KR101854040B1 - 곡면 윈도우의 수차 보정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 곡면 윈도우의 굴절력에 의해 발생되는 수차를 상쇄시켜 제거하는 곡면 윈도우의 수차 보정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명은 본 발명은 임의의 굴절력을 갖는 곡면 윈도우; 및 상기 곡면 윈도우의 굴절력을 갖는 방향에 설치되어 상기 곡면 윈도우의 굴절력을 상쇄하는 수차 보정부를 포함한다. 따라서 본 발명은 곡면 윈도우의 굴절력에 의해 발생되는 수차를 상쇄시켜 제거함으로써, 수차를 감소시킬 수 있고, 곡면 윈도우의 수차를 제거함으로써, 영상 왜곡이 감소된 양질의 영상을 제공할 수 있는 장점이 있다.

Description

곡면 윈도우의 수차 보정장치{ABERRATION CORRECTION DEVICE OF CURVED SURFACE WINDOW}

본 발명은 곡면 윈도우의 수차 보정장치에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 곡면 윈도우의 굴절력에 의해 발생되는 수차를 상쇄시켜 제거하는 곡면 윈도우의 수차 보정장치에 관한 것이다.

차량용 블랙박스는 사건 데이터 기록 장치(Event Data Recorder)이라고 불리는 장치로서, 사고 검출 및 분석 기능을 가지며, 구체적으로 일정 기간의 차량 운행 기록, 사고 전후 일정 시간의 영상, 음성 데이터와 속도, GPS 및 자이로 센서를 이용한 궤도 데이터, 조향 각도 또는 브레이크, 가속 장치, 엔진 RPM, 전조등 작동 여부와 같은 자동차의 운행 기록을 저장한다.

도 1은 일반적인 차량용 블랙박스가 설치된 차량을 나타낸 예시도로서, 이러한 차량용 블랙박스(20)는 차량(10) 내부의 룸미러 또는 룸미러의 전측에 설치되어 차량 전방의 영상을 촬영하여 동영상으로 기록한다.

발전된 형태의 블랙박스는 사고가 발생되면 무선 네트워크를 통하여 응급 신호를 송출하는 기능을 가질 수 있으며, 차량용 블랙박스에서 요구되는 주요 기술은 사고 탐지 기술, 데이터 저장 기술 및 데이터 분석 기술이 있다.

사고 탐지 기술은 일반적으로 운전석 또는 조수석 에어백을 위한 전방 충돌 센서 또는 측면 충돌 센서와 같은 장치를 이용하고, 데이터 저장 기술은 영상 데이터 또는 차량 운행 데이터를 플래시 메모리, SRAM 또는 DRAM과 같은 저장 매체에 압축된 형태로 저장하는 기술이 사용된다.

그리고 데이터 분석기술은 저장된 영상의 재생 또는 애니메이션 형태의 복원을 위하여 분석 소프트웨어를 이용하여 행해진다.

이러한 기술의 구현을 위하여 차량용 블랙박스는 정보 수신 장치, 정보 처리 장치, 정보 저장 장치 및 외부 출력 장치로 이루어질 수 있고 정보 수신장치로 GPS, 카메라 또는 차량 운행과 관련된 장치가 이용될 수 있다.

차량용 블랙박스를 위한 카메라는 차량의 룸미러 또는 대시 보드에 설치되어 외부 영상 정보를 수신하기 위하여 사용될 수 있으며, 카메라로부터 얻어지는 영상 정보는 카메라의 렌즈 성능 및 영상 처리 기술 수준에 의하여 특성이 좌우될 수 있다.

예를 들어 카메라 렌즈의 성능에 의하여 다양한 외부 환경의 변화에 관계없이 정확한 영상 정보가 얻어질 수 있다.

그러나 이러한 종래의 블랙박스(20)는 차량 전측의 곡면 윈도우(11)를 통해 입력되는 영상을 촬영하도록 구성되어 상기 곡면 윈도우(11)를 통과한 광선이 상기 곡면 윈도우의 x축과 y축의 초점 차이로 인해 수차가 발생하여 왜곡된 영상(30)을 입력받는 문제점이 있다.

