KR20150033583A

KR20150033583A - 시각 시스템

Info

Publication number: KR20150033583A
Application number: KR20140127763A
Authority: KR
Inventors: 베르너 랑
Original assignee: 메크라 랑 게엠베하 운트 코 카게
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2015-04-01
Also published as: JP2015063297A; US20150085125A1; EP2851242A1; BR102014023644B1; ES2676922T3; US9428110B2; EP2851242B1; BR102014023644A2; KR101552444B1; TR201809117T4; DE102013015847B3; JP6035298B2

Abstract

차량용 시각 시스템(50)은, 차량에 장착되며 적어도 캡처링 장치(52)를 구비한 캡처링 유닛, 계산 유닛(58), 및 디스플레이 유닛(60)을 포함하고, 캡처링 장치(52)는 차량(10) 후방에서 캡처링 영역(21, 22, 23)을 취득하도록 구성되고, 상기 캡처링 영역은 차량 후방에서 적어도 실질적으로 왜곡없는(undistorted) 후방-지향 캡처링 영역(21)과 차량 후방에서 실질적으로 하방-지향 캡처링 부분(22)을 포함하고, 시각 시스템(50)은 캡처링 부분(21, 22, 23)으로부터 제1 이미지(62) 및 제2 이미지(63)를 추출하여 디스플레이 유닛(60)의 상부 이미지 부분(64)에서 제1 이미지(61)를 표시하고 디스플레이 유닛(60)의 하부 이미지 부분(66)에서 제2 이미지(62)를 표시하도록 구성되고, 상기 제1 이미지(61)는 왜곡없는 캡처링 부분(21)에 해당하고, 상기 제2 이미지(62)는 하방-지향 캡처링 부분에 해당한다.

Description

시각 시스템{VISUAL SYSTEM}

본 발명은 차량, 특히 상용차 또는 밴(van), 또는 미러에 의해 차량의 후면 유리를 통해 차량 후방 영역을 직접 또는 간접적 시야(view)를 볼 수 없는 차량을 위한 시각 시스템에 관한 것이다.

DE 100 17 072 A1호는 차량 리어뷰(rear view)(후방 시야) 감시 시스템에 관한 것으로서, 특히 차량의 주행 동작 중에 운전자 자신의 차량에 접근하는 다른 차량을, 차량 내/외측에 장착되어 있는 카메라에 의해 포착된 이미지에 의하여 검출하고 그리고 경고 신호를 운전자에게 출력하기 위한 리어뷰 감시 시스템에 관한 것이다.

후면 유리를 포함하는 자동차에서, 운전석에 앉은 운전자가 뒤돌아보지 않고 차량 후방 영역을 볼 수 있게 하는 내부 백미러(inside rear mirror)를 설치하는 것이 일반적이다. 예로서 후진 방향으로 주행할 때, 운전자가 직접적인 시야를 원하는 경우, 이러한 직접적 시야는 또한 후면 유리를 통해 바라봄으로써 가능하다.

또한, 상용차 또는 밴의 경우, 또는 후면 유리를 구비하지 않거나 후면 유리가 일시적으로 막혀 있는 차량의 경우, 그래서 차량 후방 영역을 직접 볼 수 없을 때, 차량 후방 영역에 대한 최적의 시야는 안전성 때문에 필요하다. 차량 후방을 통한 시야가 막혀 있거나 볼 수 없을 때, 차량 후방 영역을 가장 잘 볼 수 있도록 하기 위해 미러가 보통 차량 측면에 제공되어 있다.

그러나 외부 미러에 의한 차량 후방 영역의 간접 시야는 종종 상용차 또는 후면 유리가 없는 차량에서는 충분하지 않으며, 그래서 사각 지대가 존재한다. 다른 한편, 특히 후진할 때 또는 상용차를 사다리차(loading ramp) 등을 향해 주행할 때, 또는 후면 유리를 구비하지 않은 차량으로 (후진) 주차 동작을 하는 중에, 안전성을 위해서 뿐만 아니라 효율적인 하역 작업 또는 주차 동작을 위해서, 운전자가 보통의 자세로 운전석에 앉아 있을 때에도, 후진 주행을 용이하게 하기 위해 그리고 운전자가 차량 후방 영역에 있을 수 있는 장애물을 확실하게 인식할 수 있도록 차량 후방 영역의 최적 시야를 운전자에게 허용하기 위해, 운전자에게 언제든지 차량 후방 영역에 양호한 시야를 줄 수 있는 것이 바람직하다.

