KR20110028851A - 거리측정 장치 및 이를 이용한 차량용 거리측정 시스템 - Google Patents

거리측정 장치 및 이를 이용한 차량용 거리측정 시스템 Download PDF

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KR20110028851A
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이연경
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Abstract

거리측정 장치 및 이를 이용한 차량용 거리측정 시스템이 개시된다. 오토포커싱 기능을 구비한 카메라모듈, 카메라모듈의 오토포커싱에 소모되는 전압 또는 전류를 측정하는 감지부, 이미지거리(image distance) 또는 초점거리(focal distance)에 대응하는 피사체거리(object distance) 데이터가 저장된 메모리부, 감지부에서 측정된 전압 또는 전류를 이용하여 이미지거리 또는 초점거리를 산출하고, 메모리부로부터 대응되는 피사체거리 데이터를 찾아내는 연산부를 포함하는 거리측정 장치는, 카메라모듈의 오토포커싱 기능을 이용하여 거리를 측정함으로써 간단하고 정확하게 거리측정을 할 수 있다.
거리측정, 카메라모듈

Description

거리측정 장치 및 이를 이용한 차량용 거리측정 시스템{Apparatus for measuring distance and System for measuring distance using the same}
본 발명은 거리측정 장치 및 이를 이용한 차량용 거리측정 시스템에 관한 것이다.
최근 차량에는 주차, 방어, 감시 및 사고방지를 위한 간격 확인 및 간격 확보 등의 목적으로 차량용 거리측정 장치가 사용되고 있다. 여기서, 주차나 방어운전, 사고 방지 등 어떤 목적에서든지 차량간의 간격 확인은 중요한 포인트로 대두 될 수 있다.
기존에는 TOF(TIME OF FLIGHT) 센서나 초음파센서를 이용하여 특정 거리를 인식을 하는 방식을 사용하였다. TOF 센서는 Modulated 된 IR 파장 특정 신호를 센서에서 받아 그 센서 내에서 양전하의 움직임에 의하여 그 에너지 값만큼을 읽어 들여 거리를 측정하는 센서이다.
그런데, 이런 특정한 센서를 사용하려면 특정 IR신호 Light 및 특정 센서가 있어야 하여 단가적인 측면 및 기술적인 측면에서 바로 단점이 있다.
또한, 초음파 센서에 의한 거리 인식 모듈은 영상이미지를 획득할 수 없고, 정확한 거리 인식이 이루어지지 않는 단점이 있다.
본 발명은 구조가 간단하면서도 정확한 거리측정이 가능하며, 제조비용이 저렴한 거리측정 장치 및 이를 이용한 차량용 거리측정 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 거리데이터 및 이미지의 획득이 모두 가능한 거리측정 장치 및 이를 이용한 차량용 거리측정 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 오토포커싱 기능을 구비한 카메라모듈, 상기 카메라모듈의 오토포커싱에 소모되는 전압 또는 전류를 측정하는 감지부, 이미지거리(image distance) 또는 초점거리(focal distance)에 대응하는 피사체거리(object distance) 데이터가 저장된 메모리부, 상기 감지부에서 측정된 전압 또는 전류를 이용하여 상기 이미지거리 또는 상기 초점거리를 산출하고, 상기 메모리부로부터 대응되는 피사체거리 데이터를 찾아내는 연산부를 포함하는 거리측정 장치가 제공된다.
상기 카메라모듈은, 렌즈를 광축을 따라 이동시키는 렌즈구동부를 포함하고 있으며, 상기 감지부는, 상기 렌즈구동부에 소모되는 전압 또는 전류를 측정하며, 상기 메모리부에는, 상기 이미지거리에 대응하는 상기 피사체거리 데이터가 저장되어 있으며, 상기 연산부는, 상기 감지부에서 측정된 전압 또는 전류를 이용하여 상기 이미지거리를 산출하고 상기 메모리부로부터 대응되는 피사체거리 데이터를 찾아낼 수 있다.
상기 렌즈구동부는, 보이스 코일 액추에이터 또는 압전소자 액추에이터를 포함할 수 있다.
상기 카메라모듈은, 초점이 조절되는 액체렌즈를 포함하고 있으며, 상기 감지부는, 상기 액체렌즈에 소모되는 전압 또는 전류를 측정하며, 상기 메모리부에는, 상기 초점거리에 대응하는 상기 피사체거리 데이터가 저장되어 있으며, 상기 연산부는, 상기 감지부에서 측정된 전압 또는 전류를 이용하여 상기 초점거리를 산출하고 상기 메모리부로부터 대응되는 피사체거리 데이터를 찾아낼 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량에 설치된 상기 거리측정 장치, 상기 거리측정 장치에서 찾아낸 피사체거리 데이터 및 상기 카메라모듈에서 촬상된 이미지데이터를 표시하는 디스플레이부를 포함하는 차량용 거리측정 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 카메라모듈의 오토포커싱 기능을 이용하여 거리를 측정함으로써, 간단하고 정확하게 거리측정을 할 수 있다.
또한, 카메라모듈로부터 차량에 필요한 거리데이터와 이미지데이터를 동시에 획득할 수 있다.
또한, 별도의 광원 및 센서를 필요로 하지 않으므로, 저렴한 비용으로 거리측정 장치를 구성할 수 있다.
