KR20170017080A

KR20170017080A - 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR20170017080A
Application number: KR1020150110447A
Authority: KR
Inventors: 김동욱; 서학용; 이경일; 김민형
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-08-05
Filing date: 2015-08-05
Publication date: 2017-02-15
Also published as: CN106444021A; US20170038583A1; US9823471B2; KR101759945B1; CN106444021B; EP3128357A2; EP3128357B1

Abstract

본 발명은 주행정보를 포함한 영상을 제공하는 디스플레이 패널; 상기 영상을 윈드쉴드로 반사시켜, 운전자가 윈드쉴드를 통해서 허상을 볼 수 있도록 하는 오목거울; 운전자의 위치이동을 감지하는 센싱부; 상기 오목거울을 이동시키는 구동부; 상기 디스플레이 패널, 상기 센싱부, 상기 구동부에 연결된 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 센싱부에서 운전자의 위치가 변함을 감지하면, 운전자에게 허상의 전 영역이 보이는 영역인 시야박스를 이동시키기 위하여 상기 구동부를 제어하여 상기 오목거울을 이동시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

디스플레이 장치{Display Device}

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 주행 중에 운전자에게 주행 정보를 효과적으로 전달할 수 있는 차량용 HUD에 관한 것이다.

차량 주행 중에 운전자에게 주행 정보를 보다 효과적으로 전달하기 위해, 헤드업 디스플레이(HUD: Head Up Display, 이하 "HUD"라 한다) 장치라 불리는 차세대 디스플레이 장치의 연구가 활발히 진행되고 있다.

HUD는 차량 주행 중의 운행 정보가 자동차 전면의 유리에 나타나도록 하는 전방 표시장치로서, 원래 비행기에서 조종사의 전방 시야를 확보해주기 위해 도입되었다.

최근 들어 미래형 자동차 개발과 함께 운전자에게 전달할 정보가 많아지면서 자동차에도 HUD가 적용되기 시작하였다.

특히, 네이게이션을 포함한 각종 차량 디스플레이는 화면의 위치가 운전자 시야의 정면에 있지 않아 사용이 불편할 뿐만 아니라 사고를 유발할 가능성도 있기 때문에, 이를 대체 또는 보완하는 수단으로서 연구되고 있다.

HUD는 차량 주행에 필요한 정보를 운전자의 시야 정면에 전방의 경치와 중첩시켜 3차원적으로 표시해 주며, 이를 장착한 차량의 운전자들은 계기판의 속도나 방향 지시 등 등을 제어하기 위해 운전 중에 시선을 옮길 필요가 없게 된다.

이때, 항공기와 달리 차량의 경우에는 자동차 전방 경치의 변화가 많기 때문에 표시된 이미지의 식별을 양호하게 하기 위하여 윈드쉴드(windshield)의 반사면의 반사율을 크게 하여야 하며, 전방 시계의 확보를 위해서는 윈드쉴드의 투과율이 70% 이상이 되어야 한다.

도 1은 종래의 일 실시예에 따른 HUD의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 디스플레이 장치는 차량의 속도, 유량, 네비게이션 등의 주행정보를 표시하는 디스플레이 패널(10)은 그 화면을 통하여 정보를 영상으로 출력하며, 출력된 영상은 오목거울(30)(concave mirror)에 의해 반사되어 윈드쉴드(500)(windshield)로 향하게 된다.

그리고, 윈드쉴드(500)로 입사된 영상은 반사되어 운전자의 시선에 전달된다. 이때, 운전자의 시선으로 전달된 영상은 운전자의 시야 정면의 경치와 겹쳐져서 운전자에게 허상으로 인식된다.

운전자에게 많은 주행정보를 전달하기 위하여는 허상의 크기가 확대되어야 한다. 허상의 크기를 키우기 위해서는 다양한 방법이 있지만, 오목거울의 크기가 가장 중요한 요인이 된다.

왜냐하면, 디스플레이 패널에서 출력된 영상은 오목거울의 크기만큼만 반사되기 때문이다. 다시 말하면, 오목거울은 일종의 창문 역할을 한다. 윈드쉴드를 통해서 볼 수 있는 허상은 오목거울이란 창문을 통과한 영상만 볼 수 있다. 따라서, 허상의 크기를 키우기 위해서는 오목거울의 표면적을 크게 해야 하지만, 오목거울의 크기가 커지면 디스플레이 장치의 부피도 커지는 문제가 생긴다.

