KR102305917B1 - 확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템 - Google Patents

확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템 Download PDF

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Abstract

확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템이 개시된다. 상기 시스템은, 차량 내 전면부에 장착되어 다중 시야각 영상들을 표시하는 모니터 장치; 및 차량 내 지붕에 설치되어 상기 다중 시야각 영상들 중 선택된 영상을 확대 및 반사시켜 표시하는 글래스루프(glassroof)를 포함하고, 상기 모니터 장치에서 표시되는 상기 다중 시야각 영상들은, 제1 표시방향을 갖는 제1 다중 시야각 영상; 및 상기 글래스루프가 설치된 방향을 향하는 제2 표시방향을 갖는 제2 다중 시야각 영상을 포함한다.

Description

확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템{MULTIPLE VIEWING ANGLE MONITOR SYSTEM USING MAGNIFIED DIFFRACTION REFLECTION}
본 발명은 확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 내에서 모니터와 글래스루프를 이용하여 확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템에 관한 것이다.
기존의 차량은 이동 수단으로서의 의미가 주를 이루었으나, 차량에 각종 사운드 시스템이나 인포테인먼트(infortainment) 시스템이 장착되면서 이동 중에 운전자를 포함하는 탑승자들에게 각종 정보와 오락성을 함께 제공하는 역할까지 수행하고 있다.
통상적으로 인포테인먼트 시스템을 위하여 차량 내부 전면(또는 센터페시아)에 디스플레이가 설치된 경우가 많은데, 이러한 디스플레이를 통해 운전 중에 오락성이 있는 영상을 제공하는 경우, 운전 중 사고를 방지하기 위해 운전자에게 해당 영상이 시인되지 않도록 법적으로 제한되어 있다.
이때문에, 보조석이나 후석 탑승자들을 위한 영상을 제공하는 수단으로, 별도의 디스플레이가 후석 또는 보조석에 마련되는 경우가 많다.
그러나, 이 경우 후석 탑승자를 위한 디스플레이가 후석에 개별적으로 마련되어야 하는 까닭에 한정된 공간 내에서 디스플레이의 크기를 최대한 크게 적용하여 장착하기 어려운 문제가 있고, 후석 탑승자의 위치마다 볼 수 있는 범위가 제한되어 있어, 후석 탑승자의 탑승 위치마다 개별적인 디스플레이가 설치되어야 하는 문제가 있다.
한편, 차량을 구성하는 지붕(roof)은 기존에 썬루프를 장착하여 약간의 개방감을 더하는 방식이었으나, 최근에는 차량의 지붕 대부분이 통유리로 되어 있어 탑승자들이 굉장히 넓은 개방감을 느낄 수 있도록 하는 글래스루프가 보급되고 있는 추세에 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 차량 내 전면부에 장착된 모니터에서 2개의 다중 시야각 영상들을 생성하고, 생성된 다중 시야각 영상들 각각을 모니터와 글래스루프에 나누어 볼 수 있도록 구성함으로써, 공간 활용성을 극대화할 수 있고, 글래스루프에서 보여지는 다중 시야각 영상을 확대시켜 후석 탑승자에게 제공함으로써 넓은 화면으로 영상을 시청할 수 있는 시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, 확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템을 제공한다.
상기 시스템은, 차량 내 전면부에 장착되어 다중 시야각 영상들을 표시하는 모니터 장치; 및 차량 내 지붕에 설치되어 상기 다중 시야각 영상들 중 선택된 영상을 확대 및 반사시켜 표시하는 글래스루프(glassroof)를 포함한다.
상기 모니터 장치에서 표시되는 상기 다중 시야각 영상들은, 제1 표시방향을 갖는 제1 다중 시야각 영상; 및 상기 글래스루프가 설치된 방향을 향하는 제2 표시방향을 갖는 제2 다중 시야각 영상을 포함한다.
상기 글래스루프는, 상기 제2 다중 시야각 영상을 상기 제2 표시방향에서 제3 표시방향으로 굴절반사시켜 상기 제3 표시방향으로 상기 제2 다중 시야각 영상을 표시한다.
