KR20120004089A - 카메라 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 장치에 관한 것으로서, 특히 차량용 후방감시 카메라의 화각 확보를 위하여 카메라 모듈의 전방에 반사경을 구비하여 넓은 화각을 갖는 카메라 장치에 관한 것이다.
본 발명의 카메라 장치는, 카메라 모듈과, 상기 카메라 모듈과 대향하도록 배치되고 이미지 반사영역을 갖는 광학부품을 포함하고, 상기 카메라 모듈은 상기 광학부품의 상측면과 법선인 가상의 면 보다 수평면을 기준으로 더 상부에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 카메라 장치에서, 상기 광학부품은 곡면 거울인 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 장치{CAMERA EQUIPMENT}

본 발명은 카메라 장치에 관한 것으로서, 특히 차량용 후방감시 카메라의 화각 확보를 위하여 카메라 모듈의 전방에 반사경을 구비하여 넓은 화각을 갖는 카메라 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 카메라를 이용하는 자동차 후면 확인장치는 카메라를 자동차의 후방에 설치하여 촬영한 후면을 운전자가 모니터를 통해 확인하는 것이다. 카메라의 렌즈를 통해 볼 수 있는 화각(field of view, 결정된 이미지 크기 내에서 촬영 가능한 범위의 각도)은 렌즈의 각도에 의존하게 된다. 일반적인 렌즈의 화각은 120도이기 때문에, 보다 넓은 화각을 확보하기 위한 노력이 계속되고 있다.

최근 이러한 운전자의 시야 제한을 보충하기 위한 목적으로 차량에 비디오 감시 시스템을 장착하려는 노력이 수행되고 있는바, 한국공개특허공보 제2003-8582호는 자동차의 후방 시야를 확보하기 위한 자동차 후방 감시 장치를 제공하고 있는데, 이것은 자동차의 후방 감시 장치의 동작을 제어하는 마이크로 프로세서와, 상기 자동차의 구동시 변속기어가 후진 위치로 이동할 때 발생되는 후진신호를 감지하는 후진 신호 감지부와, 상기 후진 신호 인가시 상기 카메라에 전원을 공급하는 카메라 전원 공급부와, 상기 카메라 전원 공급부로부터 공급되는 전원에 의해 구동되어 상기 자동차의 후방을 촬상하여 신호로 출력하는 카메라와, 상기 카메라에서 출력하는 촬상 신호를 입력받아 자동차의 후방 상태를 화면으로 표시하는 모니터를 포함하여 구성된다.

이와 유사한 것으로, 한국공개특허공보 제2003-79030호는 차량의 측면과 후방 주시를 돕는 차량 사방 감시 시스템을 제공하고 있는데, 이 시스템은 차량의 전면 양측 펜더 측면에 설치됨과 아울러 차량 후면에 설치되어 차량 측면 및 후방을 촬영하도록 설치된 다수의 디지털 카메라와, 상기 디지털 카메라에서 촬영된 영상 데이터를 유선 또는 무선을 통해 각 군별로 분할하여 디스플레이 수단의 그래픽 콘트롤러에 전달하고, 콘트롤 유닛에 의해 상기 디스플레이 수단의 화면을 다수의 구획된 부분으로 분할하여 디스플레이한다.

이와 같이, 차량의 주행 안전을 보조하기 위한 다양한 카메라 시스템이 제안되어 있다. 이들 카메라 시스템 중 차량의 전방 및 후방에 장착되는 카메라의 경우 넓은 범위의 영상이 확보되는 것이 중요하다. 이를 위해 차량의 전후방 감시용 카메라로 광각(wide-angle) 렌즈 또는 어안 렌즈 등의 특수 렌즈를 채용한 장치가 제안된 바 있다.

