KR20180003155A - 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치 및 헤드업 디스플레이의 영상 보정방법 - Google Patents

떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치 및 헤드업 디스플레이의 영상 보정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치는, 차량의 진동을 감지하는 적어도 하나 이상의 진동센서(23)와, 상기 진동센서(23) 또는 상기 디스플레이 패널(21)에 인접하게 설치되고, 상기 진동에 의해 이동된 상기 영상(4)의 변위량을 감지하는 변위센서(24)와, 상기 진동센서(23)로부터 감지된 상기 차량의 진동형태(롤링, 피칭, 바운싱)를 구별하고, 상기 진동형태별로 상기 변위량만큼 반대방향으로 윈드 쉴드(2) 또는 컴바이너(26)로 조사되는 영상의 위치를 이동시키는 제어부(25)를 포함하고, 헤드업 디스플레이의 영상 보정방법은, 차량에 설치된 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 차량의 진동을 감지하는 진동감지단계(S110)와, 각 센서로부터 측정된 차량의 폭방향, 길이방향, 상하방향의 변위로 차량의 진동형태를 판단하는 진동형태 판단단계(S120)와, 상기 차량의 진동형태(롤링, 피칭, 바운싱)에 따라, 진동에 의해 이동된 영상을 원래 위치에 보이도록 보정하기 위하여, 서로 다르게 진동에 의해 이동된 영상의 변위량을 계산하는 보정량 계산단계(S130)와, 상기 보정량 계산단계(S130)에서 계산된 변위량만큼 반대방향으로 영상(4)의 위치가 이동한 상태로 상기 윈드 쉴드(2) 또는 상기 컴바이너(26)로 영상(4)을 조사하는 영상보정단계(S140)를 포함한다.

Description

떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치 및 헤드업 디스플레이의 영상 보정방법{HUD HAVING FUNCTION VIBRATION REDUCTION AND METHOD FOR REDUCING VIBRAON IN HUD}
본 발명은 진동발생시 진동을 보정하여 잔상이 생기지 않은 상태로 주행 정보를 디스플레이할 수 있는 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치 및 헤드업 디스플레이의 영상 보정방법에 관한 것이다.
차량에는 차량의 각종 주행정보를 차량의 윈드 쉴드 또는 차량의 대시보드에 별도로 설치되어 영상이 맺히도록 한 컴바이너 상에 디스플레이하는 헤드업 디스플레이(Heads Up Display, HUD) 장치의 장착이 고급차를 중심으로 확대되고 있다.
상기 헤드업 디스플레이 장치를 통하여 차량의 속도, 각종 주의경보나 진행경로와 같은 차량의 각종 주행정보를 포함하는 영상을 윈드 쉴드 또는 컴바이너로 조사(照射)하면, 운전자는 전방을 주시한 상태에서 각종 주행정보를 획득하게 된다.
이러한 헤드업 디스플레이 장치의 개략적인 구성을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(21)에 생성된 정보는 거울이나 렌즈를 포함한 광학부(22)를 통하여 차량(1)의 윈드 쉴드(2) 또는 컴바이너로 상기 디스플레이 패널(21)에서 생성된 정보가 디스플레이된다. 상기 윈드 쉴드(2)로 조사된 영상(4)은 노면, 차선과 같은 실상(3)과 합해져 운전자가 상기 헤드업 디스플레이 장치의 영상(4)이 노면과 같은 실상(3)에 존재하는 것과 같이 운전자는 인식할 수 있다.
운전자가 운전중에 계기판이나 네비게이션과 같은 장치를 보지 않고도 각종 주행정보를 획득하게 됨으로써, 운전중 계기판이나 네비게이션을 보기 위하여 전방을 주시하지 못하는 문제점을 해결하여 안정성이 향상되는 효과를 갖는다.
하지만, 차량의 주행중에는 발생되거나 전달되는 진동으로 인하여, 상기 헤드업 디스플레이로부터 윈드 쉴드로 조사된 영상이 떨리는 현상이 발생한다. 예컨대, 진동이 없는 경우에는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 윈드 쉴드(2)로 조사된 영상이 상기 윈드 쉴드(2)를 통하여 운전자가 주시하는 실상(3)과 합해진 형태로 운전자가 영상(4)을 볼 수 있다. 하지만, 진동이 있으면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 윈드 쉴드(2)로 조사된 영상(4)도 노면과 같은 실상(3)에서 떨리는 상태로 보이게된다.
이와 같이, 상기 윈드 쉴드로 조사된 영상이 떨리게 되므로, 운전자는 속도 또는 진행경로와 같은 각종 주행정보를 정확하게 획득하지 못하게 된다. 또한, 떨리는 영상을 인식하기 위해 상기 헤드업 디스플레이로부터 조사된 영상에 집중함으로써, 전방을 주시하지 못하여 사고를 유발할 수 있다. 아울러, 운전자는 떨리는 영상으로 인하여, 불괘감이나 어지러움을 느낄 수 있다.
