KR20180015608A - 차량 모니터링 시스템 - Google Patents

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KR20180015608A
KR20180015608A KR1020177017225A KR20177017225A KR20180015608A KR 20180015608 A KR20180015608 A KR 20180015608A KR 1020177017225 A KR1020177017225 A KR 1020177017225A KR 20177017225 A KR20177017225 A KR 20177017225A KR 20180015608 A KR20180015608 A KR 20180015608A
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데이비드 에이. 파탈
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레이아 인코포레이티드
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Abstract

차량 모니터링은 임계 거리보다 차량에 더 가까운 대상을 시각적으로 하이라이트하기 위해 차량에 인접한 영역 내 3차원(3D) 정보를 채용한다. 차량 모니터링 시스템은, 차량에 인접한 영역을 스캔하고 스캐닝된 영역 내에 위치된 대상들의 공간적 구성을 포함하는 3D 모델을 제공하기 위한 3D 스캐너를 포함한다. 차량 모니터링 시스템은 3D 모델을 사용하여 스캐닝된 영역의 부분을 디스플레이하고 차량으로부터의 임계 거리 미만에 위치된 디스플레이된 부분 내의 대상을 시각적으로 하이라이트하는 전자 디스플레이를 더 포함한다.

Description

차량 모니터링 시스템{VEHICLE MONITORING SYSTEM}
관련 출원에 대한 상호참조
N/A
연방 후원 연구 또는 개발에 관한 진술
N/A
차량 모니터링 시스템은 상황 자각 및 충돌 회피를 제공하는 수단으로 점차 보편화되고 있다. 이러한 차량 모니터링 시스템은 종종 사용자(예를 들어, 차량의 운전자)에게 정보를 전달하기 위해 전자 디스플레이를 포함한다. 특히, 전자 디스플레이는 사용자에게 인접 영역 내에 대상을 인식하게 하고 사용자가 이를 회피하는 것을 용이하게 하기 위해 차량에 인접한 영역의 뷰를 제공할 수 있다.
음극선관(CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 액정 디스플레이(LCD), 전계발광 디스플레이(EL), 유기 발광 다이오드(OLED) 및 능동 매트릭스 OLED(AMOLED) 디스플레이, 전기영동 디스플레이(EP), 및 전기기계적 또는 전기유체 광 변조(예를 들면, 디지털 마이크로미러 디바이스, 일렉트로웨팅 디스플레이, 등)을 채용하는 다양한 디스플레이에 기초한 디스플레이를 포함하는, 그러나 이들로 제한되지 않는 매우 다양한 전자 디스플레이가 차량 모니터링 시스템에 사용될 수 있다. 일반적으로, 전자 디스플레이는 능동 디스플레이(즉, 광을 방출하는 디스플레이) 또는 수동 디스플레이(즉, 다른 소스에 의해 제공되는 광을 변조하는 디스플레이)로 유별될 수 있다. 능동 디스플레이의 가장 분명한 예 중에는 CRT, PDP 및 OLED/AMOLED가 있다. 방출되는 광을 고려할 때 일반적으로 수동으로서 분류되는 디스플레이는 LCD 및 EP 디스플레이이다. 수동 디스플레이는 본질적으로 저전력 소비를 포함한 -그러나 이것으로 제한되지 않는다- 유익한 성능 특성을 종종 나타내지만, 광을 방출하는 능력이 없어 많은 실제 응용에서 용도가 다소 제한됨을 발견할 수 있다.
방출된 광에 연관된 수동 디스플레이의 한계를 극복하기 위해, 많은 수동 디스플레이가 외부 광원에 결합된다. 결합된 광원은 이들 다른 수동 디스플레이가 광을 방출하고 실질적으로 능동 디스플레이로서 기능하도록 할 수 있다. 이러한 결합된 광원의 예는 백라이트이다. 백라이트는 수동 디스플레이를 조명하기 위해 이 다른 수동 디스플레이 뒤에 배치되는 광원(종종 패널 광원)이다. 예를 들어, 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이에 결합될 수 있다. 백라이트는 LCD 또는 EP 디스플레이를 통과하는 광을 방출한다. 방출된 광은 LCD 또는 EP 디스플레이에 의해 변조되고, 변조된 광은 이어 LCD 또는 EP 디스플레이로부터 방출된다. 종종 백라이트는 백색광을 방출하게 구성된다. 이어 백색광을 디스플레이에서 사용되는 다양한 컬러로 변환하기 위해 컬러 필터가 사용된다. 컬러 필터는, 예를 들어, LCD 또는 EP 디스플레이의 출력에(덜 일반적이다), 또는 백라이트와 LCD 또는 EP 디스플레이 사이에 배치될 수 있다.
본원에 기술된 원리에 따른 예 및 실시예의 다양한 특징은 첨부 도면에 연관하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조하여 더 쉽게 이해될 수 있으며, 동일한 도면 부호는 동일한 구조적 요소를 나타낸다.
도 1은 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 차량 모니터링 시스템의 블록도를 도시한다.
도 2a는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 도 1의 차량 모니터링 시스템을 사용하여 모니터링된 영역의 사시도를 도시한다.
도 2b는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 도 2b의 모니터링된 영역의 측면도이다.
도 3a는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 스캔되는 영역의 디스플레이된 부분을 도시한다.
도 3b는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 도 3a의 디스플레이된 부분(108) 내 시각적으로 하이라이트된 대상을 도시한다.
도 3c는 본원에 설명된 원리에 일관된 또 다른 실시예에 따라, 예에서 도 3a의 디스플레이된 부분 내 시각적으로 하이라이트된 대상을 도시한다.
도 4는 본원에 설명된 원리에 일관된 다른 실시예에 따라, 예에서 시각적으로 하이라이트된 대상을 묘사하는 3D 전자 디스플레이의 사시도를 도시한다.
도 5a는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티빔 격자-기반 백라이트를 갖는 3차원(3D) 전자 디스플레이의 단면도를 도시한다.
도 5b는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티빔 격자-기반 백라이트를 갖는 3차원(3D) 전자 디스플레이의 단면도를 도시한다.
도 5c는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티빔 격자-기반 백라이트를 갖는 3D 전자 디스플레이의 일부의 사시도를 도시한다.
도 6은 본원에 설명된 원리의 실시예에 따라, 예에서 3차원(3D) 차량 모니터링 시스템의 블록도를 도시한다.
도 7은 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 차량 모니터링 방법의 흐름도를 도시한다.
어떤 예 및 실시예는 위에 언급된 도면에 예시된 특징에 부가되거나 대신되는 특징들 중 하나인 다른 특징들을 갖는다. 이들 및 다른 특징은 상술한 도면을 참조하여 이하에 상세히 설명된다.
본원에 설명된 원리에 따른 실시예는 3차원(3D) 정보를 채용하는 차량 모니터링 시스템을 제공한다. 특히, 본원에 설명된 원리의 일부 실시예에 따라, 3D 스캔 또는 이미지를 포함하는 3D 정보는 차량에 인접한 모니터링된 영역에 대해 수집된다. 모니터링되는 영역은, 예를 들어, 차량의 전방, 측방 및 후방 중 하나 이상일 수 있다. 모니터링된 영역의 3D 정보는 모니터링된 영역 내의 대상의 공간적 구성을 포함하는 3D 모델을 구축하기 위해 사용된다. 또한, 3D 모델에 기초한 모니터링된 영역의 부분이 디스플레이되고, 차량으로부터의 소정의 임계 거리보다 작은 디스플레이 부분 내에 대상은 시각적으로 하이라이트되는 대상이다. 다양한 실시예에 따라, 사용자에 의한 시각적으로 하이라이트된 대상의 인식이 향상될 수 있다. 또한, 시각적으로 하이라이트된 대상의 향상된 인식은, 예를 들어, 차량과 너무 가까운 시각적으로 하이라이트된 대상에 관해 충돌 회피를 용이하게 할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 3D 스캐너 또는 3D 카메라는 차량에 인접한 영역을 모니터링하기 위해 차량 모니터링 시스템으로서 전자 디스플레이와 조합된다. 3D 스캐너는 3D 모델의 구축을 용이하게 하기 위해 모니터링된 영역 내의 대상에 관한 3D 정보를 수집한다. 전자 디스플레이는 모니터링된 영역의 이미지를 3D 모델에 기초하여 제공한다. 또한, 차량에 너무 가깝다고 여겨지는 대상(즉, 차량으로부터의 소정의 임계 거리보다 작은 대상)의 시각적인 하이라이트는 전자 디스플레이에 의해 제공된다.
본원에 기술된 일부 실시예에 따라, 대상의 시각적 하이라이트는 3D 전자 디스플레이(단색 및 컬러 중 하나 또는 둘 모두)에 의해 제공된다. 또한, 다양한 실시예에서, 3D 전자 디스플레이는 소위 '무안경식' 3D 또는 오토스테레오스코픽' 3D 방식으로 이미지 및 관련 정보를 제공하도록 구성될 수 있다. 특히, 일부 실시예에서, 3D 전자 디스플레이는 3D 이미지 또는 정보의 상이한 뷰를 생성하기 위해 회절 격자 기반 또는 '격자-기반' 백라이트를 채용할 수 있다. 격자-기반 백라이트를 채용하는 3D 전자 디스플레이에서, 광은 복수의 회절 격자를 사용하여 광 가이드로부터 아웃커플링된다. 아웃커플링된 광은 기정의된 방향(예를 들어, 뷰 방향)으로 지향되는 복수의 광빔을 형성한다. 또한, 복수의 광빔의 광빔은 전자 디스플레이 뷰 방향으로 광 필드를 형성하거나 광 필드를 제공하기 위해 서로로부터 상이한 주각 방향을 가질 수 있고, 또한, 일부 실시예에서는 복수의 원색을 나타낼 수 있다. 서로 다른 주각 방향('상이하게 지향된 광빔'이라고도 한다)을 갖는, 일부 실시예에선, 상이한 색을 나타내는, 광빔은 3차원(3D) 정보를 포함하는 정보를 오토스테레오스코픽 식으로 표시하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 상이하게 지향된 상이한 컬러 광빔은 변조되어 '무안경식' 3D 컬러 전자 디스플레이의 상이한 뷰의 컬러 픽셀로서 작용할 수 있거나 이를 나타낸다.
