KR101899981B1

KR101899981B1 - 차량용 헤드 업 디스플레이

Info

Publication number: KR101899981B1
Application number: KR1020160163753A
Authority: KR
Inventors: 최성환; 정두경; 김일완; 이재호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2018-09-19
Also published as: US20230016174A1; US20180157036A1; KR20180063688A; WO2018101552A3; EP4269154A3; US10606075B2; EP4269154A2; EP3548957A4; US11526005B2; EP3548957A2; US20200183161A1; EP3548957B1; EP4086690A1; WO2018101552A2; EP4086690B1

Abstract

본 발명은 차량의 윈드쉴드를 통해 표시되는 복수의 허상의 표시 위치 등을 변경함으로써 증강현실을 실현하는 차량용 헤드 업 디스플레이 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이는, 제1 및 제2 영상 광을 차량의 윈드쉴드쪽으로 반사하는 제1 미러를 포함하는 미러부와; 상기 차량의 윈드쉴드에 위치하고, 제1 영역에 상기 제1 영상광에 대응하는 제1 허상(virtual image)을 표시하고, 제2 영역에 상기 제2 영상광에 대응하는 제2 허상을 표시하는 표시층과; 상기 제1 미러의 기울기를 변경함으로써 상기 제1 및 제2 허상의 표시 위치를 변경하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

차량용 헤드 업 디스플레이{Head Up Display for Vehicle}

본 발명은 차량용 헤드 업 디스플레이에 관한 것이다.

차량은 탑승하는 사용자가 원하는 방향으로 이동시키는 것이 가능한 장치이다. 대표적으로 자동차를 예를 들 수 있다.

한편, 차량을 이용하는 사용자의 편의를 위해, 각종 센서와 전자 장치 등이 구비되고 있는 추세이다. 특히, 사용자의 운전 편의를 위해 차량 운전자 보조 시스템(ADAS: Advanced Driver Assistance System)에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 나아가, 자율 주행 자동차(Autonomous Vehicle)에 대한 개발이 활발하게 이루어 지고 있다.

차량에는 다양한 종류의 램프가 구비될 수 있다. 일반적으로, 차량은 야간 주행을 할 때 차량 주변에 위치한 대상물을 용이하게 확인할 수 있도록 하는 조명 기능 및 다른 차량이나 기타 도로 이용자에게 자기 차량의 주행 상태를 알리기 위한 신호 기능을 가지는 다양한 차량용 램프를 구비하고 있다.

예를 들어, 차량에는 전방에 빛을 조사하여 운전자의 시야를 확보토록 하는 전조등, 브레이크를 밟을 때 점등되는 브레이크등, 우회전 또는 좌회전 시 사용되는 방향지시등과 같이 램프를 이용하여 직접 발광하는 방식으로 작동하는 장치가 구비될 수 있다.

다른 예로, 차량의 전방 및 후방에는 자기 차량이 외부에서 용이하기 인식될 수 있도록 빛을 반사시키는 반사기 등이 장착되고 있다.

이러한 차량용 램프는 각 기능을 충분히 발휘하도록 그 설치 기준과 규격에 대해서 법규로 규정되어 있다.

한편, 차량용 헤드 업 디스플레이는 차량에 구비되어 차량의 윈드 쉴드를 향해 이미지 광을 출사하는 기기이다. 차량용 헤드 업 디스플레이는 차량 주행 중에 운행 정보를 포함하는 각종 정보를 표시할 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 이미지 광을 생성하여 출력하는 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널에서 생성된 이미지 광이 반사되는 적어도 하나의 미러를 포함한다.

디스플레이 패널에서 생성된 이미지 광은 미러에 의해 차량의 윈드쉴드로 입사될 수 있고, 운전자는 윈드 쉴드 전방 위치의 허상을 인식할 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 2개의 영상 소스를 포함할 경우, 2개의 허상을 형성할 수 있고, 이 경우 차량용 헤드 업 디스플레이의 편의성은 증대될 수 있다.

본 발명의 목적은 차량의 윈드쉴드를 통해 표시되는 복수의 허상의 표시 위치, 크기, 깊이감, 투명도(밝기), 기울기 등을 변경함으로써 증강현실을 실현하는 차량용 헤드 업 디스플레이 및 그 제어 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이는,

제1 및 제2 영상 광을 차량의 윈드쉴드쪽으로 반사하는 제1 미러를 포함하는 미러부와;

상기 차량의 윈드쉴드에 위치하고, 제1 영역에 상기 제1 영상광에 대응하는 제1 허상(virtual image)을 표시하고, 제2 영역에 상기 제2 영상광에 대응하는 제2 허상(virtual image)을 표시하는 표시층과;

상기 제1 미러의 기울기를 변경함으로써 상기 제1 및 제2 허상의 표시 위치를 변경하는 제어부를 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 허상과 제2 허상이 서로 이격되도록 제1 미러의 기울기를 변경할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 허상과 제2 허상이 서로 연결되도록 제1 미러의 기울기를 변경할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 허상과 제2 허상이 서로 중첩되도록 제1 미러의 기울기를 변경할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 표시층은, 상기 차량의 윈드 쉴드의 제1 표시 영역에 제1방향의 선편광에 대응하는 제1 허상(virtual image)을 표시하고, 상기 차량의 윈드 쉴드의 제2 표시 영역에 제2방향의 선편광에 대응하는 제2 허상을 표시할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 미러부는, 제1방향의 선편광과, 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광을 출사하는 영상 발생부와; 상기 제1 미러와 이격되게 배치되고, 제1방향의 선편광을 투과하고, 제2 방향의 선편광을 제1 미러에 반사하는 제2 미러와; 상기 제2 미러와 이격되게 배치되고, 상기 제2 미러를 투과한 제1방향의 선편광을 상기 제1 미러에 반사하는 제3 미러와; 상기 제1 미러의 기울기를 변경하는 제1 회전기구를 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 미러부는, 제2 미러의 기울기를 변경하는 제2 회전부; 제3 미러의 기울기를 변경하는 제3 회전부를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 차간 거리에 따라 상기 제1 허상과 제2 허상을 서로 중첩시킬 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 차간 거리에 따라 상기 제1 허상과 제2 허상의 표시 위치를 변경하고, 상기차간 거리에 따라 상기 제1 허상에 표시되는 정보 및 제2 허상에 표시되는 정보를 변경할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는,

현재 주행 도로에 매칭되고, 현재 주행 도로 상의 차간 거리를 나타내는 제1 그래픽 객체를 상기 제2 허상의 제1 영역에 표시하고,

주행 차선 변경 요청시, 상기 변경할 주행 차선에 대응하는 인접 도로에 매칭되고, 상기 인접 도로 상의 차간 거리를 나타내는 제2 그래픽 객체를 상기 제2 허상의 제2 영역에 표시할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는,

상기 차량과 전방 차량 사이로 제1 차량이 진입하고, 상기 차량과 상기 제1 차량 사이의 거리가 기준 거리 이하일 때 상기 제1 허상을 상기 제1 차량에 중첩되도록 상기 제1 허상의 표시 위치를 변경하고,

상기 차량과 상기 제1 차량 사이의 거리가 상기 기준 거리를 초과하면 상기 제2 허상을 상기 제1 차량에 중첩되도록 상기 제2 허상의 표시 위치를 변경할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 주행 도로에 위치하는 길 안내 정보가 카메라에 의해 검출되면 상기 검출된 길 안내 정보에 대응하는 이미지를 상기 제2 허상에 표시하고, 상기 길 안내 정보의 위치와 상기 차량 간의 거리에 따라 상기 제2 허상에 표시되는 상기 이미지의 기울기를 변경할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제2 허상을 중첩하여 입체영상을 나타낼 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제1 허상에 표시되는 제1 길 안내 이미지의 사이즈 및 표시 위치와, 상기 제2 허상에 표시되는 제2 길 안내 이미지의 사이즈 및 표시 위치를 변경함으로써 입체영상을 나타낼 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 앞차와의 거리가 기준 거리 이하이면, 상기 제2 허상과 상기 앞차가 서로 중첩되지 않도록 상기 제2 허상의 표시 위치를 변경함과 동시에 상기 표시 위치가 변경된 제2 허상에 표시되는 그래픽 객체의 표시 위치를 변경할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 현재 교차로에서 상기 차량이 진입해야할 도로에 길 안내 정보를 표시할 때 상기 제1 허상에 상기 길 안내 정보를 표시함과 동시에, 상기 현재 교차로에서 상기 차량이 진입하지 말아야할 도로에 매칭되는 그래픽 객체를 상기 제2 허상에 표시할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는,

상기 차량이 상기 현재 교차로에 가까워질수록 상기 차량이 진입하지 말아야할 도로에 매칭되는 그래픽 객체를 점진적으로 세우고,

상기 차량이 상기 현재 교차로에 가까워질수록 상기 제1 허상에 표시되는 상기 길 안내 정보에 대응하는 이미지를 점진적으로 눕히는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 차량의 현재 속도를 상기 제1 허상에 표시하고, 코너링 구간을 알리는 턴바이턴 이미지를 상기 제2 허상에 표시할 때, 상기 차량의 현재 속도가 상기 코너링 구간의 차량 진입 기준 속도를 초과할 때 상기 차량이 언더스티어(understeer)될 수 있음을 알리는 이미지를 상기 턴바이턴 이미지에 표시할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 차량이 주행하는 도로에 위치한 길 안내 이미지가 카메라에 의해 검출되면, 현재 위치로부터 목적지까지의 경로에 연관된 정보를 상기 검출된 길 안내 이미지로부터 검출하고, 상기 검출된 길 안내 이미지로부터 상기 연관된 정보에 대응하는 이미지만을 상기 제2 허상에 표시할 수 있다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 제어 방법은, 제1 및 제2 영상 광을 차량의 윈드쉴드쪽으로 반사하는 제1 미러를 포함하는 미러부와; 상기 차량의 윈드쉴드에 위치하고, 상기 제1 영상광에 대응하는 제1 허상(virtual image)과 상기 제2 영상광에 대응하는 제2 허상(virtual image)을 표시하는 표시층을 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이를 제어하는 방법에 있어서,

상기 제1 미러의 기울기를 변경함으로써 상기 제1 및 제2 허상의 표시 위치를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상이 있다.

본 발명은 차량의 윈드쉴드를 통해 표시되는 복수의 허상의 표시 위치, 크기, 깊이감, 투명도(밝기), 기울기 등을 변경함으로써 증강현실을 효과적으로 실현할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량을 외부의 다양한 각도에서 본 도면이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 내부를 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오브젝트를 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의주요 구성이 도시된 측면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드업 디스플레이의 광 경로가 도시된 측면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 다른 측면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의주요 구성이 도시된 또 다른 측면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 1/4 파장 위상지연자, 제2반사미러 및 편광반사미러가 확대 도시된 측면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의 광 경로가 도시된 또 다른 측면도이다.
도 14는 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 또 다른 측면도이다.
도 15는 도 14에 도시된 1/4 파장 위상지연자, 제2 반사미러, 편광반사미러 및 제3 반사미러가 확대 도시된 측면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 또 다른 측면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의주요 구성이 도시된 또 다른 측면도이다.
도 18은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의 편광반사미러의 회전시 제1허상이 기울어지게 형성된 측면도이다.
도 19는 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의 제2반사미러의 회전시 제2허상이 기울어지게 형성된 측면도이다.
도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 구성을 나타낸 도이다.
도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 22는 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및 제2 허상을 서로 분리하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 제2 허상의 표시 위치를 변경하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 24는 본 발명의 실시예들에 따른 제1 허상 및 제2 허상을 중첩시키는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 25 내지 도 28은 본 발명의 실시예들에 따른 앞 차량과의 충돌 가능성을 제1 및 제2 허상을 이용하여 사용자에게 알리는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 29는 본 발명의 실시예들에 따른 제2 허상에 표시되는 정보를 나타낸 예시도이다.
도 30 내지 도 33은 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및 제2 허상에 표시되는 정보를 끼어들기 차량에 따라 다르게 표시하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 34 내지 도 35는 본 발명의 실시예들에 따른 제2 허상의 기울기를 변경하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 36 내지 도 37은 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및 제2 허상을 중첩하여 입체 영상을 표시하는 방법을 나타낸 예시도들이다.
도 38은 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및 제2 허상을 중첩하여 입체 영상을 표시하는 다른 방법을 나타낸 예시도이다.
도 39는 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및 제2 허상에 표시되는 정보를 중요 알림 정보를 근거로 변경하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 40은 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및 제2 허상에 표시되는 정보를 장애물을 근거로 변경하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 41은 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및 제2 허상을 근거로 길 안내 정보를 제공하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 42는 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및/또는 제2 허상에 길 안내 정보를 표시하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 43 내지 도 44는 본 발명의 실시예들에 따른 제2 허상에 길 안내 정보를표시하는 방법을 나타낸 다른 예시도들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 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. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 기술되는 차량은, 자동차, 오토바이를 포함하는 개념일 수 있다. 이하에서는, 차량에 대해 자동차를 위주로 기술한다.

본 명세서에서 기술되는 차량은, 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관 차량, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하는 하이브리드 차량, 동력원으로서 전기 모터를 구비하는 전기 차량등을 모두 포함하는 개념일 수 있다.

이하의 설명에서 차량의 좌측은 차량의 주행 방향의 좌측을 의미하고, 차량의 우측은 차량의 주행 방향의 우측을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 외관을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량을 외부의 다양한 각도에서 본 도면이다.

도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 내부를 도시한 도면이다.

도 5 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 오브젝트를 설명하는데 참조되는 도면이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량을 설명하는데 참조되는 블럭도이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 차량(100)은 동력원에 의해 회전하는 바퀴, 차량(100)의 진행 방향을 조절하기 위한 조향 입력 장치(510)를 포함할 수 있다.

차량(100)은 자율 주행 차량일 수 있다.

차량(100)은, 사용자 입력에 기초하여, 자율 주행 모드 또는 메뉴얼 모드(수도 주행 모드)로 전환될 수 있다.

예를 들면, 차량(100)은, 사용자 인터페이스 장치(200)를 통해, 수신되는 사용자 입력에 기초하여, 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.

차량(100)은, 주행 상황 정보에 기초하여, 자율 주행 모드 또는 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다. 주행 상황 정보는, 오브젝트 검출 장치(300)에서 제공된 오브젝트 정보에 기초하여 생성될 수 있다.

예를 들면, 차량(100)은, 오브젝트 검출 장치(300)에서 생성되는 주행 상황 정보에 기초하여, 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.

예를 들면, 차량(100)은, 통신 장치(400)를 통해 수신되는 주행 상황 정보에 기초하여, 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.

차량(100)은, 외부 디바이스에서 제공되는 정보, 데이터, 신호에 기초하여 메뉴얼 모드에서 자율 주행 모드로 전환되거나, 자율 주행 모드에서 메뉴얼 모드로 전환될 수 있다.

차량(100)이 자율 주행 모드로 운행되는 경우, 자율 주행 차량(100)은, 운행 시스템(700)에 기초하여 운행될 수 있다.

예를 들면, 자율 주행 차량(100)은, 주행 시스템(710), 출차 시스템(740), 주차 시스템(750)에서 생성되는 정보, 데이터 또는 신호에 기초하여 운행될 수 있다.

차량(100)이 메뉴얼 모드로 운행되는 경우, 자율 주행 차량(100)은, 운전 조작 장치(500)를 통해 운전을 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다. 운전 조작 장치(500)를 통해 수신되는 사용자 입력에 기초하여, 차량(100)은 운행될 수 있다.

전장(overall length)은 차량(100)의 앞부분에서 뒷부분까지의 길이, 전폭(width)은 차량(100)의 너비, 전고(height)는 바퀴 하부에서 루프까지의 길이를 의미한다. 이하의 설명에서, 전장 방향(L)은 차량(100)의 전장 측정의 기준이 되는 방향, 전폭 방향(W)은 차량(100)의 전폭 측정의 기준이 되는 방향, 전고 방향(H)은 차량(100)의 전고 측정의 기준이 되는 방향을 의미할 수 있다.

도 7에 예시된 바와 같이, 차량(100)은, 사용자 인터페이스 장치(200), 오브젝트 검출 장치(300), 통신 장치(400), 운전 조작 장치(500), 차량 구동 장치(600), 운행 시스템(700), 내비게이션 시스템(770), 센싱부(120), 인터페이스부(130), 메모리(140), 제어부(170) 및 전원 공급부(190)를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 차량(100)은, 본 명세서에서 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.

사용자 인터페이스 장치(200)는, 차량(100)과 사용자와의 소통을 위한 장치이다. 사용자 인터페이스 장치(200)는, 사용자 입력을 수신하고, 사용자에게 차량(100)에서 생성된 정보를 제공할 수 있다. 차량(100)은, 사용자 인터페이스 장치(200)를 통해, UI(User Interfaces) 또는 UX(User Experience)를 구현할 수 있다.

사용자 인터페이스 장치(200)는, 입력부(210), 내부 카메라(220), 생체 감지부(230), 출력부(250) 및 프로세서(270)를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 사용자 인터페이스 장치(200)는, 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수도 있다.

