KR20100026466A

KR20100026466A - 헤드 업 디스플레이 시스템과 그에 따른 비디오 디스플레이각도 조정 방법

Info

Publication number: KR20100026466A
Application number: KR1020080085483A
Authority: KR
Inventors: 김혜원
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2010-03-10

Abstract

본 발명은, 헤드 업 디스플레이 시스템과 그에 따른 비디오 디스플레이 각도 조정 방법에 관한 것으로, 예를 들어, 본 발명이 적용되는 헤드 업 디스플레이 시스템에서는, 사용자의 키 입력에 따라, 또는 차량 시동 초기에, 헤드 업 디스플레이(HUD)의 비디오 조정 모드를 자동으로 설정한 후, 운전자의 자세 수정을 요구하는 안내 메시지를 출력하고, 이후 카메라에 의해 촬영되는 운전자의 이미지를 스캔하여, (X,Y) 픽셀 좌표 값으로, 운전자의 눈 위치를 검출하고, 상기 검출된 운전자의 눈 위치에 따라, 헤드 업 디스플레이 시스템 내에 구비된 거울을 회전시켜, 비디오 디스플레이 각도를 가변 조정함으로써, 운전자의 신체적 조건 또는 운전 자세 등이 특이한 경우에도, 헤드 업 디스플레이 시스템에 의해 투사되는 비디오 영상을, 운전자가 정확히 볼 수 있게 된다.

헤드 업 디스플레이 시스템, 비디오 조정 모드, 눈 위치 검출, 비디오 디스플레이 각도 조정

Description

헤드 업 디스플레이 시스템과 그에 따른 비디오 디스플레이 각도 조정 방법 {Head up display system and method for adjusting video display angle thereof}

본 발명은, 예를 들어, 차량의 운전석 전면 유리창(Windshield)에, 다양한 차량 정보를 가상 이미지(Virtual Image)로 표시하는 헤드 업 디스플레이(HUD: Head Up Display) 시스템과 그에 따른 비디오 디스플레이 각도 조정 방법에 관한 것이다.

최근에는, 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, 도 1은 일반적인 헤드 업 디스플레이 시스템에 대한 개략적인 구성을 도시한 것으로, 예를 들어, 상기 헤드 업 디스플레이 시스템에는, 엘씨디(LCD) 모듈(10)과, 거울(Mirror)(11), 그리고 컨트롤 유니트(Control Unit)(12) 등이 포함 구성된다.

또한, 상기 엘씨디 모듈(10)에 의해 디스플레이 되는 비디오 영상, 예를 들어, 차량 내의 전자 컨트롤 유니트(ECU: Electronic Control Unit)로부터 수신되는 다양한 차량 정보에 해당하는 비디오 영상은, 상기 거울(11)에 의해 반사된 후, 운전석 전면 유리창(Windshield)에 투사된다.

이에 따라, 차량 운전자는, 예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 운전석 전면 유리창에 투사되는 가상 이미지(Virtual Image)의 비디오 영상을, 차량 운전 도중 전방을 계속 주시하면서 동시에 확인할 수 있게 된다.