이는 컴바이너로 영상을 조사하는 경우에도 마찬가지이다.
한편, 하기의 선행기술문헌에는 '헤드업　디스플레이 장치'에 관한 발명이 개시되어 있다.
KR 10-1519349 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 차량에서 발생되거나 외부터 전달되는 진동을 보정하여, 차량의 윈드 쉴드 또는 컴바이너로 조사함으로써, 운전자가는 떨림이 없는 영상으로 차량의 주행정보를 볼 수 있도록 하는 떨림 보정 기능을 갖는 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치 및 헤드업 디스플레이의 영상 보정방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치는, 차량의 주행정보를 포함한 영상을 생성하는 디스플레이 패널과 상기 디스플레이 패널에서 생성된 영상을 차량의 윈드 쉴드 또는 컴바이너로 조사(照射)하는 광학부를 포함하는 헤드업 디스플레이 장치에 있어서, 상기 차량의 진동을 감지하는 적어도 하나 이상의 진동센서와, 상기 진동센서 또는 상기 디스플레이 패널에 인접하게 설치되고, 상기 진동에 의해 이동된 상기 영상의 변위량을 감지하는 변위센서와, 상기 진동센서로부터 감지된 상기 차량의 진동형태(롤링, 피칭, 바운싱)를 구별하고, 상기 진동형태별로 상기 변위량만큼 반대방향으로 상기 윈드 쉴드 또는 컴바이너로 조사되는 영상의 위치를 이동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 디스플레이 패널에서 생성되는 영상의 위치를 이동하거나 상기 디스플레이 패널의 위치 또는 각도를 가변시켜 상기 윈드 쉴드 또는 상기 컴바이너 상의 영상을 이동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 디스플레이 패널에는 상기 디스플레이 패널의 위치 또는 각도를 가변시킬 수 있는 패널 액츄에이터가 더 구비되고, 상기 제어부는 상기 패널 액츄에이터를 작동시켜 상기 디스플레이 패널의 위치 또는 각도를 가변시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 광학부의 위치 또는 각도를 가변시켜 상기 영상을 이동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 광학부에는 상기 광학부의 위치 또는 각도를 가변시킬 수 있는 광학부 액츄에이터가 더 구비되고, 상기 제어부는 상기 광학부 액츄에이터를 작동시켜 상기 광학부의 위치 또는 각도를 가변시키는 것을 특징으로 한다.
상기 진동센서는, 상기 디스플레이 패널이 설치된 부위에 인접하게 설치되는 제1센서와, 상기 제1센서로부터 차량의 후방으로 이격되게 설치되는 제2센서 및 상기 제1센서로부터 차량의 폭방향으로 이격되게 설치되는 제3센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
싱기 제1센서와 상기 제2센서로부터 측정된 차량의 상하 방향의 변위를 비교하여 피칭과 바운싱을 감지하고, 피칭시에는 영상을 차량의 상하방향으로 DSz×(Py/LSY) 만큼 이동시키며(단, DSz는 변위센서의 차량 상하방향 변위량, Py는 영상의 차량 길이방향 좌표, LSy는 차량의 무게중심으로부터 차량의 길이방향으로의 변위센서의 위치),
바운싱시에는 영상을 상기 변위센서의 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제1센서와 상기 제3센서로부터 측정된 차량의 상하 방향의 변위를 비교하여 바운싱과 롤링을 감지하고, 롤링시에는 영상을 상기 변위센서의 차량 폭방향의 변위량과 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키며, 바운싱시에는 영상을 상기 변위센서의 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 진동센서는, 상기 디스플레이 패널이 설치된 부위에 인접하게 설치되는 제1센서와, 상기 제1센서로부터 차량의 후방과 폭방향으로 이격되게 설치되는 제2센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
싱기 제1센서와 상기 제2센서로부터 측정된 차량의 차량의 길이방향의 변위와 상하 방향의 변위를 비교하여 피칭과 바운싱을 감지하고, 피칭시에는 영상을 차량의 상하방향으로 DSz×(Py/LSY) 만큼 이동시키며(단, DSz는 변위센서의 차량 상하방향 변위량, Py는 영상의 차량 길이방향 좌표, LSy는 차량의 무게중심으로부터 차량의 길이방향으로의 변위센서의 위치), 바운싱시에는 영상을 상기 변위센서의 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 제1센서와 상기 제2센서로부터 측정된 차량의 폭방향의 변위와 상하 방향의 변위를 비교하여 바운싱과 롤링을 감지하고, 롤링시에는 영상을 상기 변위센서의 차량 폭방향의 변위량과 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키며, 바운싱시에는 영상을 상기 변위센서의 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 