KR102536106B1 - 디스플레이 장치, 이를 구비한 이동수단 및 그 표시 방법 - Google Patents

디스플레이 장치, 이를 구비한 이동수단 및 그 표시 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102536106B1
KR102536106B1 KR1020200089555A KR20200089555A KR102536106B1 KR 102536106 B1 KR102536106 B1 KR 102536106B1 KR 1020200089555 A KR1020200089555 A KR 1020200089555A KR 20200089555 A KR20200089555 A KR 20200089555A KR 102536106 B1 KR102536106 B1 KR 102536106B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
screen
zone
display panel
display device
Prior art date
Application number
KR1020200089555A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220010878A (ko
Inventor
강석명
Original Assignee
주식회사 픽셀로
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 픽셀로 filed Critical 주식회사 픽셀로
Priority to KR1020200089555A priority Critical patent/KR102536106B1/ko
Publication of KR20220010878A publication Critical patent/KR20220010878A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102536106B1 publication Critical patent/KR102536106B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/23—Head-up displays [HUD]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/22—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the stereoscopic type
    • B60K2370/1529—
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0123—Head-up displays characterised by optical features comprising devices increasing the field of view

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Abstract

본 발명은 디스플레이 장치, 이를 구비한 이동수단 및 그 표시 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 영상에 대한 허상이 사용자에게 인식되도록 동작하는 디스플레이 장치로서, 전면의 화면에 영상을 표시하는 디스플레이 패널; 및 화면의 전방에 배치되며, 화면의 영상에 대해 광학 작용하여 디스플레이 패널의 후방으로 상기 허상을 형성하는 렌즈 어레이;를 포함하며, 상기 디스플레이 패널은, 영상 처리된 각 부분 영상을 렌즈 어레이의 각 렌즈에 대응하는 화면의 각 영역에 표시하며, 복수의 존(zone)으로 나눠진 화면에서 서로 다른 존에 속하는 영역에 대해서 영상 축소 비율을 다르게 적용한다.

Description

디스플레이 장치, 이를 구비한 이동수단 및 그 표시 방법{DISPLAY APPARATUS, TRANSPORTATION WITH THE DISPLAY DEVICE, AND DISPLAY METHOD THEREOF}
본 발명은 디스플레이 장치, 이를 구비한 이동수단 및 그 표시 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 근접 위치의 사용자에게 영상이 명확하게 인식될 수 있도록 동작하는 디스플레이 장치, 이를 구비한 이동수단 및 그 표시 방법에 관한 것이다.
차량은 그 내부에 설치된 디스플레이 장치를 통해 주행 정보, 상태 정보, 네비게이션 정보, 주변 정보 등의 각종 정보를 표시함으로써, 사용자가 해당 정보를 인식할 수 있게 한다.
도 1은 차량 내부에 설치된 다양한 디스플레이 장치(DA1~DA4)의 모습을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(DA1~DA4)는 차량 내부의 다양한 위치에 설치될 수 있다. 이때, 도 1에서 DA1 내지 DA4는 각 디스플레이 장치의 패널 화면의 실제 위치일 수 있다. 다만, 도 1에서 DA1 및 DA2의 경우, 그 패널 화면의 영상이 전방 유리창에 투영됨으로써 표시된 위치일 수도 있다.
제1 디스플레이 장치(DA1)의 경우, 운전 중인 운전자의 시야 방향(ED0)과 제1 디스플레이 장치(DA1)의 영상을 보기 위해 제1 디스플레이 장치(DA1)로 향하는 운전자의 시야 방향(ED1) 간의 차이 각이 작아서, 운전자가 전방을 예의 주시하면서 보다 쉽게 해당 제1 디스플레이 장치(DA1)의 영상을 참고할 수 있는 이점이 있다. 하지만, 이 경우, 전방 유리창의 화면과 제1 디스플레이 장치(DA1)의 화면이 겹쳐지면서, 전방 유리창의 화면이 안보이거나 가독력이 떨어지는 문제점(이하, “제1 문제점”이라 지칭함)이 있다. 또한, 제1 디스플레이 장치(DA1)는 전방 유리창의 중간에 위치하므로, 전방 유리창의 화면과 제1 디스플레이 장치(DA1)의 화면의 밝기 차이가 심할 수밖에 없어, 밤낮 간의 그 가독력 차이가 심한 문제점(이하, “제2 문제점”이라 지칭함)이 있다.
제2 디스플레이 장치(DA2)의 경우, 제1 디스플레이 장치(DA1)에 비해 제1 및 제2 문제점을 어느 정도 개선할 수 있으나, 여전히 해당 문제점들이 발생할 수 있다. 특히, 이 경우, 운전 중인 운전자의 시야 방향(ED0)과 제2 디스플레이 장치(DA2)로 향하는 운전자의 시야 방향(ED2) 간의 차이 각이 심해지면서, 운전자가 전방을 예의 주시하면서 해당 제2 디스플레이 장치(DA2)의 영상을 참고하기 어려워질 수 있는 새로운 문제점(이하, “제3 문제점”이라 지칭함)이 발생한다.
제3 디스플레이 장치(DA3)의 경우, 제1 디스플레이 장치(DA1)에 비해 제1 및 제2 문제점을 상당히 개선될 수 있으나, 제3 문제점이 더욱 심화될 수 있다.
한편, 이러한 제1 내지 제3 문제점을 모두 동시에 해결하기 위해, 제4 디스플레이 장치(DA4)를 고려해볼 수 있다. 즉, 제4 디스플레이 장치(DA4)의 경우, 운전자의 상단 위치 등에 설치됨에 따라, 전면 유리창의 화면을 가리지 않으면서 밤낮 간의 그 가독력 차이가 심하지 않을 뿐 아니라, 운전 중인 운전자의 시야 방향(ED0)과 제4 디스플레이 장치(DA4)로 향하는 운전자의 시야 방향(ED4) 간의 차이 각이 작아 운전자가 전방을 예의 주시하면서 해당 제4 디스플레이 장치(DA4)의 영상을 쉽게 참고할 수 있다. 하지만, 이 경우, 운전자와 너무 근접한 위치에 제4 디스플레이 장치(DA4)가 설치됨에 따라, 운전자가 제4 디스플레이 장치(DA4)의 영상 내용을 제대로 인식하기 어려울 수 있는 새로운 문제점이 발생할 수 있다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 근접 위치의 사용자에게 영상이 명확하게 인식될 수 있도록 동작하는 디스플레이 장치, 이를 구비한 이동수단 및 그 표시 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 디스플레이 패널의 화면의 각 영역에 따라 사용자의 눈에 인식되는 확대 비율이 다양한 점을 고려하기 위해, 디스플레이 패널의 전체 영역을 다수의 존(zone)으로 나누고 하나 이상의 영역을 포함하는 각 존(zone)에 대해 다양한 영상 처리를 수행하는 디스플레이 장치, 이를 구비한 이동수단 및 그 표시 방법을 제공하는데 그 다른 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 영상에 대한 허상이 사용자에게 인식되도록 동작하는 디스플레이 장치로서, (1) 전면의 화면에 영상을 표시하는 디스플레이 패널, (2) 화면의 전방에 배치되며, 화면의 영상에 대해 광학 작용하여 디스플레이 패널의 후방으로 상기 허상을 형성하는 렌즈 어레이를 포함한다.
