페어링 명령을 입력받는 것도 가능하고, 운전자로부터 표시하고자 하는 항목을 입력받는 것도 가능하다.

예를 들어, 표시 가능한 항목이 주행 속도, 주행 방향, 연료량, 제한 속도 등일 때, 입력부(341)는 이 중 적어도 하나의 항목을 입력받을 수 있다.

제어부(342)는 입력부(341)에 전원 온 명령이 입력되면 구동부(345)의 구동을 제어하여 복수 그래픽 셀(321)의 상하 위치를 조정함으로써 주행 정보에 대한 이미지가 표시되도록 하고, 입력부(341)에 전원 오프 명령이 입력되면 구동부(345)에 인가되는 전압을 차단하여 이미지가 표시되지 않도록 한다.

여기서 이미지가 표시되지 않도록 하는 것은, 마지막 표시된 이미지가 윈드 실드 글라스에 투영되어 운전자에게 혼동을 줄 수 있는 점을 고려하여 본체의 표시면에 그래픽 셀의 제2그래픽부(321b)가 모두 위치하도록 한 후 복수 솔레노이드 코일에 인가되는 전압을 차단하는 것을 포함한다.

이때 모든 솔레노이드 코일의 상측에 N극성의 자기가 생성되도록 함으로써, 모든 그래픽 셀의 제1그래픽부(321a)가 솔레노이드 코일 측으로 이동하도록 한다.

제어부(342)는 내비게이션, GPS, 계기판 중 적어도 하나의 기기에서 전송된 주행 정보를 확인하고, 주행 정보에 대응하는 이미지를 판단하고, 판단된 이미지를 표시하기 위한 그래픽 셀의 위치를 확인하고, 확인된 그래픽 셀과 쌍을 이루는 일부 솔레노이드 코일을 확인하고, 확인된 일부 솔레노이드 코일에 제1전압(v1)이 인가되도록 제어하고, 나머지 솔레노이드 코일에 제2전압(v2)이 인가되도록 제어한다.

여기서 일부 솔레노이드 코일에 제1 전압이 인가되도록 제어하는 것은, 그래픽 셀(321)에 인접하는 부분에 S극성의 자기가 생성되도록 일부 솔레노이드 코일(331)에 인가되는 전압의 방향을 제어하는 것을 포함한다.

이에 따라 N극성의 자기를 가진 제2그래픽부가 본체의 바닥면을 향하도록 하고 S 극성의 자기를 가진 제1그래픽부가 본체의 표시면을 향하도록 한다.

나머지 솔레노이드 코일에 제2전압이 인가되도록 제어하는 것은, 나머지 솔레노이드 코일에 제1전압과 방향이 반대인 제2전압이 인가되도록 제어하는 것으로, 그래픽 셀에 인접하는 부분에 N극성의 자기가 생성되도록 나머지 솔레노이드 코일에 인가되는 전압의 방향을 제어하는 것을 포함한다.

이에 따라 S극성의 자기를 가진 제1그래픽부(321a)가 본체의 바닥면을 향하도록 하고 N 극성의 자기를 가진 제2그래픽부(321b)가 본체의 표시면을 향하도록 한다.

이를 통해 이미지에 대응하는 그래픽 셀의 제1그래픽부(321a)가 본체의 표시면을 향하도록 하고, 배경에 대응하는 그래픽 셀의 제2그래픽부(321b)가 본체의 표시면을 향하도록 한다.

이와 같이 제어부(342)는 주행 정보에 대한 이미지 표시 시, 복수의 솔레노이드 코일(331)에 인가되는 전압의 방향을 각각 제어함으로써 복수의 솔레노이드 코일(331)에 흐르는 전류의 방향이 각각 변경되도록 한다.

따라서 솔레노이드 코일(331)의 양 단부의 극성이 변화되도록 한다.

제어부(342)는 입력부(341)에 입력된 항목에 대한 주행 정보만을 표시하도록 하는 것도 가능하다.

통신부(343)는 내비게이션, GPS, 계기판 중 적어도 하나의 기기와 통신을 수행하고, 통신을 통해 주행 정보를 수신하여 제어부(342)에 전송한다.

이러한 통신부(343)는 유무선 통신 가능하다.

저장부(344)는 복수 그래픽 셀과 솔레노이드 코일의 위치를 각각 저장하되, 쌍을 이루는 그래픽 셀과 솔레노이드 코일의 위치를 매칭시켜 저장한다.

이러한 저장부(344)는 주행 정보에 대한 이미지를 표현하기 위한 솔레노이드 코일의 위치 정보를 저장하는 것도 가능하다.

구동부(345)는 제어부(342)의 명령에 기초하여 복수의 솔레노이드 코일에 제1전압 또는 제2전압을 각각 인가한다. 이를 통해 복수 솔레노이드 코일에 흐르는 전류의 방향을 변화시킴으로써 솔레노이드 코일에서 생성되는 자기의 극성을 조정한다.