본원에서, '광 가이드'는 내부 전반사를 이용하여 구조 내에서 광을 안내하는 구조로서 정의된다. 특히, 광 가이드는 광 가이드의 동작 파장에 실질적으로 투명한 코어를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 용어 '광 가이드'는 일반적으로 광 가이드의 유전체 물질과 이 광 가이드를 둘러싸는 물질 또는 매체 사이의 계면에서 광을 안내하기 위해 내부 전반사를 채용하는 유전체 광학 도파로를 지칭한다. 정의에 의해, 내부 전반사를 위한 조건은 광 가이드의 굴절률이 광 가이드 물질의 표면에 인접한 주변 매체의 굴절률보다 크다는 것이다. 일부 실시예에서, 광 가이드는 내부 전반사를 더욱 용이하게 하기 위해 전술한 굴절률 차이에 추가하여 또는 대신에 코팅을 포함할 수 있다. 코팅은, 예를 들어, 반사 코팅일 수 있다. 광 가이드는 플레이트 또는 슬랩 가이드, 및 스트립 가이드 중 하나 또는 둘 다를 포함한 -그러나 이에 한정되는 것은 아니다- 몇몇 광 가이드 중 임의의 것일 수 있다.
또한 본원에서, '플레이트 광 가이드'에서와 같이 광 가이드에 적용될 때 '플레이트'라는 용어는 구분적으로 또는 차등적으로 평면인 층 또는 시트로서 정의되며, 이는 종종 '슬랩' 가이드라고 한다. 특히, 플레이트 광 가이드는 광 가이드의 상면 및 저면(즉, 대향면)에 의해 경계를 이룬 2개의 실질적으로 직교하는 방향으로 광을 안내하도록 구성된 광 가이드로서 정의된다. 또한, 본원에 정의에 의해, 상면 및 저면은 서로 분리되고 아울러 적어도 차등적으로 서로 실질적으로 평행할 수 있다. 즉, 플레이트 광 가이드의 임의의 차등적으로 작은 섹션 내에서, 상면 및 저면은 실질적으로 평행하거나 동일 평면이다.
일부 실시예에서, 플레이트 광 가이드는 실질적으로 평탄할 수 있고(예를 들어, 평면으로 국한되고), 따라서 플레이트 광 가이드는 평면 광 가이드이다. 다른 실시예에서, 플레이트 광 가이드는 일차원 또는 직교하는 2차원에서 만곡될 수 있다. 예를 들어, 플레이트 광 가이드는 단일 차원에서 만곡되어 원통 형상 플레이트 광 가이드를 형성할 수 있다. 그러나, 임의의 곡률은 광을 안내하기 위해 내부 전반사가 플레이트 광 가이드 내에서 확실히 유지되도록 하기에 충분히 큰 곡률 반경을 갖는다.
본원에 설명된 다양한 실시예에 따라, 회절 격자(예를 들어, 멀티빔 회절 격자)는 광빔으로서 광 가이드(예를 들어, 플레이트 광 가이드)로부터 광을 산란시키거나 아웃커플링하기 위해 채용될 수 있다. 여기에서, '회절 격자'는 일반적으로 회절 격자에 입사하는 광의 회절을 제공하도록 배열된 복수의 피처(즉, 회절 피처)로서 정의된다. 일부 실시예에서, 복수의 피처는 주기적 또는 준 주기적 방식으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 1차원(1-D) 어레이로 배열된 복수의 피처(예를 들어, 물질 표면 내 복수의 홈)을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 피처의 2차원(2-D) 어레이일 수 있다. 회절 격자는, 예를 들어, 물질 표면 상의 범프 혹은 표면 내 홀들의 2-D 어레이일 수 있다.
이와 같이, 그리고 본원의 정의에 의해, '회절 격자'는 회절 격자에 입사하는 광의 회절을 제공하는 구조이다. 광이 광 가이드로부터 회절 격자에 입사한다면, 제공된 회절 또는 회절 산란은 회절 격자가 회절에 의해 광 가이드로부터 광을 아웃커플링할 수 있어 '회절 결합'을 초래할 수 있고 따라서 이로서 언급될 수 있다. 회절 격자는 또한 회절에 의해 광의 각도(즉, 회절 각)를 재지향시키거나 변화시킨다. 특히, 회절의 결과로서, 회절 격자를 떠나는 광(즉, 회절된 광)은 일반적으로 회절 격자에 입사하는 광(즉, 입사광)의 전파 방향과는 다른 전파 방향을 갖는다. 회절에 의한 광의 전파 방향의 변화를 본원에서는 '회절 재지향'이라고 칭한다. 따라서, 회절 격자는 회절 격자에 입사하는 광을 회절적으로 재지향시키는 회절 피처를 포함하는 구조인 것으로 이해될 수 있으며, 광이 광 가이드로부터 입사한다면, 회절 격자는 또한 광 가이드로부터의 광을 회절적으로 아웃커플링시킬 수 있다.
또한, 본원의 정의에 의해, 회절 격자의 피처는 '회절 피처'로 지칭되며, 표면에, 표면 내에, 및 표면 상에(예를 들어, '표면'은 두 물질 사이의 경계를 지칭한다) 중 하나 이상에 있을 수 있다. 표면은 플레이트 광 가이드의 표면일 수 있다. 회절 피처는 홈, 리지, 홀, 및 범프 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이것으로 제한되지 않는, 광을 회절시키는 다양한 구조 중 임의의 것을 포함할 수 있고, 이들 구조는 표면에, 혹은 표면 내에, 혹은 표면 상에 중 하나 이상에 있을 수 있다. 예를 들어, 회절 격자는 물질 표면 내 복수의 평행한 홈을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 회절 격자는 물질 표면으로부터 상승하는 복수의 평행한 리지를 포함할 수 있다. 회절 피처(예를 들어, 홈, 리지, 홀, 범프, 등의 어느 것이든)는 사인파 프로파일, 직사각형 프로파일(예를 들면, 바이너리 회절 격자), 삼각형 프로파일, 및 톱니 프로파일(예를 들면, 블레이즈 격자)를 포함하는, -그러나 이들로 제한되지 않는다-, 회절을 제공하는 임의의 다양한 단면 형상 또는 프로파일을 가질 수 있다.
본원의 정의에 의해, '멀티빔 회절 격자'는 복수의 광빔을 포함하는 아웃커플링된 광을 생성하는 회절 격자이다. 또한, 멀티빔 회절 격자에 의해 생성된 복수의 광빔은, 본원에 정의에 의해, 서로로부터 상이한 주각 방향을 갖는다. 특히, 정의에 의해, 복수의 광빔 중 한 광빔은 멀티빔 회절 격자에 의한 입사광의 회절성 결합 및 회절성 재지향의 결과로서 복수의 광빔의 또 다른 광빔과는 상이한 소정의 주각 방향을 갖는다. 복수의 광빔은 광 필드를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 복수의 광빔은 8개의 상이한 주각 방향을 갖는 8개의 광빔을 포함할 수 있다. 조합된 8개의 광빔(즉, 복수의 광빔)은, 예를 들어, 광 필드를 나타낼 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 여러 광빔들의 서로 상이한 주각 방향들은 격자 피치 또는 간격과 멀티빔 회절 격자에 입사하는 광의 전파 방향에 대한 각각의 광빔들의 원점들에 멀티빔 회절 격자의 회절 피처들의 방위 또는 회전과의 조합에 의해 결정된다.
본원에 설명된 다양한 실시예에 따라, 회절 격자(예를 들어, 멀티빔 회절 격자)에 의해 광 가이드로부터 아웃커플링된 광은 전자 디스플레이의 픽셀을 나타낸다. 특히, 서로 다른 주각 방향을 갖는 복수의 광빔을 생성하기 위해 멀티빔 회절 격자를 갖는 광 가이드는, '무안경식' 3차원(3-D) 전자 디스플레이(예를 들면, 멀티뷰 또는 '홀로그래픽' 전자 디스플레이 또는 오토스테레오스코픽 디스플레이라고도 함)와 같은 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 전자 디스플레이의 백라이트의 일부이거나 이와 함께 사용될 수 있다. 이와 같이, 멀티빔 회절 격자를 사용하여 광 가이드로부터 안내된 광을 아웃커플링시킴으로써 생성된 서로 상이하게 지향되는 광빔들은 3-D 전자 디스플레이의 '픽셀'일 수 있거나 또는 이를 나타낼 수 있다.
여기에서, '시준' 거울은 시준 거울에 의해 반사된 광을 시준하도록 구성된 만곡된 형상을 갖는 거울로서 정의된다. 예를 들어, 시준 거울은 포물형 곡선 또는 형상을 특징으로하는 반사 표면을 가질 수 있다. 다른 예에서, 시준 거울은 정형화된 포물형 거울을 포함할 수 있다. '정형화된 포물형'이라는 것은 정형화된 포물형 거울의 만곡된 반사면이 소정의 반사 특성(예를 들어, 시준 정도)을 달성하도록 결정되는 방식으로 '진정한' 포물형 곡선으로부터 벗어남을 의미한다. 일부 실시예에서, 시준 거울은 연속한 거울(즉, 실질적으로 매끄럽고 연속한 반사 표면을 갖는)일 수 있는 반면, 다른 실시예에서, 거울은 광 시준을 제공하는 프레넬 리플렉터 또는 프레넬 거울을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 시준 거울에 의해 제공되는 시준 량은 소정의 시준 정도 또는 시준 량에 있어 실시예마다 다를 수 있다. 또한, 시준 거울은 2개의 직교하는 방향들(예를 들어, 수직 방향 및 수평 방향) 중 하나 또는 둘 다에서 시준을 제공하도록 구성될 수 있다. 즉, 시준 거울은, 다양한 예에 따라, 2개의 직교 방향 중 하나 또는 둘 모두에 포물형 또는 정형화된 포물형 형상을 포함할 수 있다.
