KR102030288B1 - 헤드업 디스플레이 시스템 - Google Patents

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이성우
김점식
오원세
고영욱
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가부시키가이샤 덴소
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Abstract

본 발명은 하나의 영상출력부를 통해 복수의 영상을 출력함으로써, 전체적인 크기를 소형화시켜 차량의 대시보드 내부의 공간활용성을 극대화하고, 복수의 영상을 통해 다양항 주행정보를 각각 표시하여 운전자가 주행정보를 용이하게 확인할 수 있는 헤드업 디스플레이 시스템 관한 것으로, 차량의 대시보드 상부에 매설되는 하우징과, 상기 차량으로부터 주행정보를 전달받아 저장하는 제어부와, 상기 하우징의 내부에 설치되고, 상기 제어부로부터 주행정보를 전달받아 분리된 복수의 영상을 출력하여 투사하는 영상출력부와, 상기 하우징의 내부에 설치되고, 상기 차량의 전면유리에 각각의 영상이 서로 다른 투사거리로 투영되어 표시되도록 상기 영상출력부로부터 투사된 영상 각각의 광로를 변경하는 옵티컬부를 포함하여 이루어진다.

Description

헤드업 디스플레이 시스템{HEAD-UP-DISPLAY SYSTEM}
본 발명은 차량의 속도, 연료량, 온도 및 경고표시 등과 같은 차량으로부터 제공되는 다양한 종류의 정보를 운전자에게 표시하는 차량의 표시장치로서 차량 주행 중 운전자의 정면 즉, 운전자의 주 시야선을 벗어나지 않는 범위에서 차량주행정보나 기타 정보를 제공하는 헤드업 디스플레이 시스템에 관한 것이다.
일상생활에서 사람이 생활하는 공간을 살펴보면 크게 집, 일터 그리고 이동공간의 세가지로 구분할 수 있다. 특히, 이동공간의 대부분을 차지하는 것이 차량이다.
이러한 차량에는 차량의 주행상태에 관련된 여러 정보가 표시되는 계기판이 설치되어 있는데, 계기판에는 차량의 현재 주행속도를 표시하는 속도계, 현재 차량의 연료탱크에 남아있는 연료량을 표시하는 연료계, 온도를 표시하는 온도계 및 여러 가지 경고등으로 구성되어 있고, 운전자(D)는 계기판을 봄으로써, 현재 주행중인 차량의 상태를 파악하여 안전운전하게 된다. 따라서, 계기판은 운전자(D)가 운전 중에 파악하기 용이하도록 운전자(D)의 전방 즉, 대시보드에 설치된다.
하지만, 운전자(D)가 차량을 주행하는 경우 운전자(D)의 시선은 차량의 전면유리(FG)를 향하게 되고, 차량의 주행정보 및 주행상태를 확인하기 위하여 수시로 대시보드로 시선을 이동하여 계기판을 확인하게 되는데, 이때 운전자(D)의 눈은 전면유리(FG)를 통해 원거리를 바라보게 되고, 계기판을 확인하기 위하여 근거리를 바라보게 된다. 즉, 운전자(D)가 차량을 주행하면서 차량의 주행상태를 확인하기 위하여 계기판을 수시로 확인하게 되면, 눈의 초점거리의 변화가 많아져 피로감이 발생하게 되고, 특히 주행 중에 운전자가 계기판에 시선을 두는 사이 전방 시야를 확인하지 못해 사고가 발생할 확률이 높아진다.
이러한 운전자(D)의 주행안전을 확보하기 위하여 차량 주행정보와 주변상황 정보를 효과적으로 운전자에게 전달해주는 헤드업 디스플레이(HUD, Head Up Display)가 차량에 설치되고 있다.
차량의 헤드업 디스플레이는 차량주행 중 운전자의 정면 즉, 운전자의 가시영역 내에 차량주행정보나 기타 정보를 제공하는 표시장치로써, 초창기에는 항공기 특히 전투기에 부착되어 개발된 것이 최근에는 차량에도 설치되기 시작한 것이다.
일반적으로 차량의 주행속도가 100km/h인 경우 운전자(D)가 계기판을 확인한 후 전방으로 시야를 고정시키는데 약 2초 정도 시간이 소요되는데, 이때 차량은 약 55m를 이동하게 된다. 즉, 차량의 주행속도가 빠를수록 운전자(D)가 계기판을 확인하기 위해 시야를 이동하는 것이 더욱 큰 위험한 상황을 만들게 된다. 이러한 위험을 줄이는 방법으로 차량에 헤드업 디스플레이를 도입하게 된 것이다. 차량의 헤드업 디스플레이는 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 전면유리(FG)에 계기판의 정보를 나타나게 하여 운전자(D)가 주행 중에도 쉽게 주행정보를 파악하게 한다. 따라서, 운전자(D)는 전방으로부터 시야를 이동하지 않고도 차량의 주행정보를 인지하게 됨으로 안전 운전을 유지할 수 있게 된다.
도 2는 종래 기술에 따른 헤드업 디스플레이가 차량의 대시보드(DB)에 설치된 상태를 도시한 개략도로써, 차량의 대시보드(DB) 상부에 매설되는 하우징(10)과, 상기 차량으로부터 주행정보를 전달받아 저장하는 제어부(20)와, 상기 하우징(10)의 내부에 설치되고, 상기 제어부(20)로부터 주행정보를 전달받아 영상을 출력하여 투사하는 영상출력부(30)와, 상기 하우징(10)의 내부에 설치되고, 상기 차량의 전면유리(FG)에 영상이 투영되어 표시되도록 상기 영상출력부(30)로부터 투사된 영상의 광로를 변경하는 옵티컬부(40)를 포함하여 이루어진다. 그에 따라, 헤드업 디스플레이에 의해 차량의 주행정보가 전면유리(FG)에 평면 이미지로 표시된다.
이러한 차량용 헤드업 디스플레이는 초창기에는 차량의 계기판에 표시된 차량의 정보만을 표시하였지만, 운전자(D)의 편의를 위한 각종 장치가 차량에 설치되면서 헤드업 디스플레이를 통해 표시되는 정보 또한 다양하게 되었다.