차량 후방 영역을 위한 최적 시야를 제공하기 위해서, 예를 들어 후방 부분을 통한 직접적인 시야를 볼 수 없는 차량에서는 예를 들어 분할형 외부 미러가 사용되고 있으며; 이러한 분할형 외부 미러에서는, 보통의 외부 백미러 외에, 제2 미러 또는 미러 분할부(segment)가 소위 사각 지대의 영역을 관찰하는 작용을 한다. 이러한 미러는 보통 더 작으며, 종종 사각 지대의 비교적 작은 부분만을 볼 수 있게 허용한다. 더구나, 이것이 광각 미러일 때, 이러한 미러는 종종 큰 곡률을 가지고 있으며, 그 결과 보통의 외부 미러에 비하여 왜곡된 이미지를 발생하며, 경험없는 운전자가 묘사된 영역에 있을 수 있는 장애물의 거리 또는 상대적 위치를 정확하게 평가하거나 장애물을 인식하는 것을 어렵게 만든다.

따라서, 리어뷰 카메라 시스템은 차량 후방 영역을 포착하여 차량의 운전자에게 디스플레이 유닛에 표시하는 것으로 알려져 있다. 여기서 역시 차량 후방의 사각 지대 영역이 커버(cover)될 수 있다.

그러한 리어뷰 카메라 시스템은 예로서 DE 10 2012 005 277 B3에 공개되어 있다. DE 10 2012 005 277 B3에 설명된 차량 후단부 시각 시스템은 차량 후방 영역의 이미지를 취득하도록 구성되어 있는 캡처링 유닛(capturing unit)을 포함한다. 후단부 시스템은 또한 영상 처리 유닛을 포함하며, 여기서 캡처링 유닛에 의해 포착된 이미지가 차량 참조물(reference)과 중첩되어서 차량 참조물로 덮어씌워진 가상 이미지가 발생하며 디스플레이 유닛에 의해 차량의 운전실에 나타나게 된다.

종래 기술에서 알려진 바와 같은 리어뷰 카메라 시스템은 보통 차량 후방에서 가까운 영역을 보도록 설계되며, 그 해상도 및 영상부는 보통 원거리 차량의 거리 및 속도를 평가하거나 묘사할 수는 없다.

따라서, 본 발명의 목적은 차량을 위한 시각 시스템으로서, 각각의 주행 상황과 관련되어 있는 차량 후방 영역을, 전진 주행 또는 후진 주행과 같은 모든 주행 상황에서 볼 수 있는 시각 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 설명에서, 방향에 대한 모든 정보는 앞으로 이동하는 자동차와 관련되어 있다. 따라서 측면 방향은 차량의 전진 주행에 대한 방향 벡터에 대하여 수직 방향을 따라가는 방향을 의미하며, 좌-우 방향에 해당한다.

상기 목적은 청구항 1의 특징을 포함하는 차량용 시각 시스템에 의하여 해결된다.

시각 시스템은, 차량에 장착되며 적어도 캡처링 장치를 구비한 캡처링 유닛, 계산 유닛, 및 디스플레이 유닛을 포함하고, 상기 캡처링 장치는 차량 후방에서 캡처링 영역을 취득하도록 구성되고, 상기 캡처링 영역은 차량 후방에서 실질적으로 왜곡없는(undistorted) 후방-지향된(backward-directed) 캡처링 부분과 차량 후방에서 실질적으로 하방-지향된 캡처링 부분을 포함한다. 여기서, 시각 시스템은 캡처링 영역으로부터, 왜곡없는 캡처링 영역에 해당하는 제1 이미지를 추출하고, 하방-지향된(downward-directed) 캡처링 영역에 해당하는 제2 이미지를 추출하고 그리고 디스플레이 유닛의 상부 이미지 부분에서 제1 이미지를 표시하고 디스플레이 유닛의 하부 이미지 부분에서 제2 이미지를 표시하도록 구성되어 있다. 이미지 부분들은 개별적으로 또는 2개의 이미지 부분 사이에서 전이부를 가지며 표시될 수 있다.

차량 후방의 후방-지향된 캡처링 영역 및 차량 후방의 실질적으로 하방-지향된 캡처링 영역의 취득과, 디스플레이 유닛에서 후방-지향된 캡처링 영역 및 하방-지향된 캡처링 영역의 추출된 이지미의 표시는 운전자에게 - 비록 차량 후방을 통해 직접적인 시야를 볼 수 없는 차량에서도- 차량 후면 유리를 통한 시야와 대응한 익숙한 시야의 인상을 부여하고, 동시에 운전자가 차량의 바로 후방의 영역, 즉 차량 후방에서 근접한 범위의 영역을 볼 수 있게 한다. 디스플레이는, 특히 추출된 영역의 디스플레이로 인하여 운전자에게 용이하게 알 수 있게 하고, 운전자가 후방에서 접근하는 원거리 차량의 거리 및 속도를 정확하게 평가할 수 있으며 그리고 예로서 주차 운전(parking manoeuver) 중에 다른 차량 또는 장애물에 대한 거리를 평가할 수 있게 한다.

