KR101332004B1 - 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치 - Google Patents

이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치 Download PDF

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Abstract

이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치에 관한 것이다. 레인센서의 이미지 센서에서 출력되는 데이터의 사이즈를 줄일 수 있는 장치를 제공함으로써, 레인센서와 같은 장치를 제작하는 데 발생하는 제작 단가를 현저히 절감할 수 있다.

Description

이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치{Light Intensity Histogram Pattern Generation Apparatus using CMOS Image Sensor}
이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 CMOS Image Sensor를 이용하여 물체 표면에 도포된 물질을 검출하는 장치로서, 검지물질의 양을 검지하기 위해 조명부에서 조사되어 대상물체 표면에서 반사된 광을 이미지 센서에서 감지한 후 출력한 신호에서 특정 용도의 이미지 휘도 히스토그램만을 추출함으로써 출력 데이터 사이즈를 줄일 수 있는 기술이 개시된다.
근래에 들어 자동차가 대중화됨에 따라 다양한 계층과 연령대에 걸쳐 자동차의 보급이 급속도로 이루어지고 있으며, 이러한 자동차 산업의 기술적 동향은 엔진 등과 같은 종래의 기계적 관점에서 탈피하여 운전자의 편의를 위한 각 시스템의 전자화 및 지능화로 점차적으로 변모하고 있는 실정이다.
최근에는, 이러한 자동차의 전자화 및 지능화의 일환으로 차량용 와이퍼의 동작을 강우량에 따라 자동적으로 제어하고자 하는 차량용 레인센서에 관한 기술이 개발되어, 우천시 운전자가 와이퍼를 작동시키지 않더라도 상기 차량용 레인센서가 강우량을 감지하여 와이퍼의 동작을 자동으로 제어하도록 하고 있다.
대한민국공개특허공보 제10-2009-0126754호에는 차량용 레인센서에 관한 기술이 개시되어 있으나, 유리 표면에 낙하된 빗방울의 양에 비례하는 정전용량의 변화를 감지하는 방법에 관한 것으로서 본 발명의 내용과는 다르고, 최근 전방카메라를 이용한 레인센서의 개발이 일부 시도되고 있으나 이미지 센서에서 출력되는 데이터의 사이즈를 줄일 수 없는 문제점이 있다.
레인센서의 이미지 센서에서 출력되는 데이터의 사이즈를 줄일 수 있도록 하는 장치를 제공하기 위함이다. 이를 통해, 레인센서와 같은 장치를 제작하는 데 발생하는 제작 단가를 현저히 절감할 수 있도록 하기 위함이다.
일 양상에 따르면, 이미지센서 출력 신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치는, 유리창을 향해 광을 조사하는 조명부와 조명부로부터 조사되어 유리창에 의해 반사된 광을 수광하는 수광부와, 수광부에 의해 수광된 광으로부터 이미지 패턴을 감지하여 임의로 선택된 n개의 출력 단자를 통해 픽셀 단위로 수평 동기 신호와 수직 동기 신호를 포함하는 영상 신호를 출력하는 이미지센서 및 이미지센서의 n개의 출력단자를 통해 출력되는 각 픽셀들의 이진 신호를 바탕으로 각 픽셀들을 미리 설정한 휘도 영역별로 분류하는 카운터부를 포함한다.
추가적인 양상에 따르면, 상기 n개의 출력단자에서 출력되는 이진 영상 신호를 2n 진 신호로 변환하여 출력하는 디코더를 더 포함할 수 있다.
또한, 카운터부는, 2n 개의 버퍼 및 상기 디코더의 2n 개의 출력단자에서 출력되는 펄스 신호의 개수를 카운트하여 상기 대응되는 버퍼에 전송하는 2n 개의 카운터를 포함할 수 있다.
또한, 카운터부는, 이미지센서에서 출력되는 수평 동기 신호를 카운트하고, 그 카운트한 값이 설정된 수평 라인 수에 도달하면 카운터부의 각 카운터로 신호를 송신하는 수평 라인 카운터를 더 포함할 수 있다.