예컨대, 운전자(D)의 편의를 위해 운전자(D)가 차량을 통해 이동하고자 하는 목적지까지 길을 안내하는 내비게이션이 차량에 설치된다. 이때, 내비게이션은 계기판의 측면에 설치되어 운전자(D)가 내비게이션이 안내하는 길을 확인하여 차량을 운행하게 된다. 즉, 운전자(D)가 내비게이션을 확인하기 위하여 시야를 이동하게 되고, 이는 운전자(D)가 계기판을 확인하기 위해 시야를 이동하는 것과 동일한 위험한 상황을 만들게 된다. 따라서, 차량의 헤드업 디스플레이와 내비게이션을 연동하여 차량의 전면유리(FG)에 내비게이션의 정보를 나타나게 하여 운전자(D)가 주행 중에도 시야를 이동하지 않도록 하였다.
또한, 운전자(D)의 주행편의를 위해 차량에는 각종 센서가 구비되는데, 이때 대표적으로 앞서 주행중인 차량과의 거리를 감지하여 운전자(D)에게 안내하는 거리감지센서가 있다. 이러한 거리감지센서는 차량이 고속으로 주행하는 경우 전방에 위험한 상황이나 또는 주행에 방해되는 요소가 식별되어 차량의 속도를 늦추거나 정지해야 되는데 차량은 주행속도에 의해 진행중인 방향으로 일정거리만큼 이동하면서 정지하게 된다. 즉, 전방에 차량이 주행 중 갑자기 정지한 경우 제동거리에 의해 사고가 발생할 수도 있다. 따라서, 이러한 상황을 예방하기 위해 앞서 주행중인 차량과의 거리를 감지하여 충분한 제동거리를 확보하도록 운전자(D)에게 알려주는 거리감지센서가 설치되는데, 이 또한, 헤드업 디스플레이와 거리감지센서를 연동하여 차량의 전면유리(FG)에 앞서 주행중인 차량과의 거리를 표시하게 됨으로 운전자(D)가 주행 중에도 시야를 이동하지 않게 되어 안전운전하게 된다.
더욱이, 기술의 발달로 인해 차량에 각종 센서가 부착되어 운전자(D)의 편의 뿐만 아니라 차량의 주행안전을 확보하게 되었다. 즉, 현재 헤드업 디스플레이는 차량에 설치된 각종 정보를 제공하는 센서 및 장치들과 연동되어 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 전면유리(FG)에 표시하게 되었다. 이때, 헤드업 디스플레이는 차량의 대시보드(DB)에 매립됨으로 크기가 한정되고, 운전자(D)의 시야를 방해하지 않는 범위에서 주행정보를 표시해야 된다. 따라서, 헤드업 디스플레이를 통해 표시되는 정보 즉, 하나의 영상을 통해 표시해야되는 정보의 수는 많아지게 되고, 운전자(D)의 시야를 방해하지 않아야 됨으로 표시되는 정보의 크기가 작아지게 되었다. 이는 운전자(D)가 차량을 주행하면서 주행정보를 확인하기 어렵다는 문제가 있다.
또한, 차량의 헤드업 디스플레이를 통해 표시되는 정보는 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 영상을 통해 많은 양의 정보를 표시해야 됨으로 정보식별이 어렵다는 문제가 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 거리감지센서의 정보, 내비게이션의 정보, 계기판의 정보 및 현재 주행 중인 도로의 정보가 한꺼번에 표시되는 경우 운전자(D)가 각각의 수치가 어떠한 정보에 대한 수치인지 빠르게 확인하기 어렵다는 문제가 있다.
상술한 문제점을 보완하기 위하여 차량의 헤드업 디스플레이가 복수의 영상을 출력하도록 복수의 영상출력부(30)를 포함하게 되면, 헤드업 디스플레이의 하우징(10)의 전후 및 좌우길이, 즉 헤드업 디스플레이의 크기가 커지게 되고, 그에 따라 차량의 대시보드(DB)에 매설되는 설치면적이 넓어지게 되어 차량의 대시보드(DB) 내부의 공간활용성을 저해하는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 하나의 영상출력부를 통해 복수의 영상을 출력함으로써, 전체적인 크기를 소형화시켜 차량의 대시보드 내부의 공간활용성을 극대화하고, 복수의 영상을 통해 다양한 주행정보를 각각 표시하여 운전자가 주행정보를 용이하게 확인할 수 있는 헤드업 디스플레이 시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 시스템은, 차량의 대시보드 상부에 매설되는 하우징과, 상기 차량으로부터 주행정보를 전달받아 저장하는 제어부와, 상기 하우징의 내부에 설치되고, 상기 제어부로부터 주행정보를 전달받아 분리된 복수의 영상을 출력하여 투사하는 영상출력부와, 상기 하우징의 내부에 설치되고, 상기 차량의 전면유리에 각각의 영상이 서로 다른 투사거리로 투영되어 표시되도록 상기 영상출력부로부터 투사된 영상 각각의 광로를 변경하는 옵티컬부를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 영상출력부는, 액정패널 및 상기 액정패널의 배면에 배치된 백라이트유닛을 포함하는 액정모듈을 포함하고, 상기 액정패널은, 상기 제어부로부터 전달받은 주행정보를 평면 이미지로 출력하는 A영역 및 3차원 이미지로 출력하는 B영역으로 분할된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 액정모듈은, 상기 액정패널의 B영역에 상기 주행정보를 이미지로 출력하는 경우 상기 운전자의 좌안 및 우안의 양안시차에 따라 출력되는 상기 이미지가 서로 다른 좌안이미지 및 우안이미지로 분리되어 3차원 이미지로 표시되도록 시차바리어필름이 부착된 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부는, 상기 액정모듈의 A영역 및 B영역 각각으로부터 출력되는 각각의 이미지를 각각 개별적으로 ON/OFF하도록 상기 영상출력부에 제어신호를 송신하는 영상출력설정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 액정모듈의 A영역 및 B영역 각각으로부터 출력되는 이미지가 상기 영상출력부를 통해 상기 차량의 전면유리에 표시되는 경우 상기 이미지의 투사거리를 조절하도록 상기 옵티컬부의 광로를 제어하는 투사거리조절부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 운전자의 좌안 및 우안의 움직임을 감지하는 양안감지센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 양안감지센서로부터 신호를 전송받고, 상기 운전자의 좌안 및 우안의 움직임에 따라 상기 액정패널의 B영역으로부터 출력되는 이미지가 상기 운전자에게 3차원 이미지로 표시되도록 상기 옵티컬부의 광로를 제어하는 결상조절부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량의 운전석에 운전자가 탑승한 경우 상기 운전자의 얼굴을 포함하는 고정된 트래킹영역을 촬영하는 영역설정센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 영역설정센서의 트래킹영역을 설정하고, 상기 운전자의 얼굴이 상기 트래킹영역을 이탈하는 경우 상기 액정패널의 B영역으로부터 출력되는 이미지가 기입력된 설정위치에 표시되도록 상기 옵티컬부의 광로를 제어하는 영역설정감지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 시스템은, 액정모듈의 액정패널을 A영역 및 B영역으로 2분할하여 주행정보를 2개의 영상을 통해 표시함으로써, 주행정보의 이미지를 운전자가 인식하기 용이한 크기로 표시하면서 다양한 주행정보를 운전자에게 제공할 수 있다.
