KR100486469B1

KR100486469B1 - 촬상 장치

Info

Publication number: KR100486469B1
Application number: KR10-2002-0007476A
Authority: KR
Inventors: 쿠리야마아키히코; 에히로마사유키; 쿠마타키요시
Original assignee: 샤프 가부시키가이샤
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2005-04-29
Also published as: DE60224237T2; EP1231494B1; US7154551B2; JP3690733B2; EP1231494A3; US20020109773A1; TW525036B; DE60224237D1; EP1231494A2; KR20020066220A; JP2002237970A

Abstract

촬상 장치는, 물체를 나타내는 제1 입사광을 반사시키는 회전체형의 볼록 미러; 상기 볼록 미러에서 반사된 광에 의해 나타나는 화상을 촬상하기 위한 촬상 메카니즘; 및 볼록 미러를 향해 제1 입사광을 안내하고 상기 촬상 메카니즘을 향해 상기 반사된 광을 안내하며, 상기 제1 입사광와 반대 방향으로 광학 부재의 외부 원주면에 입사하고, 광학 부재를 통과하고, 볼록 회전체 미러를 향하도록 광학 부재의 내부 원주면에 의해 반사되며, 제1 입사광에 중첩되는, 제2 입사광을 약화시키는 감쇠부를 갖는, 광학 부재를 포함한다.

Description

촬상 장치{IMAGING DEVICE}

본 발명은, 최대 360도의 전방향 각도에서 물체를 촬상할 수 있고, 예컨대 감시 카메라 등의 시각 시스템의 분야에서 사용되는 촬상 장치에 관한 것이다.

최근, 예컨대 감시 카메라 등의 시각 시스템의 분야에서는, 컴퓨터를 카메라에 결합함으로써, 카메라가 종래 육안으로 행해진 감시 동작을 수행할 수 있도록 시도되고 있다.

일반적으로 사용되는 카메라는 시야각이 제한되어 있어, 이러한 응용에는 적합하지 않다. 따라서, 어안(fish-eye) 렌즈 또는 다른 광각 렌즈를 사용한 카메라가 개발되고 있다. 예컨대, 이동 로봇의 분야에서는, 회전체 형상인 볼록 미러(예컨대, 원추형 미러), 구면 미러 등의 사용이 활발하게 연구되고 있다. (이하, 이러한 볼록 미러들을 "볼록 회전체 미러"라 한다.) 이 분야에서 연구되는 시스템에 의하면, 360도 시야각의 광학 화상을 볼록 회전체 미러로 촬상한 후, 비디오 화상으로 변환하고, 그 비디오 화상을 컴퓨터에 의해 원하는 화상으로 더 변환한다.

도9는 종래의 볼록 회전체 미러를 사용한 촬상 장치(90)의 사시도이다. 상기 촬상 장치(90)는 볼록 회전체 미러 유닛(91)을 포함한다. 상기 볼록 회전체 미러 유닛(91)은 일반적으로 디스크형 기저부(92) 및 상기 기저부(92)의 표면에 제공되는 볼록 회전체 미러(93)를 포함한다. 상기 촬상 장치(90)는 일반적으로 원통형 광학 부재(94)를 포함한다. 상기 광학 부재(94)는 볼록 회전체 미러 유닛(91) 쪽으로 개방되어 있고, 베이스(92) 및 볼록 회전체 미러(93)의 표면을 덮고 있다. 상기 광학 부재(94)는 볼록 회전체 미러 유닛(91)을 지지하며, 투광성 재료로 형성된다. 광학 부재(94) 및 볼록 회전체 미러(93)의 내부 원주면 사이에는 중공이 있다. 광학 부재(94)의 두께는 광학 부재(94)의 외부 원주면에 입사되는 광이 광학 부재(94)를 통해 투과할 수 있을 만큼 충분히 얇기 때문에, 광학 부재(94)의 내부 원주면으로부터 볼록 회전체 미러(93)로 향하는 광과 거의 평행하다.