또한, 자동차 내부의 한정된 공간에 HUD 장치를 구비하기 위하여 HUD장치의 부피를 줄이는 것이 가장 중요하다. 이 경우, 오목거울의 크기를 줄이는 것이 HUD장치의 부피를 줄일 수 있는 큰 요인이지만, 운전자의 시야박스가 줄어드는 문제가 생긴다. 이러한 예는 도 1에서 오목거울의 크기가 줄어드는 경우에 운전자의 시야박스가 줄어드는 문제가 생긴다.

상술한 문제점에 착안하여, 본 발명은 HUD를 제공하는 디스플레이 장치를 제공하고자 할 수 있다.

또한, 본 발명은 HUD 장치의 부피를 최소화하여 한정된 공간을 가지는 차량에 설치가 용이하게 하는 디스플레이 장치를 제공하고자 할 수 있다.

또한, 본 발명은 일반적인 HUD 장치 내에 구비된 오목거울이 만들 수 있는 시야박스보다 큰 시야박스를 제공하는 디스플레이 장치를 제공하고자 할 수 있다.

위의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 주행정보를 포함한 영상을 제공하는 디스플레이 패널; 상기 영상을 윈드쉴드로 반사시켜, 운전자가 윈드쉴드를 통해서 허상을 볼 수 있도록 하는 오목거울; 운전자의 위치를 감지하는 센싱부; 상기 오목거울을 이동시키는 구동부; 상기 디스플레이 패널, 상기 센싱부, 상기 구동부에 연결된 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 센싱부에서 운전자의 위치가 변함을 감지하면, 운전자에게 주행정보의 영상을 전부 볼 수 있는 영역인 시야박스를 이동시키기 위하여 상기 구동부를 제어하여 상기 오목거울을 이동시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다..

이 경우 상기 센싱부는 운전자의 머리의 움직임을 감지하거나, 운전자의 눈동자의 움직임을 감지하는 것을 특징으로 할 수 있다..

한편, 상기 구동부는 상기 오목거울을 상하 또는 좌우로 회전시키는 것을 특징으로 할 수 있다..

한편, 본 발명의 상기 구동부는 상기 오목거울의 중심의 위치를 이동시키지 않고 회전시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 제어부는 상기 센싱부에서 상기 운전자의 위치가 위로 이동한 것으로 감지한 경우 상기 구동부를 제어하여 상기 오목거울을 아래로 회전시켜서 상기 시야박스를 위로 이동시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공 할 수 있다..

상기 제어부는 상기 센싱부에서 상기 운전자의 위치가 아래로 이동한 것으로 감지한 경우 상기 구동부를 제어하여 상기 오목거울을 위로 회전시켜서 상기 시야박스를 아래로 이동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 본 발명에서 상기 제어부는 상기 운전자의 위치 이동에 따라 상기 오목거울을 회전한 경우 상기 허상의 위치를 상기 디스플레이 패널을 제어하여 보정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

상기 제어부는 상기 오목거울이 시계방향으로 회전한 경우에 상기 허상이 우측으로 제1소정거리(S1)의 변화를 보정하기 위하여 상기 디스플레이 패널에서 영상의 위치를 좌측으로 제2소정거리(S2)로 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 제어부는 상기 운전자의 위치 이동에 따라 상기 오목거울을 회전한 경우 상기 허상의 배율을 상기 디스플레이 패널을 제어하여 보정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

이 경우, 상기 제어부는 상기 오목거울이 시계방향으로 회전한 경우에 상기 허상의 좌측(I1)/우측(I2) 의 비율이 1보다 커진 것을 보정하기 위하여 상기 디스플레이 패널에서 영상의 우측(H2)/좌측(H1)의 비율이 1보다 커지도록 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 예에 따르면, 주행정보를 포함하는 영상을 제공하는 디스플레이 패널; 상기 영상의 일부는 반사시키고 일부는 통과시켜, 운전자가 허상을 볼 수 있도록 하는 컴바이너; 운전자의 위치를 감지하는 센싱부; 상기 컴바이너를 이동시키는 구동부; 상기 디스플레이 패널, 상기 센싱부, 상기 구동부에 연결된 제어부;를 포함하며, 상기 제어부는 상기 센싱부에서 운전자의 위치가 변함을 감지하면, 운전자에게 허상의 전영역이 보이는 영역인 시야박스를 이동시키기 위하여 상기 구동부를 제어하여 상기 컴바이너를 이동시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

상기 구동부는 상기 컴바이너를 상하 또는 좌우로 회전시키는 것을 특징으로 할 수 있다..

