KR20170001985A - 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템 - Google Patents

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권석근
백승현
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에스엘 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템은, 곡률이 가변되는 유체 렌즈를 포함하는 카메라, 차량으로부터 일정 거리 내에 위치하는 피검체를 감지하는 감지부 및 상기 차량의 변속단 정보, 상기 차량의 속도 정보 및 상기 감지부의 상기 피검체 감지 결과 중 적어도 하나에 따라 상기 유체 렌즈의 곡률을 제어하여 상기 카메라의 화각을 제1 화각과 상기 제1 화각보다 큰 제2 화각으로 변경하는 렌즈 제어부를 포함한다.

Description

유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템{Black box system for vehicle using variable liquid lens}
본 발명은 차량의 주행 중 및/또는 주차 중에 차량 외부를 촬영하는 차량용 블랙박스 시스템에 관한 것이다.
차량의 주행 중은 물론 차량이 주차된 상태에서 발생하는 사고 상황을 영상으로 기록하는 차량용 블랙박스가 널리 보급되었다. 실제로 지난 2008년 6만여대에 불과하던 국내 블랙박스 시장은 2009년 11만대, 2010년 50만대에 이어 2011년에는 120만대 이상의 시장으로 크게 성장하고 있다.
현재 사용되고 있는 차량용 블랙박스는 수평 화각 120도에서 140도 정도의 제품들이 대부분이다. 화각이 너무 좁으면 차량의 좌우측면 사고에 대해서 판단을 하기가 어렵고 또 너무 넓으면 영상의 왜곡현상이 심하기 때문에 절충점으로서 120도에서 140도 정도의 화각을 갖는 제품들이 사용되고 있다.
때문에 여전히 차량용 블랙박스의 사각 지대에서 사고 발생할 가능성이 존재한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상황에 따라 화각이 변경되는 지능형 차량용 블랙박스 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템은, 곡률이 가변되는 유체 렌즈를 포함하는 카메라, 차량으로부터 일정 거리 내에 위치하는 피검체를 감지하는 감지부 및 상기 차량의 변속단 정보, 상기 차량의 속도 정보 및 상기 감지부의 상기 피검체 감지 결과 중 적어도 하나에 따라 상기 유체 렌즈의 곡률을 제어하여 상기 카메라의 화각을 제1 화각과 상기 제1 화각보다 큰 제2 화각으로 변경하는 렌즈 제어부를 포함한다.
상기 카메라는, 상기 차량의 전방을 지향하도록 구비되는 전방 카메라와 상기 차량의 후방을 지향하도록 구비되는 후방 카메라를 포함한다.
상기 렌즈 제어부는, 상기 변속단 정보가 D단이고, 상기 속도 정보가 제1 속도 이상인 때에, 상기 전방 카메라 및 상기 후방 카메라의 화각이 상기 제1 화각이 되도록 상기 전방 카메라의 유체 렌즈 및 상기 후방 카메라의 유체 렌즈의 곡률을 제어할 수 있다.
상기 피검체 감지 결과가 상기 피검체가 상기 차량의 전방에서 감지되었음을 의미하는 경우, 상기 렌즈 제어부는, 상기 전방 카메라의 화각이 상기 제1 화각에서 상기 제2 화각으로 변경되도록 상기 전방 카메라의 유체 렌즈의 곡률을 제어하고, 상기 피검체 감지 결과가 상기 피검체가 상기 차량의 후방에서 감지되었음을 의미하는 경우, 상기 렌즈 제어부는, 상기 후방 카메라의 화각이 상기 제1 화각에서 상기 제2 화각으로 변경되도록 상기 후방 카메라의 유체 렌즈의 곡률을 제어할 수 있다.
상기 렌즈 제어부는, 상기 변속단 정보가 D단이고, 상기 속도 정보가 제1 속도 이하인 때에, 상기 전방 카메라의 화각이 상기 제2 화각이 되도록 상기 전방 카메라의 유체 렌즈의 곡률을 제어할 수 있다.
상기 변속단 정보가 D단이고, 상기 속도 정보가 제1 속도 이하며, 상기 피검체 감지 결과가 피검체가 감지되었음을 의미하는 경우, 상기 렌즈 제어부는, 상기 후방 카메라의 화각이 상기 제2 화각이 되도록 제어할 수 있다.
상기 제1 속도는 20 km/h 일 수 있다.
