KR101592781B1 - 헤드업디스플레이의 시인 영역 자동 조절 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 룸미러 위치 센서를 이용해 헤드업디스플레이의 아이박스(eyebox)(시인 영역)가 운전자의 시야에 맞게 최적으로 위치될 수 있도록 자동 조절할 수 있는 헤드업디스플레이의 시인 영역 조절 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

헤드업디스플레이의 시인 영역 자동 조절 방법 및 장치{Method and Apparatus for Automatically Adjusting Visible Area of Head Up Display}

본 발명은 헤드업디스플레이(HUD, Head Up Display)의 시인 영역 조절 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히, 헤드업디스플레이의 영상이 표시되는 아이박스(eyebox)(시인 영역)가 운전자의 시야에 맞게 최적으로 위치될 수 있도록 자동 조절할 수 있는 헤드업디스플레이의 시인 영역 조절 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 헤드업디스플레이는 영상이 표시되는 아이박스(시인 영역)가 130㎜ x 60㎜로 제한되므로, 이에 따라 아이박스 위치가 적절하지 아니한 경우에 대비하여 아이박스를 위아래로 조절할 수 있는 기능을 제공한다. 운전자는 클러스터(계기판) USM(User Setting Mode)에서 아이박스가 눈 높이에 맞도록 영상 높이를 설정할 수 있지만, HUD 영상의 경계가 불분명하여 최적화된 높이 설정이 어려워 영상이 상하로 잘려 보인다고 불만을 표시하는 운전자도 존재한다. 또한, HUD 아이박스 영상의 높이를 재조정하기 위해서는 반드시 주행 정지를 해야 하므로 불편함이 있다.

이를 개선하기 위하여 국내 특허 공개 번호 KR 2014-0079964에서는 HUD 아이박스의 위치 이동을 위해 사용자 입력이 수행될 때 아이박스가 운전자에 의해 식별 가능한 범위를 벗어나는 경우 이미지 끝 단을 이미지 리턴 방식으로 안내하는 기술이 있다.

그러나, 이러한 경우에도 HUD 아이박스의 위치가 수동으로 조절되므로, HUD 아이박스가 자동 조절되어 사용자 또는 운전자에게 좀 더 편리성을 증대시킬 수 있는 방법이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 룸미러 위치 센서를 이용해 헤드업디스플레이의 아이박스(eyebox)(시인 영역)가 운전자의 시야에 맞게 최적으로 위치될 수 있도록 자동 조절할 수 있는 헤드업디스플레이의 시인 영역 조절 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의일면에 따른 헤드업디스플레이 영상이 표시되는 아이박스 위치 조절을 위한 헤드업디스플레이 제어 방법은, 센서를 이용해 룸미러의 상하좌우 회전각을 감지하는 단계; 상기 회전각에 대응되는 모터 구동 신호를 생성하는 단계; 및 상기 모터 구동 신호에 따라 헤드업디스플레이 모듈의 모터를 구동해, 상기 모터의 제어를 받는 평면 미러를 상하좌우로 회전시켜서 상기 아이박스의 위치를 조절하는 단계를 포함한다.

상기 헤드업디스플레이 제어 방법은, 운전자가 차량 운전석 시트에 착석하여 상기 룸미러의 회전을 조절하여 차량 후면 글라스 전체가 상기 룸미러를 통하여 보여지도록 할 때, 상기 회전각에 따라 자동으로 상기 아이박스 위치가 조절되어 상기 헤드업디스플레이 모듈에서 제공하는 영상이 잘림없이 차량 전면 글라스를 통해 운전자 양안 시야에 들어오도록 하기 위한 것을 특징으로 한다.