또한, 액정패널의 B영역에 시차바리어필름을 부착하여 B영역으로부터 출력되는 영상을 3차원 이미지로 표시함으로써, 운전자가 주행정보를 인식하기 용이하게 된다.
또한, 양안감지센서 및 제어부의 결상조절부를 통해 옵티컬부의 광로를 제어하여 운전자의 자세 또는 시야가 움직인 경우에도 액정패널의 B영역을 통해 출력되는 3차원 이미지가 분리되어 2개의 이미지로 인식되는 상황을 방지하게 됨으로 운전자가 3차원 이미지를 인식하기 용이하게 된다.
도 1은 종래 차량의 헤드업 디스플레이를 통하여 차량의 주행정보가 전면유리에 표시되는 상태를 도시한 예시도이고,
도 2는 일반적인 차량의 대시보드에 헤드업 디스플레이가 설치된 상태를 되한 개략도이며,
도 3은 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 시스템의 일 실시예를 도시한 사시도이고,
도 4는 도 3의 실시예를 측면에서 바라본 측면도이며,
도 5는 도 3의 실시예 중 영상출력부의 액정모듈을 분해 도시한 분해도이고,
도 6은 도 5의 실시예 중 액정모듈의 A영역을 통해 출력되는 평면 이미지를 운전자가 인식하는 과정을 도시한 개념도이며,
도 7은 도 5의 실시예 중 액정모듈의 B영역을 통해 출력되는 3차원 이미지를 운전자가 인식하는 과정을 도시한 개념도이고,
도 8은 도 3의 실시예 중 제어부의 구성을 나타낸 블럭도이며,
도 9 내지 11은 도 8의 실시예 중 영상출력설정부를 통해 액정모듈의 A영역 및 B영역 각각으로부터 출력되는 이미지를 개별적으로 ON/OFF한 상태를 도시한 예시도이고,
도 12는 도 8의 실시예 중 투사거리조절부가 포함된 제어부의 구성을 나타낸 블럭도이며,
도 13 및 도 14는 도 12의 실시예 중 투사거리조절부를 통해 옵티컬부의 광로를 제어하여 액정모듈의 A영역 및 B영역 각각으로부터 출려되는 이미지의 투사거리를 조절하는 과정을 도시한 개념도이고,
도 15는 도 3의 실시예 중 양안감지센서가 설치된 상태를 도시한 사시도이며,
도 16은 도 15의 실시예 중 양안감지센서를 통해 옵티컬부를 제어하기 위하여 제어부에 결상조절부가 포함된 제어부의 구성을 나타낸 블럭도이고,
도 17 내지 20은 도 15의 실시예 중 운전자의 양안이 움직이는 경우 액정패널의 B영역을 통해 출력되는 이미지가 3차원 이미지로 인식되도록 옵티컬부의 광로를 제어하는 상태를 도시한 개념도이며,
도 21은 도 15의 실시예 중 영역설정센서가 설치된 상태를 도시한 사시도이고,
도 22는 도 21의 실시예 중 영역설정센서를 통해 옵티컬부를 제어하기 위하여 제어부에 영역설정감지부가 포함된 제어부의 구성을 나타낸 블럭도이며,
도 23은 도 21의 실시예 중 운전자가 영역설정센서의 트래킹영역 내에 위치한 상태를 도시한 개념도이고,
도 24는 도 23의 실시예 중 운전자가 영역설정센서의 트래킹영역 내에 움직이는 상태를 도시한 개념도이며,
도 25는 도 23의 실시예 중 운전자가 영역설정센서의 트래킹영역을 이탈하여 움직이는 상태를 도시한 개념도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 시스템의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 시스템은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 하우징(100), 제어부(200), 영상출력부(300), 옵티컬부(400)를 포함하여 이루어진다.
하우징(100)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 차량의 대시보드(DB) 상부에 매설되는데, 이때 상방이 개방된다. 하우징(100)은 명칭 그대로 후술할 각종 구성요소가 내부에 취부 및 결합되는 상자 형상으로 상방이 개방된 상태로 조립된다. 이때, 하우징(100)은 도면상에는 도시되지 않았지만, 빛을 투과시키는 광투과성 재질로 형성되고, 상기 하우징(100)의 개방된 상방을 폐쇄하는 윈도우커버(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
제어부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 차량으로부터 주행정보를 전달받아 저장하는데, 각종 전자소자가 탑재되어 후술할 영상출력부(300)의 영상출력을 제어하게 된다. 이때, 제어부(200)는 회로기판으로 제작되어 하우징(100)의 내부 하면에 설치될 수도 있고, 별도로 구비되어 차량의 ECU로부터 차량의 주행정보를 수신받는 모듈일 수도 있다. 또한, 차량의 ECU를 통하여 영상출력부(300)에 차량의 주행정보를 제공할 수도 있음으로 여기서, 말하는 제어부(200)는 차량으로부터 주행정보를 전달받아 저장할 수 있는 장치라면 어떠한 것이라도 무관하다.