장치의 영상 보정방법은, 차량의 윈드 쉴드 또는 컴바이너에 표시된 영상을 생성하는 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널에서 생성된 영상의 경로를 제어하여 상기 윈드 쉴드 또는 상기 컴바이너로 조사되도록 하는 광학부를 포함하는 헤드업 디스플레이 장치에서 상기 윈드 쉴드 또는 상기 컴바이너로 조사되는 영상을 보정하는 헤드업 디스플레이 장치의 영상 보정 방법에 있어서, 차량에 설치된 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 차량의 진동을 감지하는 진동감지단계와, 각 센서로부터 측정된 차량의 폭방향, 길이방향, 상하방향의 변위로 차량의 진동형태를 판단하는 진동형태 판단단계와, 상기 차량의 진동형태(롤링, 피칭, 바운싱)에 따라, 진동에 의해 이동된 영상을 원래 위치에 보이도록 보정하기 위하여, 서로 다르게 진동에 의해 이동된 영상의 변위량을 계산하는 보정량 계산단계와, 상기 보정량 계산단계에서 계산된 변위량만큼 반대방향으로 영상의 위치가 이동한 상태로 상기 윈드 쉴드 또는 컴바이너로 영상을 조사하는 영상보정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 진동형태 판단단계에서 상기 차량에 피칭이 가해지는 것으로 판단되면, 상기 보정량 계산단계에서 보정량을 차량의 상하방향으로 DSz×(Py/LSY로 계산하고, 상기 영상보정단에서 영상을 차량의 상하방향으로 DSz×(Py/LSY) 만큼 이동시키는 것을 특징으로 한다(단, DSz는 변위센서의 차량 상하방향 변위량, Py는 차량 길이방향의 좌표, LSy는 차량의 무게중심으로부터 차량의 길이방향으로의 변위센서의 위치).
상기 진동형태 판단단계에서 상기 차량에 롤링이 가해지는 것으로 판단되면, 상기 보정량 계산단계에서 보정량을 차량 폭방향의 변위량과 차량 상하방향의 변위량으로 계산하고, 상기 영상보정단계에서 영상을 차량 폭방향의 변위량과 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 진동형태 판단단계에서 상기 차량에 롤링이 가해지는 것으로 판단되면, 상기 보정량 계산단계에서 보정량을 차량 상하방향의 변위량으로 계산하고, 상기 영상보정단계에서 영상을 상기 변위센서의 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치 및 헤드업 디스플레이의 영상 보정방법에 따르면, 헤드업 디스플레이 장치로부터 윈드 쉴드 또는 컴바이너로 조사된 영상이 진동에 의해 떨리는 것을 보정하여 디스플레이함으로써, 운전자는 떨림이 없는 영상으로 차량의 주행정보를 볼 수 있게 된다.
운전자가 진동에도 불구하고 떨림이 없는 영상을 볼 수 있으므로, 정확한 주행정보를 파악할 수 있게 된다.
또한, 떨리는 영상을 인식하기 위해 영상에 집중하다가 전방을 주시하지 못하는 문제점을 해결할 수 있으며, 떨리는 영상을 장시가 주시함에 따라 발생하는 불쾌감이나 어지러움을 해소할 수 있다.
도 1은 통상적인 헤드업 디스플레이 장치의 구조를 도시한 개략도.
도 2는 떨림이 없는 상태에서 정상적으로 디스플레이되고 있는 영상을 도시한 개략도.
도 3은 진동에 의해 떨리는 상태로 디스플레이되고 있는 영상을 도시한 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치를 도시한 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치에 의해 진동이 보정되는 과정을 도시한 개략도.
도 6의 차량에서 발생하는 진동을 종류를 도시한 개략도.
도 7은 본 발명에 따른 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치에서 3개의 센서로 차량의 진동을 측정하는 상태를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치에서 2개의 센서로 차량의 진동을 측정하는 상태를 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이의 영상 보정방법을 도시한 순서도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치는, 차량의 진동을 감지하는 적어도 하나 이상의 진동센서(23)와, 상기 진동에 의해 이동된 상기 영상(4)의 변위량을 감지하고 상기 진동센서(23) 또는 상기 디스플레이 패널(21)에 인접하게 설치되는 변위센서(24)와, 상기 진동센서(23)로부터 감지된 상기 차량의 진동형태(롤링, 피칭, 바운싱)를 구별하고, 상기 진동형태별로 상기 변위량만큼 반대방향으로 상기 윈드 쉴드(2) 또는 컴바이너(26)로 조사되는 영상의 위치를 이동시키는 제어부(25)를 포함하고, 디스플레이 패널(21)에서 생성되는 영상의 위치를 조절하거나, 디스플레이 패널(21)의 위치 또는 각도를 조절하거나, 또는 광학부(22)의 위치 또는 각도를 조절함으로써 차량의 진동에 의해 떨리게 보이는 영상을 보정하여, 떨리지 않도록 윈드 쉴드(2) 또는 컴바이너(26)로 조사되는 영상의 위치를 보정한다.