따라서, 본 발명은 디스플레이 유닛에서 추출된 영역의 표시에 의하여 차량 후방 영역의 도해(illustration)를 운전자에게 제공하고자 하는 아이디어에 기초를 두고 있으며, 차량 후방의 후방-지향된 캡처링 영역과 차량 후방의 하방-지향된 캡처링 영역 모두를 포착하여 추출함으로써 운전자가 상기 도해를 용이하게 이해할 것이다. 또한, 각자의 주행 상황과 실제로 관련되어 있는 그러한 영역만이 도시되고, 즉 후진하는 경우 차량 바로 후방에 근접한 영역과, 전진 주행하는 경우 후방-지향된 수평 시야 부분이 도시된다. 확대된 범위는 예로서 최대로 차량 후방의 10m까지, 예로서 차량 후방의 7m까지 연장될 수 있으며, 한편 후방-지향된 수평 시야 부분은 차량 후방의 10m 이상의 거리, 예로서 15m에서 시작한다. 이것은, 전진 주행에도 또는 후진에도 관련되어 있지 않은 도해되어야 할 두 영역 사이의 영역이 전이부로서 도해 또는 표시되지 않으므로, 운전자가 불필요한 정보에 의해 혼란을 일으키지 않게 된다는 것을 의미한다.

유리한 실시예가 종속항에 규정되어 있다.

유리한 실시예에서, 후방-지향된 캡처링 영역은 수평 시야에 해당한다. 따라서, 캡처링 영역 및 이에 대응하여 추출 및 표시된 제1 이미지는, 운전자가 차량의 후단부를 통한 시야가 흐려지지 않는 차량에서 내부 백미러를 통해 보통 볼 수 있는 영역에 해당한다.

유리한 실시예에서, 캡처링 장치는 예로서, 카메라, 렌즈를 포함한다. 보통, 왜곡은 각자의 이미지 모서리를 향해 더 크다. 왜곡없는 후방-지향된 캡처링 영역에서 제1 이미지를 추출함으로써, 수평선까지 이르는 원거리 전망에 해당하는 왜곡없는 이미지가 운전자에게 제공된다. 이것은 선명한 이미지를 허용하고, 차량의 거리 및 속도에 관한 평가가 운전자에게 유리하게 향상된다.

유리한 실시예에서, 캡처링 장치는 비구면 렌즈를 포함한다. 비구면 렌즈는 광학적으로 효과적인 형태가 구면 형태에서 벗어나서 다수의 변수로 인하여 이미징 오류가 회피될 수 있게 하는 렌즈이다. 특히, 구면 수차가 수정될 수 있으며, 즉 이미지 모서리를 향하여 증가하는 왜곡이 수정될 수 있다. 청구항 1에 따라 캡처링 장치가 실질적으로 왜곡없는 후방-지향된 캡처링 영역을 취득하면, 구면 수차가 그 중에서도 하방-지향된 캡처링 영역에서 초래된다. 비구면 렌즈를 사용함으로써, 특히 하방-지향된 영역에서 실질적으로 왜곡없는 이미지가 취득되어 표시되므로, 예로서 주차 동작 중에 다른 차량에 대한 거리가 정확하게 평가될 수 있다.

유리한 실시예에서, 캡처링 장치는 가능하면 광각 형태 또는 다른 이미지 센서를 갖는 카메라이고, 이는 양호하게 영구적으로 즉, 적어도 차량의 점화가 시작될 때 그리고 연속적으로 이미지를 포착하여 이미지를 차량의 계산 유닛으로 공급하며, 다음에 디스플레이 유닛의 상부 이미지 부분에서 제1 이미지를 표시하고 그리고 디스플레이 유닛의 하부 이미지 부분에서 제2 이미지를 표시하며 적절한 경우에 전이부를 표시하기 위해, 상기 계산 유닛이 수신한 데이터를 변환한다. 디스플레이 유닛에서의 묘사는 양호하게 또한 영구적으로 실시간으로 수행된다.

유리한 실시예에서, 후방-지향된 영역은 내부 미러상의 묘사와 실질적으로 일치한다. 이것은 운전자가 용이하게 직감적으로 이해하게 될, 차량 후방의 수평 영역의 익숙한 시야를 운전자에게 제공한다는 장점을 갖는다.

유리한 실시예에서, 디스플레이 유닛, 예로서 디스플레이 또는 투영(projection) 장치가 차량의 종래 내부 백미러에 배치된다. 이러한 위치는 차량의 내부 백미러의 위치에 해당하고, 이것을 운전자가 사용하고, 즉 디스플레이 유닛이 그러한 차량 내부에 배열되어 있어서, 디스플레이 유닛이, 운전자의 다른 착석 위치를 고려하면서, 차량 내에 착석한 사람의 눈 높이에 대하여 95번째 백분위수(percentile)를 갖는 프랑크푸르트(Frankfurt) 수평면(독일 수평면)의 높이 또는 그 이상의 높이에 배치된다. 프랑크푸르트 수평면은 궤도의 하위 마진(inferior margin)을 사람 귀의 가장 높은 지점과 연결하는 가상선이다.