상기 제3 표시방향은, 상기 차량 내에서 운전석의 후석에 탑승한 탑승자들이 상기 글래스루프를 바라보는 방향과 상응하는 방향일 수 있다.
상기 모니터 장치는, 상기 제1 다중 시야각 영상 및 상기 제2 다중 시야각 영상을 생성하는 다중 시야각 영상 생성부; 상기 다중 시야각 영상 생성부로부터 상기 제1 다중 시야각 영상 및 상기 제2 다중 시야각 영상을 제공받아 동시에 표시하는 단일의 디스플레이 패널; 상기 제1 다중 시야각 영상과 상기 제2 다중 시야각 영상이 진행되는 경로를 서로 분리하도록 가이드하는 영상 분리 광학부; 상기 영상 분리 광학부에 의해 가이드된 상기 제1 다중 시야각 영상과 상기 제2 다중 시야각 영상의 초점을 각각 맞추는 포커싱 렌즈부; 및 상기 포커싱 렌즈부로부터 전달되는 상기 제1 다중 시야각 영상과 상기 제2 다중 시야각 영상을 각각 상기 제1 표시 방향과 상기 제2 표시 방향으로 반사시키는 영상 반사부를 포함한다.
상기 글래스루프의 적어도 일부는, 굴절반사부를 포함하되, 상기 굴절반사부는, 상기 제2 표시방향에 상응하는 입사각으로 전달되는 상기 제2 다중 시야각 영상을 상기 제3 표시방향으로 굴절 및 반사시키는 투명 광학 렌즈를 포함하되, 상기 투명 광학 렌즈는, HOE(Holographic Optical Element)에 기초한 광학 패턴이 미리 기록될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템을 이용할 경우에는 차량 내 전면부에 장착된 모니터에서 2개의 다중 시야각 영상들을 생성하고, 생성된 다중 시야각 영상들 각각을 모니터와 글래스루프에 나누어 볼 수 있도록 구성함으로써, 공간 활용성을 극대화할 수 있다.
또한, 글래스루프에서 보여지는 다중 시야각 영상을 확대시켜 후석 탑승자에게 제공함으로써 후석 탑승자들이 넓은 화면으로 영상을 시청할 수 있다.
또한, 글래스루프를 통해 후석 탑승자에게 제공되는 영상은 운전석에 위치한 운전자에게는 보이지 않고, 후석 탑승자의 시야에서만 보여지기 때문에 운전 중 사고 발생을 예방하고, 법적 기준을 충족할 수 있는 장점이 있다.
또한, 차량 전면의 모니터 장치를 통해 제공되는 영상은 운전자 뿐만 아니라 후석 탑승자도 볼 수 있어, 기존의 차량 전면 모니터 장치가 갖는 역할을 그대로 유지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 도 1에 따른 시스템을 후석 탑승자의 관점에서 도시한 개념도이다.
도 3은 도 1에 따른 차량 내 전면부에 장착된 모니터 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 3에 따른 모니터 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 도 1에 따른 시스템에서 글래스루프의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 도 5에 따른 굴절반사부의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
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.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 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.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템을 설명하기 위한 개념도이다. 도 2는 도 1에 따른 시스템을 후석 탑승자의 관점에서 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템(1000)은, 차량 내 전면부에 장착되어 다중 시야각 영상들을 표시하는 모니터 장치(100), 및 모니터 장치(100)에서 표시되는 다중 시야각 영상들 중 선택된 영상을 확대 및 반사시켜 표시하는 글래스루프(200)를 포함할 수 있다.
모니터 장치(100)는, 제1 표시방향을 갖는 제1 다중 시야각 영상(IMG1) 및 글래프루프가 위치한 방향을 향하는 제2 표시방향을 갖는 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 하나의 디스플레이 패널을 이용하여 표시할 수 있다. 제1 내지 제2 표시방향은 영상이 표시되는 방향을 지칭할 수 있다.
