KR102106180B1 - 주간 자동차 운전을 보조하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차(20)의 주간 운전을 보조하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은:
- 상기 자동차의 운전자(24)와 상기 자동차(20) 전방의 도로 경관(SR) 사이에 적어도 하나의 가변-투과 스크린(26, E, 28)을 배치하는 단계,
- 적어도 하나의 센서(31)에 의해, 상기 자동차 전방의 도로 경관(SR)의 밝기를 측정하는 단계,
- 밝기 측정 신호(SL)를, 상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수를 제어하기 위한 신호(SC)로 변환시키도록 처리하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 방법은 상기 센서(31)에 의해 측정된 밝기에 따라 상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수(CT)를 조절하기 위해, 제어 신호(SC)를 원격 제어 파형(OT)에 의해 상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)에 탑재된 수신기(40)로 송신하는 단계를 더 포함한다.
- 상기 자동차의 운전자(24)와 상기 자동차(20) 전방의 도로 경관(SR) 사이에 적어도 하나의 가변-투과 스크린(26, E, 28)을 배치하는 단계,
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본 발명에 따르면, 상기 방법은 상기 센서(31)에 의해 측정된 밝기에 따라 상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수(CT)를 조절하기 위해, 제어 신호(SC)를 원격 제어 파형(OT)에 의해 상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)에 탑재된 수신기(40)로 송신하는 단계를 더 포함한다.
Description
본 발명은, 특히 주간 운전에 있어서, 외부 밝기가 상당히 가변적일 때, 예컨대 화창한 날씨에, 다양한 이벤트들이 선택적으로 도로 경관을 강하게 비추거나 또는 어둡게 만들 때, 자동차의 운전을 보조하기 위한 방법들 및 장치들에 관한 것이다.
이 상황의 완화를 위해 다양한 해법들이 테스트되고 있다.
기존의 해법에 있어서, 태양에 의한 눈부심을 방지하고 자동차 전방의 도로 경관의 세부사항들을 보다 선명하게 구별하기 위해, 운전자는 선글라스를 착용한다.
이 선글라스의 문제점은, 자동차가 그늘진 지역 또는 터널을 지나 주행할 때마다, 또는 태양이 자욱한 구름에 의해 가려질 때, 운전자가 선글라스를 벗어야만 한다는 점이다. 이는, 본질적으로 지속적인, 선글라스에 의해 제공된 감쇠가, 태양으로 인한 불편함이 전혀 없을 때에도 동일한 효과를 나타내서, 도로 경관의 세부사항들을 운전자가 인지하기 더 어렵게 만들기 때문이다.
이들 기존의 선글라스의 개량은, 주변 광 레벨에 민감한 포토크로믹 안경 렌즈들을 제공하는 것이다. 이들 렌즈는 그들이 받게 되는 자외선 조사량에 따라 색을 바꾸는 특성을 갖고 있다. 이들 포토크로믹 렌즈의 잘 알려져 있는 문제점은, 자외선 조사가 없을 때 이들 렌즈가 그들의 더 선명한 상태로 매우 서서히 복귀할 뿐이어서, 선명한 상태로 복귀하는데 걸린 시간이 변색에 걸린 시간보다 훨씬 길다는 점이다.
추가적인 문제점은, 이들 렌즈가 자외선이 있을 때에만 반응하기 때문에, 자동차 운전을 위한 그 용도가 일반적으로 이들 자외선의 투과를 차단하는 최신형 차량의 앞유리창에 대해서는 이점이 없다는 점이다. 그에 따라, 포토크로믹 렌즈들은 외부 밝기의 큰 변동으로 인한 자동차의 운전자들의 눈부심을 방지하는 데는 효과가 없다.
단순한 선글라스 또는 포토크로믹 선글라스보다 더욱 복잡한 다른 해법들이 제안되고 있다. 예컨대, US 3,961,181호는, 태양광으로 인한 주간 눈부심 및 접근하는 차량들의 헤드라이트로 인한 야간 눈부심의 영향으로부터 양쪽 눈을 개별적으로 동시에 보호하는 차량 운전자들을 위한 스크린을 개시한다. 스크린은 전기적으로 제어될 수 있는 일련의 수직 병치형 인접 셀들, 예컨대 액정들을 포함하고, 이들 셀은 전압이 인가되지 않을 때에는 투명하고, 전압의 인가에 따라 어두워진다. 밝기에 따라 전기 저항이 증가하는 감광 센서들로 이루어진 어레이가 일련의 셀들에 연계된다. 이들 센서들에 대하여 그늘을 생성하기 위해 센서들의 전방에 보호막들이 놓인다. 전기 제어 수단은 센서들과 스크린의 셀들 사이에 개재되어서, 다양한 센서들로부터 수신된 신호들에 따라 셀들의 투과 인자를 제어한다.
이 구조는 생성 및 조절이 상대적으로 어렵고, 눈부심의 근원과 운전자의 눈 사이에 놓인 셀들만을 어둡게 만드는 것이 목적이다.