또한, 카운터부의 각 카운터는, 수평 라인 카운터로부터 신호를 수신하면 펄스의 개수를 카운트한 값을 버퍼에 전송할 수 있다.
또한, 각 버퍼는, 대응되는 각 카운터로부터 카운트 값을 전송받으면 새로 카운트하도록 각 카운터에 신호를 송신하고, 각 카운터는, 대응되는 버퍼로부터 신호를 수신하면 새로 펄스의 개수를 카운트한다.
추가적인 양상에 따르면, 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치는 이미지센서에서 출력되는 화면을 여러 개의 구역으로 나누기 위한 수평 라인 카운터의 수평 라인 수를 설정하는 카운터제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 검지물질이 없는 상황에서 기준값과 환경 조건에 따른 측정값과의 차이를 보상하기 위하여 조명부의 광 출력 레벨을 조정하는 조명제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 조명제어부는, PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 이용하여 조명부의 광출력 레벨을 조정할 수 있다.
또한, 다른 양상에 따르면, 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치는 이미지센서의 노출 시간을 포함한 각종 설정을 제어하기 위한 신호를 생성하여 이미지센서를 제어하는 센서제어부를 더 포함할 수 있다.
이때, 센서제어부는, 조명제어부가 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 출력한 후 일정 주기 경과 후부터 노출을 시작하고 조명제어부의 PWM 출력 신호가 ON상태에서 노출이 종료되도록 이미지센서의 노출 시간을 제어할 수 있다.
추가적인 양상에 따르면, 센서제어부는, PWM(Pulse Width Modulation) 신호가 수평동기 신호 구간에 최소한 2개 이상의 정수배 펄스를 인가 되도록 제어할 수 있다.
또한, 추가적인 양상에 따르면, 카운터부의 카운트 결과를 바탕으로 휘도 히스토그램을 추출하는 히스토그램 추출부를 더 포함할 수 있다.
또한, 다른 양상에 따르면, 휘도 히스토그램 추출부에 의해 검지물질이 없는 상황에서 추출된 휘도 히스토그램을 기준값으로 기억하고, 환경 변화에 따른 추출된 휘도 히스토그램과의 차이를 보상하기 위하여 조명부의 광 출력 레벨을 조정하는 조명제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 히스토그램 추출부에 의해 추출된 휘도 히스토그램을 바탕으로 검지물질의 양을 판단하는 감지부를 더 포함할 수 있다.
레인센서의 이미지 센서에서 출력되는 데이터의 사이즈를 줄일 수 있는 장치를 제공할 수 있다. 레인센서와 같은 장치를 제작하는 데 발생하는 제작 단가를 현저히 절감할 수 있다. 예를 들어, 이미지센서의 출력이 가로픽셀수 640개, 세로 픽셀수 480개, 프레임수가 초당 30개일 경우 초당 출력되는 데이터량은 최소 73 Mbps 인데 반해 본 발명의 일실시예에 따라 n을 3으로 하고 수평라인 카운터를 4로 할 경우 7680 bps가 되므로 저렴한 제어기를 사용할 수 있게 된다.
도 1은 일 실시예에 따른 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치의 블럭도이다.
도 3은 이미지센서에서 출력되는 화면의 예이다.
도 4는 디코더를 나타낸 것이다.
도 5는 조명부의 광 출력 레벨을 제어하는 PWM 신호의 예이다.
도 6은 이미지센서의 노출 시간 설정의 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 생성되는 휘도 휘스토그램의 예이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 실시예들에 의해 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치를 설명하기 위하여 도면들을 참고하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치는 차량의 내측 유리면에 부착되어 비의 양을 감지하는 장치로서, 유리면에 광을 조사하는 조명(조명부)과, 유리면에 반사되어 돌아오는 광을 수집하는 광학계(수광부)와 광학계(수광부)에 수집되는 광을 통해 이미지 신호를 감지하여 휘도 출력 및 수평 동기 신호와 수직 동기 신호를 출력하는 이미지 센서를 포함하여 구성된다. 본 발명의 일실시예에 따른 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치는 레인센서일 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로 이에 한정되어 해석되어서는 아니된다.