디스플레이 패널(21)은 차량(1)의 윈드 쉴드(2) 또는 차량의 대시보드에 별도로 설치된 컴바이너(26)로 조사(照射)될 영상을 생성한다. 상기 디스플레이 패널(21)은 제어부(25)로부터 입력된 정보에 따라, 차량의 속도, 회전수(rpm)과 같은 차량의 상태나, 연료부족, 냉각수 과열과 같은 각종 주의정보 또는 설정된 경로에 따라 차량의 진행경로 등과 같은 각종 정보를 영상으로 생성한다.
상기 디스플레이 패널(21)은 상기 디스플레이 패널(21)의 위치와 각도를 제어할 수 있는 패널 액츄에이터(21a)에 의해 위치와 각도가 조정될 수 있다. 예컨대, 상기 패널 액츄에이터(21a)는 모터와 기어를 포함하여, 상기 모터가 구동함으로써, 상기 디스플레이 패널(21)의 위치와 각도를 조절할 수 있다.
광학부(22)는 상기 디스플레이 패널(21)로부터 조사된 영상을 윈드 쉴드(2) 또는 컴바이너(26)에 상을 맺을 수 있도록 상기 디스플레이 패널(21)로부터 조사된 영상의 경로를 변경시킨다. 상기 광학부(22)는 거울 또는 렌즈를 구비하여, 상기 디스플레이 패널(21)로부터 생성된 영상을 상기 윈드 쉴드(2) 또는 상기 컴바이너(26)상의 정해진 위치에 조사되도록 한다.
상기 광학부(22)에도 상기 광학부(22)의 위치와 각도를 제어할 수 있는 광학부 액츄에이터(22a)가 구비되어, 상기 광학부(22)의 위치와 각도를 조정할 수 있다.
진동센서(23)는 차량(1)에 적어도 하나 이상이 설치되어, 상기 차량의 진동형태를 파악하도록 한다. 상기 진동센서(23)들을 통하여 차량의 진동형태가 피칭, 롤링, 바운싱 중 어느 것인지를 감지하고, 각 진동형태에 따라 상기 윈드 쉴드(2) 또는 컴바이너(26)로 조사되는 영상의 위치를 서로 다르게 보정한다.
도 7에는 3개의 진동센서(23)를 이용하여 상기 차량(1)의 진동을 파악하는 구성이 도시되어 있다.
제1센서(23a)는 디스플레이 패널(21)이 설치된 부위에 인전하게 설치되고, 제2센서(23b)는 상기 제1센서(23a)로부터 후방으로 이격되게 설치되며, 제3센서(23c)는 상기 제1센서(23a)로부터 차량의 폭방향으로 이격되게 설치된다.
상기 제1센서(23a)와 상기 제2센서(23b)의 z축 방향(차량의 상하방향)의 변위를 비교하여, 피칭과 바운싱을 구분하고, 상기 제1센서(23a)와 상기 제3센서(23c)의 z축 방향의 변위를 비교하여 바운싱과 롤링을 구분할 수 있다.
차량의 진동은 도 6에 도시된 바와 같이 나타낼 수 있는데, 상기 제1센서(23a)와 상기 제2센서(23b)의 z축 방향의 변위가 같다면 바운싱이 되고, 다르면 피칭이 된다. 또한, 상기 제1센서(23a)와 제3센서(23c)의 z축 방향의 변위가 같으면 바운싱이 되고, 다르면 롤링이 된다.
상기 진동센서(23)는 2개가 설치될 수도 있는데, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1센서(23a)는 상기 디스플레이 패널(21)이 설치된 부위에 인접하게 설치되고, 제2센서(23b)는 상기 제1센서(23a)로부터 후방과 폭방향으로 이격되게 설치될 수 있다. 즉, 상기 제1센서(23a)와 상기 제2센서(23b)는 서로 대각선 방향으로 배치될 수 있다.
상기 진동센서(23)가 2개로 설치되는 경우에는, 상기 제1센서(23a)와 상기 제2센서(23b)의 y축 방향(차량의 길이방향)과 z축 방향의 변위를 이용하여 피칭과 바운싱을 구분하고, 상기 제1센서(23a)와 상기 제2센서(23b)의 x축 방향(차량의 폭방향)과 z축 방향의 변위를 이용하여 바운싱과 롤링을 구분한다.
