KR101704242B1 - 차량용 입체영상 표시장치 및 방법 - Google Patents

차량용 입체영상 표시장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 입체영상 표시장치 및 방법에 관한 것으로, 2차원의 기초영상들을 표시하는 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널에 표시되는 2차원의 기초영상을 결상하여 3차원의 집적영상으로 변환하고, 초점거리를 조정할 수 있는 렌즈 어레이와, 상기 집적영상을 부양시킨 최종영상을 차량의 전면유리에 투영하는 부양부와, 사용자 입력에 따라 상기 렌즈 어레이의 초점거리를 조정하여 상기 최종영상의 투영거리를 조절하는 제어기를 포함한다.

Description

차량용 입체영상 표시장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DISPLAYING STEREOSCOPIC IMAGE IN VEHICLE}
본 발명은 입체영상 표시장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집적부양기술과 가변 초점 렌즈 어레이를 이용하여 입체영상의 투영거리를 조절할 수 있도록 하는 차량용 입체영상 표시장치 및 방법에 관한 것이다.
헤드업 디스플레이(Head Up Display, HUD)는 자동차나 비행기의 전면 유리에 사용자가 필요로 하는 가상영상(virtual image)를 투영하여 표시 나타나도록 설계된 전방 표시 장치이다. HUD는 차량의 현재속도, 연료 잔량, 네비게이션 길안내 정보 등을 운전자의 전면 유리(윈드실드)에 그래픽 이미지로 투영해 주어 운전자가 불필요하게 시선을 다른 곳으로 옮기는 것을 최소화 시켜준다.
이러한 HUD 시스템은 고정된 위치에 평면적인(2차원) 가상영상(정보)을 증강현실(augmented reality)로 표시하므로, 운전자(사용자)마다 가상영상과 실제도로(실도로)의 매칭성 및 편안함을 느끼는 정도가 각각 다르다.
또한, 종래의 증강현실 HUD는 착시 효과를 이용하여 2차원 영상을 3차원 영상처럼 보이도록 하므로, 실도로와 가상영상 매칭시 이질감이 존재하게 된다.
또한, 차량 내부는 기존 부품들로 인해 공간이 매우 협소하며 신뢰성 문제들로 인해 전자장치를 추가하기 어렵다. 가상영상의 위치는 광경로 길이, 비구면 거울의 확대배율 등 광학요소들에 의해 결정된다. 하지만 광경로를 증가시키거나 거울의 확대배율을 증가시키는 경우 패키지(하우징) 크기가 늘어나는 문제가 있으며, 내열성, 진동 내구성 등 신뢰성 이슈가 발생한다.
최근에는 HUD 시스템에 3차원 디스플레이 기술을 적용하기 위한 연구들이 진행되고 있다. 그 중, 집적부양기술을 이용한 HUD 시스템에 대한 연구도 진행되고 있다. 집적부양기술은 관찰자(사용자) 가까이 3차원 영상을 부양시킴으로써 최종 결과 영상의 임장감 및 입체감을 극대화시키기 위한 것이다. 이러한 집적부양기술을 그대로 HUD에 적용하는 경우, 운전 환경 특성상 3m 이상 떨어진 도로나 이정표, 자동차 등과 같은 사물과의 시각적인 거리 차이가 나 운전자의 집중력을 방해할 수 있다.