또한, 상기 제어부는 상기 셍싱부에서 상기 운전자의 위치가 아래로 이동한 것으로 감지한 경우 상기 구동부를 제어하여 상기 컴바이너를 위로 회전시켜서 상기 시야박스를 아래로 이동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제어부는 상기 운전자의 위치 이동에 따라 상기 오목거울을 회전한 경우 상기 허상의 위치 또는 배율을 상기 디스플레이 패널을 제어하여 보정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상술한 수단에 의하여, 본 발명은 HUD를 제공하는 디스플레이 장치를 제공하는 효과를 가질 수 있다.

또한, 본 발명은 HUD 장치의 부피를 최소화하여 한정된 공간을 가지는 차량에 설치가 용이하게 하는 디스플레이 장치를 제공하는 효과를 가질 수 있다.

또한, 본 발명은 일반적인 HUD 장치 내에 구비된 오목거울이 만들 수 있는 시야박스보다 큰 시야박스를 제공하는 디스플레이 장치를 제공하는 효과를 가질 수 있다.

도 1은 종래의 일 실시예에 따른 HUD의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이지 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 매커니즘을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 블록도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 허상의 위치 보정에 관한 것을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 허상의 배율 보정에 관한 것을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 디스플레이 장치로 컴바이너(Combiner) 타입을 나타낸 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

한편, 이하에 기술될 장치의 구성이나 제어방법은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이지 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 매커니즘을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 설명한다.

본 발명 디스플레이지 장치는 디스플레이 패널(10), 오목거울(30) 를 포함할 수 있다.

상기 디스플레이 패널(10)은 주행정보의 영상을 제공하는 장치를 말한다. 상기 주행정보란 자동자의 상태, 주행 중인 도로의 정보, 네비게이션 정보 등이 될 수 있다.

상기 디스플레이 패널(10)은 상술한 주행정보가 포함된 영상을 출력하며, 출력된 영상을 운전자에게 제공하는 장치이다. 이러한 장치는 전기신호를 컨트롤하여 이미지를 생성한다.

디스플레이 패널의 종류로는 LCD(Liquid Crystal Display) 패널, LED(Light Emitting Diode) 패널, OLED(Organic Light-Emitting Diode) 패널 등이 있다.

한편, 상기 오목거울(30)는 상기 주행정보의 영상을 윈드쉴드로 반사시키는 거울을 말한다. 일반적으로 오목거울(30)는 이미지를 확대하기 위하여 구비된다.

또한, 오목거울(30)에서 반사된 영상은 윈드쉴드(500)에 반사되어 운전자에게 전달된다. 운전자에게 전달된 영상은 운전자의 시야 정면의 경치와 겹쳐져서 윈드쉴드에서 전방으로 이격된 위치에 구비된 허상으로 인식된다.

본 발명의 윈드쉴드(500)는 일반적인 차량의 유리창에 비하여 반사율이 높다. 반사율이 높은 윈드쉴드(500)에서 운전자에게 영상을 반사시키며, 일정비율로 빛을 투과시켜 전방의 경치를 운전자가 볼 수 있도록 구비된다.

도 3을 참조하여 오목거울(30)의 크기와 허상(70)의 크기와 운전자의 시야박스(E)의 관계에 대하여 설명한다.

운전자의 시야박스(E)란 디스플레이 패널(10)의 영상(12)이 전부 허상(70)으로 표시되는 영역이다. 이 영역에서는 운전자가 주행정보의 영상을 모두 볼 수 있다.

이는 입사각과 반사각이 동일하다는 반사의 법칙 때문이다. 오목거울(30)로 입사된 영상(12)이 반사되어 허상(70)으로 표시될 때 영상의 빛의 입사각과 동일한 반사각으로 일정 영역에서 운전자의 시야박스(E)가 정해진다.그런데 운전자의 위치가 시야박스(E)를 벗어나면 운전자는 영상을 볼 수 없게 된다.