예컨대, 상기 제1센서(23a)와 상기 제2센서(23b)에서 y축 방향이 변위가 같으면서 z축 방향의 변위가 같으면 바운싱이 되고, y축 방향이 변위가 같으면서 z축 방향의 변위가 다르면 피칭이 된다. 또한, 상기 제1센서(23a)와 상기 제2센서(23b)에서 x축 방향이 변위가 같으면서 z축 방향의 변위가 같으면 바운싱이 되고, x축 방향이 변위가 같으면서 z축 방향의 변위가 다르면 롤링이 된다.
상기와 같이, 복수의 진동센서(23)에 각 진동센서(23)의 x축, y축, z축 방향의 변위를 비교함으로써, 상기 차량(1)의 진동형태를 판단할 수 있다.
변위센서(24)는 차량의 진동에 의해 이동된 영상(4)의 변위량을 측정한다. 상기 변위센서(24)는 상기 진동센서(23) 중 어느 하나에 인접하게 설치되거나, 상기 디스플레이 패널(21)과 인접하게 설치될 수 있다.
상기 변위센서(24)가 위치한 부분에서의 x, z 방향의 변위를 DSx, DSz 라 하고, 상기 차량(1)의 무게중심으로부터 y축 방향으로 상기 변위센서(24)의 위치를 LSy 라 하며, 영상의 위치 Px, Py, Pz라고 하면, 윈드 쉴드(2) 또는 컴바이너(26)상에서 영상의 떨림량, 즉 진동에 의해 이동된 영상의 변위량 DPx, DPz는 다음과 같다.
* 피칭 : DPx=0, DPz=DSz*(Py/LSy)
* 롤링 : DPx=DSx, DPz=DSz
* 바운싱 : DPx=0, DPz=DSz
한편, 상기 변위센서(24) 대신에, 가속도 센서를 이용하여 가속도를 측정한 후, 상기 가속도 갑을 이용하여 계상하여 영상(4)의 변위량을 측정할 수도 있다.
제어부(25)는 진동에 의해 이동된 윈드 쉴드(2) 또는 컴바이너(26) 상의 영상을 반대방향으로 이동시켜 진동이 상쇄된 형태로 보이도록 한다.
먼저, 상기 제어부(25)는 상기 진동센서(23)로부터 입력된 값을 이용하여, 상기 차량의 진동형태가 피칭, 롤링, 바운싱 중 어는 것인지를 판단하고, 상기 변위센서(24)로부터 측정된 영상(4)의 변위량만큼 반대방향으로 영상(4)이 조사되도록 한다.
상기 제어부(25)는 피칭이 발생하면, 상기 윈드 쉴드(2)로 조사되는 영상(4)의 위치를 원래의 위치에서 x축 방향으로는 이동시키지 않고, z축 방향으로만 DPz=DSz*(Py/LSy) 만큼 진동의 반대방향으로 이동시킨다. 즉, 진동에 의해 영상이 +DPz 만큼 이동하였다면, 상기 윈드 쉴드(2)에서 -DPz 만큼 이동된 위치로 영상(4)이 조사되도록 한다. 즉, 원래 상기 윈드 쉴드(2)에 조사하려는 위치에서 - DPz 만큼 이동된 위치로 영상(4)을 조사하면 진동에 의해 +DPz 만큼 이동하게 되므로, 서로 상쇄되어 원래 조사하려는 위치 영상(4)이 보이게 된다.
한편, 롤링이 발생하는 경우에는 앞서서 x축 방향으로 +DSx, z축 방향으로 +DSz 만큼 이동한 것처럼 영상이 보이므로, 상기 제어부(25)는 원래 위치에서 x축 방향으로 -DSx, z축 방향으로 -DSz 만큼 이동된 위치에 영상(4)이 조사되도록 한다.
아울러, 바운싱이 발생하면, 상기 윈드 쉴드(2) 또는 컴바이너(26)상에서 +DSz 만큼 이동한 것처럼 보이므로, -DSx만큼 이동한 위치로 영상(4)이 조사되도록 한다.
상기 제어부(25)는 상기 디스플레이 패널(21)에서 생성되는 영상의 위치를 조정하거나, 상기 디스플레이 패널(21)의 위치 또는 각도를 조절하거나, 또는 상기 광학부(22)의 위치 또는 각도를 조절함으로써, 상기 윈드 쉴드(2)로 조사되는 영상의 위치를 보정할 수 있다.
즉, 상기 디스플레이 패널(21)에서 생성되는 영상의 위치를 상기 보정량만큼 이동된 위치에 생기도록 함으로써, 상기 윈드 쉴드(2) 상에서 원래 위치에 영상(4)이 보이도록 할 수 있다.
또는, 상기 제어부(25)는 상기 패널 액츄에이터(21a)를 구동시켜, 상기 패널 액츄에이터(21a)가 상기 디스플레이 패널(21)의 위치 또는 각도를 변경함으로써, 상기 윈드 쉴드(2) 상에서 원래 위치에 영상(4)이 보이도록 할 수 있다.