입력부(200)는, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로, 입력부(120)에서 수집한 데이터는, 프로세서(270)에 의해 분석되어, 사용자의 제어 명령으로 처리될 수 있다.

입력부(200)는, 차량 내부에 배치될 수 있다. 예를 들면, 입력부(200)는, 스티어링 휠(steering wheel)의 일 영역, 인스투루먼트 패널(instrument panel)의 일 영역, 시트(seat)의 일 영역, 각 필러(pillar)의 일 영역, 도어(door)의 일 영역, 센타 콘솔(center console)의 일 영역, 헤드 라이닝(head lining)의 일 영역, 썬바이저(sun visor)의 일 영역, 윈드 쉴드(windshield)의 일 영역 또는 윈도우(window)의 일 영역 등에 배치될 수 있다.

입력부(200)는, 음성 입력부(211), 제스쳐 입력부(212), 터치 입력부(213) 및 기계식 입력부(214)를 포함할 수 있다.

음성 입력부(211)는, 사용자의 음성 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 전환된 전기적 신호는, 프로세서(270) 또는 제어부(170)에 제공될 수 있다.

음성 입력부(211)는, 하나 이상의 마이크로 폰을 포함할 수 있다.

제스쳐 입력부(212)는, 사용자의 제스쳐 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 전환된 전기적 신호는, 프로세서(270) 또는 제어부(170)에 제공될 수 있다.

제스쳐 입력부(212)는, 사용자의 제스쳐 입력을 감지하기 위한 적외선 센서 및 이미지 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 제스쳐 입력부(212)는, 사용자의 3차원 제스쳐 입력을 감지할 수 있다. 이를 위해, 제스쳐 입력부(212)는, 복수의 적외선 광을 출력하는 광출력부 또는 복수의 이미지 센서를 포함할 수 있다.

제스쳐 입력부(212)는, TOF(Time of Flight) 방식, 구조광(Structured light) 방식 또는 디스패러티(Disparity) 방식을 통해 사용자의 3차원 제스쳐 입력을 감지할 수 있다.

터치 입력부(213)는, 사용자의 터치 입력을 전기적 신호로 전환할 수 있다. 전환된 전기적 신호는 프로세서(270) 또는 제어부(170)에 제공될 수 있다.

터치 입력부(213)는, 사용자의 터치 입력을 감지하기 위한 터치 센서를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 터치 입력부(213)는 디스플레이부(251)와 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한, 터치 스크린은, 차량(100)과 사용자 사이의 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 함께 제공할 수 있다.

기계식 입력부(214)는, 버튼, 돔 스위치(dome switch), 조그 휠 및 조그 스위치 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 기계식 입력부(214)에 의해 생성된 전기적 신호는, 프로세서(270) 또는 제어부(170)에 제공될 수 있다.

기계식 입력부(214)는, 스티어링 휠, 센테 페시아, 센타 콘솔, 칵픽 모듈, 도어 등에 배치될 수 있다.

내부 카메라(220)는, 차량 내부 영상을 획득할 수 있다. 프로세서(270)는, 차량 내부 영상을 기초로, 사용자의 상태를 감지할 수 있다. 프로세서(270)는, 차량 내부 영상에서 사용자의 시선 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(270)는, 차량 내부 영상에서 사용자의 제스쳐를 감지할 수 있다.

생체 감지부(230)는, 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있다. 생체 감지부(230)는, 사용자의 생체 정보를 획득할 수 있는 센서를 포함하고, 센서를 이용하여, 사용자의 지문 정보, 심박동 정보 등을 획득할 수 있다. 생체 정보는 사용자 인증을 위해 이용될 수 있다.

출력부(250)는, 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것이다.

출력부(250)는, 디스플레이부(251), 음향 출력부(252) 및 햅틱 출력부(253) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

디스플레이부(251)는, 다양한 정보에 대응되는 그래픽 객체를 표시할 수 있다.

디스플레이부(251)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

디스플레이부(251)는 터치 입력부(213)와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다.

디스플레이부(251)는 HUD(Head Up Display)로 구현될 수 있다. 디스플레이부(251)가 HUD로 구현되는 경우, 디스플레이부(251)는 투사 모듈을 구비하여 윈드 쉴드 또는 윈도우에 투사되는 이미지를 통해 정보를 출력할 수 있다.

디스플레이부(251)는, 투명 디스플레이를 포함할 수 있다. 투명 디스플레이는 윈드 쉴드 또는 윈도우에 부착될 수 있다.

투명 디스플레이는 소정의 투명도를 가지면서, 소정의 화면을 표시할 수 있다. 투명 디스플레이는, 투명도를 가지기 위해, 투명 디스플레이는 투명 TFEL(Thin Film Elecroluminescent), 투명 OLED(Organic Light-Emitting Diode), 투명 LCD(Liquid Crystal Display), 투과형 투명디스플레이, 투명 LED(Light Emitting Diode) 디스플레이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 투명 디스플레이의 투명도는 조절될 수 있다.

한편, 사용자 인터페이스 장치(200)는, 복수의 디스플레이부(251a 내지 251g)를 포함할 수 있다.

디스플레이부(251)는, 스티어링 휠의 일 영역, 인스투루먼트 패널의 일 영역(521a, 251b, 251e), 시트의 일 영역(251d), 각 필러의 일 영역(251f), 도어의 일 영역(251g), 센타 콘솔의 일 영역, 헤드 라이닝의 일 영역, 썬바이저의 일 영역에 배치되거나, 윈드 쉴드의 일영역(251c), 윈도우의 일영역(251h)에 구현될 수 있다.

음향 출력부(252)는, 프로세서(270) 또는 제어부(170)로부터 제공되는 전기 신호를 오디오 신호로 변환하여 출력한다. 이를 위해, 음향 출력부(252)는, 하나 이상의 스피커를 포함할 수 있다.

햅틱 출력부(253)는, 촉각적인 출력을 발생시킨다. 예를 들면, 햅틱 출력부(253)는, 스티어링 휠, 안전 벨트, 시트(110FL, 110FR, 110RL, 110RR)를 진동시켜, 사용자가 출력을 인지할 수 있게 동작할 수 있다.

프로세서(270)는, 사용자 인터페이스 장치(200)의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

실시예에 따라, 사용자 인터페이스 장치(200)는, 복수의 프로세서(270)를 포함하거나, 프로세서(270)를 포함하지 않을 수도 있다.

사용자 인터페이스 장치(200)에 프로세서(270)가 포함되지 않는 경우, 사용자 인터페이스 장치(200)는, 차량(100)내 다른 장치의 프로세서 또는 제어부(170)의 제어에 따라, 동작될 수 있다.

한편, 사용자 인터페이스 장치(200)는, 차량용 디스플레이 장치로 명명될 수 있다.

사용자 인터페이스 장치(200)는, 제어부(170)의 제어에 따라 동작될 수 있다.

오브젝트 검출 장치(300)는, 차량(100) 외부에 위치하는 오브젝트를 검출하기 위한 장치이다.

오브젝트는, 차량(100)의 운행과 관련된 다양한 물체들일 수 있다.

도 5 내지 도 6을 참조하면, 오브젝트(O)는, 차선(OB10), 타 차량(OB11), 보행자(OB12), 이륜차(OB13), 교통 신호(OB14, OB15), 빛, 도로, 구조물, 과속 방지턱, 지형물, 동물 등을 포함할 수 있다.

차선(Lane)(OB10)은, 주행 차선, 주행 차선의 옆 차선, 대향되는 차량이 주행하는 차선일 수 있다. 차선(Lane)(OB10)은, 차선(Lane)을 형성하는 좌우측 선(Line)을 포함하는 개념일 수 있다.

타 차량(OB11)은, 차량(100)의 주변에서 주행 중인 차량일 수 있다. 타 차량은, 차량(100)으로부터 소정 거리 이내에 위치하는 차량일 수 있다. 예를 들면, 타 차량(OB11)은, 차량(100)보다 선행 또는 후행하는 차량일 수 있다.

보행자(OB12)는, 차량(100)의 주변에 위치한 사람일 수 있다. 보행자(OB12)는, 차량(100)으로부터 소정 거리 이내에 위치하는 사람일 수 있다. 예를 들면, 보행자(OB12)는, 인도 또는 차도상에 위치하는 사람일 수 있다.

이륜차(OB12)는, 차량(100)의 주변에 위치하고, 2개의 바퀴를 이용해 움직이는 탈것을 의미할 수 있다. 이륜차(OB12)는, 차량(100)으로부터 소정 거리 이내에 위치하는 2개의 바퀴를 가지는 탈 것일 수 있다. 예를 들면, 이륜차(OB13)는, 인도 또는 차도상에 위치하는 오토바이 또는 자전거일 수 있다.

교통 신호는, 교통 신호등(OB15), 교통 표지판(OB14), 도로면에 그려진 문양 또는 텍스트를 포함할 수 있다.

빛은, 타 차량에 구비된 램프에서 생성된 빛일 수 있다. 빛은, 가로등에서 생성된 빛을 수 있다. 빛은 태양광일 수 있다.

도로는, 도로면, 커브, 오르막, 내리막 등의 경사 등을 포함할 수 있다.

구조물은, 도로 주변에 위치하고, 지면에 고정된 물체일 수 있다. 예를 들면, 구조물은, 가로등, 가로수, 건물, 전봇대, 신호등, 다리를 포함할 수 있다.

지형물은, 산, 언덕, 등을 포함할 수 있다.

한편, 오브젝트는, 이동 오브젝트와 고정 오브젝트로 분류될 수 있다. 예를 들면, 이동 오브젝트는, 타 차량, 보행자를 포함하는 개념일 수 있다. 예를 들면, 고정 오브젝트는, 교통 신호, 도로, 구조물을 포함하는 개념일 수 있다.

오브젝트 검출 장치(300)는, 카메라(310), 레이다(320), 라이다(330), 초음파 센서(340), 적외선 센서(350) 및 프로세서(370)를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 오브젝트 검출 장치(300)는, 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.

카메라(310)는, 차량 외부 영상을 획득하기 위해, 차량의 외부의 적절한 곳에 위치할 수 있다. 카메라(310)는, 모노 카메라, 스테레오 카메라(310a), AVM(Around View Monitoring) 카메라(310b) 또는 360도 카메라일 수 있다.

예를 들면, 카메라(310)는, 차량 전방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서, 프런트 윈드 쉴드에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 카메라(310)는, 프런트 범퍼 또는 라디에이터 그릴 주변에 배치될 수 있다.

예를 들면, 카메라(310)는, 차량 후방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서, 리어 글라스에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 카메라(310)는, 리어 범퍼, 트렁크 또는 테일 게이트 주변에 배치될 수 있다.

예를 들면, 카메라(310)는, 차량 측방의 영상을 획득하기 위해, 차량의 실내에서 사이드 윈도우 중 적어도 어느 하나에 근접하게 배치될 수 있다. 또는, 카메라(310)는, 사이드 미러, 휀더 또는 도어 주변에 배치될 수 있다.

카메라(310)는, 획득된 영상을 프로세서(370)에 제공할 수 있다.

레이다(320)는, 전자파 송신부, 수신부를 포함할 수 있다. 레이더(320)는 전파 발사 원리상 펄스 레이더(Pulse Radar) 방식 또는 연속파 레이더(Continuous Wave Radar) 방식으로 구현될 수 있다. 레이더(320)는 연속파 레이더 방식 중에서 신호 파형에 따라 FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)방식 또는 FSK(Frequency Shift Keyong) 방식으로 구현될 수 있다.

레이더(320)는 전자파를 매개로, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.

레이더(320)는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.

라이다(330)는, 레이저 송신부, 수신부를 포함할 수 있다. 라이다(330)는, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식으로 구현될 수 있다.

라이다(330)는, 구동식 또는 비구동식으로 구현될 수 있다.

구동식으로 구현되는 경우, 라이다(330)는, 모터에 의해 회전되며, 차량(100) 주변의 오브젝트를 검출할 수 있다.

비구동식으로 구현되는 경우, 라이다(330)는, 광 스티어링에 의해, 차량(100)을 기준으로 소정 범위 내에 위치하는 오브젝트를 검출할 수 있다. 차량(100)은 복수의 비구동식 라이다(330)를 포함할 수 있다.

라이다(330)는, 레이저 광 매개로, TOF(Time of Flight) 방식 또는 페이즈 쉬프트(phase-shift) 방식에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.

라이다(330)는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.

초음파 센서(340)는, 초음파 송신부, 수신부를 포함할 수 있다. 초음파 센서(340)은, 초음파를 기초로 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.

초음파 센서(340)는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.

적외선 센서(350)는, 적외선 송신부, 수신부를 포함할 수 있다. 적외선 센서(340)는, 적외선 광을 기초로 오브젝트를 검출하고, 검출된 오브젝트의 위치, 검출된 오브젝트와의 거리 및 상대 속도를 검출할 수 있다.

적외선 센서(350)는, 차량의 전방, 후방 또는 측방에 위치하는 오브젝트를 감지하기 위해 차량의 외부의 적절한 위치에 배치될 수 있다.

프로세서(370)는, 오브젝트 검출 장치(300)의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

프로세서(370)는, 획득된 영상에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(370)는, 영상 처리 알고리즘을 통해, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출등의 동작을 수행할 수 있다.

프로세서(370)는, 송신된 전자파가 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 전자파에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(370)는, 전자파에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.

프로세서(370)는, 송신된 레이저가 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 레이저 광에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(370)는, 레이저 광에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.

프로세서(370)는, 송신된 초음파가 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 초음파에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(370)는, 초음파에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.

프로세서(370)는, 송신된 적외선 광이 오브젝트에 반사되어 되돌아오는 반사 적외선 광에 기초하여, 오브젝트를 검출하고, 트래킹할 수 있다. 프로세서(370)는, 적외선 광에 기초하여, 오브젝트와의 거리 산출, 오브젝트와의 상대 속도 산출 등의 동작을 수행할 수 있다.

실시예에 따라, 오브젝트 검출 장치(300)는, 복수의 프로세서(370)를 포함하거나, 프로세서(370)를 포함하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 카메라(310), 레이다(320), 라이다(330), 초음파 센서(340) 및 적외선 센서(350) 각각은 개별적으로 프로세서를 포함할 수 있다.

오브젝트 검출 장치(300)에 프로세서(370)가 포함되지 않는 경우, 오브젝트 검출 장치(300)는, 차량(100)내 장치의 프로세서 또는 제어부(170)의 제어에 따라, 동작될 수 있다.

오브젝트 검출 장치(400)는, 제어부(170)의 제어에 따라 동작될 수 있다.

통신 장치(400)는, 외부 디바이스와 통신을 수행하기 위한 장치이다. 여기서, 외부 디바이스는, 타 차량, 이동 단말기 또는 서버일 수 있다.

통신 장치(400)는, 통신을 수행하기 위해 송신 안테나, 수신 안테나, 각종 통신 프로토콜이 구현 가능한 RF(Radio Frequency) 회로 및 RF 소자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

통신 장치(400)는, 근거리 통신부(410), 위치 정보부(420), V2X 통신부(430), 광통신부(440), 방송 송수신부(450) 및 프로세서(470)를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 통신 장치(400)는, 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.

근거리 통신부(410)는, 근거리 통신(Short range communication)을 위한 유닛이다. 근거리 통신부(410)는, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다.

근거리 통신부(410)는, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 형성하여, 차량(100)과 적어도 하나의 외부 디바이스 사이의 근거리 통신을 수행할 수 있다.

위치 정보부(420)는, 차량(100)의 위치 정보를 획득하기 위한 유닛이다. 예를 들면, 위치 정보부(420)는, GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 DGPS(Differential Global Positioning System) 모듈을 포함할 수 있다.

V2X 통신부(430)는, 서버(V2I : Vehicle to Infra), 타 차량(V2V : Vehicle to Vehicle) 또는 보행자(V2P : Vehicle to Pedestrian)와의 무선 통신 수행을 위한 유닛이다. V2X 통신부(430)는, 인프라와의 통신(V2I), 차량간 통신(V2V), 보행자와의 통신(V2P) 프로토콜이 구현 가능한 RF 회로를 포함할 수 있다.

광통신부(440)는, 광을 매개로 외부 디바이스와 통신을 수행하기 위한 유닛이다. 광통신부(440)는, 전기 신호를 광 신호로 전환하여 외부에 발신하는 광발신부 및 수신된 광 신호를 전기 신호로 전환하는 광수신부를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 광발신부는, 차량(100)에 포함된 램프와 일체화되게 형성될 수 있다.

방송 송수신부(450)는, 방송 채널을 통해, 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호를 수신하거나, 방송 관리 서버에 방송 신호를 송출하기 위한 유닛이다. 방송 채널은, 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 수 있다.

프로세서(470)는, 통신 장치(400)의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

실시예에 따라, 통신 장치(400)는, 복수의 프로세서(470)를 포함하거나, 프로세서(470)를 포함하지 않을 수도 있다.

통신 장치(400)에 프로세서(470)가 포함되지 않는 경우, 통신 장치(400)는, 차량(100)내 다른 장치의 프로세서 또는 제어부(170)의 제어에 따라, 동작될 수 있다.