이러한 전방 상향 시현기의 이미지 표시 구성을 도 5를 참조하여 설명한다.

전방 상향 시현기에 우회전의 이미지를 표시하는 예를 설명한다.

전방 상향 시현기는 내비게이션, GPS, 계기판 중 적어도 하나의 기기와 통신을 수행하여 주행 정보를 수신하고, 수신된 주행 정보에 대응하는 이미지를 확인하고, 확인된 이미지를 표시하기 위한 그래픽 셀을 확인하며, 확인된 그래픽 셀과 쌍을 이루는 솔레노이드 코일의 위치를 확인한다.

아울러 전방 상향 시현기는 확인된 이미지에 대응하는 솔레노이드 코일을 직접 확인하는 것도 가능하다.

전방 상향 시현기는 복수의 솔레노이드 코일 중 이미지에 대응하는 솔레노이드 코일에 제1전압을 인가하고, 나머지 솔레노이드 코일에 제2전압을 인가한다.

이때 전방 상향 시현기 내 복수의 솔레노이드 코일 중 우회전 이미지에 대응하는 솔레노이드 코일은 하측에서 상측으로 전류가 흐르고 이로 인해 솔레노이드 코일의 상측은 S 극성의 자기를 띠고, 하측은 N 극성의 자기를 띤다.

그리고 전방 상향 시현기 내 복수의 솔레노이드 코일 중 배경 이미지에 대응하는 솔레노이드 코일은 상측에서 하측으로 전류가 흐르고 이로 인해 솔레노이드 코일의 하측은 S 극성의 자기를 띠고, 상측은 N 극성의 자기를 띤다.

이에 따라 전방 상향 시현기 내 우회전 이미지에 대응하는 그래픽 셀의 제1그래픽부(321a)는 본체의 표시면(310a)을 향하고, 제2그래픽부(310b)는 본체의 바닥면을 향한다.

그리고 전방 상향 시현기 내 배경 이미지에 대응하는 그래픽 셀의 제2그래픽부(321b)는 본체의 표시면(310a)을 향하고, 제1그래픽부(310a)는 본체의 바닥면을 향한다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 전방 상향 시현기의 표시면(310a)에는 주행 정보에 대응하는 우회전 이미지(310b)가 표시되고, 또한 우회전 이미지를 제외한 배경 이미지(310c)가 표시된다.

도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 전방 상향 시현기의 배경 이미지는 흡수도가 높은 색상으로 외광을 흡수하고, 우회전 이미지는 제1반사도를 가진 색상으로 외광을 반사시킨다.

이를 통해 전방 상향 시현기의 우회전 이미지가 윈드 실드 글래스에 투영되며, 운전자는 이를 인식하게 된다.

이와 같이 전방 상향 시현기를 구현함으로써, 제조 단가를 줄일 수 있고 설치 공간을 최소화 할 수 있으며, 내구성을 강화시킬 수 있다. 이에 따라 저가형 차량 및 소형 차량에도 전방 상향 시현기를 설치할 수 있다.

또한 외부 광원을 이용하여 이미지를 표시하기 때문에 고휘도 광원을 제거할 수 있어 열 발생을 최소화할 수 있고 저전력으로 구동시킬 수 있다.

도 6은 다른 실시 예에 따른 전방 상향 시현기(300b)의 일 예시도이다.

전방 상향 시현기(300b)는 그래픽 패널(350)과, 그래픽 패널(350)의 일 측에 배치된 반사 패널(360)을 포함한다.

그래픽 패널(350)은 배경부(350a)와, 배경부(350a)에 형성되고 주행 정보에 대응하는 이미지를 표시하기 위한 복수의 제1그래픽부(351)와, 배경부(350a)에 설치되되 제1그래픽부(351) 또는 배경부(350a)로 위치 이동이 가능하게 설치된 복수의 제2그래픽부(352)를 포함한다.

여기서 복수의 제1그래픽부(351)는 배경부(350a) 내에서 빈 공간인 홀로 형성되고, 복수의 제2그래픽부(352)는 흡수도가 높은 색상으로 이루어지되 배경부(350a)와 동일한 색상으로 이루어진다.

제1그래픽부(351)는 제2그래픽부(352)의 이동에 의해 개폐 가능하고, 개방 시 하부의 반사 패널(360)이 노출되도록 한다. 여기서 제1그래픽부(351)의 위치는 고정된 위치이다.

복수의 제1그래픽부(351)는 복수의 제2그래픽부(352)와 각각 쌍을 이룬다.