예를 들어, 한국실용공개공보 제1999-6873호는 촬상 소자 및 렌즈를 보호하는 외부 커버의 배면에 직각 삼각형 단면을 갖는 분할 프리즘을 부착함으로써, 분할 프리즘의 작용에 의해 차량의 전방 양측에 대한 상황을 촬상 소자로 각각 입력하여 차량 내부에 설치된 모니터를 통해 차량의 전방 양측에 대한 상황을 알 수 있도록 하는 차량 주행 감시 시스템을 제안한바 있다. 그러나, 이 시스템은 카메라 구조가 복잡하다는 단점을 가지며, 프리즘의 광학적 특성으로 인해 전방 좌우 끝단의 일부 영역만이 영상으로 포착되므로, 차량의 전후방의 넓은 영역을 감시하기 위한 감시용 카메라로는 부적합하다.

한편, 어안 렌즈를 채용하여 자동차의 전방 또는 후방을 감시하는 감시 장치가 제안된 바 있으나, 어안 렌즈의 경우 화면에 포착되는 영역이 너무 넓기 때문에 물체가 화면상에 너무 작게 표현되므로 운전자의 시야를 보조하기에는 부적합한 단점이 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명은 일반 화각을 갖는 카메라 모듈의 전방에 설정된 조건을 갖는 반사경을 구비하여 종래 다수의 렌즈등을 구비하지 않아도 넓은 화각의 이미지를 획득할 수 있도록 하는 카메라 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카메라 장치는, 카메라 모듈과, 상기 카메라 모듈과 대향하도록 배치되고, 이미지 반사영역을 갖는 광학부품을 포함하고, 상기 카메라 모듈은 상기 광학부품의 상측면과 법선인 가상의 면 보다 수평면을 기준으로 더 상부에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 카메라 장치에서, 상기 광학부품은 곡면 거울인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 카메라 장치에서, 상기 곡면거울은 상기 카메라 모듈의 화각 내에 위치하고, 상기 카메라 모듈의 화각 중심을 기준으로, 상부측 곡면 기울기가 하부측 곡면 기울기보다 더 큰 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 카메라 장치에서, 상기 카메라 모듈의 화각을 연장한 제1 가상의 선과 곡면거울이 접하는 제1 포인트와, 카메라 모듈의 화각을 연장한 제2 가상의 선과 곡면거울이 접하는 제2 포인트와, 카메라 모듈을 잇는 가상의 삼각형에서, 상기 삼각형의 제1 포인트에서의 각도는 상기 삼각형의 제2 포인트에서의 각도보다 크게 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명의 카메라 장치는 일반적인 화각을 갖는 카메라 모듈의 전방에 설정 조건을 갖는 반사경을 구비하여 넓은 광각의 이미지를 획득할 수 있도록 하여 종래 복잡한 구조를 탈피하고, 복수의 광학부품을 사용하지 않아도 되는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 후방감시 장치의 광학부품을 설명하기 위한 도면으로, (a)는 광각렌즈가 설치된 카메라 모듈의 화각을 설명하기 위한 도면이고, (b)는 일반적인 화각을 갖는 카메라 모듈을 설명하기 위한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 장치를 설명하기 위한 도면
도 3은 도 2에 도시된 반사경의 조건을 설명하기 위한 도면

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 장치에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기도 한다.

먼저 도 1을 참조하여 광각렌즈가 장착된 카메라 모듈과 일반 카메라 모듈과의 화각 차이를 살펴보면 다음과 같다. 도 1은 광각렌즈가 장착된 카메라 모듈과 일반 카메라 모듈의 화각차이를 설명하기 위한 개략도이다.

널리 알려진 주지의 사실이다시피, 광각 렌즈(2)를 채용한 카메라 모듈(1)은 일반적인 카메라 모듈(10)보다 화각이 광각비율 만큼 더 넓어지게 된다. 일예로 동일한 위치에서 풍경 사진을 촬영하는 경우 광각 렌즈(2)를 채용한 카메라 모듈(1)은 일반적인 카메라 모듈(10)보다 상하 좌우가 더 넓은 풍경 이미지를 얻을 수 있는 장점이 있으나, 특정 대상물에 대한 촬영시에는 일반 카메라 모듈(10)의 결과물보다 특정 대상물의 크기가 광각 비율에 비례하여 작아지는 단점과 함께 광각 렌즈(2)는 가격이 비싼 단점이 있다. 더욱이, 광각 비율에 비례하여 가격도 상승하는 문제가 있어 원하는 화각을 얻고자 하는 광각 렌즈를 채용하는건 경제적으로 비효율적인 단점이 있다.