바람직한 실시예에 따라서, 계산 유닛은 캡처링 장치의 취득으로부터 제1 및 제2 이미지를 추출한다. 따라서, 차량 내에 추가의 장치 및 추가의 공간을 필요로 하지 않는다. 계산 유닛은 개별 유닛으로서 형성될 수 있고, 탑재 컴퓨터에 의해 실시될 수 있고, 또는 디스플레이 유닛 또는 캡처링 유닛에 통합될 수 있다.

바람직한 실시예에 따라서, 시각 시스템은 주행 상황에 동적으로(dynamically) 의존하여 디스플레이 유닛에서 묘사된 상부 및 하부 이미지 부분의 크기를 조정하도록 구성되어 있다. 동적 조정은 주행 속도뿐만 아니라 주행 방향, 즉 전진 주행 또는 후진 방향 모두에 의존하여 실시될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 전진 주행 및/또는 고속 주행 중에, 하방-지향된 캡처링 영역을 만드는 하부 이미지 부분보다, 실질적으로 후방-지향된 캡처링 영역(수평 시야)을 만드는 상부 이미지 부분을 더 크게 표시할 수 있고, 하부 이미지 부분은 전진 주행 중에 특히 고속 주행 속도에서 차량을 조정하는데 중요성이 덜하다. 그 반대로, 후진 동안, 예로서 주차 운전 또는 사다리차를 향한 트럭 또는 밴의 후진 접근 동안에, 제2 영역(즉, 하방-지향된 영역)이 제1 영역, 즉 수평의 후방-지향된 영역보다 더 크게 표시될 수 있다.

바람직한 실시예에 따라서, 하방-지향된 캡처링 영역은 후방-지향된 캡처링 영역보다 더 큰 왜곡을 가진다. 이것은, 후방-지향된 캡처링 영역(수평 시야)의 정확하고 선명하며 실질적으로 왜곡없는 이미지가 운전자에게 표시된다는 유리한 효과를 가지며, 이러한 이미지가 후방에서부터 차량의 거리 및 속도를 정확하게 평가하기 위해서뿐만 아니라 원거리에서 비교적 작은 물체를 인식하기 위해서 불가피하기 때문이다. 그러나, 근접한 범위에서는, 근접한 범위가 (예로서 주차 운전하는 동안) 결정적인 주행 상황에서, 첫째로 주행 속도가 느리고, 둘째로 운전자가 왜곡을 인식하여 해석하는 것이 용이할 수 있고, 물체가 어쨌든 근접성 때문에 더 커지기 때문에 이미지가 왜곡될 수 있다.

바람직한 실시예에 따라서, 시각 시스템에서, 제1 및 제2 추출된 영역의 크기는 주행 방향 및/또는 주행 속도에 의존하여 적용된다. 여기서, 예를 들어 차량의 주차 운전 중에 또는 사다리차를 향하여 트럭 또는 밴이 후진으로 접근하는 중에, 제2 영역(즉, 하방-지향된 영역)은 차량의 전진 주행에서보다 더 크게 추출될 수 있다. 크기를 적용한다는 것은, 도시된 영역이 더 크게 또는 더 작게 만들어지는, 즉 대형 또는 소형 개구 각도를 갖는 가시범위(field of vision)를 구성한다는 의미이다.

바람직한 실시예에 따라서, 제1 및 제2 이미지는 서로 합쳐지지 않는 캡처링 부분의 서브-부분이다. 결과적으로, 후방-지향된 캡처링 영역과 하방-지향된 캡처링 영역 사이에 위치되어서 차량의 조종과 관련되지 않은 정보를 포함한 전이 영역이 운전자에게 보이지 않는다. 따라서, 운전자에게 무관한 정보를 재생하는 것이 회피된다.

바람직한 실시예에 따라서, 디스플레이 유닛에서, 제1 이미지가 상부 부분에 표시되고, 제2 이미지가 별개로 하부 이미지 부분에 표시된다. 이것은 운전자에게 표시된 정보의 이해를 용이하게 한다. 제1 및 제2 이미지의 별개의 디스플레이는, 디스플레이 유닛에서 이미지의 끊김없는 전이를 갖는 디스플레이에서, 다르게 도해된 캡처링 또는 이미지 부분이 자동으로 발생하고 그리고 도해된 이미지가 이러한 영역에서 연속적이지 않을 때 인식될 수 있다는 것을 의미한다. 오히려, 모서리가 서로 합쳐지지 않는 2개의 이미지가 서로 직접 인접하여 위치되므로, 2개의 이미지가 별개의 이미지로서 식별될 수 있다. 이해를 돕기 위해, 구별 마크, 예로서 바 또는 라인이 이미지들 사이에 제공될 수 있다. 디스플레이를 구별하기 위한 라인은 후방-지향된 캡처링 영역과 하방-지향된 캡처링 영역이 끊김없이 합쳐지는 경우에도 사용될 수 있다. 캡처링 부분의 전이부가 끊김이 없으면, 전이 캡처링 부분은 예로서 디스플레이 유닛에서 검은색 이미지에 의하여 제1 및 제2 이미지의 분리를 만들 수 있다.