상기 변속단 정보가 R단 또는 P단인 때에, 상기 렌즈 제어부는, 상기 전방 카메라 및 상기 후방 카메라의 화각이 상기 제2 화각이 되도록 제어할 수 있다.상기 차량의 시동이 꺼지는 때에, 상기 렌즈 제어부는, 상기 전방 카메라 및 상기 후방 카메라의 화각을 상기 제2 화각이 되도록 상기 전방 카메라의 유체 렌즈 및 상기 후방 카메라의 유체 렌즈의 곡률을 제어할 수 있다.
상기 제1 화각은 110도 이상 130도 이하의 각도 범위를 가질 수 있다.
상기 제2 화각은 160도 이상의 각도 범위를 가질 수 있다.
상기 유체 렌즈는 상기 유체 렌즈를 출입하는 유체를 포함하며, 상기 렌즈 제어부는, 상기 유체의 출입량을 제어하여 상기 유체 렌즈의 곡률을 제어할 수 있다.
상기 유체 렌즈는 전류 또는 전압에 의해 형상이 제어되는 유체를 포함하며, 상기 렌즈 제어부는 상기 유체에 전류 또는 전압을 인가하여 상기 유체 렌즈의 곡률을 제어할 수 있다.
상기 감지부는, 차량의 외측에 설치되는 적어도 하나의 초음파 센싱 유닛일 수 있다.
상기 감지부는, 상기 카메라가 획득한 상기 차량의 주변 영상으로부터 상기 피검체를 검출하는 영상 처리 유닛일 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
상황에 따라 전방 카메라 및 후방 카메라의 화각을 변경시켜 충돌 시에는 넓은 화각의 영상으로 확보하여 사고 영상을 온전히 확보하도록 하고, 충돌 가능성이 없는 경우에는 왜곡이 적은 영상을 확보할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 블랙박스 시스템을 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 블랙박스 시스템이 장착된 차량을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 전방(후방) 카메라가 제1 화각을 갖는 예를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 전방(후방) 카메라가 제2 화각을 갖는 예를 도시한 도면이다.
도 7은 D단에서 제1 속도 이상으로 주행하는 상황에서의 전방 카메라 및 후방 카메라의 화각을 도시한 도면이다.
도 8은 D단에서 제1 속도 이상으로 주행하는 상황에서 차량 전방에 피검체가 위치하는 경우 및 D단에서 제1 속도 이하로 주행하는 상황에서의 전방 카메라 및 후방 카메라의 화각을 도시한 도면이다.
도 9는 D단에서 제1 속도 이상으로 주행하는 상황에서 차량 후방에 피검체가 위치하는 경우의 전방 카메라 및 후방 카메라의 화각을 도시한 도면이다.
도 10은 D단에서 제1 속도 이하로 주행하는 상황에서 차량 후방에 피검체가 위치하는 경우 및 P단 또는 R단에서의 전방 카메라 및 후방 카메라의 화각을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 블랙박스 시스템을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 블랙박스 시스템을 도시한 블럭도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 블랙박스 시스템이 장착된 차량을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 블랙박스 시스템(1)은 전방 카메라(10), 후방 카메라(20), 저장부(30), 차량 제어부(40) 및 감지부(50)를 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전방 카메라(10)는 차량(100)의 전방을 지향하도록 차량(100)의 실내측에 구비된다. 전방 카메라(10)는 차량(100)의 앞유리 또는 룸미러에 지지될 수 있다. 후방 카메라(20)는 차량(100)의 후방을 지향하도록 차량(100)의 실내측에 구비된다. 후방 카메라(20)는 차량의 뒷유리에 지지될 수 잇다.
전방 카메라(10)는 전방 렌즈 유닛(11), 전방 이미지 센서(12) 및 전방 렌즈 제어부(13)를 포함한다.
전방 렌즈 유닛(11)은 유체의 출입에 의해 렌즈의 곡률이 변화하는 적어도 하나의 전방 유체 렌즈(11a, 11b, 11c; 도 3 참고)를 포함한다.
전방 렌즈 제어부(13)는 전방 유체 렌즈(11a, 11b, 11c)로 출입하는 유체량을 제어하여 전방 유체 렌즈(11a, 11b, 11c)의 곡률을 제어할 수 있다.
또는, 전방 렌즈 제어부(13)는 전방 유체 렌즈(11a, 11b, 11c) 내에 포함된 유체에 전압/전류를 인가하여 전방 유체 렌즈(11a, 11b, 11c)의 곡률을 제어할 수 있다. 이 경우, 전방 유체 렌즈(11a, 11b, 11c) 내에 포함된 유체는 전류 또는 전압에 의해 형상이 제어되는 유체일 수 있다.