영상출력부(300)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 하우징(100)의 내부에 설치되고, 상기 제어부(200)로부터 주행정보를 전달받아 분리된 복수의 영상(310)을 출력하여 투사하게 된다. 영상출력부(300)는 제어부(200)로부터 인가되는 영상신호와 제어신호에 기초하여 해당하는 영상을 생성하여 출력하는데, 이때의 영상신호는 차량의 계기판 정보, 내비게이션 정보 및 각종 차량의 센서로부터 수집되는 정보 등과 같은 차량의 정보 및 운행정보에 대응하는 신호이다. 즉, 영상출력부(300)는 각종 정보를 분리된 복수의 영상(310)으로 출력하여 투사하게 됨으로 영상(310)에 표시된 각종 정보를 분산하여 밀집도는 낮추어 운전자(D)가 인식하기 용이한 크기의 이미지로 표시할 수 있게 되는 것이다.
또한, 영상출력부(300)는 도 5에 도시된 바와 같이 액정패널(321) 및 상기 액정패널(321)의 배면에 배치된 백라이트유닛(322)을 포함하는 액정모듈(320)을 포함하여 이루어진다. 즉, 백라이트유닛(322)을 통해 빛을 생성하고, 생성된 빛이 액정패널(321)을 통과하여 분리된 복수의 영상(310)이 투사되게 된다. 이때, 액정패널(321)은 액정표시장치(LCD)나 PDP 또는 OLED 등의 표시장치 등이 구비된다. 따라서, 영상출력부(300)는 하나의 액정모듈(320)을 통해 복수의 영상을 출력하게 됨으로 장치의 전체적인 크기를 소형화시켜 차량의 대시보드(DB) 내부의 공간활용성을 극대화할 수 있다는 장점이 있다.
이러한 영상출력부(300)는 도 4에 도시된 바와 같이 출력되는 영상(310)을 상방으로 투사하게 되는데, 이렇게 영상출력부(300)로부터 상방으로 투사된 영상(310)은 후술하는 옵티컬부(400)를 통해 광로가 변경되어 운전자(D)가 주행중 인식가능한 차량의 전면유리(FG)에 표시되게 된다.
옵티컬부(400)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 하우징(100)의 내부에 설치되고, 상기 차량의 전면유리(FG)에 각각의 영상(310)이 서로 다른 투사거리로 투영되어 표시되도록 상기 영상출력부(300)로부터 투사된 영상(310) 각각의 광로를 변경하게 된다. 이때, 옵티컬부(400)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 영상출력부(300)의 상부에 설치되고, 상기 영상출력부(300)로부터 투사된 영상(310)을 상기 하우징(100)의 전방으로 반사하는 평면경(도면부호 미도시)과, 상기 하우징(100)의 내부 전방에 설치되고, 차량의 전면유리(FG)에 상기 영상출력부(300)로부터 투사된 영상(310)이 표시되도록 상기 평면경으로부터 반사된 영상(310)을 상기 하우징(100)의 상방으로 반사하는 요면경(도면부호 미도시)을 포함하여 이루어진다.
즉, 옵티컬부(400)는 빛을 반사하는 구성으로써, 영상출력부(300)를 통해 투사된 분리된 복수의 영상(310)이 운전자(D)의 전방 시야 내에 위치하도록 영상(310) 각각의 광로를 변경하는 기능을 수행하게 되는 것이다.
한편, 영상출력부(300)를 통해 분리된 복수의 영상(310)을 출력하는 경우 각종 정보를 하나의 영상(310)이 아닌 복수의 영상(310)으로 나누어 표시하게 됨으로 영상(310)에 표시된 정보이미지가 운전자(D)가 식별하기 용이한 크기를 가지도록 표시할 수 있다는 장점이 있다. 이때, 영상(310)을 통해 표시된 정보이미지가 차량의 속도, 주행 중인 도로의 규정속도, 앞선 차량과의 거리 및 현재시간 등과 같이 그림과 수치를 동시에 정보이미지로 표시되는 주행정보의 경우 운전자(D)가 영상(310)에 표시된 수치를 통해 주행정보를 확인하게 된다. 즉, 상술한 주행정보는 2차원 이미지로 표시되어도 운전자(D)가 정보를 확인하는데 무리가 없다.
하지만, 내비게이션 정보처럼 목적지를 가기 위하여 통과하여야 하는 도로의 위치를 안내하는 정보가 2차원 이미지로 표시될 경우 운전자(D)의 경험적 판단에 의해 표시된 정보가 해석될 수 있다는 문제가 있다.
예컨대, 영상출력부(300)를 통해 내비게이션의 안내 정보가 전면유리(FG)에 2차원 이미지로 표시되고, 이때 2차원 이미지로 표시되는 정보가 500m 앞 우회전 해야된다는 정보일 경우 운전자(D)에 따라서 500m라는 거리 정보를 다르게 판달할 수 있게 됨으로 500m 전에 우회전을 하여 잘못된 경로로 진입하거나 또는 500m를 지나쳐 우회전을 하게 되어 잘못된 경로로 진입하게 되어 오히려 운전자(D)가 직접 내비게이션을 확인하여 주행하는 것보다 잘못된 도로로 진입할 확률이 높아지게 된다.
이러한 내비게이션 정보와 같이 수치적 정보를 이미지정보와 함께 직접적으로 표시해야 되는 정보인 경우 2차원 이미지만으로 정보를 표시하게 되면 운전자(D)가 정확한 정보를 인지할 수 없게 된다. 하지만, 상기 정보를 3차원 허상 이미지로 표시하게 되면 3차원 허상 이미지가 전방의 도로상에 위치하는 것처럼 표시됨으로 운전자(D)가 보다 정확한 정보를 인지할 수 있게 된다.