한편, 통신 장치(400)는, 사용자 인터페이스 장치(200)와 함께 차량용 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 이경우, 차량용 디스플레이 장치는, 텔레 매틱스(telematics) 장치 또는 AVN(Audio Video Navigation) 장치로 명명될 수 있다.

통신 장치(400)는, 제어부(170)의 제어에 따라 동작될 수 있다.

운전 조작 장치(500)는, 운전을 위한 사용자 입력을 수신하는 장치이다.

메뉴얼 모드인 경우, 차량(100)은, 운전 조작 장치(500)에 의해 제공되는 신호에 기초하여 운행될 수 있다.

운전 조작 장치(500)는, 조향 입력 장치(510), 가속 입력 장치(530) 및 브레이크 입력 장치(570)를 포함할 수 있다.

조향 입력 장치(510)는, 사용자로부터 차량(100)의 진행 방향 입력을 수신할 수 있다. 조향 입력 장치(510)는, 회전에 의해 조향 입력이 가능하도록 휠 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 조향 입력 장치는, 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼 형태로 형성될 수도 있다.

가속 입력 장치(530)는, 사용자로부터 차량(100)의 가속을 위한 입력을 수신할 수 있다. 브레이크 입력 장치(570)는, 사용자로부터 차량(100)의 감속을 위한 입력을 수신할 수 있다. 가속 입력 장치(530) 및 브레이크 입력 장치(570)는, 페달 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라, 가속 입력 장치 또는 브레이크 입력 장치는, 터치 스크린, 터치 패드 또는 버튼 형태로 형성될 수도 있다.

운전 조작 장치(500)는, 제어부(170)의 제어에 따라 동작될 수 있다.

차량 구동 장치(600)는, 차량(100)내 각종 장치의 구동을 전기적으로 제어하는 장치이다.

차량 구동 장치(600)는, 파워 트레인 구동부(610), 샤시 구동부(620), 도어/윈도우 구동부(630), 안전 장치 구동부(640), 램프 구동부(650) 및 공조 구동부(660)를 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 차량 구동 장치(600)는, 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.

한편, 차량 구동 장치(600)는 프로세서를 포함할 수 있다. 차량 구동 장치(600)의 각 유닛은, 각각 개별적으로 프로세서를 포함할 수 있다.

파워 트레인 구동부(610)는, 파워 트레인 장치의 동작을 제어할 수 있다.

파워 트레인 구동부(610)는, 동력원 구동부(611) 및 변속기 구동부(612)를 포함할 수 있다.

동력원 구동부(611)는, 차량(100)의 동력원에 대한 제어를 수행할 수 있다.

예를 들면, 화석 연료 기반의 엔진이 동력원인 경우, 동력원 구동부(610)는, 엔진에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 이에 의해, 엔진의 출력 토크 등을 제어할 수 있다. 동력원 구동부(611)는, 제어부(170)의 제어에 따라, 엔진 출력 토크를 조정할 수 있다.

예를 들면, 전기 에너지 기반의 모터가 동력원인 경우, 동력원 구동부(610)는, 모터에 대한 제어를 수행할 수 있다. 동력원 구동부(610)는, 제어부(170)의 제어에 따라, 모터의 회전 속도, 토크 등을 조정할 수 있다.

변속기 구동부(612)는, 변속기에 대한 제어를 수행할 수 있다.

변속기 구동부(612)는, 변속기의 상태를 조정할 수 있다. 변속기 구동부(612)는, 변속기의 상태를, 전진(D), 후진(R), 중립(N) 또는 주차(P)로 조정할 수 있다.

한편, 엔진이 동력원인 경우, 변속기 구동부(612)는, 전진(D) 상태에서, 기어의 물림 상태를 조정할 수 있다.

샤시 구동부(620)는, 샤시 장치의 동작을 제어할 수 있다.

샤시 구동부(620)는, 조향 구동부(621), 브레이크 구동부(622) 및 서스펜션 구동부(623)를 포함할 수 있다.

조향 구동부(621)는, 차량(100) 내의 조향 장치(steering apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 조향 구동부(621)는, 차량의 진행 방향을 변경할 수 있다.

브레이크 구동부(622)는, 차량(100) 내의 브레이크 장치(brake apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 바퀴에 배치되는 브레이크의 동작을 제어하여, 차량(100)의 속도를 줄일 수 있다.

한편, 브레이크 구동부(622)는, 복수의 브레이크 각각을 개별적으로 제어할 수 있다. 브레이크 구동부(622)는, 복수의 휠에 걸리는 제동력을 서로 다르게 제어할 수 있다.

서스펜션 구동부(623)는, 차량(100) 내의 서스펜션 장치(suspension apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 서스펜션 구동부(623)는 도로면에 굴곡이 있는 경우, 서스펜션 장치를 제어하여, 차량(100)의 진동이 저감되도록 제어할 수 있다.

한편, 서스펜션 구동부(623)는, 복수의 서스펜션 각각을 개별적으로 제어할 수 있다.

도어/윈도우 구동부(630)는, 차량(100) 내의 도어 장치(door apparatus) 또는 윈도우 장치(window apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다.

도어/윈도우 구동부(630)는, 도어 구동부(631) 및 윈도우 구동부(632)를 포함할 수 있다.

도어 구동부(631)는, 도어 장치에 대한 제어를 수행할 수 있다. 도어 구동부(631)는, 차량(100)에 포함되는 복수의 도어의 개방, 폐쇄를 제어할 수 있다. 도어 구동부(631)는, 트렁크(trunk) 또는 테일 게이트(tail gate)의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다. 도어 구동부(631)는, 썬루프(sunroof)의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.

윈도우 구동부(632)는, 윈도우 장치(window apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 차량(100)에 포함되는 복수의 윈도우의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다.

안전 장치 구동부(640)는, 차량(100) 내의 각종 안전 장치(safety apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다.

안전 장치 구동부(640)는, 에어백 구동부(641), 시트벨트 구동부(642) 및 보행자 보호 장치 구동부(643)를 포함할 수 있다.

에어백 구동부(641)는, 차량(100) 내의 에어백 장치(airbag apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 에어백 구동부(641)는, 위험 감지시, 에어백이 전개되도록 제어할 수 있다.

시트벨트 구동부(642)는, 차량(100) 내의 시트벨트 장치(seatbelt appartus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 시트벨트 구동부(642)는, 위험 감지시, 시트 밸트를 이용해 탑승객이 시트(110FL, 110FR, 110RL, 110RR)에 고정되도록 제어할 수 있다.

보행자 보호 장치 구동부(643)는, 후드 리프트 및 보행자 에어백에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 보행자 보호 장치 구동부(643)는, 보행자와의 충돌 감지시, 후드 리프트 업 및 보행자 에어백 전개되도록 제어할 수 있다.

램프 구동부(650)는, 차량(100) 내의 각종 램프 장치(lamp apparatus)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다.

공조 구동부(660)는, 차량(100) 내의 공조 장치(air cinditioner)에 대한 전자식 제어를 수행할 수 있다. 예를 들면, 공조 구동부(660)는, 차량 내부의 온도가 높은 경우, 공조 장치가 동작하여, 냉기가 차량 내부로 공급되도록 제어할 수 있다.

차량 구동 장치(600)는, 프로세서를 포함할 수 있다. 차량 구동 장치(600)의 각 유닛은, 각각 개별적으로 프로세서를 포함할 수 있다.

차량 구동 장치(600)는, 제어부(170)의 제어에 따라 동작될 수 있다.

운행 시스템(700)은, 차량(100)의 각종 운행을 제어하는 시스템이다. 운행 시스템(700)은, 자율 주행 모드에서 동작될 수 있다.

운행 시스템(700)은, 주행 시스템(710), 출차 시스템(740) 및 주차 시스템(750) 을 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 운행 시스템(700)은, 설명되는 구성 요소외에 다른 구성 요소를 더 포함하거나, 설명되는 구성 요소 중 일부를 포함하지 않을 수 있다.

한편, 운행 시스템(700)은, 프로세서를 포함할 수 있다. 운행 시스템(700)의 각 유닛은, 각각 개별적으로 프로세서를 포함할 수 있다.

한편, 실시예에 따라, 운행 시스템(700)이 소프트웨어적으로 구현되는 경우, 제어부(170)의 하위 개념일 수도 있다.

한편, 실시예에 따라, 운행 시스템(700)은, 사용자 인터페이스 장치(200), 오브젝트 검출 장치(300), 통신 장치(400), 차량 구동 장치(600) 및 제어부(170) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 개념일 수 있다.

주행 시스템(710)은, 차량(100)의 주행을 수행할 수 있다.

주행 시스템(710)은, 내비게이션 시스템(770)으로부터 내비게이션 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주행을 수행할 수 있다.

주행 시스템(710)은, 오브젝트 검출 장치(300)로부터 오브젝트 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주행을 수행할 수 있다.

주행 시스템(710)은, 통신 장치(400)를 통해, 외부 디바이스로부터 신호를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주행을 수행할 수 있다.

출차 시스템(740)은, 차량(100)의 출차를 수행할 수 있다.

출차 시스템(740)은, 내비게이션 시스템(770)으로부터 내비게이션 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 출차를 수행할 수 있다.

출차 시스템(740)은, 오브젝트 검출 장치(300)로부터 오브젝트 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 출차를 수행할 수 있다.

출차 시스템(740)은, 통신 장치(400)를 통해, 외부 디바이스로부터 신호를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 출차를 수행할 수 있다.

주차 시스템(750)은, 차량(100)의 주차를 수행할 수 있다.

주차 시스템(750)은, 내비게이션 시스템(770)으로부터 내비게이션 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주차를 수행할 수 있다.

주차 시스템(750)은, 오브젝트 검출 장치(300)로부터 오브젝트 정보를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주차를 수행할 수 있다.

주차 시스템(750)은, 통신 장치(400)를 통해, 외부 디바이스로부터 신호를 제공받아, 차량 구동 장치(600)에 제어 신호를 제공하여, 차량(100)의 주차를 수행할 수 있다.

내비게이션 시스템(770)은, 내비게이션 정보를 제공할 수 있다. 내비게이션 정보는, 맵(map) 정보, 설정된 목적지 정보, 상기 목적지 설정 따른 경로 정보, 경로 상의 다양한 오브젝트에 대한 정보, 차선 정보 및 차량의 현재 위치 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

내비게이션 시스템(770)은, 메모리, 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리는 내비게이션 정보를 저장할 수 있다. 프로세서는 내비게이션 시스템(770)의 동작을 제어할 수 있다.

실시예에 따라, 내비게이션 시스템(770)은, 통신 장치(400)를 통해, 외부 디바이스로부터 정보를 수신하여, 기 저장된 정보를 업데이트 할 수 있다.

실시예에 따라, 내비게이션 시스템(770)은, 사용자 인터페이스 장치(200)의 하위 구성 요소로 분류될 수도 있다.

센싱부(120)는, 차량의 상태를 센싱할 수 있다. 센싱부(120)는, 자세 센서(예를 들면, 요 센서(yaw sensor), 롤 센서(roll sensor), 피치 센서(pitch sensor)), 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 요 센서(yaw sensor), 자이로 센서(gyro sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 핸들 회전에 의한 스티어링 센서, 차량 내부 온도 센서, 차량 내부 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 가속 페달 포지션 센서, 브레이크 페달 포지션 센서, 등을 포함할 수 있다.

센싱부(120)는, 차량 자세 정보, 차량 충돌 정보, 차량 방향 정보, 차량 위치 정보(GPS 정보), 차량 각도 정보, 차량 속도 정보, 차량 가속도 정보, 차량 기울기 정보, 차량 전진/후진 정보, 배터리 정보, 연료 정보, 타이어 정보, 차량 램프 정보, 차량 내부 온도 정보, 차량 내부 습도 정보, 스티어링 휠 회전 각도, 차량 외부 조도, 가속 페달에 가해지는 압력, 브레이크 페달에 가해지는 압력 등에 대한 센싱 신호를 획득할 수 있다.

센싱부(120)는, 그 외, 가속페달센서, 압력센서, 엔진 회전 속도 센서(engine speed sensor), 공기 유량 센서(AFS), 흡기 온도 센서(ATS), 수온 센서(WTS), 스로틀 위치 센서(TPS), TDC 센서, 크랭크각 센서(CAS), 등을 더 포함할 수 있다.

인터페이스부(130)는, 차량(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 인터페이스부(130)는 이동 단말기와 연결 가능한 포트를 구비할 수 있고, 상기 포트를 통해, 이동 단말기와 연결할 수 있다. 이경우, 인터페이스부(130)는 이동 단말기와 데이터를 교환할 수 있다.

한편, 인터페이스부(130)는 연결된 이동 단말기에 전기 에너지를 공급하는 통로 역할을 수행할 수 있다. 이동 단말기가 인터페이스부(130)에 전기적으로 연결되는 경우, 제어부(170)의 제어에 따라, 인터페이스부(130)는 전원 공급부(190)에서 공급되는 전기 에너지를 이동 단말기에 제공할 수 있다.

메모리(140)는, 제어부(170)와 전기적으로 연결된다. 메모리(140)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(140)는, 하드웨어적으로, ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다. 메모리(140)는 제어부(170)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 차량(100) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.

실시예에 따라, 메모리(140)는, 제어부(170)와 일체형으로 형성되거나, 제어부(170)의 하위 구성 요소로 구현될 수 있다.

제어부(170)는, 차량(100) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(170)는 ECU(Electronic Contol Unit)로 명명될 수 있다.

전원 공급부(190)는, 제어부(170)의 제어에 따라, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 특히, 전원 공급부(190)는, 차량 내부의 배터리 등으로부터 전원을 공급받을 수 있다.

차량(100)에 포함되는, 하나 이상의 프로세서 및 제어부(170)는, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 측면도이고, 도 9는 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드업 디스플레이의 광 경로가 도시된 측면도이다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 영상기구(1)와, 제1반사미러(3)와, 편광반사미러(4)와, 제2반사미러(5)를 포함한다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 차량의 윈드 쉴드(6)를 향해 이미지광을 출사할 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 차량의 운전석 전방의 인스트루먼트 패널(10)에 수용되거나 인스트루먼트 패널(10) 위에 올려질 수 있고, 상측 방향으로 이미지 광을 조사할 수 있다.

영상기구(영상발생부)(1)는 제1방향의 선편광과, 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광을 출사할 수 있다.

영상기구(영상발생부)(1)는 제1선편광을 출사하는 영상 소스(11)와, 영상 소스(11)에서 출사된 제1방향의 선편광 중 일부를 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광으로 반파장 변환하는 반파장 위상지연자(12)를 포함할 수 있다.

영상 소스(11)는 이미지 광을 출사하는 디스플레이 패널(13)와, 디스플레이 패널(13)에서 출사된 이미지 광을 제1방향으로 선형 편광시키는 선형 편광기(14, Linear Polarizer)를 포함할 수 있다.

디스플레이 패널(13)은 디스플레이 소자(15)와; 디스플레이 소자(15)로 광을 조사하는 광원(16)을 포함할 수 있다.

디스플레이 패널(13)은 선형 편광기(14)을 향해 이미지 광을 출사할 수 있다. 디스플레이 패널(13)은 이미지 생성 유닛으로서, LCD(Liquid Crystal Display) 패널, 엘이디(Light Emitting Diode) 패널, 오엘이디 (Organic Light Emitting Diode) 패널 등과 같이 전기신호를 컨트롤하여 이미지 광을 생성할 수 있는 디스플레이 기기일 수 있다.

광원(16)은 디스플레이 소자(15)를 향해 광을 조사할 수 있는 백라이트 유닛(BLU)일 수 있다. 광원(16)은 LED, OLED 등이 적용될 수 있다.

선형 편광기(14, Linear Polarizer)는 디스플레이 패널(13)에서 출사된 이미지 광 중 제1방향의 선편광만을 통과시킬 수 있다. 디스플레이 패널(13)에서는 편광되지 않은 무편광(Non Polarized Light)이 출사될 수 있고, 무편광은 선형 편광기(14)에서 제1방향으로 편광될 수 있다. 선형 편광기(14)에서는 P파 선편광(P) 또는 S파 선편광(S)이 출사될 수 있다.

선형 편광기(14)은 디스플레이 소자(15) 내부에 구비되는 것이 가능하고, 이 경우 디스플레이 소자(15) 에서는 선형 편광기(14)에 의해 편광된 선편광이 출사될 수 있다.

선형 편광기(14)는 디스플레이 소자(15) 외부에 배치되는 것도 가능하고, 이 경우, 디스플레이 소자(15) 에서 출사된 무편광은 선형 편광기(14)로 입사될 수 있고 선형 편광기(14)에서는 제1방향으로 편광된 선평광이 출사될 수 있다.

선형 편광기(14)는 디스플레이 소자(15) 외부에 배치될 경우, 선형 편광기(14)은 일면(14A)이 디스플레이 소자(15) 을 마주보게 배치될 수 있다. 선형편광기(14)은 타면(14B)이 평관반사미러(4)를 향하게 배치될 수 있다.