본원에서, 3D 전자 디스플레이와 관련하여 사용될 때 '제로 디스패리티 평면'이라는 용어는 3D 전자 디스플레이의 모든 뷰에서 동일하게 보이는(즉, 시각적 디스패리티가 없는) 디스플레이되거나 렌더링되는 3D 장면 또는 영역의 평면 또는 평면 섹션으로서 정의된다. 또한, 본원에 정의에 의해, 제로 디스패리티 평면은 3D 전자 디스플레이의 물리적 표면에 나타나거나, 이에 대응하거나, 또는 이와 일치한다. 즉, 3D 영역 내의 제로 디스패리티 평면에 위치한 디스플레이된 장면 또는 영역 내의 대상은 3D 전자 디스플레이에 의해 렌더링되어 그 위에 보여졌을 때 3D 전자 디스플레이의 물리적 표면과 함께 배치되는 것처럼 보일 것이다. 제로 디스패리티 평면보다 멀리있는 대상은 물리적 표면 뒤에있는 것처럼 보일 것이며, 반면 제로 디스패리티 평면보다 가까운 대상은 물리적 표면 앞에 있는 것처럼 보일 것이다.
본원에서 '사영 변환' 또는 동등하게 '사영 변환'은 선을 선에(또는 광빔을 광빔에) 매핑하는 3D 공간의(아마도 비선형) 변환으로서 정의된다. 사영 변환은 일반적으로 4x4 매트릭스에 의해 4차원(4D) 공간(즉, '사영 공간')에서 선형 변환의 관점에서 표현될 수 있음에 유의한다. 본원에 일부 실시예에서, 사영 변환은 발산 렌즈(예를 들어, 어안 렌즈)를 통해 장면을 보는 것과 실질적으로 동등하게 깊이 내용을 압축하도록 구성된 광학 변환을 포함할 수 있다. 특히, 사영 변환은 무한 원거리 평면을 제로 디스패리티 평면으로부터 원하는 거리(1/h)에 매핑할 수 있다. 무한 원거리 평면을 1/h 거리 매핑에 제공하는 사영 변환은 식1에 의해 주어질 수 있다.
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(1)
(x', y', z', w')는 좌표(x, y, z, w)의 사영 변환에 대응하는 이미지 좌표이다. 또한, 본원에 정의에 의해, 식1의 사영 변환은 일반적으로 제로 디스패리티 평면 자체 근방에 깊이 또는 시차를 압축하지 않는다. 다른 실시예들에서, 또 다른 광학 변환(예를 들어, 4x4 매트릭스로 표현되는)이 본원에서 사영 변환으로서 채용될 수도 있다. 예를 들어, 사영 변환은, 본원에 설명된 원리의 일부 실시예에 따라, 이하에 설명되는 바와 같이 대상 또는 이의 일부를 하이라이트하는 실질적으로 임의의 사영 변환일 수 있다. 또한, 본원에서 사영 변환은, 다양한 실시예에 따라, 선형 변환 또는 비선형 변환을 포함할 수 있다.
또한, 본원에서 사용된 바와 같이, 단수 표현은 특허 기술에서의 통상적인 의미, 즉 '하나 이상'의 의미를 갖는 것으로 의도된다. 예를 들어 '격자'는 하나 이상의 격자를 의미하며, 따라서 '격자'는 본원에서 '격자(들)'를 의미한다. 또한, 본원에서 '상', '저', '상측', '하측', '위', '아래', '전방', '후방', '제1', '제2', '좌측' 또는 '우측'은 본원에서 제한으로 의도되지 않는다. 본원에서, 값에 적용하였을 때 '약'이라는 용어는 일반적으로 값을 보여주기 위해 사용되는 장비의 허용오차 범위 이내를 의미하며, 또는 일부 예에서는 달리 명시적으로 특정하지 않는한, 플러스 또는 마이너스 10%, 또는 플러스 또는 마이너스 5%, 또는 플러스 또는 마이너스 1%를 의미한다. 또한, 본원에서 사용되는 '실질적으로'라는 용어는, 예를 들어, 약 51% 내지 약 100%의 범위 내의 대부분 또는 거의 전부 또는 전부 또는 이 내의 양을 의미한다. 또한, 본원의 예는 단지 예시적인 것으로 의도되며, 논의의 목적을 위해 제시된 것이며 제한하기 위한 것은 아니다.
본원에 설명된 원리의 일부 실시예에 따라, 차량 모니터링 시스템이 제공된다. 도 1은 본원에 설명된 원리에 따른 실시예에 따라, 예에서 차량 모니터링 시스템(100)의 블록도를 도시한다. 도 2a는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 도 1의 차량 모니터링 시스템(100)을 사용하여 모니터링된 영역(102)의 사시도를 도시한다. 도 2b는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 도 2a의 모니터링된 영역(102)의 측면도를 도시한다. 본원에 정의에 의해, 차량 모니터링 시스템(100)에 의해 모니터링되는 '영역'은 차량의 근방, 인접 또는 주변의 에리어(이하, '영역'을 총칭하여 '인접 영역'이라 함)이다. 다양한 실시예에 따라, 모니터링되는 영역(102)은 차량 전방, 차량 후방 및 차량 측방 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 차량 모니터링 시스템(100)은 차량 뒤의 영역(102)을 모니터링하기 위해 사용될 수 있으며, 따라서 백업 또는 리어뷰 모니터링 시스템으로서 기능할 수 있다. 특히, 차량 모니터링 시스템(100)은 차량이 후방으로 이동하고 있을 때 충돌 회피를 돕기 위해 리어뷰 또는 백업 보조 차량 모니터링 시스템으로서 구성될 수 있다. 다른 예에서, 모니터링되는 영역(102)은 차량의 전방일 수 있다. 이와 같이, 차량 모니터링 시스템(100)은, 예를 들어, 차량이 전방으로 이동하고 있을 때의 동안에 프론트-엔드 충돌 회피 시스템으로서 기능할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량 모니터링 시스템(100)은 3차원(3D) 스캐너(110)를 포함한다. 3D 스캐너(110)는 차량에 인접한 영역(102)을 스캔하도록 구성된다. 3D 스캐너에 의한 스캔은 영역(102)의 3D 모델을 생성하거나 제공하기 위해 사용된다. 특히, 3D 모델은 스캐닝되는 영역(102) 내에 위치된 대상(104)의 공간적 구성을 포함한다. 차량에 인접하여 스캐닝되는 영역(102)은 본원에서 '스캐닝된' 영역(102) 또는 등가적으로 "이미화된" 영역(102)이라 지칭될 수 있다.
일반적으로, 3D 스캐너(110)는 스캐닝된 영역(102) 내의 다양한 대상(104)까지의 거리를 결정할 수 있는 다양한 상이한 3D 스캐닝 또는 이미징 시스템 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에 따라, 3D 스캐너(110)는 서로 오프셋된 복수의 카메라를 포함한다. 3D 스캐너(110)부터 스캔된 영역(102) 내의 대상(104)까지의 거리는, 예를 들어, 카메라 복수의 상이한 카메라에 의해 캡쳐된 개별 이미지를 사용한 디스패리티 추정에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 복수의 카메라는 양안 쌍의 카메라를 포함할 수 있고, 대상(104)까지의 거리는 스캔된 영역(102) 내에서 양안 시차 추정을 사용하여 결정될 수 있다. 차량 모니터링 시스템(100)의 이미지 프로세서(도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시되지 않음)는 디스패리티 추정을 수행할 수 있고, 일부 실시예에 따라, 대상(104)까지 디스패리티 추정으로 결정된 거리로부터 3D 모델을 생성하거나 제공할 수 있다. 이미지 프로세서는, 예를 들어, 3D 스캐너(110)의 일부일 수 있다.
다른 실시예에서, 3D 스캐너(110)는 스캐닝되는 영역(102) 내 대상에 의해 반사된 광 펄스의 전파 시간으로부터 거리가 결정되는 비행 시간 카메라와 같은 스캐너가 없는 광 검출 및 레인징(LIDAR) 시스템을 포함한다. 특히, 비행 시간 카메라는 레이저 또는 다른 유사한 광원을 사용하여 광 펄스를 생성한다. 광 펄스는 스캔된 영역(102)을 조명하기 위해 사용된다. 스캐닝된 영역(102) 내의 임의의 대상(104)은 조명하고 있는 광 펄스를 비행 시간 카메라에 반사시킨다. 대상(104)까지의 거리는 조명 광 펄스가 대상까지 전파하고, 대상으로부터 반사한 다음 광학 센서(예를 들어, 초점 평면 어레이)로 되돌아가는 데 걸리는 시간 길이 또는 '비행 시간'으로부터 결정된다. 예를 들어, 비행 시간 거리는 스캔된 영역(102)의 3D 모델을 제공하기 위해 비행 시간 카메라를 사용하여 픽셀 단위로 결정될 수 있다.
다른 실시예에서, 3D 스캐너(110)는 스캔되는 영역(102) 내의 복수의 포인트까지의 거리를 측정하도록 구성된 거리 센서를 포함한다. 예를 들어, 복수의 포인트는 대상(104)을 포함할 수 있다. 거리 센서를 포함하는 일부 실시예에서, 3D 스캐너(110)는 스캐닝된 영역(102)의 대응하는 2차원(2D) 이미지를 캡처하도록 구성된 카메라를 더 포함할 수 있다. 거리 센서에 의해 제공된 측정된 거리는 스캔된 영역(102)의 포인트 클라우드 및 대상 메시 중 하나 또는 둘 모두를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이어, 포인트 클라우드 또는 대상 메시는 3D 모델로서 직접 사용되거나 3D 모델을 발생하기 위해 사용될 수 있다(예를 들어, 차량 모니터링 시스템(100)의 이미지 프로세서에서). 카메라에 의해 캡쳐된 2D 이미지는 3D 모델을 페인트하기 위해 사용될 수 있다. '페인트'란 2D 이미지가 3D 모델 상에 덮이거나 3D 모델과 조합됨을 의미한다(예를 들어, 3D 모델이 디스플레이 상에 렌더링될 때). 어쿠스틱 거리 센서 및 광학(예를 들어, 레이저-기반 스캐닝) 거리 센서를 포함한, 그러나 이에 한정되지 않는 다양한 거리 센서가 3D 스캐너(110)의 실시예에서 채용될 수 있다.
특히, 3D 스캐너(110)의 거리 센서는 영역(102)을 스캔하도록 구성된 레이저를 포함할 수 있다. 또한, 거리 센서는 스캐닝되는 영역(102) 내의 하나 이상의 대상(104)으로부터 반사된 레이저 광을 사용하여 복수의 포인트까지의 거리를 측정하도록 구성된 광 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 3D 스캐너(110)는 2D 카메라, 제2 적외선 카메라 및 적외선 레이저 프로젝터를 결합하는 Intel RealSense® 3D 카메라를 포함할 수 있다. 2D 카메라는 스캐닝된 영역(102)의 2D 이미지를 캡처하도록 구성되고, 적외선 레이저 프로젝터 및 제2 적외선 카메라는 스캐닝된 영역(102) 내에 거리 정보를 수집하기 위해 거리 센서로서 공조하여 동작한다. Intel RealSense® 및 Intel®은 미국 캘리포니아 주 산타 클라라의 Intel Corporation의 등록 상표이다.