이하, 도 2를 참조하여 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치를 자세히 설명한다. 도 2는 일 실시예에 따른 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치의 블럭도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치(100)는 조명부(110)와 수광부(120) 및 이미지센서(130)를 포함한다. 조명부(110)는 차량의 유리창을 향해 광을 조사한다. 차량의 유리창은 전면 또는 후면 유리창을 모두 포함한다. 조명부(110)는 면광원으로서, 그 면광원에 의해 방출 가능한 광원은 특정 대역 파장대의 광원으로 한정되지는 않지만, 수광부(120)에서 비관심광 대비 관심광 투과 비율을 높이기 위해 소정 협소 대역의 광원으로 한정될 수도 있다. 조명부에서 발사된 광이 유리의 임계각인 42도 이내의 각도로 비춰질 때 입사된 광은 전반사 하게 되고, 차량 유리 표면에 빗방울이나 눈이 있을 경우 해당 부분에서 전반사가 이루어지지 않고 산란하게 되는데, 이 현상은 비나 눈이 많은 정도에 비례하게 되어, 이 산란 정도를 측정하여 우적을 감지하게 된다.
수광부(120)는 조명부(110)로부터 조사되어 유리창에 의해 반사된 광을 수광한다. 즉, 수광부(120)는 조명부(110)에서 방출된 광이 유리면에 전반사되어 수광되는 광 중에서 협대역의 소정 관심광의 투과 비율이 높아지도록 필터링한다.
이미지센서(130)는 수광부(120)에 의해 수광된 광으로부터 이미지를 감지하여 디지털 이미지 출력 단자를 통해 수평 동기 신호와 수직 동기 신호를 포함하는 영상 신호를 출력한다. 이미지센서(130)는 통상적인 영상 촬상용 반도체 제품으로서, 일반적으로 CMOS 이미지센서를 이용한다. CMOS 이미지 센서는 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS) 구조를 가진 저소비 전력형의 촬상 소자로서 전하 결합 소자(CCD)에 비해 약 10분의 1의 소비 전력, 3.3V 단일 전원, 주변 회로와의 일체화도 가능하다. CCD보다 감도는 떨어지지만 최근에는 화질이 많이 개선되어 휴대 전화는 물론 고해상도 디지털 카메라나 자동차 후방 감시 카메라 등에도 광범위하게 사용되고 있다. CMOS 이미지센서는 통상적으로 D0 부터 D7까지 8개의 휘도 출력 단자와 수평 동기 신호인 "H-sync" 및 수직 동기신호인 "V-sync"등의 신호를 출력한다. 즉, CMOS 이미지센서는 8개의 휘도 출력 단자를 통해 각 픽셀 단위로 통상 각 단자별로 1bit의 데이터를 출력한다.
그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치(100)는 이미지센서(130)의 출력 단자 중 임의의 n개의 출력 단자를 선택하여 그 단자를 통해 출력되는 휘도 출력 데이터를 활용하여 검지물질의 양을 감지함으로써 휘도 출력의 데이터 사이즈를 획기적으로 줄일 수 있다. 예를 들어, CMOS 이미지센서의 통상적인 출력단자 8개 중 임의의 3개의 단자(D5, D6, D7)를 선택하여 그 선택된 단자를 통해 출력되는 각 픽셀의 출력값들을 통해 검지물질의 양을 검지한다.
추가적인 양상에 따르면, 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치(100)는 카운터부(150)를 더 포함할 수 있다. 카운터부(150)는 이미지센서(130)의 n개의 출력단자를 통해 출력되는 각 픽셀들의 이진 신호를 바탕으로 각 픽셀들을 미리 설정한 휘도 영역별로 분류한다. 즉, 카운터부(150)는 이미지센서(130)에서 선택된 출력 단자를 통해 각 픽셀 단위로 출력되는 이진 영상 신호를 바탕으로 동일한 영상 신호를 갖는 픽셀별로 분류하여 그 개수를 카운트하는 것이다.