상기 모터 구동 신호를 생성하기 전에, 상기 회전각이 미리 설정한 상기 평면 미러의 각도 조절 범위를 충족하는 지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 회전각이 상기 평면 미러의 각도 조절 범위를 벗어나는 경우, 상기 모터 구동 신호의 생성과 상기 아이박스의 위치 조절이 생략되어 상기 아이박스 위치를 현재 상태로 유지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 아이박스의 위치 조절 후, 상기 아이박스의 위치 정보를 저장 수단에 저장하고, 차량 재 시동이 있는 경우에 저장된 상기 아이박스의 위치 정보에 따라 상기 모터 구동 신호를 발생시켜 상기 아이박스를 상기 재 시동 전 위치로 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 아이박스의 위치 정보는 상기 아이박스의 기준 위치로부터 상대적인 상기 모터의 회전자의 회전 수에 대한 정보일 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 헤드업디스플레이 영상이 표시되는 아이박스 위치 조절을 위한 헤드업디스플레이 제어 장치는, 룸미러의 상하좌우 회전각을 감지하는 센서; 및 상기 회전각에 대응되는 모터 구동 신호를 생성하며, 상기 모터 구동 신호에 따라 헤드업디스플레이 모듈의 모터를 구동해, 상기 모터의 제어를 받는 평면 미러를 상하좌우로 회전시켜서 상기 아이박스의 위치를 조절하는 아이박스 조절부를 포함한다.

상기 헤드업디스플레이 모듈은, 표시 소자의 영상을 상기 평면 미러로 반사시킨 후 곡면 미러를 이용해 다시 반사시켜 차량 전면 글라스를 통해 표시되는 상기 아이박스를 형성한다.

본 발명에 따른 헤드업디스플레이의 시인 영역 조절 방법 및 장치에 따르면, 룸미러 위치만 정확히 맞추면 HUD 아이박스 영상을 잘림 없이 최적 위치로 조정하여 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.

또한, 운전자의 신체 조건이 다르더라도 룸미러 조정만으로 HUD 아이박스 영상 위치가 그 운전자에 맞게 자동 조절될 수 있으므로, HUD 아이박스를 별도로 수동 조절해야 하는 이중 작업이 불필요하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업디스플레이의 시인 영역 조절 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 아이박스 조절부가 헤드업디스플레이 모듈의 평면 미러 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업디스플레이의 시인 영역 조절 장치의 동작 설명을 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 룸미러 위치 센서를 이용한 운전자 양안 위치를 감지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 운전자 시선 높이에 따른 아이박스 영상의 예들을 도시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분을 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다. 또한 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업디스플레이의 시인 영역 조절 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업디스플레이의 시인 영역 조절 장치(100)는, 헤드업디스플레이(HUD) 모듈(10)을 제어하여 차량 전면(front) 글라스를 통해 표시되는 HUD 아이박스(eyebox)(시인 영역)가 운전자의 시야에 맞게 최적으로 위치될 수 있도록 자동 조절하기 위하여, 룸미러 위치 센서(110), 아이박스 조절부(120) 및 메모리(121)를 포함한다.

먼저, 위와 같이 헤드업디스플레이 영상이 표시되는 아이박스 위치의 자동 조절을 제어하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업디스플레이의 시인 영역 조절 장치(100)의 각부 구성 요소의 기능을 간략히 설명한다.

룸미러 위치 센서(110)는 차량 룸미러(도 4의 20 참조)와 적절히 결합될 수 있고, 룸미러 위치 센서(110)는 사용자 또는 운전자가 조작하는 차량 룸미러(20)의 상하좌우(위, 아래, 왼쪽, 또는 오른쪽) 회전각을 감지한다. 이러한 룸미러(20)의 상하좌우 회전각을 감지하기 위하여 틸트 센서, 경사센서, 각도 센서, 자이로 센서 등을 이용하거나 이들을 조합하여 사용할 수도 있다.