선형 편광기(14)는 디스플레이 패널(13)를 마주보는 일면(14A)이 광이 입사되는 광입사면일 수 있고, 타면(14B)이 광출사면일 수 있다.

선형 편광기(14)은 디스플레이 소자(15)의 광 출사면을 덮게 배치될 수 있다.

디스플레이 패널(13)이 상측 방향으로 무편광을 출사할 경우, 선형 편광기(14)은 디스플레이 패널(15) 상측에 위치되게 배치될 수 있다.

디스플레이 패널(13)이 하측 방향으로 무편광을 출사할 경우, 선형 편광기(14)은 디스플레이 패널(15) 하측에 위치되게 배치될 수 있다.

반파장 위상지연자(12, Half Wave Plate: HWP)은 영상 소스(11)로부터 입사된 선평광을 1/2 파장 변환시킬 수 있다.

예를 들어, 영상 소스(11)에서 출사된 선편광이 P파 선편광(P)일 경우, 이러한 P파 선편광(P)은 반파장 위상지연자(12)으로 입사되어 반파장 위상지연자(12)에서 S파 선편광(S)으로 변환되어 출사될 수 있다.

반대로, 영상 소스(11)에서 출사된 선편광이 S파 선편광(S)일 경우, 이러한 S파 선편광(S)은 반파장 위상지연자(12)으로 입사되어 반파장 위상지연자(12)에서 P파 선편광(P)으로 변환되어 출사될 수 있다.

반파장 위상지연자(12)은 영상 소스(11)의 광출사면과 편광반사미러(4)의 일면(41) 사이에 배치될 수 있다. 영상 소스(11)가 선형 편광기(14)을 포함할 경우, 선형 편광기(14)의 광출사면(14B)은 영상 소스(11)의 광출사면일 수있다.

반파장 위상지연자(12)은 영상 소스(11)에서 출사된 제1방향의 선편광 중 일부를 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광으로 반파장 변환할 수 있다.

반파장 위상지연자(12)은 선형 편광기(14) 보다 크기가 작을 수 있다. 반파장 위상지연자(12)는 선형 편광기(14)의 광출사면(14B) 보다 크기가 작을수 있다.

그리고, 반파장 위상지연자(12)은 선형 편광기(14)의 일부 영역을 마주볼 수 있다. 반파장 위상지연자(12)는 선형 편광기(14)의 광출사면 중 일부 영역만을 마주볼 수 있고, 선형 편광기(14)의 광출사면 중 타 영역을 마주보지 않을 수 있다.

선형 편광기(14)에서 출사된 선편광 중 일부는 반파장 위상지연자(12)으로 입사되어 반파장 변환되고, 선형 편광기(14)에서 출사된 선편광 중 나머지는 반파장 위상지연자(12)으로 입사되지 않고, 편광반사미러(4)로 향할 수 있다.

선형 편광기(14)는 반파장 위상지연자(12)의 일면을 마주보는 제1영역(Q)과, 편광반사미러(4)의 일면을 마주보는 제2영역(R)을 갖을 수 있다.

선형 편광기(14)의 제1영역(Q)에서 출사된 제1방향의 선편광은 반파장 위상지연자(12)으로 입사되어 제2방향의 선편광으로 반파장 변환되고, 반파장위상지연자(12)에서 편광반사미러(4)를 향해 출사될 수 있다.

반면에, 선형 편광기(14)의 제2영역(R)에서 출사된 제1방향의 선편광은 반파장 위상지연자(12)로 입사되지 않고, 반파장 위상지연자(12) 주변을 지나 편광반사미러(4)로 향할 수 있다.

예를 들어, 선형 편광기(14)의 제1영역(Q)과 제2영역(R) 모두에서 P파 선편광(P)이 출사된 경우, 이러한 P파 선편광(P) 중 제1영역(Q)에서 출사된 P파 선편광(P)은 반파장 위상지연자(12)에서 S파 선편광(S)으로 변환된 후 편광 반사 미러(4)로 향할 수 있다. 그리고, P파 선편광(P) 중 제2영역(R)에서 출사된 P파 선편광(P)은 선형 편광기(14)에 의해 파장이 변화되지 않고, P파 선편광(P) 상태로 편광반사미러(4)로 향할 수 있다.

영상 소스(11)와 반파장 위상지연자(12)의 조합인 영상 기구(1)은 서로 편광방향이 상이한 2개의 선편광을 서로 다른 영역을 통해 출사하는 일종의 이종 선편광 출사기일 수 있다.

제1반사미러(3)은 차량의 윈드 쉴드(6)로 광을 반사할 수 있다.

제1반사미러(3)은 편광반사미러(4)에서 반사된 광 또는 편광반사미러(4)를 투과한 광을 윈드 쉴드(6)를 향해 반사할 수 있다.

제1반사미러(3)은 편광반사미러(4)의 전방에 위치되게 배치될 수 있다.

제1반사미러(3)의 후면(32)은 전후 방향으로 편광반사미러(4)의 전면(41)을 마주볼 수 있다. 제1반사미러(3)은 오목 거울일 수 있다.

제1 반사미러(3)은 소정 각도 기울여지게 배치될 수 있고, 편광반사미러(4)에서 반사되거나 편광반사미러(4)를 투과한 광을 상측 방향으로 반사할 수 있다. 여기서, 상측 방향은 수직한 방향뿐만 아니라 소정 각도 후방 방향으로 경사진 상측 방향과 소정 각도 전방 방향으로 경사진 상측 방향을 모두 포함하는 의미일 수 있다.

편광반사미러(4)는 영상 소스(11)에서 출사된 선편광과 동일방향의 선편광이 투과하고, 영상 소스(11)에서 출사된 선편광과 직교한 방향의 선편광이 반사되는 광분리기일 수 있다.

편광반사미러(4)는 제1반사미러(3) 후방에 제1반사미러(3)와 이격되게 배치될 수 있다. 편광반사미러(4)는 제1방향의 선편광은 편광반사미러(4)를 투과하고 제2방향의 선편광을 반사하는 선택적 편광소자일 수 있다. 편광반사미러(4)는 제1반사미러(3)의 후방에 배치된 와이어 그리드 편광기(Wire Gride Polarizer: WGP)로 구성되는 것이 바람직하다. 와이어 그리드 편광기는 그 편광 투과축과 직교한 선평관을 반사하고, 와이어 그리드 편광기의 편광 투과축과 일치하는 선편광은 와이어 그리드 편광기를 투과한다.

와이어 그리드 편광기인 편광반사미러(4)는 제1반사미러(3)와 제2반사미러(5)의 사이에서 광의 밝기를 유지할 수 있고, 영상 소스(11), 반파장 위상지연자(12), 제2반사미러(5)의 각각에서 입사되는 광을 넓은 입사각으로 입사 받으면서 그 선택적 투과/반사 성능을 유지할 수 있다.

제1방향의 선편광이 P파 선평광(P)일 경우, 편광반사미러(4)는 P파선편광(P)이 투과할 수 있고, S파 선편광(S)을 반사할 수 있다. 반대로, 제1방향의 선편광이 S파 선평광일 경우, 편광반사미러(4)는 S파 선편광(S)이 투과할 수 있고, P파 선편광(P)을 반사할 수 있다.

편광반사미러(4)는 상하 방향으로 반파장 위상지연자(12) 및 영상소스(11)를 마주보고, 전후 방향으로 제1반사미러(3)를 마주보게 배치될 수 있다.

편광반사미러(4)는 영상 소스(11)의 제2영역(R)에서 출사된 제1방향의 선편광을 투과할 수 있고, 반파장 위상지연자(12)에서 출사된 제2방향의 선편광을 제1반사미러(3)로 반사하는 와이어 그리드 편광기일 수 있다.

편광반사미러(4)를 투과한 제1방향의 선편광은 제2반사미러(5)로 입사되어 제2반사미러(5)에서 편광반사미러(4)의 배면(42)을 향해 반사될 수 있고, 편광반사미러(4)의 배면(42)을 향해 반사된 제1방향의 선편광은 편광반사미러(4)를 투과하고, 편광반사미러(4)의 전면(41)을 통해 제1반사미러(3)로 향할 수 있다.

선택적 편광소자인 편광반사미러(4)는 하프 미러(Half Mirror) 보다 광의 소실을 최소화면서 2개의 허상(virtual image)을 구현할 수 있고, 광의 소실이 적기 때문에, 영상 소스(11)의 밝기를 낮출 수 있는 장점이 있고, 영상 소스(11)의 소비전력을 낮출 수 있으며, 영상 소스(11)를 방열시키는 방열부(미도시)의 크기를 줄이거나, 방열부의 구조를 보다 단순화 할 수 있다.

편광반사미러(4)는 상기와 같은 제2방향 선편광의 전방 반사와 제1 방향 선편광의 전방 투과를 위해, 제1반사미러(3)와 제2반사미러(5) 사이에 배치될 수 있고, 제1반사미러(3)와 제2반사미러(5) 사이에 경사지게 배치될 수 있다.

편광반사미러(4)가 2개의 반사미러(3)(5) 사이에서 선편광을 선택적 투과/반사하기 때문에, 본 실시예는 2개의 허상(virtual image)을 형성하기 위한 다수 광학부품의 수를 최소화할 수 있고, 차량용 헤드 업 디스플레이의 전체 크기를 보다 컴팩트화할 수 있다.

편광반사미러(4)는 그 전면(41)이 전방 하측을 향하게 경사 배치될 수 있다. 편광반사미러(4)는 그 후면(42)이 후방 상측을 향할 수 있고, 편광반사미러(4)의 후면(42)은 제2반사미러(5)의 전면(51)을 마주볼 수 있다

편광반사미러(4)는 양면(41)(42) 중 제2반사미러(5)를 마주보는 면(42)에 형성된 안티 반사 코팅층(43, Anti-Reflection Coating)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 안티 반사 코팅층(43)는 편광반사미러(4) 중 제2반사미러(5)를 마주보는 면(42)의 표면반사를 감소시킬 수 있고, 투과광의 원하지 않는 반사광에 의한 노이즈를 저감시킬 수 있다.

즉, 편광반사미러(4)는 안티 반사 코팅층(43)에 의해 제2반사미러(5)에서 반사된 후 편광반사미러(4)를 투과하는 광의 량을 증대시킬 수 있다.

제2반사미러(5)에서 반사되어 편광반사미러(4)로 입사되는 제1방향의 선편광은 안티 반사 코팅층(43)에 의해 표면반사가 최소화되면서 편광반사미러(4)로 입사될 수 있다.

제2반사미러(5)는 편광반사미러(4)와 이격되게 배치되고 편광반사미러(4)를 투과한 광을 편광반사미러(4)로 반사할 수 있다.

제2반사미러(5)는 편광반사미러(4)와 서로 마주보게 배치될 수 있다. 제2반사미러(5)는 편광반사미러(4)를 마주보게 배치된 평판 거울일 있다.

제2반사미러(5)는 편광반사미러(4)와 평행하게 배치될 수 있다. 제2 반사미러(5)는 그 전면(51)이 전방 하측을 향하게 경사 배치될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차량용 헤드 업 디스플레이는 윈드쉴드(6)와 거리가 가까운 제1위치에 제1허상(K)을 형성할 수 있고, 윈드 쉴드(6)와 거리가 상대적으로 더 먼 제2위치에 제2허상(M)을 형성할 수 있다.

제1허상(K)은 영상 소스(11), 반파장 위상지연자(12), 편광반사미러(4), 제1반사미러(3) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 근거리 광 경로에 의해 형성될 수 있다.

그리고, 제2허상(M)은 영상 소스(11), 편광반사미러(4), 제2반사미러(3), 편광반사미러(4), 제1반사미러(3) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 근거리 광경로에 의해 형성될 수 있다.

원거리 광 경로는 근거리 광 경로 보다 제1방향의 선편광이 편광반사미러(4)에서 제2반사미러(5)로 이동한 거리(D1)와, 제2반사미러(5)에서 반사된 제1방향의 선편광이 편광반사미러(4)로 이동한 거리(D1)을 더 포함할 수 있다. 그리고, 원거리 광 경로는 근거리 광 경로 보다 편광반사미러(4) 두께(F)의 2배 거리를 더 포함할 수 있다.

좀 더 상세히 설명하면, 근거리 광경로는 영상소자(1)에서 출사된 제1방향의 선편광이 반파장 위상지연자(12)으로 입사되는 제1경로(T1)와, 반파장위상지연자(12)에서 출사된 제2방향의 선편광이 편광반사미러(4)로 입사되는 제2경로(T2)와, 편광반사미러(4)에서 반사된 제2방향의 선편광이 제1반사미러(3)으로 입사되는 제3경로(T3)와, 제1반사미러(3)에서 반사된 제2방향의 선편광이 윈드 쉴드(6)로 입사되는 제4경로(T4)를 포함할 수 있다.

반면에, 원거리 광경로는 영상소자(1)에서 출사된 제1방향의 선편광이 편광반사미러(4)로 입사되는 제5경로(T5)와, 편광반사미러(4)를 투과한 제1방향의 선편광이 제2반사미러(5)로 입사되는 제6경로(T6)와, 제2반사미러(5)에서 반사된 제1방향의 선편광이 편광반사미러(4)로 입사되는 제7경로(T7)와, 편광반사미러(4)를 투과한 제1방향의 선편광이 제1반사미러(3)로 입사하는 제8경로(T8)와, 제1 반사미러(3)에서 반사된 제1방향의 선편광이 윈드 쉴드(6)로 입사되는 제9경로(T9)를 포함할 수 있다.

여기서, 제5경로(T5)의 길이는 제1경로(T1)의 길이와, 반파장 위상지연자(12)의 두께(G)와, 제2경로(T2)의 길이의 합과 대응될 수 있다.

그리고, 제8경로(T8)는 제3경로(T3)와 대응될 수 있고, 제9경로(T9)는 제4경로(T4)와 대응될 수 있다.

원거리 광경로의 길이(L2)는 편광반사미러(4) 두께(F)의 2배와, 제6경로(T6)의 거리, 와 제7경로(T7)의 합만큼 근거리 광경로의 길이(L1) 보다 더 길수 있다.

윈드 쉴드(6)와 제1허상(K)의 거리가 L1이고, 윈드 쉴드(6)와 제2허상(M)의 거리가 L2이며, 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5) 사이의 거리가 D1일 경우, 편광반사미러(4)의 두께가 F일 경우, 윈드 쉴드(6)와 제2허상(M)의 거리 L2는 윈드 쉴드(6)와 제1허상(K)의 거리 L1과, 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5) 사이의 거리(D1)의 2배와, 편광반사미러(4)의 두께(F)의 2배의 합(즉,L1+2xD1+2xF)과 같거나 합 보다 길 수 있다.

이하, 본 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.

설명의 편의를 위해 영상 소스(11)에서 P파 선편광(P)이 출사된 예를 설명하면 다음과 같다.

영상 소스(11)에서 출사된 P파 선편광(P)의 일부는 반파장 위상지연자(12)에 의해 S파 선편광(S)으로 변환된 후 편광반사미러(4)로 향할 수 있고, 나머지는 파장이 변환되지 않은 상태로 편광반사미러(4)로 향할 수 있다.

편광반사미러(4)의 전면(41)으로 입사된 S파 선편광(S)은 편광반사미러(4)에 의해 제1반사미러(3)로 반사되고, 제1반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)으로 반사될 수 있다.

반면에, 편광반사미러(4)의 전면(41)으로 입사된 P파 선편광(P)은 편광반사미러(4)를 투과하여 제2반사미러(5)로 향할 수 있고, 제2반사미러(5)에 의해 편광반사미러(4)로 반사될 수 있다. 제2반사미러(5)에서 편광반사미러(4)로 반사된 P파 선편광(P)은 편광반사미러(4)를 투과한 후 제1반사미러(3)로 향할 수 있고, 제1반사미러(3)로 향한 P파 선편광(P)은 제1반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)로 반사될 수 있다.

운전자는 윈드 쉴드(6)를 통해 근거리 광 경로에 의해 형성된 제1허상(K)과 원거리 광 경로에 의해 형성된 제2허상(M)을 인식할 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 윈드 쉴드(6)로부터의 거리가 상이한 2개의 허상(K)(M)을 형성할 수 있으며, 이와 같이 거리가 상이한 2개의 허상(K)(M)은 차량에 탑승한 운전자의 눈(J)에 의해 인식될 수 있다.

한편, 영상 소스(11)에서 S파 선편광(S)이 출사된 예는 영상 소스(11)에서 P파 선편광(P)이 출사된 예와 선편광의 종류만 상이하고, 그 작용이 동일하므로 중복된 설명을 피하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 10은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 다른 측면도로서, 영상기구(1')가 도 8과 상이하고, 영상기구(1') 이외의 기타 구성 및 작용은 도 8 내지 9와 동일하거나 유사하므로 동일부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

영상기구(1')는 이미지 광을 출사하는 디스플레이 패널(13)과, 디스플레이 패널(13)에서 출사된 이미지 광을 제1방향으로 선형 편광시키는 제1선형 편광기(14')과, 디스플레이 패널(14)에서 출사된 이미지 광을 제1방향과 직교한 제2방향으로 선형 편광시키는 제2선형 편광기(14")를 포함할 수 있다.

