KR20160063001A

KR20160063001A - Hud시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조

Info

Publication number: KR20160063001A
Application number: KR1020140166431A
Authority: KR
Inventors: 윤일용
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2016-06-03
Also published as: US20160150218A1; KR101646390B1

Abstract

본 발명은 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조에 관한 것으로서, 특히 제1반사부와 제2반사부가 구비되어 광 경로를 따라 HUD장치로부터 HUD정보를 차량의 윈드실드글라스에 반사시키는 HUD시스템과; 상기 HUD시스템의 광 경로에 구비되어 특정 파장의 조명을 반사시키는 다이크로익 미러와; 운전자 얼굴 정보가 입사되며, 조명을 제공하여 운전자를 감시하는 운전자 감시 시스템으로 구성되어, 운전자 감시 시스템이 운전자 정면에 위치해도 운전자의 시야를 방해하지 않게 하여 안전성을 향상시키는 동시에 운전자의 자세 편차를 최소화하여 사용 편의성을 증대시키며, HUD시스템과 운전자 감시 시스템을 통합시킴으로 인해 카메라 간격 및 카메라 사이즈 축소가 가능하여 상품성을 향상시키는데 효과가 있도록 하는 것이다.

Description

HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조{Combination structure of Head up display system and Driven State Monitoring}

본 발명은 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조에 관한 것으로서, 특히 운전자 감시 시스템에 의해 운전자의 전방 시야를 방해하는 현상을 방지하기 위한 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조에 관한 것이다.

일반적으로 ADAS(지능형 운전자 지원 시스템, Advanced Driver Assistance System) 중 운전자감시시스템(DSM)이나 상위 버전인 시선추적 기술이 대두되고 있다.

하지만 운전자감시시스템 혹은 시선추적기에서는 조명과 카메라가 운전자의 시선을 가리지 않으면서도 운전자의 얼굴을 정면에 가깝게 관찰해야 한다는 모순이 존재하여, 설치에 있어서 그 위치의 자유도가 매우 떨어진다.

또한, 시선추적기 패키지를 추가로 설치하는 것은 조립성 및 원가에 있어서 문제점이 있다.

종래의 HUD 시스템은 디스플레이 장치와 패키지성을 고려한 미러와, 상을 확대시키고 허상의 위치를 늘리기 위한 오목 거울로 이루어지며, 종래의 시선추적기는 얼굴과 글린트를 인식하기 위한 스테레오 카메라와 적외선 조명으로 이루어진다.

그러나, 종래에는 시야를 가리지 않으면서 얼굴 및 글린트가 잘 관찰되는 스테레오 카메라의 설치위치가 제한되어 작업성이 저하되며, 시야를 가리지 않더라도 윈드실드글라스에 구비됨으로 인해 사용 편의성이 저하되고, 또한 패키지로 이루어져야 하므로 조립성 및 원가가 저하되는 문제점이 있었다.

특허 1 : 대한민국 공개특허 10-2013-0054830

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조에 관한 것으로서, 특히 운전자 감시 시스템에 의해 운전자의 전방 시야를 방해하는 현상을 방지하기 위한 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명은 제1반사부와 제2반사부가 구비되어 광 경로를 따라 HUD장치로부터 HUD정보를 차량의 윈드실드글라스에 반사시키는 HUD시스템과; 상기 HUD시스템의 광 경로에 구비되어 특정 파장의 조명을 반사시키는 다이크로익 미러와; 운전자 얼굴 정보가 입사되며, 조명을 제공하여 운전자를 감시하는 운전자 감시 시스템;을 포함함으로써 달성된다.

또한, 본 발명은 제1반사부와 제2반사부가 구비되어 광 경로를 따라 HUD장치로부터 HUD정보를 차량의 윈드실드글라스에 반사시키는 HUD시스템과; 상기 HUD시스템의 광 경로에 구비되어 적외선 파장의 조명을 반사시키는 적외선 투과필터가 장착된 반투명미러와; 운전자 얼굴 정보가 입사되며, 조명을 제공하여 운전자를 감시하는 운전자 감시 시스템;를 포함함으로써 달성된다.

