KR102071096B1 - 차량용 후방 촬상 시스템 - Google Patents

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Abstract

차량(10)용 후방 촬상 시스템은 차량의 후방에 대한 광각 수평 시야(FoV)를 제공하기 위해 차량의 후부에 장착된 적어도 하나의 비디오 카메라, 및 운전자가 볼 수 있는 차량 내 위치에 제공된 디스플레이 장치를 포함한다. 비디오 프로세서는 카메라 FoV를 3개의 수평으로 배치되는 보조 FoV(RH FoV, 중앙 FoV, LH FoV)로 세분하고 상기 보조 FoV를 디스플레이 장치 화면의 시각적으로 분리된 나란한 영역에서 디스플레이한다. 적어도 하나의 보조 FoV의 수평 위치 및/또는 범위는 차량 움직임의 함수로서 변할 수 있다.

Description

차량용 후방 촬상 시스템{REARVIEW IMAGING SYSTEMS FOR VEHICLE}
관련 출원
본 출원은 2012년 7월 3일자 출원한 미국 특허 출원 제13/541,650호와 관련이 있고, 이 관련 출원은 여기에서의 인용에 의해 본원에 통합된다.
본 발명은 자동차 및 기타 차량의 후방 촬상 시스템에 관한 것이다.
미국 특허 제4,214,266호(이 특허는 인용에 의해 본원에 통합된다)에는 차량을 운전하는 동안 운전자를 보조하는 시각 보조 시스템에 대하여 개시되어 있다. 상기 '266 특허에 개시된 시스템은 거리 측정 장치를 포함한 폐회로 비디오 시스템을 포함한다. 이 시스템은 차량의 후방을 운전자가 볼 수 있게 하고, 거리 표시 장치를 사용함으로써 운전자는 차량의 후부가 비디오 시스템을 통해 보이는 물체로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 알 수 있다.
미국 특허 제5,670,935호(이 특허는 인용에 의해 본원에 통합된다)에는 차량의 주행 방향과 관련하여 후방으로 지향되는 적어도 하나의 이미지 포착 장치를 포함한 차량용 후방 비전(vision) 시스템에 대하여 개시되어 있다. 예컨대 '935 특허에서 개략적으로 예시된 디스플레이(20, 20', 20", 20'") 중 임의의 것을 포함하는 디스플레이 시스템은 이미지 포착 장치의 출력으로부터 합성된 이미지를 제공한다. 상기 '935 특허에 개시된 디스플레이 시스템은 차량 객실의 전방에 있는 초점 길이에서 차량 운전자의 전방 시야와 근접할 수 있다. 복수의 이미지 포착 장치가 '935 특허에서 설명된 것처럼 제공될 수 있고, 디스플레이 시스템은 차량의 앞과 같이 단일 위치로부터의 후방 측 풍경(view)을 근사화하는 이미지 포착 장치의 출력으로부터 합성된 단일 이미지를 디스플레이할 수 있다.
미국 특허 제6,559,761호(이 특허는 인용에 의해 본원에 통합된다)에는 차량용의 상방 풍경(overhead-view) 디스플레이 시스템에 대하여 개시되어 있다. '761 특허에 개시되어 있는 디스플레이 시스템은 상방 시야 내의 기준 차량 표시자 및 적어도 3개의 시야 디스플레이 세그멘트를 포함한다. 각각의 디스플레이 세그멘트는 기준 차량 부근의 물리적 영역을 표시하고, 상기 영역 내의 다른 차량의 존재 및 기준 차량과 다른 차량 간의 상대적 거리를 디스플레이하도록 적응된 제1 표시자를 포함한다. 상기 '761 특허에 개시된 다른 실시형태에 있어서, 각각의 시야 디스플레이 세그멘트는 상기 기준 차량과 상기 다른 차량 간의 상대적 거리의 변화 방향 및 아마도 차량 유형을 표시하도록 적응된 제2 표시자를 포함한다. 따라서, '761 특허에 개시된 디스플레이 시스템은 운전자 방심의 정도를 제한하면서 차량 운전자에게 차량 운용 환경에 대한 정보를 전달한다. 운전자 방심을 더욱 감소시키는 후방 촬상 시스템을 갖는 것이 바람직하다.
미국 특허 제7,139,412호(이 특허는 인용에 의해 본원에 통합된다)에는 차량 주변 영역의 합성 조감도를 생성하는 수단에 대하여 개시되어 있다. 차량에 장착되는 것으로서 구내 차량(local vehicle)의 주변을 촬영하기 위한 복수의 카메라(CAM1-CAM8)가 '412 특허에 개시되어 있다. 획득된 때, 카메라 이미지는 합성되어 디스플레이 장치의 화면에 디스플레이된다. 카메라 이미지의 화소 데이터가 보상 대상의 합성 이미지를 구성하는 것으로서 '412 특허에 설명되어 있고, 그래서 인접 카메라 이미지에 대한 화소 데이터의 차가 감소된다. '412 특허에 설명되어 있는 일 예에 있어서, 화소 데이터는 그들의 값이 인접 카메라 이미지의 화소 데이터의 평균치와 동일하게 되도록 보정된다. 차량 사용자가 보도록 디스플레이에 제공되는 더 유익하고 쉽게 볼 수 있는 후방 이미지를 갖는 것이 바람직하다.