유리한 실시예에 따라서, 디스플레이 유닛에서, 제1 이미지가 상부 이미지 부분에서 표시되고, 제2 이미지가 하부 이미지 부분에서 표시되고, 제3 이미지가 중앙 이미지 부분에서 표시되고, 제3 이미지는 후방-지향된 캡처링 영역과 하방-지향된 캡처링 영역 사이에서 각자 이 영역에 인접하여 위치된 전이 캡처링 영역에 해당한다. 따라서, 운전자는 차량 후방의 모든 영역을 완전히 시야에 두게 된다.

바람직한 실시예에 따라서, 후방-지향된 캡처링 영역은 하방-지향된 캡처링 영역에 직접 인접하는데, 즉 전이 캡처링 영역의 캡처링 각도 γ는 0°에 해당한다. 여기서, 중앙 이미지 부분의 도해, 즉 제3 이미지가 생략되어 있으며, 이는 운전자를 위한 전체 이미지 부분의 해석을 간략하게 한다.

바람직한 실시예에 따라서, 하방-지향된 캡처링 영역은 차량 참조물, 양호하게 차량의 후방 모서리를 포함한다. 이것은 특히 후진 주행에서 차량과 장애물 사이의 거리의 평가를 간략하게 한다. 대안으로, 차량의 후방 모서리는 또한 하방-지향된 캡처링 영역을 도시하는 제2 이미지상의 가상 이미지로서 표시될 수도 있다.

이하에서, 본 발명은 첨부된 도면을 이용하여 예를 들어 설명되어 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 시각 시스템을 구비한 차량을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 시각 시스템의 개략도이다.
도 3은 시각 시스템의 디스플레이 유닛의 개략도이다.

도 1은 차량(10) 후방 영역(20)을 보여주기 위해 본 발명에 따른 시각 시스템(50)을 구비한 차량(10)을 도시한다. 도시된 차량(10) 이외에, 시각 시스템(50)은 운전실에서 차량 후방 영역(20)을 직접적으로 보는 것이 보통 불가능한 상용차에서 유리하게 사용될 수 있다.

시각 시스템(50)은 차량 후방 영역(20)을 취득하여 포착하기 위해, 단일 캡처링 장치(52), 예를 들어 카메라 또는 이미지 센서를 갖는 캡처링 유닛을 포함한다. 이 영역(20)은 실질적으로 후방-지향된 캡처링 영역(21), 실질적으로 하방-지향된 캡처링 영역(22), 및 후방-지향된 캡처링 영역(21)과 하방-지향된 캡처링 영역(22) 사이에서 각자 이 영역에 인접하여 위치된 전이 캡처링 영역(23)을 포함한다. 후방-지향된 캡처링 영역(21)은 수평 시야를 가지며, 하방-지향된 캡처링 영역(22)은 확대 시야로서 간주될 수 있으며 양호하게 차량의 범퍼를 보여준다.

도 1에 도시된 바와 같이, 캡처링 장치(52)는 3개의 다른 캡처링 영역(21, 22, 23)을 취득하도록 구성되어 있으며, 이는 예로서 광각 카메라에 의해 실현되고 있다. 이러한 타입의 캡처링 유닛에서, 수직축에 대한 카메라의 개구 각도는 차량에서 카메라 또는 캡처링 장치(52)의 배열에 따라 70°내지 120°의 범위에 있을 수 있다. 또한, 이러한 타입의 캡처링 장치의 수평축에 대하여 카메라의 개구 각도는 70°내지 160°의 범위에 있을 수 있다. 수직축에 대하여, 캡처링 영역(21)의 캡처링 각도(개구 각도) α는 15°내지 60°의 범위에 있으며, 캡처링 영역(22)의 캡처링 각도 β는 30°내지 90°의 범위에 있다. 전이 캡처링 영역(23)의 캡처링 각도 γ는 0°내지 60°의 범위에 있으며, 즉 캡처링 각도 γ가 0°일 때, 캡처링 부분(21)과 캡처링 부분(22)은 끊김없이 합쳐진다. 각자의 캡처링 각도에 따라, 캡처링 부분(22)은 주행 방향에서 도로에 대하여 2미터와 10미터 사이의 거리를 취득할 수 있으며, 여기서 양호한 영역은 2미터와 5미터 사이의 영역이고, 주행 방향에서 도로에 대하여 캡처링 부분(21)은 차량 후방의 약 10미터 이상에서 시작하는 거리를 취득할 수 있다. 또한, 캡처링 영역(22)의 캡처링 각도 β는 차량 참조물, 예로서 차량(10)의 후방 모서리(18)를 포함하도록 선택될 수 있다.