본 발명은 집적부양기술과 가변 초점 렌즈 어레이를 이용하여 입체영상의 투영거리를 조절할 수 있도록 하는 차량용 입체영상 표시장치 및 방법을 제공하고자 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입체영상 표시장치는 2차원의 기초영상들을 표시하는 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널에 표시되는 2차원의 기초영상을 결상하여 3차원의 집적영상으로 변환하고, 초점거리를 조정할 수 있는 렌즈 어레이와, 상기 집적영상을 부양시킨 최종영상을 차량의 전면유리에 투영하는 부양부와, 사용자 입력에 따라 상기 렌즈 어레이의 초점거리를 조정하여 상기 최종영상의 투영거리를 조절하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 렌즈 어레이는 다수개의 가변 초점 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부양부는 비구면 오목 거울로 구현되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 렌즈 어레이의 초점거리가 변경되면 상기 초점거리 변경 전후에 생성되는 상기 최종영상의 크기 변화율을 연산하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 렌즈 어레이의 초점거리가 변경되면, 상기 초점거리 변경 전후에 생성되는 상기 최종영상의 투영거리 변화율을 연산하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 최종영상의 크기 변화율과 투영거리 변화율이 일치하도록 상기 디스플레이 패널에 표시되는 상기 기초영상의 크기를 연산하고 그 연산된 결과에 근거하여 상기 디스플레이 패널에 표시되는 기초영상의 크기를 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 집적영상의 투영경로를 상기 부양부로 전환시키는 반사체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 반사체는, 비구면 볼록 거울 및 평면 거울 중 어느 하나로 구현되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입체영상 표시방법은 디스플레이 패널, 렌즈 어레이, 부양부를 이용하여 2차원의 기초영상을 3차원의 최종영상으로 사용자의 전방에 표시하는 차량용 입체영상 표시방법에 있어서, 사용자의 입력에 따라 렌즈 어레이의 초점거리를 변경하는 단계와, 상기 렌즈 어레이의 초점거리 변경에 따라 표시되는 최종영상의 크기 변화율을 연산하는 단계와, 상기 초점거리 변경에 따라 상기 최종영상의 투영거리 변화율을 연산하는 단계와, 상기 크기 변화율 및 투영거리 변화율에 근거하여 상기 디스플레이 패널에 표시되는 상기 기초영상의 크기를 연산하는 단계와, 상기 기초영상의 크기 연산결과에 따라 상기 기초영상의 크기를 조정하여 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기초영상의 크기 연산단계는 상기 크기 변화율과 상기 투영거리 변화율이 일치하도록 상기 렌즈 어레이의 초점거리 변경에 따른 상기 기초영상의 크기를 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 집적부양기술과 가변 초점 렌즈 어레이를 이용하여 입체영상(가상영상)의 투영거리를 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명은 사용자별로 가상영상과 실도로의 증강현실 매칭 성능이 최대화되는 가상영상의 투영위치(투영거리)를 설정할 수 있다.
또한, 본 발명은 동일한 투영거리를 갖는 종래의 전방표시장치(HUD)에 대비하여 광경로를 줄일 수 있어, 패키지 크기를 축소할 수 있다.
또한, 본 발명은 집적부양기술을 이용하여 기존의 평면영상 대신 공간적인 입체영상을 표시하므로 가상영상과 실도로의 매칭 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입체영상 표시장치의 블록구성도.
도 2a는 차량용 입체영상 표시장치의 구조를 도시한 개념도.
도 2b는 도 2a에 도시된 차량용 입체영상 표시장치의 구조를 단순화한 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 입체영상 표시장치의 구조도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입체영상 표시방법을 도시한 흐름도.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 집적 부양 시스템(Integral Floating System)을 전방표시장치(Head Up Display, HUD)에 적용하여 3차원 영상(입체영상)을 증강현실로 표시할 수 있도록 하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 3차원 영상이 투영되는 위치(투영거리)를 조절하여 실제 도로와 3차원 영상의 매칭 성능을 향상시켜 사용자의 시각적 편안함을 향상시키기 위한 것이다.
여기서, 집적 부양 시스템은 집적 영상 기술과 부양 기술을 결합한 기술로서, 2차원 디스플레이에 표시되는 2차원 기초영상을 렌즈 어레이의 성질을 이용하여 3차원 영상(집적영상)으로 변환하고 이를 다시 부양시켜 3차원 영상의 입체감을 증강시키는 시스템이다. 따라서, 집적부양 시스템은 특수 안경 등의 보조 장치를 사용하지 않고 3차원 영상을 볼 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입체영상 표시장치의 블록구성도이고, 도 2a는 차량용 입체영상 표시장치의 구조를 도시한 개념도이며, 도 2b는 도 2a에 도시된 차량용 입체영상 표시장치의 구조를 단순화한 도면을 도시한다. 도 2b는 설명의 편의성을 위해 차량용 입체영상 표시장치를 단순화하여 도 2a에 도시된 비구면 오목거울을 볼록 렌즈로 표현하고, 비근축 시스템을 근축 시스템으로 변경하여 표현하였다.
차량용 입체영상 표시장치(100)는 영상변환기(110), 반사체(120), 부양부(130), 제어기(140), 사용자 입력부(150)를 포함한다. 입체영상 표시장치(100)는 차량 네트워크를 통해 차량 내 장착된 전자제어장치(Electronic Control Unit, ECU)와의 데이터 통신을 통해 차량 관련 정보(예: 주행속도, 연료잔량, 주행거리, 엔진 회전수, 방향 지시등 정보, 길안내 정보 등)를 수집한다.