여기서, 제1 표시방향은, 차량 내부에서 전면부 좌석(예를 들어, 운전석이나 운전석 옆의 보조석)에 탑승한 탑승자들이 모니터 장치(100)를 바라본 방향과 상응하는(또는 바라본 방향의 반대로 향하는) 방향일 수 있다. 따라서, 차량 내부에서 전면에 탑승한 탑승자들이 모니터 장치(100)를 바라보았을 때, 제1 다중 시야각 영상(IMG1)을 시청할 수 있다.
또한, 제2 표시방향은, 차량 내에서 지붕에 설치된 글래스루프를 향하는 방향일 수 있다. 따라서, 차량 내부에서 전면에 탑승한 탑승자들이 모니터 장치(100)를 바라보더라도, 제2 다중 시야각 영상(IMG2)이 시인되지 않는다.
글래스루프(200)는, 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 굴절반사시킴으로써, 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 제3 표시방향으로 표시할 수 있다.
여기서, 제3 표시방향은, 차량 내부에서 후석(예를들어, 후석은 운전석이나 운전석 옆의 보조석을 제외한 나머지 좌석들일 수 있음)에 탑승한 탑승자들이 글래스루프(200)를 바라본 방향과 상응하는(또는 바라본 방향의 반대로 향하는) 방향일 수 있다. 따라서, 차량 내부에서 후석에 탑승한 탑승자들이 글래스루프(200)를 바라보았을 때, 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 시청할 수 있다.
이때, 글래스루프(200)는, 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 확대하여 굴절반사시킬 수 있다. 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 굴절반사시켜 후석에서 시인되도록 하기 위하여, 투명 광학 렌즈(211)가 글래스루프(200)에 삽입 또는 부착될 수 있고, 투명 광학 렌즈(211)를 통해 제2 다중 시야각 영상(IMG2)이 제3 표시방향으로 굴절반사될 수 있다.투명 광학 렌즈(211)는, 투과도가 높은 박막형 렌즈임과 동시에 HOE(Holographic Optical Element)에 기초한 광학 패턴이 기록될 수 있다.
또한, 투명 광학 렌즈(211)는, 굴절반사되는 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 미리 설정된 확대 비율에 따라 확대하도록 설정된 초점거리에서 포커싱하도록 구성됨으로써, 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 확대시켜 제3 표시방향으로 표시할 수 있다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 차량 내부에서 후석에 탑승한 탑승자들이 글래스루프(200)를 바라보았을 때, 제3 표시방향을 갖고 확대된 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 시청할 수 있다.
한편, 후석에 탑승한 탑승자들이 시야를 차량 내부의 전면을 향하도록 고개를 돌릴 경우, 제1 표시방향을 갖는 제1 다중 시야각 영상(IMG1)도 시청할 수가 있다.
반면, 차량 내부에서 운전석이나 보조석에 탑승한 탑승자들의 경우, 좌석 위치로 인해 제3 표시방향과 상응하는 방향에서 글래스루프(200)를 관찰하는 것이 불가능하기 때문에, 운전석이나 보조석에 탑승한 탑승자들은 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 시청할 수 없다.
기존의 PGU(Picture Generation Unit)를 이용한 헤드업디스플레이(HUD, Head Up Display) 방식은 부피가 클수록 맺히는 상이 커지기 때문에 대형의 화면을 글래스에서 확대하여 반사시키려면, 확대되는 비율만큼 반사되는 거리가 필요하기 때문에 PGU의 부피가 크게 구성되어야 하는 문제가 있고, 한정된 공간 내에서 PGU의 부피를 한도 이상으로 키울 수 없어 대형 화면을 표현하는 데 어려움이 있다.
그러나, 본 발명에 따른 글래스루프(200)는, 투명 광학 렌즈(211) 를 이용하여 굴절반사 및 확대시키기 때문에 모니터 장치(100)의 부피가 작더라도 충분히 큰 화면의 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 제공할 수 있는 장점을 가진다.