시각 시스템(50)은 캡처링 유닛의 데이터가 입력되는 영상처리 유닛(58)을 추가로 포함한다. 영상처리 유닛(58) 또는 계산 유닛은 그때, 후방-지향된 캡처링 부분(21), 하방-지향된 캡처링 부분(22) 및 생략된 부분(23)을 포함하는, 캡처링 장치(52)에 의해 발생한 이미지를 제각기 처리한다.

계산 유닛(58)에서의 처리는 3개의 이미지(61, 62, 63)가 발생하도록 실시되며, 상기 이미지들은 시각 시스템(50)의 일부인 디스플레이 유닛(60)에 표시될 수 있다. 디스플레이 유닛(60)에는 상부 이미지 부분(64), 중앙 이미지 부분(65) 및 하부 이미지 부분(66)이 있다. 상부 이미지 부분(64)에는 후방-지향된 캡처링 부분(수평 시야)(21)에 해당하는 제1 이미지(61)가 표시된다. 중앙 이미지 부분(65)에는, 전이 캡처링 부분(23)에 해당하는 제3 이미지가 표시된다. 하부 이미지 부분(66)에는, 하방-지향된 캡처링 부분(확대 시야)(22)에 해당하는 제2 이미지(62)가 표시된다. 각자의 이미지 부분(64, 64, 66)에서 3개의 이미지(61, 63, 62)를 끊김없이 표시함으로써 운전자가 취득한 캡처링 부분 전체를 보게 된다.

대안으로, 이미지 부분(64, 66)이 또한 개별적으로 표시될 수 있으며, 즉 중앙 이미지 부분(65) 또는 제3 이미지(63)가 제각기 표시되지 않는다. 여기서, 전이 캡처링 부분(23)의 캡처링 각도 γ는 0°가 되도록 선택될 수 있다. 그때, 캡처링 부분(21)은 캡처링 부분(22)과 끊김없이 합쳐지고, 즉 전이 부분(23)이 존재하지 않는다. 또는 주행 상황과 무관한, 존재하는 전이 캡처링 부분(23), 즉 제3 이미지(63) 또는 중앙 이미지 부분(65)의 표시가 생략되며, 따라서 운전자에게 불필요한 정보의 표시가 회피된다. 전이 캡처링 부분(23)이 존재하는 경우에, 이미지 부분들(64, 66) 또는 제1 및 제2 이미지(61, 62)의 분리가 따라서 이미지들 중 각자 다른 묘사에 기초하고 있으며, 이미지들은 예로서 검은선에 의해 추가로 분리될 수 있으며, 또는 중앙 이미지 부분(65)이 검게 될 수 있다.

계산 유닛(58)은 차량 내부의 어디든지 배치될 수 있다. 예를 들어 계산 유닛은 캡처링 유닛 또는 디스플레이 유닛(60)과 일체로 형성될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이 유닛(60)의 화면은 차량 내에서 보통 종래 백미러가 배치되어 있는 위치에서, 프랑크푸르트 수평면(독일 수평면, 즉 궤도의 하위 마진을 귀의 최고점과 연결하는 가상선)의 95번째 백분위수 또는 그보다 높은 곳에 배치되도록 장착되는 것이 바람직하다. 따라서, 운전자가 차량 내부에서 내부 백미러(12)의 종래 위치에 대해 스스로 방향을 취할 수 있으며 그리고 차량의 내부 미러에 의하여 뒤를 바라볼 때 보게 될 것과 동일한 이미지를 제공하기 때문에, 인간공학적 조건이 운전자에게 제공될 것이다.

디스플레이 유닛(60)의 화면 또는 디스플레이 또는 투영면 등은 양호하게 운전실 또는 차량(10) 내에 배치되고, 피벗점에 대해 조정될 수 있어서 운전자가 자신의 개인적인 눈 지점에 대하여 용이하게 볼 수 있는 위치를 미세하게 조정할 수 있게 된다.

디스플레이 유닛(60)은 각자의 화면 또는 디스플레이를 갖는 모니터가 될 수 있다. 그러나 디스플레이 유닛(60)은 이것으로 제한하지 않으며, 또한 내부 차체 구성부품에 투영될 수 있다.

캡처링 장치(52)(카메라 52)는 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 후방부, 양호하게는 상부 모서리에 부착되며, 후방을 향해 실질적으로 수평으로 정렬된다.

캡처링 장치(52)(카메라 52)는 광학 렌즈를 포함하며, 이 렌즈의 광학축(54)은 실질적으로 후방-지향된 캡처링 부분(21)의 중심에 배치되고 따라서 도 1에 도시된 캡처링 각도의 이등분선 α/2에 해당한다. 통상적으로, 큰 이미지 각도를 갖는 광각 렌즈에서는, 구면 수차가 취득된 이미지 각도의 모서리 부분에서 발생한다. "종래(conventional)" 렌즈, 즉 구면 렌즈를 사용할 때, 왜곡이 수평 시야 부분에서 발생할 수 있으며, 이것은 운전자가 원거리 물체를 인식하는 것을 힘들게 할 수 있다. 광학축이 실질적으로 후방-지향된 캡처링 부분(21)의 중심에 배열되어 있다는 사실 때문에, 이러한 부분은 실질적으로 왜곡없이 표시될 수 있으며, 이는 후방에서 오는 차량의 거리 및 속도의 정확한 평가를 가능하게 하며 또한 원거리 물체가 명확하게 보여질 수 있다.

