KR20120134636A - Ｃｍｏｓ 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치 및 구동방법 - Google Patents

Ｃｍｏｓ 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치 및 구동방법 Download PDF

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Abstract

개시된 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치는 차량에 설치되어 차량 외부의 영상을 촬영하는 CMOS 이미지 센서, 상기 CMOS 이미지 센서로부터 전달받은 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역을 결정 및 해당 광영역의 LCD 패널에 전압이 인가되도록 제어하는 중앙제어부, 상기 중앙제어부로부터 제어신호를 수신하여 인가되는 전압에 따라 국소 명암 조절이 가능한 LCD 패널 및, 사용자가 전원의 공급 및 작동시간을 설정하도록 작동되는 컨트롤러를 포함하고, 상기 LCD 패널 상에서 변화되는 광영역의 이동 경로에 따라 국소 명암 조절되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치 및 구동방법에 의하면, 주간 운행 시 태양빛에 의한 운전자의 눈부심 현상을 LCD 패널의 명암조절을 통하여 간편하게 해결할 수 있고, 야간 운행 시 상대방 차량의 헤드라이트에 의한 운전자의 눈부심 현상을 막아서 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다. 특히, 야간에는 CMOS 이미지 센서에 의하여 촬영된 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역에 대하여 국소 명암 조절이 가능하여 에너지 절약 면에서 효율적이다.

Description

ＣＭＯＳ 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치 및 구동방법{Shading Apparatus And Shading Method for Vehicles Using CMOS Image Sensor}
본 발명은 차량용 차광장치에 관한 것으로서, 주간에는 LCD 패널의 명암을 간편하게 조절하고 야간에는 CMOS 이미지 센서에 의하여 촬영된 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역에 대하여 국소 명암 조절이 가능한 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치 및 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로 주간 또는 야간 운행 시 햇빛이나 상대차량의 불빛에 의하여 순간적인 시각장애를 겪는 경우를 종종 볼 수 있다. 특히 주간 운행 시에는 선 바이저 등으로 햇빛을 차단할 수 있지만 야간 운행 시 상대 차량의 헤드라이트 등의 불빛을 차단할 만한 수단이 갖추어져 있지 않아 큰 사고를 초래할 위험성이 높다.
아래 표 1의 교통사고 통계에서 살펴보면, 주간 또는 야간의 시각장애에 의하여 정면충돌, 측면직각충돌, 추돌, 기타 사고가 발생하고 연간 2만 여명의 부상 또는 사망자가 발생하고 있는 실정임을 알 수 있다.
<표 1>
Figure pat00001