영상변환기(110)는 다수의 2차원 기초영상(elemental images)을 광학적인 3차원 영상(입체영상)으로 변환하는 역할을 한다. 영상변환기(110)는 집적 영상 시스템(integral imaging system)으로 구현된다.
이러한 영상변환기(110)는 디스플레이 패널(display panel)(111)과 렌즈 어레이(lens array)(113)를 포함한다.
디스플레이 패널(111)은 다수의 2차원 기초영상(평면영상)을 입력받아 화면상에 표시한다. 여기서, 기초영상은 픽업 과정에서 이미지 센서와 같은 영상획득장치를 이용하여 획득한 것으로, 3차원 피사체의 입체정보를 포함한다.
디스플레이 패널(111)은 평면 음극선관(CRT), 액정 표시장치(LCD), 박막트랜지스터 액정표시장치(TFT LCD) 등의 2차원 디스플레이로 구현될 수 있다.
렌즈 어레이(113)는 렌즈의 굴절률을 조정하여 초점을 변경할 수 있는 가변 초점 렌즈 어레이로, 디스플레이 패널(111)에 표시되는 2차원 기초영상들을 결상하여 3차원의 집적영상(integrated image)을 생성한다. 이러한 렌즈 어레이(113)는 다수개의 기초렌즈(elemental lens)로 이루어진다. 여기서, 기초렌즈로는 가변 초점 렌즈(varifocal lens)가 이용될 수 있다.
렌즈 어레이(113)는 액정의 전기 광학 특성을 이용하여 전기적으로 초점거리를 조절할 수 있는 액정 마이크로 렌즈 어레이, 렌즈 어레이에 액정층을 형성하고 그 액정의 복굴절률을 이용하여 초점을 가변하는 액정 렌즈 어레이, 전기습윤 현상을 이용한 가변 초점 렌즈 어레이, 렌즈 내부의 액정에 걸리는 전기장의 세기를 조절하여 액정분자를 재배열하므로 초점거리를 조절하는 액정 렌즈 어레이 등으로 구현될 수 있다.
렌즈 어레이(113)의 초점거리 변화에 따라 집적영상(IT)이 맺히는 위치가 변하게 된다. 이는 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112015076500299-pat00001
여기서, g는 디스플레이 패널(111)과 렌즈 어레이(113) 사이의 거리, L은 렌즈 어레이(113)의 중심으로부터 집적영상(IT)까지의 거리, f는 렌즈 어레이(113)를 구성하는 기초렌즈의 초점거리(이하, 렌즈 어레이의 초점거리)이다.
디스플레이 패널(111)과 렌즈 어레이(113) 사이의 거리는 고정되므로, 렌즈 어레이(113)의 초점거리가 변경되면 집적영상(IT)의 투영위치(L)가 변한다. 즉, 렌즈 어레이(113)의 초점거리를 조정하여 집적영상이 맺히는 위치를 변경할 수 있다.
입체영상 표시장치(100)는 기본(default)으로 설정된 렌즈 어레이(113)의 초점거리를 메모리(미도시)에 기록하고 유지한다. 또한, 입체영상 표시장치(100)는 렌즈 어레이(113)가 기본 초점거리일 때 최종영상의 투영거리(투영위치)도 메모리(미도시)에 저장하여 관리한다.
부양부(130)는 영상변환기(110)로부터 출력되는 3차원의 집적영상을 공간상으로 투영한다. 다시 말해서, 부양부(130)는 영상변환기(110)에 의해 생성되는 집적영상을 부양(floating)시킨 부양영상을 차량의 전면유리(W)에 투영한다.
부양부(130)는 집적영상이 들어오면 그 집적영상의 크기에 대비하여 일정 비율(확대비율)로 부양영상(최종영상)의 크기를 확대하거나 축소한다. 이러한 부양부(130)는 비구면 오목 거울로 구현될 수 있다. 도 2b에서는 설명의 편의성을 위해 시스템을 단순화하여 볼록렌즈로 표현한다.
반사체(120)는 영상변환기(110)에 의해 생성되는 집적영상을 반사시켜 상기 부양부(130)로 투영방향(광경로)을 전환한다. 반사체(120)는 비구면 볼록 거울(오목 렌즈) 또는 평면거울로 구현될 수 있다.