전방 렌즈 제어부(13)는 후술하는 차량 제어부(40)로부터 차량의 변속단 정보, 차량의 속도 정보를 수신하고, 수신된 변속단 정보 및/또는 속도 정보에 따라 전방 유체 렌즈(11a, 11b, 11c)의 곡률을 제어한다.
전방 렌즈 제어부(13)에 의해 제어되는 전방 유체 렌즈(11a, 11b, 11c)의 곡률에 따라, 전방 렌즈 유닛(11) 및 전방 카메라(10)는 광각이 달라지게 된다.
전방 이미지 센서(12)는 수광되는 빛을 전기적인 신호로 변환하는 구성 요소이다. 전방 이미지 센서(12)의 일례로는, CCD(Charge-Coupled Device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등이 있다.
후방 카메라(20)는 전방 렌즈 유닛(21), 후방 이미지 센서(22) 및 후방 렌즈 제어부(23)를 포함한다.
전방 렌즈 유닛(21)은 유체의 출입에 의해 렌즈의 곡률이 변화하는 적어도 하나의 후방 유체 렌즈(21a, 21b, 21c; 도 3 참고)를 포함한다.
후방 렌즈 제어부(23)는 후방 유체 렌즈(21a, 21b, 21c)로 출입하는 유체량을 제어하여 후방 유체 렌즈(21a, 21b, 21c)의 곡률을 제어할 수 있다.
또는, 후방 렌즈 제어부(23)는 후방 유체 렌즈(21a, 21b, 21c) 내에 포함된 유체에 전압/전류를 인가하여 후방 유체 렌즈(21a, 21b, 21c)의 곡률을 제어할 수 있다. 이 경우, 후방 유체 렌즈(21a, 21b, 21c) 내에 포함된 유체는 전류 또는 전압에 의해 형상이 제어되는 유체일 수 있다.
후방 렌즈 제어부(23)는 후술하는 차량 제어부(40)로부터 차량의 변속단 정보, 차량의 속도 정보를 수신하고, 수신된 변속단 정보 및/또는 속도 정보에 따라 후방 유체 렌즈(21a, 21b, 21c)의 곡률을 제어한다.
후방 렌즈 제어부(23)에 의해 제어되는 후방 유체 렌즈(21a, 21b, 21c)의 곡률에 따라, 전방 렌즈 유닛(21) 및 후방 카메라(10)는 광각이 달라지게 된다.
후방 이미지 센서(22)는 수광되는 빛을 전기적인 신호로 변환하는 구성 요소이다. 후방 이미지 센서(22)의 일례로는, CCD(Charge-Coupled Device), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등이 있다.
저장부(30)는 전방 이미지 센서(12)에 의해 전기직인 신호로 변환된 전방 렌즈 유닛(11)이 획득한 영상을 저장한다. 또한, 후방 이미지 센서(22)에 전기직인 신호로 변환된 전방 렌즈 유닛(21)이 획득한 영상을 저장한다.
즉, 저장부(30)에는 전방 카메라(10)를 통해 촬영된 차량(100)의 전방 영상 및 후방 카메라(20)를 통해 촬영된 차량(100)의 후방 영상이 저장된다. 저장부(30)는 차량용 블랙박스 시스템(1)에 탈착 가능한 이동식 저장 매체일 수 있다.
차량 제어부(40)는 차량(100)의 구동 계통, 제동 계통, 조향 계통 등을 제어하는 ECU(electronic control unit)일 수 있다. 차량 제어부(40)는 차량(100)의 변속단 정보와 차량(100)의 속도 정보를 각각 전방 렌즈 제어부(13)와 후방 렌즈 제어부(23)로 전송한다.
감지부(50)는 차량(100)으로부터 일정 거리 내에 위치하는 피검체를 감지한다.
감지부(50)의 일 실시예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 감지부(50)는 차량의 전방 및 후방에 설치되는 초음파 센싱 유닛(51, 52)일 수 있다.
초음파 센싱 유닛(51, 52)은 전방 범퍼 및 후방 범퍼에 각각 설치되어 차량(100)의 전방 또는 후방으로부터 일정 거리 내에 위치하는 피검체를 감지할 수 있다.
또는, 감지부(50)의 다른 실시예로서, 감지부(50)는 전방 렌즈 유닛(11) 및 전방 렌즈 유닛(21)이 각각 획득한 차량(100)의 전방 영상 및 후방 영상 내에서 차량(100)으로부터 일정 거리 내에 위치하는 피검체를 검출하는 영상 처리 유닛일 수 있다.
이 경우, 영상 처리 유닛은 전방 이미지 센서(12) 및 후방 이미지 센서(22)로부터 전기적인 신호로 변환된 화상 정보를 수신하여 이를 영상으로 재구성하고, 재구성된 영상 내에서 차량(100)으로부터 일정 거리 내에 위치하는 피검체를 검출할 수 있다.