제2그래픽부(352)는 쌍을 이루는 제1그래픽부(351)의 위치로 이동함으로써 제1그래픽부(351)가 폐쇄되도록 하고, 쌍을 이루는 제1그래픽부(351)에서 벗어나 쌍을 이루는 제1그래픽부(351)와 인접한 배경부(350a)의 위치로 이동함으로써 제1그래픽부(352)가 개방되도록 한다.

이러한 제2그래픽부의 이동 구조 예를 도 7및 도 8을 참조하여 설명한다.

도 7은 도 6에 도시된 전방 상향 시현기의 A 부분의 단면도의 일 예이다.

도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 제2그래픽부(352)는 제1그래픽부(351)에 위치함으로써 제1그래픽부(351)를 폐쇄시킨다. 이때 외부 광이 제2그래픽부(352)에 의해 흡수되기 때문에 제1그래픽부(351)는 윈드 실드 글라스에 투영되지 않는다.

도 7의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 제2그래픽부(352)는 회전 이동을 통해 제1그래픽부(351)의 위치에서 배경부(350a)의 위치로 이동한다.

이때 제1그래픽부(351)가 개방되어 반사 패널(360)이 외부로 노출되며 외부 광이 제1그래픽부(351)를 통과하여 반사 패널(360)로 입사되고 반사 패널(360)에 입사된 광은 반사되어 윈드 실드 글라스에 투영된다.

도 8은 도 6에 도시된 전방 상향 시현기의 A 부분의 단면도의 다른 예이다.

도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 제2그래픽부(352)는 제1그래픽부(351)의 상측에 위치함으로써 제1그래픽부(351)를 폐쇄시킨다.

이때 외부 광이 제2그래픽부(352)에 의해 흡수되기 때문에 제1그래픽부(351)는 윈드 실드 글라스에 투영되지 않는다.

*도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 제2그래픽부(352)는 슬라이드 이동을 통해 제1그래픽부(351)의 위치에서 배경부(350a)의 위치로 슬라이드 이동한다. 이때 제1그래픽부(351)가 개방되어 반사 패널(360)이 외부로 노출되며 외부 광이 제1그래픽부(351)를 통과하여 반사 패널(360)로 입사되고 반사 패널(360)에 입사된 광은 반사되어 윈드 실드 글라스에 투영된다.

여기서 제2그래릭부(352)의 이동은 솔레노이드 코일을 이용한 전자석이나, 모터 및 기어 등에 의해 이동 가능하다.

이와 같이 개방된 복수의 제1그래픽부의 조합에 의해 이미지가 형성된다.

도 9는 다른 실시 예에 따른 전방 상향 시현기의 제어 구성도로, 제2그래픽부(352)의 이동을 제어하기 위한 구동 모듈(340)은 입력부(341), 통신부(343), 제어부(346), 저장부(347) 및 구동부(348)를 포함한다. 아울러 모터 및 기어(미도시) 중 적어도 하나를 이용하여 제2그래픽부를 이동시키는 예를 설명하도록 한다.

입력부(341)와 통신부(343)는 일 실시 예와 동일하여 설명을 생략한다.

제어부(346)는 입력부(341)에 전원 온 명령이 입력되면 구동부(345)의 구동을 제어하여 제2그래픽부(352)의 좌우 위치를 조정함으로써 주행 정보에 대한 이미지가 표시되도록 하고, 입력부(341)에 전원 오프 명령이 입력되면 구동부(345)의 구동을 제어하여 이미지가 표시되지 않도록 한다.

여기서 이미지가 표시되지 않도록 하는 것은, 마지막 표시된 이미지가 윈드 실드 글라스에 투영되어 운전자에게 혼동을 줄 수 있는 점을 고려하여 제2그래픽부(352b)가 모두 쌍을 이루는 제1그래픽부(351)에 위치하도록 하는 것을 포함한다.

제어부(342)는 내비게이션, GPS, 계기판 중 적어도 하나의 기기에서 전송된 주행 정보를 확인하고, 주행 정보에 대응하는 이미지를 판단하고, 판단된 이미지를 표시하기 위한 제1그래픽부를 확인하고, 확인된 제1그래픽부와 쌍을 이루는 제2그래픽부를 확인하고 확인된 제2그래픽부가 배경부 측으로 이동되도록 모터를 제어함으로써 확인된 제1그래픽부가 개방되도록 한다.

아울러 제어부(346)는 이미지를 표시하고 있는 상태에서 내비게이션, GPS, 계기판 중 적어도 하나의 기기에서 주행 정보가 전송되면 전송된 주행 정보를 확인하고, 주행 정보에 대응하는 이미지를 판단하고, 판단된 이미지를 표시하기 위한 제1그래픽부(351)의 위치를 확인하고, 위치가 확인된 제1그래픽부(351)의 개폐 상태를 확인하고, 확인된 제1그래픽부 중 개방 상태인 제1그래픽부와 쌍을 이루는 제2그래픽부에 연결된 모터의 상태를 정지 상태로 유지시키고, 폐쇄 상태인 제1그래픽부와 쌍을 이루는 제2그래픽부에 연결된 모터를 제1방향으로 회전하도록 제어하는 것도 가능하다.