상기 디스플레이 패널은 영상 처리된 각 부분 영상을 렌즈 어레이의 각 렌즈에 대응하는 화면의 각 영역에 표시하며, 복수의 존(zone)으로 나눠진 화면에서 서로 다른 존에 속하는 영역에 대해서 영상 축소 비율을 다르게 적용할 수 있다.
상기 렌즈 어레이의 하나 이상의 렌즈는 화면에 표시되는 영상에서 서로 다른 부분의 영상을 확대한 허상(부분 확대 허상)을 디스플레이 패널의 후방으로 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 상기 디스플레이 패널의 후방에 형성된 가상 면에서 다수의 부분 확대 허상이 그 인접의 다른 부분 확대 허상과 일부 중첩됨으로써 화면에 표시되는 전체 영상에 대한 허상이 사용자에게 인식될 수 있다.
상기 각 부분 영상은 그 인접의 다른 부분 영상에 포함된 일부 영상(중첩 영상)을 포함할 수 있다.
상기 복수의 존은 화면의 중심부의 영역이 속하는 제1 존과, 제1 존에서 바깥 방향으로 인접한 영역이 속하는 제2 존을 각각 포함할 수 있으며, 제2 존은 제1 존 보다 더 큰 영상 축소 비율이 적용될 수 있다.
상기 제1 존은 상기 제2 존 보다 면적이 클 수 있다.
상기 각 부분 영상은 그 인접의 다른 부분 영상에 포함된 일부 영상(중첩 영상)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 존에 인접하지 않은 제1 존의 어느 한 부분 영상의 중첩 영상은 상기 제1 존에 인접한 제2 존의 어느 한 부분 영상의 중첩 영상 보다 면적이 작을 수 있다.
상기 복수의 존은 화면의 중심부의 영역이 속하는 제1 존과, 제1 존에서 바깥 방향으로 인접한 영역이 속하는 제2 존과, 제2 존에서 바깥 방향으로 인접한 영역이 속하는 제3 존을 각각 포함할 수 있으며, 제1 존에서 제3 존으로 갈수록 더 큰 영상 축소 비율이 적용될 수 있다.
상기 제1 존은 상기 제3 존 보다 면적이 클 수 있다.
상기 각 부분 영상은 그 인접의 다른 부분 영상에 포함된 일부 영상(중첩 영상)을 포함할 수 있으며, 제1 존에 인접한 제2 존의 어느 한 부분 영상의 중첩 영상은 제2 존에 인접한 제3 존의 어느 한 부분 영상의 중첩 영상 보다 면적이 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 네비게이션 장치에 포함되어 네비게이션 정보를 표시하거나, 네비게이션 장치에 연결되어 네비게이션 정보를 수신하여 그 중 적어도 일부 정보를 표시하거나, 차량 전방 또는 후방의 카메라에 연결되어 그 전방 또는 후방 영상을 표시하거나, 블랙 박스 장치에 포함되어 해당 블랙 박스 장치의 영상을 표시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이동수단은 사용자에게 인식되도록 동작하는 디스플레이 장치가 설치된 이동수단으로서, 상기 디스플레이 장치는, 전면의 화면에 영상을 표시하는 디스플레이 패널과, 화면의 전방에 배치되며, 화면의 영상에 대해 광학 작용하여 화면의 후방으로 상기 허상을 형성하는 렌즈 어레이를 각각 포함하며, 상기 디스플레이 패널은, 영상 처리된 각 부분 영상을 렌즈 어레이의 각 렌즈에 대응하는 화면의 각 영역에 표시하며 복수의 존(zone)으로 나눠진 화면에서 서로 다른 존에 속하는 영역에 대해서 영상 축소 비율을 다르게 적용한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 방법은 전면의 화면에 영상을 표시하는 디스플레이 패널과, 화면의 전방에 배치되고 화면의 영상에 대해 광학 작용하여 화면의 후방으로 영상에 대한 허상을 형성하는 렌즈 어레이를 각각 포함하는 디스플레이 장치의 표시 방법으로서, (1) 디스플레이 패널의 화면에서 렌즈 어레이의 각 렌즈에 대응하는 다수의 영역을 구분하는 단계, (2) 영상 처리된 각 부분 영상을 구분된 화면의 각 영역에 표시하여, 상기 허상이 사용자에게 인식되도록 하는 표시 단계를 포함하며, 상기 표시 단계는 복수의 존(zone)으로 나눠진 디스플레이 패널의 화면에서 서로 다른 존에 속하는 영역에 대해서 영상 축소 비율을 다르게 적용한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 화면에 표시되는 영상에 대한 허상이 디스플레이 패널의 후방에 형성됨에 따라 근접 위치의 사용자가 그 영상을 명확하게 인식하고 편안하게 시청할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명이 이동수단용으로 전방 유리창 상부에 설치되는 경우, 전면 유리창의 화면을 가리지 않으면서 가독력이 향상되며 밤낮 간의 그 가독력 차이가 심하지 않을 뿐 아니라, 운전 중인 운전자의 시야 방향과 본 디스플레이 장치로 향하는 운전자의 시야 방향 간의 차이 각이 작아 운전자가 전방을 예의 주시하면서 본 디스플레이 장치의 영상을 쉽게 참고할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 디스플레이 패널의 화면의 각 영역에 따라 사용자의 눈에 인식되는 확대 비율이 다양한 점을 고려함에 따라, 사용자에게 인식되는 화면의 질이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 차량 내부에 설치된 다양한 디스플레이 장치(DA1~DA4)의 모습을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 조절부(30)가 추가된 모습을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 영상에 대한 허상이 형성되는 원리를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 원본 영상(IMO), 처리 영상(IMP) 및 사용자에게 인식되는 허상 영상(IMV)을 각각 나타낸다.
도 6은 디스플레이 패널(10)의 화면(11)의 평면에 분할된 다수의 영역(즉, 부분 영역)(12)과, 그 분할된 영역(12)에 표시되는 영상 처리된 각 부분 영상(IMPi)을 각각 나타낸다.
도 7 및 도 8은 원본 영상(IMO)을 영상 처리하는 원리를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 이용한 표시 방법의 순서도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이에 장치가 차량 내부에 설치될 수 있는 부위에 대한 예시를 나타낸다.
본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", “구비하다”, “마련하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
본 명세서에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 용어는 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “또는 B”“및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.
본 명세서에서, “예를 들어” 등에 따르는 설명은 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있고, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 기재된 경우, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '상에' 있다거나 '접하여' 있다고 기재된 경우, 다른 구성요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '바로 위에' 있다거나 '직접 접하여' 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해될 수 있다. 구성요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, '～사이에'와 '직접 ～사이에' 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
본 명세서에서, '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 또한, 위 용어는 각 구성요소의 순서를 한정하기 위한 것으로 해석되어서는 안되며, 하나의 구성요소와 다른 구성요소를 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 구성을 나타낸다.