아이박스 조절부(120)는 룸미러 위치 센서(110)가 감지하는 회전각에 대응되는 모터 구동 신호를 생성하며, 해당 모터 구동 신호에 따라 헤드업디스플레이 모듈(10)의 모터를 구동해, 해당 모터의 제어를 받는 평면 미러(도 2의 12 참조)를 상하좌우(위, 아래, 왼쪽, 또는 오른쪽)로 회전시켜서 아이박스의 위치를 조절한다. 아이박스의 위치 조절 후, 아이박스 조절부(120)는 아이박스의 위치 정보, 즉, 아이박스의 기준 위치로부터 상대적인 평면 미러(도 2의 12 참조)를 제어하는 해당 모터의 회전자의 회전 수에 대한 정보를 메모리(121)에 저장하여, 차량 재 시동이 있는 경우에 저장된 해당 아이박스의 위치 정보에 따라 모터 구동 신호를 발생시켜 아이박스를 재 시동 전 위치로 조절되도록 제어하는데 이용할 수 있다.

도 2와 같이, 헤드업디스플레이 모듈(10)은 표시 소자(11)(예, TFT-LCD 장치 등)의 영상을 평면 미러(12)로 반사시킨 후 곡면 미러(13)를 이용해 다시 반사시켜 차량 전면 글라스를 통해 표시되는 아이박스를 형성한다. 이와 같은 헤드업디스플레이 모듈에 대하여는 잘 알려져 있으므로 자세한 설명은 생략한다. 다만, 본 발명에서 평면 미러(12)는 아이박스 조절부(120)에 의해 제어되는 모터(도시되지 않음)에 의해 상하좌우로 회전될 수 있으며 이에 따라 아이박스의 위치를 조절한다. 여기서 모터는 스텝 모터일 수 있으며, 모터 구동 신호의 펄스(들)에 따라 회전하여 평면 미러(12)의 각도를 조절할 수 있다. 모터는 평면 미러(12)의 상하 각도 조절을 위한 모터일 수도 있고, 평면 미러(12)의 좌우 각도 조절을 위한 모터일 수도 있으며, 평면 미러(12)의 상하좌우 각도 조절을 위한 모터들이 조합된 형태일 수도 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업디스플레이의 시인 영역 조절 장치(100)에서는, 운전자가 차량 운전석 시트에 착석하여 룸미러(20)의 회전을 조절하여 차량 후면 글라스 전체가 룸미러(20)를 통하여 보여지도록 할 때, 룸미러(20)의 해당 회전각에 따라 자동으로 아이박스 위치가 조절되어 헤드업디스플레이 모듈(10)에서 제공하는 영상이 잘림없이 차량 전면 글라스를 통해 운전자 양안 시야에 들어오도록 할 수 있게 된다. 이에 따라 룸미러(20) 위치만 정확히 맞추면 HUD 아이박스 영상을 잘림 없이 최적 위치로 조정하여 사용자 편의성을 향상시킬 수 있게 되며, 또한, 운전자의 신체 조건이 다르더라도 룸미러(20) 조정만으로 HUD 아이박스 영상 위치가 그 운전자에 맞게 자동 조절될 수 있으므로, HUD 아이박스를 별도로 수동 조절해야 하는 이중 작업이 불필요하게 된다.

이하 도 3의 흐름도를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업디스플레이의 시인 영역 조절 장치(100)의 동작을 좀 더 자세히 설명한다.

먼저, 차량 운전석 시트에 착석한 사용자 또는 운전자는, 도 4와 같이 차량 룸미러(20)의 회전을 조절하여 차량 후면 글라스 전체가 룸미러(20)를 통하여 보여지도록 함으로써 차량 후방이 룸미러(20)를 통해 잘 보이게 할 때, 룸미러(20)에 결합된 룸미러 위치 센서(110)는 룸미러(20)의 상하좌우(위, 아래, 왼쪽, 또는 오른쪽) 회전각을 감지한다(S10). 이러한 룸미러(20)의 상하좌우 회전각을 감지하기 위하여 틸트 센서, 경사센서, 각도 센서, 자이로 센서 등을 이용하거나 이들을 조합하여 사용할 수도 있다. 이때 도 4와 같이 운전자가 룸미러(20)를 통해 후방을 바라보는 경로 A-B를 역추적하는 방법에 의해, 운전자 양안의 위치가 룸미러 위치 센서(110)에 의해 감지되는 회전각 정보에 반영되는 것이다.