부가적으로, US 4,848,890호는, 렌즈들이 액정 셀들로 이루어진 매트릭스에 의해 형성되고 프레임에 방향성 감광 센서가 갖춰진 안경을 개시한다. 태양 광선이 도달하게 되는 방향에 따라, 셀들은 태양에 의한 눈부심으로부터 안경의 착용자를 보호하기 위해 불투명한 상태로 전환된다. 이 배치구조의 주된 문제점은, 안경 렌즈들의 상당 부분, 사실상 각 렌즈 표면의 1/4이 어두워져서, 자동차 운전에 상반되는 시계(field of view) 감소가 야기된다는 사실에 관련된다.
EP 0 498 143호도 자동차 운전자를 위한 능동 눈부심-방지 스크린을 개시한다. 자동차의 앞유리창에 고정되거나 또는 안경 렌즈들의 형태를 취할 수 있는 이 스크린은 주변 밝기 센서를 포함하고, 측정값을 임계값과 배교하는 측정 회로는 안경 렌즈들을 형성하는 액정들의 투명도 상태를 제어한다. 렌즈들은 측정 신호가 없을 때에는 완전히 투명하다. 이 배치구조의 문제점은, 바이너리 모드, 즉 온-오프 방식으로 작동한다는 점이고, 렌즈들은 밝기가 소정의 임계치를 하회 또는 상회하는지의 여부에 따라 최대 또는 최소 투명도의 상태로 된다.
부가적으로, 문헌 US 4,286,308호는 운전자의 전방에 놓인 가변-투과 스크린, 조명된 상태로부터 소등된 상태로 신속하게 전환될 수 있는 헤드라이트들, 자동차 전방의 도로 경관의 밝기 센서, 및 제어 유닛을 포함하는 야간 운전을 위한 눈부심-방지 장치를 개시한다. 외부 밝기 레벨이 소정의 한계치를 하회하면, 가변-투과 스크린은 그 최대 투과 상태로 된다.
반대 방향에서 주행하는 차량들의 접근시에, 제어 유닛은 스크린의 ?보기 밀도를 증가시키기 위해, 센서에 의해 검출된 밝기에 따라, 가변-투과 스크린의 투과/흡수율을 자동으로 제어한다. 외부 밝기가 소정의 값을 초과하면, 가변-투과 스크린이 불투명해지는 지속 기간은 최대로 되므로, 스크린은 헤드라이트들이 조명되고 있을 때에만 투과상태로 되고, 그에 따라 눈부심의 최대 감소가 제공된다.
문헌 WO 96/20846호는, 차량 헤드라이트들에 의한 광 펄스들의 방출 및 차량의 헤드라이트들에 의해 방출된 광 펄스들과 동기화하는 운전자의 눈 전방의 필터들의 투명도의 제어를 포함하고, 광 펄스들의 투명도를 초과하는 기간 동안 필터들의 투명도가 최대로 되는, 접근하는 차량들의 헤드라이트들로부터의 광을 감쇠하는 방법 및 장치를 개시한다. 이렇게 해서, 다가오는 헤드라이트들의 밝기가 감소된다.
이들 문헌 중 나중의 2개는, 번잡하고 사용하기 어려우며, 상대적으로 긴 응답 시간으로 상대적으로 가동이 느리며, 사용된 필터들 또는 스크린들의 투명도가 항상 50% 미만인 시스템들을 기술하고, 즉 액정들을 사용하는 이들 시스템은 그 투과가 최대일 때조차 인지된 광도에 있어서의 감소를 초래한다.
본 발명은, 이러한 맥락의 이내에 있으며, 또한
- 강하게 햇빛이 비치는 도로 경관의 밝기를 감쇠시키는 한편, 운전자 및 승객들의 눈부심을 방지하고,
- 도로 경관의 밝기의 감소에 따라, 도로 경관의 밝기가 낮을 때의 최대 투명도의 지점까지 점진적으로 감소하는 감쇠를, 도로 경관의 시야에 제공하고,
- 감쇠의 변동이 자동으로 일어나고,
- 이로써, 운전자의 움직임을 방해하거나 운전자의 시계를 제한하지 않는 방법을, 자동차의 운전자에게 제공함으로써, 야간 운전의 자동차 운전 보조를 제공하려는 목적을 갖는다.
이를 위해, 본 발명은,
- 자동차의 운전자와 자동차 전방의 도로 경관 사이에 적어도 하나의 가변-투과 스크린을 배치하는 단계,
- 적어도 하나의 센서에 의해, 자동차 전방의 도로 경관의 밝기를 측정하는 단계,
- 밝기 측정 신호를, 가변-투과 스크린의 투과 계수를 제어하기 위한 신호로 변환시키도록 처리하는 단계를 포함하는 주간 자동차 운전 보조를 위한 장치를 제안한다.