이러한 문제점을 개선하기 위하여 다양한 시도가 이루어지고 있고, 액정을 이용한 가시광선 투과율 조절 자동차 유리(출원번호 제10-2007-0048442호)에서는 인가되는 전압에 따라 액정의 투과도가 달라지는 성질을 이용하여 가시광선 투과율을 조절하도록 하였고, 이를 위하여 액정에 전압을 가하는 전압조절장치를 구비함으로써 가시광선 투과율을 제어하는 기술이 개시되었다.
하지만, 상기 공개된 출원특허의 경우 제어방법이 복잡하여 사용자의 사용편의성이 떨어지며, 야간에 차량의 운행에 따라 헤드라이트의 불빛이 이동하게 되어 불빛이동에 의한 눈부심 영역이 달라지게 되는데, 변화되는 눈부심 영역에 따른 국부적인 빛의 차단이 어렵다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 주간에는 LCD 패널의 명암을 간편하게 조절하고 야간에는 CMOS 이미지 센서에 의하여 촬영된 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역에 대하여 국소 명암 조절이 가능한 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치 및 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치는 차량에 설치되어 차량 외부의 영상을 촬영하는 CMOS 이미지 센서; 상기 CMOS 이미지 센서로부터 전달받은 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역을 결정 및 해당 광영역의 LCD 패널에 전압이 인가되도록 제어하는 중앙제어부; 상기 중앙제어부로부터 제어신호를 수신하여 인가되는 전압에 따라 국소 명암 조절이 가능한 LCD 패널; 및, 사용자가 전원의 공급 및 작동시간을 설정하도록 작동되는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 LCD 패널 상에서 변화되는 광영역의 이동 경로에 따라 국소 명암 조절되는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 중앙제어부는 상기 CMOS 이미지 센서로부터 전달받은 영상을 수신하는 센서신호수신부; 상기 센서신호수신부에서 수신된 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역을 결정하는 영상분석부; 상기 영상분석부에서 결정된 LCD 패널의 광영역을 지정하고 전압을 공급하도록 조절하는 영상영역지정부;를 포함하는 것이 좋다.
특히, 상기 컨트롤러는 상기 차광장치에 전원의 공급 여부를 조절하는 전원공급조절부; 주간 또는 야간 중 작동시간을 셋팅하는 시간설정부; 및, 상기 LCD 패널의 전체적인 명암의 강약을 조절하는 명암조절부;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치의 주간구동방법은 사용자가 컨트롤러의 시간설정부를 주간으로 조절하는 단계(S110); 사용자가 외부 환경에 따라 상기 컨트롤러의 명암조절부를 조절하는 단계(S120); 및 상기 명암조절부의 작동에 의하여 인가되는 전압의 양에 따라 LCD 패널의 명암이 조절되는 단계(S130);로 구현된다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치의 야간구동방법은 사용자가 컨트롤러의 시간설정부를 야간으로 조절하는 단계(S210); CMOS 이미지 센서를 작동시켜 차량 외부의 영상을 촬영하는 단계(S220); 상기 CMOS 이미지 센서로부터 전달받은 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역을 결정 및 해당 영역의 LCD 패널에 전압이 인가되도록 제어하는 단계(S230); 및, 상기 인가되는 전압에 따라 상기 LCD 패널의 해당 광영역의 국소 명암을 조절하는 단계(S240);로 구현된다.
여기서, 상기 단계 S230은, 상기 CMOS 이미지 센서로부터 전달받은 영상을 수신하는 단계(S232); 상기 수신된 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역을 결정하는 단계(S234); 및, 상기 결정된 광영역에 해당하는 LCD 패널영역을 지정하고 전압을 공급하도록 조절하는 단계(S236);를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치 및 구동방법에 의하면, 주간 운행 시 태양빛에 의한 운전자의 눈부심 현상을 LCD 패널의 명암조절을 통하여 간편하게 해결할 수 있고, 야간 운행 시 상대방 차량의 헤드라이트에 의한 운전자의 눈부심 현상을 막아서 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다. 특히, 야간에는 CMOS 이미지 센서에 의하여 촬영된 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역에 대하여 국소 명암 조절이 가능하여 에너지 절약 면에서 효율적이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치의 외관도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치의 구성도,
도 3은 도 2의 컨트롤러를 구체화한 구성도,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치의 주간 구동방법을 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치의 야간 구동방법을 나타낸 순서도, 및
도 6은 도 5의 S230 단계를 구체적으로 나타낸 순서도이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치 및 구동방법를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서를 위해서, 도면에서의 동일한 참조번호들은 달리 지시하지 않는 한 동일한 구성부분을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치(100)의 외관도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치(100)의 구성도이며 도 3은 도 2의 컨트롤러(130)를 구체화한 구성도이다.
본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치(100)는 주간 또는 야간에 LCD 패널(150)의 명암을 조절함으로써 외부의 빛을 차단하는 장치이다. 특히, 야간 운행 시 상대 차량의 헤드라이트 등의 불빛을 CMOS 이미지 센서(110)로 인식하여 LCD 패널(150) 상에서 변화되는 광의 이동 경로에 따라 국소 명암 조절이 가능하도록 작동된다.
본 발명의 차량용 차광장치(100)는 CMOS 이미지 센서(110), 중앙제어부(140), LCD 패널(150), 컨트롤러(130), 전원(120)으로 구성된다.
CMOS 이미지 센서(110)는 차량에 설치되어 차량 외부의 영상을 촬영하도록 작동되고 특히, 차량의 전방 일측에 설치되어 차량 전방의 이미지를 촬영하는 것이 바람직하다. 차량 운전자가 느끼는 대부분의 시각적인 자극은 전방의 강한 빛에 의해 발생되기 때문이다.
CMOS 이미지 센서(110)는 광을 받아들여 각 화소에서 전압으로 신호를 변환하여 외부로 전달하는 구조를 지닌다. CMOS 이미지 센서(110)에서 영상을 처리하는 순서를 살펴보면, 먼저 광학렌즈를 통해 입사된 빛이 CMOS 픽셀 어레이 위에 상을 맺고, 픽셀 어레이에서는 입사된 빛의 세기에 따라 광전변화(Photon-to-Charge Conversion)이 일어나며 광전 변화된 광자는 아날로그 신호 변환기에 의해 전압 또는 전류로 변환된다. 이후 전압 또는 전류로 변환된 것을 신호 처리용 DSP에서 인식하여 영상을 처리하게 된다.