이미지센서(130)의 출력 단자들 중 임의의 n개의 출력 단자를 통해 출력되는 이진 영상 신호가 동일한 픽셀들의 개수를 카운트하여 그룹핑하는 것으로서, n개의 출력단자를 선택하는 경우 생성될 수 있는 그룹의 수는 총 2n 개가 된다. 예를 들어, 3개의 출력단자를 선택하는 경우 생성될 수 있는 그룹은 아래의 [표 1]과 같이 총 8개의 그룹이다.
D7 D6 D5 그룹명 패턴값
0 0 0 Group 0 휘도가 0 부터 31의 값을 갖는 픽셀의 총 개수
0 0 1 Group 1 휘도가 32 부터 63의 값을 갖는 픽셀의 총 개수
0 1 0 Group 2 휘도가 64 부터 95의 값을 갖는 픽셀의 총 개수
0 1 1 Group 3 휘도가 96 부터 127의 값을 갖는 픽셀의 총 개수
1 0 0 Group 4 휘도가 128 부터 159의 값을 갖는 픽셀의 총 개수
1 0 1 Group 5 휘도가 160 부터 191의 값을 갖는 픽셀의 총 개수
1 1 0 Group 6 휘도가 192 부터 223의 값을 갖는 픽셀의 총 개수
1 1 1 Group 7 휘도가 224 부터 255의 값을 갖는 픽셀의 총 개수
카운터부(150)는 이미지센서의 선택된 출력 단자를 통해 출력되는 펄스의 개수를 카운트하여 각 그룹의 패턴값으로 저장한다.
추가적인 실시예에 따라, 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치(100)는 디코더(140)를 더 포함할 수 있다. 디코더(140)는 이미지센서(130)의 임의로 선택된 n개의 출력단자에서 출력되는 이진 영상 신호를 2n 개의 직렬 신호로 변환하여 출력한다. 즉, 위에서 예를 든 바와 같이 선택된 출력단자가 D5, D6, D7 이라면 3 출력 단자에서 출력되는 이진값을 23(8) 개의 직렬신호로 변환한다. 도 4에는 이진 신호값을 8개의 직렬신호로 변환하는 디코더의 예제를 나타내었다.
좀 더 구체적으로 카운터부(150)에 대해 설명하면, 카운터부(150)는 2n 개의 버퍼(152) 및 그 2n 개의 버퍼(152)에 각각 대응되는 2n 개의 카운터(151)를 포함할 수 있다. 2n 개의 카운터(151)는 디코더(140)에서 변환되어 출력되는 직렬신호의 상승 펄스 신호의 개수를 카운트하여 대응되는 버퍼(152)에 기록한다. 즉, 카운터 0 부터 카운터 (2n-1)은 각각 디코더(140)에서 변환되어 출력되는 출력펄스의 개수를 카운트하여 대응되는 버퍼(152)에 기록하는 것이다.
추가적인 양상에 따르면, 카운터부(150)는 수평 라인 카운터(153)를 더 포함할 수 있다. 수평 라인 카운터(153)는 이미지센서(130)에서 출력되는 수평 동기 신호를 카운트하고, 그 카운트한 값이 설정된 수평 라인 수에 도달하면 카운터부(150)의 각 카운터(151)로 신호를 송신한다. 이때, 수평 라인 카운터(153)에서 각 카운터(151)에 전송되는 신호는 각 카운터(151)로 하여금 버퍼(152)에 카운트 값을 전송하여 기록하도록 하는 제어 신호이다.
카운터부(150)의 각 카운터(151)는, 수평 라인 카운터(153)로부터 제어 신호를 수신하면 펄스 신호의 개수를 카운트한 값을 버퍼(152)에 전송하여 기록한다.
한편, 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치(100)는 조명부(110), 이미지센서(130), 카운터부(150)를 제어하는 제어신호를 생성하여 제어하는 CPU(160)를 더 포함할 수 있다. 그리고, CPU(160)는 카운트제어부(162)를 포함한다. 카운트제어부(162)는 이미지센서(130)에서 출력되는 화면을 여러 개의 구역으로 나누기 위한 수평 라인 카운터(153)의 수평 라인 수를 설정한다.