본 발명에 따르면, 상기 방법은 센서에 의해 측정된 밝기에 따라 가변-투과 스크린의 투과 계수를 조절하기 위해, 제어 신호를 원격 제어 파형에 의해 가변-투과 스크린에 탑재된 수신기로 송신하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 특징들에 따르면,
- 가변-투과 스크린의 투과 계수가, 센서에 의해 측정된 밝기에 따라, 제 1 기간 동안의 최대 투명도의 최대값과 제 2 기간 동안의 최소 투명도의 최소값 사이에서 조절되는 것,
- 최대 투과 계수를 가진 제 1 기간 및 최소 투과 계수를 가진 제 2 기간이 펄스 폭 변조(PWM) 사이클에 따라 서로 잇따르는 것,
- 가변-투과 스크린의 투과 계수가 자동차 전방의 도로 경관의 밝기의 측정을 따르는 것이 개별적으로 또는 조합하여 고려된다.
또한, 본 발명은,
- 자동차의 운전자와 자동차 전방의 도로 경관 사이의 가변-투과 스크린,
- 자동차 전방의 도로 경관의 밝기를 측정하는 센서,
- 밝기 측정 신호를, 가변-투과 스크린의 투과 계수를 제어하기 위한 신호로 변환시키도록 처리하는 장치를 포함하는 주간 자동차 운전 보조를 위한 장치를 제안한다.
본 발명에 따르면, 스크린의 투과 계수를 제어하기 위해, 제어 유닛이 제어 신호를 수신해서 원격 제어 파형에 의해 가변-투과 스크린에 탑재된 수신기로 송신한다.
본 발명의 다른 특징들에 따르면,
- 가변-투과 스크린의 투과 계수가, 센서에 의해 측정된 밝기에 따라, 제 1 기간 동안의 최대 투명도의 최대값과 제 2 기간 동안의 최소 투명도의 최소값 사이에서 조절되는 것,
- 가변-투과 스크린의 투과 계수가 펄스 폭 변조(PWM) 사이클에 따라 조절되는 것,
- 펄스 폭 변조(PWM) 사이클의 듀티 사이클이 자동차 전방의 도로 경관의 밝기의 측정을 따르는 것,
- 자동차의 운전자와 자동차 전방의 도로 경관 사이의 가변-투과 스크린이,
- 자동차의 앞유리창,
- 자동차의 앞유리창과 자동차의 운전자 사이에 배치된 스크린, 또는
- 자동차의 운전자가 착용한 안경에 의해 형성되는 것,
- 가변-투과 스크린의 투과 계수가, 측정된 밝기에 따라 무선 통신 프로토콜에 따라 제어되는 것,
- 가변-투과 스크린의 투과 계수가 자동차 전방의 도로 경관의 밝기를 측정하는 센서로부터의 신호들, 및 가변-투과 스크린을 투과한 광량을 측정하는 센서로부터의 신호들을 수신하는 제어 유닛에 의해 제어되는 것
- 펄스 폭 변조(PWM) 사이클의 듀티 사이클이 자동차 전방의 도로 경관의 밝기의 측정에 따르는 것이 개별적으로 또는 조합하여 고려된다.
또한, 본 발명은, 자동차의 운전자와 자동차 전방의 도로 경관 사이에 배치되게 되어 있는 가변-투과 스크린을 제안한다.
본 발명에 따르면, 스크린의 투과 계수는 펄스 폭 변조(PWM) 모드에 따라 최대값과 최소값 사이에서 가변적이고, 가변-투과 스크린의 투과 계수는 제어 유닛의 송신기에 의해 송신되며 수신기에 의해 수신되는 원격 제어 파형에 의해, 무선 통신 프로토콜에 따라 제어 유닛에 의해 제어된다.
본 발명의 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들을 참조로 비-제한적으로 제공된 예시적인 실시예의 하기의 기재로부터 분명해질 것이고,
도 1은 본 발명에 따른 장치가 탑재된 차량을 부분단면도로 개략적으로 도시하고;
도 2는 본 발명에 따른 장치의 작동의 다이어그램을 개략적으로 도시하고;
도 3의 A 내지 C는 본 발명의 회로들에서 사용된 다양한 신호들의 시간에 따른 변동의 다이어그램들을 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 장치가 탑재된 차량을 부분단면도로 개략적으로 도시하고;
도 2는 본 발명에 따른 장치의 작동의 다이어그램을 개략적으로 도시하고;
도 3의 A 내지 C는 본 발명의 회로들에서 사용된 다양한 신호들의 시간에 따른 변동의 다이어그램들을 도시한다.
도 1은 도로(10) 상을 주행하며, 눈으로 상징적으로 나타내진 운전자(24)에 의해 제어되는, 일률적으로 도면부호 20에 의해 지시된 자동차를 통한 부분 단면도를 도시한다.
이 도 1에 도시된 바와 같이, 화창한 날씨에, 특히 태양(S)이 지평선 위에 낮게 걸려 있을 때인 하루가 끝날 무렵에는, 자동차(20) 전방의 도로 경관(SR)은 강하게 조명되고, 운전자는 눈이 부실 수 있을 뿐만 아니라, 자신의 안전에 중요한 이 도로 경관의 세부사항들, 예컨대 위험요소가 가까이 있다는 교통 표지 경고, 또는 자신이 주행하고 있는 차도의 상태를 구별하지 못할 수도 있다.