이하에서 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리측정 장치 및 이를 이용한 거리측정 시스템을 나타낸 개념도이고, 도 2는 피사체거리(object distance), 이미지거리(image distance) 및 초점거리(focal distance)의 관계를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 거리측정 장치(100)는, 카메라모듈(110), 감지부(120), 메모리부(130) 및 연산부(140)를 포함한다.
카메라모듈(110)은 거리측정 대상물인 피사체의 이미지 즉, 이미지데이터를 획득하는 부분으로, 초점을 자동으로 맞추는 오토포커스 기능을 구비한다. 오토포커스 기능은 이미지거리 또는 초점거리 등을 변화시켜 카메라모듈(110)의 이미지센서 상에 피사체의 이미지를 위치시키는 기능을 통칭한다. 여기서, 도 2에 나타난 바와 같이, 피사체거리, 이미지거리 및 초점거리는 렌즈공식에 의하여 좌우된다.
본 실시예의 카메라모듈(110)은 렌즈를 광축을 따라 이동시켜서 이미지센서에 이미지를 위치시킨다. 즉, 렌즈를 이동시켜서 렌즈와 이미지센서 사이의 거리와 이미지거리를 일치시킴으로써, 초점이 맞춰지고 이미지거리가 결정된다.
이를 위해, 카메라 모듈은 렌즈를 광축을 따라 이동시키는 렌즈구동부(112)를 포함할 수 있다. 여기서, 렌즈구동부(112)는 보이스 코일 액추에이터(Voice coil actuator) 또는 압전소자 액추에이터(Piezoelectric　actuator)를 포함할 수 있다. 보이스 코일 액추에이터는 코일에 발생하는 전자기력을 이용하여 렌즈를 구동하며, 압전소자 액추에이터는 압전소자의 진동을 이용하여 렌즈를 구동시킬 수 있다.
감지부(120)는 카메라모듈(110)이 오토포커싱할 때에 소모한 전압 또는 전류를 측정하는 부분이다. 감지부(120)가 오토포커싱에 소모된 전압 또는 전류를 측정함으로써, 후술할 연산부(140)가 오토포커싱으로 인한 렌즈의 위치변화 또는 렌즈의 초점거리변화 등을 산출할 수 있다.
본 실시예에서는 오토포커싱 시에 렌즈구동부(112)의 소모된 전압 또는 전류를 측정한다. 구체적으로, 오토포커싱 시에 보이스 코일 액추에이터의 전류 또는 압전소자 액추에이터의 전압을 측정한다.
메모리부(130)는 이미지거리 또는 초점거리에 대응하는 피사체거리(object distance) 데이터가 저장된 부분이다. 카메라모듈(110)에서 초점거리와 이미지거리 중 하나는 일정하게 결정되어 있으므로, 도 2의 렌즈공식을 통하여 초점거리에 대응되는 피사체거리 또는 이미지거리에 대응되는 피사체거리는 결정된다.
본 실시예의 카메라모듈(110)은 초점거리가 고정된 렌즈를 이동시켜 초점을 조절하므로, 초점거리는 일정하게 고정되어 있고 이미지거리가 변하게 된다. 이에 따라, 메모리부(130)에는 각 이미지거리에 대응되는 피사체거리가 룩업테이블(Look-up table) 형태로 저장되어 있다.
연산부(140)는 감지부(120)의 측정값과 메모리부(130)에 저장된 데이터를 이용하여 피사체거리를 산출하는 부분이다. 구체적으로, 연산부(140)는 감지부(120)에서 측정된 전압 또는 전류를 이용하여 이미지거리 또는 초점거리를 산출한다. 그리고, 이미지거리 또는 초점거리를 이용하여 메모리부(130)로부터 대응되는 피사체거리 데이터를 찾아낸다.
본 실시예의 카메라모듈(110)은 상술한 바와 같이 렌즈의 초점거리가 고정되어 있고 렌즈가 이동하여 초점을 맞춘다. 따라서, 렌즈구동부(112)에 소모된 전압 또는 전류를 통하여 렌즈의 위치를 알 수 있고, 다시 이를 통하여 이미지 거리를 산출할 수 있다. 그리고, 산출된 이미지 거리를 통하여 메모리부(130)에서 이미지거리에 대응되는 피사체거리를 찾을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 거리측정 장치(100)는 카메라모듈(110)의 오토포커싱 기능을 이용하여 거리를 측정함으로써, 간단하고 정확한 거리측정을 할 수 있다. 특히, 별도의 광원 및 센서를 필요로 하지 않으므로, 저렴한 비용으로 장치를 구성할 수 있는 장점이 있다.
또한, 카메라모듈(110)로부터 거리데이터와 이미지데이터를 동시에 획득할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 렌즈구동방식의 카메라모듈(110)을 제시하였으나 이에 한정되지는 않으며, 액체렌즈와 같이 렌즈의 초점거리가 변하는 카메라모듈이 사용될 수도 있다.
이 경우에, 감지부는 오토포커싱 시에 액체렌즈의 초점거리 변화에 소모되는 전압 또는 전류를 측정하며, 메모리부에는 초점거리에 대응하는 피사체거리 데이터가 저장되어 있다. 이에 따라, 연산부는 감지부에서 측정된 전압 또는 전류를 이용하여 초점거리를 산출하여, 메모리부로부터 대응되는 피사체거리 데이터를 찾아낼 수 있다.
또한, 상술한 거리측정 장치(100)를 이용하여 차량용 거리측정 시스템을 구성할 수 있다. 구체적으로, 차량에 상술한 거리측정 장치(100)를 설치된다. 그리고, 거리측정 장치(100)에서 찾아낸 피사체거리 데이터 및 카메라모듈(110)에서 촬상된 이미지를 표시하는 디스플레이부(200)가 차량의 내부에 설치된다.
따라서, 차량에 필요한 거리데이터와 이미지데이터를 동시에 얻을 수 있으며, 사용자가 이를 한번에 확인할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 거리측정 장치 및 이를 이용한 거리측정 시스템을 나타낸 개념도.
도 2는 피사체거리, 이미지거리 및 초점거리의 관계를 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 거리측정 장치
110: 카메라모듈
112: 렌즈구동부
120: 감지부
130: 메모리부
140: 연산부
200: 디스플레이부