한국 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0059286호(발명의 명칭: 멀티 화각 카메라를 탑재한 차량용 블랙박스)

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 곡면 윈도우의 굴절력에 의해 발생되는 수차를 상쇄시켜 제거하는 곡면 윈도우의 수차 보정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 임의의 굴절력을 갖는 곡면 윈도우; 및 상기 곡면 윈도우의 굴절력을 갖는 방향에 설치되어 상기 곡면 윈도우의 굴절력을 상쇄하는 수차 보정부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 수차 보정부는 상기 곡면 윈도우의 굴절력과 반대의 굴절력을 형성하거나 또는 상기 곡면 윈도우의 굴절력을 상쇄하는 볼록 형상 또는 오목 형상 중 어느 하나의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 수차 보정부는 상기 곡면 윈도우에 밀착하여 설치하거나 또는 상기 곡면 윈도우와 일정 거리 이격하여 설치한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 수차 보정부는 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 수차 보정부 형상의 크기는 다음의 조건식

(여기서, Y는 수차 보정부 형상의 대각 크기, FOV는 결상 렌즈의 화각, D는 결상 렌즈와 수차 보정부 사이의 거리, d는 렌즈의 직경)을 만족하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 수차 보정부는 회전 대칭을 포함하지 않는 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 수차 보정부는 수차 보정부의 x축 굴절력과 수차 보정부의 y축 굴절력이 서로 다른 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 수차 보정장치는 곡면 윈도우의 굴절력을 갖는 방향의 초점거리(F1)가 '0'보다 크면, 상기 수차 보정부의 굴절력을 갖는 방향의 초점거리(F2)는 '0'보다 작고, 상기 초점거리 F1과, F2는 다음의 조건식 -0.5 * F2 < 1 * F1 < -1.5 * F2를 만족하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 수차 보정장치는 곡면 윈도우의 굴절력을 갖는 방향의 초점거리(F1)가 '0'보다 작으면, 상기 수차 보정부의 굴절력을 갖는 방향의 초점거리(F2)는 '0'보다 크고, 상기 초점거리 F1과, F2는 다음의 조건식 0.5 * F2 < -1 * F1 < 1.5 * F2를 만족하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 곡면 윈도우의 굴절력에 의해 발생되는 수차를 상쇄시켜 제거함으로써, 수차를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 곡면 윈도우의 수차를 상쇄시킴으로써, 영상 왜곡이 감소된 양질의 영상을 제공할 수 있는 장점이 있다.

도 1 은 일반적인 차량용 블랙박스가 설치된 차량을 나타낸 예시도.
도 2 는 본 발명에 따른 곡면 윈도우의 수차 보정장치 구성을 나타낸 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 곡면 윈도우의 수차 보정장치의 곡면 윈도우와 수차 보정부를 나타낸 분해 사시도.
도 4 는 본 발명에 따른 곡면 윈도우의 수차 보정장치의 수차 보정부와 렌즈모듈을 나타낸 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 곡면 윈도우의 수차 보정장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 곡면 윈도우의 수차 보정장치 구성을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 곡면 윈도우의 수차 보정장치의 곡면 윈도우와 수차 보정부를 나타낸 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 곡면 윈도우의 수차 보정장치의 수차 보정부와 렌즈모듈을 나타낸 측면도이다.

도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 곡면 윈도우의 수차 보정장치는 임의의 굴절력을 갖는 곡면 윈도우(100)와, 상기 곡면 윈도우(100)의 굴절력을 상쇄하는 수차 보정부(200)를 포함하여 구성된다.

상기 곡면 윈도우(100)는 유리 등의 투과재로서, 차량의 앞유리 또는 건물에 설치되는 곡면형 유리 등을 포함하고, 상기 곡면 윈도우(100)는 굴절력을 갖도록 곡면 윈도우의 x축(110) 방향으로 곡률을 형성하고, 곡면 윈도우의 y축(120) 방향으로는 굴절력이 없도록 플랫하게 형성된다.