일반적으로 원통형인 촬상 메카니즘(98)은 볼록 회전체 미러 유닛(91)의 반대측에 부착되고, 그 사이에 광학 부재(94)가 삽입되어 있다. 상기 촬상 메카니즘(98)은 광학 부재(94)의 개구부와 대향하고 볼록 회전체 미러 장치(91)의 반대측에 형성되는 렌즈(99), 및 광학 부재(94)와 반대측에 제공되고 그 사이에 렌즈(99)가 삽입되는 촬상부(90)를 포함한다. 촬상부(90)는 촬상 메카니즘(98)에 의해 촬상된 화상의 왜곡을 조정하기 위해 제공되는 신호처리부(88)에 접속되어 있다.

상기한 바와 같이, 투광성 광학 부재(94)는 볼록 회전체 미러 유닛(91)을 지지하기 위해 사용되기 때문에, 지지 부재가 따로 제공되지 않는다. 그 이유는 볼록 회전체 미러 장치(91)를 지지하기 위한 지지 부재가 따로 제공되면, 지지 부재 그 자체의 화상이 촬상되어 촬상 메카니즘(98)에 의해 촬상된 화상의 일부가 되기 때문이다.

상기 구조를 갖는 촬상 장치(90)는 다음과 같이 동작한다.

광(71)은 투광성 광학 부재(94)의 외부 원주면에 입사되고, 광학 부재(94)를 통해 투과된다. 입사광(71)은 광학 부재(94)를 통해 투과되는 동안, 2배 굴절되어(도시 안함) 광(72)으로 된다. 상기 광(72)은 광학 부재(94)의 내부 원주면으로부터 광학 부재(94)와 볼록 회전체 미러(93) 사이의 중공을 통해 볼록 회전체 미러(93) 쪽으로 직진한다. 그 후, 상기 광(72)은 볼록 회전체 미러(93)에 의해 반사되어 반사광(81)으로서 촬상 메카니즘(98)을 향해 직진한다. 상기 반사광(81)은 촬상 메카니즘(98)의 렌즈(99)를 통해 투과되어 촬상부(90)에 입사한다. 촬상부(90)는 상기 반사광(81)을 화상을 나타내는 화상 신호로 변환하고, 상기 화상 신호를 신호처리부(88)에 출력한다. 신호처리부(88)는 화상의 왜곡을 조정하기 위해 상기 수신된 화상신호를 포함하고 있다.

광(71)의 반대 방향으로부터 투광성 광학 부재(94)의 외부 원주면으로 입사되는 광(73)은 광학 부재(94)를 통해 투과한다. 입사광(73)은 광학 부재(94)를 통해 투과하는 동안, 2배 굴절되어 광(74)으로 된다. 상기 광(74)은 광학 부재(94)의 내부 원주면의 일부로부터, 광(74)이 향하는 부분의 반대인 광학 부재(94)의 내부 원주면의 또 다른 부분으로 향한다. 상기 광(74)은, 광학 부재(94)의 내부 원주면에 의해 반사되고 반사광(82)으로서 볼록 회전체 미러(93)를 향해 직진한다. 따라서, 반사광(82)은 볼록 회전체 미러(93)를 향하는 광(72)과 중첩한다.

촬상 창치(90)에 의해 생성된 화상은, 볼록 회전체 미러(93)에 의해 반사된 반사광(81)을 나타내며, 단지 입사광(71)만으로 이루어지는 것을 전제로 한다. 그러나, 반사광(82)이 광(72)과 중첩하면, 촬상 장치(90)에 의해 바람직하지 않게 생성되는 화상이 입사광(71)에 기초한 화상과 입사광(73)에 기초한 또 다른 화상 모두를 중첩된 상태로 포함한다.

일본 공개특허공보 제99-174603호에는, 상기 문제를 해결하기 위한 구성을 갖는 촬상 장치가 개시되어 있다. 상기 공보에서는, 광학 부재의 내면에 의해 반사되어 볼록 회전체 미러를 향하는 입사광이 상기 볼록 회전체 미러의 회전축을 가로지르고 있다는 사실을 주목해야 한다. 광학 부재의 내면을 향하는 입사광을 차단하기 위한 로드형 부재(rod-like member)가 볼록 회전체 미러의 회전축을 따라 제공된다. 이에 의해, 광학 부재의 내면으로 향하는 입사광이 내면에 의해 반사되는 것을 방지할 수 있어, 볼록 회전체 미러로 향하는 것을 방지할 수 있다.

