KR19980014602A

KR19980014602A - Hud 광도 자동 조절장치 및 방법

Info

Publication number: KR19980014602A
Application number: KR1019960033636A
Authority: KR
Inventors: 김진연
Original assignee: 배순훈; 대우전자 주식회사
Priority date: 1996-08-13
Filing date: 1996-08-13
Publication date: 1998-05-25

Abstract

본 발명은 HUD 광학 시스템에 관한 것으로, 종래에는 HUD에 구비되어 있는 VFD 의 광도가 일정하기 때문에 윈드실드를 포함하는 주변이 밝을 경우 윈드실드의 컴바이너에 디스플레이되는 허상이 잘 보이지 않으며, 또한 허상이 너무 밝게 디스플레이되면 전방의 시야를 가리게 되는 결점이 있다. 이에 본 발명은 자동차 주변의 일조량(밝기)을 검출하고 이에 대응되게 VFD에 공급되는 동작전원을 조절하여 윈드실드의 컴바이너에 디스플레이되는 허상의 광도를 조절할 수 있도록 하는 HUD 광도 자동 조절장치 및 방법을 제공한다.

Description

HUD 광도 자동 조절장치 및 방법

본 발명은 자동차에 채용된 HUD 광학 시스템에 관한 것이다.

특히 본 발명은 자동차의 주변밝기를 검출하여 프로젝터에 구비되어 있는 VFD에 공급되는 동작전원을 조절하여 윈드실드의 컴바이너에 디스플레이되는 반사광의 밝기를 자동 조절할 수 있도록 하는 HUD 광도 자동 조절장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 HUD(Head Up Display)는 전투기용으로 개발된 기술로서 표시광은 조종석 전방에 놓여진 반투명 반사판(컴바이너를 말하며 이하 컴바이너 라 한다)에서 반사되어 파일럿의 눈에 들어간다. 파일럿은 컴바이너를 통해서 전방 경치의 표시모양을 2중으로 겹쳐진 형태로 쌍방의 정보를 동시에 인지할 수 있다. 표시상은 렌즈계통에 의해 무한원점에 결상할 수 있기 때문에 시선의 이동과 촛점 조절에 필요한 시간을 단축할 수 있다, 컴바이너의 의미는 전방의 경치와 표시상을 결합시키는 것이다. 자동차에서는 운전석 전방의 윈드실드 하부의 인스트러먼트 내에 컴바이너를 놓고 이에 반사시켜서 자동차 전방에 나타나는 허상 표시를 본다. 즉, 윈드실드의 반사면 부분(실내측)에 박막에 의하여 컴바이너 처리되어 있다. HUD로 표시되는 내용은 본래의 프로젝터에도 표시되는 내용의 보조로서 프로젝터의 디지털 표시와 마스터워닝 등을 간단한 것이 선택되고 있다.

HUD는 전방의 경치와 2중으로 겹쳐지는 표시상을 순간적으로 운전자에게 판독시키는 것인데, 항공기의 경우와는 달리 자동차의 전방 경치는 변화가 많으므로 표시상의 식별을 양호하게 하려면 윈드실드 반사면에서 반사율을 크게 하여야 하는데 전방시계의 확보를 위해서도 윈드실드의 투과율은 70%이상이어야 한다. 이 모순을 동시에 성립시키기 위해서는 한정된 반사율을 유효하게 사용하여 표시상의 식별을 좋게 할 목적으로 홀로그램을 응용한 간섭호를 만든다. 이것을 홀로그램이라고 한다. 홀로그램으로 빛을 조사하면 간섭호에 따라 빛의 회절작용에 의한 파장의 선택성과 렌즈나 오목거울 효과를 얻을 수 있다. 즉 레이져로부터 발진된 위상이 갖추어진 빛을 2개로 구분하여 평면파와 구면파를 만들어 사진 건판의 양쪽으로부터 투사한다. 이때 사진건판 내에는 간섭호가 만들어진다. 예를들면 간섭호는 밀도는 6000개/mm로 된다. 완성된 홀로그램 구면파 투사방향에서 빛을 보내면 몇 겹으로 구성되어 있는 간섭호 때문에 파장의 빛만이 회절하여서 반사되며, 그 이외 파장의 빛은 직진한다. 이 경우 홀로그램은 특정 파장광에 대해서 오목거울이 작용을 갖는다.

