KR20190063858A - 레이저 백라이트를 사용한 차량용 헤드업 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법 - Google Patents

레이저 백라이트를 사용한 차량용 헤드업 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190063858A
KR20190063858A KR1020170162949A KR20170162949A KR20190063858A KR 20190063858 A KR20190063858 A KR 20190063858A KR 1020170162949 A KR1020170162949 A KR 1020170162949A KR 20170162949 A KR20170162949 A KR 20170162949A KR 20190063858 A KR20190063858 A KR 20190063858A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
display
laser
micro
display panel
display signal
Prior art date
Application number
KR1020170162949A
Other languages
English (en)
Inventor
곽희천
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020170162949A priority Critical patent/KR20190063858A/ko
Publication of KR20190063858A publication Critical patent/KR20190063858A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S5/0071—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for beam steering, e.g. using a mirror outside the cavity to change the beam direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L12/407—Bus networks with decentralised control
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0112—Head-up displays characterised by optical features comprising device for genereting colour display
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/06—Adjustment of display parameters
    • G09G2320/0666—Adjustment of display parameters for control of colour parameters, e.g. colour temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40—Bus networks
    • H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
    • H04L2012/40273—Bus for use in transportation systems the transportation system being a vehicle

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Instrument Panels (AREA)

Abstract

차량용 헤드업 디스플레이 장치는 레이저(laser)를 출력하는 레이저 광원을 포함하는 백라이팅(backlighting) 모듈, 레이저의 방향을 평행하게 조정하기 위한 시준 렌즈(collimator lens), 레이저 광원의 형상이 드러나지 않도록 시준 렌즈의 출력을 확산하여 전달하는 확산판, 디스플레이 신호에 대응하여 확산판의 출력을 선택적으로 전달할 수 있는 마이크로 거울(micro mirror) 장치, 및 마이크로 거울 장치의 출력을 백라이팅으로 하여 디스플레이 신호를 표시하는 디스플레이 패널을 포함할 수 있다.

Description

레이저 백라이트를 사용한 차량용 헤드업 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법{VEHICULAR HEAD-UP DISPLAY DEVICE USING LASER BACKLIGHT AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 레이저 백라이트를 사용한 차량용 헤드업 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대화면 또는 대용량의 데이터를 표시할 수 있도록 선명한 화면의 구현을 위해 레이저 백라이트를 사용한 차량용 헤드업 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.
전 세계적으로 차량용 디스플레이 통합화에 대한 요구가 늘어나고 있으며, 자동차의 주행 안전시스템은 차량의 도로상황과 안전한 자동차의 운전자를 위해 새롭고 많은 기술들이 점점 부상하고 있다, 특히, 헤드업 디스플레이(Head-up display, HUD) 시스템은 운전자 또는 조종사의 시선과 눈의 초점 수렴거리를 크게 변화시키지 않고 주행에 필요한 현재 상태를 볼 수 있도록 하여 눈의 피로를 줄이고 시선의 이동에 의한 돌발사고의 위험을 감소 시켜주는 장치이다
예를 들어, 차량의 전방 시야에 직접 정보를 비출 수 있는 헤드업 디스플레이(HUD)를 사용한 내비게이션은 일반 내비게이션과 다르게 운전 중에 시선을 전방에 두기 때문에 큰 혼란 없이 볼 수 있어 안전성이 높게 나타난다. 헤드업 디스플레이(HUD)는 주로 전투기나 항공기에서 사용한 디스플레이 방식으로 앞유리에 반사되는 정보를 볼 수 있게 되어 있다. 또 운전자의 전방 시선을 끊지 않고 계기를 읽을 수 있기 때문에 빠르게 반응할 수 있다는 것을 특징으로 한다. 이러한 특징으로 인해 주행 중 운전자가 시야의 하단에 있는 계기판 등을 보기 위해 시야 중심이 이동하는 불편함을 감소시킬 수 있고, 시야 중심의 이동으로 인한 사고 위험을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 장점으로 인해 헤드업 디스플레이(HUD)의 차량 장착에 대한 관심이 확대되고 있다.
헤드업 디스플레이(HUD)에 표시되는 정보는 매우 단순하고 저해상도의 이미지 혹은 텍스트로 구성될 수 있었다. 사용자가 헤드업 디스플레이(HUD)를 통해 확인 혹은 인지하고 싶어하는 데이터의 종류와 양이 많아지면서, 헤드업 디스플레이(HUD)의 크기가 커지거나 동일한 크기에서도 보다 선명한 화질을 보장하여 더 많은 정보를 표시할 수 있도록 요구되고 있다.
KR 10-2016-0088397 A
본 발명은 차량에 탑재되는 헤드업 디스플레이 장치가 고해상도 또는 고화질의 화면을 구현할 수 있도록, 화면에 정보가 표시되는 영역에 한정하여 선택적으로 백라이팅을 할 수 있는 차량용 헤드업 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 레이저(laser)를 이용한 백라이팅(backlighting)을 적용하여 고해상도 또는 고화질의 화면을 구현하거나 화면의 휘도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 레이저(laser)를 이용한 백라이팅(backlighting)을 적용하는 경우, 발열로 인하여 색온도가 변화하는 것을 보상할 수 있는 장치와 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치는 레이저(laser)를 출력하는 레이저 광원을 포함하는 백라이팅(backlighting) 모듈; 상기 레이저의 방향을 평행하게 조정하기 위한 시준 렌즈(collimator lens); 상기 레이저 광원의 형상이 드러나지 않도록 상기 시준 렌즈의 출력을 확산하여 전달하는 확산판; 디스플레이 신호에 대응하여 상기 확산판의 출력을 선택적으로 전달할 수 있는 마이크로 거울(micro mirror) 장치; 및 상기 마이크로 거울 장치의 출력을 백라이팅으로 하여 상기 디스플레이 신호를 표시하는 디스플레이 패널을 포함할 수 있다.