그러나, 상기 공보의 기술은 다음 문제점을 갖는다.

상기 로드형 부재가 부가적으로 제공되어야 하기 때문에, 촬상 장치의 구조가 복잡해지고 촬상 장치의 제조 공정수가 증가한다.

광학 부재는 공중 형상이기 때문에, 로드형 부재가 파손되지 않도록, 촬상 장치가 실제로 사용되는 경우, 상기 구성에 의해 볼록 회전체 미러의 회전축을 따라 제공되는 로드형 부재가 기계적으로 지지되는 구조가 요구된다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 촬상 장치는, 물체를 나타내는 제1 입사광을 반사시키는 회전체형의 볼록 미러; 상기 볼록 미러에서 반사된 광에 의해 나타나는 반사된 화상을 촬상하기 위한 촬상 메카니즘; 및 볼록 미러를 향해 제1 입사광을 안내하고 상기 촬상 메카니즘을 향해 상기 반사된 광을 안내하며, 상기 제1 입사광와 반대 방향으로 광학 부재의 외부 원주면에 입사하고 광학 부재를 통과하고 볼록 회전체 미러를 향하도록 광학 부재의 내부 원주면에 의해 반사되며 제1 입사광에 중첩되는, 제2 입사광을 약화시키는 감쇠부를 갖는, 광학 부재를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 감쇠부는 광학 부재에 형성되는 홀이고, 상기 홀은 제2 입사광이 홀을 가로지는 것에 의해 감쇠되도록 광학 부재와 투광율이 상이한 공기층을 포함하고 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 홀은 볼록 회전체 미러에 의해 제공되는 시야각을 차단하지 않는 형상이다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 홀은 볼록 회전체 미러의 회전축을 중심으로 하는 회전체 형상이다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 홀은 원통형이다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 홀은 원추형이다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 홀은 제2 입사광을 감쇠시키기 위해 무광택 표면을 갖는다.

본 발명의 일 실시예에서, 촬상 메카니즘에 전원 및 신호를 공급하고, 홀을 통과하여 촬상 메카니즘에 접속되어 있는 전기 배선을 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 홀은 촬상 장치를 외부 부재에 부착하기 위해 탭이 형성되어 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 촬상 장치는, 물체를 나타내는 제1 입사광을 반사하는, 회전체형의 볼록 거울; 볼록 미러에 의해 반사된 광에 의해 나타나는 반사 화상을 촬상하기 위한 촬상 메카니즘; 및 볼록 미러 쪽으로 제1 입사광을 안내하고 상기 촬살 메카니즘 쪽으로 반사광을 안내하며, 제1 입사광의 반대 방향으로 광학 부재의 외부 원주면에 입사하고 광학 부내의 내부 원주면 쪽으로 광학 부재를 통과하는 제2 입사광을 차단하기 위한 차광부를 갖는 광학 부재를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 차광부는 광학 부재에 형성된 홀이며, 제2 입사광을 차단하기 위한 차광성 박막을 더 포함한다.

이하, 본 발명의 기능에 대해 설명한다.

본 발명에 의하면, 촬상 장치의 광학 부재는, 종래의 촬상 장치와는 달리, 공중 형상이 아니고, 예컨대 투광성 수지 또는 유리 등의 투광성 재료로 채워져 있다. 광학 부재는 볼록 회전체 미러의 회전축을 중심으로 하는 홀을 갖는다. 홀에 포함된 공기층은 투광율이 광학 부재와 상이하다. 따라서, 촬상 장치에 의해 생성된 화상은 광학 부재의 내면에 의해 반사된 광에 기초한 또 다른 화상을 포함하지 않는다. 이에 의해, 필요한 광만을 기초로 하여 선명한 화상을 제공할 수 있다. 홀의 사이즈는 볼록 회전체 미러의 형상, 촬상 조건 등에 기초하여 적절히 결정될 수 있다.

홀은 어떤 형상이어도 좋지만, 예컨대 볼록 회전체 미러의 회전축을 따라 원추형 또는 원통형 등의 회전체 형상인 것이 바람직하다. 이러한 형상에 의해, 광학 부재에 입사하는 광의 방향에 관계 없이, 상기 생성된 화상에 대한 광학 부재의 내면에 의해 반사된 광의 영향이 감소한다.