예컨대, 상술한 바와 같이 내비게이션의 안내 정보가 500m 앞 우회전 해야된다는 정보일 경우 운전자(D)가 바라보는 도로 상에 3차원 허상으로 우회전 해야되는 도로를 표시할 수 있게 됨으로 운전자(D)가 잘못된 도로로 진입할 확률이 낮아지게 되고, 이는 운전자(D)에게 정확한 주행정보를 제공할 수 있는 효과를 가진다.
즉, 영상출력부(300)를 통해 출력되는 영상(310) 중 3차원 허상 이미지를 출력하게 되면 운전자(D)에게 제공되는 정보의 양이 많아질 뿐만 아니라 정확한 정보를 제공할 수 있게 된다. 따라서, 영상출력부(300)의 액정패널(320)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제어부(200)로부터 전달받은 주행정보를 평면 이미지(311)로 출력하는 A영역(321a) 및 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 3차원 이미지(312)로 출력하는 B영역(321b)으로 분할될 수 있다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 액정패널(320)의 B영역(321b)에는 상기 주행정보를 이미지로 출력하는 경우 상기 운전자(D)의 좌안 및 우안의 양안시차에 따라 출력되는 상기 이미지가 서로 다른 좌안이미지 및 우안이미지로 분리되어 3차원 이미지(312)로 출력하도록 시차바리어필름(323)이 부착된다.
여기서, 양안시차란, 사람이 사물을 입체적으로 인식하기 위해서는 좌안 및 우안 각각이 하나의 물체에 대하여 서로 다른 시각정보를 얻게 됨으로 물체의 입체감을 인지하게 되는데 이때, 좌안 및 우안 각각이 다른 정보를 얻는 현상을 양안시차라고 지칭한다. 즉, 시차바리어(Parallax Barrier)란 좌안 및 우안에 양안시차가 형성되어 출력되는 영상(310)이 입체감을 가지는 3차원 이미지(312)로 표시되도록 상기 출력되는 영상(310)을 도 7에 도시된 바와 같이 하나의 이미지에 대하여 서로 다른 좌안이미지 및 우안이미지로 분리시키는 방식을 지칭하고, 시차바리어필름(323)은 상술한 시차바리어 방식을 통해 3차원 이미지(312)를 표시할 수 있는 필름을 지칭한다.
따라서, 영상출력부(300)는 평면 이미지(311)를 출력하는 A영역(321a)과 3차원 이미지(312)를 출력하는 B영역(321b)을 하나의 액정패널(321)를 통해 구현함으로써, 장치를 소형화시킬 수 있으며, 평면 이미지(311) 및 3차원 이미지(312)를 통해 차량의 주행정보를 분리하여 표시함으로써, 운전자(D)가 보다 정확하게 표시된 주행정보를 인지할 수 있게 되는 것이다.
더욱이, 각각의 이미지(311, 312)가 분리된 영상(310)을 통해 표시됨으로 운전자(D)가 인식하기 용이한 크기를 가지는 정보이미지로 표시할 수 있어 운전자(D)가 영상출력부(300)를 통해 투사된 주행정보를 확인하기 용이하다는 장점이 있다.
한편, 운전자(D)가 차량을 주행하여 근거리에 위치하는 목적지에 가고자 하는 경우나 또는 운전자(D)가 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 3차원 이미지(312)가 주행에 방해가 된다고 판단되는 경우 등과 같이 차량의 전면유리(FG)에 차량의 주행정보가 표시되지 않아도 되는 상황이 발생할 수도 있다. 특히, 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 3차원 이미지(312)의 경우 운전자(D)의 연령에 따라 전방 시야가 방해되거나 또는 3차원 이미지(312)를 인식하는 경우 어지러움이 발생될 수도 있다. 즉, 운전자(D)가 차량의 전면유리(FG)에 표시되는 차량의 주행정보가 불필요하다고 판단된 경우 영상출력부(300)로부터 출력되는 각각의 이미지(311, 312)가 차량의 전면유리(FG)에 표시되지 않도록 설정해야 되는 상황이 발생하게 된다.
따라서, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제어부(200)는 상기 액정모듈(320)의 A영역(321a) 및 B영역(321b) 각각으로부터 출력되는 각각의 이미지(311, 312)를 각각 개별적으로 ON/OFF하도록 상기 영상출력부(300)에 제어신호를 송신하는 영상출력설정부(210)를 포함하여 이루어진다. 이때, 운전자(D)가 조작하기 용이하도록 차량의 핸들이나 또는 센터페시아에 운전자(D)가 푸시하여 조작할 수 있는 조작버튼(미도시)이 구비될 수 있다. 즉, 운전자(D)가 주행 중이나 또는 주행 전 조작버튼을 푸시하여 영상출력부(300)로부터 출력되는 각각의 이미지(311, 312)를 OFF하고자 하는 경우 영상출력설정부(210)를 통해 영상출력부(300)로부터 출력되는 각각의 이미지(311, 312)를 OFF할 수 있게 되는 것이다.
여기서, 영상출력설정부(210)는 하나의 조작버튼에 의해 제어신호를 생성할 수도 있고, 복수의 조작버튼에 의해 제어신호를 생설할 수도 있다. 예컨대, 하나의 조작버튼이 구비된 경우 운전자(D)가 조작버튼을 1회 푸시하게 되면 도 9에 도시된 바와 같이 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 3차원 이미지(312)가 OFF되고, 운전자(D)가 조작버튼을 2회 푸시하게 되면 도 10에 도시된 바와 같이 액정패널(321)의 A영역(321a)으로부터 출력되는 평면 이미지(311)가 OFF되며, 운전자(D)가 조작버튼을 3회 푸시하게 되면 도 11에 도시된 바와 같이 영상출력부(300)로부터 출력되는 각각의 이미지(311, 312)를 모두 OFF되고, 운전자(D)가 조작버튼을 길게 푸시하게 되면 영상출력부(300)로부터 각각의 이미지(311, 312)가 모두 출력되도록 할 수도 있다.