부양부(130)를 거친 최종영상은 차량의 전면유리(W)에 반사되어 가상영상으로 운전자 눈에 보여진다. 이때, 가상영상의 투영거리가 클수록 운전자는 실제도로와 가상영상의 매칭 성능이 향상된 것처럼 느낀다.
종래의 HUD에서는 투영거리를 늘리려면 디스플레이 패널로부터 전면유리까지의 광경로가 길어져야 하기 때문에, 패키지 크기가 증가하는 단점이 있었다. 그러나, 본 발명에서는 렌즈 어레이(113)의 초점 조절만으로 3차원 영상을 비구면 거울(130)로부터 멀어지도록 하고 그 거리를 조절할 수 있어 패키기 크기 변경없이 광경로 길이를 조절할 수 있다. 결과적으로, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치(100)는 최종영상의 투영거리를 조절할 수 있게 한다.
제어기(140)는 차량내 장착된 전자기기 및 전자제어장치와의 데이터 통신을 통해 수집한 차량 관련정보를 2차원의 기초영상으로 생성한다. 그리고, 제어기(140)는 2차원의 기초영상을 디스플레이 패널(111)에 표시한다. 이때, 디스플레이 패널(111)에 표시되는 2차원의 기초영상은 렌즈 어레이(113), 반사체(120), 부양부(130)를 순차적으로 거쳐 차량의 전방유리(W)에 3차원 영상으로 투영된다. 이 3차원 영상은 실제 도로에 매칭되어 표시된다. 제어기(140)는 렌즈 어레이(113)의 초점거리를 변경하여 운전자(사용자)의 가시영역 내 투영된 최종영상(부양영상)의 투영거리(D)를 조절한다. 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명하면, 렌즈 어레이(113)의 초점이 변경되면 그에 따라 부양부(130)로부터 집적영상(IT)까지의 거리(a'+b)를 변화시킬 수 있고, 이는 부양부(130)로부터 최종영상(IF)까지의 위치(d)를 변화시켜 운전자로부터 최종최종영상까지의 투영거리(D=e+c+d)를 변화시킬 수 있다.
다시 말해서, 제어기(140)는 사용자 입력부(150)를 통해 입력되는 사용자 입력에 따라 렌즈 어레이(113)의 초점거리를 조정(변경)한다. 여기서, 렌즈 어레이(113)의 초점거리가 변경되면 집적영상(IT)의 투영위치 및 확대배율이 변경되고, 최종영상(IF)의 투영위치 및 확대배율도 변경된다.
제어기(140)는 렌즈 방정식을 이용하여 집적영상 및 최종영상의 확대배율 및 투영거리를 각각 연산한다.
렌즈 방정식에 따르면, 렌즈의 초점거리 f 안에 있는 S1에 위치한 객체는 S2의 위치에 가상영상을 생성한다. 그리고, 객체의 위치변화에 따라 S2에 생성되는 가상영상의 확대배율이 변화한다.
제어기(140)는 다음 [수학식 2]을 이용하여 집적영상 및 최종영상의 확대배율 M을 연산한다. 여기서, 확대배율은 렌즈에 들어오는 영상의 크기에 대비하여 렌즈 앞에 생성되는 영상의 크기가 늘어나거나 줄어드는 비율이다.
Figure 112015076500299-pat00002
여기서, S1은 부양렌즈(부양부)의 중심으로부터 집적영상까지의 거리(a'+b) 또는 렌즈어레이의 중심으로부터 기초영상까지의 거리(g), S2는 부양렌즈(부양부)의 중심으로부터 최종영상까지의 거리(d) 또는 렌즈어레이(113)의 중심으로부터 집적영상까지의 거리(g+L), f는 부양렌즈(부양부)의 초점거리 또는 렌즈어레이(113)의 초점거리이다.
제어기(140)는 렌즈 어레이(113)의 초점거리 변화에 따라 변하는 확대 배율 변화 변화에 근거하여 최종영상의 크기 변화율을 연산한다. 즉, 초점 변경전 최종영상의 크기 V1는 초점 변경전 기초영상의 크기와 확대배율의 곱으로 연산된다. 그리고, 초점 변경 후 최종영상의 크기 V2는 초점 변경 후 기초영상의 크기와 확대배율의 곱으로 연산된다.