감지부(50)는 차량(100)으로부터 일정 거리 내에 피검체가 존재하는지 여부, 피검체와 차량(100) 간의 거리 등의 정보가 포함된 피검체 감지 결과를 전방 렌즈 제어부(13)와 후방 렌즈 제어부(23)에 각각 전달한다. 충돌 경고를 위해 설정되는 차량(100)으로부터 거리는 1m가 될 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 1의 전방(후방) 카메라가 제1 화각을 갖는 예를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전방 카메라(10)의 전방 렌즈 유닛(11)과 후방 카메라(20)의 전방 렌즈 유닛(21)은 각각 제1 유체 렌즈(11a, 21a), 제2 유체 렌즈(11b, 21b), 제3 유체 렌즈(11c, 21c) 및 복수의 비유체 렌즈(11d, 21d)를 포함한다. 전방 카메라(10)와 후방 카메라(20)의 구성은 유사하므로, 이하에서는 중복 설명을 피하기 위해 전방 카메라(10)를 기준으로 설명한다.
제1 전방 유체 렌즈(11a), 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)는 전방 렌즈 제어부(13)에 의해 각 유체 렌즈(11a, 11b, 11c) 내부로 유출입되는 유체의 양에 의해 곡률이 변화하는 구성을 가질 수 있다.
또는, 제1 전방 유체 렌즈(11a), 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)는 렌즈 내에 전류 또는 전압에 의해 형상이 제어되는 유체를 포함한 렌즈일 수 있다. 이 경우, 전방 렌즈 제어부(13)는 각 유체 렌즈(11a, 11b, 11c) 내의 유체로 전압/전류를 인가하여 각 유체 렌즈(11a, 11b, 11c)을 제어할 수 있다.
한편, 전방 비유체 렌즈(11d)는 곡률이 고정되는 렌즈로서 글래스 또는 플라스틱으로 만들어진 렌즈일 수 있다.
도 3에는 전방 렌즈 유닛(11) 구성의 일례로서, 3개의 전방 유체 렌즈(11a, 11b, 11c)와 복수의 전방 비유체 렌즈(11d)가 조합된 예를 도시하였으나, 유체 렌즈 및 비유체 렌즈의 수, 배열 순서 등은 필요에 따라 변경될 수 있다.
제1 전방 유체 렌즈(11a)는 전방 렌즈 유닛(11)에서 최초로 빛을 수광하는 렌즈이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전방 유체 렌즈(11a)와 제2 전방 유체 렌즈(11b) 사이에는 복수의 전방 비유체 렌즈(11d)가 구비된다. 복수의 전방 비유체 렌즈(11d)는 전방 렌즈 유닛(11)의 광축 조정, 집광, 비네팅, 구면수차, 색수차 등을 개선하는 기능을 수행한다.
제2 전방 유체 렌즈(11b)는 복수의 전방 비유체 렌즈(11d)를 통과한 빛을 수광하고, 제3 전방 유체 렌즈(11c)는 제2 전방 유체 렌즈(11b)를 통과한 빛을 수광하도록 배열된다.
전방 카메라(10)가 제1 화각(θ1)을 갖도록, 전방 렌즈 제어부(13)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전방 유체 렌즈(11a)가 양의 굴절능을 갖도록 제1 전방 유체 렌즈(11a)의 곡률을 제어하고, 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)가 음의 굴절능을 갖도록 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)의 곡률을 제어한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 양의 굴절능을 갖도록 곡률이 제어된 제1 전방 유체 렌즈(11a)는 빛(L1, L2, L3)이 수렴되도록 굴절시킨다. 제1 전방 유체 렌즈(11a)를 통과한 빛(L1, L2, L3)은 복수의 전방 비유체 렌즈(11d)를 통과한 후, 제2 전방 유체 렌즈(11b)과 제3 전방 유체 렌즈(11c)를 순차적으로 통과하며 굴절된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 음의 굴절능을 갖도록 곡률이 제어된 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)은 빛(L1, L2, L3)이 확산되도록 굴절시킨다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전방 유체 렌즈(11a)를 양의 굴절능을 갖도록 제어하고, 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)를 음의 굴절능을 갖도록 제어하면, 전방 촬상 소자(12)으로 입사되는 빛은 좁은 화각의 것이 된다. 경우에 따라서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전방 유체 렌즈(11a)로 입사된 빛(L1, L2, L3) 중 일부(L1)은 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)에 의해 확산되도록 굴절되어 전방 촬상 소자(12)로 입사되지 않을 수 있다. 이 경우 전방 카메라(10)는 더욱 좁은 화각의 이미지를 얻게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전방 유체 렌즈(11a), 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)의 곡률이 제어됨에 따라, 전방 카메라(10)는 도 4에 도시된 바와 같은 제1 화각(θ1)의 영상을 획득하게 된다. 제1 화각(θ1)은 110도 이상 130도 이하의 각도 범위를 가질 수 있다.