도 3은 이미지센서(130)에서 출력되는 화면의 예를 나타낸 도면이다. 이미지센서(130)에서는 수평 동기 신호(H-sync)와 수직 동기 신호(V-sync)를 출력한다. 카운트제어부(162)가 감지영역을 분할하기 위한 수평 라인 수를 설정하면, 수평 라인 카운터(153)는 그 설정된 수평 라인 수 단위로 이미지센서(130)에서 출력되는 수평 라인 수를 카운트하다가 설정된 수평 라인 수에 도달하면 각 카운터(151)에 제어 신호를 송신하여 카운트한 값을 버퍼(152)에 기록하도록 하는 것이다.
이때, 각 버퍼(152)는, 대응되는 각 카운터(151)로부터 카운트 값을 전송받으면 새로 카운트하도록 각 카운터에 신호를 송신한다. 그러면, 각 카운터(151)는, 대응되는 버퍼(152)로부터 신호를 수신하면 수평 라인 카운터(153)으로부터 제어신호를 수신할 때까지 펄스 신호의 개수를 새로 카운트한다.
추가적인 실시예에 따른 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치(100)의 CPU(160)는 조명제어부(161)를 더 포함할 수 있다. 조명제어부(161)는 검지물질이 없는 상황에서 기준값과 환경 조건에 따른 측정값과의 차이를 보상하기 위하여 조명부(110)의 광 출력 레벨을 조정한다.
도 5는 조명부의 광 출력 레벨을 제어하는 PWM 신호의 예이다. 조명제어부(161)는 도 5에 도시한 바와 같이 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 이용하여 조명부(110)의 광출력 레벨을 조정할 수 있다. 즉, 주기는 일정하고 Duty Cycle만을 변화시켜 광 출력 레벨을 조정한다. Duty Cycle은 시간영역 유도분극탐사나 CSAMT 탐사, 시간영역전자탐사 등, 펄스 송신 파형을 사용하는 탐사법에서 송신 신호가 개폐되면서 한 주기를 이룰 때, 한 주기(= 전류가 흐른 시간 + 전류가 흐르지 않은 시간)에 대한 전류가 흐른 시간의 비를 말하며, 또 전류가 흐르지 않은 시간에 대한 전류가 흐른 시간의 비를 듀티비(duty ratio)라고 한다.
이때, 주기의 역수인 주파수는 수평 동기 신호(H-sync) 주파수의 정수배로 하며, 최소한 2배 이상이 되도록 하여 이미지센서(130)의 행간 출력 불균일 현상을 회피할 수 있다.
또한, 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치(100)의 CPU(160)는 센서제어부(163)를 더 포함할 수 있다. 센서제어부(163)는 이미지센서(130)의 노출 시간을 포함한 각종 설정을 제어하기 위한 신호를 생성하여 이미지센서(130)를 제어한다. 이때, 센서제어부(163)는 조명제어부(161)가 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 출력한 후 일정 주기 경과 후부터 노출을 시작하고 그 PWM 신호 주기의 정수배 만큼 기간 동안 노출을 해주며 그 조명제어부(161)의 PWM 출력 신호가 ON상태(액티브 상태)에서 노출이 종료되도록 이미지센서(130)의 노출 시간을 제어할 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 노출시간 "T"는 항상 "Light On"시간보다 짧다.
한편, 추가적인 실시예에 따른 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치(100)의 CPU(160)는 히스토그램 추출부(164)를 더 포함할 수 있다. 히스토그램 추출부(164)는 카운터부(150)의 카운트 결과를 바탕으로 휘도 히스토그램을 추출한다. 도 7은 추출된 휘도 히스토그램의 예시도로서, 도 7에 도시된 바와 같이 전술한 [표 1]의 각 그룹에 카운트되는 펄스 신호의 수를 바탕으로 휘도 히스토그램을 생성한다.