디스플레이 장치는 영상을 표시하는 장치로서, 사용자의 근접 위치에 설치될 경우, 디스플레이 장치에 표시된 영상의 실상(Real image)은 사용자의 눈(E)에 제대로 맺혀지지 않아 사용자에게 그 영상이 명확하게 인식되기 어렵다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 근접 위치의 사용자에게 그 영상에 대한 허상(virtual image)이 사용자의 눈(E)에 맺혀지게 함으로써, 해당 영상이 사용자에게 보다 명확하게 인식되어 편안한 시청이 가능하도록 동작한다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(display panel)(10) 및 렌즈 어레이(lens array)(20)를 포함할 수 있다. 이때, “근접 위치”는 디스플레이 패널(10) 또는 렌즈 어레이(20)와 사람 눈 사이의 이격 거리가 1㎝ 이상 내지 30㎝ 이하, 더욱 바람직하게는 1㎝ 이상 내지 60㎝ 이하인 경우에 해당할 수 있다. 이는 그 이격 거리가 1㎝ 미만인 경우, 너무 근접하여 디스플레이 패널(10)의 영상 전체를 인식하기 어려울 수 있으며, 그 이격 거리가 30㎝ 초과(특히, 60㎝ 초과)인 경우, 영상의 실상이 쉽게 인지되어 후술할 허상 시청에 따른 효과가 많이 저하될 수 있다.
디스플레이 패널(10)은 전면에 화면(11)을 구비하여 영상을 표시하는 구성이다. 이때, 전면은 사용자를 향하는 방향(D1)의 면을 지칭할 수 있다. 또한, 디스플레이 패널(10)은 전면 외에 다른 면에도 추가적인 화면을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명은 이러한 전면의 화면(11)에 표시되는 영상에 대한 허상이 사용자에게 인식될 수 있게 동작하므로, 해당 전면의 화면(11)이 디스플레이 패널(10)에 필수적으로 구비되어야 한다.
디스플레이 패널(10)은 발광 형태에 따라 발광형 디스플레이 패널이거나 비발광형 디스플레이 패널일 수 있으며, 판 형태에 따라 평면(또는 평판) 디스플레이 패널이거나 곡면 디스플레이 패널일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 디스플레이 패널(10)은 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD) 패널, 발광 다이오드(light-emitting diode; LED) 디스플레이 패널, 퀀덤 닷 발광 다이오드(quantum dot light-emitting diode; QLED) 디스플레이 패널, 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode; OLED) 디스플레이 패널, 마이크로 전자기계 시스템(microelectromechanical systems; MEMS) 디스플레이 패널, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이 패널 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
렌즈 어레이(lens array)(20)는 평면을 따라 다수의 렌즈(lens)(21)가 배열된 구성이다. 이때, 렌즈 어레이(20)는 그 평면이 디스플레이 패널(10)의 화면(11)에 대향하여 그 전방에 배치될 수 있다. 즉, 렌즈 어레이(20)는 디스플레이 패널(10)의 화면(11)의 전방에 이격 배치된다. 이때, 각 렌즈(21)가 화면(11)에 표시되는 영상에 대해 광학 작용함으로써 디스플레이 패널(10)의 후방으로 해당 영상의 허상을 형성할 수 있다. 이때, 광학 작용이란 렌즈(21)에 입사되는 광을 모으거나 분산시키도록 그 진행 방향을 변경하여 출사하는 작용 등을 지칭한다.
각 렌즈(21)는 그 평면 방향에서 디스플레이 패널(20)에 표시되는 각 부분 영상(IMPi)의 영역에 대응하는 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 각 렌즈(21)는 사각 형태를 가질 수 있으며, 광을 모으도록 광학 작용하는 프레넬(Fresnel) 렌즈, 볼록 렌즈 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도 2 등에서, 렌즈 어레이(20)는 그 측면 상에서 볼 때 한 열을 이루는 렌즈(21)들로 구성된 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 복수 열을 이루는 렌즈(21)들로 구성될 수도 있다. 이 경우, 예를 들어, 한 열의 렌즈(21)들은 볼록 렌즈로 이루어질 수 있으며, 다른 열의 렌즈(21)는 광을 분산시키도록 광학 작용하는 오목 렌즈로 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 조절부(30)가 추가된 모습을 나타낸다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 조절부(30)를 더 포함할 수도 있다. 이때, 조절부(30)는 디스플레이 패널(10)과 렌즈 어레이(20) 사이의 이격 거리(dl)를 조절하는 구성이다. 예를 들어, 조절부(30)는 로드 안테나 구조 등의 기계적 구성을 통해 사용자의 힘에 의해 D1 또는 D2의 인장 길이가 조절되도록 구성되거나, 리니어 모터(linear motor) 등의 다양한 액추에이터(actuator)의 작동에 의해 D1 또는 D2의 인장 길이가 제어 조절되도록 구성될 수 있다.
또한, 조절부(30)는 이격 거리(dl)의 조절을 위해 D1 또는 D2의 길이 방향을 조절할 뿐 아니라, 디스플레이 패널(10)에 대한 각 렌즈(21)의 대향 위치를 조절하기 위해 렌즈 어레이(20) 또는 디스플레이 패널(10)를 D3, D4, D5, 또는 D6으로 조절할 수도 있다. 이때, D5는 D1 내지 D4에 수직한 일 방향(도 2를 뚫고 들어가는 방향), D6는 D1 내지 D4에 수직한 타 방향(도 2를 뚫고 나오는 방향)을 각각 나타낼 수 있다.
그 외에도, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 다양한 입력부(미도시), 통신부(미도시), 저장부(미도시), 제어부(미도시) 등을 더 포함할 수 있다.
입력부는 사용자의 입력에 대응하여, 입력데이터를 발생시킨다. 입력부는 적어도 하나의 입력수단을 포함한다. 예를 들어, 입력부는 키패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치패널(touch panel), 터치스크린(touch screen), 터치 키(touch key), 메뉴 버튼(menu button) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 터치스크린의 경우, 렌즈 어레이(20) 상에 구현될 수 있다.