한편, 도 5 및 도 6은 도 1의 전방(후방) 카메라가 제2 화각을 갖는 예를 도시한 도면이다. 제2 화각은 전술한 제1 화각보다 큰 화각을 의미한다.
전방 카메라(10)가 제2 화각(θ2)을 갖도록, 전방 렌즈 제어부(13)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 전방 유체 렌즈(11a)가 음의 굴절능을 갖도록 제1 전방 유체 렌즈(11a)의 곡률을 제어하고, 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)가 양의 굴절능을 갖도록 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)의 곡률을 제어한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 음의 굴절능을 갖도록 곡률이 제어된 제1 전방 유체 렌즈(11a)는 빛(L4, L5)이 확산되도록 굴절시킨다. 제1 전방 유체 렌즈(11a)를 통과한 빛(L4, L5)은 복수의 전방 비유체 렌즈(11d)를 통과한 후, 제2 전방 유체 렌즈(11b)과 제3 전방 유체 렌즈(11c)를 순차적으로 통과하며 굴절된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 양의 굴절능을 갖도록 곡률이 제어된 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)은 빛(L4, L5)이 수렴되도록 굴절시킨다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 전방 유체 렌즈(11a)를 음의 굴절능을 갖도록 제어하고, 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)를 양의 굴절능을 갖도록 제어하면, 전방 촬상 소자(12)으로 입사되는 빛은 넓은 화각의 것이 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 전방 유체 렌즈(11a), 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)의 곡률이 제어됨에 따라, 전방 카메라(10)는 도 6에 도시된 바와 같은 제2 화각(θ2)의 영상을 획득하게 된다. 제2 화각(θ2)은 160도 이상의 각도 범위를 가질 수 있다.
전방 카메라(10) 및 후방 카메라(20)는 제1 유체 렌즈(11a, 21a), 제2 유체 렌즈(11b, 21b) 및 제3 유체 렌즈(11c, 21c)의 곡률 또는 굴절능을 조절하여, 제1 유체 렌즈(11a, 21a), 제2 유체 렌즈(11b, 21b) 및 제3 유체 렌즈(11c, 21c) 중 적어도 하나와 각 촬상 유닛(12, 22) 간의 상대적인 거리를 변화시키지 않고 각 유체 렌즈(11a, 21a, 11b, 21b, 11c, 21c)의 초점 거리를 조절할 수 있고, 그 결과, 전방 카메라(10) 및 후방 카메라(20)의 화각을 조절할 수 있다.
이하에서는, 상황 별 전방 카메라(10) 및 후방 카메라(20)의 화각 제어에 대해 설명한다.
도 7은 D단에서 제1 속도 이상으로 주행하는 상황에서의 전방 카메라 및 후방 카메라의 화각을 도시한 도면이다.
전방 렌즈 제어부(13, 도 1 참고) 및 후방 렌즈 제어부(23, 도 1 참고)는 감지부(50, 도 1 참고)로부터 차량(100)의 전방으로부터 일정 거리(d) 이내에 형성되는 전방 충돌 경고 영역(Zf)과 차량(100)의 후방으로부터 일정 거리(d) 이내에 형성되는 후방 충돌 경고 영역(Zr) 내에 피검체가 존재하는지 여부에 대한 정보가 포함된 피검체 감지 결과를 수신한다. 피검체 감지 결과에는 차량(100)과 피검체 간의 거리에 대한 정보도 포함될 수 있다.
또한, 전방 렌즈 제어부(13) 및 후방 렌즈 제어부(23)는 차량 제어부(50, 도 1 참고)로부터 차량의 변속단 정보 및 속도 정보를 수신한다.
차량 제어부(40)로부터 현재 차량의 변속단이 D에 있고 현재 차량의 속도가 20 km/h(제1 속도) 이상이라는 정보가 수신되고, 감지부(50)로부터 전방 충돌 경고 영역(Zf) 및 후방 충돌 경고 영역(Zr) 내에 피검체가 존재하지 않는다는 정보가 수신되는 경우에는, 전방 렌즈 제어부(13)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전방 유체 렌즈(11a)를 양의 굴절능을 갖도록 제어하고, 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)를 음의 굴절능을 갖도록 제어하고, 후방 렌즈 제어부(23) 역시 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 후방 유체 렌즈(21a)를 양의 굴절능을 갖도록 제어하고, 제2 후방 유체 렌즈(21b) 및 제3 후방 유체 렌즈(21c)를 음의 굴절능을 갖도록 제어한다.