제어기(140)는 렌즈 방정식을 이용하여 최종영상의 위치를 계산하고, 이를 바탕으로 초점 변경 전후 최종영상의 투영거리(L1, L2) 변화율을 연산한다.
제어기(140)는 최종영상의 크기 변화율과 투영거리 변화율이 일치하도록 디스플레이 패널(111)에 표시되는 기초영상의 크기를 계산한다. 즉, 제어기(140)는 L1:L2 = V1:V2를 만족할 때 기초영상의 크기를 연산한다.
그리고, 제어기(140)는 계산된 영상크기에 근거하여 2차원 기초영상의 크기를 조정하여 디스플레이 패널(111)에 표시한다.
사용자 입력부(150)는 사용자의 조작에 따라 제어명령 및 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(150)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.
상기한 실시예와 같이 기존의 HUD에 집적부양기술을 적용함에 따라, 기존의 HUD의 디스플레이 패널 위치에 집적영상(IT)이 위치하므로, 기존의 HUD와 동등한 투영거리를 갖더라도 기존의 HUD 대비 본 발명의 디스플레이 패널(111)로부터 집적영상(IT)까지의 거리(L) 만큼 패키지 크기를 축소할 수 있다.
상기한 실시예에서는 영상변환기(110)에 의해 생성된 집적영상이 반사체(120) 및 부양부(130)를 거쳐 차량 전면유리(W)에 투영되는 것을 개시하고 있습니다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 차량용 입체영상 표시장치의 광경로를 더욱 축소하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 영상변환기(110)로부터 출력되는 집적영상이 반사체(120)를 거치지 않고 바로 부양부(130)를 거쳐 차량 전면유리(W)에 투영되도록 구현하는 것도 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 입체영상 표시방법을 도시한 흐름도이고, 도 5는 본 발명에 따른 투영거리 변화에 따른 가상영상과 실제도로의 매칭성능을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 영상 투영거리와 가상영상의 크기의 비율을 설명하기 위한 도면이다. 본 실시예에서는 차량의 전면유리 반사에 의한 영상 확대를 무시한다.
먼저, 제어기(140)는 사용자 입력부(150)로부터 입력되는 사용자 입력에 따라 렌즈 어레이(113)의 초점거리를 조정한다(S101). 즉, 제어기(140)는 사용자의 조작에 따라 렌즈의 굴절률을 조정하여 렌즈 어레이(113)의 초점거리를 변경한다.
제어기(140)는 렌즈 어레이(113)의 초점거리 변화에 따른 최종영상의 확대배율을 연산한다(S103). 이때, 제어기(140)는 렌즈 방정식을 이용하여 렌즈 어레이(113)의 초점거리 변경 전후 최종영상의 크기 변화율을 연산한다.
제어기(140)는 초점거리 변경 전후 최종영상의 투영거리 변화율을 연산한다(S105). 이때, 제어기(140)는 렌즈 방정식을 이용하여 초점거리 변경 전후 최종영상의 투영거리 변화율을 연산한다.
예컨대, 렌즈 어레이(113)의 초점거리가 f1에서 f2로 변경된 경우, 제어기(140)는 렌즈 어레이(113)의 초점거리가 f2일 때 최종영상의 크기(V2) 및 투영거리(L2)를 각각 연산한다. 그리고, 제어기(140)는 그 연산된 최종영상의 크기(V2) 및 투영거리(L2)와 렌즈 어레이(113)의 초점거리가 f1일 때 연산된 최종영상의 크기(V1) 및 투영거리(L1)을 대응하여 비교한다.
제어기(140)는 크기 변환율과 투영거리 변화율을 이용하여 디스플레이 패널(111)에 표시되는 기초영상의 크기를 조정하여 표시한다(S107). 제어기(140)는 렌즈 어레이(113)의 초점거리 변경 전후 최종영상의 크기 변화율과 투영거리 변화율이 일치할 때, 디스플레이 패널(111)에 표시되는 기초영상의 크기를 연산한다. 그리고, 제어기(140)는 연산된 기초영상의 크기에 근거하여 디스플레이 패널(111)에 표시되는 기초영상의 크기를 조절하여 표시한다.
