KR20190102184A - 눈 추적을 구비한 후방 비전 시스템 - Google Patents

눈 추적을 구비한 후방 비전 시스템 Download PDF

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데니스 디. 주니어 페스터링
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Abstract

차량(12)용 후방 비전 시스템(10)은 차량(12)에 장착되고 차량(12) 후방 시야(16)를 캡처하는 카메라(14), 디스플레이 기판(22)을 위에 포함하는 백미러(20), 및 차량(12) 내부(26)를 지향하고 객체의 이미지(30) 데이터를 캡처하도록 구성된 이미지(30) 센서(24)를 포함한다. 시스템(10)은 카메라(14)와 통신하고 시야(16)에 대응하는 제1 크기의 제1 비디오 이미지(30)를 수신하는 제어기(28)를 더 포함하고, 이미지(30) 센서(24)는 이미지(30) 데이터 내의 객체의 위치를 결정하고, 디스플레이 기판(22)은 제1 크기 미만의 크기로 위에 제1 비디오 이미지(30)의 일부분을 제공한다. 제1 비디오 이미지(30)의 부분은 객체의 결정된 위치에 기초하여 시야(16)의 예상 부분과 대응하도록 선택된다.

Description

눈 추적을 구비한 후방 비전 시스템
본 개시는 일반적으로 풀 디스플레이 미러 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 운전자의 눈이 감지된 위치에 기초하여 디스플레이하기 위한 이미지 부분을 선택하기 위한 제어 체계에 관한 것이다.
본 개시의 일 양태에 따르면, 차량용 후방 비전 시스템은 차량에 장착되고 차량의 제1 후방 영역의 시야를 캡처하는 카메라, 디스플레이 기판을 위에 포함하는 백미러, 및 차량의 내부 쪽으로 지향되고 객체의 이미지 데이터를 캡처하도록 구성되는 이미지 센서를 포함한다. 시스템은 제어기를 추가로 포함하며, 이는 카메라와 통신하고, 시야에 대응하는 제1 영역의 제1 비디오 이미지를 수용하고, 이미지 데이터 내의 객체의 위치를 결정하도록 이미지 센서와 통신한다. 제어기는 디스플레이 기판과 추가로 통신하여 디스플레이 기판 상에 제1 영역의 하위 영역을 제공한다. 하위 영역은 객체의 결정된 위치에 기초하여 기판에 의해 시야에서 객체로 반사된 이미지를 시뮬레이션하도록 선택된다.
일 양태에 따르면, 차량용 후방 비전 시스템은 차량에 장착되고 차량의 제1 후방 영역의 시야를 캡처하는 카메라, 차량 내부에 장착되는 디스플레이 기판, 및 차량의 내부 쪽으로 지향되고 객체의 이미지 데이터를 캡처하도록 위치하는 이미지 센서를 포함한다. 시스템은 프로세서를 추가로 포함하며, 이는 카메라와 통신하고 시야의 제1 비디오 이미지를 수신하고 이미지 센서와 통신하여 이미지 데이터 내에 객체를 위치시키고 기판으로부터 이론적인 관찰 거리를 따라 소정의 2차원 좌표계에 대해 객체의 위치를 결정한다. 제어기는 디스플레이 기판과 추가로 통신하여 디스플레이 기판 상에 제1 영역의 하위 영역을 제공한다. 하위 영역은, 이론적 관찰 거리, 및 백미러에서 차량 후방에 대한 이미지 평면까지의 소정의 추정된 이미지 거리 사이에서의 스케일에 기초하여, 상기 제1 영역에 할당된 2차원 좌표계와 상기 객체의 위치를 상관시키도록 선택된다.
다른 양태에 따르면, 차량은 차량에 장착되고 차량의 제1 후방 영역 및 차량의 내부에 위치한 백미러의 시야를 캡처하는 카메라를 포함한다. 백미러는 차량의 내부에 장착된 디스플레이 기판, 및 차량의 내부 쪽으로 지향하고 객체의 이미지 데이터를 캡처하도록 위치하는 이미지 센서를 포함한다. 차량은 제어기를 추가로 포함하며, 카메라와 통신하고, 시야의 제1 비디오 이미지를 수신하고, 이미지 센서와 통신하여 이미지 데이터 내에 객체를 위치시키고 기판으로부터 이론적인 관찰 거리를 따라 소정의 2차원 좌표계에 대해 객체의 위치를 결정한다. 제어기는 디스플레이 기판과 추가로 통신하여 디스플레이 기판 상에 제1 영역의 하위 영역을 제공한다. 하위 영역은, 이론적 관찰 거리, 및 백미러에서 차량 후방에 대한 이미지 평면까지의 소정의 추정된 이미지 거리 사이에서의 스케일에 기초하여, 상기 제1 영역에 할당된 2차원 좌표계와 상기 객체의 위치를 상관시키도록 선택된다.
본 장치의 이들 및 다른 특징, 장점, 및 목적은 다음의 상세한 설명, 청구범위, 및 첨부된 도면의 연구시 당업자에 의해 더 이해되고 인정될 것이다.