그 결과, 도 7에 도시된 바와 같이, 전방 카메라(10)와 후방 카메라(20)는 각각 제1 화각(θ1)의 영상을 획득하게 된다.
차량(100)이 전진하고 있고, 20 km/h 이상의 속도에서 충돌 가능성이 있는 피검체가 존재하지 않는 상황에서는, 전방 카메라(10) 및 후방 카메라(20)의 화각을 상대적으로 좁혀 왜곡이 작은 영상을 확보하는 것이다.
한편, 도 8은 D단에서 제1 속도 이상으로 주행하는 상황에서 차량 전방에 피검체가 위치하는 경우의 전방 카메라 및 후방 카메라의 화각을 도시한 도면이고, 도 9는 D단에서 제1 속도 이상으로 주행하는 상황에서 차량 후방에 피검체가 위치하는 경우의 전방 카메라 및 후방 카메라의 화각을 도시한 도면이다.
D단에서 제1 속도 이상으로 주행하는 상황에서 감지부(50)로부터 전방 충돌 경고 영역(Zf) 내에 피검체(2)가 존재한다는 피검체 감지 결과가 전달된 경우, 전방 렌즈 제어부(13)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 전방 유체 렌즈(11a)를 음의 굴절능을 갖도록 제어하고 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)를 양의 굴절능을 갖도록 제어하여, 전방 카메라(10)의 화각을 제1 화각(θ1)에서 제2 화각(θ2)으로 변경한다.
그 결과, 도 8에 도시된 바와 같이, 전방 카메라(10)는 제2 화각(θ2)의 영상을 획득하게 된다.
전방 충돌 경고 영역(Zf) 내에 피검체(2)가 존재하는 상황에서는, 전방 추돌 가능성이 크므로 전방 카메라(10)의 화각을 제2 화각(θ2)으로 넓혀 사고 영상을 확보하기 위함이다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이, D단에서 제1 속도 이상으로 주행하는 상황에서 감지부(50)로부터 후방 충돌 경고 영역(Zr) 내에 피검체(2)가 존재한다는 피검체 감지 결과가 전달된 경우, 후방 렌즈 제어부(23)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 후방 유체 렌즈(21a)를 음의 굴절능을 갖도록 제어하고, 제2 후방 유체 렌즈(21b) 및 제3 후방 유체 렌즈(21c)를 양의 굴절능을 갖도록 제어하여, 후방 카메라(20)의 화각을 제1 화각(θ1)에서 제2 화각(θ2)으로 변경한다.
그 결과, 도 9에 도시된 바와 같이, 후방 카메라(20)는 제2 화각(θ2)의 영상을 획득하게 된다.
후방 충돌 경고 영역(Zr) 내에 피검체(2)가 존재하는 상황에서는, 후방 추돌 가능성이 크므로 후방 카메라(20)의 화각을 제2 화각(θ2)으로 넓혀 사고 영상을 확보하기 위함이다.
한편, 도 8은 D단에서 제1 속도 이하로 주행하는 상황에서의 전방 카메라 및 후방 카메라의 화각을 도시한 도면이기도 하다.
차량 제어부(40)로부터 현재 차량의 변속단이 D에 있고 현재 차량의 속도가 20 km/h(제1 속도) 이하라는 정보가 수신되는 경우에는, 전방 렌즈 제어부(13)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 전방 유체 렌즈(11a)를 음의 굴절능을 갖도록 제어하고, 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)를 양의 굴절능을 갖도록 제어하고, 후방 렌즈 제어부(23)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 후방 유체 렌즈(21a)를 양의 굴절능을 갖도록 제어하고, 제2 후방 유체 렌즈(21b) 및 제3 후방 유체 렌즈(21c)를 음의 굴절능을 갖도록 제어한다.
그 결과, 도 8에 도시된 바와 같이, 전방 카메라(10)는 제2 화각(θ2)의 영상을 획득하고, 후방 카메라(20)는 제1 화각(θ1)의 영상을 획득하게 된다.
차량(100)이 전진하고 있고, 20 km/h 이하의 속도에서 충돌 가능성이 있는 피검체(2)가 존재하는 상황에서는, 전방 추돌 가능성이 크므로 전방 카메라(10)의 화각을 제2 화각(θ2)으로 넓혀 사고 영상을 확보하도록 하고, 후방 추돌 가능성은 상대적으로 낮으므로 후방 카메라(20)의 화각은 제1 화각(θ1)을 유지하여 후방에 대해서는 왜곡이 적은 영상을 확보하는 것이다.