상기한 바와같은 특징을 갖는 HUD 광학 시스템에 관해서 도 1에 의하여 살펴본다.

여기서, 101은 운행중인 자동차의 각종 정보를 하나의 색상 혹은 다수개의 색상으로 디스플레이하는 VFD(104)를 갖는 프로젝터이고, 102는 자동차의 전면에 설치되어 있는 전면 유리인 윈드실드, 103은 상기 윈드실드(102)에 부착되어 특정 파장을 특정각도로 반사하는 컴바이너, 104는 프로젝터(101)에 설치되어 자동차의 각종운행상태를 알리는 정보를 하나의 색상이나 다수개의 색상으로 디스플레이하는 VFD이다.

이와같이 구성된 종래의 프로젝터(101)의 VFD(104)에서는 자동차의 각종 정보에 대한 반사광을 생성하여 윈드실드(102)에 부착되어 있는 컴바이너(103)에 투사하게 된다. 그리하면 컴바이너(103)는 프로젝터(101)의 VFD(104)로부터 입사되는 반사광 중 특정파장만을 특정각도로 반사하여 운전자의 시야에 전달한다. 이에따라 운전자는 프로젝터(101)의 VFD(104)에 디스플레이되는 정보를 직접 보지 않고도 윈드실드(102)의 컴바이너(103)에 반사되어 디스플레이되는 허상을 보고 운행중인 자동차의 각종 정보를 효과적으로 얻을 수 있다.

그리고 윈드실드(102)의 컴바이너(103)를 통해서 자동차의 운행에 따른 각종 정보를 제공받을 때 주변밝기를 감안하여 가변 저항(R1)의 저항값을 변환하여 VFD(104)에 공급되는 동작전원을 조절하므로 윈드실드(102)의 컴바이너(103)에 디스플레이되는 반사광의 밝기를 조절한다.

즉 운전자는 주변의 밝기가 너무 밝아 윈드실드(102)의 컴바이너(103)에 디스플레이되는 반사광이 잘 보이지 않을 경우에는 가변 저항(R1)의 저항값을 변환시켜 트랜지스터(TR1)의 베이스측에 인가되는 전원을 증가시킴으로 프로젝터(101)의 VFD(104)에 공급되는 동작전원이 증가되어 VFD(104)가 밝아진다. 이에따라 윈드실드(102)의 컴바이너(103)에 디스플레이되는 반사광의 밝기가 밝아져 자동차의 주변이 밝아도 윈드실드(102)의 컴바이너(103)에 디스플레이되는 반사광을 효과적으로 주시할 수 있다.

반면에 주변의 밝기가 어두워 윈드실드(102)의 컴바이너(103)에 디스플레이되는 반사광이 잘 보이지 않을 경우에는 가변 저항(R1)의 저항값을 변환시켜 트랜지스터(TR1)의 베이스측에 인가되는 전원을 감소시킴으로 프로젝터(101)의 VFD(104)에 공급되는 동작전원이 감소되어 VFD(104)가 어두워진다. 이에따라 윈드실드(102)의 컴바이너(103)에 디스플레이되는 반사광의 밝기가 어두워져 주변이 어두워도 윈드실드(102)의 컴바이너(103)에 디스플레이되는 반사광을 효과적으로 주시할 수 있는 것이다.

그런데 종래에는 주변의 밝기에 따라 운전자가 가변 저항의 저항값을 직접 변환시켜 VFD에서 반사되는 반사광의 밝기를 조절해야 하는 번거로움이 있으며, 또한 주변 환경이 변화할때마다 가변저항을 수동으로 조정하므로 디스플레이되는 반사광의 밝기를 정확하게 설정하지 못하는 결점을 가지고 있었다.

특히, 주변밝기가 변환할때마다 가변저항을 조작하여 윈드실드의 컴바이너에 디스플레이되는 반사광의 밝기를 조절하는 경우 그만큼 운전을 소홀히 하게 되어 안전운전을 해치게 되는 결점을 가지고 있었다.