도 1은 눈 추적 장치를 포함하는 디스플레이 미러 시스템 어셈블리의 예시도이다.
도 2는 차량 운전자의 눈의 다양한 위치에 대응하는 다양한 미러 필드의 개략도이다.
도 3은 후방 차량 카메라의 시야에 투사된 이미지 평면과 미러 필드를 상관시키는 개략도이다.
도 4 및 도 5는 차량 운전자 눈이 감지된 위치와 카메라 시야 일부 사이의 관계의 개략도이다.
도 6은 눈 추적 장치를 포함하는 미러 어셈블리의 예시도이다.
도 7은 도 6의 미러 어셈블리의 개략도이다.
도 8은 본 개시에 따라 미러 어셈블리에 배치된 눈 추적 장치를 포함하는 후방 비전 시스템의 블록도이다.
여기에서, 설명의 목적으로, 용어 "상부", "하부", "우측", "좌측", "후방", "전방", "수직", "수평", 및 이들의 파생어들은 도 1에 배향된 바와 같은 본 발명에 관할 것이다. 그러나, 본 발명은 달리 명백히 특정하는 경우를 제외하고 다양한 대안적인 배향을 가정할 수도 있음을 이해해야 한다. 또한, 첨부된 도면에 예시되고 하기 명세서에 설명된 특정 장치 및 공정은 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 개념에 대한 단순히 예시적인 구현예라는 점을 이해해야 한다. 따라서, 본원에 개시된 구현예에 관한 특정 치수 및 다른 물리적 특성은 청구범위가 명백히 다르게 명시하지 않는 한 한정적인 것으로 간주되어서는 안 된다.
이제 도 1을 참조하면, 참조 번호 10은 차량(12)용 후방 비전 시스템을 나타낸다(도 2). 시스템(10)은 차량(12)의 후방(예, 후방 방향(18)) 시야(16)(도 4)를 캡처하는 카메라(14), 및 디스플레이 기판(22)을 위에 포함하는 백미러(20)를 포함한다. 시스템(10)은 차량(12)의 내부(26)를 지향하고, 일례로 차량(12) 운전자의 눈(34) 또는 머리(36)(상기 눈(34)과 머리(36)는 일반적으로 다양하게 식별된 위치와 관련하여 일반적으로 표시되며 눈(34a, 34b 등)과 머리(36a, 36b 등)로서 표시됨)를 포함할 수 있는 객체의 이미지 데이터를 캡처하도록 구성된 이미지 센서(24)(도 6)를 추가로 포함한다. 제어 유닛(28)은 시야(16)의 제1 이미지(30)(또한 다양하게 식별된 영역에 대해 일반적으로 표시되며, 이미지(30a, 30b 등)로서 표시됨)를 수신하도록 카메라(14)와 통신한다. 제어 유닛(28)은 이미지 데이터(24)와 추가로 결합되어 이미지 데이터 내의 객체(예, 운전자의 눈(34) 또는 머리(36))의 위치를 결정하며 또한 디스플레이 기판(22)과 통신하여 시야(16)의 영역보다 더 작은 하위 영역의 상부에 비디오 이미지(30)의 부분(32)(일반적으로, 다양하게 식별된 부분에 대해 표시되며, 부분(32a, 32b 등)으로서 표시됨)을 제시한다. 하위 영역은 객체의 결정된 위치에 기초하여 디스플레이 기판(22)에 의해 시야(16)에서 객체로 반사된 이미지를 시뮬레이션하도록 선택된다.
본원에서 설명하는 바와 같이, 제어 유닛(28)은 차량(12) 내에 또는 차량과 관련하여 다중으로 연결된 구성 요소 또는 구조를 포함하는 임의의 적합한 구성 요소 또는 구조일 수 있어서, 디스플레이(22) 상의 표시를 위해 카메라(14)로부터 이미지(30)를 수신할 수 있고, 객체의 위치(예, 운전자의 머리(36) 또는 눈(34))를 감지할 수 있고, 본원에 설명된 체계에 따라 디스플레이(22) 상의 객체 위치에 대응하는 이미지(30)의 부분(32)을 제공할 수 있다. 예로서, 제어 유닛(28)은 차량(12) 탑재 컴퓨터 시스템 내의 특정 기능일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 또한, 제어 유닛(28)은 센서(24) 및 카메라(14)와 각각 연결된 전용 컴퓨터 칩(예, 주문형 집적 회로)을 포함할 수 있고, 적어도 서로 추가 통신한다.
도 2를 참조하면, 차량(12) 운전자의 머리(36)가 "표준" 백미러(40)에 대하여 다양한 위치(36a 및 36b)에 도시된 개략도가 도시되어 있다. 본원에서 논의된 바와 같이, 이러한 표준 백미러(40)는 반사 백미러로서 간주될 수 있고, 운전자가 이를 사용하여 방향(18)에서 차량(12) 후방으로 그리고 차량(12)의 후방 유리(42) 밖의 반사 이미지를 본다. 도시된 바와 같이, 운전자는 차량(12)의 후방을 향해 제한된 뷰를 가지며, 이는 운전자 각각의 눈(34)으로부터 표준 미러(40)의 반사 표면의 대응하는 에지까지, 그리고 일반적인 광학 원리에 따라 반사 표면에 수직인 평면에 대해 입사 라인과 동일한 각도로 있는 대응하는 반사 라인에 의해 결정되는 미러 필드(44)에 대응한다. 이러한 방식으로, 특정 미러 필드(44)와 표준 미러(40)를 통해 볼 수 있는 차량(12)의 후방에 대한 영역에 딸린 부분은, 표준 미러(40) 자체의 특정 각도를 변경하거나 그(녀)의 머리(36)를 움직이는 운전자에 의해 조정됨으로써, 눈(34)에서 표준 미러(40)로의 입사 라인 각을 변경할 수 있다.
이러한 유형의 배열에서, 운전자 머리(36)가 편안하고 중립 좌석 위치에 있는 경우에 표준 미러(40)를 사용하여 이용 가능한 시야에 대응하도록 운전자가 표준 미러(40)를 위치시키는 것이 일반적이다. 운전하는 동안, 운전자는 이 중립 미러 필드(44)의 외측에 있는 객체 등을 보고 싶을 수 있고, 따라서 그(녀)의 머리(36)를 예를 들어, 도 1의 위치(36a)에서 위치(36b)로 이동시켜, 수평 및 수직으로 모두 움직여지는 것으로 도시되는, 예를 들어 미러 필드(44a)에서 미러 필드(44b)로 조정된 미러 필드(44)에 의해 상이한 뷰를 즉각 제공한다. 이러한 방식으로, 표준 미러(40)를 사용하여 차량(12) 후방에 대한 가시적 부분은, 전술한 중립 위치에 있는 경우에 운전자가 갖는 기준선 뷰를 변경하지 않고서 변경될 수 있다.
표준 백미러(40)가 위치를 바꾸거나 달리 전술한 "디스플레이" 미러(20)를 동반하는 상기 전술한 시스템(10)에서, 제어 유닛(28)은 전술한 바와 같이, 그(녀)의 머리(36)를 도시한 표준 미러(40)에 대해 이동하는 경우에 운전자가 기대할 수 있는, 디스플레이(22) 상에 나타난 이미지 조정을 복제하면서, 운전자 위치 및 차량(12) 후방 뷰의 일반적 추정치에 기초한 이론적 반사에서 보여지는 것과 일치하는 이미지를 소정의 스케일로 유지하도록 구성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 시스템(10)을 포함한 차량(12)은 차량(12) 후방에 위치하는 카메라(14)를 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 카메라(14)는 차량 안에 포함된 후방 유리(42) 아래의 차량(12)의 리프트게이트 상에 위치한다. 대안적인 배열에서, 카메라(14)는 차량(12)의 내부, 예를 들어 차량(12)의 헤드라이너를 따라 카메라(14)는 후방 유리(42)에 인접하고 이의 바깥을 지향하도록 위치할 수 있다. 또 다른 배열이 가능하며 도 3의 도시와 개략적으로 유사할 수 있다. 도시된 바와 같이, 카메라의 시야(16)가 표준 반사 표면인 경우의 디스플레이(22)에 대응하는 미러 필드(44)의 일반적인 크기보다 크도록, 카메라(14)는 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 시야(16)는, 예를 들어 적어도 120도 등을 포함하여 90도 이상일 수 있다. 따라서, 제어 유닛(28)은 도 1에 도시된 바와 같이 카메라(14)에 의해 촬영된 이미지(30)를 잘라낼 수 있어서 디스플레이(22) 상에 도시된 이미지(30)의 부분(32)은 반사 이미지가 나타나는 방법을 모방하도록 한다. 이는 투영된 이미지의 크기, 및 이미지(30)의 부분(32)의 시야각 모두를 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이론적인 이미지 평면(46)은 도시된 시야(16)를 갖는 카메라(14)에 의해 촬영된 전체 이미지(30)를 표현하는 것으로 도시되어 있다. 추가로 도시한 바와 같이, 차량(12) 운전자가 디스플레이(22) 상의 이미지 부분(32)을 볼 때, 표준 미러(40)로 갖던 종래의 경험에 기초하여 운전자 머리(36)가 움직이는 경우에 이미지 부분(32)이 변할 것으로 예상할 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템(10)은 운전자 머리(36)의 위치 또는 특히 미러(20)에 대한 운전자 눈(34)을 추적함으로써 운전자의 기대치를 수용할 수 있고, 디스플레이(22) 상에 도시된 부분(32)에 대하여 이미지(30)를 상하 회전(pan)할 수 있다. 이러한 수용은 도 3에 개략적으로 도시되고, 이미지 평면(46)의 부분(32a, 32b)은 디스플레이(22)에 대해 눈(34a, 34b)의 위치로 결정되는 예시적인 머리 위치(36a, 36b)에 해당하고, 예를 들어 눈(34a, 34b)의 결정 위치를 이미지(30)에 적용될 수 있는 유사한 좌표계와 연관되는 2차원 좌표계에 맵핑하거나 도 2에 도시된 표준 미러(40)의 동일한 광학 원리에 기초하여 머리(36)의 위치(36a, 36b)를 감지하는 것에 의해 만들어지는 눈 위치의 일반적인 추론에 따르고, 이는 눈(34a, 34b) 위치 사이의 거리에 기초하여 이미지 이동에 대한 소정의 스케일 인자를 사용하여 행해질 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 디스플레이(22) 상에 도시된 이미지의 부분(32)에 대한 이미지(30)의 이동은 미러(20)의 위치 설정과는 무관할 수 있다. 대신에, 부분(32)은, 예를 들어 제조 시에 미리 메모리(70)(도 8)에 미리 결정되고 저장될 수 있는 기준선 이미지에 기초할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어 시스템(10)의 활성화 시간에서 눈(34)의 위치(34a, 34b) 또는 머리(36)의 위치(36a, 36b)는, 예를 들어 시야(16) 내의 직접 후방(18) 시야에 대응하는 이미지(30)의 기준선 부분(32a)으로 설정되고 상관될 수 있다. 도 1에 도시된 예에서, 예를 들어 입력부(54)는 운전자가 필요나 희망에 따라 기준선 이미지를 조정할 수 있도록 제공될 수 있다. 또 다른 예에서, 이러한 기준선 이미지는 미러(20)의 중립 (즉, 차량(12)의 길이 방향 축과 정렬하는) 위치에서 평균 운전자의 특정 추정 시야(16)에 대응할 수 있다. 이러한 구현예에서, 시스템(10)은 미러(20) 그 자체의 움직임을 추적할 수 있고, 이러한 움직임(또는 그의 절대 위치)을 제어 유닛(28)에 전달하고, 제어 유닛은 반사 미러의 움직임을 모방하기 위해 결정된 방식으로 이러한 움직임에 기초하여 이미지(30)의 디스플레이된 부분(32)을 조정할 수 있다. 이러한 추적은, (미러(20)에 포함된 경우에) 센서(24)를 사용하거나, 미러의 움직임을 용이하게 하는 미러(20)의 장착 구조물에 내장된 자기 또는 기계적 센서를 사용하여 위치할 수 있는 마커를 차량(12) 내의 내부(26) 안에 위치시킴으로써 행해질 수 있다. 마커가 차량(12)의 내부(26)에 위치하는 일 구현예에서, 제어 유닛(28)은 이미지 센서(24)에 대한 마커의 추적과 조합해서 머리(36) 또는 눈(34) 추적을 사용하여 원하는 이미지 부분(32)을 바로 결정할 수 있다.
시스템(10)은 머리(36) 또는 눈(34)의 위치를 계속 추적할 수 있고, 전술한 바와 같이 광학 원리에 기초하여 예상되는 움직임에 대응하도록 이들의 움직임에 따라 이미지(30)를 디스플레이된 부분(32)에 대하여 상하 회전할 수 있다. 도시된 바와 같이, 이러한 움직임은 모두 수평 및 수직일 수 있고 일반적으로 눈(34)의 움직임에 대향할 수 있다. 움직임은 사전에 교정될 수 있고/있거나 운전자에 의해 조정될 수 있다. 특정 사용 모드에서, 도 5에 도시된 수직 추적은 정적 디스플레이보다 장점을 제공할 수 있는데, 그 이유는 부분적으로 디스플레이(22)에 제공된 이미지(30)의 부분(32)의 짧은 종횡비(일반적으로 긴 높이보다 폭 넓은 디스플레이(22)에 기인함)에 기인하기 때문이다. 예를 들어, 본원에 개시된 추적 기능은 운전자가, 예를 들어 차량(12) 내 그(녀)의 좌석을 올림으로써, 그(녀)의 머리(36)를 위로 들어올리거나 기울이게 할 수 있다. 이러한 예에서, 이미지(30)의 부분(32)은, 예를 들어 운전자가 차량(12) 바로 뒤의(예, 후방 범퍼에 인접하는) 영역을 볼 수 있도록 하방으로 상하 회전할 것이다. 이러한 위치는 차량 유형에 따라 트렁크 영역 또는 후방 데크에 의해 시야가 차단되기 때문에, 표준 반사 백미러(40)를 사용하여 보이지 않을 수 있다. 이러한 시점을 추가로 달성하기 위해, 제2 카메라는, 예를 들어 후방 범퍼 내에 또는 차량(12)의 번호판에 인접하여 포함될 수 있다. 이러한 카메라는 왜곡을 제거하기 위해 차량(12)의 헤드라이너에 카메라(14)가 인접하는 경우에 특히 특히 유용할 수 있다. 이러한 멀티-카메라 배열에서, 제어 유닛(28)은, 전술한 방식으로 카메라 상하 회전을 위한 단일 이미지(30)를 효과적으로 계속 제공하기 위해 각각의 카메라 이미지 사이의 원활한 전환을 제공하는 이미지 스티칭 기능, 알고리즘 등을 사용할 수 있다. 어느 예에서도, 운전자의 머리(36) 또는 눈(34)이 원래 위치를 향해 다시 움직일 때, 제어 유닛(28)은 이미지(30)의 부분(32)을 중립 관찰 위치에 대응하는 부분을 향해 다시 상하 회전할 것이다.
도 1에 도시된 구현예에서, 센서(24)는 미러(20)에 포함될 수 있다. 이러한 배열에서, 눈(34)의 위치는 미러(20)의 배향에 따라 달라질 수 있다. 다양한 구현예에서의 미러(20)는, 예를 들어 디스플레이(22)가 비활성 상태일 경우에 미러(20)가 표준 미러(40)로서 사용될 수 있도록 디스플레이(22) 위에 반사성, 부분 투명성 표면을 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자는 디스플레이(22)의 활성화 이전에 원하는 기준선 뷰를 제공하도록 미러(20)를 조정할 수 있으며, 이는 센서(24)에 의해 감지된 눈(34)의 위치뿐만 아니라 소정의 기준선 이미지가 디스플레이(22) 상에 제시된 이미지(30)의 미리 선택된 부분(32) 또는 이전에 조정된 변형과 밀접하게 대응할 수 있음을 의미한다. 또 다른 예에서, 디스플레이(22)의 활성화는 디스플레이(22)의 상향 기울임과 대응할 수 있어 실제 반사된 이미지와의 경쟁을 감소시킬 수 있다. 제어 유닛(28)은 디스플레이(22) 상에 제공되는 이미지(30)의 부분(32)의 선택에 있어서 이러한 조정을 보상할 수 있다.
변형예의 센서(24)는, 미러(20)에 인접하는 오버헤드 콘솔 등과 같이 차량(12) 내의 어디에서나 위치할 수 있다. 이러한 구현예에서, 감지된 눈(34)의 위치에 기초하여 선택된 이미지(30)의 부분(32)은 미러 위치와 독립적일 수 있다. 따라서, 시스템(10)은 이미지(30)의 부분(32)을 디스플레이(22)의 감지된 위치에 상관시키기 위해, 미러(20)의 위치, 특히 이의 디스플레이(22)의 위치를 결정하도록 구성될 수 있다. 일례로, 이러한 추적은 전술한 바와 같이 다양한 기계적 또는 자기 센서를 사용하여 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, 위에서 논의된 바와 같이, 운전자는 디스플레이(22) 상에 제공되는 이미지(30)의 기준선 부분(32)을 변경하도록 미러(20)를 물리적으로 이동시킬 수 있고, 이에 따라 입력부(54)에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 추가의 변형이 또한 가능하며, 미러(20)는 내부에 센서(24)를 포함할 수 있고, 유사한 조정 및 응답성을 제공하기 위해 디스플레이(22)의 위치를 모니터링하는 것을 또한 포함할 수 있다.
추적 기능은 센서(24)에 의해 볼 수 있는 영역의 적외선 조명을 이용할 수 있다. 일례로, 제어 유닛(28)은 다양한 기준에 기초하여, 운전자의 머리(36)로서 합리적으로 식별될 수 있는 "부분(blob)"을 식별할 수 있다(즉 일반적인 크기 및 위치 기준에 기초함). 위에서 논의된 바와 같이, 눈(34)의 위치는 부분(blob) 감지에 기초하여 결정된 머리(36) 위치에 기초하여 추론될 수 있다. 또한, 눈(34) 위치는 식별된 머리(36)에 대한 평균적인 눈(34) 위치에 기초할 수 있고 감지된 부분(blob)의 크기에 대해 크기 조정할 수 있다. 대안적으로, 운전자 눈(34)의 홍채는, 머리(36) 식별을 위해 위에서 언급된 부분(blob) 감지와 유사한 특정 반사 패턴 및/또는 위치 원리에 기초하여 구체적으로 식별될 수 있다. 이러한 조명은 근적외선(NIR) 범위에서 높은 광학적 투과율을 허용하는 조건으로 최적화될 수 있다. 일부 구현예에서, 본 개시는 NIR 범위, 예를 들어 810 nm 내지 850 nm의 광 파장 범위에서 적어도 이들의 일부분을 따라 높은 광 투과율을 가질 수 있는 디스플레이(22)를 포함하는 패널을 제공할 수 있다. 추가적으로 일부 실행에서, 미러(20) 어셈블리는 차량 운전자의 적어도 하나의 홍채를 비추도록 구성되는 다수의 광원(58)을 포함할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 추적 기능을 제공하기 위해서, 센서(24)는 디스플레이(22)의 후방(내부) 표면에 근접하게 배치될 수 있다. 이들 예시적인 소자에 한정되지는 않지만, 이미지 센서(24)는, 예를 들어 디지털 전하 결합 소자(CCD) 또는 상보형 금속산화물 반도체(CMOS) 능동 픽셀 센서에 해당할 수 있다. 도시된 예에서, 센서(24)는 NIR 범위에서 방출광을 출력하도록 구성되는 하나 이상의 적외선 방출기에 해당할 수 있는 적어도 하나의 광원(58)과 통신할 수 있다. 이러한 구성에서, 제어 유닛(28) 또는 센서(24)는 머리(36) 또는 눈(34)의 즉각적인 위치를 결정할 수 있고/거나 모니터링할 수 있도록 조명을 제공하는 적어도 하나의 광원(58)에 해당하는 하나 이상의 적외선 방출기를 선택적으로 활성화시키도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 센서(24)는 조명을 필요로 하지 않는 점에서 "수동" 센서일 수 있다. 일례로, 센서(24)는 운전자의 머리(36)를 추적하는 데 사용될 수 있는 열 센서일 수 있다. 이러한 구현예에서, 상기 논의된 광원(58)은 시스템(10)에 포함되지 않을 수 있다.
제공되는 경우, 적외선 방출기 또는 광원(58)은 복수의 적외선 방출기 더미(bank)(60)에 해당할 수 있다. 적외선 방출기 더미(60, 62) 각각은 복수의 발광 다이오드를 포함할 수 있고, 이들 발광 다이오드는 매트릭스로 그룹핑되거나 달리 상기 디스플레이(22)의 후방 표면 뒤에 그룹핑되어 배치될 수 있다. 일 구현예에서, 복수의 광원(58)은 제1 방출기 더미(60) 및 제2 방출기 더미(62)에 해당할 수 있다. 제1 방출기 더미(60)는 디스플레이(22)의 전방 표면(외측)의 제1 측부로부터 NIR 범위의 광을 출력하도록 구성될 수 있다. 제2 방출기 더미(62)는 디스플레이(22)의 전방 표면(외측)의 제2 측부로부터 NIR 범위의 광을 출력하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에서, 시스템(10)은 센서(24)가 센서(24)로부터 수신된 이미지 데이터 내로부터 운전자 눈(34)을 식별할 수 있도록 운전자 눈(34)을 비추도록 구성될 수 있다.
일 구현예에서, 제1 방출기 더미(60) 및/또는 제2 방출기 더미(62) 각각은 더 많거나 더 적은 수의 LED 또는 LED 더미에 해당할 수 있다. 방출기 더미(60, 62) 위에 있는 적어도 일부에서 NIR 범위의 높은 투과율을 갖는 디스플레이(22)의 변형을 포함하는 일부 구현예에서, 시스템(10)은 더 적거나 세기가 작은 LED를 이용할 수 있다. NIR 범위에서 더 낮은 투과율 레벨을 갖는 디스플레이(22)의 변형을 포함하는 일부 구현예에서, 시스템(10)은 수가 더 많거나 세기가 큰 LED를 사용할 수 있다.
센서(24)는 제어 유닛(28)과 통신하는 회로(56), 예를 들어 인쇄 회로 기판 상에 배치될 수 있다. 제어 유닛(28)은 차량(12)에 통합될 수 있는 다양한 장치를 가지고 통신 버스(66) 또는 임의의 다른 적합한 통신 인터페이스를 통하여 추가로 통신할 수 있다. 제어 유닛(28)은 센서(24)로부터 수신되는 이미지 데이터를 처리하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 프로세서 또는 회로에 해당할 수 있다. 이러한 구성에서, 이미지 데이터는 센서(24)에서 제어 유닛(28)으로 전달될 수 있다. 제어 유닛(28)은 이미지 데이터 내의 운전자 눈(34)을 구별하거나 달리 식별하도록 구성된 하나 이상의 알고리즘으로 이미지 데이터를 처리할 수 있다. 제어 유닛(28), 및 이와 통신할 수 있는 다양한 장치의 더 상세한 논의는 도 8을 참조하여 논의된다.
제어 유닛(28)은 디스플레이(22)와 추가로 통신할 수 있다. 제어 유닛(28)은 전술한 바와 같이, 카메라(14)로부터 수신된 이미지 데이터를 디스플레이하도록 작동 가능할 수 있어서, 운전자는 카메라(14)로부터 수신된 이미지(30)의 부분(32)을 볼 수 있다. 추가로 전술한 바와 같이, 디스플레이(22)는 미러 어셈블리(20)의 적어도 일부를 통하여 비디오 이미지(30)의 부분(32)를 표시하도록 구성되는 부분 디스플레이 미러 또는 전체 디스플레이 미러에 해당할 수 있다. 디스플레이(22)는 다양한 기술, 예를 들어 LCD, LED, OLED, 플라즈마, DLP 또는 다른 디스플레이 기술을 이용하여 구성될 수 있다. 본 개시에서 사용될 수 있는 디스플레이 어셈블리들의 예로는 "후방 디스플레이 미러"의 미국 특허 제6,572,233호, "액정 디스플레이(LCD)용 집적식 백라이팅을 포함하는 차량 백미러 어셈블리"의 미국 특허 제8,237,909호, "차량 주변의 시야 확장을 위한 다중 디스플레이 미러 시스템 및 방법"의 미국 특허 제8,411,245호, 및 "고휘도 디스플레이를 포함하는 차량 백미러 어셈블리"의 미국 특허 제8,339,526호가 있고, 전체 내용은 본원에 참조로 통합되어 있다.
도 8을 참조하면, 차량(12)의 전체 제어 시스템의 추가 구성 요소를 갖는 시스템(10)의 블록도가 도시되어 있다. 제어 유닛(28)은 미러(20)와 통신하도록 도시되어 있고, 센서(24)(도 6)와 카메라(14)를 포함하고, 또한 차량(12)의 통신 버스(66)를 통하여 차량 제어 모듈(64)과 통신할 수 있다. 통신 버스(66)는 다양한 차량 상태를 식별하는 제어 유닛(28)에게 신호를 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 통신 버스(66)는 차량의 주행 선택, 점화 상태, 도어 열림 또는 약간 열림 상태 등을 제어 유닛(28)으로 전달하도록 구성될 수 있다. 이러한 정보 및 제어 신호는 제어 유닛(28)에 의해 사용되어 시스템(10) 및/또는 미러 어셈블리(20)의 다양한 상태 및/또는 제어 체계를 활성화시키거나 조정할 수 있다.
제어 유닛(28)은 통신 버스(66)로부터 신호를 수신하고 시스템(10)을 제어하도록 구성되는 하나 이상의 회로를 갖는 프로세서(68)를 포함할 수 있다. 프로세서(68)는 시스템(10)의 작동을 제어하는 명령을 저장하도록 구성된 메모리(70)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛(28)은 이미지 데이터 내에서 차량(12) 운전자의 눈(34)를 식별하기 위해 제어 유닛(28)에 의해 사용되는 하나 이상의 특징 또는 프로파일을 저장하도록 구성될 수 있다.
제어 유닛(28)은 카메라(14)와 추가로 통신할 수 있다. 제어 유닛(28)은 추가로 전술한 바와 같이 카메라(14)로부터 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 이러한 방식으로, 제어 유닛(28)은 눈(34)의 식별에 기초하여 비디오 이미지(30)의 대응하는 부분(32)을 선택해서 디스플레이(22) 상에 나타내고, 필요하다면 상기 부분(32)에 대해 상기 이미지(30)를 매끄럽게 상하 회전하도록 구성될 수 있다. 제어 유닛(28)은 게이지 클러스터(74), 오디오/비디오(A/V) 시스템(76), 인포테인먼트 시스템(78), 미디어 센터, 차량 컴퓨터 시스템, 및/또는 차량의 다른 장치 또는 시스템 중 하나 이상과 추가로 통신할 수 있다. 다양한 구현예에서, 제어 유닛(28)은 자르지 않은 이미지(30)를 포함하는 장치(74 내지 78) 상에 카메라(14)로부터의 비디오 이미지(30)를 또한 디스플레이할 수 있다.
추가적인 구현예에서, 제어 유닛(28)은 하나 이상의 프로세서 또는 회로에 해당할 수 있고, 센서(24)로부터 수신되는 이미지 데이터를 더 처리하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에서, 제어 유닛(28)은 차량 운전자의 신원을 결정하도록 구성되는 하나 이상의 알고리즘으로 이미지 데이터를 처리할 수 있다. 식별된 차량의 운전자 또는 한 사람 이상의 탑승자의 신원을 이용하여, 제어 유닛(28)은 차량의 다양한 시스템 또는 기능을 제어하도록 추가로 작동될 수 있고,　공동 계류 중인 공동 양도된 미국 특허 출원 제15/372,875호에 추가로 논의되고, 이의 전체 개시 내용은 본원에 참조로 포함된다.
제어 유닛(28)은 주변 광 센서(82)와 추가로 통신할 수 있다. 주변 광 센서(82)는 광 상태, 예를 들어 차량에 근접한 주변 광의 밝기 레벨 또는 세기를 전달하기 위해 작동될 수 있다. 주변 광의 레벨에 대한 응답으로, 제어 유닛(28)은 디스플레이(22)로부터 광 세기 출력을 조절하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에서, 제어 유닛(28)의 조작자는 디스플레이(22)의 밝기를 조정할 수 있다.
제어 유닛(28)은 시스템(10) 양태를 제어하도록 구성되는 하나 이상의 입력을 수신하도록 구성되는 인터페이스(84)와 추가로 통신할 수 있다. 일부 구현예에서, 인터페이스(84)는 차량의 하나 이상의 장치와 조합될 수 있다. 예를 들어, 인터페이스(84)는 자동차에서 통상적으로 사용될 수 있는 다양한 입/출력 장치(예, 조향 스위치, 조향 휠 제어 등) 및/또는 디스플레이 콘솔, 게이지 클러스터(74), A/V 시스템(76), 인포테인먼트 시스템(78)의 일부를 구성할 수 있다. 이러한 방식으로, 본 개시는 차량(12)에서 시스템(10)을 사용하기 위한 다양한 제어 체계를 제공한다. 일례로, 도 1에 도시된 입력부(54)는 이들 장치 중 하나에 그래픽으로 제시될 수 있다.