본 발명의 제2 실시예에서 설명한 바와 같이, 광을 흡수하거나 난반사하는 재료로 형성되는 차광성 박막은 도포 또는 진공 증착에 의해 홀의 내면상에 제공될 수 있다. 상기 차광성 박막은 광을 흡수하거나 난반사하기 때문에, 불필요한 광을 감쇠시키거나 차단시킨다. 그 결과, 불필요한 광만을 기초로 하여 선명한 화상을 생성할 수 있다. 차광성 박막은 광흡수 또는 광반사할 수 있지만, 반사광의 영향을 거의 완전히 방지하기 위해서는 광흡수막이 바람직하다. 광반사막은 볼록 회전체 미러를 형성하기 위한 박막과 동일한 공정으로 제조될 수 있다.

본 발명에 실시예 3에서 설명한 바와 같이, 홀의 내면은 무광택(frosted)일 수 있다. 이러한 내면이 광을 흡수하거나 난반사하기 때문에 불필요한 광을 감쇠시키거나 차단한다. 그 결과, 필요한 광만을 기초로 하여 선명한 화상을 생성할 수 있다.

본 발명의 실시예 4에서 설명한 바와 같이, 촬상 메카니즘에 접속되는 전기 배선은 홀을 통과할 수 있다. 이에 의해, 촬상 장치에 의해 얻어진 화상에 전기 배선이 포함되지 않게 된다.

본 발명의 실시예 5에서 설명한 바와 같이, 홀에는 탭이 형성될 수 있다. 이에 의해 촬상 장치와 외부 부재와의 조합이 용이해진다.

상기 본 발명에 의해, (1) 간단한 구조로 선명한 화상을 제공할 수 있는 촬상장치; 및 (2) 그 제조공정수를 증가시키지 않고 선명한 화상을 제공할 수 있는 촬상장치를 제공하는 이점이 가능해진다.

본 발명의 또 다른 이점은 첨부 도면을 참조한 다음의 상세한 설명을 이해하는 당업자에게 명백하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

(실시예 1)

도1은 본 발명의 실시예 1에 의한 촬상장치(100)의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도2는 도1에 도시된 촬상장치(100)의 부분 단면도이다.

촬상장치(100)는 일반적으로 원통형 광학 부재(4)를 포함한다. 상기 광학 부재(4)는 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 투광성 유리 등과 같이, 투광성이고 수분을 통과시키기 어려운 재료로 형성된다. 광학 부재(4)의 저면은 요부(5)(회전체 형상)를 갖고, 광학 부재(4)의 중심축을 중심으로 한다. 도1에 도시된 예에서, 상기 요부(5)는 쌍곡면으로 된다.

박막의 볼록 회전체 미러(3)는 요부(5)와 밀착하도록 제공된다. 또한, 볼록 회전체 미러(3)는 회전체 형상이며, 상기 광학 부재(4)의 중심축을 중심으로 한다. 도1에 도시된 예에서, 볼록 회전체 미러(3)의 표면은 쌍곡면이다. 상기 볼록 회전체 미러(3)의 요부(5) 및 표면은 반구형 또는 원추형일 수 있다.

볼록 회전체 미러(3)는 예컨대, 알루미늄 또는 스테인리스 강 등의 금속 재료로 형성된다. 이와 알리, 상기 볼록 회전체 미러(3)는 예컨대, 알루미늄, 은, 백금, 니켈-크롬 합금 또는 금 등의 경면 효과를 갖는 재료를 증착, 스퍼터링 또는 도금하는 것에 의해 상기 요부(5)상에 형성할 수 있다. 이와 같이, 상기 볼록 회전체 미러(3)는 중공 광학 부재(94)를 포함하고 있는 도9를 참조하여 설명한 종래의 촬상장치(90)와 달리, 상기 광학 부재(4)의 요부(5)와 밀착하도록 형성된다.

상기 박막의 볼록 회전체 미러(3)를 보호하기 위한 보호층(19)이 볼록 회전체 미러(3)상에 제공된다. 상기 볼록 회전체 미러(3) 및 보호층(19)은 디스크형 리드(2)로 덮여있다.