디스플레이 패널(13)은 본 발명 제1실시예와 같이, 디스플레이 소자(15)와, 광원(16)을 포함할 수 있고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제1선형 편광기(14')와 제2선형 편광기(14")는 디스플레이 패널(13)의 서로 상이한 영역을 마주보게 배치될 수 있다.

제1선형 편광기(14')와 제2선형 편광기(14")는 서로 상이한 방향의 선편광을 투과할 수 있다.

제1선형 편광기(14')은 디스플레이 패널(13)에서 출사된 이미지 광중 제1방향의 선편광만을 통과시킬 수 있다. 디스플레이 패널(13)에서는 편광되지 않은 무편광(Non Polarized Light)이 출사될 수 있고, 무편광은 제1선형 편광기(14')에서 제1방향으로 편광될 수 있다.

제2선형 편광기(14")은 디스플레이 패널(13)에서 출사된 이미지 광중 제2방향의 선편광만을 통과시킬 수 있다. 디스플레이 패널(13)에서는 편광되지 않은 무편광(Non Polarized Light)이 출사될 수 있고, 무편광은 제2선형 편광기(14')에서 제2방향으로 편광될 수 있다.

제1선형 편광기(14')에서 P파 선편광(P)이 출사될 경우, 제2선형 편광기(14")에서는 S파 선편광(S)이 출사될 수 있다. 반대로, 제1선형 편광기(14')에서 S파 선편광(S)이 출사될 경우, 제2선형 편광기(14")에서는 P파 선편광(P)이 출사될 수 있다.

제1선형 편광기(14')의 광입사면(14A')는 디스플레이 패널(13)의 광출사면 일부를 마주볼 수 있고, 제2선형 편광기(14")의 광입사면(14A")은 디스플레이 패널(13)의 광출사면 타 부분을 마주볼 수 있다.

제1선형 편광기(14')의 광출사면(14B')는 편광반사미러(4)의 일부를 마주볼 수 있고, 제2선형 편광기(14")의 광출사면(14B")는 편광반사미러(4)의 일부를 마주볼 수 있다.

편광반사미러(4)는 제1선형 편광기(14') 및 제2선형 편광기(14") 중 어느 하나에서 출사된 선편광이 투과할 수 있고, 제1선형 편광기(14') 및 제2선형편광기(14") 중 다른 하나에서 출사된 선편광을 반사할 수 있다.

한편, 편광반사미러(4)는 상하 방향으로 제1선형 편광기(14') 및 제2선형 편광기(14") 모두를 마주보고, 전후 방향으로 제1반사미러(3)를 마주보게 배치될 수 있다.

편광반사미러(4)는 상하 방향으로 제1선형 편광기(14')를 마주보는 제1영역과, 상하 방향으로 제2선현 편광기(14")를 마주보는 제2영역을 포함할 수 있다. 편광반사미러(4)는 제1영역으로 제1방향의 선편광이 입사될 수 있고, 제1영역으로 입사된 제1방향의 선편광은 편광반사미러(4)를 투과하여 제2반사미러(5)로 입사될 수 있다.

편광반사미러(4)는 제2영역으로 제2선형 편광기(14")에서 출사된 제2방향의 선편광이 입사될 수 있고, 제2영역으로 입사된 제2방향의 선편광은 편광반사미러(4)에 의해 제1반사미러(3)로 반사될 수 있다.

본 실시예는 윈드 쉴드(6)와 거리가 가까운 제1위치에 제1허상(K)을 형성할 수 있고, 윈드 쉴드(6)와 거리가 상대적으로 더 먼 제2위치에 제2허상(M)을 형성할 수 있다.

제1허상(K)은 디스플레이 패널(13), 제2선형 편광기(14"), 편광반사미러(4), 제1반사미러(3) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 근거리 광 경로에 의해 형성될 수 있다.

그리고, 제2허상(M)은 디스플레이 패널(13), 제1선형 편광기(14'), 편광반사미러(4), 제2반사미러(3), 편광반사미러(4), 제1반사미러(3) 및 윈드 쉴드(6)로 이어지는 근거리 광 경로에 의해 형성될 수 있다.

이하, 설명의 편의를 위해 제1방향의 선편광이 P파 선편광이고, 제2 방향의 선편광이 S파 선편광인 예로 설명한다.

디스플레이 패널(13)에서 출사된 무편광된 이미지 광은 제1선형 편광기(14')과 제2선형 편광기(14")로 분산될 수 있다.

제1선형 편광기(14')로 입사된 광은 제1선형 편광기(14')에서 선형 편광될 수 있고, 제1선형 편광기(14')에서는 P파 선편광(P)이 출사될 수 있다.

그리고, 제2선형 편광기(14")로 입사된 광은 제2선형 편광기(14")에서 선형 편광될 수 있고, 제2선형 편광기(14")에서는 S파 선편광(S)이 출사될 수 있다.

제2선형 편광기(14")에서 출사된 S파 선편광(S)은 편광반사미러(4)에 의해 제1반사미러(3)로 반사되고, 제1반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)으로 반사될 수 있다.

반면에, 제1선형 편광기(14')에서 출사된 P파 선편광(P)은 편광반사미러(4)를 투과하여 제2반사미러(5)로 향할 수 있고, 제2반사미러(5)에 의해 편광반사미러(4)로 반사될 수 있다. 제2반사미러(5)에서 편광반사미러(4)로 반사된 P파 선편광(P)은 편광반사미러(4)를 투과한 후 제1반사미러(3)로 향할 수 있고, 제1반사미러(3)로 향한 P파 선편광(P)은 제1반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)로 반사될 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의주요 구성이 도시된 또 다른 측면도이고, 도 12는 도 11에 도시된 1/4 파장 위상지연자, 제2반사미러 및 편광반사미러가 확대 도시된 측면도이며, 도 13은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의 광 경로가 도시된 또 다른 측면도이다.

차량용 헤드 업 디스플레이는, 편광반사미러(4)와 제2반사 미러(5) 사이에 배치된 1/4 파장 위상지연자(7)를 포함할 수 있다. 차량용 헤드 업 디스플레이는, 1/4 파장 위상지연자(7)를 더포함하는 이외의 기타 구성 및 작용이 도 8 내지 도 10의 구성과 동일하거나 유사하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

1/4 파장 위상지연자(7)는 입사된 선편광의 위상을 1/4 파장 지연시키는 1/4 파장판일 수 있다.

1/4 파장 위상지연자(7)는 제2반사 미러(5) 중 편광반사미러(4)를 마주보는 면에 부착될 수 있다. 1/4 파장 위상지연자(7)는 제2반사미러(5)의 전면(51)에 부착될 수 있다.

1/4 파장 위상지연자(7)와 제2반사 미러(5)의 조합시, 1/4 파장 위상지연자(7)와 제2반사 미러(5)는 편광반사미러(4)를 투과한 제1방향의 선편광을 제2방향의 선편광으로 변환하여 반사할 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이는, 영상 소스(11)와, 반파장 위상지연자(12), 제1반사미러(3), 편광반사미러(4) 및 제2반사미러(5)의 배치 각도가 도 8-9와 동일할 수 있고, 영상 소스(11)와, 반파장 위상지연자(12), 제1반사미러(3), 편광반사미러(4)의 위치도 도 8-9와 동일할 수 있다.

다만, 차량용 헤드 업 디스플레이는, 제2반사미러(5)와 편광반사미러(4) 사이의 거리(D2)가 도8 또는 도 10의 제2반사미러(5)와 편관반사미러(4)의 거리(D1) 보다 짧을 수 있다.

1/4 파장 위상지연자(7)는 제2반사미러(5)와 함께 입사된 선편광의 파장을 반파장 변환하면서 반사하는 반파장 위상지연기로 기능할 수 있고, 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5)에서 선편광이 다수회 반사되게 유도하여, 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5) 사이의 공간을 축소할 수 있다.

제2반사미러(5)는 투명한 투명판(5A)과, 투명판(5A)의 배면에 형성된 반사층(5B)을 포함할 수 있다.

제2반사미러(5)와 1/4 파장 위상지연자(7)의 거리는 최대한 근접한 것이 바람직하고, 제2반사미러(5)와 1/4 파장 위상지연자(7)는 일체화되게 구성되는 것이 바람직하다.

1/4 파장 위상지연자(7)는 접착제(72)로 제2반사미러(5)의 전면(51)에 부착될 수 있다. 1/4 파장 위상지연자(7)의 배면(73)은 접착제 특히, 투명 접착제로 투명판(5A)의 전면(51)에 부착될 수 있다. 1/4 파장 위상지연자(7)의 전면(74)은 편광반사미러(4)를 마주볼 수 있다.

원거리 광 경로 중 제5경로(T5), 제8경로(T8) 및 제9경로(T9)는도 8-9와 동일할 수 있다.

원거리 광 경로 중 제6경로(T6A)(T6B)는 도 8-9의 제6경로(T6)와 상이할 수 있으며, 원거리 광 경로 중 제7경로(T7A)(T7B)는 도 8-9의 제7경로(T7)와 상이할 수 있다.

제6경로(T6A)(T6B)는 편광반사미러(4)를 투과한 제1방향의 선편광이 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 원편광으로 변환되고, 제2반사미러(5)로 입사되는 경로(T6A)를 포함한다. 그리고, 제6경로(T6A)(T6B)는 제2반사미러(5)로 입사된 원편광이 제2반사미러(5)에 의해 1/4 파장 위상지연자(7)로 반사되고, 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 제2방향의 선편광으로 변환된 후, 편광반사미러(4)로 입사되는 경로(T6B)를 더 포함한다.

한편, 제7경로(T7A)(T7B)는 1/4 파장 위상지연자(7)에서 편광반시미러(4)로 입사된 제2방향의 선편광이 편광반사미러(4)에 의해 1/4 파장 위상지연자(7)로 반사되고, 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 원편광으로 변환된 후, 제2반사미러(5)로 입사되는 경로(7A)를 포함하다. 그리고, 제7경로(T7A)(T7B)는 1/4 파장 위상지연자(7)에서 제2반사미러(5)로 입사된 원편광이 제2반사미러(5)에 의해 1/4 파장 위상지연자(7)로 반사되어 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 제1방향의 선편광으로 변환된 후, 편광반사미러(4)로 입사되는 경로(T7B)를 더 포함한다.

편광반사미러(4)를 투과한 선편광은 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5) 사이에서 파장이 변화되면서 지그재그 형상으로 반사될 수 있다.

편광반사미러(4)를 투과한 선편광은 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5) 사이에서 편광반사미러(4)에 의해 1회 반사되고 제2반사미러(5)에 의해 2회 반사되어 총 3회 반사되며, 이러한 3회의 반사 구조에 의해 도 8-9의 경우 보다, 제2 반사미러(5)를 편광반사미러(4)에 더 가깝게 위치시킬 수 있다.

즉, 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5)의 거리를 보다 짧게 할 수 있고, 도 8-9의 경우 보다 컴팩트한 크기를 갖을 수 있다.

이하, 차량용 헤드 업 디스플레이의 작용을 설명하면 다음과 같다. 설명의 편의를 위해 영상 소스(11)에서 P파 선편광(P)이 출사된 예를 설명하면 다음과 같다.

영상 소스(11)에서 출사된 P파 선편광(P)의 일부는 반파장 위상지연자(12)에 의해 S파 선편광(S)으로 변환된 후 편광반사미러(4)로 향하고, 편광반사미러(4)의 전면(41)으로 입사된 S파 선편광(S)은 편광반사미러(4)에 의해 제1반사미러(3)로 반사되며, 제1반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)으로 반사될 수 있다. 이 경우, 운전자는 윈드 쉴드(6)를 통해 근거리 광 경로에 의해 형성된 제1허상(K)을 인식할 수 있다.

영상 소스(11)에서 출사된 P파 선편광(P)의 나머지는 파장이 변환되지 않은 상태로 편광반사미러(4)로 향할 수 있고, 편광반사미러(4)의 전면으로 입사된 P파 선편광(P)은 편광반사미러(4)를 투과하여 제2반사미러(5)로 향할 수 있다.

편광반사미러(4)에서 제2반사미러(5)를 향해 출사된 P파 선편광(P)은 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 원편광으로 변환된 후 제2반사미러(5)에 의해 1/4파장 위상지연자(7)로 반사되고, 1/4 파장 위상지연자(7)에서는 S파 선편광(S)이 편광반사미러(4)를 향해 출사될 수 있다.

1/4 파장 위상지연자(7)에서 편광반사미러(4)를 향해 출사된 S파 선편광(S)는 편광반사미러(4)를 투과하지 못하고, 편광반사미러(4)의 후면에서 제2반사미러(5)를 향해 반사될 수 있다. 편광반사미러(4)에서 제2반사미러(5)를 향해 반사된 S파 선편광(S)은 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 원편광으로 변환된 후 제2반사미러(5)에 의해 1/4파장 위상지연자(7)로 반사되고, 1/4 파장 위상지연자(7)에서는 P파 선편광(S)이 출사되어 편광반사미러(4)를 향할 수 있다. 있다.

1/4 파장 위상지연자(7)에서 편광반사미러(4)로 출사된 P파 선편광(S)은 편광반사미러(4)를 투과한 후 제1반사미러(3)로 향할 수 있고, 제1반사미러(3)로 향한 P파 선편광(P)은 제1반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)로 반사될 수 있다. 이 경우, 운전자는 원거리 광 경로에 의해 형성된 제2허상(M)을 인식할 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 윈드 쉴드(6)로부터의 거리가 상이한 2개의 허상(K)(M)을 형성할 수 있고, 운전자의 눈(J)은 윈드 쉴드(6)를 통해 근거리 광 경로에 의해 형성된 제1허상(K)과 원거리 광 경로에 의해 형성된 제2허상(M)을 모두 인식할 수 있다.

영상 소스(11)에서 S파 선편광(S)이 출사된 예는 영상 소스(11)에서 P파 선편광(P)이 출사된 예와 선편광의 종류만 상이하고, 그 작용이 동일하므로 중복된 설명을 피하기 위해 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 14는 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 또 다른 측면도이고, 도 15는 도 14에 도시된 1/4 파장 위상지연자, 제2 반사미러, 편광반사미러 및 제3 반사미러가 확대 도시된 측면도이다.

도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 차량용 헤드 업 디스플레이는, 1/4파장 위상지연자(7)의 전면 일부에 배치된 제3반사미러(8)를 더 포함하고, 제3반사미러(8) 이외의 기타 구성 및 작용은 도 13과 동일하거나 유사하므로 동일부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제3반사미러(8)는 편광반사미러(4)에서 반사된 광을 다시 편광반사미러(4)로 반사시키는 거울일 수 있다. 제3반사미러(8)는 편광반사미러(4)를 마주보게 배치될 수 있고, 편광반사미러(4)와 이격될 수 있다. 제3반사미러(8)은 1/4파장 위상지연자(7)의 전면에 부착될 수 있다. 제3반사미러(8)는 1/4파장 위상지연자(7)의 전면에 편광반사미러(4)와 이격되게 부착될 수 있다.

제3반사미러(8)는 투명한 투명판(8A)과, 투명판(8A)의 배면에 형성된 반사층(8B)을 포함할 수 있다.

제3 반사미러(8)는 접착제에 의해 1/4파장 위상지연자(7)의 전면에 부착될 수 있다. 제3반사미러(8)의 반사층(8B)은 1/4파장 위상지연자(7)의 전면에 부착될 수 있다.

제3반사미러(8)는 제2반사미러(5) 및 1/4파장 위상지연자(7)의 각각보다 크기가 작을 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이는, 1/4 파장 위상지연자(7)와 제2반사미러(5)와, 제3반사미러(8)가 하나의 미러 어셈블리로 구성될 수 있다.

이러한 미러 어셈블리는 제3반사미러(8)가 위치하는 반사 영역과, 제3반사미러(8)가 위치하지 않는 파장변환 및 반사 영역을 포함할 수 있다.

반사 영역은 편광반사미러(4)에서 반사된 선편광을 파장 변환없이 편광반사미러(4)로 전반사하는 제1영역일 수 있다.

그리고, 파장변환 및 반사영역은 편광반사미러(4)에서 반사된 선편광이 1/4 파장 위상 지연자(7)를 투과하여 제2반사미러(5)에서 다시 1/4 파장 위상지연자(4)로 반사되는 제2영역일 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이의 작용에 대해 도 14 및 도 15를 참조하여 상세히 설명하면, 다음과 같다. 이하, 편의를 위해 영상 소스(11)에서 P파 선편광(P)이 출사된 예로 설명한다.

영상소스(11)에서 출사된 후 편광반사미러(4)를 투과한 P파 선편광(P)은 제2반사미러(5)로 향할 수 있고, 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 원편광으로 변환된 후 제2반사미러(5)에 의해 1/4파장 위상지연자(7)로 반사되고, 1/4 파장 위상지연자(7)에서는 S파 선편광(S)이 편광반사미러(4)를 향해 출사될 수 있다.