다시 말해, 운전자의 위치에 따라 디스플레이 패널(10)의 영상(12)을 전부 볼 수 있는 영역인 시야박스(E) 영역과 영상(12)의 일부가 잘려져서 보이는 영역과, 영상(12)의 전부가 보이지 않는 영역이 존재한다.

본 발명과 관련하여 구체적으로는 상기 시야박스의 크기는 윈드쉴드(500) 밖에 맺힌 허상(70)의 크기 또는 오목거울(30)의 크기에 따라 정해진다.

즉, 허상(70)의 크기가 작을수록 또는 오목거울(30)의 크기가 커질수록 시야박스(E)의 크기가 커진다.

따라서, 운전자에게 주행정보를 많이 전달하기 위하여 허상(70)의 크기를 키우거나 HUD 장치의 부피를 줄이기 위하여 오목거울(30)의 크기를 줄이면 시야박스(E)의 크기가 줄어드는 문제가 생긴다.

다른 관점에는 허상(70)의 크기가 일정하게 정해진 경우 시야박스(E)의 크기를 넓히기 위해서는 오목거울(30)의 크기가 커져야 한다. 그런데이 경우 HUD 장치의 부피가 늘어나는 문제가 생긴다. HUD 장치가 자동차의 내부의 한정된 공간에서 설치되므로, 부피의 한계가 존재한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 센싱부(200)와, 구동부(300)와, 제어부(100)를 포함할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 블록도를 나타낸 것이다.

본 발명은 운전자의 위치추적을 통하여 오목거울(30)의 각도를 변화시켜 운전자의 시야박스(E) 위치를 변화시킬 수 있다.

실질적으로 확대된 시야박스(E)를 운전자에게 제공할 수 있다.따라서, 운전자의 위치 변화에 불구하고 주행정보의 영상을 제공할 수 있는 디스플레이 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 HUD 장치의 부피 감소를 위하여 오목거울(30)의 크기를 줄이더라도 시야박스(E)의 위치를 변화시켜 실질적으로 이전과 같은 시야박스(E)의 크기를 유지할 수 있다.

결과적으로 본 발명의 디스플레이 장치는 기존과 동일한 시야박스의 크기를 제공하면서, 오목거울의 크기를 줄여 디스플레이 장치의 부피를 줄일 수 있는 효과를 갖는다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(100)는 디스플레이 패널(10), 센싱부(200), 구동부(300)를 제어할 수 있다.

본 발명에 구비된 상기 센싱부(200)는 운전자의 위치 또는 위치이동을 감지할 수 있다.

구체적으로 상기 센싱부(200)는 운전자의 머리의 움직임, 운전자의 눈의 움직임, 운전자의 무게중심의 이동 등을 감지할 수 있다.

예를 들어, 운전자의 머리의 움직임을 감지하기 위하여 변위의 변화를 감지하는 다수개의 변위센서(202)를 구비할 수 있다. 또는 운전자의 무게중심의 이동을 감지하기 위하여 운전자 시트(미도시)에 무게센서(204)를 구비할 수 있다. 또는 운전자의 머리의 움직임이나 운전자의 눈의 움직임을 감지하기 위하여 트레킹(Traking)이 가능한 카메라(206)를 구비할 수 있다.

특히, 눈의 움직임을 감지하는 eye-tracking 기술로는 IR Camera, IR Sensor 등을 사용할 수 있으며, 이는 공지된 기술로 자세한 설명은 생략한다.

상기 트레킹 카메라(206)를 구비하는 경우에 운전자의 눈이나 머리의 움직임을 감지할 수 있도록 자동차 내부에 윈드쉴드(500)의 상측이나, 후방미러(미도시) 부근에 트레킹 카메라(206)를 구비할 수 있다.

트레킹 카메라(206)는 운전자의 움직임을 찍은 영상을 후술한 제어부(100)에 보낼 수 있다. 제어부(100)는 영상 정보를 분석하여 운전자의 눈 위치 변화를 감지할 수 있다. 다만, 트레킹 카메라(206)는 자체적으로 운전자의 움직임의 영상을 분석하여 운전자의 눈 위치 변화를 감지할 수 있는 카메라 제어부(미도시)를 구비할 수도 있다.