도 1에 도시된 차량 모니터링 시스템(100)은 전자 디스플레이(120)를 더 포함한다. 전자 디스플레이(120)는 3D 모델을 사용하여 영역(102)의 일부를 디스플레이하도록 구성된다. 또한, 전자 디스플레이(120)는 차량으로부터(또는 등가적으로 차량 모니터링 시스템(100)으로부터) 임계 거리 미만에 위치된 디스플레이된 부분 내 대상(104')을 시각적으로 하이라이트하도록 구성된다. 시각적 하이라이트는, 다양한 실시예에 따라, 임계 거리보다 차량에 더 가까운 대상(104')의 사용자 인식을 향상시키도록 구성된다. 시각적으로 하이라이트된 대상(104')의 향상된 인식은, 예를 들어, 대상(104')과 차량 사이의 충돌을 피하는 것을 용이하게 할 수 있다. 도 2a 및 도 2b에서, dT로 표기된 임계 거리는 모니터링 된 영역(102) 내에서 차량 모니터링 시스템(100)부터, 대상(104')와 교차하는(예를 들어, 양분하는) 점선 경계로서 도시된 평면(106)까지의 거리로서 도시되었다.
도 3a는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 영역(102)의 디스플레이된 부분(108)을 도시한다. 특히, 도 3a는 대상(104)이 전자 디스플레이(120)의 디스플레이 스크린 상에 나타날 수도 있을 스캐닝되는 영역(102) 내의 다양한 대상(104)을 도시한다. 예를 들어, 전자 디스플레이(120)는 2차원(2D) 전자 디스플레이(120)(예를 들어, LCD 디스플레이)일 수 있고, 스캐닝된 영역(102)의 디스플레이된 부분(108)은 2D 전자 디스플레이 상에 2D 이미지로서 디스플레이되거나 렌더링될 수 있다. 또한, 도 3a에 도시된 바와 같이, 어떤 대상(104)도 시각적으로 하이라이트되지 않았다.
일부 실시예에 따라, 임계 거리보다 가까운 대상(104')은 대상(104')에 적용된 마스크를 사용하여 전자 디스플레이(120) 상에 또는 이에 의해 시각적으로 하이라이트될 수 있다. 예를 들어, 크로스해칭 또는 컬러-쉐이딩을 포함하는 마스크는 하이라이트되고 있는 대상(104') 또는 이의 일부에 적용될 수 있다. 또한, 마스크는, 예를 들어, 마스크된 대상(104')에 주의를 끌도록 구성된 커러(예를 들어, 황색, 적색, 등)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 마스크는 임계 거리보다 작은 차량으로부터 거리에 있는 것으로 결정된 스캐닝된 영역(102)의 임의의 부분(예를 들어, 임의의 픽셀)에 적용될 수 있다.
도 3b는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 도 3a의 디스플레이된 부분(108)에서 시각적으로 하이라이트된 대상(104')을 도시한다. 특히, 도 3b는 마스크(210)를 사용하여 시각적으로 하이라이트된 대상(104')을 포함하는 스캐닝된 영역(102)의 디스플레이된 부분을 도시한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 마스크(210)는 임계 거리보다 가까운 대상(104') 상에 또는 이에 걸쳐 덮인 크로스해칭을 포함한다. 전체 대상(104')은 이 예에서 크로스해칭 마스크(210)에 의해 실질적으로 커버된다. 다른 예들(도시되지 않음)에서, 실제로 임계 거리보다 가까운 부분(104')은 시각적 하이라이트를 제공하기 위해 마스크(210)에 의해 커버되고, 나머지 대상(104')은 실질적으로 마스크(210)가 없다(즉, 마스크(210)에 의해 커버되지 않는다).
다른 예에서, 전자 디스플레이(120) 상에 디스플레이된 시각적 하이라이트는 임계 거리보다 가까운 대상의 경계 또는 주변을 둘러싸는 아웃라인을 포함한다. 아웃라인은, 예를 들어, 황색, 주황색 또는 적색과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는, 대상에 특정한 주의를 끌기 위한 컬러를 포함할 수 있지만, 또한, 일부 예에서, 아웃라인은 차량으로부터의 임계 거리보다 작은 것으로 결정된 영역(102)의 임의의 부분 또는 부분들 둘레에 제공될 수 있다. 일부 예에서, 아웃라인은 마스크와 함께 사용될 수 있다(예를 들어, 마스크된 대상은 아웃라인될 수 있다).
또 다른 예에서, 임계 거리보다 작은 차량으로부터 거리에 있는 것으로 결정된 대상을 하이라이트하기 위해 전자 디스플레이(120) 상에 경보 아이콘이 디스플레이될 수 있다. 예를 들어, 경보 아이콘은 대상 또는 동등하게 임계 거리 내에 있는 스캔된 영역(102)의 부분 위에 포개놓여져 디스플레이될 수 있다. 경보 아이콘은 주의를 끄는 컬러로 렌더링될 수 있으며, 예를 들어, 삼각형, 원, 또는 정사각형을 포함할 수 있는데, 그러나 이에 제한되지 않는다. 삼각형, 원 또는 정사각형은 경보 아이콘에 주의를 더욱 이끌기 위해 느낌표 혹은 또 다른 영숫자 문자를 주위에 경계선을 넣을 수 있다. 일부 실시예에서, 경보 아이콘은 마스크 및 아웃라인 중 하나 또는 둘 모두와 함께 사용될 수 있다(예를 들어, 경보 아이콘은 마스크 또는 아웃라인 내에 위치될 수 있다).
도 3c는 본에 설명된 원리에 일관된 또 다른 실시예에 따라, 예에서 도 3a의 디스플레이된 부분(108)에서 시각적으로 하이라이트된 대상(104')을 도시한 것이다. 특히, 도 3c는 아웃라인(220)을 사용하여 시각적으로 하이라이트된 대상(104')을 포함하는 스캐닝된 영역(102)의 디스플레이된 부분을 도시한다. 도 3c에는 경보 아이콘(230)이 더욱 도시되었다. 경보 아이콘(230)은 일반적으로 디스플레이된 부분 내 임의의 곳에 위치될 수 있지만, 도 3c에서 경보 아이콘(230)은, 예로서, 아웃라인(220) 내에 위치되고 대상(104') 위에 포개놓여진다.
도 1을 다시 참조하면, 차량 모니터링 시스템(100)의 전자 디스플레이(120)는, 일부 실시예에 따라, 3D 전자 디스플레이(120)를 포함할 수 있다. 이들 실시예들 중 일부에서, 임계 거리는 3D 전자 디스플레이(120) 상에 디스플레이되는 영역(102)의 부분과 관련된 제로 디스패리티 평면에 대응할 수 있다. 또한, 시각적으로 하이라이트된 대상(104')은, 일부 실시예에 따라, 3D 전자 디스플레이(120)의 제로 디스패리티 평면 전방에 있는 것으로서 인식되는 대상일 수 있다. 특히, 디스플레이되거나 렌더링될 때, 임계 거리보다 작은 거리에 위치된 대상(104')은 제로 디스패리티 평면 전방에 3D 전자 디스플레이(120) 상에 렌더링된다. 이와 같이, 다양한 실시예에 따라, 대상은 대상(104')을 시각적으로 하이라이트하기 위해 3D 전자 디스플레이(120)의 물리적 디스플레이 표면으로부터 튀어나오는 것으로서, 혹은 표면으로부터 돌출한 것으로서, 혹은 표면 전방에 있는 것으로서 인식된다(예를 들어, 뷰어에 의해).
도 4는 본원에 설명된 원리에 일관된 다른 실시예에 따라, 예에서 시각적으로 하이라이트된 대상(104')을 묘사하는 3D 전자 디스플레이(120)의 사시도를 도시한다. 특히, 도 4는 제로 디스패리티 평면의 전방에 렌더링됨으로써 시각적으로 하이라이트된 대상(104')을 포함하는 스캐닝된 영역(102)의 디스플레이된 부분(108)을 도시한다. 대상(104')(예를 들어, 어린이의 장난감 자전거)는 3D 전자 디스플레이의 물리적 표면(120')으로부터 돌출하거나 전방에 있는 것으로서 3D 전자 디스플레이 상에 나타난다. 임계 거리보다 큰 거리에있는 다른 대상(104)은 도 4에 도시된 바와 같이 3D 전자 디스플레이의 물리적 표면(120') 뒤에 나타난다.
일부 실시예에서, 사영 변환은 디스플레이된 부분이 3D 전자 디스플레이(120) 상에 렌더링되기 전에 3D 모델에 적용될 수 있다. 특히, 차량 모니터링 시스템(100)은, 예를 들어 도 6에 관련하여 후술되는 바와 같은, 이미지 프로세서를 더 포함할 수 있다. 이미지 프로세서는, 예를 들어, 3D 전자 디스플레이(120)의 일부일 수 있다. 다른 예에서, 이미지 프로세서는 3D 스캐너(110)의 일부이거나 차량 모니터링 시스템(100)의 다른(예를 들어, 분리 된) 요소일 수 있다.
이미지 프로세서는 디스플레이된 부분이 3D 전자 디스플레이(120) 상에 렌더링되기 전에 사영 변환을 3D 모델에 적용하도록 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 사영 변환은 제로 디스패리티 평면에 대응하는 임계 거리보다 큰 거리에 이미지 내의 다른 대상(104)과 비교하여 시각적으로 하이라이트된 대상(104')의 상대적 크기를 향상시키도록 구성된다. 결과적으로, 시각적으로 하이라이트된 대상(104')은 3D 전자 디스플레이(120)의 물리적 디스플레이 표면(120')의 전방에 나타날뿐만 아니라 시각적으로 하이라이트된 대상(104')은 3D 전자 디스플레이(120)의 렌더링된 것으로서 공간적으로 왜곡되거나 증가될 것이다. 효과는 시각적으로 하이라이트된 대상(104')이 3D 전자 디스플레이(120)에 의해 디스플레이된 다른 대상에 비해 확대되거나, 확장되거나, 또는 시각적으로 팽창되거나 넓혀진 것처럼 보인다. 예를 들어, 도 4에 도시된 대상(104')는 사영 변환의 적용에 의해 공간적으로 왜곡된다. 이와 같이, 시각적으로 하이라이트된 대상(104')의 인식은, 다양한 실시예에 따라, 사영 변환의 적용으로 비롯되는 크기-왜곡된 렌더링에 의해 더욱 향상된다.