통신부는 다른 전자 장치와의 통신을 수행하는 구성이다. 예를 들어, 통신부는 5G(5th generation communication), LTE-A(long term evolution-advanced), LTE(long term evolution), 블루투스(blue-tooth), BLE(blue-tooth low energy), NFC(near field communication) 등의 무선 통신을 수행할 수 있고, 케이블 통신 등의 유선 통신을 수행할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
저장부는 디스플레이 장치의 동작에 필요한 각종 정보, 프로그램들을 저장한다. 예를 들어, 저장부는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 표시 방법에 관련된 알고리즘 등을 저장할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부는 디스플레이 장치의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 제어부는 디스플레이 패널(20), 조절부(30), 입력부, 통신부 및 저장부의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 CPU, MCU 등의 프로세서일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 의해 그 근접 위치의 사용자가 그 영상의 허상을 인식하게 되는 동작 원리에 대해서 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에서 영상에 대한 허상이 형성되는 원리를 나타내며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 원본 영상(IMO), 영상 처리된 표시 영상(IMP) 및 사용자에게 인식되는 허상 영상(IMV)을 각각 나타낸다. 또한, 도 6은 디스플레이 패널(10)의 화면(11)의 평면에 분할된 다수의 영역(즉, 부분 영역)(12)과, 그 분할된 영역(12)에 표시되는 영상 처리된 각 부분 영상(IMPi)을 각각 나타낸다. 또한, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 렌즈 어레이(20)의 평면과, 프레넬(Fresnel) 렌즈로 구현된 경우의 그 렌즈(21)의 확대 모습을 나타내며, 도 8 및 도 9는 원본 영상(IMO)을 영상 처리하는 원리를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 렌즈 어레이(20)의 각 렌즈(21)는 광학 작용하여 디스플레이 패널(10)에 표시되는 화면(11)의 영상(IMP)에 대한 허상(IMV)을 디스플레이 패널(10) 후방에 확대 형성한다. 이때, 렌즈 어레이(20)의 각 렌즈(21)의 배율(m)은 다음 (식1)과 같다.
Figure 112020075266260-pat00001
(식1)
(식1)에서, f는 렌즈(21)의 초점 거리, dl은 디스플레이 패널(10)과 렌즈 어레이(20) 사이의 이격 거리(dl)를 각각 나타낸다.
이에 따라, 디스플레이 패널(10) 후방의 가상 면(virtual plane; VP)에 형성되는 화면(11)의 영상(IMP)에 대한 허상의 배율(M)은 다음 (식2)와 같다.
Figure 112020075266260-pat00002
(식2)
(식2)에서, Ws는 화면(21)의 일측 길이 또는 렌즈 어레이(20)에서 화면(21)에 대응하는 각 렌즈(21)가 배열된 일측 길이, Wi는 Ws에 대응하는 가상 면(VP)의 일측 길이를 각각 나타낸다. 즉, 허상 배율(M)은 렌즈 배율(m)을 바탕으로 디스플레이 패널(10)의 화면(11)의 크기(Ws)와 허상 크기(Wi)를 이용하여 허상 배율을 구할 수 있다.
또한, 사용자의 눈 동공 입구(entrance of pupil; EP)와 허상(IMV)이 형성된 가상 면(VP) 사이의 거리인 허상 거리(do)는 다음의 (식3)을 만족하면서 확장될 수 있다.
Figure 112020075266260-pat00003
(식3)
(식3)에서, de는 사용자의 눈 동공 입구(EP)와 렌즈 어레이(20) 사이의 거리를 나타낸다. 즉, 허상 거리(do)는 de, dl, f, 또는 m이 늘어날수록 확장될 수 있다.
특히, 가상 면(VP)에 형성되는 그 허상(IMV)의 해상도(Vi_ppi)는 다음의 식(4)로 나타낼 수 있다.
Figure 112020075266260-pat00004
(식4)
(식4)에서, display_ppi는 디스플레이 패널(20)의 화면(21)의 해상도를 나타낸다. 즉, 허상의 해상도(Vi_ppi)는 각 렌즈(21)의 배율(m)에 반비례한다.
이러한 허상 확대 원리에 따라, 도 8 및 도 9를 참조하면, 렌즈 어레이(20)의 각 렌즈(21)는 화면(11)에 표시되는 영상(IMP)에서 서로 다른 부분의 영상(IMP1, IMP2, … IMPi)(단, i는 2이상의 자연수)을 확대한 각 허상(이하, “부분 확대 허상”이라 지칭함)(IMV1, IMV2, …IMVi)을 디스플레이 패널(10) 후방의 가상 면(VP)에 각각 형성할 수 있다. 이때, 그 가상 면(VP)에서, 다수의 확대 허상(IMV1, IMV2, … IMVi)은 그 인접의 다른 부분 확대 허상과 일부 중첩된다(예를 들어, 도 6에서 IMV1과 IMV2이 서로 일부 중첩됨). 이에 따라, 화면(11)에 표시되는 전체 영상(IMP)에 대한 전체 허상(IMV)이 가상 면(VP)에 형성되면서, 그 전체 원본 영상(IMO)과 유사한 전체 허상(IMV)가 사용자에게 인식될 수 있다.
다만, 각 부분 확대 허상(IMV1, IMV2, … IMVi)이 그 인접의 다른 부분 확대 허상과 일부 중첩되므로, 원본 영상(IMO)은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 영상 처리된 영상(IMP)으로 가공된 후, 해당 처리된 영상(IMP)이 디스플레이 패널(10)의 화면(11)에 표시되는 것이 바람직할 수 있다.
즉, 디스플레이 패널(10)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 영상 처리된 각 부분 영상(IMP1, IMP2, … IMPi)을 렌즈 어레이(20)의 각 렌즈(21)에 대응하는 화면(11)의 각 영역(12)(점선으로 구분됨)에 표시할 수 있다. 이때, 각 부분 영상(IMP1, IMP2, … IMPi)은 그 인접의 다른 부분 영상에 포함된 일부 영상을 포함할 수 있다. 즉, 각 부분 영상(IMP1, IMP2, … IMPi)은 그 인접 부분 영상과 서로 중첩되는 영상(이하, “중첩 영상”이라 지칭함)을 포함할 수 있다. 이는 상술한 바와 같이, 가상 면(VP)에서, 각 부분 영상(IMP1, IMP2, … IMPi)에 대한 부분 확대 허상(IMV1, IMV2, … IMVi)이 그 인접의 다른 부분 확대 허상과 일부 중첩되기 때문이다. 즉, 부분 확대 허상들(IMV1, IMV2, … IMVi) 간에 중첩이 발생하므로, 각 부분 영상(IMP1, IMP2, … IMPi)은 해당 중첩을 반영한 만큼의 중첩 영상을 가져야 한다.
이에 따라, 원본 전체 영상(IMO)에 대한 영상 처리에 따라 중첩 영상을 갖는 각 부분 영상(IMP1, IMP2, … IMPi)이 화면(11)에 표시되면, 렌즈 어레이(20)의 광학 작용에 따라 각 부분 영상(IMP1, IMP2, … IMPi)에 대한 부분 확대 허상(IMV1, IMV2, … IMVi)이 가상 면(VP)에 형성되되, 그 인접 부분 확대 허상들이 서로 일부 중첩되며, 그 결과, 사용자는 원본 전체 영상(IMO)과 유사한 전체 허상(IMV)을 인식할 수 있게 된다.
이러한 중첩 영상의 중첩 정도(즉, 중첩 영역)은 디스플레이 패널(10)과 렌즈 어레이(20) 사이의 이격 거리(dl)에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, dl이 커질수록 허상 거리(do)가 확장되면서 그 만큼 중첩 영역도 커질 수 있는 반면, 허상(IMV)의 해상도(Vi_ppi)는 낮아질 수 있다. 이때, 이격 거리(dl)는 조절부(30)를 통해 조절될 수 있다.