Claims (5)

  1. 오토포커싱 기능을 구비한 카메라모듈;
    상기 카메라모듈의 오토포커싱에 소모되는 전압 또는 전류를 측정하는 감지부;
    이미지거리(image distance) 또는 초점거리(focal distance)에 대응하는 피사체거리(object distance) 데이터가 저장된 메모리부; 및
    상기 감지부에서 측정된 전압 또는 전류를 이용하여 상기 이미지거리 또는 상기 초점거리를 산출하고, 상기 메모리부로부터 대응되는 피사체거리 데이터를 찾아내는 연산부를 포함하는 거리측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카메라모듈은, 렌즈를 광축을 따라 이동시키는 렌즈구동부를 포함하고 있으며,
    상기 감지부는, 상기 렌즈구동부에 소모되는 전압 또는 전류를 측정하며,
    상기 메모리부에는, 상기 이미지거리에 대응하는 상기 피사체거리 데이터가 저장되어 있으며,
    상기 연산부는, 상기 감지부에서 측정된 전압 또는 전류를 이용하여 상기 이미지거리를 산출하고 상기 메모리부로부터 대응되는 피사체거리 데이터를 찾아내는 것을 특징으로 하는 거리측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 렌즈구동부는,
    보이스 코일 액추에이터 또는 압전소자 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카메라모듈은, 초점이 조절되는 액체렌즈를 포함하고 있으며,
    상기 감지부는, 상기 액체렌즈에 소모되는 전압 또는 전류를 측정하며,
    상기 메모리부에는, 상기 초점거리에 대응하는 상기 피사체거리 데이터가 저장되어 있으며,
    상기 연산부는, 상기 감지부에서 측정된 전압 또는 전류를 이용하여 상기 초점거리를 산출하고 상기 메모리부로부터 대응되는 피사체거리 데이터를 찾아내는 것을 특징으로 하는 거리측정 장치.
  5. 차량에 설치된 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 거리측정 장치; 및
    상기 거리측정 장치에서 찾아낸 피사체거리 데이터 및 상기 카메라모듈에서 촬상된 이미지데이터를 표시하는 디스플레이부를 포함하는 차량용 거리측정 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018023961A1 (zh) * 2016-08-01 2018-02-08 珠海格力电器股份有限公司 距离信息的处理方法和装置

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