한편, 본 발명에 구비된 구동부(300)는 상기 오목거울(30)을 이동시킨다.

다시 말해, 상기 구동부(300)는 오목거울 (30)에 구비되어 오목거울 (30)를 이동시키기 위한 구동력을 제공할 수 있다.

이 경우, 상기 구동부(300)는 오목거울 (30)를 좌우 또는 상하로 회전시킬 수 있다. 따라서, 상기 센싱부(200) 또는 제어부(100)에서 감지한 운전자 눈의 위치 이동에 따라 오목거울(30)를 이동시킬 수 있도록 구비된다.

오목거울(30)이 구동부(300)에 의해 회전하는 경우에 오목거울(30)의 중심점(O)을 고정한 채로 오목거울(30)를 회전시킬 수 있다. 다만, 중심점(O)이 아닌 오목거울(30)를 이루는 소정의 점을 중심으로 회전시키는 것도 가능하다.

상기 구동부(300)는 오목거울(30)의 이동 또는 회전을 미세하게 조정할 수 있어야 한다. 왜냐하면, 오목거울(30)의 이동거리 또는 회전각도를 미세하게 조정하더라도 윈드쉴드(500)에 생성되는 허상(70)의 변위차 또는 회전각도가 크게 나타나기 때문이다. 나아가 시야박스(E)의 변화도 크게 나타나기 때문이다.

구동부(300)는 오목거울(30)를 이동, 회전시키기 위하여 미세조정이 가능한 Stepping motor (미도시)로 구비될 수 있으나, 오목거울을 이동시킬 수 있는 어떠한 구성으로도 구비될 수 있다. 다만, 상기 Steppin motor의 구성은 공지된 내용이므로 자세한 설명은 생략한다.

본 발명에 구비된 제어부(100)는 상기 센싱부(200)에서 운전자의 위치가 변함을 감지한 경우, 운전자에게 주행정보의 영상을 전부 볼 수 있는 영역인 시야박스(E)를 이동시키기 위하여 상기 구동부(300)를 제어하여 상기 오목거울을 이동시킬 수 있다.

상기 구동부(300)에 의한 오목거울(30)의 이동은 오목거울(30)을 상하 또는 좌우로 회전시키는 것을 말한다.

도 2를 다시 참조해 보면, 상기 제어부(100)는 센싱부(200)에서 운전자의 위치가 위로 이동한 것으로 감지한 경우 상기 구동부(300)를 제어하여 오목거울(30)을 아래로 회전시켜서 시야박스(E)를 위로 이동시킬 수 있다..

여기서, 운전자의 위치가 위로 이동한 것은 운전자의 머리를 위쪽으로 들어 올린 경우, 운전자의 눈을 올린 경우, 키가 큰 제3의 운전자가 운전하는 경우 등이 될 수 있다.

또한, 오목거울(30)을 아래로 회전시킨다는 말은 도 2를 기준으로 할 때 시계방향을 말한다.

한편, 상기 제어부(100)는 상기 센싱부(200)에서 상기 운전자의 위치가 아래로 이동한 것으로 감지한 경우 상기 구동부(300)를 제어하여 상기 오목거울(30)을 위로 회전시켜서 시야박스(E)를 아래로 이동시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 허상의 위치 보정에 관한 것을 나타낸 것이다. 도 6은 본 발명의 허상의 배율 보정에 관한 것을 나타낸 것이다.

이하에서 도 5 내지 도 6을 참조하여 허상의 위치 및 배율을 보정하는 방법에 대하여 설명한다.

본 발명에 구비된 제어부(100)는 운전자의 위치 이동에 따라 오목거울(30)을 회전한 경우 허상(70)의 위치를 보정할 수 있다.

또한, 본 발명에 구비된 제어부(100)는 운전자의 위치 이동에 따라 오목거울(30)을 회전한 경우 허상(70)의 배율을 보정할 수 있다.

허상(70)의 위치를 보정하거나 허상(70)의 배율을 보정하기 위하여 제어부(100)는 디스플레이 패널(10)을 제어할 수 있다.

도 5를 참조하면, 운전자는 주행 중에 좌측으로 머리를 돌리거나, 눈을 돌릴 수 있다. 센싱부(200)가 운전자의 위치 변화를 감지하면, 제어부(100)는 구동부(300)를 제어하여 오목거울(30)을 시계방향으로 회전하여 시야박스(E)를 좌측으로 이동시켜 운전자에게 주행정보의 영상이 전부 보이도록 할 수 있다.

여기서, 시계방향이란 도 5에 도신된 중심선(C)를 기준으로 오목거울의 우측이 중심선에 가까워지게 회전하는 방향 또는 도 5를 기준으로 오목거울을 내려보았을 때 오목거울의 오른쪽으로 회전하는 방향을 말한다.

이 경우 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 오목거울(30)에 반사된 허상(70)은 우측으로 이동하므로 이를 보정할 필요가 생긴다.

왜냐하면 운전자의 움직임에 따라 허상(70)이 움직인다면 운전자의 운전을 방해한다. 또한, 윈드쉴드(500)의 전방의 풍경에 매치되지 않는 문제가 발생한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 도 5(c)와 같이, 본 발명의 제어부(100)는 오목거울(30)이 시계방향으로 회전한 경우에 허상(70)이 우측으로 제1소정거리(S1)로 변화한 것을 보정하기 위하여 디스플레이 패널(10)에서 영상(12)의 위치를 좌측으로 제2소정거리(S2)로 이동하도록 제어할 수 있다.

따라서, 본 발명의 허상은 오목거울(30)이 회전하더라도 원래의 위치에 고정되어 운전자에게 혼란을 주지 않는다. 즉, 운전자의 위치 변화에 따라 허상(70)이 움직이지 않고 전방의 풍경에 매치되어 고정된다.

한편, 운전자의 위치가 우측으로 이동하는 경우도 상술한 경우와 동일하되 방향만 반대이므로 중복된 설명은 생략한다.

또한, 운전자의 위치가 위 또는 아래로 이동하는 경우도 동일한 방법으로 허상의 위치를 보정할 수 있으므로 자세한 설명은 중복되므로 생략한다.

한편, 도 6을 참조하면, 운전자의 위치가 좌측으로 이동한 경우 오목거울(30)을 시계방향으로 회전하여 시야박스(E)를 이동시킨다.

도 6(b)와 같이, 오목거울(30)이 시계방향으로 회전하면, 영상의 우측에서 오목거울(30)까지의 거리와 오목거울(30)에서 허상(70)의 좌측까지의 거리비가 좌측과 우측이 달라질 수 있다.

도 6(b)와 같이, 디스플레이 패널에서 출력되는 영상(12)의 높이(H)가 일정하다고 가정한다. 오목거울(30)이 시계방향으로 회전하면, 영상(12)의 우측은 오목거울(30)에 가까워지므로 허상(70)의 우측은 축소된다. 반면에, 영상(12)의 좌측은 오목거울(30)에 멀어지므로 허상의 좌측은 확대된다.

즉, 오목거울(30)이 회전하기 전 허상(70)의 높이를 I로 가정할 때, 허상(70)의 좌측(I1)은 늘어나고, 허상(70)의 우측(I2)는 줄어든다.

따라서, 운전자에게 보여지는 허상(70)에 디스플레이 패널의 영상과 다른 왜곡이 생길 수 있다. 왜곡된 허상은 운전자에게 잘못된 정보를 줄 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 제어부(100)는 오목거울(30)이 시계방향으로 회전한 경우에 상기 허상(70)의 좌측(I1)/우측(I2)의 비율이 1보다 커진 것을 보정하기 위하여 디스플레이 패널에서 영상(12)의 우측(H2)/좌측(H1)의 비율이 1보다 커지도록 제어할 수 있다.

즉, 디스플레이 패널의 영상(12)을 우측으로 갈수록 작게 또는 좌측으로 갈수록 크게 출력한다.

따라서, 최종적으로 운전자에게 보여지는 허상(70)은 오목거울(30)이 회전하기 전에 보여지던 허상(70)의 비율 또는 크기와 유사하게 또는 동일하게 보여지도록 한다.

이러한 방법은 오목거울(30)이 반시계방향으로 회전하거나 위 또는 아래로 회전하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있으며 중복된 설명은 생략한다.

도 7은 본 발명의 다른 예에 따른 디스플레이 장치로 컴바이너(Combiner) 타입을 나타낸 것이다.

본 발명의 다른 예에 따른 디스플레이 장치는 주행정보를 포함하는 영상을 제공하는 디스플레이 패널(10)과, 상기 영상(12)의 일부는 반사시키고 일부는 통과시켜, 운전자가 허상을 볼 수 있도록 하는 컴바이너(31)와, 운전자의 위치를 감지하는 센싱부(200)와, 상기 컴바이너(31)를 이동시키는 구동부(300)와, 상기 디스플레이 패널(10), 센싱부(200), 구동부(300)에 연결된 제어부(100)를 포함할 수 있다.

상기 제어부(100)는 상기 센싱부(200)에서 운전자의 위치가 변함을 감지하면, 운전자에게 주행정보를 포함한 영상(12)의 전부가 보이는 시야박스(E)를 이동시키기 위하여 상기 구동부(300)를 제어하여 상기 컴바이너(31)를 이동시킬 수 있다.

상기 구동부(300)는 상기 컴바이너(31)를 상하 또는 좌우로 회전시킬 수 있다.

상기 제어부(100)는 상기 센싱부(200)에서 상기 운전자의 위치가 아래로 이동한 것으로 감지한 경우 상기 구동부(300)를 제어하여 상기 컴바이너(31)를 위로 회전시켜서 상기 시야박스(E)를 아래로 이동시킬 수 있다.

상기 제어부(100)는 상기 운전자의 위치 이동에 따라 상기 오목거울(30)을 회전한 경우 상기 허상(70)의 위치 또는 배율을 상기 디스플레이 패널(10)을 제어할 수 있다.

상기 컴바이너(31)란 오목거울과 유사하게 디스플레이 패널의 영상을 확대하는 기능을 할 수 있다.

윈드쉴드를 대신하여 운전자에게 영상을 반사한다. 반사된 영상은 운전자에게 컴바이너(31)을 투과하여 컴바이너(31)의 전방에 허상이 맺힌 것으로 보이게 한다.

컴바이너(31)는 영상을 반사하고 운전자의 시야를 가지지 않도록 빛을 투과하는 반투과 물질로 구비될 수 있다.

상기 컴바이너(31)를 제외한 다른 구성에 대한 설명은 상술한 내용이 모두 적용될 수 있으므로 중복된 설명은 생략한다.

한편, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 오목거울(30)와 윈드쉴드(500) 사이에 프래즈넬 렌즈(Fresnel Lens)를 더 구비할 수 있다. 즉 오목거울(30)에 의해 반사되는 영상이 프래즈넬 렌즈를 통과하도록 구비할 수 있다.

프래즈넬(Fresnel) 렌즈는 집광 렌즈의 하나로서 볼록 렌즈처럼 빛을 모아주는 역할을 하면서도 두께는 줄인 렌즈이다. 이 때, 두께를 줄여도 볼록 렌즈와 같은 역할을 할 수 있는 이유는 몇 개의 띠 모양으로 나누어 각 띠에 프리즘작용을 가지게 하여 수차(收差)를 작게 했기 때문이다.

또한, 빛을 한 곳에 모이기 위하여 굴절률의 차이를 줄여야 하는데, 그렇게 하기 위해서 프래즈넬 렌즈는 표면에 수많은 동심원의 홈이 있다는 것을 알 수 있고, 이 홈에 따라 굴절률이 조절되기 때문에 빛을 한 곳에 집중시킬 있다.

따라서, 프레즈넬 렌즈를 오목거울(30)와 윈드쉴드(500) 사이에 구비하므로서 영상을 확대할 수 있고, 영상의 경로를 줄일 수 있다. 이는 HUD 장치의 부피를 최소화할 수 있으며, 오목거울(30)의 크기를 줄이더라도 기존과 동일한 영상의 크기를 제공할 수 있으며, 또는 프래즈넬 렌즈를 이용해 기존보다 더 큰 대화면 영상을 윈드쉴드(500)에 제공할 수 있는 효과를 가진다.

한편, 본 발명은 운전자에게 소리 등으로 경고메시지를 전달할 수 있는 알림모듈(900)을 더 포함할 수 있다.