중앙제어부(140)는 CMOS 이미지 센서(110)로부터 전달받은 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역을 결정하고, 해당 광영역의 LCD 패널에 전압이 인가되도록 제어한다. 이를 위하여 중앙제어부(140)는 CMOS 이미지 센서(110)로부터 전달받은 영상을 수신하는 센서신호수신부(142), 센서신호수신부(142)에서 수신된 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역을 결정하는 영상분석부(144), 영상분석부(144)에서 결정된 LCD 패널(150)의 광영역을 지정하고 전압을 공급하도록 조절하는 영상영역지정부(146)로 구성된다.
LCD 패널(150)은 전압이 인가되면 내부의 액정물질이 흩어지면서 빛을 산란시키는 작용을 이용하여 채색, 즉 명암을 조절하는 일종의 투명막을 의미한다. 본 발명에서는 흑백의 기능만을 갖도록 단순화한 LCD 패널(150)을 이용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서의 LCD 패널(150)은 차량의 전면 유리에 설치될 수 있는 것으로서, 다수개가 격자형으로 정렬 배치되어 하나의 블럭 형태로 구성되면서 차량의 전면 유리의 전체 면적 또는 운전석 앞쪽 일부 면적에 걸쳐 균일하게 분포되도록 설치된다. LCD 패널(150)을 구성하는 단위 LCD 패널은 전원과 개별적으로 접속되어 흑백명암조절이 가능하도록 작동되며, 전원(120)과 단위 LCD 패널 사이의 회로 상에는 중앙제어부(140)에 의해 제어되는 단속스위치(미도시)가 각각 설치되어 있어서, 단위 LCD 패널로 인가되는 각각의 전원을 선택적으로 차단하거나 공급할 수 있다. 예를 들면 LCD 패널(150)은 전원이 차단된 상태에서 투명(무색)한 상태로 있게 되며, 주간의 사용자의 설정 또는 야간의 광영역의 발생 시 중앙제어부(140)의 출력제어에 의해 단속스위치(미도시)가 ON 되면, LCD 패널(150) 전체 또는 해당 광영역에 대응되는 단위 LCD 패널은 어두운 색(Black)으로 명암조절된다. 특히, LCD 패널(150)의 단위 LCD 패널에 전원을 선택적으로 차단 및 공급할 수 있어서, 외부의 자극에 따른 광영역의 이동 경로에 따라 국소 명암 조절이 가능하다.
컨트롤러(130)는 차량 내측에 설치되어 사용자가 용이하게 조작할 수 있도록 구비되는 것이 바람직하다. 컨트롤러(130)는 사용자가 전원의 공급 및 작동시간을 설정하도록 작동되며, 차량용 차광장치(100)에 전원(120)의 공급 여부를 조절하는 전원공급조절부(132), 주간 또는 야간 중 작동시간을 셋팅하는 시간설정부(134) 및, LCD 패널(150)의 전체적인 명암의 강약을 조절하는 명암조절부(136)로 구성된다.
사용자가 본 발명에 따른 차량용 차광장치(100)를 사용하고자 할 경우, 전원공급조절부(132)를 조작하여 차량용 차광장치(100)에 전원을 공급하고, 주간인지 야간인지를 구분하기 위하여 시간설정부(134)의 작동시간을 설정하며, 주간 운행 시 LCD 패널(150)의 전체적인 명암을 조절하도록 명암조절부(136)를 작동시킨다. 즉, 주간 운행 시에는 시간설정부(134)를 주간으로 셋팅하고, 외부의 태양광이 강한 경우 명암조절부(136)를 작동시켜 차량 전면에 설치된 LCD 패널(150) 전체에 전원을 공급하여 명암을 조절하고, 태양광의 강도에 따라 전원공급량을 조절하여 명암의 강약을 조절할 수 있다(도 2의 A).
야간 운행 시에는 시간설정부(134)를 야간으로 셋팅하고, 차량 외부에서 발생한 빛을 상기 CMOS 이미지 센서(110)로 촬영하며 중앙제어부(140)에서 촬영 이미지를 분석함으로써 광영역을 결정 및 해당 광영역의 LCD 패널(150)에 전압이 인가되도록 하여 국소 명암 조절을 실현한다(도 2의 B).
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 CMOS 센서를 이용한 차량용 차광장치(100)의 주간 구동방법을 나타낸 순서도이다. 주간의 차량용 차광장치 구동방법을 살펴보면, 사용자가 컨트롤러(130)의 시간설정부(134)를 주간으로 조절하는 단계(S110), 사용자가 외부 환경에 따라 컨트롤러(130)의 명암조절부(136)를 조절하는 단계(S120) 및, 명암조절부(136)의 작동에 의하여 인가되는 전압의 양에 따라 LCD 패널의 명암이 조절되는 단계(S130)를 거쳐 구동된다. 주간의 차량용 차광장치(100)의 구동방법은 사용자가 컨트롤러(130) 만을 작동시킴으로써 간편하게 실현될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 CMOS 센서를 이용한 차량용 차광장치(100)의 야간 구동방법을 나타낸 순서도이고, 도 6은 도 5의 S230 단계를 구체적으로 나타낸 순서도이다. 야간의 차량용 차광장치 구동방법을 살펴보면, 사용자가 컨트롤러(130)의 시간설정부(134)를 야간으로 조절하는 단계(S210), CMOS 이미지 센서(110)를 작동시켜 차량 외부의 영상을 촬영하는 단계(S220), CMOS 이미지 센서(110)로부터 전달받은 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역을 결정 및 해당 영역의 LCD 패널(150)에 전압이 인가되도록 제어하는 단계(S230) 및, 인가되는 전압에 따라 LCD 패널(150)의 해당 광영역의 국소 명암을 조절하는 단계(S240)를 거쳐 구동된다. 여기서 상기 단계 S230는 CMOS 이미지 센서(110)로부터 전달받은 영상을 수신하는 단계(S232), 수신된 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역을 결정하는 단계(S234) 및 결정된 광영역에 해당하는 LCD 패널영역을 지정하고 전압을 공급하도록 조절하는 단계(S236)로써 구현된다.
특히, LCD 패널(150)의 단위 LCD 패널에 전원을 선택적으로 차단 및 공급할 수 있어서, 외부의 자극에 따른 광영역의 이동 경로에 따라 국소 명암 조절이 가능하다.
본 발명에 따른 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치 및 구동방법에 의하면, 주간 운행 시 태양빛에 의한 운전자의 눈부심 현상을 LCD 패널의 명암조절을 통하여 간편하게 해결할 수 있고, 야간 운행 시 상대방 차량의 헤드라이트에 의한 운전자의 눈부심 현상을 막아서 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다. 특히, 야간에는 CMOS 이미지 센서에 의하여 촬영된 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역에 대하여 국소 명암 조절이 가능하여 에너지 절약 면에서 효율적이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100 : 차량용 차광장치 110 : CMOS 이미지 센서
120 : 전원 130 : 컨트롤러
132 : 전원공급조절부 134 : 시간설정부
136 : 명암조절부 140 : 중앙제어부
142 : 센서신호수신부 144 : 영상분석부
146 : 영상영역지정부 150 : LCD 패널