인접 허상(IMV) 간에 중첩이 발생하기 때문에, 허상배율(M)은 렌즈배율(m)보다 작다. 이때, 이러한 인접 허상(IMV) 간의 중첩에 따른 화소 수의 감소 비율(PDR)은 식(5)와 같이 나타낼 수 있으며, 감소되는 화소 수만큼의 렌즈 배율이 작아진다.
PDR = M/m 식(5)
도 10은 디스플레이 패널(10)의 화면(11)을 다수의 존(zone)으로 나눈 일 예를 나타낸다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 비 축소 영상 처리된 표시 영상(IMP1)을 나타내고, 도 12 및 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 축소 비율 적용을 포함하여 영상 처리된 표시 영상(IMP1, IMP2)을 나타낸다. 또한, 도 14는 축소 비율 적용을 포함하여 영상 처리된 표시 영상(IMP2)의 원본 영상(IMO) 및 사용자에게 인식되는 허상 영상(IMV)을 나타낸다.
한편, 디스플레이 패널(10)의 화면(11)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 다수의 존(zone)(13a, 13b, 13c)으로 나눠질 수 있다. 이때, 각 존(13a, 13b, 13c)은 다수의 부분 영역(12)을 포함하는 영역이며, 서로 다른 존에 속한 부분 영역은 서로 다른 영상 축소 비율이 적용된다.
즉, 복수의 존(13)은 화면의 중심부의 부분 영역들(12-3, 12-4, 12-5, 12-10, 12-11, 12-12, 12-17, 12-18, 12-19, 12-24, 12-25, 12-26)이 속하는 제1 존(13a)과, 제1 존(13a)에서 바깥 방향으로 인접한 부분 영역들(12-2, 12-9, 12-16, 12-23, 12-6, 12-13, 12-20, 12-27)이 속하는 제2 존(13b)과, 제2 존(13b)에서 바깥 방향으로 인접한 부분 영역들(12-1, 12-8, 12-15, 12-22, 12-7, 12-14, 12-21, 12-28)이 속하는 제3 존을 각각 포함한다. 이때, 제1 존(13a)은 제2 존(13b) 보다 면적이 클 수 있고, 적어도 제3 존(13c) 보다 면적이 크다. 또한, 제2 존(13b)은 제3 존(13c) 보다 면적이 클 수 있다. 즉, 제1 존(13a)에서 제3 존(13c)으로 갈수록(즉, 중심쪽 존에서 바깥쪽 존으로 갈수록) 면적이 점차 작아질 수 있다.
이와 같이 화면(11)이 다수의 존으로 나눠진 것은 화면(11)에서 부분 영역(12)의 위치에 따라 해당 부분 영역(12)의 부분 영상이 다양하게 확대된 형태로 사용자의 눈(E)에 인식되기 때문이다. 이때, 확대는 부분 영상이 D5 및 D6 방향으로 확대되는 것을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 세로 방향 보다 가로 방향이 더 긴 형태의 화면(12)이 더 일반적이므로 D5 및 D6 방향의 확대(가로 방향 확대)만 고려할 경우, 사용자의 눈(E)이 중심부를 향하고 있다면, 제1 존(13a)의 부분 영상에 대해서는 확대없이 거의 그대로 사용자의 눈(E)에 인식되고, 제2 존(13b)의 부분 영상에 대해서는 D5 및 D6 방향으로 제1 확대되게 사용자의 눈(E)에 인식되며, 제3 존(13c)의 부분 영상에 대해서는 D5 및 D6 방향으로 제2 확대(제1 확대보다 더 많이 D5 및 D6 방향으로 확대)되게 사용자의 눈(E)에 인식된다. 즉, 제2 확대 비율이 제1 확대 비율 보다 크다. 이때, 확대 비율은 해당 부분 영상이 사용자의 눈(E)에서 D5 및 D6 방향으로 확대되게 인식되는 비율을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 사용자 눈(E)의 확대 인식을 반영하기 위해, 각 존은 다양한 축소 비율, 예를 들어 서로 다른 축소 비율이 적용될 수 있다. 즉, 제2 존(13b)의 부분 영역들은 제1 존(13a)의 부분 영역들 보다 영상 축소 비율이 더 크게 적용될 수 있으며, 제3 존(13c)의 부분 영역들은 제2 존(13b)의 부분 영역들 보다 영상 축소 비율이 더 크게 적용될 수 있다. 이때, 축소 비율은 해당 부분 영상이 D6 및 D5 방향으로 축소되는 비율을 지칭할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 제1 존(13a)에서 제3 존(13c)으로 갈수록 해당 부분 영역들의 영상 축소 비율은 더 크게 적용된다. 이때, 중심쪽 존인 제1 존(13a) 외의 존, 즉 제2 존(13b) 등은 화면(11)의 중심쪽 존, 즉 제1 존(13a)을 기준으로 대칭이 되도록 각 부분 영역을 포함할 수 있다.
도 12 및 도 13에서는 도 11의 표시 영상(IMP)에 각 존에 따른 축소 비율을 적용한 표시 영상(IMP1, IMP2)이 도시되었다. 즉, 제1 존(13a) 보다는 제2 존(13b)이 더 큰 축소 비율이 적용되었으며, 제2 존(13b) 보다는 제3 존(13c)이 더 큰 축소 비율이 적용되었다. 다만, 도 11의 표시 영상(IMP)에 각 존에 따른 축소 비율을 적용할 경우, 도 12에 도시된 바와 같이, 검정색으로 표시한 화소 값이 빈 영역(V)이 발생할 수 있다. 이러한 빈 영역(V)은 사용자의 눈(E)에 인식 시 해당 부분의 영상 질을 떨어뜨리는 요소가 될 수 있다. 이에 따라, 축소 비율이 적용되는 각 존의 부분 영역의 부분 영상은, 도 13에 도시된 바와 같이, 빈 영역(V)을 더 채우는 영상(이하, “채움 영상”이라 지칭함)을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 채움 영상은 당연히 그 인접 부분 영역의 영상과 중첩되는 영상에 해당하며, 제2 존(13b)의 채움 영상은 제3 존(13c)의 채움 영상 보다 그 면적이 작다. 즉, 바깥쪽 존으로 갈수록 채움 영상의 면적이 커진다.
또한, 중심쪽 존에서 바깥쪽 존으로 갈수록 영상 축소 비율이 커져 채움 영상의 면적도 커지므로, 제2 존(13b)에 인접하지 않은 제1 존(13a)의 어느 한 부분 영상(12-4, 12-11, 12-18 및 12-25 중 하나)의 중첩 영상은 제1 존(13a)에 인접한 제2 존(13b)의 어느 한 부분 영상(12-2, 12-9, 12-16, 12-23, 12-6, 12-13, 12-20 및 12-27 중 하나)의 중첩 영상 보다 면적이 작다. 마찬가지로, 제1 존(13a)에 인접한 제2 존(13b)의 어느 한 부분 영상(12-2, 12-9, 12-16, 12-23, 12-6, 12-13, 12-20 및 12-27 중 하나)의 중첩 영상은 제2 존(13b)에 인접한 제3 존(13c)의 어느 한 부분 영상(12-1, 12-8, 12-15, 12-22, 12-7, 12-14, 12-21 및 12-28 중 하나)의 중첩 영상 보다 면적이 작다.