1/4 파장 위상지연자(7)에서 편광반사미러(4)를 향해 출사된 S파 선편광(S)는 편광반사미러(4)를 투과하지 못하고, 편광반사미러(4)의 후면에서 반사될 수 있다. 편광반사미러(4)에서 반사된 S파 선편광(S)은 도 15에 도시된 바와 같이, 제3반사미러(8)로 입사되어 제3반사미러(8)에 의해 편광반사미러(4)로 전반사될 수 있다.

제3반사미러(8)에 의해 편광반사미러(4)로 반사된 S파 선편광(S)은 편광반사미러(4)를 투과하지 못하고, 편광반사미러(4)의 후면에서 제2반사미러(5)를 향해 반사될 수 있다. 편광반사미러(4)의 후면에서 제2반사미러(5)를 향해 반사된 S파 선편광은 1/4 파장 위상지연자(7)에 의해 원편광으로 변환된 후 제2반사미러(5)에 의해 1/4파장 위상지연자(7)로 반사되고, 1/4 파장 위상지연자(7)에서는 P파 선편광(S)이 출사되어 편광반사미러(4)를 향할 수있다.

도 14-15의 차량용 헤드 업 디스플레이는, 도 13의 경우 보다 더 원거리에 제2허상(M)을 형성할 수 있다. 도 14-15의 차량용 헤드 업 디스플레이는 편광반사미러(4)의 후면에서 제3반사미러(8)까지의 광 경로와, 제3반사미러(8)에서 편광반사미러(4)의 후면까지의 광 경로를 포함할 수 있고, 이러한 2개의 광 경로에 의해 본 발명 제3실시예의 경우 보다 더 원거리에 제2허상(M)을 형성할 수 있다.

반대로, 도 14-15의 차량용 헤드 업 디스플레이는 도 12-13과 같이 제2허상(M)이 형성되는 거리가 동일하다 가정할 경우, 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5)의 거리(D3)가 도 12-13의 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5)의 거리(D2) 보다 더 짧을 수있고, 이 경우, 차량용 헤드 업 디스플레이의 전후 방향 폭은 도 12-13 보다 더 짧을 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의 주요 구성이 도시된 또 다른 측면도이다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 제2반사미러(5′)가 편광반사미러(4)에 대해 기울어지게 배치될 수 있다.

제2반사미러(5′)는 그 전면(51)이 편광반사미러(4)의 배면(42)을 마주보게 설치되되, 제2반사미러(5′)가 편광반사미러(4)와 평행하지 않게 배치될수 있다.

제2반사미러(5′)는 제2반사미러(5′)의 길이방향 연장선과 편광반사미러(4)의 길이방향 연장선이 교차되게 경사 배치될 수 있다.

이 경우, 제2반사미러(5′)는 편광반사미러(4)를 향해 제1선편광을 비스듬하게 반사할 수 있고, 제2반사미러(5′)에서 편광반사미러(4)를 향해 비스듬히 입사된 제1선편광은 편광반사미러(4)를 투과하여 제1반사미러(3)에서 윈드 쉴드(6)으로 반사될 수 있다.

윈드 쉴드(6)로부터 제2 위치에 위치하는 제2허상(M')은 제2반사미러(5′)과 편광반사미러(4)이 평행할 경우(PA)와 대비하여 소정 각도 기울어질 수 있다.

도 17은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의주요 구성이 도시된 또 다른 측면도이다.

반파장 위상지연자(12)는 영상 소스(11)의 출사면 일부를 마주보게 배치되고, 차량용 헤드 업 디스플레이는 영상 소스(11)와 편광반사미러(4) 사이에 배치된 프리즘(9)을 더 포함할 수 있다.

프리즘(9)는 영상 소스(11)에서 반파장 위상지연자(12) 이외를 향해 출사된 제1선편광을 굴절시킬 수 있다.

반파장 위상지연자(12)과 프리즘(9)은 전,후 배치될 수 있다.

프리즘(9)은 편광반사미러(4)와 상하방향으로 이격되게 배치될 수 있다.

프리즘(9)은 제1방향의 선편광이 반파장 위상지연자(12)에서 출사된 제2방향의 선편광과 멀어지는 방향으로 광을 출사할 수 있다.

프리즘(9)은 편광반사미러(4)의 전면(41)과 반대방향으로 경사진 광출사면(92)을 갖을 수 있다.

영상 소스(11)에서 출사된 제1방향의 선편광은 프리즘(9)을 투과한 후 반파장 위상지연자(12)에서 출사된 제2방향의 선편광과 멀어지는 방향으로 꺽일수 있고, 편광반사미러(4)로 입사되어 편광반사미러(4)를 투과할 수 있다.

편광반사미러(4)를 투과한 제1방향의 선편광은 제2반사미러(5)에 의해 반사되어 편광반사미러(4)를 투과할 수 있고, 제1반사미러(3)에 의해 윈드 쉴드(6)로 반사될 수 있다.

이 경우, 원거리 광 경로에 의해 형성된 제2허상(M')은 프리즘(9)이 구비되지 않은 경우와 대비하여 소정 각도 기울어질 수 있다.

도 18은 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의 편광반사미러의 회전시 제1허상이 기울어지게 형성된 측면도이며, 도 19는 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 차량용 헤드 업 디스플레이의 제2반사미러의 회전시 제2허상이 기울어지게 형성된 측면도이다.

차량용 헤드 업 디스플레이는 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5) 중 어느 하나를 회전시키는 제1회전기구(60)를 더 포함할 수 있다. 차량용 헤드 업 디스플레이는 편광반사미러(4)와 제2반사미러(5) 중 다른 하나를 회전시키는 제2회전기구(70)를 더 포함할 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이가 제1회전기구(60)만을 포함하고, 제2회전기구(70)를 포함하지 않을 경우, 차량용 헤드 업 디스플레이는 제1허상(K)의 기울기만을 조절하고, 제2허상(M)의 기울기를 조절하지 않을 수 있다. 반대로, 차량용 헤드 업 디스플레이가 제2회전기구(70)만을 포함하고, 제1회전기구(60)를 포함하지 않을 경우, 차량용 헤드 업디스플레이는 제2허상(M)의 기울기만을 조절하고, 제1허상(K)의 기울기를 조절하지않을 수 있다.

차량용 헤드 업 디스플레이는, 제1회전기구(60)와 제2회전기구(70)를 모두 포함할 수 있고, 이 경우, 제1회전기구(60)에 의해 제1허상(K)의 기울기를 조절할 수 있고, 제2회전기구(70)에 의해 제2허상(M)의 기울기를 조절할 수 있다.

이하, 편의를 위해 차량용 헤드 업 디스플레이가 제1회전기구(60)와 제2회전기구(70)을 모두 포함하는 예로 설명한다.

제1회전기구(60)는 편광반사미러(4)의 일측에 연결되어 편광반사미러(4)를 회전시키는 편광반사미러 회전기구일 수 있다.

제1회전기구(60)는 모터를 포함할 수 있고, 모터의 회전축이 편광반사미러(4)의 회전중심에 연결되어 편광반사미러(4)를 직접 회전시키는 것이 가능하다. 제2회전기구(60)는 모터와, 모터에 연결되고 편광반사미러(4)의 회전축에 연결된 동력전달부재를 포함할 수 있고, 동력전달부재를 통해 편광반사미러(4)를 회전시키는 것도 가능하다.

제1회전기구(60)는 편광반사미러(4)의 회전시, 편광반사미러(4)가 제2반사미러(5)와 접촉되지 않는 각도로 회전시키는 것이 바람직하다.

제1회전기구(60)는 편광반사미러(4)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 소정 각도 회전시킬 수 있고, 편광반사미러(4)는 제2반사미러(5)와 평행하게 배치된 상태에서, 도 18에 도시된 바와 같이, 제2반사미러(5)에 대해 소정각도 기울어지게 배치될 수 있다.

편광반사미러(4)의 회전시, 편광반사미러(4)의 반사각도는 가변되고, 도 18에 도시된 바와 같이, 윈드 쉴드(6)로부터 근거리(L1)에 형성되는 제1허상(K')은 소정 각도 기울어질 수 있다.

반대로, 제1회전기구(60)는 편광반사미러(4)을 제2반사미러(5)과 평행하게 역회전시킬 수 있고, 이 경우, 윈드 쉴드(6)로부터 원거리에 위치하는 제1허상(K)은 수직할 수 있다.

제2회전기구(70)는 제2반사미러(5)의 일측에 연결되어 제2반사미러(5)를 회전시키는 제2반사미러 회전기구일 수 있다.

제2회전기구(70)는 모터를 포함할 수 있고, 모터의 회전축이 제2반사미러(5)의 회전중심에 연결되어 제2반사미러(5)를 직접 회전시키는 것이 가능하다. 제2회전기구(70)는 모터와, 모터에 연결되고 제2반사미러(5)의 회전축에 연결된 동력전달부재를 포함할 수 있고, 동력전달부재를 통해 제2반사미러(5)를 회전시키는 것도 가능하다.

제2회전기구(70)는 제2반사미러(5)의 회전시, 제2반사미러(5)가 편광반사미러(4)와 접촉되지 않는 각도로 회전시키는 것이 바람직하다.

제2회전기구(70)는 제2반사미러(5)를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 소정 각도 회전시킬 수 있고, 제2반사미러(5)는 편광반사미러(4)와 평행하게 배치된 상태에서, 도 19에 도시된 바와 같이, 편광반사미러(4)에 대해 소정각도 기울어지게 배치될 수 있다.

제2반사미러(5)의 회전(기울기 변경)시, 제2반사미러(5)의 반사각도는 가변되고, 도 19에 도시된 바와 같이, 윈드 쉴드(6)로부터 원거리(L2)에 형성되는 제2허상(M')은 소정 각도 기울어질 수 있다.

반대로, 제2회전기구(70)는 제2반사미러(5)을 편광반사미러(4)과 평행하게 회전시킬 역회전시킬 수 있고, 이 경우, 윈드 쉴드(6)로부터 원거리에 위치하는 제2허상(M)은 수직할 수 있다.

이하에서는, 차량의 윈드쉴드를 통해 표시되는 복수의 허상의 표시 위치, 크기, 깊이감, 투명도(=밝기), 기울기 등을 변경함으로써 증강현실을 실현하는 차량용 헤드 업 디스플레이를 설명한다.

도 20은 본 발명의 실시예들에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 구성을 나타낸 도이다.

도 20에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이는,

제1 및 제2 영상 광을 차량의 윈드쉴드쪽으로 반사하는 제1 미러(제1 반사미러(3))를 포함하는 미러부(803)와;

차량의 윈드쉴드에 위치하고, 제1 영역에 제1 영상광에 대응하는 제1 허상을 표시하고, 제2 영역에 제2 영상광에 대응하는 제2 허상을 표시하는 표시층(표시부)(804)과;

상기 제1 미러의 기울기를 변경함으로써 상기 제1 및 제2 허상의 표시 위치를 변경하는 제어부(801)를 포함한다.

표시층(표시부)(804)는 상기 차량의 윈드쉴드에 위치하고, 상기 차량의 윈드 쉴드의 제1 표시 영역에 제1방향의 선편광에 대응하는 제1 허상(virtual image)(예, 허상 거리 2.5m)을 표시하고, 상기 차량의 윈드 쉴드의 제2 표시 영역에 제2방향의 선편광에 대응하는 제2 허상(예, 허상거리 7.5m)을 표시한다.

상기 미러부(803)는,

제1방향의 선편광과, 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광을 출사하는 영상기구(1)와;

차량의 윈드 쉴드로 광을 반사하는 제1 반사미러(3)와;

상기 제1 반사미러(3)와 이격되게 배치되고, 제1방향의 선편광을 투과하고, 제2 방향의 선편광을 제1 반사미러(3)에 반사하는 편광반사미러(4)과;

상기 편광반사미러와 이격되게 배치되고, 상기 편광반사미러(4)를 투과한 제1방향의 선편광을 상기 편광반사미러(4)를 통해 제1 반사미러(3)에 반사하는 제2 반사미러(5)와;

편광반사미러(4)의 기울기를 변경하는 제1회전기구(회전부)(60);

제2 반사미러(5)의 기울기를 변경하는 제2회전기구(회전부) (70);

상기 제1 반사미러(3)의 기울기를 변경하는 제3회전기구(회전부)(도시하지 않음)를 포함한다.

제1 반사미러(3)는 제1방향의 선편광과 제2방향의 선편광을 차량의 윈드 쉴드로 반사함으로써 제1 허상과 제2 허상을 상기 표시층(804)에 표시한다.

제어부(801)는 제1반사미러(3)의 기울기를 조절함으로써 제1 허상 또는 제2 허상의 위치를 변경한다.

제어부(801)는, 제1회전기구(구동부)(60), 제2회전기구(구동부)(70)를 제어함으로써 제1 및 제2 허상의 기울기를 조절한다. 반면, 제어부(801)는, 제1회전기구(구동부)(60), 제2회전기구(구동부)(70)를 제어하지 않고, 기울어진 제1 및 제2 허상 그래픽을 제1 및 제2 표시층에 표시할 수도 있다.

제어부(801)는 제1 및 제2 허상이 서로 분할되도록 제1 반사미러(3)의 기울기를 변경하거나, 제1 및 제2 허상이 서로 겹치(중첩)도록 제1 반사미러(3)의 기울기를 변경하거나, 제1 및 제2 허상이 서로 연결되도록 제1 반사미러(3)의 기울기를 변경할 수 있다.

제어부(801)는 제1 및 제2 허상의 표시 위치를 변경할 뿐만 아니라, 제1 및 제2 허상의 크기, 깊이감, 투명도(=밝기), 기울기 등을 변경할 수도 있다.

도 21은 본 발명의 실시예들에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이의 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

제어부(801)는 제1 영상 광을 차량의 윈드쉴드쪽으로 반사시켜 차량의 윈드쉴드의 제1 영역에 제1 영상광에 대응하는 제1 허상을 표시한다(S11). 예를 들면, 제어부(801)는 제1방향의 선편광에 대응하는 제1 허상(virtual image)(예, 허상 거리 2.5m)을 표시층(표시부)(804)의 제1 표시 영역에 표시한다.

제어부(801)는 제2 영상 광을 차량의 윈드쉴드쪽으로 반사시켜 차량의 윈드쉴드의 제2 영역에 제2 영상광에 대응하는 제2 허상을 표시한다(S12). 예를 들면, 제어부(801)는 제2 방향의 선편광에 대응하는 제2 허상(virtual image)(예, 허상 거리 7.5m)을 표시층(표시부)(804)의 제2 표시 영역에 표시한다.

제어부(801)는 차량 전방에 위치하는 객체의 움직임 또는 차량 위험 상황, 차량 긴급 상황 등에 따라 제1 및 제2 허상의 표시 위치를 변경한다(S13). 예를 들면, 제어부(801)는 제1 및 제2 허상이 서로 분할되도록 제1 반사미러(3)의 기울기를 변경하거나, 제1 및 제2 허상이 서로 겹치도록 제1 반사미러(3)의 기울기를 변경하거나, 제1 및 제2 허상이 서로 연결되도록 제1 반사미러(3)의 기울기를 변경할 수 있다.

도 22는 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및 제2 허상을 서로 분리하는 방법을 나타낸 예시도이다.

도 22에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는 제1 허상(2201)과 제2 허상(2202)이 서로 이격되도록 제1 반사미러(3)의 기울기를 변경한다. 제1 허상(2201)은 차량의 현재 속도, 속도 제한 정보, TBT(Turn-by-turn) 정보 등을 포함할 수 있다. 제2 허상(2202)은 윈드쉴드를 통해 보여지는 주행 도로에 매칭되는 그래픽(예, 주행 도로에 표시되는 배경색, 앞 차량과의 거리를 나타내는 정보 등) 등을 포함할 수 있다.

제어부(801)는 차량의 상황에 따라 제1 허상(2201) 및 제2 허상(2202)에 포함된 정보를 변경할 수 있다.

도 23은 본 발명의 실시예들에 따른 제2 허상의 표시 위치를 변경하는 방법을 나타낸 예시도이다.

도 23에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는 제1 허상(2201)의 표시 위치는 고정시키고, 제2 허상(2202)이 제3 표시 영역(2203) 또는 제4 표시 영역(2204)에 표시되도록 제2 허상(2202)의 표시 위치를 변경한다. 예를 들면, 제어부(801)는 제2 허상(2202)이 제3 표시 영역(2203) 또는 제4 표시 영역(2204)에 표시되도록 제1 반사미러(3)의 기울기를 변경한다. 예를 들면, 제어부(801)는 제1 허상(2201)의 표시 위치는 고정시키고, 제1 반사미러(3)의 기울기를 변경하여 제2 허상(2202)을 좌측 또는 우측으로 이동시킨다. 제어부(801)는 제1 허상(2201)의 표시 위치는 고정시키고, 제1 반사미러(3)의 기울기를 변경하여 제2 허상(2202)을 상측 또는 하측으로 이동시킬 수도 있다.