또한, 복수의 조작버튼 즉, 액정패널(321)의 A영역(321a)으로부터 출력되는 평면 이미지(311)를 ON/OFF하는 1번버튼과, 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 3차원 이미지(312)를 ON/OFF하는 2번버튼이 구비되어 영상출력설정부(210)가 영상출력부(300)로부터 출력되는 각각의 이미지(311, 312)를 ON/OFF하는 제어신호를 생성할 수도 있다. 예컨대, 영상출력부(300)로부터 각각의 이미지(311, 312)가 모두 출력되는 경우 운전자(D)가 1번버튼을 푸시하게 되면 도 10에 도시된 바와 같이 3차원 이미지(312)만 출력되고, 운전자(D)가 2번버튼을 푸시하게 되면 도 9에 도시된 바와 같이 평면 이미지(311)만 출력되며, 운전자(D)가 1번 및 2번버튼 각각을 모두 푸시하게 되면 도 11에 도시된 바와 같이 영상출력부(300)로부터 출력되는 각각의 이미지(311, 312)를 모두 OFF할 수도 있다. 이때, 1번버튼 및 2번버튼 각각을 다시 한번 더 푸시하게 되면 각각의 이미지(311, 312)가 다시 출력되도록 영상출력설정부(210)가 제어신호를 생성하게 된다.
따라서, 영상출력설정부(210)를 통해 운전자(D)가 불필요한 이미지 정보를 ON/OFF함으로써, 운전자(D)에 따라 주행에 방해된다고 판단되는 이미지를 정보를 OFF할 수 있게 되어 주행안전성을 높일 수 있게 되는 것이다.
상술한 바와 같이 운전자(D)에 따라 영상출력부(300)로부터 출력되는 각각의 이미지(311, 312)가 주행에 방해될 수도 있는데, 이는 차량에 탑승하는 운전자(D)의 조건이 다르기 때문이다. 즉, 운전자(D)에 따라 차량의 주행조건이 변하게 된다. 예컨대, 신장이 큰 운전자(D)가 차량에 탑승한 경우 운전자(D)가 차량의 전방 시야를 확보하기 위하여 차량의 시트높이를 낮추고, 운전자(D)의 다리가 답력에 의해 작동되는 각각의 패달을 용이하게 조작하도록 시트위치를 조절하게 된다. 반대로 신장이 작은 운전자(D)가 차량에 탑승한 경우 운전자(D)가 차량의 전방 시야를 확보하기 위하여 차량의 시트높이를 높이고, 운전자(D)의 다리가 각각의 패달을 용이하게 조작하도록 시트위치를 신장이 큰 운전자(D)보다 상대적으로 차량의 대시보드(DB)쪽으로 조절하게 된다.
상술한 바와 같이 주행안전성을 높이기 위해 운전자(D)에 따라 요구되는 조건이 다르게 된다. 즉, 영상출력부(300)를 통해 출력되는 각각의 이미지(311, 312)가 운전자(D)에 따라 확인하기 용이한 위치에 표시되도록 조절할 필요가 있다.
따라서, 도 12에 도시된 바와 같이 제어부(200)는 상기 액정모듈(320)의 A영역(321a) 및 B영역(321b) 각각으로부터 출력되는 이미지가 상기 영상출력부(300)를 통해 상기 차량의 전면유리(FG)에 표시되는 경우 상기 이미지의 투사거리를 조절하도록 상기 옵티컬부(400)의 광로를 제어하는 투사거리조절부(220)를 더 포함할 수도 있다. 즉, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 운전자(D)에 따라 옵티컬부(400)의 광로를 변경하여 영상출력부(300)로부터 출력되는 각각의 이미지(311, 312)가 확인하기 용이한 위치에 표시되도록 조절하는 것이다. 이때, 도 13에 도시된 바와 같이 옵티컬부(400)는 상기 차량의 전면유리(FG)에 표시되는 상기 이미지의 투사거리를 조절하도록 상기 투사거리조절부(220)의 제어신호에 따라 상기 요면경을 회전시키는 회전모터(도면부호 미도시)를 더 포함할 수도 있다.
즉, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이 투사거리조절부(220)를 통해 옵티컬부(400)를 제어하여 영상출력부(300)로부터 출력되는 영상(310)이 차량의 전면유리(FG)에 도달하는 위치를 조절함으로써, 운전자(D)가 각각의 이미지(311, 312)를 인식하기 용이한 위치에 표시되도록 조작할 수 있게 되는 것이다. 여기서, 상술한 바와 같이 요면경을 회전시켜 영상출력부(300)로부터 출력되는 이미지의 투사거리를 조절할 수도 있고, 옵티컬부(400)의 평면경을 회전시켜 영상출력부(300)로부터 출력되는 이미지의 투사거리를 조절할 수도 있다.
따라서, 투사거리조절부(220)를 통해 영상출력부(300)로부터 출력되는 이미지의 투사거리를 조절함으로써, 운전자(D)가 각각의 이미지(311, 312)를 용이하게 확인할 수 있게 되어 주행안전성을 높일 수 있게 되는 것이다.
또 한편, 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 이미지의 경우 운전자(D)의 양안시차에 의해 입체감을 인지하여 3차원 이미지(312)로 인지하게 되는 것이다. 즉, 운전자(D)가 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 좌안이미지 및 우안이미지 각각을 바라보는 각도가 변경되면 3차원 이미지(312)로 인식되지 않고, 좌안이미지 및 우안이미지 각각으로 분리된 이미지로 인지하게 된다. 예컨대, 운전자(D)가 주행 중 운전자(D)의 몸을 움직여 주행자세가 변경된 경우 운전자의 좌안 및 우안의 위치가 변경되어 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 3차원 이미지(312)가 좌안이미지 및 우안이미지 각각으로 분리되어 인지될 수도 있다.
따라서, 상술한 문제점을 보완하기 위하여 도 15에 도시된 바와 같이 상기 운전자(D)의 좌안 및 우안의 움직임을 감지하는 양안감지센서(500)를 더 포함할 수도 있다. 이때, 도 16에 도시된 바와 같이 상기 제어부(200)는 상기 양안감지센서(500)로부터 신호를 전송받고, 상기 운전자(D)의 좌안 및 우안의 움직임에 따라 상기 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 이미지가 상기 운전자(D)에게 3차원 이미지(312)로 표시되도록 상기 옵티컬부(400)의 광로를 제어하는 결상조절부(230)를 더 포함할 수도 있다.