도 10은 D단에서 제1 속도 이하로 주행하는 상황에서 차량 후방에 피검체가 위치하는 경우의 전방 카메라 및 후방 카메라의 화각을 도시한 도면이다.
D단에서 제1 속도 이하로 주행하는 상황에서 감지부(50)로부터 후방 충돌 경고 영역(Zr) 내에 피검체(2)가 존재한다는 피검체 감지 결과가 전달된 경우, 후방 렌즈 제어부(23)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 후방 유체 렌즈(21a)를 음의 굴절능을 갖도록 제어하고, 제2 후방 유체 렌즈(21b) 및 제3 후방 유체 렌즈(21c)를 양의 굴절능을 갖도록 제어하여, 후방 카메라(20)의 화각을 제1 화각(θ1)에서 제2 화각(θ2)으로 변경한다.
그 결과, 도 10에 도시된 바와 같이, 후방 카메라(20)는 제2 화각(θ2)의 영상을 획득하게 된다.
후방 충돌 경고 영역(Zr) 내에 피검체(2)가 존재하는 상황에서는, 후방 추돌 가능성이 크므로 후방 카메라(20)의 화각을 제2 화각(θ2)으로 넓혀 사고 영상을 확보하기 위함이다.
한편, 도 10은 P단 또는 R단에서의 전방 카메라 및 후방 카메라의 화각을 도시한 도면이기도 하다.
차량 제어부(40)로부터 현재 차량의 변속단이 P단 또는 R에 있다는 정보가 수신되는 경우에는, 전방 렌즈 제어부(13)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 전방 유체 렌즈(11a)를 음의 굴절능을 갖도록 제어하고, 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)를 양의 굴절능을 갖도록 제어하고, 후방 렌즈 제어부(23) 역시 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 후방 유체 렌즈(21a)를 음의 굴절능을 갖도록 제어하고, 제2 후방 유체 렌즈(21b) 및 제3 후방 유체 렌즈(21c)를 양의 굴절능을 갖도록 제어한다.
그 결과, 도 10에 도시된 바와 같이, 전방 카메라(10)와 후방 카메라(20)는 각각 제2 화각(θ2)의 영상을 획득하게 된다.
차량(100)이 후진하는 경우에는 차량 주변의 보행자 또는 물체와 충돌할 가능성이 크므로, 전방 카메라(10) 및 후방 카메라(20)의 화각을 제2 화각(θ2)으로 넓혀 사고 영상을 확보하도록 하는 것이다.
그리고, 차량(100)이 주차된 상태에서, 전방 카메라(10) 및 후방 카메라(20)의 화각을 제2 화각(θ2)으로 넓혀 차량(100) 주변에 대한 촬영 범위를 확대하기 위함이다.
한편, 차량(100)의 시동이 꺼지는 때에, 전방 렌즈 제어부(13)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 전방 유체 렌즈(11a)를 음의 굴절능을 갖도록 제어하고, 제2 전방 유체 렌즈(11b) 및 제3 전방 유체 렌즈(11c)를 양의 굴절능을 갖도록 제어하고, 후방 렌즈 제어부(23) 역시 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 후방 유체 렌즈(21a)를 음의 굴절능을 갖도록 제어하고, 제2 후방 유체 렌즈(21b) 및 제3 후방 유체 렌즈(21c)를 양의 굴절능을 갖도록 제어한다.
그 결과, 도 9에 도시된 바와 같이, 전방 카메라(10)와 후방 카메라(20)는 각각 제2 화각(θ2)의 영상을 획득하게 된다.