이상과 같이, 렌즈 어레이(113)의 초점거리를 변경하는 경우, 렌즈 방정식에 따르면 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 최종영상의 크기가 가상 영상 1(V1)에서 가상 영상 2(V2)로 변화하고, 투영거리도 L1에서 L2로 변화한다. 이로 인해, 종래에는 최종영상이 실제도로 상에 매칭되는 영역(실도로 매칭영역)의 크기가 변화하여 최종영상과 실제도로의 매칭 성능이 저하되었다. 그러나, 본 발명은 최종영상의 투영거리와 크기가 L1:L2=V1:V2의 비율을 만족할 때의 기초영상의 크기로 디스플레이 패널(111)에 표시되는 기초영상의 크기를 조절하여, 투영거리가 변하더라도 실도로 매칭영역의 크기가 유지되도록 하므로, 최종영상과 실제도로의 매칭 성능을 향상시킬 수 있다.
상기한 실시예는 투영거리를 연속적으로 변화시킬 때 적용 가능하며, 상기한 실시예에 따라 계산한 값을 데이터로 이미 저장해두어 사용자에게 단계별로 선택할 수 있도록 구현할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 입체영상 표시장치(100)는 렌즈 어레이(113)의 초점거리별 최종영상의 투영거리를 저장하고, 사용자가 그 저장된 최종영상의 투영거리 중 어느 하나를 선택하도록 할 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예 및 응용 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예 및 응용 예에 한정되지 않고, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 다양한 변형 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상에 해당한다.
100: 입체영상 표시장치
110: 영상변환기
111: 디스플레이 패널
113: 렌즈 어레이
120: 반사체
130: 부양부
140: 제어기
150: 사용자 입력부

Claims (10)

  1. 2차원의 기초영상들을 표시하는 디스플레이 패널과,
    상기 디스플레이 패널에 표시되는 2차원의 기초영상을 결상하여 3차원의 집적영상으로 변환하고, 초점거리를 조정할 수 있는 렌즈 어레이와,
    상기 집적영상을 부양시킨 최종영상을 차량의 전면유리에 투영하는 부양부와,
    사용자 입력에 따라 상기 렌즈 어레이의 초점거리를 조정하여 상기 최종영상의 투영거리를 조절하는 제어기를 포함하되,
    상기 제어기는 상기 렌즈 어레이의 초점거리가 변경되면 상기 초점거리 변경 전후에 생성되는 상기 최종영상의 크기 변화율을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량용 입체영상 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈 어레이는,
    다수개의 가변 초점 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 입체영상 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부양부는,
    비구면 오목 거울로 구현되는 것을 특징으로 하는 차량용 입체영상 표시장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 렌즈 어레이의 초점거리가 변경되면, 상기 초점거리 변경 전후에 생성되는 상기 최종영상의 투영거리 변화율을 연산하는 것을 특징으로 하는 차량용 입체영상 표시장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 최종영상의 크기 변화율과 투영거리 변화율이 일치하도록 상기 디스플레이 패널에 표시되는 상기 기초영상의 크기를 연산하고 그 연산된 결과에 근거하여 상기 디스플레이 패널에 표시되는 기초영상의 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 입체영상 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 집적영상의 투영경로를 상기 부양부로 전환시키는 반사체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 입체영상 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반사체는,
    비구면 볼록 거울 및 평면 거울 중 어느 하나로 구현되는 것을 특징으로 하는 차량용 입체영상 표시장치.
  9. 디스플레이 패널, 렌즈 어레이, 부양부를 이용하여 2차원의 기초영상을 3차원의 최종영상으로 사용자의 전방에 표시하는 차량용 입체영상 표시방법에 있어서,
    사용자의 입력에 따라 렌즈 어레이의 초점거리를 변경하는 단계와,
    상기 렌즈 어레이의 초점거리 변경에 따라 표시되는 최종영상의 크기 변화율을 연산하는 단계와,
    상기 초점거리 변경에 따라 상기 최종영상의 투영거리 변화율을 연산하는 단계와,
    상기 크기 변화율 및 투영거리 변화율에 근거하여 상기 디스플레이 패널에 표시되는 상기 기초영상의 크기를 연산하는 단계와,
    상기 기초영상의 크기 연산결과에 따라 상기 기초영상의 크기를 조정하여 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 입체영상 표시방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기초영상의 크기 연산단계는,
    상기 크기 변화율과 상기 투영거리 변화율이 일치하도록 상기 렌즈 어레이의 초점거리 변경에 따른 상기 기초영상의 크기를 계산하는 것을 특징으로 하는 차량용 입체영상 표시방법.
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