다양한 실시예에 따라, 3D 전자 디스플레이(120)는 실질적으로 임의의 3D 전자 디스플레이일 수 있다. 특히, 일부 실시예에서, 3D 전자 디스플레이(120)는 멀티빔 격자-기반 백라이트 및 광 변조층을 포함하는 멀티빔 격자-기반 3D 전자 디스플레이(120)이다. 도 5a는 본원에 설명된 원리에 일관되는 실시예에 따라, 예에서 멀티빔 격자-기반 백라이트를 갖는 3D 전자 디스플레이(120)의 단면도를 도시한다. 도 5b는 본원에 설명된 원리에 일관된 다른 실시예에 따라, 일에서 멀티빔 격자-기반 백라이트를 갖는 3D 전자 디스플레이(120)의 단면도를 도시한다. 도 5c는 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 멀티빔 격자-기반 백라이트를 갖는 3D 전자 디스플레이(120)의 일부의 사시도를 도시한다. 도 5c에 도시된 3D 전자 디스플레이(120) 부분은, 예를 들어, 도 5a 또는도 5b 중 어느 하나에 도시된 3D 전자 디스플레이(120)를 나타낼 수 있다. 다양한 실시예에 따라, 멀티빔 격자-기반 백라이트를 갖는 3D 전자 디스플레이(120)는 전술한 바와 같이 시각적으로 하이라이트된 대상의 향상된 인식을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 3D 전자 디스플레이(120)는 변조된 '지향성' 광, 즉 상이한 주각 방향을 갖는 광빔을 포함하는 광을 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 도 5a-도 5c에 도시된 바와 같이, 3D 전자 디스플레이(120)는 상이한 소정의 주각 방향으로 3D 전자 디스플레이(120)로부터 멀리 멀리 지향되는 화살표로서 도시된 복수의 광빔을 제공하거나 발생할 수 있다. 이어, 복수의 광빔은 시각적으로 하이라이트된 대상을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는 3D 컨텐트를 갖는 정보의 디스플레이를 용이하게 하도록 변조될 수 있다. 일부 실시예에서, 상이한 소정의 주각 방향을 갖는 변조된 광빔은 3D 전자 디스플레이(120)의 복수의 픽셀을 형성한다. 또한, 3D 전자 디스플레이(120)는 광빔이 3D 전자 디스플레이(120)의 상이한 '뷰'와 연관된 픽셀에 대응하는, 소위 '무안경식' 3D 전자 디스플레이(예를 들어, 멀티뷰, '홀로그래픽' 또는 오토스테레오스코픽 디스플레이)이다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 3D 전자 디스플레이(120)의 멀티빔 격자-기반 백라이트는 광 가이드(122)를 포함한다. 특히, 일부 실시예에 따라, 광 가이드(122)는 플레이트 광 가이드(122)일 수 있다. 플레이트 광 가이드(122)는 광원(도 5a-도 5c에 도시되지 않음)으로부터의 광을 안내된 광(후술되는 바와 같이, 광 가이드(122)에서 전파하는 연장된 화살표로서 도시된)으로서 안내하도록 구성된다. 예를 들어, 플레이트 광 가이드(122)는 광학 도파로로서 구성된 유전체 물질을 포함할 수 있다. 유전체 물질은 유전체 광학 도파로를 둘러싸는 매체의 제2 굴절률보다 큰 제1 굴절률을 가질 수 있다. 굴절률에 차이는, 예를 들어, 플레이트 광 가이드(122)의 하나 이상의 안내 모드에 따라 안내된 광의 내부 전반사를 용이하게 하도록 구성된다.
다양한 실시예에서, 광원으로부터의 광은 플레이트 광 가이드(122)의 길이를 따라 광빔으로서 안내된다. 또한, 플레이트 광 가이드(122)는 광(즉, 안내된 광빔)을 비-제로 전파 각도로 안내하도록 구성될 수 있다. 안내된 광빔은, 예를 들어, 내부 전반사를 사용하여 플레이트 광 가이드(122) 내에서 비-제로 전파 각도로 안내될 수 있다. 특히, 안내된 광빔은 비-제로 전파 각도로 플레이트 광 가이드(122)의 상면과 저면 간에 반사하거나 '바운스'함으로써 전파한다(예를 들어, 안내된 광빔의 광선을 나타내는 확장된, 각진 화살표로 도시된).
본원에 정의된 바와 같이, '비-제로 전파 각도'는 플레이트 광 가이드(122)의 표면(예를 들어, 상면 또는 저면)에 대한 각도이다. 일부 예에서, 안내된 광빔의 비-제로 전파 각도는 약 10도 내지 약 50도 사이이거나, 일부 예에서는, 약 20도 내지 약 40도 사이, 또는 약 25도 내지 약 35도 사이일 수 있다. 예를 들어, 비-제로 전파 각도는 약 30도일 수 있다. 다른 예에서, 비-제로 전파 각도는 약 20도 또는 약 25도 또는 약 35도일 수 있다.
일부 예에서, 광원으로부터의 광은 비-제로 전파 각도(예를 들어, 약 30-35도)로 플레이트 광 가이드(122)에 도입되거나 결합될 수 있다. 렌즈, 거울 또는 유사한 리플렉터(예를 들어, 기울어진 시준 리플렉터), 및 프리즘(도시되지 않음) 중 하나 이상은, 예를 들어, 비-제로 전파 각도로 광빔으로서 플레이트 광 가이드(122)의 입력 단부 내로 광을 결합하는 것을 용이하게 할 수 있다. 일단 플레이트 광 가이드(122)에 결합되면, 안내된 광빔은 일반적으로 입력 단부로부터 멀어지는 방향으로(도 5a-도 5b에서 x-축을 따라 가리키는 굵은 화살표로 도시됨) 플레이트 광 가이드(122)를 따라 전파한다.
또한, 일부 예에 따라, 플레이트 광 가이드(122)에 광을 결합으로써 생성된 안내된 광빔은 시준될 수 있다. 특히, '시준된 광빔'은 안내된 광빔 내에 광선이 안내된 광빔 내에서 서로 실질적으로 평행함을 의미한다. 또한, 안내된 광빔의 시준된 광빔으로부터 발산하는 또는 산란되는 광선은, 본원에 정의에 의해, 시준된 광빔의 일부인 것으로 간주되지 않는다. 예를 들어, 시준 안내된 광빔을 생성하기 위한 광의 시준은 플레이트 광 가이드(122)에 광을 결합시키기 위해 사용되는 렌즈 또는 거울(예를 들어, 경사진 시준 리플렉터, 등)에 의해 제공될 수 있다.
일부 예에서, 광 가이드(122)는 광학적으로 투명한 유전체 물질의 연장된 실질적으로 평면의 시트를 포함하는 슬랩 또는 플레이트 광학 도파로이다. 유전체 물질의 실질적으로 평면의 시트는 안내된 광빔을 내부 전반사를 사용하여 안내하도록 구성된다. 다양한 예에 따라, 플레이트 광 가이드(122)의 광학적으로 투명한 물질은 다양한 유형의 유리(예를 들어, 실리카 유리, 알칼리-알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 등) 및 실질적으로 광학적으로 투명한 플라스틱 또는 폴리머(예를 들면, 폴리(메틸 메타크릴레이트) 또는 '아크릴 유리', 폴리카보네이트, 등) 중 하나 이상을 포함한 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 다양한 유전체 물질 중 임의의 것을 포함하거나 이로 만들어질 수 있다. 일부 예에서, 플레이트 광 가이드(122)는 플레이트 광 가이드(122)(도시되지 않음)의 표면(예를 들어, 상면 및 저면 중 하나 또는 둘 모두)의 적어도 일부분 상에 클래딩 층을 더 포함할 수 있다. 일부 예에 따라, 클래딩 층은 내부 전반사를 더욱 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c에서, 도시된 3D 전자 디스플레이(120)의 멀티빔 격자-기반 백라이트는 멀티빔 회절 격자(124)의 어레이를 더 포함한다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 멀티빔 회절 격자(124)는 플레이트 광 가이드(122)의 표면(예를 들어, 상면 또는 전방면)에 위치된다. 다른 예(도시되지 않음)에서, 하나 이상의 멀티빔 회절 격자(124)는 플레이트 광 가이드(122) 내에 위치될 수 있다. 또 다른 예(도시되지 않음)에서, 멀티빔 회절 격자들(124) 중 하나 이상은 플레이트 광 가이드(122)의 저면 또는 후방면(즉, 멀티빔 회절 격자(124)와 함께 도시된 표면에 반대되는 표면) 상에 또는 이에 위치될 수 있다. 조합하여, 플레이트 광 가이드(122) 및 멀티빔 회절 격자들의 어레이(124)는 3D 전자 디스플레이(120)의 멀티빔 격자-기반 백라이트를 제공하거나 이로서 역할을 한다.
다양한 실시예에 따라, 어레이의 멀티빔 회절 격자(124)는 안내된 광빔의 일부분을 3D 전자 디스플레이(120)의 상이한 뷰에 대응하는 상이한 주각 방향을 갖는 복수의 광빔으로서 산란하거나 회절적으로 아웃커플링하도록 구성된다. 예를 들어, 예를 들어, 안내된 광빔의 부분은 플레이트 광 가이드 표면을 통해(예를 들어, 플레이트 광 가이드(122)의 상면을 통해) 멀티빔 회절 격자(124)에 의해 회절적으로 아웃커플링될 수 있다. 또한, 멀티빔 회절 격자(124)는 안내된 광빔의 일부분을 아웃커플링된 광빔으로서 회절적으로 아웃커플링하고 아웃커플링된 광빔을 플레이트 광 가이드로부터 멀리 복수의 광빔으로서 회절적으로 재지향하게 구성된다. 전술한 바와 같이, 복수의 광빔 각각은 멀티빔 회절 격자(124)의 회절 피처의 특성에 의해 결정된 상이한 소정의 주각 방향을 갖는다.