도 24는 본 발명의 실시예들에 따른 제1 허상 및 제2 허상을 중첩시키는 방법을 나타낸 예시도이다.

도 24에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는 제1 허상(2201)과 제2 허상(2202)이 중첩되도록 제2 허상(2202)을 제1 허상(2201)의 표시 위치로 이동시키거나, 제1 허상(2201)을 제2 허상(2202)의 표시 위치로 이동시킨다. 예를 들면, 제어부(801)는 제1 허상(2201)과 제2 허상(2202)이 중첩되도록 제1 반사미러(3)의 기울기를 변경한다. 예를 들면, 제어부(801)는 제1 허상(2201)의 표시 위치는 고정시키고, 제1 반사미러(3)의 기울기를 변경하여 제2 허상(2202)을 제1 허상(2201)의 표시 위치로 이동시킴으로써, 제1 허상(2201)과 제2 허상(2202)을 중첩시킨다.

도 25 내지 도28은 본 발명의 실시예들에 따른 앞 차량과의 충돌 가능성을 제1 및 제2 허상을 이용하여 사용자에게 알리는 방법을 나타낸 예시도이다.

도 25에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는 차량 속도, 차량 주행 방향, 주유량과 같은 기본적인 정보를 포함하는 제1 허상(2201)을 제1 표시 영역에 표시하고, 앞 차량과의 거리를 나타내고, 도로와 매칭되는 그래픽 객체(2501)를 포함하는 제2 허상(2202)을 제2 표시 영역에 표시한다.

도 26에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는 앞 차량과의 거리가 짧아지면 앞 차량과의 거리를 나타내는 그래픽 객체의 길이를 줄이고, 이와 동시에 그래픽 객체(2601)의 색상을 변경한다.

도 27에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는 앞 차량과의 거리가 기준 거리(충돌 가능 거리) 이하이면 제1 허상(2201)과 제2 허상(2202)을 중첩시키고, 그 중첩된 제1 허상(2201) 및/또는 제2 허상(2202)에 충돌 경고 정보(충돌 경고 이미지, 충돌 경고 문자 등)(2701)를 표시한다.

도 28에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는 앞 차량과의 거리가 기준 거리(충돌 가능 거리) 이하이면 제1 허상(2201)에 차간 거리(2801)를 표시하고, 제2 허상(2202)에 충돌위험 정보(충돌 위험 이미지, 충돌 위험 문자 등)(2802)를 표시한다. 즉, 상기 제어부(801)는, 앞 차량과의 거리(차간 거리)에 따라 상기 제1 허상(2201)과 제2 허상(2202)의 표시 위치를 변경하고, 차건 거리에 따라 상기 제1 허상(2201)에 표시되는 정보 및 제2 허상(2202)에 표시되는 정보를 변경한다.

상기 제어부(801)는 차량과의 충돌 가능성이 있는 객체에 중첩되는 그래픽 객체를 포함하는 제2 허상(2202)을 제2 표시 영역에 표시할 수도 있다. 예를 들면, 상기 제어부(801)는 차량과의 충돌 가능성이 낮을수록(객체와의 거리가 멀수록) 상기 그래픽 객체의 기울기 각도를 감소시킴과 동시에 상기 그래픽 객체의 색상을 변경한다.

상기 제어부(801)는 차량과의 충돌 가능성이 높을수록(객체와의 거리가 가까울수록) 상기 그래픽 객체의 기울기 각도를 증가(그래픽 객체를 점차적으로 세움)시킴과 동시에 상기 그래픽 객체의 색상을 변경한다.

상기 제어부(801)는 앞 차량과의 거리(차간 거리)를 나타내는 그래픽 객체(이미지)의 각도(예, 수직, 수평)를 변경시키면서 그 충돌 가능성을 다르게 표시할 수도 있다.

상기 제어부(801)는 앞 차량과의 거리(차간 거리)가 기준 거리(충돌 가능 거리) 이하이면 제1 허상(2201)과 제2 허상(2202)을 완전히 중첩시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 차량용 헤드 업 디스플레이는, 상기 그래픽 객체의 기울어짐을 통해 가상의 장벽을 입체적으로 운전자에게 제공하여, 차량 사고 발생율을 낮추고, 보다 효과적인 충돌 경보 인터페이스를 제공할 수 있다.

도 29는 본 발명의 실시예들에 따른 제2 허상에 표시되는 정보를 나타낸 예시도이다.

도 29에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는, 현재 주행하는 도로 상에 매칭되고 차간 거리를 나타내는 제1 그래픽 객체(제1 이미지)(2901)를 제2 허상의 제1 영역에 표시하고, 운전자의 의도에 따라 주행 차선을 변경할 때(예, 좌측 방향 지시등이 턴-온될 때) 변경할 차선에 대응하는 도로에 매칭되고 그 변경할 차선의 차간 거리를 나타내는 제2 그래픽 객체(제2 이미지)(2902)를 제2 허상의 제2 영역에 표시한다.

제어부(801)는 주행 차선을 우측 또는 좌측 차선으로 변경할 때 그 변경될 차선으로 주행하는 차량과의 충돌 가능성을 나타내는 그래픽 객체(2902)를 제2 허상의 제2 영역에 표시한다. 예를 들면, 제어부(801)는 주행 차선을 좌측 차선으로 변경할 때 그 변경될 좌측 차선으로 주행하는 인접 차량과의 거리를 나타내는 그래픽 객체(2902)를 제2 허상의 제2 영역에 표시한다. 제어부(801)는, 그 변경될 좌측 차선으로 주행하는 인접 차량과의 거리가 기준 거리 (차량 충돌 가능 거리) 이상이면 그래픽 객체(2902)의 배경색을 제1 색상(예, 파란색)으로 표시하고, 그 변경될 좌측 차선으로 주행하는 인접 차량과의 거리가 기준 거리(차량 충돌 가능 거리) 이하이면 그래픽 객체(2902)의 배경색을 제2 색상(예, 빨간색)으로 표시할 수 있다.

즉, 상기 제어부(801)는 현재 주행 도로에 매칭되고, 현재 주행 도로 상의 차간 거리를 나타내는 제1 그래픽 객체(2901)를 상기 제2 허상(2202)의 제1 영역에 표시하고; 주행 차선 변경 요청시, 상기 변경할 주행 차선에 대응하는 인접 도로에 매칭되고, 상기 인접 도로 상의 차간 거리를 나타내는 제2 그래픽 객체(2902)를 상기 제2 허상(2202)의 제2 영역에 표시한다.

도 30 내지 도 33은 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및 제2 허상에 표시되는 정보를 끼어들기 차량에 따라 다르게 표시하는 방법을 나타낸 예시도이다.

도 30 및 도 31에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는, 차량(3001)이 액티브 크루즈 컨트롤(ACC)를 수행하여 타겟 차량(3002)을 따라 자율 주행할 때 제1 허상(2201)에 차량 속도, 차간 거리 등을 표시하고, 제2 허상(2202)에 타겟 차량(3002)과 중첩되는 그래픽 객체(3101)를 표시한다.

제어부(801)는, 타겟 차량(3002)과의 거리에 따라 타겟 차량(3002)에 중첩되는 그래픽 객체(3101)의 색상, 모양, 깜박임 등을 변경한다.

도 32에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는, 차량(3001)이 액티브 크루즈 컨트롤(ACC)를 수행하여 타겟 차량(3002)을 따라 자율 주행할 때, 차량(3001)과 타겟 차량(3002) 사이로 타 차량(3003)이 갑자기 끼어들었을 때(예, 차량(3001)과 타 차량(3003) 사이의 거리가 제1 허상 거리(예, 2.5미터)이하일 때) 제1 허상(2201)을 타 차량(3003)에 중첩되도록 제1 허상(2201)의 표시 위치를 변경하고, 제1 허상(2201)에 차량 속도, 차간 거리 등을 표시하지 않고, 타 차량(3003)과의 충돌 가능성을 나타내는 정보(3201)를 제1 허상(2201)에 표시한다. 제어부(801)는, 타 차량(3003)과의 충돌 가능성을 나타내는 정보(3201)를 제1 허상(2201)에 표시할 때 제1 허상(2201)과 제2 허상(2202)이 중첩되면 제2 허상(2202)에 표시되는 정보를 일시적으로 삭제하거나 밝기를 감소시킨다. 예를 들면, 운전자가 운전 중에 제2 허상(예, 허상 거리 7.5미터)을 보고 있는 중에 갑자기 타 차량(3003)이 2.5미터 이하의 거리로 끼어들기 하면, 운전자가 용이하게 타 차량(3003)을 인식할 수 있도록 제1 허상(예, 허상 거리 2.5미터)(2201)을 타 차량(3003)에 중첩시키고, 타 차량(3003)과의 충돌 가능성을 나타내는 정보(3201)를 제1 허상(2201)에 표시한다.

즉, 상기 제어부(801)는,

상기 차량(3001)과 전방 차량(타겟 차량)(3002) 사이로 제1 차량(타 차량)(3003)이 진입하고, 상기 차량(3001)과 상기 제1 차량(3003) 사이의 거리가 기준 거리(예, 2.5미터) 이하일 때 상기 제1 허상(2201)을 상기 제1 차량(3003)에 중첩되도록 상기 제1 허상(2201)의 표시 위치를 변경하고,

상기 차량(3001)과 상기 제1 차량(3003) 사이의 거리가 상기 기준 거리(예, 2.5미터)를 초과하면 상기 제2 허상(2202)을 상기 제1 차량(3003)에 중첩되도록 상기 제2 허상(2202)의 표시 위치를 변경한다.

도 33에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는, 차량(3001)이 액티브 크루즈 컨트롤(ACC)를 수행하여 타겟 차량(3002)을 따라 자율 주행할 때, 차량(3001)과 타겟 차량(3002) 사이로 타 차량(3003)이 갑자기 끼어들었을 때(예, 차량(3001)과 타 차량(3003) 사이의 거리가 제1 허상 거리(예, 2.5미터)이하일 때) 제1 허상(2201)을 타 차량(3003)에 중첩되도록 제1 허상(2201)의 표시 위치를 변경하고, 제1 허상(2201)에 차량 속도, 차간 거리 등을 표시하지 않고, 타 차량(3003)과의 충돌 가능성을 나타내는 정보(3201)를 제1 허상(2201)에 표시한다. 이후, 제어부(801)는, 타 차량(3003)과의 충돌 가능성을 나타내는 정보(예, 텍스트, 가상의 장벽, 화살표 등)(3201)를 제1 허상(2201)에 표시한 후, 상기 타 차량(3003)을 새로운 타겟 차량으로서 인식하고, 상기 타 차량(3003)을 따라 자율 주행한다.

제어부(801)는, 상기 타 차량(3003)이 새로운 타겟 차량으로 변경되었음을 알리는 알림 정보를 발생하고, 그 알림 정보(3301)를 제1 허상(2201)에 표시한다.

제어부(801)는, 상기 타 차량(3003)과의 거리, 속도, 상기 타 차량(3003)이 액티브 크루즈 컨트롤(ACC) 수행에 따른 타겟 차량으로서 적정한지 여부를 아이콘, 숫자, 색상 등으로 제1 허상(2201)에 표시한다.

제어부(801)는, 상기 타 차량(3003)의 속도 변화율이 기준 값 이하이고, 상기 타 차량(3003)과 주변 차량과의 속도 차이가 기준 값 이하일 때 상기 타 차량(3003)을 액티브 크루즈 컨트롤(ACC) 수행에 따른 타겟 차량으로서 결정할 수 있다.

제어부(801)는, 야간에 램프(예, 전조등)에 의해서 제1 허상(2201) 및 제2 허상(2202)의 시인성이 저하되면, 제1 허상(2201) 및 제2 허상(2202)의 표시 위치를 이동(예, 윈드쉴드의 상단으로 이동)시켜 램프(예, 전조등)에 의한 제1 허상(2201) 및 제2 허상(2202)의 시인성을 향상시킬 수도 있다.

도 34 내지 도 35는 본 발명의 실시예들에 따른 제2 허상의 기울기를 변경하는 방법을 나타낸 예시도이다.

도 34 및 도 35에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는, 주행 도로를 주행하는 도중에 주행 도로에 위치하는 길 안내 정보(예, 이정표, 각종 표지판 등)(3401)가 카메라(310)에 의해 검출되면 그 검출된 길 안내 정보를 제2 허상(2202)에 표시한다.

도 35에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는, 주행 도로를 주행하는 도중에 주행 도로에 위치하는 길 안내 정보(예, 이정표, 각종 표지판 등)(3401)가 카메라(310)에 의해 검출되면 그 검출된 길 안내 정보에 대응하는 이미지(3402)가 수직이 되도록 길 안내 정보에 대응하는 이미지(3402)의 기울기를 변경한다. 예를 들면, 제어부(801)는, 근거리에 위치한 이정표(3401)에 대응하는 이정표 이미지(3402)를 제2 허상(2202)에 표시할 때, 중력방향을 기준으로 +90도에 가까운 각도로 상기 이정표 이미지(3402)를 기울인다. 즉, 제어부(801)는, 이정표(3401)와 차량(3301)이 가까워질수록 제2 허상(2202)을 중력방향에 가깝도록 제2 허상(2202)의 기울기를 변경한다. 반면, 제어부(801)는, 이정표(3401)와 차량(3301)이 멀어질수록 제2 허상(2202)을 수평방향에 가깝도록 제2 허상(2202)의 기울기를 원래 상태(기울기 0도)로 변경한다.

즉, 제어부(801)는, 이정표(3401)와 차량(3301)이 가까워질수록 제2 허상(2202)에 표시되는 이정표 이미지(3402)를 점차 세우고, 이정표(3401)와 차량(3301)이 멀어질수록 제2 허상(2202)에 표시되는 이정표 이미지(3402)를 점차 눕힘으로써, 운전자는 이정표(3401)와 차량(3301)이 가까워지는지 아니면 멀어지는지를 직관적으로 확인할 수 있다.

도 36 내지 도 37은 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및 제2 허상을 중첩하여 입체 영상을 표시하는 방법을 나타낸 예시도들이다.

도 36 및 도 37에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는, 차량 속도, 차량 주행 방향, 주유량과 같은 기본적인 정보를 제1 허상(2201)에 표시하고, 앞 차량과의 거리 등을 나타내는 그래픽 객체를 제2 허상(2202)에 표시하는 도중에, 긴급한 상황, 중요한 알림이 필요한 경우 제1 및 제2 허상을 중첩하여 입체영상을 나타낸다. 예를 들면, 제어부(801)는, 차량 속도, 차량 주행 방향, 주유량과 같은 기본적인 정보를 제1 허상(2201)에 표시하고, 앞 차량과의 거리 등을 나타내는 그래픽 객체를 제2 허상(2202)에 표시하는 도중에, 턴바이턴 정보를 표시해야 할 때 턴바이턴 정보를 제1 허상(2201) 및 제2 허상(2202)에 각각 표시하고, 차량 내 "Eye tracking" 기술을 이용하여 운전자 시선을 추적하고, 그 추적된 운전자 시선이 제1 허상(2201)에 표시된 제1 턴바이턴 이미지(3601)(3701)와 제2 허상(2202)에 표시된 제2 턴바이턴 이미지(3602)(3702)가 서로 매칭되도록 제1 턴바이턴 이미지(3601)(3701)와 제2 턴바이턴 이미지(3602)(3702)의 사이즈 및 표시 위치를 변경한다.

즉, 제어부(801)는, 운전자가 제1 허상(2201)에 표시된 제1 턴바이턴 이미지(3601)(3701)와 제2 허상(2202)에 표시된 제2 턴바이턴 이미지(3602)(3702)를 입체적으로 볼 수 있도록, 제1 턴바이턴 이미지(3601)와 제2 턴바이턴 이미지(3602)의 사이즈 및 표시 위치를 변경한다. 제어부(801)는, 제1 허상(2201)과 이에 상응하는 제2 허상(2202) 간의 시선 정합을 위해 상기 "Eye tracking" 기술을 이용하여 운전자 시선을 추적한다.

제어부(801)는, 진출로 또는 진입로 부분에서 효과적으로 차량 진행방향을 알려주기 위해, 제1 허상과 제2 허상을 중첩시켜 입체영상을 표시한다. 예를 들면, 제어부(801)는, 서로 다른 이미지를 제1 및 제2 허상에 각각 표시하다가, 소정 조건이 만족되면 하나의 이미지에 대한 제1 부분을 제1 허상(2201)에 표시하고, 하나의 이미지에 대한 제2 부분을 제2 허상(2202)에 표시함으로써, 제1 허상(2201)과 제2 허상(2202)이 서로 연결된 것과 같은 효과를 발생시킨다. 상기 소정 조건은 포트홀이 감지되거나, 물웅덩가 감지되거나, 교차로에서의 차선을 변경하거나, 차량 충돌가능성 등이 발생했을 때를 의미한다.

도 38은 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및 제2 허상을 중첩하여 입체 영상을 표시하는 다른 방법을 나타낸 예시도이다.