만약, 상기 센싱부(200)에 의해 운전자의 위치가 오목거울(30)의 회전에도 불구하고 시야박스(E)를 벗어난 경우가 감지되면, 상기 제어부(100)는 상기 알림모듈(900)을 이용하여 운전자에게 과도한 움직임으로 인해 시야박스(E)를 벗어났다는 경고 메시지를 소리 또는 영상 등으로 전달할 수 있다.

본 발명은 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있을 것인바 상술한 실시예에 그 권리범위가 한정되지 않는다. 따라서 변형된 실시예가 본 발명 특허청구범위의 구성요소를 포함하고 있다면 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

디스플레이 패널(10) 오목거울(30)
허상(70) 제어부(100)
센싱부(200) 구동부(300)
윈드쉴드(500) 시야박스(E)

Claims

주행정보를 포함한 영상을 제공하는 디스플레이 패널;
상기 영상을 윈드쉴드로 반사시켜, 운전자가 윈드쉴드를 통해서 허상을 볼 수 있도록 하는 오목거울;
운전자의 위치를 감지하는 센싱부;
상기 오목거울을 이동시키는 구동부;
상기 디스플레이 패널, 상기 센싱부, 상기 구동부에 연결된 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는 상기 센싱부에서 운전자의 위치가 변함을 감지하면, 운전자에게 주행정보의 영상을 전부 볼 수 있는 영역인 시야박스를 이동시키기 위하여 상기 구동부를 제어하여 상기 오목거울을 이동시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 센싱부는 운전자의 머리의 움직임을 감지하거나, 운전자의 눈동자의 움직임을 감지하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 구동부는 상기 오목거울을 상하 또는 좌우로 회전시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제2항에 있어서,
상기 구동부는 상기 오목거울의 중심의 위치를 이동시키지 않고 회전시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 센싱부에서 상기 운전자의 위치가 위로 이동한 것으로 감지한 경우 상기 구동부를 제어하여 상기 오목거울을 아래로 회전시켜서 상기 시야박스를 위로 이동시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 센싱부에서 상기 운전자의 위치가 아래로 이동한 것으로 감지한 경우 상기 구동부를 제어하여 상기 오목거울을 위로 회전시켜서 상기 시야박스를 아래로 이동시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 운전자의 위치 이동에 따라 상기 오목거울을 회전한 경우 상기 허상의 위치를 상기 디스플레이 패널을 제어하여 보정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제7항에 있어서,
상기 제어부는 상기 오목거울이 시계방향으로 회전한 경우에 상기 허상이 우측으로 제1소정거리(S1)의 변화를 보정하기 위하여 상기 디스플레이 패널에서 영상의 위치를 좌측으로 제2소정거리(S2)로 이동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 운전자의 위치 이동에 따라 상기 오목거울을 회전한 경우 상기 허상의 배율을 상기 디스플레이 패널을 제어하여 보정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제9항에 있어서,
상기 제어부는 상기 오목거울이 시계방향으로 회전한 경우에 상기 허상의 좌측(I1) /우측(I2) 의 비율이 1보다 커진 것을 보정하기 위하여 상기 디스플레이 패널에서 영상의 우측(H2) /좌측(H1) 의 비율이 1보다 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
주행정보를 포함하는 영상을 제공하는 디스플레이 패널;
상기 영상의 일부는 반사시키고 일부는 통과시켜, 운전자가 허상을 볼 수 있도록 하는 컴바이너;
운전자의 위치를 감지하는 센싱부;
상기 컴바이너를 이동시키는 구동부;
상기 디스플레이 패널, 상기 센싱부, 상기 구동부에 연결된 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는 상기 센싱부에서 운전자의 위치가 변함을 감지하면, 운전자에게 허상의 전영역이 보이는 영역인 시야박스를 이동시키기 위하여 상기 구동부를 제어하여 상기 컴바이너를 이동시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제11항에 있어서,
상기 구동부는 상기 컴바이너를 상하 또는 좌우로 회전시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는 상기 셍싱부에서 상기 운전자의 위치가 아래로 이동한 것으로 감지한 경우 상기 구동부를 제어하여 상기 컴바이너를 위로 회전시켜서 상기 시야박스를 아래로 이동시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는 상기 운전자의 위치 이동에 따라 상기 오목거울을 회전한 경우 상기 허상의 위치 또는 배율을 상기 디스플레이 패널을 제어하여 보정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.