다양한 실시예에 따라, 어레이의 멀티빔 회절 격자(124)는 회절을 제공하는 복수의 회절 피처를 포함한다. 제공된 회절은 안내된 광빔의 일부를 플레이트 광 가이드(122)로부터 회절적 아웃커플링을 하기 위한 것이다. 예를 들어, 멀티빔 회절 격자(124)는 플레이트 광 가이드(122)의 표면에 홈 및 회절 피처로서 작용하는 광 가이드 표면으로부터 돌출하는 리지 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 홈 및 리지는 서로 평행하게, 그리고 회절 피처를 따라 적어도 어느 지점에 배열될 수 있고, 홈 및 리지는 멀티빔 회절 격자(124)에 의해 아웃커플링될 안내된 광빔의 전파 방향에 수직한다.
일부 예에서, 홈 혹은 리지는 플레이트 광 가이드 표면에 에칭되거나, 밀링되거나 또는 몰딩될 수 있다. 이와 같이, 멀티빔 회절 격자(124)의 물질은 플레이트 광 가이드(122)의 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 멀티빔 회절 격자(124)는 플레이트 광 가이드(122)의 표면을 관통하는 실질적으로 평행한 홈을 포함한다. 도 5b에서, 멀티빔 회절 격자(124)는 플레이트 광 가이드(122)의 표면으로부터 돌출하는 실질적으로 평행한 리지를 포함한다. 다른 예(도시되지 않음)에서, 멀티빔 회절 격자(124)는 플레이트 광 가이드 표면에 도포 또는 부착된 필름 또는 층일 수 있다.
일부 실시예에 따라, 멀티빔 회절 격자(124)는 처프된 회절 격자이거나 이를 포함할 수 있다. 정의에 의해, '처프된' 회절 격자는, 예를 들어 도 도 5a-도 5c에 도시된 바와 같이, 처프된 회절 격자의 범위 또는 길이에 걸쳐 변화하는 회절 피처의 회절 간격(즉, 회절 피치)을 나타내거나 갖는 회절 격자이다. 여기서, 변하는 회절 간격은 '처프'로서 정의되며, 이로서 지칭된다. 처프의 결과로서, 플레이트 광 가이드(122)로부터 회절적으로 아웃커플링된 안내된 광빔의 부분은 멀티빔 회절 격자(124)의 처프된 회절 격자에 걸쳐 서로 상이한 원점들에 대응하는 상이한 회절 각도들로 처프된 회절 격자로부터 아웃커플링된 광빔으로서 나가거나 또는 방출된다. 기정의된 처프에 의해, 처프된 회절 격자는 복수의 광빔의 아웃커플링된 광빔의 소정의 그리고 서로 상이한 주각 방향이 되게 한다.
일부 예에서, 멀티빔 회절 격자(124)의 처프된 회절 격자는 거리에 따라 선형적으로 변화하는 회절 간격의 처프를 가지거나 나타낼 수 있다. 이와 같이, 처프된 회절 격자는, 정의에 의해, '선형으로 처프된' 회절 격자라 지칭될 수 있다. 도 5a-도 5c는, 예를 들어, 선형적으로 처프된 회절 격자로서 멀티빔 회절 격자(124)를 도시한다. 특히, 도시된 바와 같이, 회절 피처는 제1 단부에서보다 멀티빔 회절 격자(124)의 제2 단부에서 함께 더 가깝다. 또한, 도시된 회절 피처의 회절 간격은, 제한이 아닌 예로서 도시된 바와 같이, 제1 단부에서 제2 단부로 선형으로 변한다.
또 다른 예(도시되지 않음)에서, 멀티빔 회절 격자(124)의 처프된 회절 격자는 회절 간격의 비선형 처프를 나타낼 수 있다. 멀티빔 회절 격자(124)를 실현하기 위해 사용될 수 있는 다양한 비선형 처프는 지수 처프, 대수 처프, 또는 또 다른, 실질적으로 불균일하거나 랜덤하지만 여전히 단조로운 방식으로 변하는 처프를 포함하는데, 그러나 이에 한정되지는 않는다. 사인파 처프 또는 삼각형 또는 톱니 처프와 같은 -그러나 이들로 제한되지 않는다- 비단조적 처프가 사용될 수도 있다. 이들 유형의 처프의 임의의 것의 조합이 또한 채용될 수 있다.
일부 실시예에 따라, 멀티빔 회절 격자(124)는 만곡된 및 처프된 것 중 하나 또는 둘 다인 회절 피처를 포함할 수 있다. 도 5c는 만곡 및 처프된 플레이트 광 가이드(122)의 표면 내에, 또는 표면에, 또는 표면 상에 멀티빔 회절 피처(124)의 사시도이다(즉, 멀티빔 회절 격자(124)는 만곡, 처프된 회절 격자이다). 도 5c에서, 안내된 광빔은 멀티빔 회절 격자(124)의 제1 단부에 굵은 화살표로 도시된 멀티빔 회절 격자(124)에 대한 입사 방향을 갖는다. 플레이트 광 가이드(122)의 표면에서 멀티빔 회절 격자(124)로부터 멀어지는 방향으로 지향하는 화살표로 도시된 복수의 아웃커플링된 또는 방출된 광빔이 또한 도시되었다. 도시된 바와 같이, 광빔은 소정의 상이한 주각 방향으로 방출된다. 특히, 방출된 광빔의 소정의 상이한 주각 방향은, 도시된 바와 같이, 어지무스 및 고도 둘 다에서 서로로부터 상이하다. 여러 예에 따라, 회절 피처의 기정의된 처프 및 회절 피처의 곡선 둘 다는 방출된 광빔의 소정의 상이한 주각 방향이 되게 할 수 있다.
특히, 회절 피처의 곡선을 따르는 상이한 지점에서, 만곡된 회절 피처에 연관된 멀티빔 회절 격자(124)의 '하부의 회절 격자'는 상이한 어지무스 방위각(φf) 갖는다. '하부의 회절 격자'는, 중첩시 멀티빔 회절 격자(124)의 만곡된 회절 피처를 나타내는 복수의 비-만곡 회절 격자의 회절 격자를 의미한다. 만곡된 회절 피처를 따른 주어진 지점에서, 곡선은 일반적으로 만곡된 회절 피처를 따라 다른 지점에서 어지무스 방위각(φf)과는 상이한 특정한 어지무스 방위각(φf)을 갖는다. 또한, 특정 어지무스 방위각(φf)은 주어진 지점으로부터 방출된 광빔의 주각 방향{θ,φ}의 대응하는 어지무스 성분(φ)이 된다. 일부 예에서, 회절 피처(예를 들어, 홈, 리지, 등)의 곡선은 원의 섹션을 나타낼 수 있다. 원은 광 가이드 표면과 동일 평면 상에 있을 수 있다. 다른 예에서, 곡선은, 예를 들어, 광 가이드 표면과 동일 평면인 타원 또는 또 다른 만곡된 형상의 섹션을 나타낼 수 있다.
다시 도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 3D 전자 디스플레이(120)의 변조층은 광 밸브 어레이(126)를 포함한다. 여러 예에 따라, 광 밸브 어레이(126)는 3D 전자 디스플레이(120)의 상이한 뷰에 대응하여 상이하게 지향된 광빔(즉, 상이한 소정의 주각 방향을 갖는 복수의 광빔)을 변조하도록 구성된다. 특히, 복수의 광빔의 광빔은 광 밸브 어레이(126)의 개개의 광 밸브를 통과하고 이에 의해 변조된다. 여러 실시예에 따라, 변조된, 상이하게 지향된 광빔은 3D 전자 디스플레이(120)의 픽셀을 나타낼 수 있다. 다양한 예에서, 액정 광 밸브, 전기영동 광 밸브, 및 일렉트로웨팅에 기초한 광 밸브 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이에 한정되는 것은 아닌 광 밸브 어레이(126)에 상이한 유형의 광 밸브가 채용될 수 있다.
본원에 설명된 원리의 일부 예에 따라, 3차원(3D) 차량 모니터링 시스템이 제공된다. 도 6은 본원에 설명된 원리의 실시예에 따라, 예에서 3차원(3D) 차량 모니터링 시스템(300)의 블록도를 도시한다. 특히, 3D 차량 모니터링 시스템(300)은 차량이 모니터링된 방향으로 이동되고 있을 때 충돌 회피를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 3D 차량 모니터링 시스템(300)은 차량 후방 영역을 모니터링하여 이에 따라 차량의 운전자에게 백업 보조를 제공하도록 구성될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 3D 차량 모니터링 시스템(300)은 3D 카메라(310)를 포함한다. 일부 실시예에서, 3D 카메라(310)는 후방 대면 3D 카메라(310)이다. 3D 카메라(310)는 차량에 인접한(예를 들어, 차량 후방) 영역의 3D 이미지를 캡처하도록 구성된다. 다양한 실시예에 따라, 3D 카메라(310)는 차량 모니터링 시스템(100)과 관련하여 전술한 3D 스캐너(110)와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 3D 카메라(310)는 서로 오프셋된 복수의 카메라, 비행 시간 카메라, 및 차량에 인접한 영역을 모니터링하게 구성된 레이저 기반 거리 센서와 2차원(2D) 카메라와의 복합체 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 3D 차량 모니터링 시스템(300)은 이미지 프로세서(320)를 더 포함한다. 이미지 프로세서(320)는 3D 카메라(310)에 의해 캡쳐된 3D 이미지를 사용하여 3D 이미지화된 영역의 3D 모델을 제공하도록 구성된다. 다양한 실시예에 따라, 3D 모델은 3D 이미지화된 영역 내에 대상의 공간적 구성을 포함한다. 3D 이미지화된 영역 및 3D 이미지화된 영역 내의 대상은 차량 모니터링 시스템(100)에 관해서 위에서 설명된 영역(102) 및 대상(104, 104')과 실질적으로 유사할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 3D 차량 모니터링 시스템(300)은 3D 전자 디스플레이(330)를 더 포함한다. 3D 전자 디스플레이(330)는 3D 모델을 사용하여 3D 이미지화된 영역의 일부분을 디스플레이하도록 구성된다. 일부 실시예에 따라, 임계 거리보다 작은 차량으로부터의 거리에 위치한 디스플레이된 부분(예를 들어, 차량의 뒤로부터의 거리) 내의 임의의 대상은 3D 전자 디스플레이(330) 상에서 시각적으로 하이라이트될 수 있다. 특히, 3D 전자 디스플레이(330)는, 일부 실시예에 따라, 차량으로부터의 임계 거리보다 작은 위치에 있는 디스플레이된 부분 내의 대상을 시각적으로 하이라이트하도록 더욱 구성된다.