또한, 상기 레이저 광원은 수직 캐비티 표면 광방출 레이저(vertical-cavity surface-emitting laser, VCSEL)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널은 n x m(n, m은 자연수)의 행렬 형태로 배치된 복수의 픽셀을 포함하고, 상기 마이크로 거울 장치는 상기 복수의 픽셀에 대응하는 수와 배치 형태를 가지는 복수의 마이크로 거울을 포함할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 신호는 상기 복수의 픽셀이 정보가 표시되는 제1픽셀과 상기 정보가 표시되지 않는 제2픽셀을 구분할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 신호에 의해 상기 제2픽셀에 대응하는 마이크로 거울은 상기 확산판의 출력을 전달하지 않을 수 있다.
또한, 상기 마이크로 거울 장치는 디지털 마이크로미러 디바이스(Digital Micro-mirror Device, DMD) 또는 미세전자제어기술(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)을 이용한 장치를 포함할 수 있다.
또한, 차량용 헤드업 디스플레이 장치는 차량용 네트워크를 통해 전달되는 데이터를 변환하여 상기 디스플레이 신호를 생성하고, 상기 디스플레이 신호를 상기 마이크로 거울 장치 및 상기 디스플레이 패널로 전달하는 제어기를 더 포함할 수 있다.
또한, 차량용 헤드업 디스플레이 장치는 상기 백라이팅 모듈에 부착되어 온도를 측정하여 상기 제어기에 전달할 수 있는 온도 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 온도 센서로부터 전달되는 온도에 대응하여 상기 백라이팅 모듈에서 출력되는 상기 레이저의 세기를 조절할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 온도 센서로부터 전달되는 온도에 대응하여 상기 디스플레이 신호에 포함된 색 정보를 보상하기 위해 상기 디스플레이 패널의 색 좌표를 제어할 수 있다.
또한, 상기 차량용 네트워크는 이더넷(Ethernet) 방식의 통신을 지원할 수 있다.
또한, 상기 마이크로 거울 장치는 상기 디스플레이 패널의 픽셀 단위에 대응하여 상기 확산판의 출력을 조절하여 전달할 수 있다.
또한, 상기 마이크로 거울 장치는 복수의 단위 거울을 포함하고, 상기 복수의 단위 거울 각각은 상기 디스플레이 패널의 픽셀에 표시되는 색에 대응하여 상기 확산판의 출력을 조절하여 전달할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법은 차량용 네트워크로부터 정보를 수신하는 단계; 상기 정보를 디스플레이 패널에 표시하기 위한 디스플레이 신호로 변환하는 단계; 상기 디스플레이 신호를 마이크로 거울 장치 및 상기 디스플레이 패널에 전달하는 단계; 및 상기 디스플레이 신호에 대응하여 백라이팅 레이저(backlighting laser)를 상기 마이크로 거울 장치를 통해 선택적으로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량용 네트워크는 이더넷(Ethernet) 방식의 통신을 지원할 수 있다.
또한, 상기 백라이팅 레이저는 수직 캐비티 표면 광방출 레이저(vertical-cavity surface-emitting laser, VCSEL)로부터 출력될 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 신호에 대응하여 백라이팅 레이저를 상기 마이크로 거울 장치를 통해 선택적으로 전달하는 단계는 전원이 인가되면 레이저를 출력하는 단계; 출력된 레이저를 평행하게 조정하는 단계; 조정된 레이저를 확산하여 상기 백라이팅 레이저를 전달하는 단계; 및 상기 백라이팅 레이저를 상기 디스플레이 신호에 대응하여 선택적으로 상기 디스플레이 패널에 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널은 n x m(n, m은 자연수)의 행렬 형태로 배치된 복수의 픽셀을 포함하고, 상기 마이크로 거울 장치는 상기 복수의 픽셀에 대응하는 수와 배치 형태를 가지는 복수의 마이크로 거울을 포함할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 신호는 상기 복수의 픽셀이 정보가 표시되는 제1픽셀과 상기 정보가 표시되지 않는 제2픽셀을 구분할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 신호에 의해 상기 제2픽셀에 대응하는 마이크로 거울은 상기 확산판의 출력을 전달하지 않다.
또한, 상기 마이크로 거울 장치는 디지털 마이크로미러 디바이스(Digital Micro-mirror Device, DMD) 또는 미세전자제어기술(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)을 이용한 장치를 포함할 수 있다.
또한, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법은 상기 백라이팅 레이저를 출력하는 모듈에서 온도를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법은 측정된 상기 온도에 대응하여 상기 백라이팅 레이저의 세기를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법은 측정된 상기 온도에 대응하여 대응하여 상기 디스플레이 신호에 포함된 색 정보를 보상하기 위해 상기 디스플레이 패널의 색 좌표를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 패널의 색 좌표는 상기 디스플레이 패널의 픽셀에 공급되는 전원을 조절하여 제어될 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 신호는 상기 디스플레이 패널에 전달되는 제1디스플레이 신호; 및 상기 제1디스플레이 신호와 동기화되어 상기 마이크로 거울 장치에 전달되는 제2디스플레이 신호를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1디스플레이 신호는 상기 정보에 대응하는 상기 디스플레이 패널의 픽셀마다 표현될 색 정보가 포함되어 있지만, 상기 제2디스플레이 신호는 상기 픽셀의 온/오프 정보만을 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 고휘도 또는 고화질의 화면을 가지는 차량에 탑재된 헤드업 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 차량에 탑재된 헤드업 디스플레이 장치에 표시하고자 하는 정보에 대한 색의 구현을 정확히 할 수 있고 색 균일성을 확보할 수 있어 보다 다양한 색으로 정보를 표시할 수 있고, 이로 인하여 운전자 혹은 탑승자의 가독성이 높아질 수 있다.
또한, 본 발명은 레이저 모듈을 백라이트 광원으로 사용함으로써, 차량에 탑재된 헤드업 디스플레이 장치의 전력 소모량을 최적화하고, 휘도 성능을 종래 기술에 대비하여 약 50%이상 개선할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도1은 차량용 헤드업 디스플레이 장치를 설명한다.
도2는 도1에서 설명한 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 실시예를 설명한다.
도3은 종래의 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 문제점을 설명한다.