상기 HUD장치와 상기 제1반사부는 동일선상에 위치하며, 상기 제2반사부는 상기 제1반사부의 45도 각도에 위치하고, 상기 윈드실드글라스는 상기 제1반사부의 45도 각도에 위치하게 설정하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 다이크로익 미러는 상기 HUD장치와 상기 제1반사부의 광 경로 사이에 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 운전자 감시 시스템은 상기 제2반사부와 상기 다이크로익 미러 사이에 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 운전자 감시 시스템은 상기 윈드실드글라스를 통해 운전자 얼굴 및 글린트 정보가 입사되는 스테레오 카메라와; 상기 스테레오 카메라 일단에 구비되어 특정 파장의 조명을 상기 다이크로익 미러에 제공하는 조명부;를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 윈드실드글라스에 구비되어 운전자의 얼굴 및 글린트 정보를 상기 스테레오 카메라로 반사시키는 HUD필름을 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 HUD필름을 통해 반사되는 운전자의 얼굴 및 글린트 정보는 상기 제2반사부와 상기 제1반사부를 거쳐 상기 다이크로익 미러에 반사되어 상기 스테레오 카메라로 입사되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 조명부의 특정 파장과 상기 다이크로익 미러의 특정 파장은 적외선 파장이 적용되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 운전자 감시 시스템과 상기 다이크로익 미러 사이의 거리와, 상기 다이크로익 미러와 상기 HUD장치 사이의 거리가 동일하게 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명은 운전자 감시 시스템이 운전자 정면에 위치해도 운전자의 시야를 방해하지 않게 하여 안전성을 향상시키는 동시에 운전자의 자세 편차를 최소화하여 사용 편의성을 증대시키며, HUD시스템과 운전자 감시 시스템을 통합시킴으로 인해 카메라 간격 및 카메라 사이즈 축소가 가능하여 상품성을 향상시키는데 효과가 있는 발명인 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조를 도시하는 구조도.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 광 경로를 형성하는 HUD시스템(100)과, 광 경로에 구비되는 다이크로익 미러(200)와, 다이크로익 미러(200)에 조명을 제공하는 운전자 감시 시스템(300)을 포함한다.

HUD시스템(100)은 제1반사부(120)와 제2반사부(130)와 HUD장치(110)로 이루어져, 광 경로를 따라 HUD장치(110)로부터 HUD정보 송신하여 제1반사부(120)와 제2반사부(130)를 통해 차량의 윈드실드글라스(10)에 반사시켜 운전자가 볼 수 있게 한다.

이때, HUD장치(110)와 제1반사부(120)는 동일선상에 위치하며, 제2반사부(130)는 제1반사부(120)의 45도 각도에 위치하고, 윈드실드글라스(10)는 제1반사부(120)의 45도 각도에 위치하게 설정하여 HUD장치(110)의 HUD정보가 반사를 통해 윈드실드글라스(10)에 투영될 수 있게 한다.

다이크로익 미러(200)는 HUD시스템(100)의 광 경로에 구비되어 특정 파장의 조명을 반사시킨다.

이때, 다이크로익 미러(200)는 HUD장치(110)와 제1반사부(120)의 광 경로 사이에 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명은 다른 실시예로 다이크로익 미러(200) 대신 적외선 투과필터가 장착된 반투명미러(미도시)를 적용시켜 HUD시스템(100)의 광 경로에 구비되어 적외선 파장의 조명을 반사시킬 수 있게 할 수도 있다.

운전자 감시 시스템(300)은 운전자 얼굴 정보가 입사되며, 조명을 제공하여 운전자를 감시할 수 있게 한다.

이때, 운전자 감시 시스템(300)은 제2반사부(130)와 다이크로익 미러(200) 사이에 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 운전자 감시 시스템(300)은 윈드실드글라스(10)를 통해 운전자 얼굴 및 글린트 정보가 입사되는 스테레오 카메라(310)와, 스테레오 카메라(310) 일단에 구비되어 특정 파장의 조명을 상기 다이크로익 미러(200)에 제공하는 조명부(320)로 이루어지도록 한다.

이때, 윈드실드글라스(10)에 구비되어 운전자의 얼굴 및 글린트 정보를 스테레오 카메라(310)로 반사시키는 HUD필름(11)을 포함하도록 하여 운전자 감시 시스템(300)의 운전자 얼굴 정보 입사 성능을 향상시킬 수 있게 한다.

여기서, HUD필름(11)을 통해 반사되는 운전자의 얼굴 및 글린트 정보는 제2반사부(130)와 제1반사부(120)를 거쳐 다이크로익 미러(200)에 반사되어 스테레오 카메라(310)로 입사되게 하여 운전자 감시 시스템(300)에서 운전자 얼굴 정보를 활용할 수 있게 한다.

한편, 상술한 조명부(320)의 특정 파장과 다이크로익 미러(200)의 특정 파장은 적외선 파장이 적용되도록 하는 것이 바람직하다.

이처럼, 본 발명의 HUD시스템(100)의 광 경로에 적외선 파장만을 반사시키는 다이크로익 미러(200)를 위치시키는 것을 특징으로 한다.

다이크로익 미러(200)는 특정 파장의 빛은 투과시키고 특정파장의 빛은 반사시키는 특성을 가지는데 본 발명에서는 적외선 파장 및 45도의 입사각에 최적화되도록 한다.

한편, HUD시스템(100)의 HUD정보는 가시광선이기 때문에 다이크로익 미러(200)의 영향을 받지 않아 다이크로익 미러(200)의 존재와 무관하게 동일한 동작을 한다.

이때, 적외선 조명은 다이크로익 미러(200)의 반사 특성에 의해 반사되어 HUD시스템(100)의 광 경로를 따라 결합하여 이동하게 된다.

또한, 본 발명은 다이크로익 미러(200)의 필터 특성에 의해 추가적인 적외선 영역 필터사용이 불필요하다.

광 경로를 따라 윈드실드글라스(10)에 도달한 적외선은 윈드실드글라스(10)에 장착된 HUD필름(11)의 적외선 반사 특성에 의해 반사되어 적외선 조명으로 기능한다.