상기 광학 부재(4)는 광학 부재(4)의 중심축을 중심으로 하는 원통형 홀(12)(회전체 형상)을 갖는다. 원통형 홀(12)은 요부(5)를 향해 개방되어 있다. 상기 요부(5)를 갖는 저면에 대향하는 상기 광학 부재(4)의 다른 저면은 광학 부재(4)의 중심축을 중심으로 하는 반구형 반사광 방출면(7)을 갖는다.

일반적으로, 원통형 촬상 메카니즘(8)은 상기 볼록 회전체 미러(3)의 반대측에 제공되며, 그 사이에는 광학 부재(4)가 삽입되어 있다. 상기 촬상 메카니즘(8)은 상기 광학 부재(4)의 반사광 방출면(7)과 대향하도록 제공되는 렌즈(9)를 포함한다. 상기 렌즈(9)는 그 광축이 상기 광학 부재(4)와 볼록 회전체 미러(3)의 회전축과 일치하도록 배치된다. 따라서, 렌즈(9)는 볼록 회전체 미러(3)에 의해 반사된 광을 집광한다. 촬상부(10)는 광학 부재(4)의 반대측에 제공되며, 그 사이에 렌즈(9)가 삽입된다. 상기 촬상부(10)는 CCD 등으로 형성된다. 상기 촬상부(10)는 렌즈(9)에 의해 집광된 반사광에 기초하여 반사된 화상을 나타내는 화상 신호를 생성하여, 그 화상 신호를 신호 처리부(도시 안됨)에 출력한다. 상기 신호처리부는 촬상부(10)로부터 출력되는 화상 신호의 왜곡을 조절한다.

상기 구조를 갖는 촬상장치(100)는 다음과 같이 동작한다.

투광성 재료로 형성된 광학 부재(4)의 외부 원주면에 입사된 입사광(21)은 외부 원주면에 의해 굴절되어 광(22)으로 된다. 상기 광(22)은 광학 부재(4)를 통과하여, 상기 광학 부재(4)와 밀착되어 있는 볼록 회전체 미러(3)에 도달한다.

상기 볼록 회전체 미러(3)에 입사한 광(22)은 볼록 회전체 미러(3)의 표면에 의해 반사되어 반사광(41)으로 된다. 상기 반사광(41)은 광학 부재(4)의 반사광 방출면(7)을 통과하여, 상기 촬상 메카니즘(8)의 렌즈(9)에 의해 집광된다. 상기 촬상부(10)는 렌즈(9)에 의해 집광된 상기 반사광(41)에 기초하여 반사된 화상을 나타내는 화상 신호를 생성하여, 그 화상 신호를 상기 신호처리부(도시 안됨)에 출력한다. 상기 신호처리부는 상기 촬상부(10)로부터 출력된 화상 신호의 왜곡을 조절한다.

상기 입사광(21)과 반대 방향으로부터 광학 부재(4)의 외부 원주면으로 입사한 입사광(23)은 굴절되어 광(24)으로 된다. 상기 광(24)은 원통형 홀(12)에 입사된다. 그 후, 상기 광(24)의 일부는 원통형 홀(12)의 벽에 의해 반사되고, 일부는 원통형 홀(12)의 벽에 의해 굴절되어 광(25)으로 된다. 상기 광(25)은 원통형 홀(12)을 가로질러, 광(24)이 입사하는 상기 벽 부분과 대향하는 원통형 홀(12)의 벽 부분으로 향한다. 원통형 홀(12)의 벽 부분에 도달한 광(25)의 일부는 상기 벽에 의해 반사되고, 일부는 상기 벽에 의해 굴절되어 광(26)으로 된다. 상기 원통형 홀(12)에서 출사되는 광(26)은 상기 광(23)이 입사하는 외부 원주면 부분의 반대측 부분과 대향하는 부분에서 상기 광학 부재(4)의 내부 원주면으로 향한다.

따라서, 상기 광학 부재(4)에 입사한 광(24)은 원통형 홀(12)의 벽에 의해 반사 및 굴절되는 것에 의해 약해지기 때문에, 광(25)의 강도가 광(24)의 강도보다 낮아진다. 또한, 광(25)은 원통형 홀(12)의 벽에 의해 반사 및 굴절되는 것에 의해 약해지기 때문에, 광(26)의 강도가 광(25)의 강도보다 더 낮아진다.