도 15는 디스플레이 패널(10)의 화면(11)을 다수의 존(zone)으로 나눈 다른 일 예를 나타낸다
한편, 사용자의 눈(E)이 D5 및 D6 방향의 확대(가로 방향 확대) 외에 D3 및 D4 방향의 확대(세로 방향 확대)도 고려할 수 있다. 이 경우, 도 15에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(10)의 화면(11)에 대해 가로 방향 확대 및 세로 방향 확대도 고려하여 각 존(13)이 나뉠 수 있다.
이 경우에서, 도 10 내지 도 14에 따라 상술한 내용에서, 제1 존(13a)의 부분 영역은 중심부를 포함하는 12-15, 12-16, 12-21 및 12-22를 포함하고, 제2 존(13b)의 부분 영역은 제1 존(13a)을 그 바깥에서 둘러싸는 12-8, 12-9, 12-10, 12-11, 12-14, 12-17, 12-20, 12-23, 12-26, 12-27, 12-28 및 12-29를 포함하며, 제3 존(13c)의 부분 영역은 제2 존(13b)을 그 바깥에서 둘러싸는 12-1, 12-2, 12-3, 12-4, 12-5, 12-6, 12-7, 12-12, 12-13, 12-18, 12-19, 12-24, 12-25, 12-30, 12-31, 12-32, 12-33, 12-34, 12-35 및 12-36을 포함하는 것으로 각각 변경된다. 또한, 도 10 내지 도 14에 따라 상술한 내용에서, 확대는 부분 영상이 D5 및 D6 방향과 D3 및 D4 방향으로 확대되는 것으로, 확대 비율은 해당 부분 영상이 사용자의 눈(E)에서 D5 및 D6 방향과 D3 및 D4 방향으로 확대되게 인식되는 비율로, 축소 비율은 해당 부분 영상이 D6 및 D5 방향과 D4 및 D3 방향으로 축소되는 비율로 각각 지칭될 수 있다. 다만, 각 존(13)에 축소 비율, 각 존(13)의 면적, 채움 영상의 면적, 중첩 영상의 면적 등에 대한 내용은 도 10 내지 도 14에 따라 상술한 내용과 동일하므로, 이하 해당 내용의 설명은 생략하도록 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 이용한 표시 방법에 대해서 설명하도록 한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 이용한 표시 방법의 순서도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 이용한 표시 방법은, 도 16에 도시된 바와 같이, S100 내지 S200을 포함할 수 있다. 이러한, 표시 방법은 디스플레이 패널(10)에 구비되거나 별도로 구비된 프로세서 등의 제어부(미도시)를 통해 구동될 수 있다.
S100는 디스플레이 패널(10)의 화면(11)에서 다수의 영역(12)을 구분하는 단계이다. 즉, 도 6 등에 따라 상술한 바와 같이, S100에서는 렌즈 어레이(20)의 각 렌즈(21)에 대응하는 다수의 영역(12)을 구분할 수 있다. 이러한 각 영역(12)은 원본 전체 영상(IMO)에서 영상 처리된 각 부분 영상(IMP1, IMP2, … IMPi, 또는 IMP11, IMP12, … IMP1i, 또는 IMP21, IMP22, … IMP2i)에 대응하는 영역일 수 있다. 즉, 각 렌즈(21)의 광학 작용을 반영하여 영상 처리된 각 부분 영상(IMP1, IMP2, … IMPi, 또는 IMP11, IMP12, … IMP1i, 또는 IMP21, IMP22, … IMP2i)에 대응하는 영역이 화면(11)의 각 영역(12)으로 구분될 수 있다.
예를 들어, 도 6 등을 참조하면, 각 영역(12)은 화면(11)의 중심부에 위치한 것이 외곽부에 위치한 것 보다 더 큰 넓이를 가질 수 있다. 이는 일반적으로 사용자의 시선 중심이 화면(11)의 중심부에 위치하므로, 이를 기준으로 그 상하좌우로 배열된 각 렌즈(21)에 따른 각 부분 확대 허상의 중첩 정도가 달라질 수 있기 때문이다.
또한, S100에서는 화면(11)을 다수의 존(13)으로 나누면서 각 영역(12)을 구분할 수 있다.
이후, S200에서는 각 부분 영상(IMP1, IMP2, … IMPi, 또는 IMP11, IMP12, … IMP1i, 또는 IMP21, IMP22, … IMP2i)을 구분된 화면의 각 영역(12)에 표시한다. 이때, 각 렌즈(21)에 의한 광학 작용에 따라, 각 부분 영상(IMP1, IMP2, … IMPi, 또는 IMP11, IMP12, … IMP1i, 또는 IMP21, IMP22, … IMP2i) 에 대한 부분 확대 허상들(IMV1, IMV2, … IMVi)이 그 인접 간에 서로 중첩하면서 원본 전체 영상(IMO)과 거의 일치하는 하나의 전체 허상(IMV)이 가상 면(VP)에 형성되면서, 해당 전체 허상(IMV)이 사용자에게 인식될 수 있다.
디스플레이 패널(10), 렌즈 어레이(20), 화면(11), 부분 영역(12), 존(13), 부분 영상(IMP1, IMP2, … IMPi, 또는 IMP11, IMP12, … IMP1i, 또는 IMP21, IMP22, … IMP2i), 부분 확대 허상(IMV1, IMV2, … IMVi) 등에 대한 설명은 이미 상술하였으므로, 이하 이들에 대한 설명을 생략하도록 한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이에 장치가 차량 내부에 설치될 수 있는 부위에 대한 예시를 나타낸다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 도 17에 도시된 바와 같이, 차량 내부에 사용자의 근접 위치에 하나 이상(복수 개도 포함)이 설치될 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 차량용으로만 한정되는 것은 아니며, 다른 이동수단에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 다른 이동수단으로는 전차, 잠수함, 배, 비행기 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 차량, 전차, 비행기 등의 경우, 근접 위치의 설치가 보다 용이할 수 있어, 그에 따른 효과가 더 좋을 수 있다.
이때, 사용자는 운전석(또는 “조정석”이라고도 지칭)에 위치한 운전자(또는 “조정자”라고도 지칭) 또는 운전석 옆의 조수석에 위치한 보조자 등일 수 있다. 이러한 운전자 또는 보조자에 대한 근접 위치는 전방 유리창의 상부 영역(CR1)을 포함할 수 있으며, 특히, 운전석 상부 영역(CR2), 룸 미러 위치 영역(CR3), 또는 조수석 상부 영역(CR4)인 것이 가장 바람직할 수 있다. 이는 해당 위치가 운전자 또는 보조자를 기준으로 제1 내지 제3 문제점을 모두 해결할 수 있는 위치에 해당할 수 있기 때문이다.