대안으로, 캡처링 장치 또는 카메라(52)는 비구면 렌즈를 포함한다. 비구면 렌즈는 광학적으로 효과적인 형상이 구면 형상으로부터 이탈하는 렌즈이다. 비구면 렌즈에 의하여, 특히 상술한 구면 수차가 교정될 수 있으며, 이는 주로 취득한 이미지 각도의 모서리 부분, 즉 현재의 경우 하방-지향된 캡처링 부분(22)에서 발생한다. 비구면 렌즈에 의하여, 상기 왜곡이 수정되고, 운전자에게 하방-지향된 캡처링 부분(22)(사각 지대의 영역)의 용이하게 이해가능한 이미지를 제공하며, 이러한 이미지는 가능한 자극에 대해 강화된다.

후방-지향된 캡처링 부분(21)은 내부 백미러상의 묘사와 실질적으로 일치한다. 이러한 후방-지향된 캡처링 부분(21)이 디스플레이 유닛(60)의 상부 이미지 부분(64)에 배열되기 때문에, 운전자가 묘사된 이미지를 용이하게 이해할 수 있게 된다.

실시예에서, 시각 시스템(50)은 디스플레이(60)의 상부 이미지 부분(64) 및 하부 이미지 부분(66)에 도시된 각자의 이미지 각각의 크기 또는 묘사된 부분을 각자의 주행 상황에 맞게 동적으로 적용한다. 동적 적용은 주행 속도뿐만 아니라 주행 방향, 즉 전진 주행 또는 후진 방향 모두에 의존하여 실시될 수 있다. 따라서, 전진 주행 및 고속 주행일 때, 고속 주행 중에 가장 흥미있는 영역이 수평에 더 가까이 있기 때문에, 저속으로 전진 주행하는 동안에 있는 것보다, 제1 이미지(61)에서 도해된 캡처링 부분의 섹션(section)이 더 작다. 그러나, 후진할 때, 즉 차량(10)의 주차 운전 동안, 또는 사다리차 등을 향하여 트럭 또는 밴이 후진 주행할 때, 제2 이미지(62)에 도해된 캡처링 부분의 섹션이 전진 주행 중인 것보다 더 크다. 여기서, 개구 각도 α,β는 캡처링 부분(21, 22)이 끊김없이 합져지도록 (즉 전이 캡처링 부분(23)이 존재하지 않도록) 선택될 수 있다. 이것은 도해된 이미지(61, 62)에 대해 캡처링 부분(21, 22)의 개구 각도 α,β가 변하며, 또한 전이 캡처링 부분(23)의 캡처링 각도 γ도 변한다는 것을 의미한다. 캡처링 각도 γ = 0에서, 이미지들(61, 62) 사이에 전술한 바와 같이 분리용 경계를 배열하는 것이 유리할 수 있다.

덧붙여, 광학축(54)은 캡처링 장치(52)를 피벗이동함으로써 하방-지향된 캡처링 부분(22)의 실질적으로 중앙 위치에 배열될 수 있으므로, 광학축이 도 1에 도시된 캡처링 앵글의 이등분선 β/2와 일치하게 되어 캡처링 부분(22)의 수정된 도해를 달성하게 된다.

대안으로 또는 추가로, 또한 상부 이미지 부분(64)과 하부 이미지 부분(66)의 치수(dimension)가 예를 들어 전진 주행 중에 대응하여 변화되고, 상부 이미지 부분(64)이 후진 주행 중에 및/또는 하부 이미지 부분(66)보다 디스플레이 유닛(60)상에서 더 크게 표시된다. 후진 주행 중에, 하부 이미지 부분(66)은 전진 주행 중에 및/또는 상부 이미지 부분(64)보다 대응하여 더 크게 표시된다. 따라서, 중앙 이미지 부분(65)도 역시 어쨋든(전이 캡처링 부분(23)이 도해되는지 여부에 따라) 표시된다면, 변할 수 있다.

따라서, 시각 시스템은 주행 방향 및/또는 주행 속도에 의존하여 제1 및 제2 추출된 부분의 치수를 조정한다. 즉, 시각 시스템은 서로 대응하는 캡처링 부분(21)의 캡처링 각도 α, 캡처링 부분(22)의 캡처링 각도 β, 및 전이 캡처링 부분(23)의 캡처링 각도 γ를 선택할 수 있다.