도4는 도1에서 설명한 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 동작을 설명한다.
도5는 온도 변화에 따른 색 보정 동작을 설명한다.
도6은 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법의 제1예를 설명한다.
도7은 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법의 제2예를 설명한다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도1은 차량용 헤드업 디스플레이 장치를 설명한다.
도시된 바와 같이, 차량용 헤드업 디스플레이 장치(30)는 디스플레이 패널(42), 백라이트 유닛(40) 및 디스플레이 패널(42)과 백라이트 유닛(40)을 제어할 수 있는 제어기(44)를 포함할 수 있다. 여기서, 제어기(44)는 마이크로 제어기 유닛(Micro Controller Unit, MCU) 및 그래픽 화면 제어기(Graphics Display Controller, GDC)를 포함할 수 있으며, 하나의 칩 형태로 구현되거나 복수의 칩을 포함하는 보드의 형태로 구현될 수 있다.
보다 구체적으로, 백라이트 유닛(40)은 레이저(laser)를 출력하는 레이저 광원을 포함하는 백라이팅(backlighting) 모듈(32), 레이저의 방향을 평행하게 조정하기 위한 시준 렌즈(collimator lens, 34), 레이저 광원의 형상이 드러나지 않도록 시준 렌즈(34)의 출력을 확산하여 전달하는 확산판(36), 및 디스플레이 신호에 대응하여 확산판(36)의 출력을 선택적으로 전달할 수 있는 마이크로 거울(micro mirror) 장치(38)를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(42)은 마이크로 거울 장치(38)의 출력을 백라이팅으로 하여 디스플레이 신호를 표시할 수 있다.
백라이팅 모듈(32)은 복수의 레이저 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 광원은 수직 캐비티 표면 광방출 레이저(vertical-cavity surface-emitting laser, VCSEL)를 포함할 수 있다. 백라이팅 모듈(32)의 복수의 레이저 광원은 기 설정된 사이 간격을 가지도록 배치될 수 있다. 다만, 인가되는 전원을 이용하여 레이저를 방출하는 복수의 레이저 광원의 수는 디스플레이 패널(42)의 픽셀 수보다 작을 수 있다.
복수의 레이저 광원으로부터 방출되는 레이저는 다양한 각도로 방출될 수 있으며, 시준렌즈(34)는 다양한 각도로 방출되는 레이저가 평행하게 혹은 나란하게 진행되도록 할 수 있다. 시준렌즈(34)는 행렬의 형태로 배치되는 복수의 단위 렌즈를 포함할 수 있으며, 레이저의 입사각에 상관없이 일정하게 나란히 레이저가 출력될 수 있도록 조정할 수 있다.
시준렌즈(34)를 통해 레이저가 나란히 방출되더라도 백라이팅 모듈(32)의 광원을 형태가 남을 수 있다. 즉, 레이저의 강도가 균일하지 않아 특정 영역의 레이저의 세기가 다른 영역의 세기보다 크거나 작을 수 있다. 확산판(36)은 이러한 레이저의 세기 편차를 줄여 기 설정된 면적에 균일한 세기의 레이저가 전달되도록 할 수 있다.
한편, 디스플레이 패널(42)은 n x m(n, m은 자연수)의 행렬 형태로 배치된 복수의 픽셀을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(42)에 포함된 픽셀의 수, 혹은 해상도는 실시예마다 상이할 수 있으며, 차량용 헤드업 디스플레이 장치(30)에 요구되는 사양과 설계 조건에 따라 변경될 수 있다.
백라이트 유닛(40)에 포함되는 마이크로 거울 장치(38)는 디스플레이 패널(42)에 포함되는 복수의 픽셀에 대응하는 수와 배치 형태를 가지는 복수의 마이크로 거울을 포함할 수 있다. 마이크로 거울 장치(38)는 복수의 단위 거울이 포함된 구조로서, 복수의 단위 거울 각각은 전달되는 레이저의 통과와 차단을 결정할 수 있다.
제어기(44)로부터 마이크로 거울 장치(28)에 전달되는 디스플레이 신호는 디스플레이 패널(42)에 포함된 복수의 픽셀을 정보가 표시되는 제1픽셀과 상기 정보가 표시되지 않는 제2픽셀로 구분되도록 할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 패널(42)의 화면 전체에 정보가 표시되지 않을 수 있다. 디스플레이 패널(42)을 통해 차량의 현재 속도만 표시되는 경우를 가정하면, 차량의 현재 속도를 가리키는 숫자와 속도의 단위(예, km/h 등)에 대응하는 도형, 심볼, 표식 등이 배치되는 영역을 제외하고 다른 영역에는 정보가 표시되지 않을 수 있다. 이때, 복수의 픽셀은 도형, 심볼, 표식 등에 대응하는 제1픽셀과 그 외 바탕화면(혹은 빈 공간)에 대응하는 제2픽셀을 포함하게 된다.
마이크로 거울 장치(38)는 디스플레이 패널(42)에 포함된 복수의 픽셀에 대응하는 복수의 단위 거울을 포함하고 있어서, 도형, 심볼, 표식 등에 대응하는 제1픽셀에 대응하는 단위 거울은 레이저를 백라이팅을 위해 통과시키고, 그 외 바탕화면(혹은 빈 공간)에 대응하는 제2픽셀에 대응하는 단위 거울은 레이저를 차단시킬 수 있다. 즉, 디스플레이 신호에 의해 제2픽셀에 대응하는 마이크로 거울은 확산판(36)의 출력을 디스플레이 패널(42)로 전달하지 않을 수 있다.
마이크로 거울 장치(38)는 디지털 마이크로미러 디바이스(Digital Micro-mirror Device, DMD) 또는 미세전자제어기술(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)을 이용한 장치를 포함할 수 있다. 마이크로 거울 장치(38)는 VGA에서 UHD에 이르기까지 다양한 해상도를 가지는 디스플레이 패널(42)을 지원할 수 있으며, 단위 거울은 입력신호에 따라 편각의 범위가 달라질 수 있어 레이저를 통과시키거나 차단시킬 수 있다.