아울러 제어부(346)는 위치 확인 시, 이미지 표시에 해당하지 않는 제1그래픽부 중 개방상태인 제1그래픽부를 확인하고 확인된 제1그래픽부와 쌍을 이루는 제2그래픽부에 연결된 모터(370)를 제2방향으로 회전 제어하여 제1그래픽부가 폐쇄되도록 한다.

저장부(347)는 복수의 제1그래픽부와 복수의 제2그래픽부의 위치를 각각 저장하되, 쌍을 이루는 제1그래픽부와 제2그래픽부의 위치를 매칭시켜 저장하고 또한 복수의 제2그래픽부에 각각 연결된 모터의 위치를 저장한다.

저장부(347)는 주행 정보에 대한 이미지를 표현하기 위한 제1그래픽부의 위치 정보를 저장하는 것도 가능하다.

구동부(348)는 제어부(346)의 명령에 기초하여 복수의 모터(370)를 제1방향 또는 제2방향으로 각각 회전시킨다. 여기서 제1방향은 제1그래픽부를 개방시키기 위한 방향이고, 제2방향은 제2그래픽부를 폐쇄시키기 위한 방향이다.

이를 통해 제2그래픽부가 제1그래픽부에 위치하도록 하거나, 배경부에 위치하도록 한다.

도 7 의 실시 예의 경우, 제2그래픽부를 이동시키기 위한 액추에이터로서 모터를 포함한다. 즉 모터(370)의 회전력을 이용하여 제2그래픽부를 회전시킴으로써 제2그래픽부가 제1그래픽부에 위치하도록 하거나, 배경부에 위치하도록 한다.

도 8의 실시 예의 경우, 제2그래픽부를 이동시키기 위한 액추에이터로서 모터 및 기어(미도시)를 포함한다. 모터(370)는 회전하는 기기로, 회전력을 기어(미도시)에 전달하고 이때 기어(미도시)는 모터의 회전력을 제공받고 제공받은 회전력을 왕복 이동력으로 전환하여 제2그래픽부가 좌우 이동할 수 있도록 한다.

도 6에 도시된 전방 상향 시현기는 복수의 제1그래픽부를 조합하여 하나의 이미지를 표시하지만, 하나의 제1그래픽부를 이용하여 하나의 이미지를 표시하는 것도 가능하다. 이를 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다.

도 10은 다른 실시 예에 따른 전방 상향 시현기(300c)의 다른 예시도이다.

전방 상향 시현기(300c)는 그래픽 패널(350)과, 그래픽 패널(350)과 일정 거리 이격 설치된 반사 패널(360)을 포함한다.

그래픽 패널(350)은 배경부(350a)와, 배경부(350a)에 형성되고 주행 정보에 대응하는 이미지가 각각 형성된 복수의 제1그래픽부(351a, 351b, 351c)와, 그래픽 패널(350)와 반사 패널(360) 사이에 배치되되 제1그래픽부(351)이 위치한 영역 또는 제1그래픽부(351)가 위치하지 않은 외측 영역으로 위치 이동이 가능하게 배치된 복수의 제2그래픽부(352a, 352c, 352c)를 포함한다.

여기서 그래픽 패널에 복수의 제1그래픽부가 형성된 것을 예로 들었지만, 하나의 제1그래픽부가 형성되는 것도 가능하다.

복수의 제1그래픽부(351a, 351b, 351c)는 배경부(350a) 내에서 빈 공간인 홀로 각각 형성되고, 복수의 제2그래픽부(352a, 352c, 352c)는 흡수도가 높은 색상으로 이루어지되 배경부(350a)와 동일한 색상으로 이루어진다.

복수의 제1그래픽부(351a, 351b, 351c)와 복수의 제2그래픽부(352a, 352c, 352c)는 서로 쌍을 이루며, 복수의 제1그래픽부(351a, 351b, 351c)는 쌍을 이루는 제2그래픽부의 이동에 의해 반사 패널(360)과 연결 또는 차단된다.

도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 제2그래픽부(352b)가 제1그래픽부(351b)의 외측에 위치하면 제1그래픽부(351b)와 반사 패널(360)은 서로 연결되고 이로 인해 제1그래픽부(351b)를 통해 반사 패널(360)이 외부로 노출된다. 이때 외부 광이 제1그래픽부(351b)를 통해 반사패널에 반사되고 반사된 이미지가 윈드 실드 글라스에 투영된다.