즉 상기 곡면 윈도우의 x축(110)은 일정 크기의 초점거리(F1)를 갖도록 형성되고, 상기 곡면 윈도우의 y축(120)은 초점거리가 무한대를 갖도록 구성되어 상기 곡면 윈도우(100)를 통과한 광선이 상기 곡면 윈도우의 x축(110)과 y축(120)의 초점 차이로 인해 수차가 발생하는 구조로 이루어진다.

본 실시예에서는 상기 곡면 윈도우의 y축(120)이 무한대의 초점거리를 갖는 구성으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 일정 크기의 초점거리를 갖도록 구성할 수도 있다.

상기 수차 보정부(200)는 곡면 윈도우(100)가 굴절력을 갖는 방향에 설치되어 상기 곡면 윈도우(100)의 굴절력을 상쇄하는 구성으로서, 상기 수차 보정부(200)는 상기 곡면 윈도우(100)의 굴절력과 반대의 굴절력을 형성하거나 또는 상기 곡면 윈도우(100)의 굴절력을 상쇄하는 볼록 형상 또는 오목 형상 중 어느 하나의 형상으로 이루어지고, 바람직하게는 상기 수차 보정부(200)는 회전 대칭을 포함하지 않는 형상으로 이루어진다.

즉 상기 수차 보정부(200)는 곡면 윈도우(100)의 굴절력을 상쇄하기 위해 수차 보정부의 x축(210) 방향으로 곡률을 형성하여 일정 크기의 초점거리(F2)를 갖도록 구성되고, 수차 보정부의 y축(220) 방향은 상기 수차 보정부의 x축(210) 굴절력과 다른 크기의 굴절력을 갖도록 구성되며, 바람직하게는 상기 수차 보정부의 y축(220) 방향 굴절력은 갖지 않게 무한대의 초점거리(F3)를 갖도록 이루어진다.

또한, 상기 수차 보정부(200)는 곡면 윈도우(100)의 굴절력을 갖는 방향의 초점거리(F1)가 '0'보다 크면, 상기 곡면 윈도우(100)의 굴절력을 상쇄하기 위해 상기 수차 보정부(200)의 굴절력을 갖는 방향의 초점거리(F2)는 '0'보다 작아지도록 구성하고, 상기 곡면 윈도우(100)의 굴절력을 갖는 방향의 초점거리(F1)와, 상기 수차 보정부(200)의 굴절력을 갖는 방향의 초점거리(F2)는 하기식을 만족하도록 구성된다.

또한, 상기 수차 보정부(200)는 곡면 윈도우(100)의 굴절력을 갖는 방향의 초점거리(F1)가 '0'보다 작으면, 상기 곡면 윈도우(100)의 굴절력을 상쇄하기 위해 상기 수차 보정부(200)의 굴절력을 갖는 방향의 초점거리(F2)는 '0'보다 크게 구성하고, 상기 곡면 윈도우(100)의 굴절력을 갖는 방향의 초점거리(F1)와, 상기 수차 보정부(200)의 굴절력을 갖는 방향의 초점거리(F2)는 하기식을 만족하도록 구성된다.

또한, 상기 수차 보정부(200)는 곡면 윈도우(110)의 굴절력을 갖는 면에 밀착하여 설치하거나 또는 상기 곡면 윈도우(110)의 굴절력을 갖는 면과 일정 거리 이격하여 설치될 수 있으며, 바람직하게는 상기 곡면 윈도우(110)의 굴절력을 갖는 면에 밀착하여 구성된다.

또한, 상기 수차 보정부(200)는 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어진다.

또한, 상기 수차 보정부(200)는 결상 렌즈, 렌즈 모듈 사람의 시야 등을 포함하는 영상 입력부(300)의 위치 및 렌즈의 크기에 따라 수차 보정부(200)의 크기를 결정하고, 상기 수차 보정부(200) 형상의 크기는 하기식을 만족하도록 구성된다.