도 3은 도 1에 따른 차량 내 전면부에 장착된 모니터 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 4는 도 3에 따른 모니터 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 모니터 장치(100)는, 2차원(2D)의 제1 다중 시야각 영상(IMG1) 및 2차원(2D)의 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 생성하는 다중 시야각 영상 생성부(110), 다중 시야각 영상 생성부(110)로부터 제1 다중 시야각 영상(IMG1) 및 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 제공받고, 제1 다중 시야각 영상(IMG1) 및 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 동시에 표시하는 단일의 디스플레이 패널(120), 제1 다중 시야각 영상(IMG1)이 진행되는 경로와 제2 다중 시야각 영상(IMG2)이 진행되는 경로를 서로 분리하도록 가이드하는 영상 분리 광학부(130), 영상 분리 광학부(130)에 의해 가이드된 제1 다중 시야각 영상(IMG1) 및 제2 다중 시야각 영상(IMG2)의 초점을 각각 맞추는 포커싱 렌즈부(140), 및 포커싱 렌즈부(140)로부터 전달되는 제1 다중 시야각 영상(IMG1) 및 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 서로 다른 방향(제1 표시 방향과 제2 표시 방향)으로 반사시키는 영상 반사부(150)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 다중 시야각 영상 생성부(110)는, 차량 내 전면에 탑승한 탑승자들에게 제공할 제1 영상 및 차량 내 후석에 탑승한 탑승자들에게 제공할 제2 영상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 영상은, 차량 내 전면에 탑승한 운전자나 보조석 탑승자가 볼 수 있는 네비게이션 영상이거나 차량 정보를 표시하는 영상일 수 있다. 제2 영상은, 차량 내 후석에 탑승한 탑승자들이 볼 수 있는 오락 영상일 수 있다.
이때, 제1 영상 내지 제2 영상은, 별도의 저장 장치에 저장된 후 다중 시야각 영상 생성부(110)에 의해 리드되거나 별도의 입력수단을 통해 다중 시야각 영상 생성부(110)에 입력될 수 있으나, 그 밖에 다양한 구현 방식으로 다중 시야각 영상 생성부(110)에 제공될 수 있다.
다중 시야각 영상 생성부(110)는, 제1 영상의 진행 방향을 결정하는 제1 위상 프로파일을 제1 영상에 적용하여 제1 다중 시야각 영상(IMG1)을 생성하고, 제2 영상의 진행 방향을 결정하는 제2 위상 프로파일을 제2 영상에 적용하여 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 생성할 수 있다.
예를 들어, 다중 시야각 영상 생성부(110)는, 제1 영상에 제1 위상 프로파일을 합성곱하여 제1 다중 시야각 영상(IMG1)을 생성하고, 제2 영상에 제2 위상 프로파일을 합성곱하여 제2 다중 시야각 영상(IMG1)을 생성할 수 있다.
제1 위상 프로파일 또는 제2 위상 프로파일은, 주기적인 정현파 형태의 프리즘 패턴을 형성하는 데이터일 수 있다. 프리즘 패턴에 의해 빛이 일정한 방향으로 굴절될 수 있고, 굴절되는 각도는 프리즘 패턴의 주기에 의해 결정된다.
즉, 제1 위상 프로파일 또는 제2 위상 프로파일은, 각각 제1 영상과 제2 영상이 굴절되는 각도를 달리하여 서로 다른 방향으로 진행될 수 있도록 지시하는 데이터일 수 있다.
다중 시야각 영상 생성부(110)는, 제1 다중 시야각 영상(IMG1) 및 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 디스플레이 패널(120)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 다중 시야각 영상 생성부(110)는, 제1 다중 시야각 영상(IMG1)을 구성하는 화소값들 각각을 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 구성하는 화소값들 각각에 대응하는 위치끼리 합산한 영상 데이터를 디스플레이 패널(120)에 전달할 수 있다.
디스플레이 패널(120)은, 다수의 화소들(pixels)에 대한 단일 어레이(array)로 구성되고, 구성된 단일 어레이를 이용하여 제1 다중 시야각 영상(IMG1) 및 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 동시에 표시할 수 있다.