제어기(44)는 차량용 네트워크를 통해 전달되는 데이터를 입력 받아 변환하여 디스플레이 신호를 생성하고, 디스플레이 신호를 마이크로 거울 장치(38) 및 디스플레이 패널(42)로 전달할 수 있다. 동일한 디스플레이 신호가 전달되는 경우, 마이크로 거울 장치(38)는 복잡한 디스플레이 신호를 단순하게 온/오프로 인식할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 디스플레이 신호는 디스플레이 패널(42)에 전달되는 제1디스플레이 신호 및 제1디스플레이 신호와 동기화되어 마이크로 거울 장치(38)에 전달되는 제2디스플레이 신호를 포함할 수도 있다. 이 경우, 제1디스플레이 신호는 디스플레이 패널(42)에 표시되는 정보에 대응하여 디스플레이 패널(42)에 포함되는 픽셀마다 표현될 색 정보가 포함되어 있지만, 제2디스플레이 신호는 픽셀의 온/오프 정보만을 포함할 수도 있다.
또한, 백라이트 유닛(40)에는 온도 센서(46)가 백라이팅 모듈(32)에 부착되거나, 백라이팅 모듈(32)의 주변에 배치될 수 있다. 온도 센서(46)는 온도를 측정하여 제어기(44)에 전달할 수 있다. 백라이트 모듈(32)이 레이저를 방출하면서, 일반 백색광 등에 비하여 열이 많이 발생할 수 있다. 백라이팅을 위한 레이저의 온도가 높아질 경우, 디스플레이 패널(42)을 통해 구현되는 색의 변화가 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 온도 센서(46)를 통해 수집된 온도를 바탕으로, 제어기(44)는 백라이팅 모듈(32) 혹은 디스플레이 패널(42)을 제어할 수 있다.
실시예에 따라, 제어기(44)는 온도 센서(46)로부터 전달되는 온도에 대응하여 백라이팅 모듈(32)에서 출력되는 레이저의 세기를 조절할 수 있다. 차량용 헤드업 디스플레이 장치(30)는 레이저에 의한 온도의 상승은 레이저의 세기와 실질적으로 비례할 수 있기 때문에, 온도의 상승을 억제하기 위해 레이저의 세기는 낮추는 방법을 사용할 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 제어기(44)는 온도 센서(46)로부터 전달되는 온도에 대응하여 디스플레이 신호에 포함된 색 정보를 보상하기 위해 디스플레이 패널(42)의 색 좌표를 제어할 수도 있다. 색 좌표의 제어는 도5에서 구체적으로 설명한다.
차량용 헤드업 디스플레이 장치(30)는 디스플레이 패널(42)을 통해 출력하는 데이터를 이더넷(Ethernet) 방식의 통신을 지원하는 차량용 네트워크를 통해 수신할 수 있다. 기존의 직렬 통신(serial communication) 기반의 차량용 네트워크를 통해 전달되는 데이터의 양은 크지 않지만, 운전자 또는 탑승자가 차량용 헤드업 디스플레이 장치를 통해 확인하고자 하는 데이터의 양은 증가하고 있다. 이러한 데이터를 표시하기 위해서는 고해상도의 차량용 헤드업 디스플레이 장치(30)가 요구될 뿐만 아니라, 시간당 더 많은 데이터를 전달할 수 있는 차량용 네트워크도 요구될 수 있다.
도2는 도1에서 설명한 차량용 헤드업 디스플레이 장치(30)의 실시예를 설명한다. 차량용 헤드업 디스플레이 장치(30)는 광학적 투과(Optical See-Through) 방식을 채택할 수 있다. 여기서, 광학적 투과 방식은 투명 디스플레이를 통하여 사용자가 육안으로 바깥 세계를 보면서 동시에 투명 디스플레이에 표시되는 가상 객체를 중첩하여 보게 되는 방식이다.
보다 구체적으로, (a)는 디스플레이 패널 방식으로서, LCD(Liquid Crystal Display)나 OLED(Organic Light-Emitting Diode) 등의 투명 디스플레이를 차량 전방 유리창 면이나 운전자와 차량 전방 유리창 사이에 설치하고 투명 디스플레이에 가상의 객체를 표현하여 운전자가 투명 디스플레이를 통해서 보게 되는 실제 세계와 중첩하여 제공하는 방식이 있다. 차량용 헤드업 디스플레이 장치(30, 도1참조)의 디스플레이 패널(42, 도1참조)의 구성에 따라 디스플레이 패널 방식에도 적용될 수 있다.
또한, (b)는 레이저 방식으로서, 자동차 전면 유리창에 레이저 빛을 받으면 발광하는 물질을 도포한 후 레이저 빔을 쏘아 도형 등을 표현하는 방식이다. 레이저 방식의 경우, 차량의 전면 유리창 면에 영상이 출력될 수 있다.
또한, (c)는 프로젝션 방식으로서, 차량 대시보드 안에 프로젝션 광학장치를 매립한 후 자동차 전면 유리창을 향해 상방향으로 영상을 투사하고 투사된 영상의 일부가 유리창에 반사되어 사용자에게 보여지는 방식이다. 프로젝션 방식의 경우에는 가상의 영상이 운전자 전면 수 미터 전방에 맺히게 될 수 있다. 프로젝션 방식의 경우, 차량용 헤드업 디스플레이 장치(30)가 대시보드 안에 매립될 수 있으며, 운전자의 시야, 위치에 대응하여 초점의 위치를 조정하기 위해 제어가 가능한 거울 장치가 추가로 설치될 수 있다.
도3은 종래의 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 문제점을 설명한다. 구체적으로, 도3의 (a)와 (b)는 조명 장치로 사용되는 LED를 백라이팅 광원으로 사용하고 조명 확산을 위해 복수의 렌즈 및 확산 필름(Diffuser)을 포함하는 종래의 차량용 헤드업 디스플레이 장치에서 발생하는 문제점을 설명한다.