일부 실시예에서, 3D 전자 디스플레이(330)는 전술한 차량 모니터링 시스템(100)의 3D 전자 디스플레이(120)와 실질적으로 유사하다. 예를 들어, 임계 거리는 3D 전자 디스플레이(330)에 의해 디스플레이되는 3D 이미지화된 영역의 부분과 관련된 제로 디스패리티 평면에 대응할 수 있다. 시각적으로 하이라이트된 대상은, 일부 실시예에서, 제로 패리티 디스패리티 평면(즉, 3D 전자 디스플레이(330)의 물리적 표면의 전방)에 있는 것으로서 인식될 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 이미지 프로세서(320)는 디스플레이된 부분이 3D 전자 디스플레이(330) 상에 렌더링되기 전에 3D 모델에 사영 변환을 적용하도록 더욱 구성된다. 적용된 사영 변환은 제로 디스패리티 평면에 대응하는 임계 거리보다 큰 거리에 위치한 디스플레이된 부분 내의 다른 대상와 비교하여 시각적으로 하이라이트된 대상의 상대적인 크기를 늘리도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 3D 전자 디스플레이(330)는 멀티빔 격자-기반 3D 전자 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 3D 전자 디스플레이(330)는 차량 모니터링 시스템(100)과 관련하여 전술한 멀티빔 격자-기반 백라이트 및 변조층를 갖는 3D 전자 디스플레이(120)와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 3D 전자 디스플레이(330)는 멀티빔 격자-기반 백라이트 및 변조층을 포함할 수 있다. 멀티빔 격자-기반 백라이트는 광빔(예를 들어, 시준된 광빔)을 안내하는 광 가이드, 및 안내된 광빔의 부분을 광 가이드로부터 멀어지는 방향으로 지향된 복수의 상이하게 지향된 광빔으로서 회절적으로 아웃커플링하도록 구성된 멀티빔 회절 격자 어레이를 포함할 수 있다. 광 가이드 및 멀티빔 회절 격자는 차량 모니터링 시스템(100)에 대해 전술한 플레이트 광 가이드(122) 및 멀티빔 회절 격자(124)와 실질적으로 유사할 수 있다. 또한, 변조층은 상이하게 지향된 광빔을 변조하기 위한 광 밸브 어레이를 포함할 수 있다. 변조된, 상이하게 지향된 광빔은, 다양한 실시예에 따라, 3D 전자 디스플레이(330)의 복수의 상이한 뷰를 형성한다. 광 밸브 어레이는 차량 모니터링 시스템(100)과 관련하여 전술한 광 밸브 어레이(126)와 실질적으로 유사할 수 있다. 특히, 변조된, 상이하게 지향된 광빔은 3D 전자 디스플레이(330)의 상이한 '뷰'와 연관된 복수의 픽셀을 형성하는 서로 다른 소정의 주각 방향을 갖는다.
일부 실시예(도시되지 않음)에 따라, 3D 전자 디스플레이(330)는 광원을 더 포함할 수 있다. 광원은 안내된 광빔으로서 광 가이드 내를 전파하는 광을 제공하도록 구성된다. 특히, 안내된 광은, 일부 실시예에 따라, 광 가이드의 에지(또는 입력 단부)에 결합되는 광원으로부터의 광이다. 예를 들어, 렌즈, 시준 리플렉터 또는 유사한 디바이스(도시되지 않음)는 광 가이드의 입력 단부 또는 에지에서 광 가이드로의 광의 결합을 용이하게 할 수 있다. 다양한 예에서, 광원은 발광 다이오드(LED)를 포함하는, 그러나 이에 한정되지 않는 실질적으로 임의의 광원을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 광원은 특정 컬러로 표시된 협대역 스펙트럼을 갖는 실질적으로 단색의 광을 생성하도록 구성된 광학 이미터를 포함할 수 있다. 특히, 단색광의 컬러는 특정 컬러 공간 또는 컬러 모델(예를 들어, 적-녹-청(RGB) 컬러 모델)의 원색일 수 있다.
본원에 설명된 원리의 일부 예에 따라, 차량 모니터링 방법이 제공된다. 차량 모니터링 방법은 차량에 인접한 에리어 또는 영역을 모니터링하기 위해 사용될 수 있다. 에리어 또는 영역은, 예를 들어, 차량의 전방, 측방 또는 후방, 또는 뒤 영역을 포함할 수 있는데, 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7은 본원에 설명된 원리에 일관된 실시예에 따라, 예에서 차량 모니터링 방법(400)의 흐름도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 차량 모니터링 방법(400)은 3D 스캐너를 사용하여 차량에 인접한 영역의 3D 스캔을 캡처하는 단계(410)를 포함한다. 다양한 실시예에 따라, 캡쳐(410)에서 사용되는 3D 스캐너는 차량 모니터링 시스템(100)과 관련하여 전술한 3D 스캐너(110)와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 3D 스캐너는 서로 오프셋된 복수의 카메라(예를 들어 양안 쌍의 카메라), 비행 시간 카메라, 및 레이저 기반 거리 센서와 2차원(2D) 카메라와의 복합체 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 3D 스캐너는 3D 차량 모니터링 시스템(300)과 관련하여 전술한 3D 카메라(310)와 실질적으로 유사할 수 있다.
도 7에 도시된 차량 모니터링 방법(400)은 캡처된 3D 스캔으로부터 3D 모델을 생성하는 단계를 더 포함한다. 다양한 실시예에 따라, 3D 모델은 스캐닝된 영역 내에 위치된 대상의 공간적 구성을 포함한다. 3D 모델은, 예를 들어, 3D 스캐너에 의해 생성된 포인트 클라우드 및 대상 메시 중 하나 또는 둘 다를 사용하여 3D 스캔으로부터 생성될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 차량 모니터링 방법(400)은 3D 모델을 사용하여 스캐닝된 영역의 부분을 디스플레이하는 단계(430)를 더 포함한다. 다양한 실시예에 따라, 스캐닝된 영역의 부분을 디스플레이하는 것은(430) 임계 거리보다 작은 차량으로부터 거리에 있는 디스플레이된 부분 내의 대상을 시각적으로 하이라이트하는 것을 포함한다. 일부 실시예에서, 스캐닝된 영역의 부분을 디스플레이하는 것은(430) 전술한 차량 모니터링 시스템(100)의 전자 디스플레이(120)와 실질적으로 유사한 전자 디스플레이를 채용할 수 있다. 또한, 대상을 시각적으로 하이라이트하는 것은 전술한 임의의 형태의 시각적 하이라이트와 실질적으로 유사할 수 있다. 예를 들어, 대상은 마스크, 아웃라인 및 경보 아이콘 중 하나 이상을 사용하여 시각적으로 하이라이트할 수 있다. 다른 예에서, 스캐닝된 영역의 부분을 디스플레이하는 것은(430), 예를 들어, 3D 차량 모니터링 시스템(300)의 3D 전자 디스플레이(330)와 관련하여 전술한 바와 같이, 3D 전자 디스플레이를 사용하는 것을 포함한다. 3D 전자 디스플레이에 있어, 시각적으로 하이라이트된 대상은 임계 거리에 대응하는 3D 전자 디스플레이의 제로 디스패리티 평면 전방에 있는 것처럼 보인다.
일부 실시예에 따라, 3D 전자 디스플레이(예를 들어, 멀티빔 격자-기반 백라이트를 갖는 3D 전자 디스플레이)를 사용하여 스캐닝된 영역의 부분을 디스플레이하는 것은(430) 플레이트 광 가이드에서 광을 비-제로 전파 각도로 광빔으로서 안내하는 것을 더 포함할 수 있다. 3D 전자 디스플레이를 사용하여 스캐닝된 영역의 부분을 디스플레이하는 것은(430) 플레이트 광 가이드 상에 멀티빔 회절 격자 어레이를 사용하여 안내된 광빔의 일부를 회절적으로 아웃커플링하는 단계를 더 포함할 수 있다. 안내된 광빔 부분을 회절적으로 아웃커플링하키는 것은, 예를 들어, 3D 전자 디스플레이의 상이한 뷰에 대응하는 복수의 상이한 주각 방향으로 플레이트 광 가이드로부터 멀어지는 방향으로 지향되는 복수의 아웃커플링된 광빔을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 3D 전자 디스플레이를 사용하여 스캐닝된 영역의 부분을 디스플레이하는 것은(430) 3D 전자 디스플레이의 픽셀을 나타내는 변조된 광빔을 복수의 광 밸브를 사용하여 복수의 아웃커플링된 광빔을 변조하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 차량 모니터링 방법(400)은 3D 디스플레이 상에 스캐닝된 영역의 부분을 디스플레이하기(430) 전에 3D 모델에 사영 변환을 적용하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 사영 변환은 제로 디스패리티 평면에 대응하는 임계 거리보다 큰 거리에서 이미지 내의 대상와 비교하여 하이라이트된 대상의 상대적 크기를 늘리기 위해 디스플레이된 부분의 깊이 압축을 포함할 수 있다.
이와 같이, 임계 거리보다 차량에 가까운 대상을 시각적으로 하이라이트하는 차량 모니터링 시스템, 3D 차량 모니터링 시스템 및 차량 모니터링 방법의 예가 설명되었다. 전술한 예는 본원에 설명된 원리를 나타내는 많은 구체적 예들 중 일부를 단지 설명하기 위한 것임을 이해해야 한다. 명백하게, 당업자는 다음의 청구 범위에 의해 정의된 범위를 벗어나지 않고 다수의 다른 배열들을 쉽게 고안할 수 있다.