영상 분리 광학부(130)는, 디스플레이 패널(120)에 의해 표시되는 제1 다중 시야각 영상(IMG1)을 제1 방향으로 진행시키고, 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 진행시킴으로써, 제1 다중 시야각 영상(IMG1)과 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 서로 분리할 수 있다. 예를 들어, 영상 분리 광학부(130)는, 입사광을 2개의 빔으로 분리하는 빔스플리터일 수 있다.
즉, 제1 다중 시야각 영상(IMG1) 및 제2 다중 시야각 영상(IMG2)이 각각 제1 방향과 제2 방향으로 진행되기 때문에, 제2 영상 분리 광학부(130)를 통과하는 제1 다중 시야각 영상(IMG1)과 제2 다중 시야각 영상(IMG2)은 포커싱 렌즈부(140)의 서로 다른 위치로 도달될 수 있다.
예를 들어, 도 4에서 점선으로 도시된 화살표는 제1 다중 시야각 영상(IMG1)이 전달(또는 진행)되는 방향을 도시한 것이고, 도 4에서 실선으로 도시된 화살표는, 제2 다중 시야각 영상(IMG2)이 전달(또는 진행)되는 방향을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 디스플레이 패널(120)의 어레이를 구성하는 화소들 각각에서 동시에 표시하는 제1 다중 시야각 영상(IMG1) 및 제2 다중 시야각 영상(IMG2)은, 서로 상이한 제1 방향과 제2 방향으로 각각 진행되어 포커싱 렌즈(140)에 도달할 수 있다.
포커싱 렌즈(140)는, 제1 다중 시야각 영상(IMG1)을 표시하는 빛들을 제1 위치로 포커싱하고, 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 표시하는 빛들을 제2 위치로 포커싱할 수 있다. 예를 들어, 포커싱 렌즈(140)는, 푸리에 렌즈일 수 있다.
영상 반사부(150)는, 제1 위치에 설치된 제1 반사부(150) 및 제2 위치에 설치된 제2 반사부(150b)를 포함할 수 있다.
즉, 제1 반사부(150a)는, 제1 반사부(150a)는, 제1 위치로 포커싱된 제1 다중 시야각 영상(IMG1)을 모니터 장치(100)의 전면부에 해당하는 제1 표시 방향으로 반사시키는 경사각을 갖는 거울일 수 있다. 제2 반사부(150b)는, 제2 위치로 포커싱된 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 글래스루프(200)가 위치한 방향과 대응하는 제2 표시방향으로 반사시키는 경사각을 갖는 거울일 수 있다.
따라서, 제2 반사부(150b)에 의해 반사되는 제2 다중 시야각 영상(IMG2)은 글래스루프(200)로 전달되고, 제1 반사부(150a)에 의해 반사되는 제1 다중 시야각 영상(IMG1)은, 모니터 장치(100)의 전면부로 전달되어 모니터 장치(100)의 전면에 착석한 탑승자(운전자나 보조석 탑승자)에 의해 시청될 수 있다.
한편, 도면에 도시하지 않았으나, 모니터 장치(100)는, 가간섭성 조명광을 디스플레이 패널(120)로 입사시키는 광원부가 더 포함될 수 있다. 광원부는, 가간섭성 조명광을 평행광으로 변경시키고, 변경된 평행광을 영상 분리 광학부(130)를 통해 디스플레이 패널(120)로 입사시킬 수 있다.
디스플레이 패널(120)은, 광원부에 의해 입사되는 가간섭성 조명광을 반사 및 변조하는 방식으로 제1 다중 시야각 영상(IMG1) 및 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 동시에 표시할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 패널(120)은, 조명광을 반사하여 영상을 표시하는 반사형 공간 광변조기, 조명광을 투과시켜 영상을 표시하는 투과형 공간 광변조기 등일 수 있으며, 더욱 구체적으로 예를 들면, 반도체 변조기, LCD(liquid crystal device), DMD(digital micromirror device), LCoS(Liquid crystal on silicon), LED(Light Emitting Diode) 등에 기반한 패널일 수 있다.