즉, CR1 등과 같이 운전자 얼굴 주변부에 종래의 디스플레이 장치가 설치되면, 화면의 영상이 너무 가까워서 명확하게 그 영상을 인식하기 어렵다. 하지만, 디스플레이 패널(10)과 렌즈 어레이(20)의 조합으로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 해당 위치에 설치되면, 근접 위치라도 영상이 허상이 형성되어 디스플레이 패널(10)의 후방으로 밀려 보이게 되면서 영상의 가독성이 높아진다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 이동수단에 CR1 내지 CR4에 설치되는 경우, 전면 유리창의 화면을 가리지 않으면서 가독력이 향상되며 밤낮 간의 그 가독력 차이가 심하지 않을 뿐 아니라, 운전 중인 운전자의 시야 방향(EDO)과 본 디스플레이 장치로 향하는 운전자의 시야 방향(ED) 간의 차이 각이 작아 운전자가 전방을 예의 주시하면서 본 디스플레이 장치의 영상을 쉽게 참고할 수 있는 이점이 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 도 10과 같은 차량용으로 사용될 경우, 주행 정보, 상태 정보, 네비게이션 정보, 주변 정보 등의 각종 정보를 표시하도록 다양한 기능을 수행할 수도 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 네비게이션 정보를 표시하도록 네비게이션 장치에 포함된 구성이거나, 네비게이션에 연결되어 네비게이션 정보를 수신하여 그 중 적어도 일부 정보를 표시(예를 들어, 화살표 등으로 진행 방향을 표시, 현재 주행 속도 등을 표시)할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 차량 전/후방의 카메라에 연결되어 그 전/후방 영상을 표시할 수 있다. 또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 블랙 박스 장치에 포함된 구성일 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 이동수단용으로만 한정되지 않으며, 그 외에 사용자에 대한 인접 위치에 설치될 수밖에 없는 다양한 장소, 기계 장치, 전자 장치 등에 설치될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 기계 설비, 중장비(기중기 등), 탱크 등의 내외부에 설치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 화면에 표시되는 영상에 대한 허상이 디스플레이 패널의 후방에 형성됨에 따라 근접 위치의 사용자가 그 영상을 명확하게 인식하고 편안하게 시청할 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명이 이동수단용으로 전방 유리창 상부에 설치되는 경우, 전면 유리창의 화면을 가리지 않으면서 가독력이 향상되며 밤낮 간의 그 가독력 차이가 심하지 않을 뿐 아니라, 운전 중인 운전자의 시야 방향과 본 디스플레이 장치로 향하는 운전자의 시야 방향 간의 차이 각이 작아 운전자가 전방을 예의 주시하면서 본 디스플레이 장치의 영상을 쉽게 참고할 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명은 디스플레이 패널의 화면의 각 영역에 따라 사용자의 눈에 인식되는 확대 비율이 다양한 점을 고려함에 따라, 사용자에게 인식되는 화면의 질이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 청구범위 및 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 디스플레이 패널 11: 화면
12: 영역 20: 렌즈 어레이
21: 렌즈 30: 조절부

Claims (13)

  1. 영상에 대한 허상이 사용자에게 인식되도록 동작하는 디스플레이 장치로서,
    전면의 화면에 영상을 표시하는 디스플레이 패널; 및
    화면의 전방에 배치되며, 화면의 영상에 대해 광학 작용하여 디스플레이 패널의 후방으로 상기 허상을 형성하는 렌즈 어레이;를 포함하며,
    상기 디스플레이 패널은,
    영상 처리된 각 부분 영상을 렌즈 어레이의 각 렌즈에 대응하는 화면의 각 영역에 표시하며, 복수의 존(zone)으로 나눠진 화면에서 서로 다른 존에 속하는 영역에 대해서 영상 축소 비율을 다르게 적용하고,
    상기 렌즈 어레이의 하나 이상의 렌즈는 화면에 표시되는 영상에서 서로 다른 부분의 영상을 확대한 허상(부분 확대 허상)을 디스플레이 패널의 후방으로 형성하는 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 후방에 형성된 가상 면에서 다수의 부분 확대 허상이 그 인접의 다른 부분 확대 허상과 일부 중첩됨으로써 화면에 표시되는 전체 영상에 대한 허상이 사용자에게 인식되는 디스플레이 장치.
  4. 영상에 대한 허상이 사용자에게 인식되도록 동작하는 디스플레이 장치로서,
    전면의 화면에 영상을 표시하는 디스플레이 패널; 및
    화면의 전방에 배치되며, 화면의 영상에 대해 광학 작용하여 디스플레이 패널의 후방으로 상기 허상을 형성하는 렌즈 어레이;를 포함하며,
    상기 디스플레이 패널은,
    영상 처리된 각 부분 영상을 렌즈 어레이의 각 렌즈에 대응하는 화면의 각 영역에 표시하며, 복수의 존(zone)으로 나눠진 화면에서 서로 다른 존에 속하는 영역에 대해서 영상 축소 비율을 다르게 적용하고,
    상기 각 부분 영상은 그 인접의 다른 부분 영상에 포함된 일부 영상(중첩 영상)을 포함하는 디스플레이 장치.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 복수의 존은 화면의 중심부의 영역이 속하는 제1 존과, 제1 존에서 바깥 방향으로 인접한 영역이 속하는 제2 존을 각각 포함하며, 제2 존은 제1 존 보다 더 큰 영상 축소 비율이 적용된 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 존은 상기 제2 존 보다 면적이 큰 디스플레이 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 각 부분 영상은 그 인접의 다른 부분 영상에 포함된 일부 영상(중첩 영상)을 포함하며,
    상기 제2 존에 인접하지 않은 제1 존의 어느 한 부분 영상의 중첩 영상은 상기 제1 존에 인접한 제2 존의 어느 한 부분 영상의 중첩 영상 보다 면적이 작은 디스플레이 장치.
  8. 영상에 대한 허상이 사용자에게 인식되도록 동작하는 디스플레이 장치로서,
    전면의 화면에 영상을 표시하는 디스플레이 패널; 및
    화면의 전방에 배치되며, 화면의 영상에 대해 광학 작용하여 디스플레이 패널의 후방으로 상기 허상을 형성하는 렌즈 어레이;를 포함하며,
    상기 디스플레이 패널은,
    영상 처리된 각 부분 영상을 렌즈 어레이의 각 렌즈에 대응하는 화면의 각 영역에 표시하며, 복수의 존(zone)으로 나눠진 화면에서 서로 다른 존에 속하는 영역에 대해서 영상 축소 비율을 다르게 적용하고,
    상기 복수의 존은 화면의 중심부의 영역이 속하는 제1 존과, 제1 존에서 바깥 방향으로 인접한 영역이 속하는 제2 존과, 제2 존에서 바깥 방향으로 인접한 영역이 속하는 제3 존을 각각 포함하며, 제1 존에서 제3 존으로 갈수록 더 큰 영상 축소 비율이 적용된 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 존은 상기 제3 존 보다 면적이 큰 디스플레이 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 각 부분 영상은 그 인접의 다른 부분 영상에 포함된 일부 영상(중첩 영상)을 포함하며,
    제1 존에 인접한 제2 존의 어느 한 부분 영상의 중첩 영상은 제2 존에 인접한 제3 존의 어느 한 부분 영상의 중첩 영상 보다 면적이 작은 디스플레이 장치.