도3의 (a)와 (b)에서 발생하는 가장 큰 문제점은 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 표시된 정보의 배경이 투명한 상태가 아니라 다른 배경색 혹은 배경패턴 등이 표시될 수 있다는 것이다. 차량용 헤드업 디스플레이 장치는 배경을 투명하게 하는 것이 가장 바람직하지만, 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 표시되는 정보들이 쉽게 식별되도록 선명도를 높이려다 보니 백라이트가 그대로 노출되고 있다. 사용자(운전자 또는 탑승자)에게 노출되는 백라이트에 의한 배경색 또는 배경패턴은 눈부심 등의 문제를 야기시킬 수 있다.
전술한 문제를 극복해야 할 뿐만 아니라, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 영상의 선명도를 개선하고, 디스플레이 패널을 통해 출력되는 영상의 명암비를 증대해야 한다. 하지만 종래 기술은 디스플레이 패널의 명암비 한계상 턴온(Turn-on) 픽셀과 턴오프(Turn-off) 픽셀에 백라이트로부터 동일한 광원을 받게 되며 이 경우 턴오프(Turn-off) 픽셀도 일부 광원이 디스플레이 패널을 통해 출력되기 때문에 도3의 (a)와 (b)와 같은 현상이 발생된다. 이를 극복하기 위해 명암비를 개선한 OLED 타입의 디스플레이 패널을 적용하는 방안을 고려할 수 있으나 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 적용할 수 있는 휘도 성능이 나오지 않아 적합하지 않다.
도4는 도1에서 설명한 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 동작을 설명한다. 구체적으로, 도4의 (a)는 차량용 헤드업 디스플레이 장치(30, 도1참조)의 디스플레이 패널(42, 도1참조)에서의 출력을 설명하고, 도4의 (b)는 차량용 헤드업 디스플레이 장치(30)의 백라이트 유닛(40, 도1참조)에서의 출력을 설명할 수 있다. 예를 들어, 도4의 (a)는 복수의 색을 포함할 수 있지만 편의상 회색조로 표시되었고, 도4의 (b)는 온/오프(예, 흰색/검정)만을 포함하고 있다.
차량용 헤드업 디스플레이 장치(30)는 조명 장치에서 사용될 수 있는 레이저 발광 다이오드 또는 레이저 모듈을 포함할 수 있으며, DMD 또는 MEMS 방식의 마이크로 거울 장치(38)를 포함할 수 있다. 마이크로 거울 장치(38)를 통해 도4의 (b)에서 설명하는 것과 같이 디스플레이 패널(42)에서 턴온(Turn-on)되는 픽셀에만 백라이팅 레이저가 전달될 수 있다. 디스플레이 패널(42)에서 배경화면, 바탕에 해당하는 픽셀에는 백라이팅 레이저가 전달되지 않는다. 이러한 차량용 헤드업 디스플레이 장치(30)는 휘도 성능을 확보하면서 명암비를 개선할 수 있다.
도4의 (a) 및 (b)와 같이 백라이팅 레이저의 전달을 제어하기 위해서는 제어기(44, 도1참조) 내 마이크로 제어기 유닛(Micro Controller Unit, MCU) 및 그래픽 화면 제어기(Graphics Display Controller, GDC) 등을 통하여 디스플레이 신호가 디스플레이 패널(42)뿐만 아니라 마이크로 거울 장치(38)에도 동시에 전달할 수 있다. 디스플레이 패널(42)의 구조적 특성 상 백색(white) 대비 적색, 녹색, 파란색(Red, Green, Blue)의 휘도 저하를 보상하기 위해 해당 픽셀의 백라이트 휘도 성능을 높이는 기능도 추가될 수 있다.
또한, 제어기(44)에는 레이저 광원에 의한 온도 변화에 따른 색온도의 변화를 보상하기 위해 레이저 모듈의 온도와 휘도에 따른 백라이트 색좌표 변화를 보상하기 위한 시스템 및 로직을 추가할 수 있다.
도5는 온도 변화에 따른 색 보정 동작을 설명한다.
도시된 바와 같이, 레이저 모듈의 백라이트는 온도 및 휘도 조건에 따라 색좌표가 변화될 수 있다. 변화된 색좌표의 백라이트가 디스플레이 패널을 투과하면 차량용 헤드업 디스플레이 장치에서 출력되는 영상(표시 정보)에서 색 왜곡이 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 레이저 백라이트의 온도를 보상하거나 또는 디스플레이 패널의 컬러 보상을 통한 색 왜곡을 최소화할 수 있다.
이를 위해 레이저 백라이트 모듈에 온도 센서를 부착하거나 레이저 백라이트 모듈의 출력과 함께 온도의 측정이 필요하다. 측정된 온도와 레이저 출력을 연산하여 레이저 모듈을 냉각하거나(쿨링) 또는 디스플레이 패널에서 픽셀의 색좌표를 제어하여 백라이트의 색좌표 왜곡을 보상할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널의 색 좌표는 상기 디스플레이 패널의 픽셀에 공급되는 전원을 조절하여 제어될 수 있다.
도6은 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법의 제1예를 설명한다.
도시된 바와 같이, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법은 차량용 네트워크로부터 정보를 수신하는 단계(12), 정보를 디스플레이 패널에 표시하기 위한 디스플레이 신호로 변환하는 단계(14), 디스플레이 신호를 마이크로 거울 장치 및 디스플레이 패널에 전달하는 단계(16), 및 디스플레이 신호에 대응하여 백라이팅 레이저(backlighting laser)를 마이크로 거울 장치를 통해 선택적으로 전달하는 단계(18)를 포함할 수 있다.
차량용 헤드업 디스플레이 장치에 데이터를 전달하는 차량용 네트워크는 이더넷(Ethernet) 방식의 통신을 지원할 수 있다. 이더넷 방식의 차량용 네트워크는 대용량의 데이터를 전달하여 차량용 헤드업 디스플레이 장치가 많은 정보를 출력할 수 있도록 하여 사용자의 요구를 만족시킬 수 있다.
실시예에 따라, 백라이팅 레이저는 백라이트 유닛에 포함되는 수직 캐비티 표면 광방출 레이저(vertical-cavity surface-emitting laser, VCSEL)로부터 출력될 수 있다.