한편, 도 3 내지 도 4를 참조하여 설명한 영상 분리 광학부(130), 포커싱 렌즈부(140), 영상 반사부(150)는 통상의 기술자에 의해 다양한 형태의 시야각 조절 장치(라이트 필드) 또는 시야각 조절 필름에 의해 변형되어 구현될 수 있으며, 이러한 변형 구현례도 일 실시예에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.
도 5는 도 1에 따른 시스템에서 글래스루프의 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 도 6은 도 5에 따른 굴절반사부의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하여 설명한 것과 같이, 제2 다중 시야각 영상(IMG2)은 글래스루프(200)로 전달될 수 있다.
더욱 상세하게, 도 5를 참조하면, 제2 다중 시야각 영상(IMG2)은, 글래스루프(200)의 적어도 일부에 구성된 굴절반사부(210)로 전달될 수 있다.
굴절반사부(210)는, 지정된 입사각으로 전달되는 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 제3 표시방향에 상응하는 방향으로 굴절 및 반사시키는 투명 광학 렌즈(211)을 포함할 수 있다. 투명 광학 렌즈(211)는, HOE(Holographic Optical Element)에 기초한 광학 패턴 또는 더욱 상세하게는 물체빔과 참조빔의 방향이 서로 반대로 매질에 입사하는 구조인 반사형 HOE(Holographic Optical Element)에 기초한 광학 패턴이 기록될 수 있다.
구체적으로, 도 6을 참조하면, 투명 광학 렌즈(211)는 글래스루프(200)를 구성하는 제1 글래스(212)와 제2 글래스(213) 사이에 삽입될 수 있다.
이때, 투명 광학 렌즈(211)에 기록된 광학 패턴은, 미리 지정된 입사각으로 입사되는 제1 입사광(IR1)에 대해서는 지정된 반사각으로 굴절 및 반사시켜 얻어지는 회절광(DR)을 방출시키며, 미리 지정된 입사각 이외의 다른 각도로 입사되는 제2 입사광(IR2)들에 대해서는 그대로 통과시킬 수 있다.
여기서 입사각은, 제2 반사부(150b)에 의해 제2 다중 시야각 영상(IMG2)이 반사되는 제2 표시방향에 상응하는 각도일 수 있으며, 반사각은 차량 내 후석에 탑승한 탑승자가 굴절반사부(210)를 바라보는 방향과 대응하는(또는 동일한) 각도일 수 있다.
따라서, 광학 패턴은 상술한 미리 지정된 입사각에서 입사된 입사광에 대해서만 지정된 반사각으로 반사시킬 수 있도록 미리 투명 광학 렌즈(211)에 기록(또는 레코딩)될 수 있다. 여기서 기록(또는 레코딩)된다는 의미는 기록매질(또는 투명 광학 렌즈(211))에 레이저를 이용한 2개의 빛이 만나 얻어지는 간섭무늬를 생성한다는 의미로서, 여기서 생성되는 간섭무늬에 의해 빛의 회절 특성이 달라진다.
투명 광학 렌즈(211)는, 미리 기록된 광학 패턴에 의해 방출되는 회절광(DR)을 전달받고, 미리 지정된 확대비율에 따른 초점거리에서 회절광(DR)을 포커싱하는 프레넬 렌즈일 수 있다.
프레넬 렌즈는, 회절광(DR)을 미리 지정된 확대비율에 따른 초점거리로 포커싱시키기 때문에, 광학 패턴에 의해 굴절 및 반사되는 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 확대시킬 수 있다.
즉, 투명 광학 렌즈(211)는 미리 기록된 광학 패턴에 의해 모니터 장치(100)에서 제2 표시방향에 따라 표시되는 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 제3 표시방향으로 굴절반사시키고, 프레넬 렌즈로서의 특성에 의해 굴절반사되는 제2 다중 시야각 영상(IMG2)의 포커싱 위치를 확대비율에 따라 이동시켜 상이 맺히도록 함으로써, 후석 탑승자가 확대된 형태의 다중 시야각 영상(IMG2)을 시청하도록 할 수 있다.