미국 특허 제7,881,496호(이 특허는 인용에 의해 본원에 통합된다)에는 촬상 센서, 카메라 마이크로컨트롤러, 디스플레이 요소를 가진 디스플레이 장치, 디스플레이 마이크로컨트롤러, 및 사용자에 의해 선택적으로 작동가능한 적어도 하나의 사용자 입력부를 가진 촬상 장치를 포함한 차량용 비전 시스템에 대하여 개시되어 있다. 촬상 장치는 통신 링크를 통해 디스플레이 장치에게 이미지 신호를 전달한다. 디스플레이 마이크로컨트롤러는 적어도 하나의 사용자 입력에 응답하여 이미지 신호에 영향을 준다. 카메라 마이크로컨트롤러는 통신 링크상의 이미지 신호를 모니터링하고 영향을 받은 이미지 신호의 검출에 응답하여 촬상 장치의 기능을 조정한다. '496 특허에 개시된 비전 시스템은 거리 검출 시스템과 함께 시스템의 디스플레이 또는 센서를 조정할 수 있다. 개선된 후방 촬상 시스템을 갖는 것이 바람직하다.
미국 특허 제8,150,210호에는 자동차의 360도 주변 풍경의 하방 측 이미지를 운전자에게 제공하는 차량용 이미지 합성 시스템에 대하여 개시되어 있다. 이 시스템은 차량 주변의 제1 이미지를 촬영하기 위해 사용하는 제1 카메라와, 차량 주변의 제2 이미지를 촬영하기 위해 사용하는 제2 카메라를 포함하고, 여기에서 상기 제2 이미지와 제1 이미지는 중첩 영역을 갖는다. '210 특허에 개시된 이미지 처리 장치는 상기 제1 이미지와 제2 이미지를 합성하여 제3 이미지를 출력하기 위해 사용하는 한정 컴포넌트(defining component) 및 합성 컴포넌트를 포함한다. 디스플레이 장치는 상기 제3 이미지를 디스플레이하기 위해 사용된다. 물체가 왜곡되지 않도록 중첩 영역에서 물체 합성을 관리하는 시스템을 갖는 것이 바람직하다.
미국 특허 제6,734,896호 및 미국 특허 제7,714,887호(이 특허들은 인용에 의해 본원에 통합된다)에는 차량 주변을 포착하는 복수의 카메라에 의해 포착된 카메라 이미지로부터 자연스러운 합성 이미지를 생성하도록 프로그램된 이미지 프로세서에 대하여 개시되어 있다. 파라미터 기억부는 카메라 이미지와 합성 이미지 간의 대응성을 표시하고 상이한 공간 또는 시간 해상도 관계를 가진 복수의 이미지 합성 파라미터 그룹을 저장한다. 파라미터 선택부는 운행 속도 및 방향과 같은 차량의 움직임을 검출하는 차량 움직임 검출부의 출력에 따라 상기 이미지 합성 파라미터 그룹을 선택한다. 이미지 합성부는 상기 선택된 이미지 합성 파라미터 그룹에 따라 상기 카메라 이미지로부터 합성 이미지를 생성한다.
차량(10)용 후방 촬상 시스템은 차량의 후방에 대한 광각 수평 시야(FoV)를 제공하기 위해 차량의 후부에 장착된 적어도 하나의 비디오 카메라, 및 운전자가 볼 수 있는 차량 내 위치에 제공된 디스플레이 장치를 포함한다. 비디오 프로세서는 카메라 FoV를 3개의 수평으로 배치되는 보조 FoV(RH FoV, 중앙 FoV, LH FoV)로 세분하고 상기 보조 FoV를 디스플레이 장치 화면의 시각적으로 분리된 나란한 영역에서 디스플레이한다. 적어도 하나의 보조 FoV의 수평 위치 및/또는 범위는 차량 움직임의 함수로서 변할 수 있다.
이제, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 각종 실시형태를 예로서 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 각각 일부 실시형태에 따른 자동차의 개략적인 측면도 및 상면도이다.
도 2a 내지 도 2d는 일부 실시형태에 따른, 차량이 후진할 때 카메라의 전체적인 광각 시야(WFoV)를 비디오 프로세서에 의해 3개의 보조 FoV로 분할한 것을 보인 도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각, 차량이 전방 움직임으로 전환된 때 수평 및 수직 시야(FoV)가 디스플레이에서 좁아지는, 일부 실시형태에 따른 후방 촬상 시스템이 설비된 자동차의 개략적인 측면도 및 상면도이다.
도 4 내지 도 6은 2개 이상의 카메라를 구비한 실시형태를 개략적으로 보인 도이다.
일부 실시형태에 따르면, 차량용 후방 촬상 시스템은 차량의 후방에 대한 광각 수평 시야(field of view, FoV)를 제공하기 위해 차량의 후부에 장착된 적어도 하나의 비디오 카메라를 포함한다. 디스플레이 장치는 상기 적어도 하나의 비디오 카메라에 의해 제공된 이미지를 보도록 운전자가 볼 수 있는 차량 내 위치에 제공된다. 비디오 프로세서는 카메라 FoV를 복수의 보조 FoV로, 예를 들면 3개의 수평으로 배치되는 보조 FoV로 세분한다. 비디오 프로세서는 디스플레이 장치 화면의 시각적으로 분리된 나란한 영역에서 디스플레이되는 보조 FoV를 포함하여 디스플레이되는 이미지들을 생성하고, 여기에서 적어도 하나의 보조 FoV의 수평 위치 및/또는 범위는 차량 움직임의 함수로서 변할 수 있다.