Claims (20)

  1. 차량 모니터링 시스템에 있어서,
    차량에 인접한 영역을 스캔하도록 구성된 3차원(3D) 스캐너로서, 상기 스캔은 스캐닝된 영역 내에 위치된 대상들의 공간적 구성을 포함하는 3D 모델을 제공하기 위해 사용되는 것인, 3D 스캐너; 및
    상기 3D 모델을 사용하여 상기 스캐닝된 영역의 부분을 디스플레이하고 차량으로부터의 임계 거리 미만에 위치된 상기 디스플레이된 부분 내의 대상을 시각적으로 하이라이트하도록 구성된, 전자 디스플레이를 포함하고,
    시각적 하이라이트는 상기 임계 거리보다 상기 차량에 더 가까운 상기 대상의 사용자 인식을 향상시키도록 구성되는, 차량 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 3D 스캐너는 서로 오프셋된 복수의 카메라를 포함하고, 상기 3D 스캐너로부터의 거리는 상기 복수의 상이한 카메라들에 의해 캡쳐된 개별적 이미지들을 사용한 디스패리티 추정에 의해 결정되는, 차량 모니터링 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 3D 스캐너는 비행 시간 카메라를 포함하는, 차량 모니터링 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 3D 스캐너는,
    상기 거리 센서로부터 상기 스캐닝된 영역 내의 복수의 포인트들까지의 거리를 측정하도록 구성된 거리 센서; 및
    상기 스캐닝된 영역의 2차원(2D) 이미지를 캡처하도록 구성된 카메라로서, 상기 측정된 거리는 상기 3D 모델을 제공하기 위해 포인트 클라우드 및 대상 메시 중 하나 또는 둘 모두를 발생하기 위해 사용되며, 상기 2D 이미지는 3D 모델을 페이트하기 위해 사용되는 것인, 상기 카메라를 포함하는, 차량 모니터링 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 거리 센서는,
    상기 스캐닝된 영역을 스캐닝하도록 구성된 레이저; 및
    상기 스캐닝된 영역 내의 대상들로부터 반사된 레이저 광을 사용하여 상기 복수의 포인트들까지의 거리를 측정하도록 구성된 광학 센서를 포함하는, 차량 모니터링 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이된 부분 내에서 상기 차량으로부터의 임계 거리 미만에 위치된 상기 대상의 시각적 하이라이트는 상기 디스플레이된 대상에 적용된 마스크, 상기 디스플레이된 대상 주위의 아웃라인, 및 상기 전자 디스플레이에 의해 상기 디스플레이된 대상을 나타내는 경보 아이콘 중 하나 이상을 포함하는, 차량 모니터링 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전자 디스플레이는 3D 전자 디스플레이를 포함하고, 상기 임계 거리는 상기 3D 전자 디스플레이에 의해 디스플레이된 상기 스캐닝된 영역의 부분과 관련된 제로 디스패리티 평면에 대응하고, 상기 차량으로부터 임계 거리 미만에 위치된 대상의 시각적 하이라이트는 상기 3D 전자 디스플레이 상에 제로 디스패리티 평면 전방에 있는 상기 대상의 시각적 인식인, 차량 모니터링 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 디스플레이된 부분이 상기 3D 전자 디스플레이 상에 렌더링되기 전에 상기 3D 모델에 사영 변환을 적용하도록 구성된 이미지 프로세서를 더 포함하고, 상기 사영 변환은 상기 제로 디스패리티 평면에 대응하는 상기 임계 거리보다 큰 거리에서 상기 디스플레이된 부분의 대상들과 비교하여 상기 하이라이트된 대상의 상대적 크기를 늘리도록 구성되는, 차량 모니터링 시스템.
  9. 제7항에 있어서, 상기 3D 전자 디스플레이는,
    광빔을 비-제로 전파 각도로 안내하도록 구성된 플레이트 광 가이드;
    멀티빔 회절 격자들의 어레이로서, 상기 멀티빔 회절 격자들의 어레이는 상기 3차원 전자 디스플레이의 상이한 뷰들에 대응하는 상이한 주각 방향들을 갖는 복수의 아웃커플링된 광빔으로서 상기 안내된 광빔의 일부를 회절적으로 아웃커플링하도록 구성되는 것인, 상기 멀티빔 회절 격자들의 어레이; 및
    상기 3D 전자 디스플레이의 상기 상이한 뷰들에 대응하는 상기 복수의 아웃커플링된 광빔들을 변조하도록 구성된 광 밸브 어레이로서, 상기 변조된 광빔은 상기 3D 전자 디스플레이의 픽셀들을 나타내는 것인, 상기 광 밸브 어레이를 포함하는, 차량 모니터링 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 멀티빔 회절 격자는 선형적으로 처프된 회절 격자를 포함하고, 상기 멀티빔 회절 격자의 회절 피처들은 상기 플레이트 광 가이드의 표면에 만곡된 홈들 및 상기 플레이트 광 가이드의 표면 상에 만곡된 리지들 중 하나 또는 둘 모두를 포함하는, 차량 모니터링 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 3D 스캐너는 차량 후방 영역을 스캔하도록 구성되며, 상기 향상된 사용자 인식은 차량이 후진하고 있을 때 충돌 회피를 돕도록 구성되며, 상기 차량 모니터링 시스템은 리어뷰, 백업 보조 차량 모니터링 시스템인, 차량 모니터링 시스템.
  12. 3차원(3D) 차량 모니터링 시스템에 있어서,
    차량에 인접한 영역의 3D 이미지를 캡처하도록 구성된 3D 카메라;
    상기 3D 이미지를 사용하여 상기 3D 이미지화된 영역의 3D 모델을 제공하도록 구성된 이미지 프로세서로서, 상기 3D 모델은 상기 3D 이미지화된 영역 내의 대상들의 공간적 구성을 포함하는 것인, 상기 이미지 프로세서; 및
    상기 3D 모델을 사용하여 상기 3D 이미지화된 영역의 부분을 디스플레이하고 차량으로부터의 임계 거리 미만에 위치된 상기 디스플레이된 부분 내의 대상을 시각적으로 하이라이트하도록 구성된, 3D 전자 디스플레이를 포함하고,
    시각적으로 하이라이트된 대상은 상기 차량이 상기 인접 영역의 방향으로 이동되고 있을 때 충돌 회피를 제공하도록 구성된, 3D 차량 모니터링 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 3D 카메라는 서로 오프셋된 복수의 카메라, 비행 시간 카메라, 및 레이저 기반 거리 센서와 2차원 카메라(2D)와의 복합체 중 하나 이상을 포함하는, 3D 차량 모니터링 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 상기 임계 거리는 상기 3D 전자 디스플레이에 의해 디스플레이되게 구성된 상기 3D 이미지화된 영역의 부분과 관련된 제로 디스패리티 평면에 대응하고, 상기 디스플레이 부분의 시각적으로 하이라이트된 대상은 상기 제로 디스패리티 평면 전방에 있는 것으로서 인식되는, 3D 차량 모니터링 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 이미지 프로세서는 상기 3D 이미지화된 영역 부분이 상기 3D 전자 디스플레이에 디스플레이되기 전에 상기 3D 모델에 사영 변환을 적용하도록 더욱 구성되며, 상기 사영 변환은 상기 디스플레이된 부분에 다른 대상들과 비교하여 시각적으로 하이라이트된 대상의 상대적 크기를 늘리도록 구성되고, 상기 다른 대상들은 상기 제로 디스패리티 평면에 대응하는 상기 임계 거리보다 큰 거리에 위치된, 3D 차량 모니터링 시스템.
  16. 제12항에 있어서, 상기 3D 전자 디스플레이는 멀티빔 격자-기반 3D 전자 디스플레이를 포함하는, 3D 차량 모니터링 시스템.
  17. 차량 모니터링 방법에 있어서,
    3D 스캐너를 사용하여 차량에 인접한 영역의 3D 스캔을 캡처하는 단계;
    상기 캡처된 3D 스캔으로부터, 스캐닝된 영역 내에 위치된 대상들의 공간적 구성을 포함하는 3D 모델을 생성하는 단계; 및
    상기 3D 모델을 사용하여 상기 스캐닝된 영역의 부분을 디스플레이하는 단계를 포함하고,
    상기 스캐닝된 영역의 부를 디스플레이하는 단계는 차량으로부터 임계 거리보다 작은 거리에 있는 상기 디스플레이된 부분 내의 대상을 시각적으로 하이라이트하는 단계를 포함하고,
    시각적으로 하이라이트된 대상은 상기 임계 거리보다 상기 차량에 더 가까운 상기 대상의 사용자 인식을 향상시키도록 구성되는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 스캐닝된 영역의 부분을 디스플레이하는 단계는, 3D 전자 디스플레이를 사용하는 단계를 더 포함하며, 시각적으로 하이라이트된 대상은 상기 임계 거리에 대응하는 상기 3D 전자 디스플레이의 제로 디스패리티 평면 전방에 있는 것처럼 보이며, 상기 3D 모델을 생성하는 단계는 상기 3D 전자 디스플레이 상에 상기 스캐닝된 영역의 부분을 디스플레이하기 전에 상기 3D 모델에 사영 변환을 적용하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 사영 변환은 상기 제로 디스패리티 평면에 대응하는 상기 임계 거리보다 큰 거리에서 상기 스캐닝된 영역 내의 대상들과 비교하여 시각적으로 하이라이트된 대상의 상대적 크기를 늘리기 위해 상기 디스플레이된 부분의 깊이 압축을 포함하는, 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 3D 전자 디스플레이를 사용하여 상기 스캐닝된 영역의 부분을 디스플레이하는 단계는,
    비-제로 전파 각도로 광빔으로서 플레이트 광 가이드에서 광을 안내하는 단계;
    상기 플레이트 광 가이드 상에 멀티빔 회절 격자 어레이를 사용하여 상기 안내된 광빔의 일부분을 회절적으로 아웃커플링하는 단계로서, 상기 안내된 광빔 부분을 회절적으로 아웃커플링하는 단계는 상기 3D 전자 디스플레이의 상이한 뷰들에 대응하는 복수의 상이한 주각 방향들로 상기 플레이트 광 가이드로부터 멀어지도록 지향되는 복수의 아웃커플링된 광빔들을 생성하는 단계를 포함하는, 단계; 및
    복수의 광 밸브들을 사용하여 상기 복수의 아웃커플링된 광빔들을 변조하는 단계로서, 상기 변조된 광빔들은 상기 부분을 3D 이미지로서 디스플레이하기 위해 상기 3D 전자 디스플레이의 픽셀들을 나타내는, 단계를 포함하는, 방법.
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