이와 같이 룸미러 위치 센서(110)가 룸미러(20)의 회전각을 감지하면, 아이박스 조절부(120)는 아이박스의 위치 조절을 위해 헤드업디스플레이 모듈(10)의 평면 미러(12)의 각도 조절 범위를 충족하는 지 여부를 판단한다(S20). 즉, 룸미러(20)의 회전각만큼 헤드업디스플레이 모듈(10)의 모터에 의해서 평면 미러(12)의 각도를 조절할 수 있는 지 여부를 판단한다. 이에 따라 룸미러(20)의 회전각이 소정의 평면 미러(12)의 각도 조절 범위를 벗어나는 경우, 헤드업디스플레이 모듈(10)의 모터에 의해서 조절할 수 없으므로, 아이박스 조절부(120)는 헤드업디스플레이 모듈(10)의 모터를 구동하기 위한 신호를 생성하지 않으며 아이박스의 위치 조절이 이루어지 않고, 현재의 아이박스 위치를 유지시키게 된다(S21).

위에서 룸미러(20)의 회전각이 소정의 평면 미러(12)의 각도 조절 범위를 벗어나지 않는 경우에는(S20), 아이박스 조절부(120)는 룸미러 위치 센서(110)가 감지하는 회전각(운전자 양안 위치)에 대응되는 모터 구동 신호를 생성한다(S30). 아이박스 조절부(120)는 해당 회전각의 정도에 맞게 헤드업디스플레이 모듈(10)의 (스텝) 모터(들)의 회전수를 결정할 수 있으며, 해당 모터의 특성에 맞는 펄스수를 갖는 펄스 형태의 모터 구동 신호를 생성할 수 있다.

이에 따라 아이박스 조절부(120)가 생성하는 해당 모터 구동 신호에 따라 헤드업디스플레이 모듈(10)의 모터가 구동되며, 해당 모터의 제어를 받는 평면 미러(12)를 상하좌우(위, 아래, 왼쪽, 또는 오른쪽)로 회전시켜서 아이박스의 위치를 조절할 수 있다(S40).

예를 들어, 위와 같이 운전자가 차량 운전석 시트에 착석하여 룸미러(20)의 회전을 조절하여 차량 후면 글라스 전체가 룸미러(20)를 통하여 보여지도록 할 때, 도 5의 110과 같이, 룸미러(20)의 해당 회전각에 따라 자동으로 아이박스 위치가 조절되어 헤드업디스플레이 모듈(10)에서 제공하는 영상이 잘림없이 차량 전면 글라스를 통해 운전자 양안 시야에 들어오도록 할 수 있게 된다. 이와 같이 운전자 양안 위치에 따라 아이박스 위치 조절이 제대로 이루어지지 않는 경우, 운전자 양안 위치가 정상 위치 보다 올라 갈 때 도 5의 120과 같이 영상의 상단부가 잘려 상단부 영상이 보이지 않을 수 있으며, 운전자 양안 위치가 정상 위치 보다 내려 갈 때 도 5의 130과 같이 영상의 하단부가 잘려 하단부 영상이 보이지 않을 수 있다.

이와 같이 아이박스의 위치 조절 후, 아이박스 조절부(120)는 아이박스의 위치 정보, 즉, 아이박스의 기준 위치로부터 상대적인 평면 미러(12)를 제어하는 해당 모터의 회전자의 회전 수에 대한 정보를 메모리(121)에 저장할 수 있다(S50). 일반적인 평균적 아이박스의 위치를 기준 위치로 미리 정해놓을 수 있으며, 아이박스 조절부(120)는 위와 같이 해당 모터의 특성에 맞는 펄스수를 갖는 펄스 형태의 모터 구동 신호를 생성할 때 해당 펄스 수 등 모터의 회전자의 회전 수에 대한 정보를 메모리(121)에 저장할 수 있다. 이에 따라 차량 재 시동이 있는 경우에, 아이박스 조절부(120)는 메모리(121)에 저장된 해당 아이박스의 위치 정보에 따라 모터 구동 신호를 발생시켜 아이박스를 기준 위치로부터 조절하여 재 시동 전 위치로 조절되도록 제어할 수 있다.