카메라 FoV는 예를 들면 카메라 FoV가 3개의 보조 FoV로 세분되는 예시적인 실시형태에서 좌측(left-hand, LH), 우측(right-hand, RH) 및 중앙 보조 FoV로 나누어질 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 차량이 후진하면서 특정 방향으로 회전할 때, 차량이 후진하고 있는 차량 측면에서의 하나 이상의 보조 FoV와 중앙 FoV 간의 경계는 상기 차량의 측면을 향하여 이동된다. 이 예에서, 중앙 FoV를 디스플레이하는 디스플레이 화면의 영역은 차량이 후진하면서 전술한 특정 방향으로 회전할 때 디스플레이 화면의 적어도 하나의 다른 영역을 희생시키면서 연장될 수 있다.
하나 이상의 보조 시야는 일부 실시형태에서 차량이 전방으로 이동할 때 좁아질 수 있다. 상기 보조 시야는 차량의 속도가 증가함에 따라 점차적으로 좁아질 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 주차 또는 후진 운전을 위한 광각 뷰잉 시스템 및 동적 시야 시스템을 포함하는 혼합형 시스템의 장점은 차량이 후방 움직임으로 서행할 때, 정지할 때 및/또는 전방 움직임을 시작할 때 FoV를 조정하는 것이다. 소정의 실시형태에 있어서, 전방 움직임 중에 있을 때 종래의 좌측 사이드 미러, 우측 사이드 미러 및 백미러(rear-view mirror)를 흉내내는 2개 또는 3개(또는 그 이상)의 디스플레이 형태가 제공된다. 넓은 시야, 예를 들면 하나 이상의 사각 지대(blind-spot)를 포함해서, 차량의 한쪽 또는 양쪽의 적어도 일부 및 후방을 포함한 90° 또는 120° 또는 150° 또는 180°의 파노라마 뷰(panoramic view)는 운전자가 후진할 때 활용하도록 쉽게 볼 수 있는 디스플레이에서 유리하게 제공된다.
도 1a 및 도 1b는 각각 일부 실시형태에 따른 수직 및 수평 시야(FoV)를 개략적으로 나타내는 자동차(10)의 개략적 측면도 및 상면도이다. 이 실시형태의 후방 촬상 시스템은 차량 후방의 풍경을 이미징하기 위해 차량 뒤쪽 외부에 장착된 후방을 바라보는 광각 시야(WFoV) 비디오 카메라(12)를 포함한다. 이 실시형태의 시스템은 단일의 WFoV 카메라(12)만을 포함할 수 있고, 또는 2개 이상의 카메라를 사용할 수도 있다(예를 들면, 2개 및 3개(또는 그 이상)의 카메라를 포함한 실시형태를 나타내는 도 4, 도 5 및 도 6과 후술하는 그 설명을 참조한다). 카메라(12)는 바람직한 시야를 가진 이미지를 포착하기에 충분한 개구를 가진 차량 하우징, 트렁크 하우징, 범퍼 하우징, 번호판 하우징, 브레이크등 또는 방향 표시등 하우징 내측의 소정 격실에 또는 다른 격실에 장착될 수 있다. 충격 흡수, 방수 밀봉, 줌 및/또는 오토포커스, 전자파 방해(EMI) 차폐와 같은 특징, 또는 미국 특허 출원 제13/571,393, 13/571,395, 13/571,397, 13/571,405, 13/445,857, 61/609,293 및 61/643,331호, 및 미국 특허 RE42,898, 및 미국 공개 특허 출원 제20120063761, 20110221936, 20110216158, 20090115885 및 20090225171호에 개시되어 있는 것과 같은 하나 이상의 또는 수개의 다른 특징을 가진 카메라 또는 카메라 모듈을 사용할 수 있다. 상기 특허 문헌들은 동일한 양수인에게 양도된 것이고 여기에서의 인용에 의해 본원에 통합된다. 다른 카메라 및 카메라 모듈 실시형태, 및 대안적인 실시형태와 함께 포함될 수 있는 카메라 모듈의 특징 및 컴포넌트의 실시형태는 미국 특허 제7,224,056, 7,683,468, 7,936,062, 7,935,568, 7,927,070, 7,858,445, 7,807,508, 7,569,424, 7,449,779, 7,443,597, 7,768,574, 7,593,636, 7,566,853, 8,005,268, 8,014,662, 8,090,252, 8,004,780, 8,119,516, 7,920,163, 7,747,155, 7,368,695, 7,095,054, 6,888,168, 6,583,444 및 5,882,221호, 및 미국 공개 특허 출원 제2012/0063761, 2011/0317013, 2011/0255182, 2011/0274423, 2010/0053407, 2009/0212381, 2009/0023249, 2008/0296717, 2008/0099907, 2008/0099900, 2008/0029879, 2007/0190747, 2007/0190691, 2007/0145564, 2007/0138644, 2007/0096312, 2007/0096311, 2007/0096295, 2005/0095835, 2005/0087861, 2005/0085016, 2005/0082654, 2005/0082653, 2005/0067688호, 및 미국 특허 출원 제61/609,293호, 및 PCT 출원 제PCT/US2012/024018호 및 PCT/US2012/025758호에서 설명되어 있고, 상기 특허 문헌들은 모두 여기에서의 인용에 의해 본원에 통합된다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 예를 다시 참조하면, 와이드스크린 디스플레이 장치(14)가 운전자가 볼 수 있도록 차량 내부 앞쪽에 장착된다. 비디오 프로세서(16)는 디스플레이 장치(14)로 볼 수 있도록 카메라(12)로부터의 비디오 신호를 처리하기 위해 포함되고, 뒤에서 자세히 설명된다. 카메라(12), 비디오 프로세서(16) 및 디스플레이(14)는 도 1a에 예시적인 구성으로 도시되어 있고, 각종 방법으로 장착 및 접속될 수 있다. 예를 들면, 유선 또는 무선 신호가 컴포넌트 12, 14 및 16 사이에서 송신 및 수신될 수 있고, 3D 이미지를 제공하기 위해 2개의 카메라(12)가 배치될 수 있으며, 거리 정보가 미국 공개 출원 제2012/0007940 A1, 2012/0200725 A1, 2012/0120283 A1, 2012/0075492 A1, 및/또는 2007/0269108, 및/또는 미국 특허 출원 일련번호 제PCT/US2012/025758호, US 13/077,891, 및/또는 미국 특허 제7,469,071, 7,692,696, 7,606,417, 및/또는 7,868,922호에 개시되어 있는 기술에 의해 제공될 수 있다. 상기 특허 문헌들은 동일한 양수인에게 양도된 것이고 여기에서의 인용에 의해 본원에 통합된다.