상기 광학 부재(4)의 내부 원주면으로 입사한 광(26)은 내부 원주면에 의해 반사되어, 상기 볼록 회전체 미러(23)를 향해 나아가는 광(22)과 중첩된다. 상기 광(26)은 원통형 홀(12)의 벽에 의해 2회 반사되고 2회 굴절되는 것에 의해 약해지기 때문에, 강도가 매우 낮다. 따라서, 상기 촬상장치(100)에 의해 제공되는 화상에 광(26)이 미치는 영향은 무시할 수 있다. 이에 의해, 상기 광(21)에 의해서만 나타나는 화상이 제공될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에서, 상기 광학 부재(4)에 형성된 원통형 홀(12)은, 입사광(21)과 반대 방향으로부터 광학 부재(4)상에 입사하고, 광학 부재(4)를 통과하고, 상기 볼록 회전체 미러(3)를 향해 나아가는 광학 부재(4)의 내부 원주면에 의해 반사되어, 광(22)에 중첩되고 또한 상기 볼록 회전체 미러(3)를 향해 나아가는 광을 약화시킨다. 따라서, 광을 차단하여 그 광이 광(22)에 중첩되는 것을 방지하기 위한 로드형 부재를 부가적으로 제공할 필요가 없다. 촬상 장치(100)는 제조 공정수의 증가없이 간단한 구성으로 선명한 화상을 제공할 수 있다.

반사광 방출면(7)은 반구형이다. 따라서, 볼록 회전체 미러(3)에 의해 반사된 반사광은 반사광 방출면(7)을 상기 반사광 방출면(7)의 법선 방향으로 통과한다. 반사광(41)은 광학 부재(4)를 형성하기 위해 사용되는 재료에 관계없이 굴절되지 않는다. 이 때문에, 광학 시스템은 용이하게 설계될 수 있다.

도3은 광학 부재에 형성된 원통형 홀의 바람직한 형상을 설명하기 위해 제공되는 도면이다. 도1 및 도2에 대해 이미 언급된 동일 소자들에는 동일한 참조 부호를 부기하고 그 상세한 설명은 생략한다.

볼록 회전체 미러(3)에 의해 반사되는 광의 입사각이 각(27)과 각(28)의 범위에 있는 경우, 볼록 회전체 미러(3)에 의해 제공되는 시야각은 시야각 범위 A에 있고, 볼록 회전체 미러(3)에 의해 반사된 광은 영역 B를 가로질러 촬상 메카니즘(8)을 향해 나아간다. 따라서, 상기 반사광은, 볼록 회전체 미러(3)의 중심축(11) 주위의 영역 B를 회전시키는 것에 의해 얻어지는 공간을 가로지른다. 상기 반사광은 볼록 회전체 미러(3)의 중심축(11) 주위의, 영역 B 내의 영역 C를 회전시키는 것에 의해 얻어지는 원추형 공간을 가로지르지 않는다. 즉, 중심축(11) 주위의 영역 C를 회전시켜 얻어지는 원추형 공간은 볼록 회전체 미러(3)에 의해 제공되는 시야각을 차단하지 않는다.

도2에 도시된 원통형 홀(12)의 형상이 중심축(11) 주위의 영역 C를 회전시키는 것에 의해 얻어지는 원추형 공간의 형상인 경우, 볼록 회전체 미러에 의해 제공되는 시야각을 차단하지 않고 입사광에 의해 나타나는 물체의 화상을 얻을 수 있고, 광학 부재(4)상에 입사되어 광학 부재(4)의 반대 부분으로 향하는 광을 약화시킬 수 있다.

(실시예 2)

도4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 촬상 장치(200)의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도5는 도4에 도시된 촬상 장치(200)의 부분 단면도이다. 도1 및 도2에 관해 이미 언급된 동일 소자에는 동일한 참조 부호를 부기하고 그 설명을 생략한다. 제2 실시예의 촬상 장치(200)에서는, 실시예 1의 촬상 장치(100)와 달리, 회전체 형상의 광학 부재(4A)가 원추형 홀(12A)(회전체 형상)을 갖고, 원추형 홀(12A)의 내면상에 차광성 박막(13)이 제공된다.