그에 따라, 본 발명은 운전자의 눈(24)에 도달하는 광량을 조절하기 위해 운전자(24)와 도로 경관(SR) 사이에 가변-투과 스크린을 배치할 것을 제안한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 가변-투과 스크린은:
- 적절히 운전자(24)와 앞유리창(26) 사이에 놓이며 선바이저와 유사하게 접힐 수 있는, 소위 스크린(E),
- 앞유리창(26) 자체, 또는
- 선글라스 또는 보정 안경과 유사하게 운전자에 의해 착용되는 하나의 안경 ―도 1에는 안경 렌즈(28) 하나만이 도시됨― 에 의해 형성될 수 있다.
이들 3가지 실시예는 기재의 편이를 위해 도 1에 동시에 도시되어 있다. 그러나, 이들은 본 발명의 변경 실시예들일 뿐이며, 이들 각각은 동일한 결과를 제공하는 경향이 있다.
기재의 나머지 부분에 있어서, "가변-투과 스크린(variable-transmission screen)"이라는 용어는 다음 중 어느 하나를 나타내는데 사용될 것이다:
- 고정식인지 또는 접이식 선바이저 유형인지에 관계없이, 스크린(E);
- 앞유리창(26), 또는
- 하나의 안경(28).
가변-투과 스크린(E)은 매우 짧은 응답 시간을 갖도록, 또한 그 투과 계수의 빠른 변동을 허용하도록 설계된다.
액정들은 이 유형의 신속 반응 스크린들을 생산할 수 있게 한다. 다른 기술들, 예컨대 US 7,684,105호에 기재된 유형의 시스템들과 같은 마이크로기전 시스템들을 이용함으로써, 동일한 결과들이 달성될 수도 있다.
앞유리창(26)의 경우에서와 같이, 가변-투과 스크린이 고정되어 있으면, (도시되지 않은 링크에 의해) 그 전원을 제공하기 위해 자동차의 와이어링 하니스(wiring harness)에 당해 스크린이 직접적으로 연결될 수 있다.
선바이저 유형의 스크린(E) 또는 하나의 안경(28)의 경우에서와 같이, 가변-투과 스크린이 가동식이면, 당해 스크린은 그 자체의 독자적인 전원(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 실제로, 액정 스크린 또는 마이크로기전 시스템의 투명도 상태 또는 투과 계수의 제어는 최소한의 전력만을 필요로 하기 때문에, 특히 안경(28)의 경우에 상당한 기간 동안 액정 스크린 또는 마이크로기전 시스템의 정확한 작동을 제공하기 위해서는 버튼 전지(button cells)와 같은 배터리들이면 충분하다.
"마이크로기전(micro electro mechanical)"이라는 용어는 영문 머리글자 MEMS("Micro Electro Mechanical System"를 나타냄)로 알려진 개념을 기술하기 위해 본 명세서에서 사용된다.
가변-투과 스크린의 투과 계수를 제어하기 위해, 본 발명은 자동차 전방의 도로 경관의 밝기를 측정하는 감광 센서(31)의 사용을 제공한다.
감광 센서(31)는 앞유리창(26)의 안쪽 면에서 내부 후시경(도시되지 않음)의 높이에, 즉 앞유리창(26)의 상부 부위의 중간에 위치되는 것이 유리하다. 이 위치는 특히 도로 경관(SR)에 기인하는 자동차 외부의 밝기를 나타내는 정보를 수집할 수 있게 한다. 또한 유리하게는, 최신 차량들에서와 같이, 도로 경관의 밝기가 소정의 임계치 밑으로 떨어질 때, 감광 센서(31)의 측정 신호들은 하향 빔 헤드라이트들이 켜지게 하는데 사용될 수도 있다.
도 2에 보다 상세히 도시된 바와 같이, 이 감광 센서(31)의 출력 신호(SL)는 가변-투과 스크린의 투과 계수를 제어하기 위해 이 출력 신호(SL)를 신호(SC)로 변환시키도록 되어 있는 회로(33)에 의해 수신 및 처리되고, 이어서 이 신호(SC)는 가변-투과 스크린의 투과 계수를 제어하기 위해 제어 유닛(30)에 의해 수신된다.
앞유리창(26)의 경우에서와 같이, 가변-투과 스크린이 고정되어 있으면, 제어 유닛(30)은, 예컨대 도 2에서 점선으로 도시된 바와 같이 유선 링크(37)에 의해 당해 스크린에 직접적으로 연결될 수 있다.
선바이저 유형의 스크린(E) 또는 하나의 안경(28)의 예에서와 같이, 가변-투과 스크린이 가동식이면, 제어 유닛(30)은 무선 통신 프로토콜에 따라, 예컨대 블루투스(Bluetooth) 또는 와이파이(Wi-Fi)(등록상표들) 표준들에 따라, 예컨대 라디오, 적외선 또는 초음파를 송신하는 송신기를 포함할 수 있다. 이들 파형(waves)을 본 명세서의 나머지 부분에서는 "원격 제어 파형(remote control waves)"(OT)이라고 한다. 이 경우에, 가변-투과 스크린(E) 또는 안경(28)에는 이들 원격 제어 파형(OT)의 수신기(40)가 제공된다.