도 1a는 카메라의 수직 FoV가 수평선 위로 크게 연장하지 않도록 선택된 경우의 측면도의 예를 보인 것이다. 그러나, FoV가 비디오 프로세서 내의 이미지 처리부에 의해 디지털식으로 조정될 수 있기 때문에, 완전 반구 뷰까지를 포함한 선택된 FoV를 가진 카메라를 사용할 수 있고, 일부 실시형태에서는 예를 들면 복수의 카메라 및/또는 하나 이상의 미러를 이용하여 180° 이상의 FoV까지도 사용할 수 있다. 비록 도 1a에서는 비디오 프로세서(16)가 별개의 유닛으로서 도시되어 있지만, 그 기능 중의 일부 또는 전부가 카메라 및/또는 디스플레이 유닛에 포함될 수 있고 또는 카메라와 디스플레이 유닛에 분산될 수도 있으며, 복수의 프로세서 컴포넌트들이 결합되어 이미지 신호 프로세서(ISP), 중앙 처리 장치(CPU), 및/또는 미국 공개 출원 제2012/0008002 A1, 2011/0134287 A1, 2011/0115928 A1, 및/또는 2012/0106790 A1호에 개시된 것과 같은 하드웨어 가속 컴포넌트 등의 비디오 프로세서(16)를 형성할 수 있다. 상기 특허 문헌들은 모두 여기에서의 인용에 의해 본원에 통합된다.
도 1a는 약 70도의 예시적인 수직 FoV를 보인 것이고, 도 1b는 복수의 실시형태에 있어서 가능한 한 180도에 가깝고 135도보다 작지 않은 수평 FoV를 보인 것이다. 일부 실시형태에 있어서, 카메라는 높이가 높은 차량(taller vehicle) 위와 같이 높게 장착되거나 차량의 지붕을 향하여 위치되고, 다른, 전형적으로 더 넓은 수직 FoV가 그에 따라서 제공된다.
일부 실시형태에 있어서, 카메라 FoV, 하나 이상 카메라의 카메라 위치 및 수의 구성, 및 다르게 지향된 카메라 및 시야는 집합적으로 차량의 바로 뒤쪽 영역 및 운전자 뒤쪽 측면의 한쪽 또는 양쪽 사각 지대가 이미징될 수 있게 한다.
도 2a는 일부 실시형태에 따른 카메라(12)의 전체적인 광각 FoV용의 디스플레이(14)가, 차량이 후진할 때, 이 예에서는 좌측 FoV, 우측 FoV 및 중앙 FoV를 포함한 3개의 보조 FoV로 분할되는 것을 보인 것이다.
후진할 때, 일부 실시형태에서 동적으로 조정가능한 수직 FoV는 도 1a에 도시된 것처럼 차량의 바로 뒤쪽 영역뿐만 아니라 운전자 측면 및 뒤쪽에 대한 사각 지대 내의 영역을 포함한다. 예를 들어서 보조 FoV를 넓히거나 좁히는 것을 도 3b를 참조하여 설명하고, 또는 보조 FoV들 간의 경계를 변경하는 것을 도 2d를 참조하여 설명할 때, 이들은 일부 실시형태에서 비디오 프로세서(16)의 조력으로 행하여지고, 한편 카메라(또는 후자의 실시형태에서는 카메라들)의 물리적인 시야는 변경되지 않는다. 대안적인 실시형태에 있어서, 하나 이상의 카메라의 시야는 조정될 수 있다.
3개의 보조 FoV로부터 도출된 이미지는 와이드스크린 디스플레이 장치에서 구현되는 가상의 2-화면 또는 3-화면(또는 그 이상의 화면) 디스플레이를 포함할 수 있는 와이드스크린 디스플레이 장치(14)에 전송되어 나란히 디스플레이된다. 3개의 이미지 필드 간의 간격은 디스플레이에서 소프트웨어에 의해 생성되는 수직 바(20)로 표시된 것처럼 각 이미지를 그 이웃으로부터 명확하게 분리할 수 있다.