원추형 홀(12A)은 광학 부재(4A)의 중심축을 중심으로 하고 요부(5) 쪽으로 개방되어 있다. 상기 원추형 홀(12A)은 도3을 참조하여 설명한 바와 같이, 볼록 회전체 미러(3)에 의해 제공되는 시야각을 차단하지 않도록 형성되어 있다. 원추형 홀(12A)의 내면에 형성된 차광성 박막(13)은 광흡수성 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 차광성 박막(13)은 광을 난반사하는 재료로 형성될 수도 있다.

상기 구조를 갖는 촬상 장치(200)는 다음과 같이 동작한다.

투광성 재료로 형성된 광학 부재(4A)의 외부 원주면에 입사하는 입사광(21)은 외부 원주면에 의해 굴절되어 광(22)으로 된다. 상기 광(22)은 광학 부재(4A)을 통과하여 광학 부재(4A)의 요부(5)와 밀착된 볼록 회전체 미러(3)에 도달한다.

볼록 회전체 미러(3)에 입사된 광(22)은 볼록 회전체 미러(3)의 표면에서 반사되어 반사광(41)으로 된다. 상기 반사광(41)은 광학 부재(4A)의 반사광 방출면(7)을 통과하여 촬상 메카니즘(8)의 렌즈(9)에 집광한다. 촬상부(10)는 렌즈(9)에 집광된 반사광(41)에 기초하여 반사된 화상을 나타내는 화상 신호를 발생하고, 그 화상 신호를 신호처리부(도시 안함)에 출력한다. 상기 신호처리부는 촬상부(10)로부터 출력되는 화상 신호의 왜곡을 조절한다.

입사광(21)의 반대방향으로부터 광학 부재(4A)의 외부 원주면에 입사하는 입사광(23)은 굴절되어 광(23)으로 된다. 상기 광(24)은 원추형 홀(12A)에 입사한다. 원추형 홀(12A)의 내면에 제공된 차광성 박막(13)이 상기 광(24)을 흡수하는 것에 의해, 상기 광(23)이 입사하는 외부 원주면의 일부와 대향하는 광학 부재(4A)의 내부 원주면의 일부에 광(24)이 도달하는 것을 방지한다. 따라서, 광(24)은 광(22)과 중첩되지 않는다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에서, 차광성 박막(13)은 광학 부재(4)의 외부 원주면으로부터 원추형 홀(12A)에 입사하는 광(24)을 차단한다. 이에 의해, 광(24)은 외부 원주면의 반대 부분에 도달할 수 없게 되기 때문에 광(22)과 중첩되지 않는다. 그 결과, 촬상 장치(200)는 제조 공정수의 증가 없이 간단한 구조로 선명한 화상을 제공할 수 있다.

(실시예 3)

도6은 본 발명의 실시예 3에 의한 촬상 장치(300)의 단면도이다. 도4 및 도5에 대해 이미 언급된 동일한 소자에는 동일한 참조 부호를 부기하고, 상세한 설명을 생략한다. 실시예 3의 촬상 장치(300)에서는, 제2 실시예의 촬상 장치(200)와 달리, 광학 부재(4B)가 원추형 홀(12B)(회전체형)을 갖고, 상기 원추형 홀(12B)은 입사광을 약화시키기 위해 무광택 내면을 갖는다.

원추형 홀(12B)은 광학 부재(4B)의 중심축을 중심으로 하고, 요부(5)를 향해 개방되어 있다.

상기 구조를 갖는 촬상 장치(300)는 다음과 같이 동작한다.

투광성 재료로 형성된 광학 부재(4B)의 외부 원주면에 입사하는 입사광(21)은 외부 원주면에 의해 굴절되어 광(22)으로 된다. 상기 광(22)은 광학 부재(4B)를 통과하여 광학 부재(4B)의 요부(5)와 밀착하는 볼록 회전체 미러(3)에 도달한다.