예를 들어, 도 5 및 도 6을 참조하면, 차량 내 후석에 탑승한 탑승자가 굴절반사부(210)를 바라보았을 때, 굴절반사부(210)의 투명 광학 렌즈(211)에 의해 글래스루프(200)의 차량 외부측 허공에 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 구성하는 회절광(DR)들이 포커싱될 수 있고, 후석의 탑승자는 확대된 형태의 제2 다중 시야각 영상(IMG2)을 시청할 수 있다.
한편, 도 6에서는 투명 광학 렌즈(211)가 제1 글래스(212)과 제2 글래스(213) 사이에 삽입되는 것으로 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로서, 필요에 따라 제1 글래스(212)의 일부 또는 제2 글래스(213)의 일부로서 구현될 수도 있고, 글래스루프(200)를 구성하는 단일한 글래스의 일 측면에 접합되는 형태로 구현될 수도 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 상술한 방법 또는 장치는 그 구성이나 기능의 전부 또는 일부가 결합되어 구현되거나, 분리되어 구현될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 모니터 장치
110: 다중 시야각 영상 생성부
120: 디스플레이 패널
130: 영상 분리 광학부
140: 포커싱 렌즈부
150: 영상 반사부
200: 글래스루프
210: 굴절반사부

Claims (5)

  1. 확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템으로서,
    차량 내 전면부에 장착되어 다중 시야각 영상들을 표시하는 모니터 장치; 및
    차량 내 지붕에 설치되어 상기 다중 시야각 영상들 중 선택된 영상을 확대 및 반사시켜 표시하는 글래스루프(glassroof)를 포함하고,
    상기 모니터 장치에서 표시되는 상기 다중 시야각 영상들은,
    제1 표시방향을 갖는 제1 다중 시야각 영상; 및
    상기 글래스루프가 설치된 방향을 향하는 제2 표시방향을 갖는 제2 다중 시야각 영상을 포함하는, 확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템.
  2. 청구항 1에서,
    상기 글래스루프는,
    상기 제2 다중 시야각 영상을 상기 제2 표시방향에서 제3 표시방향으로 굴절반사시켜 상기 제3 표시방향으로 상기 제2 다중 시야각 영상을 표시하는, 확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템.
  3. 청구항 2에서,
    상기 제3 표시방향은,
    상기 차량 내에서 운전석의 후석에 탑승한 탑승자들이 상기 글래스루프를 바라보는 방향과 상응하는 방향인, 확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템.
  4. 청구항 3에서,
    상기 모니터 장치는,
    상기 제1 다중 시야각 영상 및 상기 제2 다중 시야각 영상을 생성하는 다중 시야각 영상 생성부;
    상기 다중 시야각 영상 생성부로부터 상기 제1 다중 시야각 영상 및 상기 제2 다중 시야각 영상을 제공받아 동시에 표시하는 단일의 디스플레이 패널;
    상기 제1 다중 시야각 영상과 상기 제2 다중 시야각 영상이 진행되는 경로를 서로 분리하도록 가이드하는 영상 분리 광학부;
    상기 영상 분리 광학부에 의해 가이드된 상기 제1 다중 시야각 영상과 상기 제2 다중 시야각 영상의 초점을 각각 맞추는 포커싱 렌즈부; 및
    상기 포커싱 렌즈부로부터 전달되는 상기 제1 다중 시야각 영상과 상기 제2 다중 시야각 영상을 각각 상기 제1 표시 방향과 상기 제2 표시 방향으로 반사시키는 영상 반사부를 포함하는, 확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템.
  5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    청구항 3에서,
    상기 글래스루프의 적어도 일부는, 굴절반사부를 포함하되,
    상기 굴절반사부는,
    상기 제2 표시방향에 상응하는 입사각으로 전달되는 상기 제2 다중 시야각 영상을 상기 제3 표시방향으로 굴절 및 반사시키는 투명 광학 렌즈를 포함하되,
    상기 투명 광학 렌즈는, HOE(Holographic Optical Element)에 기초한 광학 패턴이 미리 기록된, 확대 회절 반사가 가능한 다중 시야각 모니터 시스템.
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