즉, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이 운전자(D)가 얼굴을 돌려 차량의 좌우에 구비된 사이드미러를 확인한 후 차량의 전방으로 시야를 움직인 후 다시 전방시야로 이동하게 되면 운전자(D)의 좌인 및 우안의 위치가 이동하게 되어 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 이미지 좌안이미지 및 우안이미지 각각으로 분리되어 인지되는 상황이 발생하게 된다. 따라서, 도 18에 도시된 바와 같이 양안감지센서(500)를 통해 운전자(D)의 좌안 및 우안의 움직임을 감지하여 움직임이 감지된 경우 결상조절부(230)에 신호를 전송하여 결상조절부(230)가 옵티컬부(400)를 제어함으로써, 운전자(D)가 차량의 전방유리(FG)에 표시된 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 이미지를 3차원 이미지(312)로 인식하게 되는 것이다.
이때, 양안감지센서(500)는 운전자(D)의 얼굴을 촬영한 후 정지된 이미지로 저장하는 카메라일 수도 있고, 적외선을 이용한 IR센서(Infrared Ray Senor)일 수도 있다. 또한, 도 19에 도시된 바와 같이 옵티컬부(400)는 상기 투사거리조절부(220)의 제어신호에 따라 상기 요면경을 상하로 회전시키는 투사조절모듈(도면부호 미도시)과, 상기 결상조절부(230)의 제어신호에 따라 상기 투사조절모듈을 좌우로 회전시켜 상기 요면경을 좌우로 회전시키는 결상조절모듈을 더 포함할 수도 있다.
즉, 양안감지센서(500)에 운전자(D)의 좌안 및 우안의 움직임이 감지될 경우 결상조절부(230)에 감지신호를 전송하게 되고, 결상조절부(230)는 도 20에 도시된 바와 같이 운전자(D)의 좌안 및 우안의 움직임에 따라 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 이미지가 운전자(D)에게 3차원 이미지(312)로 표시되도록 옵티컬부(400)의 광로를 제어하게 되는 것이다. 이때, 옵티컬부(400)의 광로의 변경에 따라 액정패널(321)의 A영역(321a)으로부터 출력되는 평면 이미지(311) 또한 이동하게 됨으로 운전자(D)가 영상출력부(300)로부터 출력되는 3차원 이미지(311)뿐만 아니라 평면 이미지(311) 또한 용이하게 인지할 수 있게 된다.
여기서, 상술한 바와 같이 양안감지센서(500)를 통해 운전자(D)의 좌안 및 우안 움직임을 감지하여 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 이미지를 운전자(D)가 3차원 이미지(312)로 인지하도록 옵티컬부(400)를 제어하게 된다. 하지만, 운전자(D)가 주행 중 몸을 움직여 운전자(D)의 좌안 및 우안이 움직인 것이 아니라 운전자(D)가 차량을 정차한 후 운전석의 옆자리인 조수석에 구비된 글러브박스(Glove Box)를 열어 물건을 꺼내거나 또는 차량의 센터페시아에 구비된 내비게이션을 조작하기 위하여 운전자(D)의 얼굴이 센터페시아쪽으로 이동한 경우 등과 같이 운전자(D)가 운전석에 앉아 전방을 주시하며 주행하는 상황이 아닌 경우에는 결상조절부(230)를 통해 옵티컬부(400)를 제어하지 않아도 된다.
따라서, 도 21에 도시된 바와 같이 상기 차량의 운전석에 운전자(D)가 탑승한 경우 상기 운전자(D)의 얼굴을 포함하는 고정된 트래킹영역(610)을 촬영하는 영역설정센서(600)를 더 포함할 수도 있다. 이때, 상기 제어부(200)는 도 22에 도시된 바와 같이 상기 영역설정센서(600)의 트래킹영역(610)을 설정하고, 상기 운전자(D)의 얼굴이 상기 트래킹영역(610)을 이탈하는 경우 상기 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 이미지가 기입력된 설정위치에 표시되도록 상기 옵티컬부(400)의 광로를 제어하는 영역설정감지부(240)를 더 포함할 수도 있다.
즉, 영역설정센서(600)는 도 23에 도시된 바와 같이 운전자(D)가 차량의 운전석에 탑승하여 전방을 주시하는 경우 운전자(D)의 얼굴 및 얼굴의 주위 영역을 포함하도록 트래킹영역(610)을 촬영하게 된다. 이때, 운전자(D)에 따라 얼굴의 형상 및 크기가 달라지게 됨으로 트래킹영역(610)은 영역설정감지부(240)를 통해 감지범위를 축소하거나 늘릴수 있다. 또한, 여기서 영역설정센서(600)는 운전자(D)의 얼굴 및 얼굴 주위를 촬영하는 카메라일 수도 있다.
따라서, 영역설정감지부(240)는 도 24에 도시된 바와 같이 운전자(D)가 영역설정센서(600)의 트래킹영역(610) 내에 움직일 경우 도 20에 도시된 바와 같이 양안감지센서(500)가 운전자(D)의 좌안 및 우안의 움직임을 감지하여 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 이미지가 3차원 이미지(312)로 인지되도록 옵티컬부(400)를 제어하게 되고, 도 25에 도시된 바와 같이 운전자(D)가 영역설정센서(600)의 트래킹영역(610)을 이탈하여 움직일 경우 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 이미지가 기입력된 설정위치에 표시되도록 옵티컬부(400)를 제어하게 되는 것이다.