도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 제2그래픽부(352b)가 제1그래픽부(351b)의 위치로 이동하면 제1그래픽부(351b)와 반사 패널(360)의 연결이 차단된다.

이로 인해 반사 패널(360)의 노출이 차단된다. 이에 따라 외부 광이 입사되어도 제1그래픽부(351b)의 하측에 위치한 제2그래픽부(352b)에 모두 흡수되어 윈드 실드 글라스에 어떤 이미지도 투영되지 않는다.

도 10의 다른 실시 예의 경우, 제어부는 주행 정보 중 주행 방향을 확인하고, 복수의 제1그래픽부 중 확인된 주행 방향에 대응하는 제1그래픽부의 위치를 확인하고, 위치가 확인된 제1그래픽부와 쌍을 이루는 제2그래픽부를 확인하고, 확인된 제2그래픽부에 연결된 모터의 회전을 제어하여 제2그래픽부의 위치를 이동시킴으로써 제1그래픽부가 반사 패널과 직접 연결되도록 한다.

즉 확인된 주행 방향의 이미지를 가진 제1그래픽부의 하부에 위치한 반사 패널 영역만이 외부로 노출되도록 하고, 이때 외부 광이 제1그래픽부의 하부의 반사 패널에서 반사되어 윈드 실드 글라스에 투영된다.

도 12는 또 다른 실시 예에 다른 전방 상향 시현기로, 전방 상향 시현기(300d)는 그래픽 패널(350)을 포함한다.

그래픽 패널(350)은 배경부(350a)와, 배경부(350a)에 형성되고 주행 정보에 대응하는 이미지를 표시하기 위한 복수의 제1그래픽부(351)와, 배경부에 설치되되 제1그래픽부(351) 또는 배경부(350a)로 위치 이동이 가능하게 설치된 복수의 제2그래픽부(352)를 포함한다.

여기서 복수의 제1그래픽부(351)는 제1반사도를 가진 제1색상으로 이루어지고, 복수의 제2그래픽부(352)는 제1반사도보다 낮은 제2반사도를 가진 제2색상으로 이루어지되 배경부(350a)와 동일한 색상으로 이루어진다.

여기서 반사도가 낮다는 것은 흡수도가 높음을 의미한다.

복수의 제1그래픽부(351)는 복수의 제2그래픽부(352)와 각각 쌍을 이룬다.

복수의 제1그래픽부(351)는 쌍을 이루는 제2그래픽부(352)의 이동에 의해 개폐 가능하고, 복수의 제1그래픽부(351)의 위치는 고정된 위치이다.

도 13의 (a)에 도시된 바와 같이 제2그래픽부(352)는 쌍을 이루는 제1그래픽부(351)의 위치로 이동함으로써 제1그래픽부(351)가 폐쇄되도록 한다.

이때 제1그래픽부를 향해 입사된 광은, 제1그래픽부의 상측에 위치한 제2그래픽부(352)에 흡수된다.

도 13의 (b)에 도시된 바와 같이 제2그래픽부(352)는 쌍을 이루는 제1그래픽부(351)에서 벗어나 쌍을 이루는 제1그래픽부(351)와 인접한 배경부(350a)의 위치로 이동함으로써 제1그래픽부(352)가 개방되도록 한다.

이때 제1그래픽부를 향해 입사된 광은, 제1그래픽부에서 반사되어 윈드 실드 글라스에 투영된다.

도 12에 도시된 또 다른 실시 예의 전방 상향 시현기는 복수의 제1그래픽부를 조합하여 하나의 이미지를 표시하지만, 하나의 제1그래픽부를 이용하여 하나의 이미지를 표시하는 것도 가능하다. 이를 도 14를 참조하여 설명한다.

도 14에 도시된 바와 같이, 전방 상향 시현기(300e)의 그래픽 패널(350)은 배경부(350a)와, 배경부 내에 형성되되 제1반사도를 가진 제1색상으로 형성되고 주행 방향 이미지가 인쇄된 복수의 제1그래픽부(351a, 351b, 352c)와, 배경부와 복수의 제1그래픽부로 각각 슬라이딩되어 배경부와 복수의 제1그래픽부를 각각 개폐하는 복수의 제2그래픽부(352a, 352b, 352c)를 포함하는 것도 가능하다.

여기서 복수의 제2그래픽부(352a, 352b, 352c)는 제1반사도보다 낮은 제2반사도를 가진 제2색상으로 이루어지고, 모터 또는 솔레노이드 코일 등과 같은 전자석에 의해 이동 가능하다.

즉, 전방 상향 시현기(300)는 주행 정보에 기초하여 세 개중 어느 하나의 제2그래픽부를 이동시켜 세 개의 제1그래픽부 중 어느 하나의 제1그래픽부가 노출되도록 한다. 이때 노출된 어느 하나의 제1그래픽부는 외광에 의해 반사되어 윈드 실드 글라스에 투영된다.