그러나, 일반적인 헤드 업 디스플레이 시스템에서는, 운전석 전면 유리창에 투사되는 비디오 영상을, 사전에 설정된 특정 위치에 고정적으로 투사하여 디스플레이하기 때문에, 운전자의 신체적 조건 또는 운전 자세 등이 특이한 경우, 상기 헤드 업 디스플레이 시스템에 의해 투사되는 비디오 영상을, 운전자가 정확히 볼 수 없게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로, 예를 들어, 본 발명이 적용되는 헤드 업 디스플레이 시스템에서는, 운전자의 눈 위치를 검출한 후, 그 검출된 운전자의 눈 위치에 따라, 헤드 업 디스플레이 시스템 의 비디오 디스플레이 각도를 가변 조정함으로써, 헤드 업 디스플레이 시스템에 의해 투사되는 비디오 영상을, 운전자가 보다 정확하게 볼 수 있도록 하기 위한 헤드 업 디스플레이 시스템과 그에 따른 비디오 디스플레이 각도 조정 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 시스템의 비디오 디스플레이 각도 조정 방법은, 헤드 업 디스플레이(Head Up Display)의 비디오 조정 모드가 설정되면, 운전자의 눈 위치를 검출하는 1단계; 및 상기 검출된 운전자의 눈 위치에 따라, 비디오 디스플레이 각도를 가변 조정하는 2단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 헤드 업 디스플레이의 비디오 조정 모드는, 차량 시동 초기에 자동으로 설정되거나, 또는 사용자의 키 입력에 따라 설정되는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 헤드 업 디스플레이의 비디오 조정 모드가 설정되면, 운전자의 자세 수정을 요구하는 메시지를 출력하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 메시지는, 비디오로 안내 표시되거나, 또는 오디오로 안내 출력되는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 운전자의 눈 위치는, 카메라에 의해 촬영되는 운전자의 이미지를 스캔하여, (X,Y) 픽셀 좌표 값으로 검출하는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 비디오 디스플레이 각도는, 헤드 업 디스플레이 시스템 내에 구비된 거울을 회전시켜 가변 조정하는 것을 특징으로 하며,

또한, 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 시스템은, 헤드 업 디스플레이(Head Up Display)의 비디오 조정 모드가 설정되면, 운전자의 눈 위치를 검출하기 위한 검출수단; 및 상기 검출된 운전자의 눈 위치에 따라, 비디오 디스플레이 각도를 가변 조정하기 위한 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 제어수단은, 차량 시동 초기에 자동으로 비디오 조정 모드를 설정하거나, 또는 사용자의 키 입력에 따라 비디오 조정 모드를 설정하는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 헤드 업 디스플레이의 비디오 조정 모드가 설정되면, 운전자의 자세 수정을 요구하는 메시지를 생성하여 출력하기 위한 생성수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 검출수단은, 카메라에 의해 촬영되는 운전자의 이미지를 스캔하여, (X,Y) 픽셀 좌표 값으로 운전자의 눈 위치를 검출하는 것을 특징으로 하며,

또한, 상기 제어수단은, 헤드 업 디스플레이 시스템 내에 구비된 거울을 회전시켜, 비디오 디스플레이 각도를 가변 조정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 시스템과 그에 따른 비디오 디스플레이 각도 조정 방법은, 예를 들어, 사용자의 키 입력에 따라, 또는 차량 시동 초기에, 헤드 업 디스플레이(HUD)의 비디오 조정 모드를 자동으로 설정한 후, 운전자의 자세 수정을 요구하는 안내 메시지를 출력하고, 이후 카메라에 의해 촬영되는 운전자의 이미지를 스캔하여, (X,Y) 픽셀 좌표 값으로, 운전자의 눈 위치를 검출하고, 상기 검출된 운전자의 눈 위치에 따라, 헤드 업 디스플레이 시스템 내에 구비된 거울을 회전시켜, 비디오 디스플레이 각도를 가변 조정함으로써, 운전자의 신체적 조건 또는 운전 자세 등이 특이한 경우에도, 헤드 업 디스플레이 시스템에 의해 투사되는 비디오 영상을, 운전자가 정확히 볼 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 시스템과 그에 따른 비디오 디스플레이 각도 조정 방법에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명은 차량의 운전석 전면 유리창(Windshield)에, 차량 정보들을 가상 이미지(Virtual Image)의 비디오로 표시하는 다양한 유형의 헤드 업 디스플레이(HUD) 시스템에 적용된다.

예를 들어, 본 발명이 적용되는 헤드 업 디스플레이 시스템에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 폴드(Fold) 미러(50), 오목(Concave) 미러(51), 엘씨디(LCD)(52), LCD 드라이버(53), 마이컴(54), 모터 드라이버(55), 모터(56), 메모리(57), 키패 드(Keypad)(58), 인터페이스부(59), 오에스디(OSD) 생성부(60), 카메라(61), 그리고 눈 검출부(62) 등이 포함 구성된다.