Claims (6)

  1. 차량에 설치되어 차량 외부의 영상을 촬영하는 CMOS 이미지 센서;
    상기 CMOS 이미지 센서로부터 전달받은 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역을 결정 및 해당 광영역의 LCD 패널에 전압이 인가되도록 제어하는 중앙제어부;
    상기 중앙제어부로부터 제어신호를 수신하여 인가되는 전압에 따라 국소 명암 조절이 가능한 LCD 패널; 및,
    사용자가 전원의 공급 및 작동시간을 설정하도록 작동되는 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 LCD 패널 상에서 변화되는 광영역의 이동 경로에 따라 국소 명암 조절되는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 중앙제어부는
    상기 CMOS 이미지 센서로부터 전달받은 영상을 수신하는 센서신호수신부;
    상기 센서신호수신부에서 수신된 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역을 결정하는 영상분석부;
    상기 영상분석부에서 결정된 LCD 패널의 광영역을 지정하고 전압을 공급하도록 조절하는 영상영역지정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는
    상기 차광장치에 전원의 공급 여부를 조절하는 전원공급조절부;
    주간 또는 야간 중 작동시간을 셋팅하는 시간설정부; 및,
    상기 LCD 패널의 전체적인 명암의 강약을 조절하는 명암조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치.
  4. 주간의 차광장치 구동방법에 있어서,
    사용자가 컨트롤러의 시간설정부를 주간으로 조절하는 단계(S110);
    사용자가 외부 환경에 따라 상기 컨트롤러의 명암조절부를 조절하는 단계(S120); 및
    상기 명암조절부의 작동에 의하여 인가되는 전압의 양에 따라 LCD 패널의 명암이 조절되는 단계(S130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치의 구동방법.
  5. 야간의 차광장치 구동방법에 있어서,
    사용자가 컨트롤러의 시간설정부를 야간으로 조절하는 단계(S210);
    CMOS 이미지 센서를 작동시켜 차량 외부의 영상을 촬영하는 단계(S220);
    상기 CMOS 이미지 센서로부터 전달받은 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역을 결정 및 해당 영역의 LCD 패널에 전압이 인가되도록 제어하는 단계(S230); 및,
    상기 인가되는 전압에 따라 상기 LCD 패널의 해당 광영역의 국소 명암을 조절하는 단계(S240);를 포함하는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치의 구동방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 단계 S230은,
    상기 CMOS 이미지 센서로부터 전달받은 영상을 수신하는 단계(S232);
    상기 수신된 영상을 분석하여 주변보다 강한 광영역을 결정하는 단계(S234); 및,
    상기 결정된 광영역에 해당하는 LCD 패널영역을 지정하고 전압을 공급하도록 조절하는 단계(S236);를 포함하는 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지 센서를 이용한 차량용 차광장치의 구동방법.

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