도 15a 및 도15 b는 또 다른 실시 예에 따른 전방 상향 시현기의 예시도이다.

도 15a에 도시된 바와 같이 또 다른 실시 예에 따른 전방 상향 시현기(300f)는 디스플레이 패널(370) 및 반사 패널(380)을 포함한다.

디스플레이 패널(370)은 외부 광을 이용하여 이미지를 표시하는 반사형 디스플레이 패널로, 복수의 그래픽 셀(370a)로 구분되고, 각 그래픽 셀(370a)은 주행 정보에 대응하는 이미지에 따라 투명 상태 또는 불투명 상태로 각각 전환된다.

여기서 불투명 상태는 반사도가 낮은 색상을 갖는 상태이다. 즉 불투명 상태의 색상은 제2반사도를 갖는다.

복수의 그래픽 셀은 투명 상태일 때 이미지를 표시하기 위한 그래픽 셀로 이용되며, 불투명 상태일 때 이미지를 제외한 배경을 표시하기 위한 그래픽 셀로 이용된다.

여기서 이미지 표시를 위한 그래픽 셀은 제1그래픽부(370b)이고, 이미지를 제외한 배경을 표시하기 위한 그래픽 셀은 제2그래픽부(370c)이다.

즉 제1그래픽부(370b)는 외부 광을 반사패널(380)로 투과하고, 제2그래픽부(370c)는 외부 광을 흡수한다.

반사 패널(380)은 제1반사도를 가진 제1 색상으로 이루어지고, 디스플레이 패널(370)의 일측에 배치되고 디스플레이 패널(370)의 제1그래픽부에서 투과된 광을 입사받고 입사된 광을 반사시킨다. 이를 통해 반사된 광이 윈드 실드 글라스에 투영되도록 한다.

이러한 반사 패널(380)은 제1그래픽부에 의해 표시된 이미지에 대응하는 영역을 통해서만 광을 반사시킨다.

아울러 반사 패널(380)의 영역 중 디스플레이 패널(370)의 제2그래픽부와 대응되는 영역은 제2그래픽부에 의해 광이 차단되어 외광을 제공받지 못한다.

이와 같이 투명 또는 불투명 상태로 상태가 전환되는 디스플레이 패널에 대해 구체적으로 설명한다.

도 15b에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(370)은 제1기판(371)과, 제1기판(371)과 일정 거리 이격 설치된 제2기판(372)과, 제1기판(371)의 일면에 배치된 제1전극(373)과, 제2기판(372)의 일면에 배치된 제2전극(374)과, 제1전극(373)과 제2전극(374) 사이에 배치된 액정층(375)을 포함한다.

여기서 제1, 2기판(371, 372)은 유연성을 갖는 글라스 또는 투명 플라스틱 재료로 이루어진다.

제1, 2 전극(373, 374)은 투과율을 높이기 위해 투명 전극으로 이루어지고, 제1 기판(371)과 제2 기판(372)에 각각 평행한 직선 형태로 배치된다. 이때 두 전극은 서로 수직으로 교차되고 서로 교차되는 부분은 하나의 그래픽 셀을 이룬다.

액정층(375)은 네마틱 액정 분자(nematic liguid crystal), 카이랄 도펀트(chiral dopant), 콜레스테릭 상의 나선 피치를 고정하도록 경화된 광중합성 폴리머를 포함한다.

여기서 네마틱 액정에 주기적인 나선구조를 유도하는 카이랄 성분(chiral dopant)을 혼합하여 콜레스테릭 액정을 형성시킨다.

또한 액정층(375)은 인가되는 전계에 의해 콜레스테릭 액정들의 상태를 변화시키는데, 이때 플레이너(planar), 포컬 코닉(focal conic) 및 호메오트로픽(homeotropic) 상태 중 어느 하나의 상태로 변화시킨다.

즉 액정층(375)은 전계가 없는 상태에서도 반사하거나 산란할 수 있는 불투명 상태인 플레이너와 포컬코닉 상태로 만들 수 있고, 고전계를 인가하면 광을 투과할 수 있는 투명 상태인 호메오트로픽 상태로 만들 수 있다.

이러한 디스플레이 패널은 주행 정보에 대응하는 이미지에 기초하여 제1전극과 제2전극에 인가되는 전압을 조절함으로써 제1그래픽부에 해당하는 그래픽셀을 투명 상태로 만들고, 제2그래픽부에 해당하는 그래픽셀을 불투명 상태로 만든다.

이를 통해 제1그래픽부에 입사된 광을 반사패널(380)로 투과시키고, 제2그래픽부에 입사된 외광을 흡수하도록 한다.

도 16은 또 다른 실시 예에 따른 전방 상향 시현기의 예시도이다.