본 발명은 자동차의 주변밝기를 검출하여 프로젝터에 구비되어 있는 VFD에 공급되는 동작전원을 조절하여 윈드실드의 컴바이너에 디스플레이되는 반사광의 밝기를 자동 조절할 수 있도록 하는 HUD 광도 자동 조절장치 및 방법을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 자동차 주변의 일조량을 검출하는 단계와, 일조량에 대응하는 VFD의 광도를 연산하고 VFD의 광도를 연산된 광도로 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 단계와, 상기 제어신호에 의해 VFD에 공급되는 동작전원을 단속하여 VFD의 광도를 조절하는 단계와, 광도가 조절된 반사광을 윈드실드의 컴바이너에 반사하는 단계를 수행하도록 이루어짐을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 자동차의 주변 밝기를 검출하도록 되어 있는 일조량 센싱수단과, 상기 일조량 센싱수단에 의해 검출되는 자동차의 주변밝기에 의해 VFD의 광도를 연산하고 이에 해당하는 제어신호를 생성하여 출력하도록 되어 있는 제어수단과, 상기 제어수단에서 출력되는 제어신호를 인가받아 VFD에 공급되는 동작전원을 단속하는 스위칭수단과, 상기 스위칭 수단을 경유하여 공급되는 동작전원에 의해 동작하여 자동차의 정보에 대한 반사광을 윈드실드의 컴바이너에 반사하는 VFD로 구성되어짐을 특징으로 한다.

도 1은 종래 HUD 광학 시스템의 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 HUD 광학 시스템의 개략도 이다.,

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 윈드실드 12 : 컴바이너

14 : 프로젝터 16 : VFD

18 : 일조센서 20 : ECU

TR : 트랜지스터 R2 : 저항

C : 캐패시터

본 발명은 도 2에 도시한 것처럼, 자동차의 주변 밝기를 검출하는 일조량 센서(18)와, 상기 일조량 센서(18)에 의해 검출되는 자동차의 주변밝기에 의해 VFD(16)의 광도를 연산하고 이에 해당하는 제어신호를 생성하여 출력하는 ECU(20)와, 상기 ECU(20)에서 출력되는 제어신호를 인가받아 VFD(16)에 공급되는 동작전원을 단속하는 트랜지스터(TR2)와, 상기 트랜지스터(TR2)를 경유하여 공급되는 동작전원(Vcc)에 의해 동작하여 자동차의 정보에 대한 반사광을 윈드실드(10)의 컴바이너(12)에 반사하는 VFD(16)로 구성되어 있다.

여기서, ECU(20)에서 출력되는 제어신호는 PWM 펄스로 이용하고 이를 DC 성분으로 변환할 수 있도록 ECU(20)의 후단에는 저항(R2)과 캐패시터(C)가 구성되어 있다.

본 발명에 따른 HUD 광학 시스템은 자동차 주변의 일조량을 검출하는 단계와, 일조량에 대응하는 VFD(16)의 광도를 연산하고 VFD(16)의 광도를 연산된 광도로 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 단계와, 상기 제어신호에 의해 VFD(16)에 공급되는 동작전원을 단속하여 VFD(16)의 광도를 조절하는 단계와, 광도가 조절된 반사광을 윈드실드(10)의 컴바이너(12)에 반사하는 단계를 수행하는 동작을 이루어진 것이다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용을 설명한다.

먼저 운행중인 자동차에 장착되어 있는 일조량 센서(18)는 자동차의 주변 밝기를 검출하고 이에 대응하는 데이터를 ECU(20)에 공급한다. 즉, 운행중인 자동차의 정보가 디스플레이하는 윈드실드(10)의 컴바이너(12)의 주변 밝기를 검출하고 이에 해당하는 데이터를 ECU(20)에 공급하여 ECU(20)로 하여금 자동차의 주변밝기를 인지하도록 한다.

일조량 센서(18)에서 공급되는 데이터를 인가받아 자동차의 주변밝기를 인지한 ECU(20)는 미도시된 RAM에 저장되어 있는 테이블이나 연산장치에 의해 공급되는 데이터에 대응하는 VFD(16)의 광도를 연산하고, 이에 해당하는 PWM 펄스의 제어신호를 생성하여 저항(R2)과 캐패시터(C)에 공급한다.

그리하면, ECU(20)로부터 출력되는 PWM 펄스의 제어신호가 저항(R2)과 캐패시터(C)로 이루어진 적분기에 의해 DC신호로 변환되어 트랜지스터(TR2)의 베이스측에 인가되어 트랜지스터(TR2)를 구동시키므로 트랜지스터(TR2)의 콜렉터측에 인가중인 전원이 트랜지스터(TR2)를 경유하여 VFD(16)에 동작전원으로 공급된다.