차량(100)의 시동이 꺼지는 경우 역시 차량(100)이 정차 또는 주차된 상태일 가능성이 높으므로, 전방 카메라(10) 및 후방 카메라(20)의 화각을 제2 화각(θ2)으로 넓혀 차량(100) 주변에 대한 촬영 범위를 확대하기 위함이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 블랙박스 시스템은 유체 렌즈를 이용해 상황에 따라 화각을 조절함으로써, 충돌 영상은 넓은 화각의 영상으로 확보하여 사고 영상을 온전히 확보하도록 하고, 충돌 가능성이 없는 경우에는 왜곡이 적은 영상을 확보할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 차량용 블랙박스 시스템 2: 피검체
10: 전방 카메라 11a: 제1 전방 유체 렌즈
11b: 제2 전방 유체 렌즈 11c: 제3 전방 유체 렌즈
11d: 전방 비유체 렌즈 20: 후방 카메라
21a: 제1 후방 유체 렌즈 21b: 제2 후방 유체 렌즈
21c: 제3 후방 유체 렌즈 21d: 후방 비유체 렌즈
51, 52: 초음파 센싱 유닛 100: 차량
Zf: 전방 충돌 경고 영역 Zr: 후방 충돌 경고 영역

Claims (15)

  1. 곡률이 가변되는 유체 렌즈를 포함하는 카메라;
    차량으로부터 일정 거리 내에 위치하는 피검체를 감지하는 감지부; 및
    상기 차량의 변속단 정보, 상기 차량의 속도 정보 및 상기 감지부의 상기 피검체 감지 결과 중 적어도 하나에 따라 상기 유체 렌즈의 곡률을 제어하여 상기 카메라의 화각을 제1 화각과 상기 제1 화각보다 큰 제2 화각으로 변경하는 렌즈 제어부를 포함하는, 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카메라는,
    상기 차량의 전방을 지향하도록 구비되는 전방 카메라와 상기 차량의 후방을 지향하도록 구비되는 후방 카메라를 포함하는, 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 렌즈 제어부는,
    상기 변속단 정보가 D단이고, 상기 속도 정보가 제1 속도 이상인 때에, 상기 전방 카메라 및 상기 후방 카메라의 화각이 상기 제1 화각이 되도록 상기 전방 카메라의 유체 렌즈 및 상기 후방 카메라의 유체 렌즈의 곡률을 제어하는, 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 피검체 감지 결과가 상기 피검체가 상기 차량의 전방에서 감지되었음을 의미하는 경우, 상기 렌즈 제어부는, 상기 전방 카메라의 화각이 상기 제1 화각에서 상기 제2 화각으로 변경되도록 상기 전방 카메라의 유체 렌즈의 곡률을 제어하고,
    상기 피검체 감지 결과가 상기 피검체가 상기 차량의 후방에서 감지되었음을 의미하는 경우, 상기 렌즈 제어부는, 상기 후방 카메라의 화각이 상기 제1 화각에서 상기 제2 화각으로 변경되도록 상기 후방 카메라의 유체 렌즈의 곡률을 제어하는, 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 렌즈 제어부는,
    상기 변속단 정보가 D단이고, 상기 속도 정보가 제1 속도 이하인 때에, 상기 전방 카메라의 화각이 상기 제2 화각이 되도록 상기 전방 카메라의 유체 렌즈의 곡률을 제어하는, 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 변속단 정보가 D단이고, 상기 속도 정보가 제1 속도 이하이며, 상기 피검체 감지 결과가 피검체가 감지되었음을 의미하는 경우,
    상기 렌즈 제어부는, 상기 후방 카메라의 화각이 상기 제2 화각이 되도록 제어하는, 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템.
  7. 제3항 또는 제5항에 있어서,
    상기 제1 속도는 20 km/h 인, 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 변속단 정보가 R단 또는 P인 때에,
    상기 렌즈 제어부는, 상기 전방 카메라 및 상기 후방 카메라의 화각이 상기 제2 화각이 되도록 제어하는, 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 차량의 시동이 꺼지는 때에,
    상기 렌즈 제어부는, 상기 전방 카메라 및 상기 후방 카메라의 화각을 상기 제2 화각이 되도록 상기 전방 카메라의 유체 렌즈 및 상기 후방 카메라의 유체 렌즈의 곡률을 제어하는, 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화각은 110도 이상 130도 이하의 각도 범위를 갖는, 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 화각은 160도 이상의 각도 범위를 갖는, 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 유체 렌즈는 상기 유체 렌즈를 출입하는 유체를 포함하며,
    상기 렌즈 제어부는, 상기 유체의 출입량을 제어하여 상기 유체 렌즈의 곡률을 제어하는, 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 유체 렌즈는 전류 또는 전압에 의해 형상이 제어되는 유체를 포함하며,
    상기 렌즈 제어부는 상기 유체에 전류 또는 전압을 인가하여 상기 유체 렌즈의 곡률을 제어하는, 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는, 차량의 외측에 설치되는 적어도 하나의 초음파 센싱 유닛인, 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는, 상기 카메라가 획득한 상기 차량의 주변 영상으로부터 상기 피검체를 검출하는 영상 처리 유닛인, 유체 렌즈를 이용한 차량용 블랙박스 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190072887A (ko) * 2017-12-18 2019-06-26 한양대학교 에리카산학협력단 차량용 영상 촬영 장치 및 그 동작 방법

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