도 16a 및 도16 b는 또 다른 실시 예에 따른 전방 상향 시현기의 예시도이다.

도 16a에 도시된 바와 같이 또 다른 실시 예에 따른 전방 상향 시현기(300g)는 디스플레이 패널(370) 및 흡수 패널(390)을 포함한다.

디스플레이 패널(370)은 외부 광을 이용하여 이미지를 표시하는 반사형 디스플레이 패널로, 복수의 그래픽 셀(370a)로 구분되고, 각 그래픽 셀(370a)은 주행 정보에 대응하는 이미지에 따라 반사도가 높은 제1색상의 불투명상태 또는 투명상태로 각각 전환된다.

복수의 그래픽 셀은 제1색상일 때 이미지를 표시하기 위한 그래픽 셀로 이용되며, 투명일 때 이미지를 제외한 배경을 표시하기 위한 그래픽 셀로 이용된다.

여기서 이미지 표시를 위한 그래픽 셀은 제1그래픽부(370b)이고, 이미지를 제외한 배경을 표시하기 위한 그래픽 셀은 제2그래픽부(370c)이다.

즉, 제1그래픽부(370b)는 외부 광을 반사시키고 제2그래픽부(370c)는 외부 광을 흡수 패널(390)로 투과시킨다.

흡수 패널(390)은 반사도가 낮은 제2색상으로 이루어지고 디스플레이 패널(370)의 일측에 배치되고 디스플레이 패널(370)의 제1그래픽부(370b)에서 투과된 광을 입사받고 입사된 광을 흡수한다.

이러한 흡수 패널(390)은 디스플레이 패널(380)의 배경에 대응하는 영역을 통해서만 광을 흡수한다.

아울러 흡수 패널(390)의 영역 중 디스플레이 패널(370)의 제1그래픽부(370b)와 대응되는 영역은 제1그래픽부(370b)에서 모든 광이 반사되어 외부 광을 제공받지 못한다.

이와 같이 투명 또는 불투명 상태로 상태가 전환되는 디스플레이 패널(380)의 구조는 도 15b의 구조와 동일하여 설명을 생략한다.

이러한 디스플레이 패널(380)의 액정층(375)은 전계가 없는 상태에서도 광을 반사하거나 산란할 수 있는 플레이너와 포컬코닉 상태로 만들 수 있고, 고전계를 인가하면 광을 투과할 수 있는 투명 상태인 호메오트로픽 상태로 만들 수 있다.

액정층(375)은 플레이너 또는 포컬코닉 상태일 때 반사도가 높은 제1색상을 구현할 수 있다. 여기서 색상은 갖는다는 것은 불투명 상태를 의미한다.

이러한 디스플레이 패널(370)은 주행 정보에 대응하는 이미지에 기초하여 제1전극과 제2전극에 인가되는 전압을 조절함으로써 제1그래픽부에 해당하는 그래픽셀을 제1색상으로 만들고, 제2그래픽부에 해당하는 그래픽셀을 투명 상태로 만든다.

이를 통해 제1그래픽부에 입사된 광을 반사시키고, 제2그래픽부에 입사된 광을 흡수패널(390)로 투과시킨다. 이때 흡수 패널은 제2그래픽부에서 투과되어 입사된 외광을 흡수한다.

도 17은 또 다른 실시예에 따른 전방 상향 시현기의 제어 구성도이다.

전방 상향 시현기(300)는 조도를 검출하기 위한 검출부(349)와, 기준 조도 미만에서 제1그래픽부의 반사도를 향상시키기 위해 제1그래픽부에 보조 광을 제공하는 광원(395)을 더 포함한다.

검출부와 광원은 각 실시예에 따른 전방 상향 시현기(300a 내지 300g)에 모두 적용 가능한 것으로, 일 실시 예에 적용된 예를 설명하되, 동일한 구성은 생략한다.

검출부(349)는 차량이 위치한 장소의 조도를 검출하고 검출된 조도를 제어부(343a)에 전송한다.

제어부(343a)는 검출부(349)에 검출된 조도가 수신되면 수신된 조도와 기준 조도를 비교하고 검출된 조도가 기준 조도 이상이면 광원(395)을 오프 제어하고, 검출된 조도가 기준 조도 미만이면 광원(395)을 온 제어한다.

이를 통해 검출된 조도가 기준 조도 이상이면 외부 광을 반사시켜 주행 정보에 대한 이미지가 윈드 실드 글라스(100)에 투영되도록 하고, 검출된 조도가 기준 조도 미만이면 보조 광 및 외부 광을 이용하여 표시된 이미지를 반사시켜 주행 정보에 대한 이미지가 윈드 실드 글라스(100)에 투영되도록 한다.

저장부(344a)는 기준 조도를 더 저장한다.