한편, 상기 인터페이스부(59)에는, 차량 내의 전반적인 전자 제어 기능을 수행하는 전자 컨트롤 유니트(ECU)가 연결 접속되어, 차량의 주행 속도와 엔진 상태 등에 관련된 다양한 차량 정보를 수신하게 되며, 또한 내비게이션(Navigation) 단말기 등이 연결 접속되는 경우, 특정 목적지로의 이동 경로 등에 관련된 다양한 내비게이션 정보를 수신할 수도 있다.

그리고, 상기 마이컴(54)에서는, 상기 인터페이스부(59)를 통해 차량 정보가 수신되면, 상기 오에스디 생성부(60)를 동작 제어하여, 상기 차량 정보에 상응하는 오에스디(OSD: On Screen Display)의 비디오 영상을 생성하게 되며, 상기 비디오 영상은, 상기 엘씨디(52)의 화면을 통해 표시된다.

또한, 상기 엘씨디의 화면을 통해 표시된 비디오 영상은, 상기 폴드 미러(50)와 오목 미러(51)를 거쳐, 차량의 운전석 전면 유리창(Windshield)에 가상 이미지의 비디오로 투사되어 디스플레이 된다.

한편, 상기 마이컴(54)에서는, 예를 들어, 비디오 조정 모드가 설정되면, 상기 카메라(61)를 동작 제어하여, 운전자의 이미지를 촬영함과 아울러, 상기 눈 검출부(62)를 동작 제어하여, 운전자의 이미지 스캔 동작을 수행시킴으로써, 운전자의 눈 위치를 검출하게 된다.

그리고, 상기 검출된 운전자의 눈 위치에 따라, 상기 모터 드라이버(55)를 동작 제어하여, 상기 오목 미러(51)의 반사 각도를 세밀하게 가변 조정함으로써, 차량의 운전석 전면 유리창에 표시되는 가상 이미지의 비디오 디스플레이 각도를, 운전자의 눈 위치에 적당하도록 조정하게 되는 데, 이에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는, 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 시스템의 비디오 디스플레이 각도 조정 방법에 대한 동작 흐름도를 도시한 것으로, 예를 들어, 차량의 시동 초기시(S10), 또는 운전자가, 헤드 업 디스플레이 자동 조정(HUD Auto Set) 등과 같은 특정 키를 입력하는 경우(S11), 상기 마이컴(54)에서는, 헤드 업 디스플레이(HUD) 조정 모드를 설정하게 된다(S12).

그리고, 상기 마이컴(54)에서는, 상기 오에스디 생성부(60)를 동작 제어하여, 운전자의 자세 수정을 요구하는 오에스디 영상의 안내 메시지를 생성 출력하게 되는 데(S13), 상기 오에스디 영상의 안내 메시지는, 상기 엘씨디(53)의 화면을 통해 표시된다.

또한, 상기 엘씨디(53)의 화면을 통해 표시된 오에스디 영상의 안내 메시지는, 상기 폴드 미러(50)와 오목 미러(51)를 거쳐, 차량의 운전석 전면 유리창(Windshield)에, 가상 이미지의 비디오로 투사되어 디스플레이 되는 데(S13), 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 안내 메시지에는, 'HUD 비디오 조정 모드, 자세를 바르게 해 주세요'라는 문구가 포함될 수 있다.

한편, 상기 마이컴(54)에서는, 예를 들어, 헤드 업 디스플레이 시스템 내에 오디오 신호 처리 및 스피커 등이 구비되어 있는 경우, 상기 안내 메시지에 상응하 는 오디오 음성을 생성하여, 상기 비디오 영상과 함께 출력하거나, 또는 상기 비디오 영상을 표시하지 않고, 그 대신 오디오 음성만을 생성 출력시킬 수도 있다.