이때, 기설정된 설정위치는 도 23에 도시된 바와 같이 운전자(D)가 차량의 운전석에 탑승하여 처음으로 영역설정센서(600)의 트래킹영역(610)을 설정한 경우 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 이미지가 3차원 이미지(312)로 출력되도록 제어된 옵티컬부(400)의 광로일 수도 있고, 운전자(D)가 별로도 설정한 설정위치일 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 시스템은, 하나의 영상패널(321)을 A영역(321a) 및 B영역(321b)으로 분할하여 A영역(321a)에는 평면 이미지(311)를 출력하고, B영역(321b)에는 3차원 이미지(312)를 출력함으로써 전체적인 크기를 줄이고, 운전자(D)가 확인하기 용이한 크기의 이미지정보를 출력하며, 특히, 3차원 이미지(312)를 통해 보다 정확한 정보를 제공하여 운전자(D)의 주행안전성 및 편의성을 극대화할 수 있다.
또한, 영상출력설정부(210) 및 투사거리조절부(220)를 통해 운전자(D)에 따라 영상출력부(300)로부터 출력되는 각각의 이미지(311, 312)를 ON/OFF하거나 투사거리를 조절함으로써 운전자(D)가 영상출력부(300)로부터 출력되는 차량의 주행정보를 확인하기 용이하고, 결상조절부(230) 및 영역설정감지부(240)를 통해 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 이미지를 운전자(D)가 3차원 이미지(312)로 인지하도록 옵티컬부(400)의 광로를 제어함으로써 운전자(D)가 액정패널(321)의 B영역(321b)으로부터 출력되는 3차원 주행정보를 확인하기 쉬워져 운전자(D)의 주행안전성 및 편의성을 더욱 극대화할 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
D : 운전자
DB : 대시보드
FG : 전면유리
100 : 하우징
200 : 제어부
210 : 영상출력설정부 220 : 투사거리조절부
230 : 결상조절부 240 : 영역설정감지부
300 : 영상출력부 310 : 영상
311 : 평면이미지 312 : 3차원 이미지
320 : 액정모듈 321 : 액정패널
321a : A영역 321b : B영역
322 : 백라이트유닛 323 : 시차바리어필름
400 : 옵티컬부
500 : 양안감지센서
600 : 영역설정센서 610 : 트래킹영역

Claims (7)

  1. 차량의 대시보드 상부에 매설되는 하우징과,
    상기 차량으로부터 주행정보를 전달받아 저장하는 제어부와,
    상기 하우징의 내부에 설치되고, 상기 제어부로부터 주행정보를 전달받아 분리된 복수의 영상을 출력하여 투사하는 영상출력부와,
    상기 하우징의 내부에 설치되고, 상기 차량의 전면유리에 각각의 영상이 서로 다른 투사거리로 투영되어 표시되도록 상기 영상출력부로부터 투사된 영상 각각의 광로를 변경하는 옵티컬부와,
    상기 차량의 운전석에 운전자가 탑승한 경우 상기 운전자의 얼굴을 포함하는 고정된 트래킹영역을 촬영하는 영역설정센서를 포함하고,
    상기 영상출력부는,
    액정패널 및 상기 액정패널의 배면에 배치된 백라이트유닛을 포함하는 액정모듈을 포함하고,
    상기 액정패널은,
    상기 제어부로부터 전달받은 주행정보를 평면 이미지로 출력하는 A영역 및 3차원 이미지로 출력하는 B영역으로 분할되고,
    상기 제어부는,
    상기 액정모듈의 A영역 및 B영역 각각으로부터 출력되는 이미지가 상기 영상출력부를 통해 상기 차량의 전면유리에 표시되는 경우 상기 이미지의 투사거리를 조절하도록 상기 옵티컬부의 광로를 제어하는 투사거리조절부와,
    상기 영역설정센서의 트래킹영역을 설정하고, 상기 운전자의 얼굴이 상기 트래킹영역을 이탈하는 경우 상기 액정패널의 B영역으로부터 출력되는 이미지가 기입력된 설정위치에 표시되도록 상기 옵티컬부의 광로를 제어하는 영역설정감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액정모듈은,
    상기 액정패널의 B영역에 상기 주행정보를 이미지로 출력하는 경우 상기 운전자의 좌안 및 우안의 양안시차에 따라 출력되는 상기 이미지가 서로 다른 좌안이미지 및 우안이미지로 분리되어 3차원 이미지로 표시되도록 시차바리어필름이 부착된 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 액정모듈의 A영역 및 B영역 각각으로부터 출력되는 각각의 이미지를 각각 개별적으로 ON/OFF하도록 상기 영상출력부에 제어신호를 송신하는 영상출력설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 시스템.
  5. 삭제
  6. 제3항에 있어서,
    상기 운전자의 좌안 및 우안의 움직임을 감지하는 양안감지센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 양안감지센서로부터 신호를 전송받고, 상기 운전자의 좌안 및 우안의 움직임에 따라 상기 액정패널의 B영역으로부터 출력되는 이미지가 상기 운전자에게 3차원 이미지로 표시되도록 상기 옵티컬부의 광로를 제어하는 결상조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 시스템.
  7. 삭제
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022184350A (ja) * 2021-06-01 2022-12-13 マツダ株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
JP7538165B2 (ja) 2022-03-07 2024-08-21 矢崎総業株式会社 車両用表示装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014150304A (ja) * 2013-01-31 2014-08-21 Nippon Seiki Co Ltd 表示装置及びその表示方法
KR20150093353A (ko) * 2014-02-07 2015-08-18 엘지전자 주식회사 헤드 업 디스플레이 장치
JP2017142284A (ja) * 2016-02-08 2017-08-17 日本精機株式会社 表示装置及びヘッドアップディスプレイ

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9321329B2 (en) * 2012-05-10 2016-04-26 Chris Beckman Glare elimination and image enhancement system improving lenses, windows and displays
KR102427854B1 (ko) * 2017-09-25 2022-08-01 삼성전자주식회사 영상 렌더링 방법 및 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014150304A (ja) * 2013-01-31 2014-08-21 Nippon Seiki Co Ltd 表示装置及びその表示方法
KR20150093353A (ko) * 2014-02-07 2015-08-18 엘지전자 주식회사 헤드 업 디스플레이 장치
JP2017142284A (ja) * 2016-02-08 2017-08-17 日本精機株式会社 表示装置及びヘッドアップディスプレイ

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