平视显示器及其控制方法技术

本发明专利技术涉及平视显示器及其控制方法。本发明专利技术所涉及的车辆的平视显示器的特征在于，包括：显示元件，输出光；光学系统，对所述光的路径进行控制，以使通过所述光形成的影像朝向光透过性区域输出；以及控制部，对所述显示元件进行控制，以形成所述影像，所述光学系统对所述光的路径进行控制，以使所述影像通过所述光透过性区域后所述影像的虚像位于所述车辆的前方地面，其中，以在所述影像的虚像中包括以所述地面为基准具有立体感的图形对象的方式，利用以适眼区(eye

【技术实现步骤摘要】
平视显示器及其控制方法


[0001]本专利技术涉及向驾驶员的前方输出信息的车辆的平视显示器及其控制方法。

技术介绍

[0002]车辆用平视显示器(Head
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Up Display，HUD)装置是通过光学系统将从显示器输出的影像以图形图像投影到驾驶员前方的挡风玻璃(Wind Shield)或合成器来向驾驶员传递信息的装置。
[0003]这里，光学系统可以由用于变更从显示器输出的影像的光路径的多个反射镜或透镜构成。这种车辆用平视显示器装置的优点在于，在引导驾驶员的即时反应的同时提供便利性。
[0004]在一般的车辆用平视显示器(HUD)装置中，影像的位置固定于用户的前方约2～3m处。而在驾驶时，驾驶员的注视距离为近距离～约300m。由此，驾驶员一边注视远距离处一边进行驾驶，而在驾驶过程中为了确认平视显示器(HUD)装置的信息，需要大幅度调整眼睛的焦点，因此存在不便之处。即，在主视野所在的远距离处和形成影像的3m处之间反复进行驾驶员的焦点调节。
[0005]因此，需要开发一种平视显示器装置，以对驾驶环境提供增强现实，使得在驾驶过程中不在所注视的视点下改变眼睛的焦点就能获取到驾驶员所期望的信息。
[0006]例如，韩国授权专利第10
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2116783号(公告日期：2020年05月29日)涉及一种实现增强现实的平视显示器装置，其使影像位于地面，以在驾驶员的视点提供现实信息。这样，通过使影像与地面一致而在驾驶员的视点以三维传递信息，但对于特定信息而言，相比于横躺在地面的形式，竖立在地面的形式会更有利。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种在使影像位于地面而在驾驶员的视点实现增强现实的增强现实平视显示器中实现具有立体感的图形对象的方法。
[0008]更具体而言，本专利技术提供一种在与地面一致的影像中实现竖立在地面上的形式的图形对象的方法。
[0009]另外，本专利技术提供一种将与地面一致的影像和站立在地面上的具有立体感的图像一同实现的平视显示器及其控制方法。
[0010]为解决上面提到的技术问题，本专利技术所涉及的平视显示器及其控制方法利用如下处理：将地面转换为三维空间并在所述三维空间中生成影像，之后转换成相当于所述地面的二维平面。
[0011]具体而言，车辆的平视显示器包括：显示元件，输出光；光学系统，对所述光的路径进行控制，以使通过所述光形成的影像朝向光透过性区域输出；以及控制部，对所述显示元件进行控制，以形成所述影像，所述光学系统对所述光的路径进行控制，以使所述影像通过所述光透过性区域后所述影像的虚像位于所述车辆的前方地面，以在所述影像的虚像中包
括以所述地面为基准具有立体感的图形对象的方式，利用以适眼区(eye
‑
box)为基准朝向所述地面的第一视点、和以所述适眼区为基准朝向所述地面上的三维空间的第二视点，来生成所述影像。
[0012]所述第一视点可以是在所述地面上识别所述虚像的驾驶员视点，所述第二视点可以是虚拟相机的相机视点，可以通过使所述驾驶员视点与所述相机视点相互一致而生成所述影像。所述图形对象可以以所述相机的视点为基准形成在所述三维空间，并以所述驾驶员视点为基准被投影到所述地面的二维平面。
[0013]所述控制部利用将相当于所述图形对象的三维物体投影到所述地面的变换、和将所述影像变换为所述虚像的所述光学系统的特性，来生成所述三维物体被投影到所述地面而得的所述图形对象。
[0014]所述控制部可以生成将所述三维物体投影到所述地面而得的图像，并利用所述光学系统的特性而将所述投影的图像变换为与所述虚像对应的影像。
[0015]所述控制部可以利用将所述三维物体投影到所述地面的第一变换矩阵、和将所述虚像变换为所述影像的第二变换矩阵的点积，来将所述三维物体变换为所述图形对象。
[0016]而且，在本专利技术中，所述影像的虚像可以具备在与所述地面对应的虚像平面形成的二维图形对象，具有所述立体感的图形对象可以具备站立在所述虚像平面上的三维图形对象。
[0017]所述显示元件可以形成单一影像，在所述单一影像中可以选择性地生成所述二维图形对象和所述三维图形对象。