도 38에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는, 차량 속도, 차량 주행 방향, 주유량과 같은 기본적인 정보를 제1 허상(2201)에 표시하고, 앞 차량과의 거리 등을 나타내는 그래픽 객체(3801)를 제2 허상(2202)에 표시하는 도중에, 긴급한 상황, 중요한 알림이 필요한 경우 제1 및 제2 허상을 중첩하여 입체영상을 나타낸다. 예를 들면, 제어부(801)는, 차량 속도, 차량 주행 방향, 주유량과 같은 기본적인 정보를 제1 허상(2201)에 표시하고, 앞 차량과의 거리 등을 나타내는 그래픽 객체(3801)를 제2 허상(2202)에 표시하는 도중에 콜 신호가 수신되면, 제1 허상(2201)과 제2 허상(2202)을 중첩시키고, 그 중첩된 허상에 상기 콜 신호가 수신되었음을 알리는 알림 정보(3820)를 입체적으로 표시한다.

예를 들면, 제어부(801)는, 콜 신호가 수신되면 운전자 시야 위치에 해당하는 제2 허상(2202)으로 제1 허상(2201)을 이동시켜 제1 허상(2201)과 제2 허상(2202)을 중첩시키고, 그 제1 허상에 상기 콜 신호가 수신되었음을 알리는 알림 정보(3820)를 표시함과 동시에 제2 허상(2202)의 밝기는 흐리게 하고, 제2 허상(2202)의 투명도는 증가시키고, 제2 허상(2202)의 색상은 어둡게 표시함으로써, 상기 알림 정보(3820)를 입체적으로 표시한다.

도 39는 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및 제2 허상에 표시되는 정보를 중요 알림 정보를 근거로 변경하는 방법을 나타낸 예시도이다.

도 39에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는, 차량 속도, 주유량과 같은 기본적인 정보를 제1 허상(2201)에 표시하고, 앞 차량과의 거리 또는 차량 주행 방향을 나타내는 그래픽 객체를 제2 허상(2202)에 표시하는 도중에, 끼어들기 차량과의 거리(차간 거리)가 기준 거리(예, 2.5미터) 이하이면 제1 허상(2201)에 충돌 위험 정보(중요 알림 정보)를 표시하고, 제2 허상(2202)과 끼어들기 차량이 서로 중첩되지 않도록 제2 허상(2202)의 표시 위치를 변경하고, 그 표시 위치가 변경된 제2 허상(2202)에 앞 차량과의 거리 또는 차량 주행 방향을 나타내는 그래픽 객체를 표시한다. 따라서, 제2 허상(2202)에 표시된 그래픽 객체에 의해 상기 끼어들기 차량이 가려지는 문제를 해소할 수 있다.

도 40는 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및 제2 허상에 표시되는 정보를 장애물을 근거로 변경하는 방법을 나타낸 예시도이다.

도 40에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는, 차량 속도, 주유량과 같은 기본적인 정보를 제1 허상(2201)에 표시하고, 앞 차량과의 거리 또는 차량 주행 방향을 나타내는 그래픽 객체를 제2 허상(2202)에 표시하는 도중에, 앞차와의 거리(차간 거리)가 기준 거리(예, 2.5미터) 이하이면 그 그래픽 객체(4001)가 앞차와 중첩되어 운전자가 앞차의 인식이 어려울 수 있다. 따라서, 제어부(801)는, 앞차와의 거리(차간 거리)가 기준 거리(예, 2.5미터) 이하이면 제1 허상(2201)에 충돌 위험 정보(중요 알림 정보)(4002)를 표시하고, 제2 허상(2202)과 앞차가 서로 중첩되지 않도록 제2 허상(2202)의 표시 위치를 변경함과 동시에 그 표시 위치가 변경된 제2 허상(2202)에 표시되는 앞 차량과의 거리 또는 차량 주행 방향을 나타내는 그래픽 객체(4003)의 표시 위치를 변경한다. 따라서, 제2 허상(2202)에 표시된 그래픽 객체에 의해 상기 앞차가 가려지는 문제를 해소할 수 있다.

도 41은 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및 제2 허상을 근거로 길 안내 정보를 제공하는 방법을 나타낸 예시도이다.

도 41에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는, 차량 속도, 주유량과 같은 기본적인 정보를 제1 허상(2201)에 표시하고, 앞 차량과의 거리 또는 차량 주행 방향을 나타내는 그래픽 객체를 제2 허상(2202)에 표시하는 도중에, 현재 위치에서 진입해야할 도로에 길 안내 정보(턴바이턴 정보)를 표시할 때 제1 허상(2201)에 길 안내 정보(턴바이턴 정보)(4102)를 표시함과 동시에 진입하지 말아야할 도로에 매칭되는 가상의 벽(예, 진입하지 말아야할 도로임을 알리는 그래픽 객체)(4101)을 제2 허상(2202)에 표시한다. 예를 들면, 제어부(801)는, 차량의 위치가 TBT(turn by turn) 위치에 가까워질 수록 제1 허상(2201)에 표시되는 TBT 이미지(4102)를 점차적으로 기울임(문이 열리는 듯한 효과)과 동시에 진입하지 말아야할 도로에는 제2 허상(2202)에 표시되는 가상의 벽(4101)을 점차 세움으로써 운전자는 직관적으로 진입 도로인지 아닌지를 신속하게 확인할 수 있다.

즉, 상기 제어부(801)는, 상기 차량이 현재 교차로에 가까워질수록 상기 차량이 진입하지 말아야할 도로에 매칭되는 그래픽 객체(4101)를 점진적으로 세우고, 상기 차량이 상기 현재 교차로에 가까워질수록 상기 제1 허상(2201)에 표시되는 상기 길 안내 정보에 대응하는 이미지(4102)를 점진적으로 눕힌다.

도 42는 본 발명의 실시예들에 따른 제1 및/또는 제2 허상에 길 안내 정보를 표시하는 방법을 나타낸 예시도이다.

도 42에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는, 차량 속도, 주유량과 같은 기본적인 정보를 제1 허상(2201)에 표시하고, 차량의 현재 속도가 코너링할 때 차량 밀림 현상이 발생할 수 있는 정도의 높은 속도일 때 턴바이턴 이미지(4201)를 제2 허상(2202)에 표시함과 동시에 상기 차량이 우측 또는 좌측으로 밀릴 수 있음을 알리는 이미지(4202)를 턴바이턴 이미지(4201) 상에 표시하고, 그 턴바이턴 이미지(4201)의 배경색을 점차적으로 변경한다.

예를 들면, 상기 제어부(801)는, 차량의 현재 속도를 상기 제1 허상(2201)에 표시하고, 코너링 구간을 알리는 턴바이턴 이미지(4201)를 상기 제2 허상(2202)에 표시할 때, 상기 차량의 현재 속도가 상기 코너링 구간의 차량 진입 기준 속도를 초과할 때 상기 차량이 언더스티어(understeer)(차량이 코너링할 때 우측 또는 좌측으로 밀리는 현상)될 수 있음을 알리는 이미지(4202)를 상기 턴바이턴 이미지(4201)에 표시한다. 상기 차량 진입 기준 속도는, 차량이 코너링할 때 우측 또는 좌측으로 밀리는 속도를 나타내며, 설계자 또는 사용자 의도에 따라 변경될 수 있다.

도 43 내지 도 44는 본 발명의 실시예들에 따른 제2 허상에 길 안내 정보를표시하는 방법을 나타낸 다른 예시도들이다.

도 43에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는, 주행 도로를 주행하는 도중에 주행 도로에 위치하는 길 안내 정보(예, 이정표, 각종 표지판 등)(4301)가 카메라(310)에 의해 검출되면 그 검출된 길 안내 정보에 대응하는 이미지(4302)를 제2 허상(2202)에 표시한다.

도 43에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는, 주행 도로를 주행하는 도중에 주행 도로에 위치하는 길 안내 정보(예, 이정표, 각종 표지판 등)(4301)가 카메라(310)에 의해 검출되면 그 검출된 길 안내 정보(예, LA(Los Angeles) 방향, 워싱턴 방향, 보스턴 방향)에 대응하는 이미지(4302)가 수직이 되도록 길 안내 정보에 대응하는 이미지(4302)의 기울기를 변경한다. 예를 들면, 제어부(801)는, 근거리에 위치한 이정표(4301)에 대응하는 이정표 이미지(4302)를 제2 허상(2202)에 표시할 때, 중력방향을 기준으로 +90도에 가까운 각도로 상기 이정표 이미지(4302)를 기울인다. 즉, 제어부(801)는, 이정표(4301)와 차량이 가까워질수록 제2 허상(2202)을 중력방향에 가깝도록 제2 허상(2202)의 기울기를 변경한다. 반면, 제어부(801)는, 이정표(4301)와 차량이 멀어질수록 제2 허상(2202)을 수평방향에 가깝도록 제2 허상(2202)의 기울기를 원래 상태(기울기 0도)로 변경한다.

즉, 제어부(801)는, 이정표(4301)와 차량이 가까워질수록 제2 허상(2202)에 표시되는 이정표 이미지(4302)를 점차 세우고, 이정표(4301)와 차량이 멀어질수록 제2 허상(2202)에 표시되는 이정표 이미지(4302)를 점차 눕힘으로써, 운전자는 이정표(4301)와 차량이 가까워지는지 아니면 멀어지는지를 직관적으로 확인할 수 있다.

도 44에 도시한 바와 같이, 제어부(801)는, 차량이 주행 도로를 주행할 때 주행 도로에 위치하는 길 안내 정보(예, LA(Los Angeles) 방향, 워싱턴 방향, 보스턴 방향)(4301)가 카메라(310)에 의해 검출되면, 현재 위치로부터 목적지까지의 경로에 연관된 정보(예, LA 방향)를 상기 검출된 길 안내 정보로부터 검출하고, 상기 검출된 길 안내 정보(예, LA(Los Angeles) 방향, 워싱턴 방향, 보스턴 방향)로부터 상기 연관된 정보(예, LA(Los Angeles) 방향 이미지)에 대응하는 이미지(4401)만을 상기 제2 허상(2202)에 표시한다. 즉, 제어부(801)는, 이정표(4301)와 차량이 가까워질수록 제2 허상(2202)에 표시되는 이정표 이미지(예, LA(Los Angeles) 방향 이미지)(4401)를 점차 세우고, 이정표(4301)와 차량이 멀어질수록 제2 허상(2202)에 표시되는 이정표 이미지(4401)를 점차 눕힐 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 차량의 윈드쉴드를 통해 표시되는 복수의 허상의 표시 위치, 크기, 깊이감, 투명도(밝기), 기울기 등을 변경함으로써 증강현실을 효과적으로 실현할 수 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 프로세서 또는 제어부를 포함할 수도 있다. 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.

Claims

제1 및 제2 영상 광을 차량의 윈드쉴드쪽으로 반사하는 제1 미러를 포함하는 미러부와;
상기 차량의 윈드쉴드에 위치하고, 제1 영역에 상기 제1 영상광에 대응하는 제1 허상(virtual image)을 표시하고, 제2 영역에 상기 제2 영상광에 대응하는 제2 허상(virtual image)을 표시하는 표시층과;
상기 제1 미러의 기울기를 변경함으로써 상기 제1 및 제2 허상의 표시 위치를 변경하는 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는,
차간 거리에 따라 상기 제1 허상과 제2 허상의 표시 위치를 변경하고, 상기 차간 거리에 따라 상기 제1 허상에 표시되는 정보 및 제2 허상에 표시되는 정보를 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제1 허상과 제2 허상이 서로 이격되도록 제1 미러의 기울기를 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제1 허상과 제2 허상이 서로 연결되도록 제1 미러의 기울기를 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제1 허상과 제2 허상이 서로 중첩되도록 제1 미러의 기울기를 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 1 항에 있어서, 상기 표시층은,
상기 차량의 윈드 쉴드의 제1 영역에 제1방향의 선편광에 대응하는 제1 허상(virtual image)을 표시하고, 상기 차량의 윈드 쉴드의 제2 영역에 제2방향의 선편광에 대응하는 제2 허상을 표시하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 1 항에 있어서, 상기 미러부는,
제1방향의 선편광과, 제1방향과 직교한 제2방향의 선편광을 출사하는 영상 발생부와;
상기 제1 미러와 이격되게 배치되고, 제1방향의 선편광을 투과하고, 제2 방향의 선편광을 제1 미러에 반사하는 제2 미러와;
상기 제2 미러와 이격되게 배치되고, 상기 제2 미러를 투과한 제1방향의 선편광을 상기 제1 미러에 반사하는 제3 미러와;
상기 제1 미러의 기울기를 변경하는 제1 회전기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 6항에 있어서, 상기 미러부는,
제2 미러의 기울기를 변경하는 제2 회전부;
제3 미러의 기울기를 변경하는 제3 회전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
차간 거리에 따라 상기 제1 허상과 제2 허상을 서로 중첩시키는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
현재 주행 도로에 매칭되고, 현재 주행 도로 상의 차간 거리를 나타내는 제1 그래픽 객체를 상기 제2 허상이 표시되는 상기 제2 영역 내의 소정 영역에 표시하고,
주행 차선 변경 요청시, 상기 변경할 주행 차선에 대응하는 인접 도로에 매칭되고, 상기 인접 도로 상의 차간 거리를 나타내는 제2 그래픽 객체를 상기 제2 허상이 표시되는 상기 제2 영역 내의 또 다른 소정 영역에 표시하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 차량과 전방 차량 사이로 제1 차량이 진입하고, 상기 차량과 상기 제1 차량 사이의 거리가 기준 거리 이하일 때 상기 제1 허상을 상기 제1 차량에 중첩되도록 상기 제1 허상의 표시 위치를 변경하고,
상기 차량과 상기 제1 차량 사이의 거리가 상기 기준 거리를 초과하면 상기 제2 허상을 상기 제1 차량에 중첩되도록 상기 제2 허상의 표시 위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
주행 도로에 위치하는 길 안내 정보가 카메라에 의해 검출되면 상기 검출된 길 안내 정보에 대응하는 이미지를 상기 제2 허상에 표시하고, 상기 길 안내 정보의 위치와 상기 차량 간의 거리에 따라 상기 제2 허상에 표시되는 상기 이미지의 기울기를 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제1 및 제2 허상을 중첩하여 입체영상을 나타내는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제1 허상에 표시되는 제1 길 안내 이미지의 사이즈 및 표시 위치와, 상기 제2 허상에 표시되는 제2 길 안내 이미지의 사이즈 및 표시 위치를 변경함으로써 입체영상을 나타내는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
앞차와의 거리가 기준 거리 이하이면, 상기 제2 허상과 상기 앞차가 서로 중첩되지 않도록 상기 제2 허상의 표시 위치를 변경함과 동시에 상기 표시 위치가 변경된 제2 허상에 표시되는 그래픽 객체의 표시 위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,
현재 교차로에서 상기 차량이 진입해야 할 도로에 길 안내 정보를 표시할 때 상기 제1 허상에 상기 길 안내 정보를 표시함과 동시에, 상기 현재 교차로에서 상기 차량이 진입하지 말아야 할 도로에 매칭되는 그래픽 객체를 상기 제2 허상에 표시하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 16항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 차량이 상기 현재 교차로에 가까워질수록 상기 차량이 진입하지 말아야 할 도로에 매칭되는 그래픽 객체를 점진적으로 세우고,
상기 차량이 상기 현재 교차로에 가까워질수록 상기 제1 허상에 표시되는 상기 길 안내 정보에 대응하는 이미지를 점진적으로 눕히는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
차량의 현재 속도를 상기 제1 허상에 표시하고, 코너링 구간을 알리는 턴바이턴 이미지를 상기 제2 허상에 표시할 때, 상기 차량의 현재 속도가 상기 코너링 구간의 차량 진입 기준 속도를 초과할 때 상기 차량이 언더스티어(understeer)될 수 있음을 알리는 이미지를 상기 턴바이턴 이미지에 표시하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 차량이 주행하는 도로에 위치한 길 안내 이미지가 카메라에 의해 검출되면, 현재 위치로부터 목적지까지의 경로에 연관된 정보를 상기 검출된 길 안내 이미지로부터 검출하고, 상기 검출된 길 안내 이미지로부터 상기 연관된 정보에 대응하는 이미지만을 상기 제2 허상에 표시하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이.
제1 및 제2 영상 광을 차량의 윈드쉴드쪽으로 반사하는 제1 미러를 포함하는 미러부와; 상기 차량의 윈드쉴드에 위치하고, 상기 제1 영상광에 대응하는 제1 허상(virtual image)과 상기 제2 영상광에 대응하는 제2 허상(virtual image)을 표시하는 표시층;을 포함하는 차량용 헤드 업 디스플레이를 제어하는 방법에 있어서,
상기 제1 미러의 기울기를 변경함으로써 상기 제1 및 제2 허상의 표시 위치를 변경하는 단계; 및
차간 거리에 따라 상기 제1 허상과 제2 허상의 표시 위치를 변경하고, 상기 차간 거리에 따라 상기 제1 허상에 표시되는 정보 및 제2 허상에 표시되는 정보를 변경하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 헤드 업 디스플레이의 제어 방법.