도 2a에서, 좌측 FoV(LH FoV)와 중앙 FoV가 중첩되는 차량의 사각 지대 내에 어린이(22)가 표시되어 있다. 제1 포인트는 비디오 표시가 디스플레이 장치(14)에 직접 전송되는 경우에, 어린이가 실제로는 차량의 좌측에 있기 때문에, 어린이가 운전자에 대하여 반직관적인 우측 바(20)를 가로질러 나타난다는 것이다. 따라서, 전체 비디오 디스플레이는 일부 실시형태에 있어서 도 2b에 도시된 것처럼 디스플레이 장치의 화면에서 정확한 직관적 디스플레이를 얻기 위해 좌-우 반전된다.
도 2a와 관련한 제2 포인트는 바(20)에 걸쳐지는 이미지에 의해, 어린이는 그 이미지가 이미지들 중 하나의 보조 FoV 내에 완전히 들어가는 경우에 비하여 식별력이 떨어진다는 것이다. 그러므로, 차량이 (정지되어 있을 때와는 반대로) 실제로 후진할 때, 중앙 FoV는 일부 실시형태에 있어서 후진 방향에서 회전되어 후진 방향의 전경 물체 오프셋이 중앙 이미지 내로 들어오게 한다. 이것은 도 2d에 도시되어 있고, 여기에서 차량은 좌측을 향해 후진하고 중앙 FoV는 좌측을 향해 회전되어 어린이가 도 2c에 도시된 것처럼 중앙 FoV 이미지 내로 들어온다. 일부 실시형태에 있어서, LH FoV의 각도는 감소되고 RH FoV의 각도는 동일한 양만큼 증가된다. 그러나, 대안적으로 중앙 FoV의 좌측 경계만이 좌측으로 회전하고 우측 경계는 그대로 유지될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 비록 LH FoV 각도가 감소하지만, RH FoV 각도는 동일하게 유지된다.
다른 실시형태에 있어서, 시스템은 차량이 정지하고 있는 경우에도 도 2d에 도시된 방식으로 후방 FoV를 회전시키도록 구성된다. 이것은 관심 대상 전경 물체를 검출하기 위한 전경/배경 분석에 의해 달성될 수 있고, 그러한 것이 중앙 FoV에서 또는 적어도 차량의 관련 측면에 있는 중앙 FoV의 경계에서 발견되는 경우, 중앙 FoV 내에 물체를 포함하도록 회전된다.
또한, 3개의 보조 FoV 이미지, 즉 좌측 FoV, 중앙 FoV 및 우측 FoV의 폭은 차량 움직임에 따라서 동적으로 적응될 수 있다. 따라서, 일부 실시형태에 있어서, 운전자가 후진시에 핸들을 좌측으로 조향하기 시작하면, 이 방향에서의 뷰는 더 중요하게 되는 것으로 간주되고, 따라서 뷰의 이 부분의 표시가 디스플레이 유닛에서 확대 및/또는 연장되고 후방 FoV 또는 우측 FoV 또는 이들 둘 다는 그에 따라서 감소될 수 있다. 이 상황은 도 2c에 또한 도시되어 있다.
도 3a 및 도 3b는 각각 일부 실시형태에 있어서 차량이 후방 움직임 또는 정지 상태로부터 전방 움직임으로 천이할 때 좁아지고 및/또는 차량이 전방 움직임 또는 정지 상태로부터 후진 방향으로 천이할 때 넓어질 수 있는 수평 및 수직 FoV를 나타내는 자동차(10)의 개략적인 측면도 및 상면도이다.
후방 풍경 촬상 시스템은 전방 움직임으로 천이가 이루어질 때 차량의 후방을 계속적으로 모니터링한다. 그러나 이것은 차량의 후방 및 측면 영역의 매우 넓은 파노라마 디스플레이를 보기에는 덜 중요한 것으로 간주되기 때문에, 2개 또는 3개 이상의 수평 보조 FoV(예를 들면, RH FoV, LH FoV 및 중앙 FoV)의 각도 범위는 후진시에 비하여 좁아진다(또한, 이러한 좁아짐은 일부 실시형태에 있어서 카메라의 물리적 FoV의 변경에 의해서가 아니라 비디오 프로세서에 의한 바람직한 FoV의 선택에 의해 달성되지만, 대안적인 실시형태에서는 카메라의 FoV를 조정할 수도 있다). 일부 실시형태에 있어서, 차량의 속도가 증가함에 따라, 수평 FoV의 각도 범위는 종국적으로, 예를 들면 고속도로 속도에서, LH 및 RH FoV가 근사적으로 사이드 미러의 시야에 대응하고 중앙 FoV가 근사적으로 백미러의 시야에 대응하게 될 때까지 점차적으로 좁아진다(도 3b 참조). 상기 수평 FoV를 좁아지게 하는 것 외에, 일부 실시형태에 있어서, 수직 FoV는 차량의 바로 뒤에 있는 사각 지대를 이미징하여 디스플레이하기에는 현재 덜 중요한 것으로 간주되기 때문에 역시 좁아질 수 있다(도 3a).