설명된 공정 내의 임의의 설명된 공정 또는 단계가 본 장치의 범위 내에서 구조물을 형성하기 위해 다른 개시된 공정 또는 단계와 결합될 수도 있음이 이해될 것이다. 본원에 개시된 예시적인 구조 및 공정은 예시적인 목적을 위한 것이며 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
또한 본 장치의 개념을 벗어나지 않고 변형 및 수정이 전술한 구조 및 방법에서 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 하며, 또한 그러한 개념이 하기 청구항이 그들의 언어로 명시적으로 달리 명시하지 않는 한 하기 청구항에 의해 포괄되도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다.
상기 설명은 예시된 구현예들만을 고려한 것이다. 본 장치의 변형들이 당업자 및 본 장치를 만들거나 사용하는 자에게 생길 것이다. 따라서, 도면들에 도시되고 전술된 구현예들은 단지 예시의 목적을 위한 것이며 본 장치의 범위를 제한하려는 의도가 아님을 이해해야 하며, 균등론을 비롯하여 특허법의 원칙에 따라 해석되는 것으로 다음의 청구범위에 의해서 정의된다.

Claims (14)

  1. 차량(12)용 후방 비전 시스템(10)으로서,
    차량(12)에 장착되고 차량(12)의 제1 후방 영역의 시야(16)를 캡처하는 카메라(14);
    디스플레이 기판(22)을 위에 포함하는 백미러(20);
    차량(12)의 내부(26)를 지향하고 객체의 이미지(30) 데이터를 캡처하도록 구성된 이미지(30) 센서(24); 및
    제어기(28)를 포함하되,
    상기 제어기는 카메라(14)와 통신하고 시야(16)에 대응하는 상기 제1 영역의 제1 비디오 이미지(30)를 수신하고,
    이미지(30) 센서(24)와 통신하여 이미지(30) 데이터 내의 상기 객체의 위치를 결정하고,
    디스플레이 기판(22)과 통신하여 디스플레이 기판(22) 상에 상기 제1 영역의 하위 영역(32)을 제공하며, 하위 영역(32)은 상기 객체의 결정된 위치에 기초하여 상기 기판(22)에 의해 시야(16)로부터 상기 객체로 반사된 이미지(30)를 시뮬레이션하도록 선택되는
    후방 비전 시스템(10).
  2. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 객체는 차량(12) 운전자의 눈(34) 한 쌍인
    후방 비전 시스템(10).
  3. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 비디오 이미지(30)의 하위 영역(32)은 기준선 위치로부터 상기 객체의 움직임에 기초하여 하위 영역(32)에 대한 제1 이미지(30)를 상하 회전함으로써 상기 객체의 결정된 위치에 기초하여 시야(16)의 추정 하위 영역(32)에 대응하도록 선택되는
    후방 비전 시스템(10).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 객체는 소정의 스케일에 기초하여 상하 회전되어, 백미러(20)로부터 상기 객체까지의 추정 거리와 백미러(20)로부터 차량(12)의 후방에 대한 이론적 이미지(30) 평면까지의 추정 거리 사이의 스케일과 상관시키는
    후방 비전 시스템(10).
  5. 제4항에 있어서,
    백미러(20)로부터 상기 객체까지의 상기 추정 거리는 고정되는
    후방 비전 시스템(10).
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 부분에 대한 제1 이미지(30)의 기준선 위치는 사용자에 의해 조정될 수 있는
    후방 비전 시스템(10).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    이미지(30) 센서(24)는 백미러(20) 내에 포함되는
    후방 비전 시스템(10).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    차량(12)의 내부(26) 쪽으로 지향하고 상기 객체의 부분을 비추도록 구성되는 광원(58)을 추가로 포함하는
    후방 비전 시스템(10).
  9. 제8항에 있어서,
    광원(58)은 근적외선(NIR) 범위의 광을 방출하도록 구성되는
    후방 비전 시스템(10).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    하위 영역(32)은 기판(22)에 의해 시야(16)의 이론적인 반사된 이미지(30)의 스케일을 상기 객체와 일반적으로 정합하도록 크기 조정되는
    후방 비전 시스템(10).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어기(28)는 이미지(30) 센서(24)와 더 통신하여 이미지(30) 데이터 내의 객체 위치를 설정하고 기판(22)으로부터의 이론적인 관찰 거리를 따라 소정의 2차원 좌표계(10)에 대한 상기 객체의 위치를 결정하는
    후방 비전 시스템(10).
  12. 제11항에 있어서,
    이론적인 관찰 거리, 및 디스플레이 기판(22)으로부터 차량(12)의 후방에 대한 이미지(30) 평면 사이의 소정의 추정 이미지(30) 거리 사이의 스케일에 기초하여, 상기 객체의 위치를 상기 제1 영역에 할당된 2차원 좌표계(10)와 상관시킴으로써 결정된 상기 객체의 위치에 기초하여 기판(22)에 의해 시야(16)로부터 상기 객체로 반사된 이미지(30)를 시뮬레이션하도록, 하위 영역(32)이 선택되는
    후방 비전 시스템(10).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 이론적인 관찰 거리는 고정되는
    후방 비전 시스템(10).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 후방 비전 시스템(10)을 포함하는 차량(12).
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