10 차량 12 내부 백미러
18 차량 후방 모서리 20 차량 후방 영역
21 후방-지향된 캡처링 부분(수평 시야)
22 하방-지향된 캡처링 부분(확대 시야)
23 전이 캡처링 부분 50 시각 시스템
52 캡처링 장치 54 광학축
58 계산 유닛 60 디스플레이 유닛
61 제1 이미지 62 제2 이미지
63 제3 이미지 64 상부 이미지 부분
65 중앙 이미지 부분 66 하부 이미지 부분
α (수평 시야의) 개구 각도
β (확대 시야의) 개구 각도
γ (전이 캡처링 영역의) 개구 각도

Claims

차량용 시각 시스템(50)으로서,
차량에 장착되며 적어도 캡처링(capturing) 장치(52)를 구비한 캡처링 유닛,
계산 유닛(58), 및
디스플레이 유닛(60)을 포함하고,
상기 캡처링 장치(52)는 차량(10) 후방에서 캡처링 영역(21, 22, 23)을 취득하도록 구성되고, 상기 캡처링 영역은 차량 후방에서 후방으로 지향되는 적어도 하나의 실질적으로 왜곡없는(undistorted) 캡처링 부분(21)과 차량 후방에서 실질적으로 하방으로 지향되는 캡처링 부분(22)을 포함하고,
상기 시각 시스템(50)은 제1 캡처링 부분(21, 22, 23)으로부터, 왜곡없는 캡처링 부분(21)에 해당하는 제1 이미지(61), 및 하방으로 지향되는 캡처링 부분(22)에 해당하는 제2 이미지(62)를 추출하고, 상기 디스플레이 유닛(60)의 상부 이미지 부분(64)에서 상기 제1 이미지(61) 및 하부 이미지 부분(66)에서 상기 제2 이미지(62)를 표시하도록 구성되고,
상기 시각 시스템(50)은 주행 방향 및/또는 주행 속도에 따라 추출된 상기 제1 및 제2 이미지(61, 62)의 크기를 적용하는 시각 시스템(50).
청구항 1에 있어서,
후방으로 지향되는 상기 왜곡없는 캡처링 부분(21)은 수평 시야에 해당하는 시각 시스템(50).
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 캡처링 장치는 렌즈를 포함하는 시각 시스템(50).
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 캡처링 장치(52)는 비구면 렌즈를 포함하는 시각 시스템(50).
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 캡처링 장치(52)는 단일 카메라인 시각 시스템(50).
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
후방으로 지향되는 상기 왜곡없는 부분(21)은 차량의 내부 백미러(12)상의 이미지에 실질적으로 해당하는 시각 시스템(50).
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 디스플레이 유닛(60)은 차량(10) 내부에서 통상적인 내부 백미러(12)의 영역에 배치되는 시각 시스템(50).
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 계산 유닛(58)은 상기 캡처링 부분(21, 22, 23)으로부터 상기 제1 및 제2 이미지(61, 62)를 추출하는 시각 시스템(50).
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 시각 시스템(50)은 주행 상황에 따라 상기 디스플레이 유닛(60)상에서 표시된 상부 및 하부 이미지 부분(64, 66)의 크기를 동적으로 적용하는 시각 시스템(50).
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 차량이 후진 방향으로 주행할 때 상기 하부 이미지 부분(66)은 상기 차량이 전진 방향으로 주행할 때의 경우보다 더 크고, 상기 차량이 전진 방향으로 주행할 때 상기 상부 이미지 부분(64)은 상기 차량이 후진 방향으로 주행할 때의 경우에서 보다 상대적으로 더 큰 시각 시스템(50).
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 하나의 항에 있어서,
하방으로 지향되는 상기 캡처링 부분(22)은 후방으로 지향되는 상기 캡처링 부분(21)보다 더 큰 왜곡을 보여주는 시각 시스템(50).
청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제1 이미지(61) 및 제2 이미지(62)는 상기 캡처링 부분(21, 22, 23)의 서브-부분이고, 상기 서브-부분은 합쳐지지 않는 시각 시스템(50).
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 디스플레이 유닛(60)은 상기 상부 이미지 부분(64)의 제1 이미지(61)와 상기 하부 이미지 부분(66)의 제2 이미지(62)를 서로 분리하여 표시하는 시각 시스템(50).
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 디스플레이 유닛(60)은 상기 상부 이미지 부분(64)의 제1 이미지(61)와, 상기 하부 이미지 부분(66)의 제2 이미지(62)와, 중앙 이미지 부분(65)의 제3 이미지(63)를 표시하고, 상기 제3 이미지(63)는 상기 후방-지향된 캡처링 부분(21)과 하방-지향된 캡처링 부분(22) 사이에서 인접하여 위치된 전이 캡처링 부분(23)에 해당하는 시각 시스템(50).
청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 후방-지향된 캡처링 부분(21)은 상기 하방-지향된 캡처링 부분(22)에 직접적으로 인접해 있는 시각 시스템(50).
청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 하방-지향된 캡처링 부분(22)은 상기 차량과 일정 관계를 포함하고, 바람직하게는 차량의 후방 모서리(18) 또는 범프를 포함하는 시각 시스템(50).