제1구동부(345a)는 제어부(343a)의 명령에 기초하여 복수의 솔레노이드에 전압을 인가한다.

제2구동부(345b)는 제어부(343a)의 명령에 기초하여 광원(395)을 구동시킨다.

광원(395)은 윈드 실드 글라스(100)의 외부, 윈드 실드 글라스(100)의 내부로 전방 상향 시현기 주변 또는 전방 상향 시현기의 내부에 위치한다.

여기서 전방 상향 시현기의 내부에 위치하는 광원의 예를 구체적으로 설명한다.

도 2의 전방 상향 시현기(300a)의 경우, 광원은 그래픽 셀 내부에 위치시키는 것도 가능하다. 이때 제1그래픽부의 내부에 설치하여 제1그래픽부를 통해 외부로 광이 출력되도록 한다.

도 6의 전방 상향 시현기(300b)의 경우, 광원은 반사 패널(360)의 측면 또는 반사패널과 제1그래픽부 사이에 배치 가능하다.

도 15a 의 전방 상향 시현기(300b)의 경우, 광원은 반사 패널(380)의 측면 또는 반사패널(360)과 디스플레이 패널(350) 사이에 배치 가능하다.

이와 같이 전방 상향 시현기는 광원을 더 포함함으로써, 어두운 환경, 즉 야간 시에서도 그래픽 시인성을 확보할 수 있다.

*100: 윈드 실드 글라스 200: 대시보드
300: 전방 상향 시현기

Claims (11)

1. 차량에 마련된 전방 상향 시현기에 있어서,
   복수의 제1그래픽부를 형성하는 홀과, 상기 홀을 제외한 나머지 영역인 배경부를 포함하는 그래픽패널;
   상기 그래픽 패널에 설치되고, 상기 복수의 제1그래픽부에 각각 매칭되고, 매칭된 제1그래픽부를 개폐시키되 상기 제1그래픽부의 상측으로 슬라이드 이동하여 상기 제1그래픽부를 폐쇄시키고, 상기 배경부의 상측으로 슬라이드 이동하여 상기 제1그래픽부를 개방시키는 복수의 제2그래픽부;
   상기 그래픽 패널의 일 측에 배치되고, 개방된 제1그래픽부를 통해 외부로 노출되고 상기 제1그래픽부를 통해 외부 광이 입사되면 입사된 외부광을 반사시키는 반사패널;
   조도를 검출하는 검출부;
   상기 반사패널에 광을 출력하는 광원;
   주행 정보에 대응하는 이미지를 표시하기 위한 적어도 하나의 제1그래픽부를 확인하고 확인된 적어도 하나의 제1그래픽부와 매칭된 적어도 하나의 제2그래픽부를 확인하고, 상기 적어도 하나의 제2그래픽부의 슬라이드 이동을 제어하여 상기 적어도 하나의 제1그래픽부가 개방되도록 하고 상기 검출부에서 검출된 조도가 기준 조도 미만이면 상기 광원의 구동을 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 반사패널은 제1반사도를 갖고,
   상기 그래픽패널의 배경부와 제2그래픽부는 상기 제1반사도보다 낮은 제2반사도를 갖는 전방 상향 시현기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부의 명령에 기초하여 상기 제2그래픽부를 이동시키는 액추에이터를 더 포함하는 전방 상향 시현기.
5. 삭제
6. 삭제
7. 차량에 마련된 전방 상향 시현기에 있어서,
   제1반사도를 가진 복수의 제1그래픽부와 상기 제1그래픽부를 제외한 나머지 영역인 배경부를 갖는 그래픽 패널;
   상기 제1반사도보다 낮은 제2반사도를 갖고 상기 복수의 제1그래픽부와 각각 매칭되고, 매칭된 제1그래픽부를 개폐시키되 상기 제1그래픽부의 상측으로 이동하여 상기 제1그래픽부를 폐쇄시키고, 상기 배경부의 상측으로 슬라이드 이동하여 상기 제1그래픽부를 개방시키는 복수의 제2그래픽부;
   조도를 검출하는 검출부;
   상기 제1그래픽부에 광을 출력하는 광원;
   주행 정보에 대응하는 이미지를 표시하기 위한 적어도 하나의 제1그래픽부를 확인하고 상기 적어도 하나의 제1그래픽부와 매칭된 적어도 하나의 제2그래픽부를 확인하고, 상기 적어도 하나의 제2그래픽부의 이동을 제어하여 상기 적어도 하나의 제1그래픽부가 개방되도록 하고 상기 검출부에서 검출된 조도가 기준 조도 미만이면 상기 광원의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 전방 상향 시현기.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부의 명령에 기초하여 상기 제2그래픽부를 이동시키는 액추에이터를 더 포함하는 전방 상향 시현기.
11. 삭제

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