[发明专利]利用挡风玻璃反射方式使虚拟影像位于地面的三维增强现实平视显示器

说明书

公开了一种三维增强现实平视显示器，利用挡风玻璃反射方式使虚拟影像位于地面。三维增强现实平视显示器包括：发挥光源的作用的显示器装置；以及自由曲面反射镜(freeform surface mirror)，使所述光源的光向车辆的挡风玻璃(windshield)反射，并具有如下结构：通过由所述自由曲面反射镜将所述光源的光向所述挡风玻璃反射的反射方式，将由所述光源的光形成的影像以三维视点(perspective)的虚像聚焦在所述车辆的前方的地面。

技术领域

以下说明涉及三维平视显示器(Head-Up Display)。

背景技术

图1是用于说明一般的平视显示器装置的用于信息确认的焦点调节的图。

参照图1，一般的车辆用平视显示器(Head-Up Display，HUD)装置是如下所述的车辆显示器装置，即，从显示器10输出车辆的当前速度、燃料剩余量、导航(Navigation)路径引导信息等的影像并通过光学系统11、12将该影像作为图形图像14投影到驾驶员正前方的挡风玻璃(WindShield)13，以使驾驶员向其他地方没必要地转移视线的情况最小化。这里，为了变更从显示器10输出的影像的光路径，光学系统11、12可以由多个反射镜构成。这种车辆用平视显示器装置的优点在于，引导驾驶员即时反应的同时提供便利性。

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即约300m处。由此，驾驶员会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。

因此，需要开发一种三维平视显示器(3D Head-Up Display)装置，以在驾驶环境下实现增强现实来消除影像呈现距离的限制，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。

例如，韩国授权专利10-1409846号涉及一种基于三维增强现实的平视显示器装置，记载有有关平视显示器装置的如下技术，即，基于实际距离信息以立体方式表示以三维图像增强的图像信息，由此能够向驾驶员提供现实信息。

发明内容

提供一种利用挡风玻璃反射方式使虚像与地面一致，而能够生成以驾驶员的视点为基准的增强现实的三维虚像的三维增强现实平视显示器。

提供一种通过包括挡风玻璃的结构使生成与地面一致的虚拟的3D影像的光学系统的光效率最大化的结构。

提供一种三维增强现实平视显示器，其特征在于，包括：显示器装置，发挥光源的作用；以及自由曲面反射镜(freeform surface mirror)，使所述光源的光向车辆的挡风玻璃(windshield)反射，所述三维增强现实平视显示器包括如下结构：通过由所述自由曲面反射镜使所述光源的光向所述挡风玻璃反射的反射方式，使由所述光源的光形成的影像以三维视点(perspective)的虚像聚焦在所述车辆的前方的地面。

根据一方面，所述挡风玻璃可以包括使被所述自由曲面反射镜反射的所述光源的光朝向适眼区(Eye-box)反射的同时使外部的光透过的作用。

根据另一方面，作为所述显示器装置位于在为了将所述虚像聚焦到所述地面上而向所述地面延伸的光线中的近距离光线侧的结构，可以包括所述光源的光在比所述自由曲面反射镜更靠下部的位置向所述自由曲面反射镜传递的结构。

根据另一方面，所述三维增强现实平视显示器还可以包括用于缩小光路径的整体大小的折叠反射镜(fold mirror)，所述三维增强现实平视显示器可以包括所述光源的光按照所述显示器装置、所述折叠反射镜、所述自由曲面反射镜、所述挡风玻璃的顺序，或者所述光源的光按照所述显示器装置、所述自由曲面反射镜、所述折叠反射镜、所述挡风玻璃的顺序传递的结构。