상술한 바와 같이, 헤드업디스플레이 영상이 표시되는 아이박스 위치의 자동 조절을 제어하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드업디스플레이의 시인 영역 조절 장치(100)는, 룸미러(20) 위치만 정확히 맞추면 HUD 아이박스 영상을 잘림 없이 최적 위치로 조정하여 사용자 편의성을 향상시킬 수 있게 되며, 또한, 운전자의 신체 조건이 다르더라도 룸미러(20) 조정만으로 HUD 아이박스 영상 위치가 그 운전자에 맞게 자동 조절될 수 있으므로, HUD 아이박스를 별도로 수동 조절해야 하는 이중 작업이 불필요하게 된다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

룸미러 위치 센서(110)
아이박스 조절부(120)
메모리(121)
헤드업디스플레이 모듈(10)
표시 소자(11)
평면 미러(12)
곡면 미러(13)

Claims (8)

1. 헤드업디스플레이 영상이 표시되는 아이박스 위치 조절을 위한 헤드업디스플레이 제어 방법에 있어서,
   센서를 이용해 룸미러의 상하좌우 회전각을 감지하는 단계;
   상기 회전각에 대응되는 모터 구동 신호를 생성하는 단계; 및
   상기 모터 구동 신호에 따라 헤드업디스플레이 모듈의 모터를 구동해, 상기 모터의 제어를 받는 평면 미러를 상하좌우로 회전시켜서 상기 아이박스의 위치를 조절하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업디스플레이 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,
   운전자가 차량 운전석 시트에 착석하여 상기 룸미러의 회전을 조절하여 차량 후면 글라스 전체가 상기 룸미러를 통하여 보여지도록 할 때, 상기 회전각에 따라 자동으로 상기 아이박스 위치가 조절되어 상기 헤드업디스플레이 모듈에서 제공하는 영상이 잘림없이 차량 전면 글라스를 통해 운전자 양안 시야에 들어오도록 하기 위한 것을 특징으로 하는 헤드업디스플레이 제어 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 모터 구동 신호를 생성하기 전에,
   상기 회전각이 미리 설정한 상기 평면 미러의 각도 조절 범위를 충족하는 지 여부를 판단하는 단계
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업디스플레이 제어 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 회전각이 상기 평면 미러의 각도 조절 범위를 벗어나는 경우, 상기 모터 구동 신호의 생성과 상기 아이박스의 위치 조절이 생략되어 상기 아이박스 위치를 현재 상태로 유지시키는 단계
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업디스플레이 제어 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 아이박스의 위치 조절 후, 상기 아이박스의 위치 정보를 저장 수단에 저장하고, 차량 재 시동이 있는 경우에 저장된 상기 아이박스의 위치 정보에 따라 상기 모터 구동 신호를 발생시켜 상기 아이박스를 상기 재 시동 전 위치로 조절하는 단계
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업디스플레이 제어 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 아이박스의 위치 정보는 상기 아이박스의 기준 위치로부터 상대적인 상기 모터의 회전자의 회전 수에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 헤드업디스플레이 제어 방법.
7. 헤드업디스플레이 영상이 표시되는 아이박스 위치 조절을 위한 헤드업디스플레이 제어 장치에 있어서,
   룸미러의 상하좌우 회전각을 감지하는 센서; 및
   상기 회전각에 대응되는 모터 구동 신호를 생성하며, 상기 모터 구동 신호에 따라 헤드업디스플레이 모듈의 모터를 구동해, 상기 모터의 제어를 받는 평면 미러를 상하좌우로 회전시켜서 상기 아이박스의 위치를 조절하는 아이박스 조절부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업디스플레이 제어 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 헤드업디스플레이 모듈은, 표시 소자의 영상을 상기 평면 미러로 반사시킨 후 곡면 미러를 이용해 다시 반사시켜 차량 전면 글라스를 통해 표시되는 상기 아이박스를 형성하는 것을 특징으로 하는 헤드업디스플레이 제어 장치.
   
   

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