도시되지 않았지만, 디스플레이 신호에 대응하여 백라이팅 레이저를 상기 마이크로 거울 장치를 통해 선택적으로 전달하는 단계(18)는 전원이 인가되면 레이저를 출력하는 단계, 출력된 레이저를 평행하게 조정하는 단계, 조정된 레이저를 확산하여 상기 백라이팅 레이저를 전달하는 단계, 및 백라이팅 레이저를 디스플레이 신호에 대응하여 선택적으로 디스플레이 패널에 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법은 n x m(n, m은 자연수)의 행렬 형태로 배치된 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 패널을 제어할 수 있다. 또한, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법은 복수의 픽셀에 대응하는 수와 배치 형태를 가지는 복수의 마이크로 거울을 포함하는 마이크로 거울 장치를 포함하는 백라이트 유닛을 제어할 수 있다.
백라이트 유닛에 동시에 전달될 수 있는 디스플레이 신호는 디스플레이 패널 내 복수의 픽셀이 정보가 표시되는 제1픽셀과 정보가 표시되지 않는 제2픽셀을 구분할 수 있다. 이러한 디스플레이 신호에 대응하여 제2픽셀에 대응하는 마이크로 거울 장치 내 마이크로 거울은 확산판의 출력을 전달하지 않을 수 있다. 이를 위해, 마이크로 거울 장치는 디지털 마이크로미러 디바이스(Digital Micro-mirror Device, DMD) 또는 미세전자제어기술(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)을 이용한 장치를 포함할 수 있다.
한편, 도시되지 않았지만, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법은 백라이팅 레이저를 출력하는 모듈에서 온도를 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법은 측정된 온도에 대응하여 백라이팅 레이저의 세기를 조정하는 단계(20) 및 측정된 온도에 대응하여 대응하여 디스플레이 신호에 포함된 색 정보를 보상하기 위해 디스플레이 패널의 색 좌표를 제어하는 단계(20) 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법에서 사용되는 디스플레이 신호는 디스플레이 패널에 전달되는 제1디스플레이 신호 및 제1디스플레이 신호와 동기화되어 마이크로 거울 장치에 전달되는 제2디스플레이 신호를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1디스플레이 신호는 정보에 대응하는 디스플레이 패널의 픽셀마다 표현될 색 정보가 포함되어 있지만, 제2디스플레이 신호는 상기 픽셀의 온/오프 정보만을 포함할 수 있다.
도7은 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법의 제2예를 설명한다. 특히, 제2예는 차량용 헤드업 디스플레이 장치에 포함된 백라이트 유닛을 어떠한 방법으로 제어하여 구동시킬 지에 대해 구체적으로 설명한다.
도시된 바와 같이, 차량용 헤드업 디스플레이 장치가 슬립 혹은 아이들 상태에서 깨어나고(wake-up), 백라이트 유닛에 전원이 인가될 수 있다(50). 전원이 인가된 후에는 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법이 디스플레이 패널의 각 픽셀 단위로 수행될 수 있다.
이후, 시동(Ignition, IG)이 켜졌는지, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 제어기가 동작하는지를 확인한다(52). 만약 그렇지 않은 경우, 백라이트 유닛의 전원을 다시 끌 수 있다(64).
만약 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 제어기가 동작하면, 전달되는 데이터가 디스플레이 신호(Display signal)로 변환된 후, 디스플레이 패널 전달될 수 있다(54). 또한, 백라이트 유닛의 온도를 확인하여, 백라이트 레이저의 세기를 조절할 수도 있다(54).
만약 백라이트 유닛 내 레이저 광원을 포함하는 모듈에 문제가 있는지를 확인한 뒤(56), 문제가 있다면 레이저 광원의 방출을 차단하고(66), 사용자에게 경고 메시지를 송출할 수 있다(68). 여기서, 단계 66, 68은 고장 안전 동작(fail-safe operation)의 한 형태일 수 있다.
또한, 백라이트 유닛 내 레이저 광원을 포함하는 모듈이 기 설정된 범위를 넘는 온도(overheat)를 가지는 가를 확인할 수 있고(58), 온도가 기 설정된 범위를 넘는 경우, 레이저 광원을 포함하는 모듈을 냉각시켜 색온도를 보정할 수 있다(70).
이후, 마이크로 거울 장치의 제어를 위해, 디스플레이 패널 내 대응하는 픽셀이 턴온(turn-on)인지 턴오프(turn-off)인지를 확인할 수 있다(60). 만약 디스플레이 패널 내 대응하는 픽셀이 턴오프(turn-off)인 경우, 마이크로 거울 장치 내 단위 거울을 오프 상태로 유지하고 다음 픽셀에 대한 동작을 수행할 수 있다(62).
디스플레이 패널 내 대응하는 픽셀이 턴온(turn-on)인 경우, 온도 혹은 픽셀에 구현되는 색에 따른 백라이팅 레이저의 세기를 제어할 수 있다(72~90).
만약 디스플레이 패널 내 대응하는 픽셀의 색이 흰색(white, 즉 해당 픽셀 내 적색, 녹색, 파란색(Red, Green, Blue)을 방출하는 광원을 모두 켠 상태)인 경우, 흰색에 대응하는 백라이팅 레이저의 세기만큼을 출력하거나(76), 측정된 온도 값에 대응하여 색 보정을 위한 백라이팅 레이저의 세기만큼을 출력할 수 있다(76). 예를 들어, 백라이팅 레이저의 출력 여부 혹은 세기를 제어하는 것은 마이크로 거울 장치 내 단위 거울의 편각을 제어하는 방법을 통해 이루어질 수 있다.