또한, 상기 마이컴(54)에서는, 상기와 같이 안내 메시지가 출력된 후, 소정 시간이 경과하거나, 또는 운전자가 사전에 설정된 특정 키를 입력하는 경우, 상기 카메라(61)와 눈 검출부(62)를 동작 제어하여, 운전자의 이미지를 촬영한 후, 그 촬영된 운전자의 이미지를 스캔하여, 눈의 위치를 검출하게 된다(S14).

예를 들어, 상기 마이컴(54)에서는, 비디오 조정 모드가 설정되어, 운전자의 이미지를 촬영하는 경우, 상기 엘씨디(52)와 카메라(61)가 각각 설치된 이격 거리만큼, 상기 모터 드라이버(55)를 동작 제어하여, 상기 오목 미러(56)의 회전 각도를 일부 세밀하게 조정하게 된다.

한편, 상기 폴드 미러(50)를 회전시킬 수 있는 모터가, 별도로 추가 구비되어 있는 경우, 상기 마이컴(54)에서는, 상기 오목 미러(56)를 그대로 유지시킨 상태에서, 상기 폴드 미러(50)를 회전시켜, 상기 엘씨디(52)와 카메라(61) 간의 이격 거리를 보상한 후, 상기 카메라를 동작 제어하여, 운전자의 이미지를 촬영할 수도 있다.

그리고, 상기 카메라(61)를 동작 제어하여, 운전자의 이미지를 촬영하게 되면, 상기 눈 검출부(62)에서는, 상기 촬영된 운전자의 이미지를 픽셀(Pixel) 단위로 스캔하여, 운전자의 왼쪽 눈 위치에 해당하는 픽셀 좌표 값(XL,YL)과, 운전자의 오른쪽 눈 위치에 해당하는 픽셀 좌표 값(XR,YR)을 검출한 후, 운전자 눈 위치 정보로서, 상기 마이컴(54)으로 출력하게 된다.

한편, 상기 마이컴(54)에서는, 상기와 같은 과정을 거쳐, 운전자의 눈 위치가 검출되면(S15), 상기 모터 드라이버(55)를 동작 제어하여, 상기 오목 미러(51)의 회전 각도를 세밀하게 조정하게 되는 데(S16), 예를 들어, 상기 운전자의 눈 위치가, 촬영 이미지의 상측에 존재하는 경우, 상기 오목 미러(51)을 오른쪽 시계 방향으로 세밀하게 회전시켜, 운전석 전면 유리창에 표시되는 가상 이미지의 비디오 영상이, 위쪽에 투사되도록 한다.

반면, 상기 운전자의 눈 위치가, 촬영 이미지의 하측에 존재하는 경우, 상기 오목 미러(51)을 왼쪽 반시계 방향으로 세밀하게 회전시켜, 운전석 전면 유리창에 표시되는 가상 이미지의 비디오 영상이, 아래쪽에 투사되도록 한다.

그리고, 상기 마이컴(54)에서는, 상기와 같은 과정을 거쳐, 운전석 전면 유리창에 표시되는 가상 이미지의 비디오 영상이, 운전자의 눈 위치에 맞게, 위쪽 또는 아래쪽에 적절히 투사되면, 조정 완료 상태라고 판별한 후(S17), 헤드 업 디스플레이의 비디오 조정 모드를 해제하게 된다.

이에 따라, 운전자의 신체적 조건 또는 운전 자세 등이 특이한 경우에도, 헤드 업 디스플레이 시스템에 의해 투사되는 비디오 영상을, 운전자가 정확히 볼 수 있게 된다.