본 발명에 따르면, 감광 센서(31)에 의해 측정된 도로 경관(SR)의 밝기에 따라, 가변-투과 스크린의 투과 계수의 조절이 실시간으로 일어난다.
이를 위해, 자동차(20) 전방의 도로 경관(SR)의 밝기를 나타내는, 감광 센서(31)의 출력 신호(SL)에 응답하여, 회로(33)는 신호(SL)의 함수인 제어 신호(SC)를 발생시킨다. 이후, 제어 신호(SC)는 제어 유닛(30) 및 유선 링크(37)에 의해, 또는 제어 유닛(30)의 송신기, 파형(OT) 및 수신기(40)에 의해, 직접적으로 가변-투과 스크린에 송신된다.
따라서, 가변-투과 스크린의 투과 계수는 잘-알려져 있는 원리에 의거하여, 수신 신호(SC)에 따라, 즉 센서(31)에 의해 측정된 밝기에 따라 조절된다.
따라서, 센서(31)에 의해 측정된 밝기가 증가하면, 신호(SL)는 더 강해지고 가변-투과 스크린의 투과 계수는 더 작아지며, 즉, 다시 말해, 가변-투과 스크린에 의한 투과가 감소한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 가변-투과 스크린이 제공되어 있으며, 이 스크린의 투과 계수는 운전자가 주시하는 도로 경관의 밝기에 따라 실시간으로 조절되고: 밝기가 증가하면, 가변-투과 스크린이 더 어두워지고, 또한 반대의 경우도 마찬가지이다.
그에 따라, 밝기가 매우 가변적인 환경에서 주행하는 자동차의 운전자는 자신의 자동차 전방의 도로 경관을 상술한 가변-투과 스크린을 통해 주시할 수 있고, 이 스크린은
- 강하게 햇빛이 비치는 도로 경관의 밝기를 감쇠시키는 한편, 운전자의 눈부심을 방지하고,
- 도로 경관의 밝기의 감소에 따라, 도로 경관의 밝기가 낮을 때의 최대 투명도의 지점까지 점진적으로 감소하는 감쇠를, 도로 경관의 시야에 제공하고,
- 감쇠의 변동이 자동으로 일어난다.
원하는 어둡기를 정확하게 산출하는 투과 계수를 찾기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 이 계수의 제어에는 피드백 루프가 포함될 수 있다.
이 루프에 있어서는, 시각 센서(50)가 운전자의 눈(24)의 각막에 의해 반사된 광량을 측정한다. 눈에 의해 수용된 광은 가변-투과 스크린을 이미 통과했다고 가정한다.
가변-투과 스크린이 앞유리창(26)에 의해 또는 선바이저 유형의 스크린(E)에 의해 형성되면, 센서(50)는, 예컨대 센서(31) 근처에서 운전자의 얼굴 쪽을 향해 놓인 소형 비디오 카메라에 의해 형성된다. 이 센서(50)에 의해 공급된 이미지의 처리는 운전자의 눈에만 집중된다. 이러한 유형의 센서들은 이미 공지되어 있으며, 운전자의 졸음을 검출해서 운전자에게 경고하는데 사용된다. 이들 센서는 또한 운전자의 눈(24)의 각막에 의해 반사된 광량을 측정할 수 있으며, 그에 따라 가변-투과 스크린에 의해 투과된 광량을 이로부터 추정할 수 있다.
가변-투과 스크린이 운전자가 착용한 안경(28)에 의해 형성되면, 센서(50)는 이 안경의 프레임에 통합될 수 있다.
눈(24)의 각막에 의해 반사된 광량의 센서(50)에 의한 측정은, 필요에 따라 예비 보정 또는 조정 이후에, 이 눈(24)에 이르는 광량의 측정을 제공하고, 그에 따라 가변-투과 스크린에 의해 투과된 광량의 간접 측정을 제공한다.
가변-투과 스크린에 의해 투과되어 눈(24)에 부딪치는 광의 이 측정(LI)은 링크(52)에 의해 제어 유닛(30)에 송신된다.
가변-투과 스크린이 앞유리창(26)에 의해 또는 가동식 스크린(E)에 의해 형성되는 경우에는, 링크(52)는 유선 링크일 수 있다. 가변-투과 스크린이 안경(28)에 의해 형성되는 경우에는, 링크(52)는, 예컨대 무선 통신 프로토콜에 따라 라디오, 적외선 또는 초음파를 이용함으로써, 무선 링크에 의해 형성되는 것이 유리할 것이다.
결국, 제어 유닛(30)은:
- 센서(31)에 의해 제공된, 도로 경관(SR)의 밝기의 직접적인 측정, 및
- 센서(50)에 의해 제공된, 가변-투과 스크린에 의해 감쇠된 도로 경관의 밝기를 동시에 이용할 수 있다.
제어 유닛(30)은 가변-투과 스크린을 통과한 이후에 눈(24)에 부딪친 광의 측정값(LI)을 메모리(54)에 포함된 설정값(VC)과 비교하는 비교기를 포함한다. 설정값(VC)과 측정값(LI) 사이의 차이에 따라, 또한 자동차 외부의 밝기의 값의 함수인 신호(SC) 자체에 따라, 제어 유닛(30)은 측정값(LI)을 설정값(VC)과 동일하게 만들기 위해 유선 링크(37)에 의해 또는 파형(OT)에 의해 송신된 제어 신호를 지속적으로 조절한다.
이 설정값(VC)은 메모리(54)에 고정될 수 있거나, 또는 도 1에 도시된 바와 같이, 예컨대 자동차(20)의 대시보드 상에서 조정됨으로써, 조절될 수 있는 것이 바람직하다.
따라서, 운전자(24)는, 자신의 눈에 이르는 광량이 일정하게 유지되는 가능한 최상의 조건에서 자신의 자동차 전방의 도로 경관을 주시하기 위해, 어두워지는 정도를 운전자에 의해 메모리(54)에 지정된 바와 같은 소정의 값과 동일한 임의의 원하는 값으로 설정할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 신호들의 송신은, 상술한 바와 같이 지속적인 아날로그 방식이 아니라, 오히려 디지털 방식으로, 즉 교번 방식으로, 바람직하게는 도 3의 다이어그램들에 따라 소정의 주파수에서의 PWM(영문 표현 "펄스 폭 변조(pulse width modulation)"를 나타냄) 모드로 일어나도록 이루어질 수 있다.
이 실시예에 따르면, 감광 센서(31)는 자동차 전방의 도로 경관으로부터 수신하게 되는 광도에 따르는 값을 가진 아날로그 신호를 전송한다. 센서(31)는 이 아날로그 신호를 PWM 코딩된 디지털 신호(SL)로 변환하는 회로와 연계된다.
도 3의 A에 도시된 바와 같이, 이 신호(SL)는 기간(t1) 동안의 SLmin 값과 기간(t2) 동안의 SLMAX 값 사이에서 변하고, 기간들(t1 및 t2)의 합은 교번 신호(SL)의 주기(T)를 규정한다.
신호가 최대인 기간(t2)과 주기의 기간(T) 사이의 비에 의해 신호(SL)의 듀티 사이클(β)이 결정되고, 그에 따라 0 내지 100%에서 변한다는 점에 유의해야 한다:
따라서, 듀티 사이클(β)은 센서(31)에 의해 수신된 광도의 직접 함수로서 나타난다.
이 신호(SL)는 당해 신호를 도 3의 B에 도시된 제어 신호(SC)로 변환하는 회로(33)에 의해 수신된다.
신호(SC)는 기간(t1) 동안의 최대값(SCMAX)과 기간(t2) 동안의 최소값(SCmin) 사이에서 변하고, 신호(SL)와 동일하게 주기(T) = t1 + t2이고, 듀티 사이클(α)는 다음과 같다.
요약하면, 자동차(20) 전방의 도로 경관(SR)의 밝기의 값을 따르는, 감광 센서(31)에 의해 공급된 신호(SL)에 응답하여, 회로(33)는 교번 신호(SC)를, 센서(31)에 의해 측정된 바와 같은 자동차 전방의 도로 경관의 밝기를 나타내는 도 3의 B의 다이어그램에 따라, 소정의 듀티 사이클(α)로,
- 펄스 폭 변조(PWM) 모드에서
- 소정의 주파수(
)로 발생시킨다.
이 신호(SC)는, 유선 링크(37)에 의해 또는 적절한 것으로 고려되는 파형(OT) 및 신호들(LI 및 VC)에 의해, 가변-투과 스크린에 송신된다.
가변-투과 스크린의 투과 계수는, 신호(SC)에 응답하여, 신호(SC)에서와 동일한 듀티 사이클(α) 및 동일 주파수(
)로, 기간(t1) 동안의 값(CTMAX)과 기간(t2) 동안의 값(CTmin) 사이에서 변한다.
값(CTMAX)은 안경 렌즈(28)들이 그 최대 투명도를 갖게 되는 값이다. 대부분의 경우에, 액정 스크린들 또는 마이크로기전 시스템들은 이 상태를 어떠한 전기적 여기(electrical excitation)도 없을 때에, 즉 휴지 상태일 때에 갖게 되고, 전기장의 영향 하에서만 불투명하다. 이들 경우에 있어서, 값(CTMAX)은 안경 렌즈(28)들을 형성하는 액정들 또는 마이크로기전 시스템들의 최소 여기에 대응한다.
일부 경우에는, 액정 스크린 또는 마이크로기전 시스템의 휴지 상태는 그것이 최대 불투명도를 갖는 상태, 즉 전기장의 영향 하에서만 투명해지는 상태일 수 있다. 이 상황에 있어서는, 값(CTMAX)은 안경 렌즈(28)들을 형성하는 액정들 또는 마이크로기전 시스템들의 최대 여기에 대응한다.
상기 설명들은 안경 렌즈(28)들의 투과 계수의 값(CTmin)을 필요한 부분만 약간 수정하여 적용한다.
따라서, 도 3의 C의 다이어그램은 이들 안경 렌즈의 여기 신호의 변동보다는 안경 렌즈(28)들의 투과 계수(CT)의 변동을 도시한다.
그에 따라, 운전자(24)는, 이 스크린이 앞유리창(26), 스크린(E), 또는 안경(28)인지의 여부에 관계없이, 가변-투과 스크린을 통해 도로 경관(SR)을 주시할 수 있고, 스크린의 투과 계수는 도로 경관의 밝기에 따라 실시간으로 조절되며: 도로 경관이 더 밝아짐에 따라, 가변-투과 스크린은 운전자(24)에 이르는 광을 점진적으로 감쇠시킨다.
가변-투과 스크린의 투과 계수의 자동 조절은, 주파수(
)에서 듀티 사이클(α)로, 이 스크린의 최대 및 최소 투명도의 상태들의 순서로 달성된다. 주파수(
)는 자동차(20)의 운전자(24)에 대한 어떠한 섬광 현상을 방지할 만큼 충분히 높게 선택된다. 주파수(
)는 잔상 현상으로부터 충분히 유익하도록, 예컨대 100 Hz 이상으로 될 것이다.
따라서, 실로 주간 자동차 운전 보조를 위한 방법 및 장치가 고안되고 있고, 자동차 운전자에게,
- 강하게 햇빛이 비치는 도로 경관의 밝기의 감쇠, 및 그에 따른 운전자의 눈부심 방지,
- 도로 경관의 밝기의 감소에 따라, 도로 경관의 밝기가 낮을 때의 최대 투명도의 지점까지, 감쇠가 점진적으로 감소하는 도로 경관의 시야,
- 자동차의 앞유리창 또는 선바이저 유형의 가동식 스크린 중 어느 하나에, 또는 무선 제어 시스템에 의해 제어되는 투과 계수를 가진 하나의 안경에 장치가 통합되기 때문에, 장치에 의해 운전자에게 어떠한 불편함도 야기하지 않으면서, 자동으로 및 실시간으로 일어나는 감쇠의 변동을 제공한다.
분명히, 본 발명은 기술되어 있는 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 실제로 당업자는 본 발명을 다양하게 수정할 수 있고, 그 전부가 발명의 범위 내에 포함된다. 따라서, 예컨대 본 발명은, 특히 가변-투과 스크린이 자동차의 앞유리창에 의해 형성되는 경우에는, 운전자에게 뿐만 아니라 승객들에게도 적용 가능한 것이다. 가변-투과 스크린이 운전자의 안경에 의해 형성되는 경우에는, 더 특정하여 상술한 바와 같이, 운전자의 안경과 유사한 가변 투과 계수를 가진 안경을 분명히 승객도 착용할 수 있다. 운전자의 안경에의 제어 신호(SC)의 송신이 무선 통신에 의해 일어나는 경우에는, 승객들의 안경은 동일한 제어 신호를 수신할 것이고, 어떠한 적응 없이도 운전자의 안경과 동일하게 반응할 것이다.
유사하게, 2개의 연속 가변-투과 스크린, 예컨대 앞유리창(26)과 선바이저 유형의 가동식 스크린(E)을 제공해서, 운전자의 시계의 상부 부위(스크린(E) 및 앞유리창을 통해 보임)에 하부 부위(앞유리창만을 통해 보임)보다 현저한 감쇠를 제공할 수 있다.
앞유리창(26) 및 운전자가 착용한 안경(28)에 의해 형성된, 2개의 연속 가변-투과 스크린을 제공할 수도 있다. 이 배치구조에 의하면, 운전자는 앞유리창에 의해 제공된 고정된 감쇠가 대시보드 상에서 자신이 제어할 수 있는 조절 가능한 감쇠로 보강된 것으로부터 유익할 것이고, 승객들은 앞유리창에 의해서만 제공된 고정된 감쇠로부터 유익할 것이다.