이후, 디스플레이 패널 내 대응하는 픽셀에서 표시되는 색이 흰색이 아닌 경우, 적색인지(78), 녹색인지(82), 청색인지(86)에 대해 순차적으로 확인해 볼 수 있다. 실시예에 따라, 디스플레이 패널 내 대응하는 픽셀의 색이 어느 색인지를 어떠한 순서대로 확인할 것인가의 여부는 달라질 수 있다. 디스플레이 패널 내 대응하는 픽셀에서 표시되는 색이 적색인 경우, 적색에 대응하는 백라이팅 레이저의 세기만큼을 출력하거나(80), 측정된 온도 값에 대응하여 색 보정을 위한 백라이팅 레이저의 세기만큼을 출력할 수 있다(80). 디스플레이 패널 내 대응하는 픽셀에서 표시되는 색이 녹색인 경우, 녹색에 대응하는 백라이팅 레이저의 세기만큼을 출력하거나(84), 측정된 온도 값에 대응하여 색 보정을 위한 백라이팅 레이저의 세기만큼을 출력할 수 있다(84). 디스플레이 패널 내 대응하는 픽셀에서 표시되는 색이 청색인 경우, 청색에 대응하는 백라이팅 레이저의 세기만큼을 출력하거나(88), 측정된 온도 값에 대응하여 색 보정을 위한 백라이팅 레이저의 세기만큼을 출력할 수 있다(88).
디스플레이 패널 내 대응하는 픽셀에서 표시되는 색에 대응하여 백라이팅 레이저를 조절하면, 다음 픽셀로 이동하여(90) 동일한 방법을 수행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 차량용 헤드업 디스플레이 장치에서 레이저 모듈을 포함하는 백라이트 유닛의 제어 및 디스플레이 패널의 제어에는 레이저 모듈 온도에 따른 색좌표 이동을 보상하는 기술 (예를 들어 레이저 모듈의 쿨링이나 색왜곡을 LCD에서 보상하는 기술), 디스플레이 패널 내 픽셀의 온/오프(turn on/off)를 판단하여 해당 픽셀에만 백라이트를 조사하는 기술, 디스플레이 패널 내 픽셀의 R/G/B 컬러에 따라 레이저 조사 출력을 제어하는 기술 등이 적용될 수 있다.
레이저 모듈을 백라이트로 사용함으로써 전력 소모량 최적화 및 휘도 성능 개선 기존 대비 약 50%이상 개선할 수 있으며, 차량 환경에 따른 레이저 모듈의 백라이트가 색좌표 변화를 보상함으로써 항시 동일한 색 균일성을 확보할 수 있다.
또한, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 상품성 측면에서 경쟁력 있도록 레이저 광원 및 백라이트 제어 기술을 융합하여 선명도를 개선시킬 수 있다.
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 포함된다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
32: 백라이팅 모듈 34: 시준렌즈
36: 확산판 38: 마이크로 거울 장치
42: 디스플레이 패널 40: 백라이트 유닛
44: 제어기

Claims (27)

  1. 레이저(laser)를 출력하는 레이저 광원을 포함하는 백라이팅(backlighting) 모듈;
    상기 레이저의 방향을 평행하게 조정하기 위한 시준 렌즈(collimator lens);
    상기 레이저 광원의 형상이 드러나지 않도록 상기 시준 렌즈의 출력을 확산하여 전달하는 확산판;
    디스플레이 신호에 대응하여 상기 확산판의 출력을 선택적으로 전달할 수 있는 마이크로 거울(micro mirror) 장치; 및
    상기 마이크로 거울 장치의 출력을 백라이팅으로 하여 상기 디스플레이 신호를 표시하는 디스플레이 패널
    을 포함하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 광원은 수직 캐비티 표면 광방출 레이저(vertical-cavity surface-emitting laser, VCSEL)를 포함하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 n x m(n, m은 자연수)의 행렬 형태로 배치된 복수의 픽셀을 포함하고,
    상기 마이크로 거울 장치는 상기 복수의 픽셀에 대응하는 수와 배치 형태를 가지는 복수의 마이크로 거울을 포함하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 디스플레이 신호는 상기 복수의 픽셀이 정보가 표시되는 제1픽셀과 상기 정보가 표시되지 않는 제2픽셀을 구분할 수 있는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 디스플레이 신호에 의해 상기 제2픽셀에 대응하는 마이크로 거울은 상기 확산판의 출력을 전달하지 않는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 거울 장치는 디지털 마이크로미러 디바이스(Digital Micro-mirror Device, DMD) 또는 미세전자제어기술(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)을 이용한 장치를 포함하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    차량용 네트워크를 통해 전달되는 데이터를 변환하여 상기 디스플레이 신호를 생성하고, 상기 디스플레이 신호를 상기 마이크로 거울 장치 및 상기 디스플레이 패널로 전달하는 제어기
    를 더 포함하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 백라이팅 모듈에 부착되어 온도를 측정하여 상기 제어기에 전달할 수 있는 온도 센서
    를 더 포함하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 온도 센서로부터 전달되는 온도에 대응하여 상기 백라이팅 모듈에서 출력되는 상기 레이저의 세기를 조절하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 온도 센서로부터 전달되는 온도에 대응하여 상기 디스플레이 신호에 포함된 색 정보를 보상하기 위해 상기 디스플레이 패널의 색 좌표를 제어하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 차량용 네트워크는 이더넷(Ethernet) 방식의 통신을 지원하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 거울 장치는 상기 디스플레이 패널의 픽셀 단위에 대응하여 상기 확산판의 출력을 조절하여 전달할 수 있는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 마이크로 거울 장치는 복수의 단위 거울을 포함하고,
    상기 복수의 단위 거울 각각은 상기 디스플레이 패널의 픽셀에 표시되는 색에 대응하여 상기 확산판의 출력을 조절하여 전달할 수 있는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치.