아울러, 상기 제어부(25)는 상기 광학부 액츄에이터(22a)를 구동시켜, 상기 광학부 액츄에이터(22a)가 상기 광학부(22)의 위치 또는 각도를 변경함으로써, 상기 윈드 쉴드(2) 상에서 원래 위치에 영상(4)이 보이도록 할 수 있다.
한편, 상기 제어부(25)는 상기 컴바이너(26)로 영상을 조사하는 경우에도 마찬가지로 상기 디스플레이 패널(21)의 위치 또는 각도를 변경한다.
이하에서는 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 장치의 영상 보정 방법에 대하여 설명하기로한다.
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이 장치의 영상 보정 방법은 앞서 설명한 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치를 이용한다.
헤드업 디스플레이 장치의 영상 보정 방법은, 차량에 설치된 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 차량의 진동을 감지하는 진동감지단계(S110)와, 각 센서로부터 측정된 차량의 폭방향, 길이방향, 상하방향의 변위로 차량의 진동형태를 판단하는 진동형태 판단단계(S120)와, 상기 차량의 진동형태(롤링, 피칭, 바운싱)에 따라, 진동에 의해 이동된 영상을 원래 위치에 보이도록 보정하기 위하여, 서로 다르게 진동에 의해 이동된 영상의 변위량을 계산하는 보정량 계산단계(S130)와, 상기 보정량 계산단계(S130)에서 계산된 변위량만큼 반대방향으로 영상(4)의 위치가 이동한 상태로 상기 윈드 쉴드(2) 또는 컴바이너(26)로 영상(4)을 조사하는 영상보정단계(S140)를 포함한다.
진동감지단계(S110)는 차량(1)에 설치된 진동센서를 이용하여 차량의 진동을 감지한다. 상기 차량에는 상기 헤드업 디스플레이 장치에서 설명한 바와 같이, 적어도 하나 이상의 진동센서(23)가 설치되므로, 각 진동센서(23)로부터 측정된 값을 제어부(25)로 출력함으로써, 상기 차량(1)의 진동을 감지하도록 한다.
진동형태 판단단계(S120)는 차량(1)에 가해지는 진동의 형태를 파악하는 과정이다. 상기 진동센서(23)는 일례로 3개 또는 2개로 설치될 수 있으며, 설치개수에 따라 상기 차량(1)의 진동이 롤링, 피칭, 바운싱 중에서 어느 진동이 가해지고 있는지를 판단한다.
상기 진동형태 판단단계(S120)에서는 상기 진동센서(23)가 3개로 설치되는 경우에는, 제1센서(23a)와 제2센서(23b)의 z축 방향(차량의 상하방향)의 변위를 비교하여 피칭과 바운싱을 구분하고, 상기 제1센서(23a)와 제3센서(23c)의 z축 방향의 변위를 비교하여 바운싱과 롤링을 구분한다.
만약, 상기 진동센서(23)가 2개로 설치되면, 제1센서(23a)와 제2센서(23b)의 y축 방향(차량의 길이방향)과 z축 방향의 변위를 이용하여 피칭과 바운싱을 구분하고, 상기 제1센서(23a)와 상기 제2센서(23b)의 x축 방향(차량의 폭방향)과 z축 방향의 변위를 이용하여 바운싱과 롤링을 구분한다.
상기 진동형태 판단단계(S120)에서 진동의 형태가 피칭, 롤링 또는 바운싱이 아닌 경우에는 종료하거나, 이전 단계로 리턴되도록 한다.
보정량 계산단계(S130)는 상기 진동형태(피칭, 롤링, 바운싱)별로, 진동에 의해 이동된 영상을 원래 위치에 보이도록 보정하기 위하여, 서로 다르게 진동에 의해 이동된 영상의 변위량를 계산한다. 상기 영상의 변위량만큼 반대방향으로 영상을 보정하여 영상(4)을 조사히게 되므로, 상기 변위량과 상기 보정량은 같은 값이 된다.
상기 보정량 계산단계(S130)에서 계산되는 변위량은 피칭시에는 DPx=0, DPz=DSz*(Py/LSy)이고(S131), 롤링시에는 DPx=DSx, DPz=DSz 이며(S132), 바운싱시에는 DPx=0, DPz=DSz 가 된다(S133). 여기서, x, z 방향의 변위는 DSx, DSz가 되고, 상기 차량(1)의 무게중심으로부터 y축 방향으로 상기 변위센서(24)의 위치를 LSy 라 하며, 영상의 위치를 Px, Py, Pz라고 정의한다.
영상보정단계(S140)는 상기 보정량 계산단계(S130)에서 계산된 변위량만큼 반대방향으로 영상의 위치를 이동한 상태로 상기 윈드 쉴드(2)로 영상(2')이 조사되도록 한다.