따라서, 본 실시예에서는 상기 도 1의 (b)와 같은 일반 화각을 갖는 카메라 모듈(10)의 전방에 도 2에 도시된 바와 같이 설정 조건의 곡면을 갖는 반사경(20)을 구비하여 넓은 화각의 이미지를 획득할 수 있도록 한다.

먼저, 도 2를 참조하여 본 실시예의 카메라 장치에 대해서 간략하게 살펴보면 다음과 같다. 일반 화각을 갖는 카메라 모듈(10)과 대향되게, 즉 촬영방향으로 설정 조건의 반사경(20)을 구비하여 상기 반사경(20)에 의해 반사되는 영상을 카메라 모듈(10)은 입력받아 넓은 화각의 이미지로 활용할 수 있는 것이다.

상기 반사경(20) 및 카메라 모듈(10)과의 위치 조건은 도 3을 참조하여 설명한다.

먼저, 상기 반사경(20)에 의해 반사되는 영상은 카메라 모듈(10)의 화각보다 더 넓어야 하는 바, 상기 반사경(20)은 그 길이방향의 선단 및 타단이 상기 카메라 모듈(10)의 화각내에 위치해야 하고, 상기 카메라 모듈(10)의 화각의 중심을 기준으로 도면상 상부측 기울기가 하부측 기울기보다 더 크게 되어 있어야 한다. 또한, 상기 카메라 모듈(10)의 화각을 가상의 선으로 연장하여 도면상 상부측, 즉 반사경(20)의 선단과 맞닿은 제1 지점과, 도면상 하부측 즉 반사경(20)의 타단과 맞닿은 제2 지점과 상기 카메라 모듈(10)을 잇는 가상의 삼각형에서 상기 제1 지점에서의 삼각형 내각 'a'는 상기 제2 지점에서의 삼각형 내각 'b' 보다 커야 한다.

또한, 상기 제1 지점에서의 법선인 가상의 선(T) 보다 수평선을 기준으로 상기 카메라 모듈(10)은 도면상 상부에 위치하여야 한다.

상기와 같은 조건을 만족했을 때, 상기 반사경(20)을 통해 반사되는 영상을 획득하는 카메라 모듈(10)의 출력 이미지는 반사경(20)에 의한 넓은 화각의 이미지를 얻을 수 있는 것이다.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10 : 카메라 모듈 20 : 반사경

Claims (4)

1. 카메라 모듈과,
   상기 카메라 모듈과 대향하도록 배치되고, 이미지 반사영역을 갖는 광학부품을 포함하고,
   상기 카메라 모듈은 상기 광학부품의 상측면과 법선인 가상의 선 보다 수평선을 기준으로 더 상부에 위치하도록 설치된 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광학부품은 곡면거울인 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 곡면거울은 상기 카메라 모듈의 화각 내에 위치하고,
   상기 카메라 모듈의 화각 중심을 기준으로, 상부측 곡면 기울기가 하부측 곡면 기울기보다 더 큰 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 카메라 모듈의 화각을 가상의 선으로 연장한 제1 가상의 선과 곡면거울이 접하는 제1 포인트와, 카메라 모듈의 화각을 가상의 선으로 연장한 제2 가상의 선과 곡면거울이 접하는 제2 포인트와, 카메라 모듈을 잇는 가상의 삼각형에서,
   상기 삼각형의 제1 포인트에서의 각도는 상기 삼각형의 제2 포인트에서의 각도보다 크게 이루어진 것을 특징으로 하는 카메라 장치.

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