Claims (16)
- 자동차(20)의 주간 운전을 보조하는 방법으로서,
- 상기 자동차의 운전자(24)와 상기 자동차(20) 전방의 도로 경관(SR) 사이에 적어도 하나의 가변-투과 스크린(26, E, 28)을 배치하는 단계,
- 적어도 하나의 센서(31)에 의해, 상기 자동차 전방의 도로 경관(SR)의 밝기를 측정하는 단계,
- 밝기 측정 신호(SL)를, 상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수를 제어하기 위한 신호(SC)로 변환시키도록 처리하는 단계를 포함하는, 자동차(20)의 주간 운전을 보조하는 방법에 있어서,
상기 센서(31)에 의해 측정된 밝기에 따라 상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수(CT)를 조절하기 위해, 제어 신호(SC)를 원격 제어 파형(OT)에 의해 상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)에 탑재된 수신기(40)로 송신하는 단계를 더 포함하고,
상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수(CT)는 상기 가변-투과 스크린을 투과한 광량을 측정하는 센서(50)로부터의 신호들에 기초하여 제어되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 주간 운전을 보조하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수(CT)는 상기 센서(31)에 의해 측정된 밝기에 따라, 제 1 기간(t1) 동안의 최대 투명도의 최대값(CTMAX)과 제 2 기간(t2) 동안의 최소 투명도의 최소값(CTmin) 사이에서 조절되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 주간 운전을 보조하는 방법. - 제 2 항에 있어서,
최대 투과 계수(CTMAX)를 가진 상기 제 1 기간(t1) 및 최소 투과 계수(CTmin)를 가진 상기 제 2 기간(t2)은 펄스 폭 변조(PWM) 사이클에 따라 서로 잇따르는 것을 특징으로 하는, 자동차의 주간 운전을 보조하는 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수는 상기 자동차(20) 전방의 도로 경관(SR)의 밝기의 측정에 따르는 것임을 특징으로 하는, 자동차의 주간 운전을 보조하는 방법. - 자동차(20)의 주간 운전을 보조하는 장치로서,
- 상기 자동차(20)의 운전자(24)와 상기 자동차(20) 전방의 도로 경관(SR) 사이의 가변-투과 스크린(26, E, 28),
- 상기 자동차(20) 전방의 도로 경관(SR)의 밝기를 측정하는 센서(31),
- 밝기 측정 신호(SL)를, 상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수를 제어하기 위한 신호(SC)로 변환시키도록 처리하는 장치를 포함하는, 자동차(20)의 주간 운전을 보조하는 장치에 있어서,
상기 스크린의 투과 계수(CT)를 제어하기 위해, 제어 유닛(30)이 제어 신호(SC)를 수신해서 원격 제어 파형(OT)에 의해 상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)에 탑재된 수신기(40)로 송신하고,
상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수(CT)는 상기 가변-투과 스크린을 투과한 광량을 측정하는 센서(50)로부터의 신호들을 수신하는 상기 제어 유닛(30)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 주간 운전을 보조하는 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수(CT)는 상기 센서(31)에 의해 측정된 밝기에 따라, 제 1 기간(t1) 동안의 최대 투명도의 최대값(CTMAX)과 제 2 기간(t2) 동안의 최소 투명도의 최소값(CTmin) 사이에서 조절되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 주간 운전을 보조하는 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수(CT)는 펄스 폭 변조(PWM) 사이클에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 주간 운전을 보조하는 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 펄스 폭 변조(PWM) 사이클의 듀티 사이클(α)은 상기 자동차(20) 전방의 도로 경관(SR)의 밝기의 측정에 따르는 것임을 특징으로 하는, 자동차의 주간 운전을 보조하는 장치. - 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자동차(20)의 운전자(24)와 상기 자동차(20) 전방의 도로 경관(SR) 사이의 상기 가변-투과 스크린은,
- 상기 자동차(20)의 앞유리창(26),
- 상기 자동차(20)의 앞유리창(26)과 상기 자동차(20)의 운전자(24) 사이에 놓이는 스크린(E), 또는
- 상기 자동차(20)의 운전자(24)가 착용한 안경(28)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 주간 운전을 보조하는 장치. - 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수(CT)는 상기 측정된 밝기에 따라 무선 통신 프로토콜에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 주간 운전을 보조하는 장치. - 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수(CT)는 상기 자동차 전방의 도로 경관의 밝기를 측정하는 센서(31)로부터의 신호들을 수신하는 제어 유닛(30)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 주간 운전을 보조하는 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수(CT)는 펄스 폭 변조(PWM) 사이클에 따라 조절되고,
상기 펄스 폭 변조(PWM) 사이클의 듀티 사이클(α)은 상기 자동차 전방의 도로 경관의 밝기의 측정에 따르는 것임을 특징으로 하는, 자동차의 주간 운전을 보조하는 장치. - 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)은 액정 스크린에 의해 또는 마이크로기전 시스템에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 주간 운전을 보조하는 장치. - 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)은 독자적인 전원과 연계되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 주간 운전을 보조하는 장치. - 자동차(20)의 운전자(24)와 상기 자동차(20) 전방의 도로 경관(SR) 사이에 배치되게 되어 있는 가변-투과 스크린(26, E, 28)에 있어서,
상기 스크린(26, E, 28)의 투과 계수(CT)는 펄스 폭 변조(PWM) 모드에 따라 최대값(CTMAX)과 최소값(CTmin) 사이에서 가변적이고, 상기 가변-투과 스크린(26, E, 28)의 투과 계수(CT)는 제어 유닛(30)의 송신기에 의해 송신되며 수신기(40)에 의해 수신되는 원격 제어 파형(OT)에 의해, 무선 통신 프로토콜에 따라 제어 유닛(30)에 의해 제어되고,
상기 스크린(26, E, 28)의 투과 계수(CT)는 상기 가변-투과 스크린을 투과한 광량을 측정하는 센서(50)로부터의 신호들에 기초하여 제어되는 것을 특징으로 하는, 가변-투과 스크린. - 제 1 항에 있어서,
상기 센서(50)는 운전자의 눈(24)의 각막에 의해 반사된 광량을 측정하는 것을 특징으로 하는, 자동차의 주간 운전을 보조하는 방법.
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