상기 영상보정단계(S140)에서는 피칭의 경우에는, 상기 윈드 쉴드(2)로 조사되는 영상(4)의 위치를 원래의 위치에서 x축 방향으로는 이동시키지 않고, z축 방향으로만 DPz=DSz*(Py/LSy) 만큼 진동의 반대방향으로 이동시킨다. 즉, 진동에 의해 영상이 +DPz 만큼 이동하였다면, 상기 윈드 쉴드(2)에서 -DPz 만큼 이동된 위치로 영상(4)이 조사되도록 한다.
한편, 롤링이 발생하는 경우에는 앞서서 x축 방향으로 +DSx, z축 방향으로 +DSz 만큼 이동한 것처럼 영상이 보이므로, 상기 제어부(25)는 원래 위치에서 x축 방향으로 -DSx, z축 방향으로 -DSz 만큼 이동된 위치에 영상(4)이 조사되도록 한다.
아울러, 바운싱이 발생하면, 상기 윈드 쉴드(2) 상에서 +DSz 만큼 이동한 것처럼 보이므로, -DSx만큼 이동한 위치로 영상(4)이 조사되도록 한다.
이때, 상기 윈드 쉴드(2) 상에서 영상의 위치를 보정하기 위해서, 상기 디스플레이 패널(21)에서 생성되는 영상의 위치를 조정하거나, 상기 디스플레이 패널(21)의 위치 또는 각도를 조절하거나, 또는 상기 광학부(22)의 위치 또는 각도를 조절함으로써, 상기 윈드 쉴드(2)로 조사되는 영상의 위치를 보정할 수 있다.
한편, 상기 컴바이너(26)가 설치되는 경우에도, 상기와 같은 방법으로 영상을 보정한다.
1 : 차량
2 : 윈드 쉴드
3 : 실상(實相)
4 : 헤드업 디스플레이 영상
21 : 디스플레이 패널
21a : 패널 액츄에이터
22 : 광학부
22a : 광학부 액츄에이터
23 : 진동센서
24 : 변위센서
25 : 제어부
26 : 컴바이너
S110 : 진동감지단계
S120 : 진동형태 판단단계
S130 : 보정량 계산단계
S140 : 영상보정단계

Claims (15)

  1. 차량의 주행정보를 포함한 영상을 생성하는 디스플레이 패널과 상기 디스플레이 패널에서 생성된 영상을 차량의 윈드 쉴드 또는 컴바이너로 조사(照射)하는 광학부를 포함하는 헤드업 디스플레이 장치에 있어서,
    상기 차량의 진동을 감지하는 적어도 하나 이상의 진동센서와,
    상기 진동센서 또는 상기 디스플레이 패널에 인접하게 설치되고, 상기 진동에 의해 이동된 상기 영상의 변위량을 감지하는 변위센서와,
    상기 진동센서로부터 감지된 상기 차량의 진동형태(롤링, 피칭, 바운싱)를 구별하고, 상기 진동형태별로 상기 변위량만큼 반대방향으로 상기 윈드 쉴드또는 컴바이너로 조사되는 영상의 위치를 이동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 디스플레이 패널에서 생성되는 영상의 위치를 이동하거나 상기 디스플레이 패널의 위치 또는 각도를 가변시켜 상기 윈드 쉴드 또는 상기 컴바이너 상의 영상을 이동시키는 것을 특징으로 하는 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널에는 상기 디스플레이 패널의 위치 또는 각도를 가변시킬 수 있는 패널 액츄에이터가 더 구비되고,
    상기 제어부는 상기 패널 액츄에이터를 작동시켜 상기 디스플레이 패널의 위치 또는 각도를 가변시키는 것을 특징으로 하는 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 광학부의 위치 또는 각도를 가변시켜 상기 영상을 이동시키는 것을 특징으로 하는 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광학부에는 상기 광학부의 위치 또는 각도를 가변시킬 수 있는 광학부 액츄에이터가 더 구비되고,
    상기 제어부는 상기 광학부 액츄에이터를 작동시켜 상기 광학부의 위치 또는 각도를 가변시키는 것을 특징으로 하는 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 진동센서는,
    상기 디스플레이 패널이 설치된 부위에 인접하게 설치되는 제1센서와,
    상기 제1센서로부터 차량의 후방으로 이격되게 설치되는 제2센서 및,
    상기 제1센서로부터 차량의 폭방향으로 이격되게 설치되는 제3센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    싱기 제1센서와 상기 제2센서로부터 측정된 차량의 상하 방향의 변위를 비교하여 피칭과 바운싱을 감지하고,
    피칭시에는 영상을 차량의 상하방향으로 DSz×(Py/LSY) 만큼 이동시키며(단, DSz는 변위센서의 차량 상하방향 변위량, Py는 영상의 차량 길이방향 좌표, LSy는 차량의 무게중심으로부터 차량의 길이방향으로의 변위센서의 위치),
    바운싱시에는 영상을 상기 변위센서의 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키는 것을 특징으로 하는 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1센서와 상기 제3센서로부터 측정된 차량의 상하 방향의 변위를 비교하여 바운싱과 롤링을 감지하고,
    롤링시에는 영상을 상기 변위센서의 차량 폭방향의 변위량과 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키며,