참고로, 상기 카메라에 의해 촬영되는 운전자의 이미지를 픽셀 단위로 스캔하여, 운전자의 눈 위치를 픽셀 좌표 값으로 검출하는 눈 위치 검출 방법은, 널리 알려진 다양한 이미지 분석 기법 등을 이용하여 구현될 수 있는 것으로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하며, 상기 운전자의 눈 위치를 검출하기 위한 방법으로서, 카 메라 대신 적외선(IR) 센서 등이 이용될 수도 있다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

도 1은 일반적인 헤드 업 디스플레이 시스템에 대한 개략적인 구성을 도시한 것이고,

도 2는 일반적인 헤드 업 디스플레이 시스템에 의해 차량 정보가 표시되는 실시예를 도시한 것이고,

도 3은 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 시스템에 대한 실시예의 구성을 도시한 것이고,

도 4는 본 발명에 따른 헤드 업 디스플레이 시스템의 비디오 디스플레이 각도 조정 방법에 대한 실시예의 동작 흐름도를 도시한 것이고,

도 5는 본 발명에 따라 비디오 조정 모드의 안내 메시지가 표시되는 실시예를 도시한 것이고,

도 6은 본 발명에 따라 운전자의 눈 위치를 픽셀 스캔 방식으로 검출하는 실시예를 도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50 : 폴드 미러 51 : 오목 미러

52 : 엘씨디 53 : LCD 드라이버

54 : 마이컴 55 : 모터 드라이버

56 : 모터 57 : 메모리

58 : 키패드 59 : 인터페이스부

60 : 오에스디 생성부 61 : 카메라(61)

62 : 눈 검출부

Claims

헤드 업 디스플레이(Head Up Display)의 비디오 조정 모드가 설정되면, 운전자의 눈 위치를 검출하는 1단계; 및

상기 검출된 운전자의 눈 위치에 따라, 비디오 디스플레이 각도를 가변 조정하는 2단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 시스템의 비디오 디스플레이 각도 조정 방법.
제 1항에 있어서,

상기 헤드 업 디스플레이의 비디오 조정 모드는, 차량 시동 초기에 자동으로 설정되거나, 또는 사용자의 키 입력에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 시스템의 비디오 디스플레이 각도 조정 방법.
제 1항에 있어서,

상기 헤드 업 디스플레이의 비디오 조정 모드가 설정되면, 운전자의 자세 수정을 요구하는 메시지를 출력하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 시스템의 비디오 디스플레이 각도 조정 방법.
제 3항에 있어서,

상기 메시지는, 비디오로 안내 표시되거나, 또는 오디오로 안내 출력되는 것 을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 시스템의 비디오 디스플레이 각도 조정 방법.
제 1항에 있어서,

상기 운전자의 눈 위치는, 카메라에 의해 촬영되는 운전자의 이미지를 스캔하여, (X,Y) 픽셀 좌표 값으로 검출하는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 시스템의 비디오 디스플레이 각도 조정 방법.
제 1항에 있어서,

상기 비디오 디스플레이 각도는, 헤드 업 디스플레이 시스템 내에 구비된 거울을 회전시켜 가변 조정하는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 시스템의 비디오 디스플레이 각도 조정 방법.
헤드 업 디스플레이(Head Up Display)의 비디오 조정 모드가 설정되면, 운전자의 눈 위치를 검출하기 위한 검출수단; 및

상기 검출된 운전자의 눈 위치에 따라, 비디오 디스플레이 각도를 가변 조정하기 위한 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 시스템.
제 7항에 있어서,

상기 제어수단은, 차량 시동 초기에 자동으로 비디오 조정 모드를 설정하거나, 또는 사용자의 키 입력에 따라 비디오 조정 모드를 설정하는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 시스템.
제 7항에 있어서,

상기 헤드 업 디스플레이의 비디오 조정 모드가 설정되면, 운전자의 자세 수정을 요구하는 메시지를 생성하여 출력하기 위한 생성수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 시스템.
제 9항에 있어서,

상기 메시지는, 비디오로 안내 표시되거나, 또는 오디오로 안내 출력되는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 시스템.
제 7항에 있어서,

상기 검출수단은, 카메라에 의해 촬영되는 운전자의 이미지를 스캔하여, (X,Y) 픽셀 좌표 값으로 운전자의 눈 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 시스템.
제 7항에 있어서,

상기 제어수단은, 헤드 업 디스플레이 시스템 내에 구비된 거울을 회전시켜, 비디오 디스플레이 각도를 가변 조정하는 것을 특징으로 하는 헤드 업 디스플레이 시스템.