또한, HUD시스템(100)은 HUD정보가 눈에 보이며 상하 좌우로 시야각을 가지고 있기 때문에 적외선 조명 또한 눈 및 얼굴에 도달할 수 있게 하고, HUD시스템(100)은 운전자 자세에 맞추어 광 경로를 조절하는 기능이 내장되어 있으므로 운전자 자세에 따른 편차도 제거된다.

한편, 적외선 광원에 의한 운전자의 얼굴 및 글린트 정보는 윈드실드글라스(10)에 반사되어 반대로 다이크로익 미러(200)를 통해 운전자 감시 시스템(300)의 스테레오 카메라(310)로 입사된다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 운전자 감시 시스템(300)과 다이크로익 미러(200) 사이의 거리(a)와, 다이크로익 미러(200)와 HUD장치(110) 사이의 거리(b)가 동일하게 형성되도록 하여 HUD필름(11)에서 허상 거리에 따른 이중의 상이 발생되지 않게 하는 것이 바람직하다.

이처럼, 본 발명은 제1반사부(120)와 제2반사부(130)가 구비되어 광 경로를 따라 HUD장치(110)로부터 HUD정보를 차량의 윈드실드글라스(10)에 반사시키는 HUD시스템(100)과, HUD시스템(100)의 광 경로에 구비되어 특정 파장의 조명을 반사시키는 다이크로익 미러(200)와, 운전자 얼굴 정보가 입사되며, 조명을 제공하여 운전자를 감시하는 운전자 감시 시스템(300)으로 이루어져 운전자 감시 시스템(300)이 운전자 정면에 위치해도 운전자의 시야를 방해하지 않게 하여 안전성을 향상시키는 동시에 운전자의 자세 편차를 최소화하여 사용 편의성을 증대시키며, HUD시스템(100)과 운전자 감시 시스템(300)을 통합시킴으로 인해 카메라 간격 및 카메라 사이즈 축소가 가능하여 상품성을 향상시킬 수 있게 한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10 : 윈드실드글라스 100 : HUD시스템
110 : HUD장치 120 : 제1반사부
130 : 제2반사부 200 : 다이크로익 미러
300 : 운전자 감시 시스템

Claims

제1반사부와 제2반사부가 구비되어 광 경로를 따라 HUD장치로부터 HUD정보를 차량의 윈드실드글라스에 반사시키는 HUD시스템과;
상기 HUD시스템의 광 경로에 구비되어 특정 파장의 조명을 반사시키는 다이크로익 미러와;
운전자 얼굴 정보가 입사되며, 조명을 제공하여 운전자를 감시하는 운전자 감시 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 하는 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조.
제1반사부와 제2반사부가 구비되어 광 경로를 따라 HUD장치로부터 HUD정보를 차량의 윈드실드글라스에 반사시키는 HUD시스템과;
상기 HUD시스템의 광 경로에 구비되어 적외선 파장의 조명을 반사시키는 적외선 투과필터가 장착된 반투명미러와;
운전자 얼굴 정보가 입사되며, 조명을 제공하여 운전자를 감시하는 운전자 감시 시스템;를 포함하는 것을 특징으로 하는 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 HUD장치와 상기 제1반사부는 동일선상에 위치하며, 상기 제2반사부는 상기 제1반사부의 45도 각도에 위치하고, 상기 윈드실드글라스는 상기 제1반사부의 45도 각도에 위치하게 설정하는 것을 특징으로 하는 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조.
청구항 3에 있어서,
상기 다이크로익 미러는 상기 HUD장치와 상기 제1반사부의 광 경로 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조.
청구항 4에 있어서,
상기 운전자 감시 시스템은 상기 제2반사부와 상기 다이크로익 미러 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조.
청구항 5에 있어서,
상기 운전자 감시 시스템은
상기 윈드실드글라스를 통해 운전자 얼굴 및 글린트 정보가 입사되는 스테레오 카메라와;
상기 스테레오 카메라 일단에 구비되어 특정 파장의 조명을 상기 다이크로익 미러에 제공하는 조명부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조.
청구항 6에 있어서,
상기 윈드실드글라스에 구비되어 운전자의 얼굴 및 글린트 정보를 상기 스테레오 카메라로 반사시키는 HUD필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조.
청구항 7에 있어서,
상기 HUD필름을 통해 반사되는 운전자의 얼굴 및 글린트 정보는 상기 제2반사부와 상기 제1반사부를 거쳐 상기 다이크로익 미러에 반사되어 상기 스테레오 카메라로 입사되는 것을 특징으로 하는 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조.
청구항 6에 있어서,
상기 조명부의 특정 파장과 상기 다이크로익 미러의 특정 파장은 적외선 파장인 것을 특징으로 하는 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조.
청구항 5에 있어서,
상기 운전자 감시 시스템과 상기 다이크로익 미러 사이의 거리와, 상기 다이크로익 미러와 상기 HUD장치 사이의 거리가 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 HUD시스템과 운전자 감시 시스템의 결합 구조.