    바운싱시에는 영상을 상기 변위센서의 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키는 것을 특징으로 하는 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 진동센서는,
    상기 디스플레이 패널이 설치된 부위에 인접하게 설치되는 제1센서와,
    상기 제1센서로부터 차량의 후방과 폭방향으로 이격되게 설치되는 제2센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    싱기 제1센서와 상기 제2센서로부터 측정된 차량의 차량의 길이방향의 변위와 상하 방향의 변위를 비교하여 피칭과 바운싱을 감지하고,
    피칭시에는 영상을 차량의 상하방향으로 DSz×(Py/LSY) 만큼 이동시키며(단, DSz는 변위센서의 차량 상하방향 변위량, Py는 영상의 차량 길이방향 좌표, LSy는 차량의 무게중심으로부터 차량의 길이방향으로의 변위센서의 위치),
    바운싱시에는 영상을 상기 변위센서의 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키는 것을 특징으로 하는 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1센서와 상기 제2센서로부터 측정된 차량의 폭방향의 변위와 상하 방향의 변위를 비교하여 바운싱과 롤링을 감지하고,
    롤링시에는 영상을 상기 변위센서의 차량 폭방향의 변위량과 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키며,
    바운싱시에는 영상을 상기 변위센서의 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키는 것을 특징으로 하는 떨림 보정 기능을 갖는 헤드업 디스플레이 장치.
  12. 차량의 윈드 쉴드 또는 컴바이너에 표시된 영상을 생성하는 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널에서 생성된 영상의 경로를 제어하여 상기 윈드 쉴드 또는 상기 컴바이너로 조사되도록 하는 광학부를 포함하는 헤드업 디스플레이 장치에서 상기 윈드 쉴드 또는 상기 컴바이너로 조사되는 영상을 보정하는 헤드업 디스플레이 장치의 영상 보정 방법에 있어서,
    차량에 설치된 적어도 하나 이상의 센서를 이용하여 차량의 진동을 감지하는 진동감지단계와,
    각 센서로부터 측정된 차량의 폭방향, 길이방향, 상하방향의 변위로 차량의 진동형태를 판단하는 진동형태 판단단계와,
    상기 차량의 진동형태(롤링, 피칭, 바운싱)에 따라, 진동에 의해 이동된 영상을 원래 위치에 보이도록 보정하기 위하여, 서로 다르게 진동에 의해 이동된 영상의 변위량을 계산하는 보정량 계산단계와,
    상기 보정량 계산단계에서 계산된 변위량만큼 반대방향으로 영상의 위치가 이동한 상태로 상기 윈드 쉴드 또는 상기 컴바이너로 영상을 조사하는 영상보정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이 장치의 영상 보정 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 진동형태 판단단계에서 상기 차량에 피칭이 가해지는 것으로 판단되면,
    상기 보정량 계산단계에서 보정량을 차량의 상하방향으로 DSz×(Py/LSY로 계산하고,
    상기 영상보정단에서 영상을 차량의 상하방향으로 DSz×(Py/LSY) 만큼 이동시키는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이의 영상 보정방법.
    (단, DSz는 변위센서의 차량 상하방향 변위량, Py는 차량 길이방향의 좌표, LSy는 차량의 무게중심으로부터 차량의 길이방향으로의 변위센서의 위치)
  14. 제12항에 있어서,
    상기 진동형태 판단단계에서 상기 차량에 롤링이 가해지는 것으로 판단되면,
    상기 보정량 계산단계에서 보정량을 차량 폭방향의 변위량과 차량 상하방향의 변위량으로 계산하고,
    상기 영상보정단계에서 영상을 차량 폭방향의 변위량과 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이의 영상 보정방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 진동형태 판단단계에서 상기 차량에 롤링이 가해지는 것으로 판단되면,
    상기 보정량 계산단계에서 보정량을 차량 상하방향의 변위량으로 계산하고,
    상기 영상보정단계에서 영상을 상기 변위센서의 차량 상하방향의 변위량만큼 이동시키는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이의 영상 보정방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20220076498A1 (en) * 2019-03-15 2022-03-10 Apostera Gmbh Apparatus of shaking compensation and method of shaking compensation
WO2023058488A1 (ja) * 2021-10-05 2023-04-13 株式会社小糸製作所 画像投影装置および画像投影方法

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