여기서, Y는 수차 보정부 형상의 대각 크기, FOV는 결상 렌즈의 화각, D는 결상 렌즈와 수차 보정부 사이의 거리, d는 렌즈의 직경이다.

즉 곡면 윈도우(100)와 수차 보정부(200)를 통과한 광선이 입사되는 영상 입력부(300)의 렌즈 크기와, 상기 영상 입력부(300)까지의 거리에 기초하여 곡면 윈도우(100)의 굴절력을 상쇄시키기 위한 수차 보정부(200)의 크기를 산출하고, 상기 산출된 크기 값에 따라 수차 보정부(200)를 형성함으로써, 상기 곡면 윈도우(100)와 수차 보정부(200)를 통과한 광선이 영상 입력부(300)의 위치 및 렌즈 크기에 따라 왜곡없이 상기 영상 입력부(300)에 입사될 수 있도록 한다.

따라서 수차 보정부를 통해 곡면 윈도우의 굴절력에 의해 발생되는 수차를 상쇄시켜 제거함으로써, 곡면 윈도에서 발생되는 수차를 감소시킬 수 있고, 상기 곡면 윈도우의 수차를 상쇄시킴으로써, 영상 왜곡이 감소된 양질의 영상이 제공될 수 있게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

100 : 곡면 윈도우
110 : 곡면 윈도우 x축
120 : 곡면 윈도우 y축
200 : 수차 보정부
210 : 수차 보정부 x축
220 : 수차 보정부 y축
300 : 영상 입력부

Claims (9)

1. 임의의 굴절력을 갖는 곡면 윈도우(100); 및
   상기 곡면 윈도우(100)가 굴절력을 갖는 방향에 상기 곡면 윈도우에 밀착하여 설치하거나 또는 상기 곡면 윈도우와 일정 거리 이격하여 설치되어 상기 곡면 윈도우(100)의 굴절력을 상쇄하는 수차 보정부(200)를 포함하고,
   상기 곡면 윈도우(100)의 굴절력 방향의 초점거리(F1)가 '0'보다 크면, 상기 수차 보정부(200)의 굴절력 방향의 초점거리(F2)는 '0'보다 작고, 상기 초점거리 F1과, F2는 다음의 조건식 -0.5 * F2 < 1 * F1 < -1.5 * F2를 만족하며, 상기 곡면 윈도우(100)의 굴절력 방향의 초점거리(F1)가 '0'보다 작으면, 상기 수차 보정부(200)의 굴절력 방향의 초점거리(F2)는 '0'보다 크고, 상기 초점거리 F1과, F2는 다음의 조건식 0.5 * F2 < -1 * F1 < 1.5 * F2를 만족하는 것을 특징으로 하는 곡면 윈도우의 수차 보정장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수차 보정부(200)는 상기 곡면 윈도우(100)의 굴절력과 반대의 굴절력을 형성하거나 또는 상기 곡면 윈도우(100)의 굴절력을 상쇄하는 볼록 형상 또는 오목 형상 중 어느 하나의 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 곡면 윈도우의 수차 보정장치.
   
3. 삭제
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 수차 보정부(200)는 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 곡면 윈도우의 수차 보정장치.
   
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 수차 보정부(200)의 크기는 다음의 조건식
   

   

   
   (여기서, Y는 수차 보정부 형상의 대각 크기, FOV는 결상 렌즈의 화각, D는 결상 렌즈와 수차 보정부 사이의 거리, d는 렌즈의 직경)을 만족하는 것을 특징으로 하는 곡면 윈도우의 수차 보정장치.
   
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 수차 보정부(200)는 회전 대칭을 포함하지 않는 형상인 것을 특징으로 하는 곡면 윈도우의 수차 보정장치.
   
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 수차 보정부(200)는 수차 보정부의 x축(210) 굴절력과 수차 보정부의 y축(220) 굴절력이 서로 다른 것을 특징으로 하는 곡면 윈도우의 수차 보정장치.
   
8. 삭제
9. 삭제

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