추가적인 양상에 따라, 조명제어부(161)은 휘도 히스토그램 추출부(164)에 의해 검지물질이 없는 상황에서 추출된 휘도 히스토그램을 기준값으로 기억하고, 환경 변화에 따른 추출된 휘도 히스토그램과의 차이를 보상하기 위하여 조명부(110)의 광 출력 레벨을 조정할 수 있다.
추가적인 실시예에 따라, 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치(100)의 CPU(160)는 감지부(165)를 더 포함할 수 있다. 감지부(165)는 히스토그램 추출부(164)에 의해 추출된 휘도 히스토그램을 바탕으로 검지물질의 양을 판단한다. 추출된 휘도 히스토그램을 바탕으로 검지물질의 양을 판단하는 기준은 매우 다양하게 설정될 수 있는데, 예를 들어 검지물질(예: 우적)의 양이 많은 경우 조명부(110)에 의해 유리면에 조사되는 광이 그 검지물질에 의해 난반사되어 수광부(120)에 수광되는 광의 양이 매우 적기 때문에 이미지센서(130)에 의해 감지되는 이미지 패턴은 전체적으로 어둡게 된다. 이때, 이미지센서(130)에 의해 출력되는 영상의 픽셀들은 대부분 전술한 그룹0에 가까운 그룹에 위치하게 될 것이다.
따라서, 미리 검지물질의 양에 비례하여 다양한 단계로 나누고, 추출된 히스토그램을 이용하여 특정 그룹(예: 그룹 3) 이하에 속하는 픽셀의 수 또는 다양한 통계 정보를 바탕으로 생성된 측정값이 검지물질의 양에 비례하여 생성된 다양한 단계 중 어느 단계에 속하는 지를 판단하여 검지물질의 양을 판단할 수 있을 것이다. 이렇게 하여 각 단계에 대응되는 와이퍼의 속도에 따라 와이퍼가 작동하도록 하여 검지물질의 양에 따라 자동으로 와이퍼의 속도를 조절할 수 있게 된다.
다른 실시예에 따른 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치(100)는 광유도부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 광유도부(미도시)는 유리면에 밀착되어 조명부(110)에 의해 조사되어 입사된 유도광이 유리 표면에서 전반사 되도록 안내한다. 광유도부(미도시)는 사출 성형이 가능하고 투명도가 높은 플라스틱으로 이루어질 수 있으며,조명부(110)에서 방출되는 광원 및 수광부(120)에 의해 검출되는 광 성분의 소정 집속 작용과 결속 작용을 수행하는 것으로, 조명부(110)로부터 방출된 광원이 평행하게 진행하도록 해주는 광평행 송신 프리즘일 수 있다. 즉, 조명부(110)로부터 발사된 광원은 대부분의 성분이 발광면에 수직으로 출력되며 광유도부면에 수직으로 입사하므로 대부분의 성분이 손실 없이 유리면의 우적 측정점에 전반사 각으로 도달할 수 있게 해준다. 따라서, 광유도부(미도시)는 조명부(110)에서 입사된 빛이 직진하여 차량 유리와 이루는 각이 임계각인 42도 이내로 비춰지도록 하기 위하여 차량유리의 굴절률과 유사한 굴절률을 갖는 재질로 제작될 수 있다.
이는 이미지 패턴이 유리의 임계각인 42도 이내의 각도로 비춰질 때 이미지는 전반하사게 되고, 차량 유리 표면에 빗방울이나 눈 등의 검지물질이 있을 경우 해당 부분에서 전반사가 이루어지지 않고 산란하게 되는데, 이 현상은 검지물질의 양에 비례하게 되어, 이 산란 정도를 측정하여 검지물질(우적)을 감지하게 되게 때문이다.
조명부(110)는 광유도부(미도시)의 입사측에 설치되어 광원을 방출하고, 수광부(120)는 광유도부(미도시)의 출사측에 설치되어 수광되는 광에서 협대역의 소정 관심광을 필터링할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 패턴 추출 장치 110: 조명부
120: 수광부 130: 이미지센서
140: 디코더 150: 카운터부
151: 카운터 152: 버퍼
153: 수평라인카운터 160: CPU
161: 조명제어부 162: 카운트제어부
163: 센서제어부 164: 히스토그램추출부
165: 감지부

Claims (15)

  1. 유리창을 향해 광을 조사하는 조명부;
    상기 조명부로부터 조사되어 유리창에 의해 반사된 광을 수광하는 수광부;
    상기 수광부에 의해 수광된 광으로부터 이미지를 감지하여 출력 단자를 통해 픽셀 단위로 수평 동기 신호와 수직 동기 신호를 포함하는 영상 신호를 출력하는 이미지센서;
    상기 디지털 이미지 출력 단자 중 n개 만을 취하여 2n 개의 직렬신호로 변환하여 출력하는 디코더; 및
    상기 디코더에 의해 출력된 2n 개의 직렬신호 중 일부의 필요한 정보를 선택적으로 가공하여 미리 설정한 휘도 영역별로 분류하는 카운터부;를 포함하는 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 카운터부는,
    2n 개의 버퍼; 및
    상기 디코더의 2n 개의 출력단자에서 출력되는 펄스 신호의 개수를 카운트하여 상기 대응되는 버퍼에 전송하는 2n 개의 카운터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 카운터부는,
    상기 이미지센서에서 출력되는 수평 동기 신호를 카운트하고, 그 카운트한 값이 설정된 수평 라인 수에 도달하면 상기 카운터부의 각 카운터로 신호를 송신하는 수평 라인 카운터;를 더 포함하는 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 카운터부의 각 카운터는,
    상기 수평 라인 카운터로부터 신호를 수신하면 펄스의 개수를 카운트한 값을 버퍼에 전송하는 것을 특징으로 하는 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 버퍼는,
    상기 대응되는 각 카운터로부터 카운트 값을 전송받으면 새로 카운트하도록 각 카운터에 신호를 송신하는 것을 특징으로 하고,
    상기 각 카운터는,
    상기 대응되는 버퍼로부터 신호를 수신하면 새로 펄스의 개수를 카운트하는 것을 특징으로 하는 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 이미지센서에서 출력되는 화면을 여러 개의 구역으로 나누기 위한 상기 수평 라인 카운터의 수평 라인 수를 설정하는 카운터제어부;를 더 포함하는 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    검지물질이 없는 상황에서 기준값과 환경 조건에 따른 측정값과의 차이를 보상하기 위하여 상기 조명부의 광 출력 레벨을 조정하는 조명제어부;를 더 포함하는 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 조명제어부는,
    PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 이용하여 상기 조명부의 광출력 레벨을 조정하는 것을 특징으로 하는 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이미지센서의 노출 시간을 포함한 각종 설정을 제어하기 위한 신호를 생성하여 상기 이미지센서를 제어하는 센서제어부;를 더 포함하는 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 센서제어부는,
    상기 조명제어부가 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 출력한 후 일정 주기 경과 후부터 노출을 시작하고 상기 조명제어부의 PWM 출력 신호가 ON상태에서 노출이 종료되도록 상기 이미지센서의 노출 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 센서제어부는,
    상기 PWM(Pulse Width Modulation) 신호가 상기 수평동기 신호 구간에 최소한 2개 이상의 정수배 펄스를 인가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치.
  13. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 카운터부의 카운트 결과를 바탕으로 휘도 히스토그램을 추출하는 히스토그램 추출부;를 더 포함하는 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 휘도 히스토그램 추출부에 의해 검지물질이 없는 상황에서 추출된 휘도 히스토그램을 기준값으로 기억하고, 환경 변화에 따른 추출된 휘도 히스토그램과의 차이를 보상하기 위하여 상기 조명부의 광 출력 레벨을 조정하는 조명제어부;를 더 포함하는 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 히스토그램 추출부에 의해 추출된 휘도 히스토그램을 바탕으로 검지물질의 양을 판단하는 감지부;를 더 포함하는 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치.
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