[0018]所述二维图形对象可以是与车道、行驶速度、行驶方向指示中的至少一个相关联的信息，所述三维图形对象可以是与兴趣点(POI，Point of Interest)、引导语句、目的地、周边车辆中的至少一个相关联的信息。
[0019]所述光透过性区域可以形成于合成器或者挡风玻璃。
[0020]另外，本专利技术公开了一种平视显示器，其特征在于，包括：显示元件，输出影像；成像光学系统，对所述光的路径进行控制，以在光透过性区域形成所述影像并使所述影像的虚像位于车辆的前方地面；以及以及控制部，对所述显示元件进行控制，以形成所述影像，所述控制部以与所述地面对应的二维图形对象和以所述地面为基准具有立体感的三维图形对象配置于所述地面的方式生成所述影像，所述二维图形对象和所述三维图形对象是以适眼区(eye
‑
box)为基准通过相互不同的视点处理来生成的。
[0021]另外，本专利技术公开了一种平视显示器的影像输出方法，其特征在于，包括：选择要通过所述平视显示器传递的信息的步骤；以及利用使通过显示元件形成的影像的虚像配置于车辆的前方地面的光学系统来输出所述影像的步骤，在输出所述影像的步骤中，以在所述影像的虚像中包括以所述地面为基准具有立体感的图形对象的方式，利用以适眼区(eye
‑
box)为基准朝向所述地面的第一视点、和以所述适眼区为基准朝向所述地面上的三维空间的第二视点，来生成所述影像。
[0022]本专利技术所涉及的平视显示器及其控制方法，可以在使影像的位置与地面对应的形式的显示器方法中，实现竖立在地面上的形式的影像。据此，能够将增强现实的现实信息以在地面上具有立体感的图形对象提供。
[0023]另外，根据本专利技术，由于在地面上实现具有立体感的图形对象，因此能够实现提高
可读性且能够以更直观的形式传递信息的平视显示器。
[0024]而且，根据本专利技术，通过利用使驾驶员视点与相机视点一致的方法，仅通过更简单的数据处理，便能够实现以地面为基准组合二维图形对象和三维图形对象的影像。另外，由此能够在单一显示器上实现相互不同形式的影像输出。
附图说明
[0025]图1是用于说明本专利技术所涉及的平视显示器所实现的影像的示意图。
[0026]图2a是示出本专利技术的一实施例的平视显示器的影像位置的图。
[0027]图2b以及图2c是示出针对图2a的平视显示器的光学设计结构的相互不同的实施例的示意图。
[0028]图3a以及图3b是示出本专利技术所涉及的平视显示器所实现的影像的实施例的示意图。
[0029]图4是示出向地面输出虚像的显示元件的影像生成方法的示意图。
[0030]图5a以及图5b是示出三维物体的二维地面影像生成方法的示意图。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆的平视显示器，其特征在于，包括：显示元件，输出光；光学系统，对所述光的路径进行控制，以使通过所述光形成的影像朝向光透过性区域输出；以及控制部，对所述显示元件进行控制，以形成所述影像，所述光学系统对所述光的路径进行控制，以使所述影像通过所述光透过性区域后所述影像的虚像位于所述车辆的前方地面，以在所述影像的虚像中包括以所述地面为基准具有立体感的图形对象的方式，利用以适眼区为基准朝向所述地面的第一视点、和以所述适眼区为基准朝向所述地面上的三维空间的第二视点，来生成所述影像。2.根据权利要求1所述的车辆的平视显示器，其特征在于，所述第一视点是在所述地面上识别所述虚像的驾驶员视点，所述第二视点是虚拟相机的相机视点，通过使所述驾驶员视点与所述相机视点相互一致而生成所述影像。3.根据权利要求2所述的车辆的平视显示器，其特征在于，所述图形对象以所述相机的视点为基准形成在所述三维空间，并以所述驾驶员视点为基准被投影到所述地面的二维平面。4.根据权利要求1所述的车辆的平视显示器，其特征在于，所述控制部利用将相当于所述图形对象的三维物体投影到所述地面的变换、和将所述影像变换为所述虚像的所述光学系统的特性，来生成所述三维物体被投影到所述地面而得的所述图形对象。5.根据权利要求4所述的车辆的平视显示器，其特征在于，所述控制部生成将所述三维物体投影到所述地面而得的图像，并利用所述光学系统的特性而将投影而得的所述图像变换为与所述虚像对应的影像。6.根据权利要求4所述的车辆的平视显示器，其特征在于，所述控制部利用将所述三维物体投影到所述地面的第一变换矩阵、和将所述虚像变换为所述影像的第二变换矩阵的点积，来将所述三维物体变换为所述图形对象。7.根据权利要求1所述的车辆的平视显示器，其特征在于，所述影像的虚像具备在与所述地面对应的虚像平面形成的二维图形对象，具有所述立体感的图形对象具备站立在所述虚像平面上的三维图形对象。8.根据权利要求7所述的车辆的平视显示器，其特征在于，所述显示元件形成单一影像，在所述单一影像中生成所述二维图形对象和所述三维图形对象。9.根据权利要求7所述的车辆的平视显示器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：车在原，李济先，金基城，朴种珍，郑银泳，申龙镐，
申请(专利权)人：纳宝实验室株式会社，
类型：发明
国别省市：