  14. 차량용 네트워크로부터 정보를 수신하는 단계;
    상기 정보를 디스플레이 패널에 표시하기 위한 디스플레이 신호로 변환하는 단계;
    상기 디스플레이 신호를 마이크로 거울 장치 및 상기 디스플레이 패널에 전달하는 단계; 및
    상기 디스플레이 신호에 대응하여 백라이팅 레이저(backlighting laser)를 상기 마이크로 거울 장치를 통해 선택적으로 전달하는 단계
    를 포함하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 차량용 네트워크는 이더넷(Ethernet) 방식의 통신을 지원하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 백라이팅 레이저는 수직 캐비티 표면 광방출 레이저(vertical-cavity surface-emitting laser, VCSEL)로부터 출력되는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 디스플레이 신호에 대응하여 백라이팅 레이저를 상기 마이크로 거울 장치를 통해 선택적으로 전달하는 단계는
    전원이 인가되면 레이저를 출력하는 단계;
    출력된 레이저를 평행하게 조정하는 단계;
    조정된 레이저를 확산하여 상기 백라이팅 레이저를 전달하는 단계; 및
    상기 백라이팅 레이저를 상기 디스플레이 신호에 대응하여 선택적으로 상기 디스플레이 패널에 전달하는 단계
    를 포함하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 n x m(n, m은 자연수)의 행렬 형태로 배치된 복수의 픽셀을 포함하고,
    상기 마이크로 거울 장치는 상기 복수의 픽셀에 대응하는 수와 배치 형태를 가지는 복수의 마이크로 거울을 포함하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 디스플레이 신호는 상기 복수의 픽셀이 정보가 표시되는 제1픽셀과 상기 정보가 표시되지 않는 제2픽셀을 구분할 수 있는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 디스플레이 신호에 의해 상기 제2픽셀에 대응하는 마이크로 거울은 상기 확산판의 출력을 전달하지 않는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 마이크로 거울 장치는 디지털 마이크로미러 디바이스(Digital Micro-mirror Device, DMD) 또는 미세전자제어기술(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)을 이용한 장치를 포함하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법.
  22. 제14항에 있어서,
    상기 백라이팅 레이저를 출력하는 모듈에서 온도를 측정하는 단계
    를 더 포함하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    측정된 상기 온도에 대응하여 상기 백라이팅 레이저의 세기를 조정하는 단계
    를 더 포함하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    측정된 상기 온도에 대응하여 대응하여 상기 디스플레이 신호에 포함된 색 정보를 보상하기 위해 상기 디스플레이 패널의 색 좌표를 제어하는 단계
    를 더 포함하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 색 좌표는 상기 디스플레이 패널의 픽셀에 공급되는 전원을 조절하여 제어되는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법.
  26. 제14항에 있어서,
    상기 디스플레이 신호는
    상기 디스플레이 패널에 전달되는 제1디스플레이 신호; 및
    상기 제1디스플레이 신호와 동기화되어 상기 마이크로 거울 장치에 전달되는 제2디스플레이 신호
    를 포함하는, 차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제1디스플레이 신호는 상기 정보에 대응하는 상기 디스플레이 패널의 픽셀마다 표현될 색 정보가 포함되어 있지만,
    상기 제2디스플레이 신호는 상기 픽셀의 온/오프 정보만을 포함하는,
    차량용 헤드업 디스플레이 장치의 구동 방법.
KR1020170162949A 2017-11-30 2017-11-30 레이저 백라이트를 사용한 차량용 헤드업 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법 KR20190063858A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170162949A KR20190063858A (ko) 2017-11-30 2017-11-30 레이저 백라이트를 사용한 차량용 헤드업 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170162949A KR20190063858A (ko) 2017-11-30 2017-11-30 레이저 백라이트를 사용한 차량용 헤드업 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190063858A true KR20190063858A (ko) 2019-06-10

Family

ID=66848522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170162949A KR20190063858A (ko) 2017-11-30 2017-11-30 레이저 백라이트를 사용한 차량용 헤드업 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190063858A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160088397A (ko) 2013-12-18 2016-07-25 가부시키가이샤 오루투스 테크놀로지 헤드업 디스플레이 장치용 액정 표시 장치 및 헤드업 디스플레이 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160088397A (ko) 2013-12-18 2016-07-25 가부시키가이샤 오루투스 테크놀로지 헤드업 디스플레이 장치용 액정 표시 장치 및 헤드업 디스플레이 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2018055110A (ja) ヘッドアップディスプレイとその動作方法
CN101697036B (zh) 汽车玻璃信息显示系统及其成像的方法
WO2016103937A1 (ja) 投写型表示装置、安全運転支援方法、及び安全運転支援プログラム
US10042162B2 (en) Device and method for emitting a light beam intended to form an image, projection system, and display using said device
EP2863115B1 (en) Head-up electronic-paper display system
JP2014172406A (ja) ヘッドアップディスプレイ装置、ヘッドアップディスプレイ装置の表示方法およびヘッドアップディスプレイ装置のプログラム
CN104412318A (zh) 场序制图像显示设备
KR102135488B1 (ko) 이미지를 형성하도록 의도된 광 빔을 방사하기 위한 장치 및 방법, 투영 시스템, 및 상기 장치를 이용하는 디스플레이
KR20150063031A (ko) 이미지를 형성하도록 의도된 광 빔을 방출하기 위한 디바이스 및 방법, 프로젝션 시스템 및 상기 디바이스를 사용하는 디스플레이
US20180180879A1 (en) Information display device and vehicle apparatus
KR102321095B1 (ko) 차량용 헤드업 디스플레이 장치 및 그 제어 방법
WO2017130290A1 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
WO2020158054A1 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
CN109997072A (zh) 用于平视显示器的图像生成装置和用于控制该装置的方法
KR20190063858A (ko) 레이저 백라이트를 사용한 차량용 헤드업 디스플레이 장치 및 그의 제어 방법
EP4137363A1 (en) Head-up display device and head-up display method
WO2018198868A1 (ja) スクリーンシステム、表示システム、スクリーンシステムの制御方法、プログラム、記憶媒体及び表示システムを備える移動体
KR101408998B1 (ko) 헤드 업 디스플레이 장치 및 방법
CN106291924A (zh) 一种基于dlp技术的车载平视显示系统
JP2021076652A (ja) 表示装置
CN203416370U (zh) 一种抬头显示器的全彩激光投影装置
JP2014194511A (ja) ヘッドアップディスプレイ装置およびヘッドアップディスプレイ装置の表示方法
JP7433716B2 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
TWI806574B (zh) 一種圖像生成裝置、投影裝置及車輛
KR101298037B1 (ko) 헤드 업 디스플레이 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination