KR102010742B1 - 헤드 업 디스플레이 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 차량의 주행과 관련된 주행 정보 이미지를 포함하는 빔을 출력하는 영상 출력부와; 상기 주행 정보 이미지이 표시되는 윈드 쉴드와; 상기 영상 출력부에서 출력되는 상기 빔이 상기 윈드 쉴드에 투영되게 하는 빔 경로 변화부와; 상기 윈드 쉴드의 상기 주행 정보 이미지가 표시되는 표시 위치에 따라, 상기 주행 정보 이미지를 확대 또는 축소되게 상기 영상 출력부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 차량 주행 정보를 전달하는데 있어서 화면 표시영역 위치별로 차량 주행 정보 이미지의 크기를 변경하여 차량 주행 정보의 인식성을 향상시킬 수 있다.

Description

헤드 업 디스플레이 장치{head up display apparatus}

본 발명은 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 운전자에게 헤드 업 디스플레이(HUD ; head up display) 장치를 통해 차량 주행 정보를 전달하는데 있어서 화면 표시 영역 위치별로 차량 주행 정보 이미지의 크기를 변경하여 차량 주행 정보의 인식성을 향상시키면서도 운전자의 시야를 확보하게 하는 헤드 업 디스플레이 장치에 관한 것이다.

근래 들어 차량의 운전석 전면(Front) 유리창에 다양한 차량 정보를 가상 이미지로 표시하여, 운전자가 차량 운전 중 전방을 계속 주시하면서 동시에, 상기 차량 정보를 확인할 수 있도록 하기 위한 헤드 업 디스플레이(HUD) 시스템이 개발되어, 차량에 탑재되고 있다.

한편, 종래의 기술로는 한국공개특허 제10-2005-0010429호인 '헤드 업 디스플레이 영상 위치조절장치'에 헤드 업 디스플레이 장치와 관련된 내용이 개시되어 있다.

도 1을 참조하여 살펴보면, 상기 헤드 업 디스플레이 영상 위치조절장치는, 공개공보에 기재된 바와 같이, 영상차량의 주행속도, 엔진의 회전속도 및 연료량 등의 차량주행정보를 윈드 실드 글라스에 투사하는 헤드 업 디스플레이 장치로서, 상기 차량정보를 영사하는 프로젝터(10); 상기 영사된 영상을 반사하는 반사경(11); 상기 반사된 영상을 상기 윈드 실드 글라스에 투사하며, 차량의 자세변화에 따라 자동적으로 투사각도가 변화되는 투사경(12); 상기 투사경의 투사각도를 조절하는 투사각조절장치(20); 그리고 차량의 자세변화를 측정하고, 이를 기초로 하여 투사경의 투사 조절각도를 산출하여 상기 투사각도조절장치에 제어신호를 보내는 제어기(40)를 포함한다.

이에 따라, 차량주행정보를 운전자의 시야각을 벗어나지 않는 범위에 차량주행정보를 구현하여 사고의 위험을 감소시킨다.

그러나, 상기 헤드 업 디스플레이 영상 위치조절장치의 경우 차량주행정보의 표시 위치가 변함에도 불구하고 고정된 사이즈(size)의 차량주행정보만을 윈드 실드 글라스에 투사하는바, 일정 영역에서는 읜드 실드 글라스에 구현되는 차량주행정보가 운전자의 시야에 방해가 되는 요소로 작용하는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 운전자에게 헤드 업 디스플레이(HUD ; head up display) 장치를 통해 차량 주행 정보를 전달하는데 있어서 화면 표시영역 위치별로 차량 주행 정보 이미지의 크기를 변경하여 차량 주행 정보의 인식성을 향상시키는 헤드 업 디스플레이 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 차량의 주행과 관련된 주행 정보 이미지를 포함하는 빔을 출력하는 영상 출력부와; 상기 주행 정보 이미지가 표시되는 윈드 쉴드와; 상기 영상 출력부에서 출력되는 상기 빔이 상기 윈드 쉴드에 투영되게 하는 빔 경로 변화부와; 상기 윈드 쉴드의 상기 주행 정보 이미지가 표시되는 표시 위치에 따라, 상기 주행 정보 이미지를 확대 또는 축소되게 상기 영상 출력부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 장치에 의하여 달성된다.

그리고, 상기 윈드 쉴드에 구현되는 상기 주행 정보 이미지는 상기 윈드 쉴드의 상부측에 위치할수록 축소되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 주행 정보 이미지의 위치를 제어하는 입력부를 더 포함하며, 상기 입력부의 입력 신호에 따라 상기 제어부는 상기 윈드 쉴드의 기 설정된 위치에 상기 주행 정보 이미지가 투영되게 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 차량이 주행하는 차선을 검출하는 차선 감지부를 더 포함하며, 상기 윈드 쉴드에 투영되는 상기 차선 사이에 상기 주행 정보 이미지가 위치하게 하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제어부는 상기 차선 감지부에서 획득된 상기 차선의 폭 비율에 따라 상기 주행 정보 이미지를 확대 또는 축소하여 상기 윈드 쉴드에 구현되게 할 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치는 차량 주행 정보를 전달하는데 있어서 화면 표시영역 위치별로 차량 주행 정보 이미지의 크기를 변경하여 차량 주행 정보의 인식성을 향상시킬 수 있다.

따라서, 차량 주행 정보 이미지가 윈드 쉴드의 상단측에 위치시에도 운전자의 시야각을 확보하게 하여 운전자에게 보다 편리하게 차량 운행정보를 전달할 수 있다.

도 1은 종래의 헤드업디스플레이 영상 위치조절장치를 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치의 윈드 쉴드에 주행 정보 이미지가 구현된 것을 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치의 구현을 개략적으로 나타내는 도면이고,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치의 제어 순서도이다.

이하, 본 발명의 기술적 과제에 관한 해결 방안을 명확화하기 위해 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련 공지기술에 관한 설명이 오히려 본 발명의 요지를 불명료하게 하는 경우 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 설계자, 제조자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있을 것이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면번호(참조번호)로 표시된 부분은 동일한 요소들을 나타낸다.

이하, 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치(1)에 대하여 살펴보기로 한다.

도 2는 헤드 업 디스플레이 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2 내지 도 7을 참조하여 살펴보면, 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치는 영상 출력부(100), 윈드 쉴드(200), 빔 경로 변환부(300), 입력부(400) 및 제어부(500)를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치(1)는 차량의 윈드 쉴드(200)에 주행 정보, 예컨데 차량 속도, RPM, 연료 잔량, 냉각수의 온도, 교통 정보 등을 포함하는 영상인 주행 정보 이미지를 표시한다.

영상 출력부(100)는 소정의 영상을 제공하는 장치로서, 차량의 내부 시스템에서 전달되는 주행 정보 이미지가 포함된 빔(beam)을 출력한다.

그리고, 영상 출력부(100)는 구동부(미도시)에 의하여 소정의 방향으로 회동이 가능하게 설치될 수 있다.

윈드 쉴드(200)에는 상기 주행 정보를 포함하는 이미지가 표시된다. 그리고, 윈드 쉴드(200)에 표시되는 상기 이미지는 운전자의 시선으로 전달되며, 상기 이미지는 운전자 시선의 정면에 대해 소정의 각을 이루게 된다.

즉, 윈드 쉴드(200)에 표시되는 상기 이미지는, 도 2에 도시된 바와 같이, 운전자의 시선으로부터 일정거리 떨어진 지점에서 운전자 시야 정면의 경관과 겹쳐져서 운전자에게 허상으로 인식된다. 따라서, 운전자는 주행 중에 전방의 경관과 함께 상기 이미지를 인지할 수 있다.

여기서, 운전자 시선의 정면에 대한 허상의 각도는 운전자의 전방의 경관과 혼동되지 않으면서 운전자가 인식하기 용이하도록 약 10~15도의 범위 내에서 조절되는 것이 바람직할 것이다. 그에 따라, 윈드 쉴드(200)에 투사되는 상기 이미지는 운전자의 주시야 범위 내에 가상 이미지로 형성되게 위치하여, 상기 주행 정보를 운전자에게 제공되게 한다.

빔 경로 변환부(300)는 윈드 쉴드(200)의 기 설정된 위치 및 방향에 표시되도록 상기 빔의 경로를 변환한다. 그에 따라, 빔 경로 변환부(300)는 영상 출력부(100)으로부터 조사되는 상기 빔을 윈드 쉴드(200)에 투영되도록 상기 빔 경로를 변환하는 역할을 수행한다.

여기서, 빔 경로 변환부(300)는 영상 출력부(100)로부터 출력되는 상기 빔을 기 설정된 방향으로 전달하는 폴드 미러(fold mirror, 310)와, 상기 빔을 반사하고 확대하는 거울(320)을 포함할 수 있다. 여기서, 거울(320)은 오목 거울일 수 있다.

폴드 미러(310)와 거울(320)은 상기 빔의 경로 상에 배치되며, 상기 오목 거울의 경우 상기 주행 정보 이미지를 확대하여 윈드 쉴드(200)에 투영되게 한다.

따라서, 도 5 및 도 6을 참조하여 살펴보면, 상기 주행 정보 이미지는 영상 출력부(100)에 의하여 확대 또는 축소되어 상기 빔으로 출력되고, 빔 경로 변환부(300)에 의하여 윈드 쉴드(200)의 기 설정된 표시 영역에 구현되게 전달될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치(1)는 윈드 쉴드(200)에 표시되는 주행 정보 이미지의 위치에 따라 사이즈를 조절하여 상기 주행 정보 이미지가 윈드 쉴드(200)에 표시되게 할 수 있다.

입력부(400)는 사용자의 제어에 따라 윈드 쉴드(200)에 표시되는 상기 주행 정보 이미지의 위치를 조절할 수 있다. 즉, 입력부(400)의 입력 신호에 따라 제어부(500)는 윈드 쉴드(200)의 기 설정된 위치에 상기 주행 정보 이미지을 구현할 수 있다.

도 5를 참조하여 살펴보면, 제어부(500)는 입력부(400)의 입력 신호에 따라 상기 주행 정보 이미지가 윈드 쉴드(200)에 구현되는 위치 값을 판단하여 상기 주행 정보 이미지의 사이즈를 결정한다. 따라서, 제어부는 상기 주행 정보 이미지가 윈드 쉴드(200)에 구현되는 위치 값과 상기 주행 정보 이미지의 사이즈를 매칭(matching)하여 윈드 쉴드(200)에 상기 주행 정보 이미지가 구현되게 한다.

그에 따라, 제어부(500)는 상기 주행 정보 이미지의 사이즈의 확대 또는 축소를 위하여 영상 출력부(100)를 조절할 수 있다. 또한, 제어부(500)는 폴드 미러(310)의 각도를 조절하여 윈드 쉴드(200)에 구현되는 상기 주행 정보 이미지의 위치를 제어할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치(1)는 전원 공급부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 전원 공급부는 차량의 구동 전원으로서, 차량에 인가되는 전원을 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치(1)의 각종 장치에 제공하는 역할을 한다.

한편, 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치(1)는 차선 감지부(600)를 더 포함할 수 있다.

차선 감지부(600)는 차량의 주행 차선(L)의 차선의 위치 등의 차선 정보를 검출할 수 있다.

그에 따라, 상기 차선 정보 영상은, 도 4에 도시된 바와 같이, 원근감의 특성을 갖는, 예컨데 윈드 쉴드(200)의 상부측에서 수렴하는 상협하광의 차선 영상으로 획득될 것이다. 그리고, 제어부(600)는 획득된 상기 차선 영상을 바탕으로 상부로 갈수록 축소되는 차선 폭의 비율을 획득할 수 있다.

그리고, 제어부(600)는 상기 차선 영상으로부터 획득되는 차선의 위치에 따른 차선 폭 비율에 따라, 상기 주행 정보 이미지의 사이즈 비율을 조절할 수 있다.

또한, 제어부(600)는 윈드 쉴드(200)에 투영되는 차선(L) 사이에 상기 주행 정보 이미지가 위치되게 빔 경로 변화부(300)를 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 다양한 실시 예들은, 당해 기술 분야는 물론 관련 기술 분야에서 본 명세서에 언급된 내용 이외의 다른 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음은 물론이다.

지금까지 본 발명에 대해 실시 예들을 참고하여 설명하였다. 그러나 당업자라면 본 발명의 본질적인 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위에서 본 발명이 변형된 형태로 구현될 수 있음을 자명하게 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 범위는 첨부된 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 장치
100 : 영상 출력부 200 : 윈드 쉴드
300 : 빔 경로 변환부 400 : 입력부
500 : 제어부 600 : 차선 감지부
L : 차선

Claims (5)

1. 차량의 주행과 관련된 주행 정보 이미지를 포함하는 빔을 출력하는 영상 출력부와;
   상기 주행 정보 이미지가 표시되는 윈드 쉴드와;
   상기 영상 출력부에서 출력되는 상기 빔이 상기 윈드 쉴드에 투영되게 하는 빔 경로 변화부와;
   상기 윈드 쉴드의 상기 주행 정보 이미지가 표시되는 표시 위치에 따라, 상기 주행 정보 이미지를 확대 또는 축소되게 상기 영상 출력부를 제어하는 제어부를 포함하고,
   상기 윈드 쉴드에 구현되는 상기 주행 정보 이미지는 상기 윈드 쉴드의 상부측에 위치할수록 축소되고,
   상기 주행 정보 이미지의 위치를 제어하는 입력부를 더 포함하며,
   상기 입력부의 입력 신호에 따라 상기 제어부는 상기 윈드 쉴드의 기 설정된 위치에 상기 주행 정보 이미지가 투영되게 하고,
   상기 차량이 주행하는 차선을 검출하는 차선 감지부를 더 포함하며,
   상기 윈드 쉴드에 투영되는 상기 차선 사이에 상기 주행 정보 이미지가 위치하게 하며,
   상기 제어부는 상기 차선 감지부에서 획득된 상기 차선의 폭 비율에 따라 상기 주행 정보 이미지의 사이즈 비율을 확대 또는 축소로 조절하여 상기 윈드 쉴드에 구현되게 하는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제

Images