이때 ECU(20)는 일조량 센서(18)에 의해 검출되는 자동차 주변밝기에 따라 PWM펄스의 듀티비를 조절하여 출력하게 된다. 즉, 자동차의 주변밝기가 밝은 경우에는 듀티비가 큰 PWM 펄스를 생성하여 출력하므로 VFD(16)에 공급되는 동작전원이 증가되도록 하고, 반대로 자동차의 주변밝기가 어두운 경우에는 듀티비가 작은 큰 PWM 펄스를 생성하여 출력하므로 VFD(16)에 공급되는 동작전원이 감소되도록 한다.

이에 따라 프로젝터(14)에 고정 설치되어 있는 VFD(16)는 트랜지스터(TR2)를 경유하여 주변밝기에 따라 각기 다른 레벨로 공급되는 동작전원(Vcc)에 의해 자동차의 각종 동작상태를 알리는 정보에 대응하는 반사광을 생성하여 윈드실드(10)의 컴바이너(12)에 디스플레이하므로 운전자는 주변 밝기에 맞는 밝기를 갖는 반사광을 윈드실드(10)의 컴바이너(12)를 통하여 제공받을 수 있는 것이다.

상술한 바와같은 본 발명은 자동차의 주변 밝기를 검출하는 일조량 센서와, 상기 일조량 센서에 의해 검출되는 자동차의 주변밝기에 의해 VFD의 광도를 연산하고 이에 해당하는 제어신호를 생성하여 출력하는 ECU와, 상기 ECU에서 출력되는 제어신호를 인가받아 VFD에 공급되는 동작전원을 단속하는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터를 경유하여 공급되는 동작전원에 의해 동작하여 자동차의 정보에 대한 반사광을 윈드실드의 컴바이너에 반사하는 VFD를 구성함으로써, 자동차의 주변밝기에 따라 윈드실드의 컴바이너에 디스플레이되는 반사광의 밝기를 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 운행중인 자동차의 주변 밝기에 맞게 윈드실드의 컴바이너에 디스플레이되는 반사광을 밝기를 조절함으로써, 운전자가 윈드실드에 디스플레이되는 반사광의 밝기를 조절하지 않고 운전에만 전념할 수 있으므로 안전운전을 도모할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 특허청구의 범위에 기재되어 있는 바와 같이 HUD 광도 자동 조절장치 및 방법의 일 실시예에 관해서만 설명하고 있으나, 이에 한정하지 아니하며 당업자라면 본 발명을 여러 가지로 그 응용과 변형이 가능할 것이다.

Claims

자동차의 주변 밝기를 검출하는 일조량 센서(18)와, 상기 일조량 센서(18)에 의해 검출되는 자동차의 주변밝기에 의해 VFD(16)의 광도를 연산하고 이에 해당하는 제어신호를 생성하여 출력하는 ECU(20)와, 상기 ECU(20)에서 출력되는 제어신호를 인가받아 VFD(16)에 공급되는 동작전원을 단속하는 트랜지스터(TR2)와, 상기 트랜지스터(TR2)를 경유하여 공급되는 동작전원(Vcc)에 의해 동작하여 자동차의 정보에 대한 반사광을 윈드실드(10)의 컴바이너(12)에 반사하는 VFD(16)로 구성되어짐을 특징으로 하는 HUD 광도 자동 조절장치.
제 1항에 있어서, 상기 ECU(20)의 후단에는 제어신호를 DC신호로 변환하는 저항(R2)과 커패시터(C)가 연결되어짐을 특징으로 하는 HUD 광도 자동 조절장치.
자동차 주변의 일조량을 검출하는 단계와, 일조량에 대응하는 VFD(16)의 광도를 연산하고 VFD(16)의 광도를 연산된 광도로 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 단계와, 상기 제어신호에 의해 VFD(16)에 공급되는 동작전원을 단속하여 VFD(16)의 광도를 조절하는 단계와, 광도가 조절된 반사광을 윈드실드(10)의 컴바이너(12)에 반사하는 단계를 수행하도록 이루어짐을 특징으로 하는 HUD 광도 자동 조절방법.