일부 실시형태를 구현함에 있어서 특히 유용한 프로세서(16)는 2012년 7월 3일자 출원한 미국 특허 출원 제13/541,650호(대리인 참조번호: FN-384-US / P10275us00)에 개시되어 있고, 이 특허 문헌은 여기에서의 인용에 의해 본원에 통합된다. 여기에서, 상기 프로세서는 디스플레이(14)를 다수의 로컬 그리드로 분할한다. 각각의 그리드는 3개의 보조 FoV를 갖는 실시형태의 경우에 각각의 좌측, 우측 및 중앙 FoV에 대응하고, 각각의 보조 FoV는 카메라(12)로부터 획득되는 이미지 스트림의 영역에 대응한다. 카메라(12)에 의해 제공되는 이미지 스트림은 메모리에 저장되고, 각 그리드의 이미지 정보의 영역은 시스템 버스에 걸친 프로세서의 보정 엔진 컴포넌트에 의해 차례로 검색(retrieve)된다. 상기 보정 엔진은 각각의 로컬 그리드에 대한 이미지 정보가 디스플레이를 위해 검색된 곳으로부터 시스템 메모리에 보정 정보를 다시 기입하기 전에 국부적 아핀(Affine) 및 전체적 변환을 포함한 변환 조합을 받게 한다. 각각의 이러한 변환은 예를 들면 일부 실시형태에 있어서 물리적 렌즈 왜곡을 보상하거나(전체적 변환), 렌즈 왜곡을 시뮬레이트하거나(국부적 변환) 또는 예를 들면 카메라 뷰에 관한(vis-a-vis) 디스플레이의 미러링을 구현(아핀 변환)할 수 있다. 그러나, 보정 엔진은, 개별적인 변환을 분리하여 규정하고 로컬 그리드에 대하여 단일 단계로 상기 변환 조합을 적용함으로써, 중앙에서의 별도 조정 리어뷰 디스플레이와 함께 디스플레이의 측면에서 사이드 미러 시야를 효율적으로 시뮬레이트할 수 있다. 또한, 프로세서는 전술한 바와 같이 차량의 이동에 응답하여 각 그리드의 크기를 쉽게 조정할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 특징 및 컴포넌트들은 미국 공개 특허 출원 제US20110216156A1, US20120133746A1, US20110141227A1, US20110141229A1, 및/또는 US20120019613A1호, 및 미국 특허 출원 일련번호 제13/077,891, 13/084,340 및/또는 13/078,971호에 개시된 것과 같을 수 있고, 상기 특허 문헌들은 모두 인용에 의해 본원에 통합된다.
도 4는 시야가 중첩되는 2개의 WFoV 카메라를 포함하는 다른 실시형태를 개략적으로 보인 것이다. 도시된 것처럼, 이 경우에는 좌측 카메라 FoV의 좌측 부분이 디스플레이 장치(14)의 LH FoV를 제공하고 우측 카메라 FoV의 우측 부분이 디스플레이 장치의 RH FoV를 제공하며, 디스플레이 장치의 중앙 FoV는 2개의 카메라의 중앙 FoV#1 부분 및 중앙 FoV#2 부분으로부터 도출된다. 상기 FoV들은 비디오 프로세서(16)에 의해 규정된다. 일부 실시형태에 있어서, 2개의 독립 카메라로부터의 2개의 중앙 FoV를 결합하기 위해 비디오 프로세서에 의한 일부 추가적인 후처리가 수반된다. 2개 이상의 카메라에 의한 이러한 구성은 일부 스코프(scope)가 단일 카메라의 전체 중앙 FoV를 차단하는 뒤쪽 물체를 이미징하고 분석하게 한다. 이 대안적인 실시형태는 고속도로 속도에서 LH 및 RH 디스플레이를 위해 사이드 미러 FoV에 대응하는 더욱 신뢰성 있는 FoV를 또한 제공한다. 중앙 FoV를 2개의 카메라의 우측 및 좌측 보조 FoV에 각각 대응하는 좌측면 및 우측면으로 단순히 나누도록 4개의 보조 FoV 또는 다른 짝수(예를 들면, 2, 6, 8 등) FoV를 이용하는 것, 또는 중간 카메라가 중앙 FoV를 제공하게 하여 3개(또는 5개, 7개 등)의 카메라를 이용하는 것과 같은 많은 대안 예가 가능하다.
도 5는 하나 이상의 추가적인 후방 카메라가 사이드 미러 위치에 또는 그 부근에 통합된 다른 실시형태를 보인 것이다. 도 5에 도시된 예에서는 2개의 추가적인 카메라가 포함된다. 이 카메라들은 높은 전진 속도에서 활성화되고, 그 출력은 차량의 후부에 있는 WFoV 카메라로부터의 LH FoV 및 RH FoV 대신으로 디스플레이 장치(14)의 LH 및 RH 디스플레이 화면에 공급된다. 일부 실시형태에 있어서, 상기 카메라들로부터의 뷰는 LH 및 RH 디스플레이 화면을 위한 복합 디스플레이를 생성하기 위해 LH FoV 및 RH FoV와 함께 결합될 수 있다. 이 구성은 내 차량의 측면에서 및 WFoV 후방 카메라의 시야 외측에서 똑바로 주행하는 다른 차량에 대한 잠재적 사각 지대를 제거한다.