  11. 영상에 대한 허상이 사용자에게 인식되도록 동작하는 디스플레이 장치로서,
    전면의 화면에 영상을 표시하는 디스플레이 패널; 및
    화면의 전방에 배치되며, 화면의 영상에 대해 광학 작용하여 디스플레이 패널의 후방으로 상기 허상을 형성하는 렌즈 어레이;를 포함하며,
    상기 디스플레이 패널은,
    영상 처리된 각 부분 영상을 렌즈 어레이의 각 렌즈에 대응하는 화면의 각 영역에 표시하며, 복수의 존(zone)으로 나눠진 화면에서 서로 다른 존에 속하는 영역에 대해서 영상 축소 비율을 다르게 적용하고,
    네비게이션 장치에 포함되어 네비게이션 정보를 표시하거나, 네비게이션 장치에 연결되어 네비게이션 정보를 수신하여 그 중 적어도 일부 정보를 표시하거나, 차량 전방 또는 후방의 카메라에 연결되어 그 전방 또는 후방 영상을 표시하거나, 블랙 박스 장치에 포함되어 해당 블랙 박스 장치의 영상을 표시하는 디스플레이 장치.
  12. 영상에 대한 허상이 사용자에게 인식되도록 동작하는 디스플레이 장치가 설치된 이동수단으로서,
    상기 디스플레이 장치는,
    전면의 화면에 영상을 표시하는 디스플레이 패널; 및
    화면의 전방에 배치되며, 화면의 영상에 대해 광학 작용하여 화면의 후방으로 상기 허상을 형성하는 렌즈 어레이;를 포함하며,
    상기 디스플레이 패널은,
    영상 처리된 각 부분 영상을 렌즈 어레이의 각 렌즈에 대응하는 화면의 각 영역에 표시하며, 복수의 존(zone)으로 나눠진 화면에서 서로 다른 존에 속하는 영역에 대해서 영상 축소 비율을 다르게 적용하고,
    상기 렌즈 어레이의 하나 이상의 렌즈는 화면에 표시되는 영상에서 서로 다른 부분의 영상을 확대한 허상(부분 확대 허상)을 디스플레이 패널의 후방으로 형성하는 이동수단.
  13. 전면의 화면에 영상을 표시하는 디스플레이 패널과, 화면의 전방에 배치되고 화면의 영상에 대해 광학 작용하여 화면의 후방으로 영상에 대한 허상을 형성하는 렌즈 어레이를 각각 포함하는 디스플레이 장치의 표시 방법으로서,
    디스플레이 패널의 화면에서 렌즈 어레이의 각 렌즈에 대응하는 다수의 영역을 구분하는 단계; 및
    영상 처리된 각 부분 영상을 구분된 화면의 각 영역에 표시하여, 상기 허상이 사용자에게 인식되도록 하는 표시 단계;를 포함하며,
    상기 표시 단계는,
    복수의 존(zone)으로 나눠진 디스플레이 패널의 화면에서 서로 다른 존에 속하는 영역에 대해서 영상 축소 비율을 다르게 적용하는 표시 방법.
KR1020200089555A 2020-07-20 2020-07-20 디스플레이 장치, 이를 구비한 이동수단 및 그 표시 방법 KR102536106B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200089555A KR102536106B1 (ko) 2020-07-20 2020-07-20 디스플레이 장치, 이를 구비한 이동수단 및 그 표시 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200089555A KR102536106B1 (ko) 2020-07-20 2020-07-20 디스플레이 장치, 이를 구비한 이동수단 및 그 표시 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220010878A KR20220010878A (ko) 2022-01-27
KR102536106B1 true KR102536106B1 (ko) 2023-05-24

Family

ID=80049532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200089555A KR102536106B1 (ko) 2020-07-20 2020-07-20 디스플레이 장치, 이를 구비한 이동수단 및 그 표시 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102536106B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013205749A (ja) 2012-03-29 2013-10-07 Fujitsu Ltd 立体画像表示装置及び方法
JP2015000629A (ja) 2013-06-14 2015-01-05 株式会社デンソー 車載表示装置およびプログラム
JP2015184609A (ja) * 2014-03-26 2015-10-22 オリンパス株式会社 表示装置
WO2019123840A1 (ja) 2017-12-19 2019-06-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 撮像装置、撮像システム、および表示システム
JP6554175B2 (ja) 2015-10-09 2019-07-31 マクセル株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8218900B1 (en) * 2008-07-31 2012-07-10 Adobe Systems Incorporated Non-linear image scaling with seam energy

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013205749A (ja) 2012-03-29 2013-10-07 Fujitsu Ltd 立体画像表示装置及び方法
JP2015000629A (ja) 2013-06-14 2015-01-05 株式会社デンソー 車載表示装置およびプログラム
JP2015184609A (ja) * 2014-03-26 2015-10-22 オリンパス株式会社 表示装置
JP6554175B2 (ja) 2015-10-09 2019-07-31 マクセル株式会社 ヘッドアップディスプレイ装置
WO2019123840A1 (ja) 2017-12-19 2019-06-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 撮像装置、撮像システム、および表示システム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220010878A (ko) 2022-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11287651B2 (en) Reconfigurable optics for multi-plane heads-up displays
JP7373539B2 (ja) 超高分解能の走査ファイバディスプレイ
KR102124894B1 (ko) 정보 표시 장치
US9746668B2 (en) Head-up display device and vehicle having the same
US10417975B2 (en) Wide field of view scanning display
US10890762B2 (en) Image display apparatus and image display method
US11221481B2 (en) Image projection apparatus, image display apparatus, and vehicle
KR20180093583A (ko) 개별 제어가 가능한 다중 표시영역을 구현하는 헤드 업 디스플레이 장치 및 헤드 업 디스플레이 장치의 표시 제어 방법
KR102670500B1 (ko) 헤드업 표시 장치
EP3276395A1 (en) Head-up display
JPWO2017138428A1 (ja) 情報表示装置
CN210348060U (zh) 一种增强现实抬头显示装置及系统
US20180180879A1 (en) Information display device and vehicle apparatus
JP2017146337A (ja) 空中映像表示装置
KR102536106B1 (ko) 디스플레이 장치, 이를 구비한 이동수단 및 그 표시 방법
CN219245861U (zh) 一种带有曲面像源的抬头显示装置和交通工具
WO2020189636A1 (en) Information providing system, moving body, information providing method, and information providing program
WO2021039579A1 (ja) ヘッドアップディスプレイ装置
KR20210129475A (ko) 디스플레이 장치, 이를 구비한 이동수단 및 그 표시 방법
KR102573104B1 (ko) 헤드업 표시 장치
KR102038566B1 (ko) 다중 화면으로 구성된 헤드업 디스플레이 장치
US11977226B2 (en) Head-up display system and movable body
US10719002B2 (en) Projection display device
KR20230041352A (ko) 헤드업 디스플레이 및 그 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right