도 6은 3개의 비디오 카메라(도시 생략됨)가 차량의 후부 중앙에서 서로 매우 근접하게 배치된 다른 실시형태를 보인 것이다. 각 카메라의 FoV는 디스플레이 장치(14)에 전송되는 3개의 수평 FoV 중 각각의 하나의 FoV를 제공한다. 따라서, 좌측 카메라의 FoV는 LH FoV를 제공하고, 우측 카메라의 FoV는 RH FoV를 제공하며, 중간 카메라의 FoV는 중앙 FoV를 제공한다. LH 보조 FoV와 중앙 보조 FoV 간 및 중앙 보조 FoV와 RH 보조 FoV 간의 일부 중첩은 상기 FoV들 간의 등록을 위해 바람직하다.
인식하는 바와 같이, 본 발명은 차량에서 구현되고, 이때 카메라에 의해 제공되는 이미지 스트림은 가능한 한 프로세서 플랫폼을 합리화하면서 실시간으로 신뢰성 있게 처리 및 디스플레이된다.
본 발명은 여기에서 설명한 실시형태로 제한되는 것이 아니고, 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 수정 또는 변형될 수 있다.
예를 들면, 오토포커스 및/또는 줌을 위해 렌즈 또는 다른 광학 부품을 이동시키는 적당한 MEMS 액추에이터는 미국 특허 출원 일련번호 제61/622,480호, US-PCT 출원 제PCT/US12/24018호, 및 US20110230013호 및 20080157323호에 개시되어 있고, 상기 특허 문헌들은 각각 인용에 의해 본원에 통합된다.
다른 실시형태에 있어서, 도전성 트레이스(예를 들면, USSN 13/571,393 참조)가 부분적으로 센서 컴포넌트 또는 센서 컴포넌트 하우징을 따라 또는 경통(lens barrel)의 외측에 또는 센서 하우징 또는 센서를 통해 (예를 들면, US20110230013 또는 20080157323(이 특허 문헌들은 인용에 의해 본원에 통합된다)에서와 같이 열 비아 또는 실리콘 관통 비아 또는 도전성 비아 또는 구리 비아를 이용하여) 또한 설치될 수 있다. 도전성 트레이스는 일부 실시형태에 따라서 전자 액추에이터 컴포넌트의 접촉 패드를 가요성 인쇄 회로 또는 인쇄 회로 기판의 접촉 패드에 접속할 수 있다. 충격 흡수 스폰지 또는 다른 탄성 요소가 카메라 모듈의 외부 하우징에 대한 충격으로부터 내부 카메라 모듈 광학기기 및 전자부품을 차폐하기 위해 배치될 수 있고, EMI 차폐 및 오토포커스 및/또는 줌 특징 또는 편의 기능이 예를 들면 13/571,393 출원(이 출원은 인용에 의해 본원에 통합된다)에 개시되어 있는 바와 같이 제공될 수 있다.
가속도계 및/또는 방위 센서가 예를 들면 미국 일련번호 제61/622,480호 및 제61/675,812호(이 출원들은 동일한 양수인에게 양도된 것이고 인용에 의해 본원에 통합된다)에 개시되어 있는 바와 같이 일부 실시형태에 따라 카메라 모듈에 포함될 수 있다.
비록 본 발명의 예시적인 도면 및 특정 실시형태를 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 범위는 여기에서 설명한 특정 실시형태로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 따라서, 실시형태들은 한정하기보다는 예시한 것으로 간주되어야 하고, 이 기술에 숙련된 사람이라면 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 전술한 각종 실시형태에 대하여 다양한 변화를 가할 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
또한, 전술한 양호한 실시형태에 따라 수행될 수 있는 방법에 있어서, 각 동작은 선택된 지형학적 순서로 설명하였다. 그러나, 그 순서들은 지형학적 편의를 위해 선택되고 순서화된 것이며, 특정 순서가 명확하게 설명된 경우 또는 이 기술에 통상의 지식을 가진 사람이 특정의 순서가 필요하다고 간주하는 경우를 제외하고 상기 동작들을 수행하는 임의의 특정 순서를 한정하는 의도는 없다.
또한, 여기에서 인용한 모든 참조 문헌들은 인용에 의해 본원에 통합되고, 배경, 요약 및 도면의 간단한 설명, 및 미국 출원 제12/213,472, 12/225,591, 12/289,339, 12/774,486, 13/026,936, 13/026,937, 13/036,938, 13/027,175, 13/027,203, 13/027,219, 13/051,233, 13/163,648, 13/264,251호, 및 PCT 출원 제WO/2007/110097호, 및 미국 특허 제6,873,358호, 및 RE42,898호는 각각 인용에 의해 마치 대안적 실시형태를 설명한 것처럼 상기 실시형태의 구체적인 설명에 통합된다.
더 나아가, 하기의 문헌들은 인용에 의해 마치 대안적 실시형태를 설명한 것처럼 본원에 또한 통합된다.
미국 특허 제8,055,029, 7,855,737, 7,995,804, 7,970,182, 7,916,897, 8,081,254, 7,620,218, 7,995,855, 7,551,800, 7,515,740, 7,460,695, 7,965,875, 7,403,643, 7,916,971, 7,773,118, 8,055,607, 7,844,076, 7,315,631, 7,792,335, 7,680,342, 7,692,696, 7,599,577, 7,606,417, 7,747,596, 7,506,057, 7,685,341, 7,694,048, 7,715,597, 7,565,030, 7,636,486, 7,639,888, 7,536,036, 7,738,015, 7,590,305, 7,352,394, 7,564,994, 7,315,658, 7,630,006, 7,440,593, 7,317,815, 및 7,289,278호; 및
미국 특허 출원 일련번호 제13/306,568, 13/282,458, 13/234,149, 13/234,146, 13/234,139, 13/220,612, 13/084,340, 13/078,971, 13/077,936, 13/077,891, 13/035,907, 13/028,203, 13/020,805, 12/959,320, 12/944,701, 및 12/944,662호; 및
미국 공개 특허 출원 일련번호 제US20120019614, US20120019613, US20120008002, US20110216156, US20110205381, US20120007942, US20110141227, US20110002506, US20110102553, US20100329582, US20110007174, US20100321537, US20110141226, US20100141787, US20110081052, US20100066822, US20100026831, US20090303343, US20090238419, US20100272363, US20090189998, US20090189997, US20090190803, US20090179999, US20090167893, US20090179998, US20080309769, US20080266419, US20080220750, US20080219517, US20090196466, US20090123063, US20080112599, US20090080713, US20090080797, US20090080796, US20080219581, US20090115915, US20080309770, US20070296833 및 US20070269108호.

Claims (26)

  1. 차량용 후방 촬상 시스템에 있어서,
    광각 수평 시야(field of view; FoV)에 포착된(captured) 이미지들의 비디오 신호를 연속적으로 제공하기 위해 차량에 장착되고, 상기 차량의 후방을 향하는 적어도 하나의 비디오 카메라;
    운전자가 볼 수 있는, 상기 적어도 하나의 비디오 카메라에 의해 포착된 이미지들의, 하나 이상의 실시간 디스플레이들을 생성하도록 구성되는 디스플레이 장치; 및
    상기 비디오 신호를 프로세싱하도록 구성된 비디오 프로세서로서, 상기 차량이 후진하면서 회전 방향으로 회전하고 있다는 것을 검출하는 것에 응답하여,
    상기 FoV에 포착된 이미지들의 비디오 신호를 자동으로 디지털식으로 조정함으로써, 상기 하나 이상의 실시간 디스플레이들 중 적어도 하나 상에 디스플레이되는, 상기 비디오 신호 내에 인코딩된 이미지들이, 상기 회전 방향으로 수평으로 회전하게 하는 것인, 상기 비디오 프로세서를 포함하는 차량용 후방 촬상 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광각 수평 FoV는 좌측(left-hand; LH) 보조 FoV, 우측(right-hand; RH) 보조 FoV 및 중앙 보조 FoV로 나누어지는 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 차량이 후진하면서 특정 방향으로 회전할 때, 상기 차량이 후진하는 상기 차량의 측면에 대한 보조 FoV와 상기 중앙 보조 FoV 사이의 경계는, 상기 차량의 상기 측면쪽으로 이동되는 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 중앙 보조 FoV를 디스플레이하는 상기 하나 이상의 실시간 디스플레이들의 영역은, 상기 차량이 후진하면서 상기 특정 방향으로 회전할 때, 상기 하나 이상의 실시간 디스플레이들의 적어도 하나의 다른 영역을 희생시키면서 연장되는 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 차량이 전방으로 이동할 때 보조 시야들이 좁아지는 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 보조 시야들은 상기 차량의 속도가 증가함에 따라 점차적으로 좁아지는 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  7. 제4항에 있어서, 상기 비디오 카메라의 광각 수평 FoV는 적어도 135도인 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  8. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비디오 카메라의 수직 FoV는 적어도 70도인 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  9. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비디오 카메라는 복수의 카메라들을 포함하고, 상기 광각 수평 시야는 상기 복수의 카메라들로부터 도출된 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  10. 제3항에 있어서, 상기 차량이 전방으로 이동할 때 보조 시야들이 좁아지는 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 보조 시야들은 상기 차량의 속도가 증가함에 따라 점차적으로 좁아지는 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  12. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비디오 카메라의 광각 수평 FoV는 적어도 135도인 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  13. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비디오 카메라의 수직 FoV는 적어도 70도인 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  14. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비디오 카메라는 복수의 카메라들을 포함하고, 상기 광각 수평 시야는 상기 복수의 카메라들로부터 도출된 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  15. 제2항에 있어서, 상기 차량이 전방으로 이동할 때 보조 시야들이 좁아지는 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 보조 시야들은 상기 차량의 속도가 증가함에 따라 점차적으로 좁아지는 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  17. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비디오 카메라의 광각 수평 FoV는 적어도 135도인 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  18. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비디오 카메라의 수직 FoV는 적어도 70도인 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  19. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비디오 카메라는 복수의 카메라들을 포함하고, 상기 광각 수평 시야는 상기 복수의 카메라들로부터 도출된 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  20. 제1항에 있어서, 상기 차량이 전방으로 이동할 때 보조 시야들이 좁아지는 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 상기 보조 시야들은 상기 차량의 속도가 증가함에 따라 점차적으로 좁아지는 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  22. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비디오 카메라의 광각 수평 FoV는 적어도 135도인 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  23. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비디오 카메라의 수직 FoV는 적어도 70도인 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  24. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 비디오 카메라는 복수의 카메라들을 포함하고, 상기 광각 수평 시야는 상기 복수의 카메라들로부터 도출된 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  25. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 카메라는 상기 차량의 후부에 장착된 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
  26. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 카메라는 상기 차량의 하우징 내에 장착된 것인, 차량용 후방 촬상 시스템.
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