볼록 회전체 미러(3)에 입사하는 광(22)은 볼록 회전체 미러(3)의 표면에서 반사되어 반사광(41)으로 된다. 상기 반사광(41)은 광학 부재(4B)의 반사광 방출면(7)을 통과하여 촬상 메카니즘(도1)의 렌즈(9)에 집광한다. 상기 촬상부(10)는 렌즈(9)에 집광된 반사광(41)에 기초하여 반사된 화상을 나타내는 화상 신호를 발생하고, 그 화상 신호를 신호 처리부(도시 안함)로 출력한다. 상기 신호처리부는 촬상부(10)로부터 출력되는 화상 신호의 왜곡을 조절한다.

입사광(21)과 반대 방향으로부터 광학 부재(4B)의 외부 원주면에 입사되는 입사광(23)은 굴절되어 광(24)으로 된다. 상기 광(24)은 원추형 홀(12B)에 입사한다. 상기 광(24)은 원추형 홀(12B)의 무광택 내면에 의해 난반사되어 약해진다. 상기 광은 더욱 난반사되어 광이 입사하는 내면의 일부와 대향하는 원추형 홀(12B)의 내면의 일부에 의해 약해진다. 그 후, 상기 광은 원추형 홀(12B)에서 출사되어 광(23)이 입사하는 외부 원주면의 일부와 대향하는 광학 부재(4B)의 내부 원주면의 일부에 의해 반사된다. 내부 원주면에 의해 반사된 광은 광(22)과 중첩되지만, 그 광의 강도는 무시할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예 3에서, 원추형 홀(12B)의 무광택 내면은 그 입사광을 약화시킨다. 따라서, 광학 부재(4B)의 내부 원주면에 의해 난반사되기 때문에, 광(22)과 중첩된 광의 강도는 무시할 수 있다. 그 결과, 촬상 장치(300)는 그 제조 공정수를 증가시키지 않고 간단한 구조로 선명한 화상을 제공할 수 있다.

원추형 홀(12B)은 무광택 내면을 갖기 때문에, 원추형 홀(12A)의 내면상에 차광성 박막(13)을 포함하는 촬상 장치(200)와 비교하여 촬상 장치의 제조 공정수를 감소시킬 수 있다.

(실시예 4)

도7은 본 발명의 실시예 4에 의한 촬상 장치의 단면도이다. 도6에 대해 이미 언급된 동일 소자들에는 동일한 참조부호를 부기하고 그 상세 설명은 생략한다. 실시예 4의 촬상장치(400)는 촬상장치(400)가 전기 배선(14)을 포함하고 있다는 점에서 실시예 3의 촬상장치와 상이하다.

전기 배선(14)은 촬상 메카니즘(8)에 전력 및 신호를 공급하기 위해 제공된다. 상기 전기 배선(14)은 원추형 홀(12B)을 통과하고 촬상 메카니즘(8)에 접속되어 있다.

상기 촬상 장치(400)는 (1) 촬상 장치(400)를 지지하기 위해 그 일단(저면)에 부착된 부재, 또는 (2) 촬상 장치(400)를 지지하기 위해 타단(상부)에 부착된 부재를 통해 실제로 설치될 수 있다. 예컨대, 촬상 장치(400)의 상부에 상기 부재가 부착되면, 촬상 메카니즘(8)에 접속된 전기 배선(14)은 촬상 장치(400)의 상부쪽으로 연장될 필요가 있다.

실시예 4에서, 도7에 도시된 바와 같이, 상기 전기 배선(14)은 촬상 메카니즘(8)에 접속되도록 원추형 홀(12B)을 통과하게 된다. 원추형 홀(12B)은 볼록 회전체 미러(3)에 의해 제공되는 시야각을 차단하지 않도록 형성되는 것이 바람직하기 때문에, 상기 전기 배선(14)은 촬상 장치(400)에 의해 촬상된 화상에 거의 포함되지 않다. 이에 대해, 전기 배선(14)이 광학 부재(4B)의 외부를 통과하는 경우에는, 전기 배선(14)이 촬상 장치(400)에 의해 촬상된 화상에 포함되는 것은 바람직하지 않다.

상기 부재가 촬상 장치(400)의 저면에 부착되어 있으면, 촬상 메카니즘(8)에 접속된 전기 배선(14)은 촬상 장치(8)의 저면으로 연장될 수 있다. 전기 배선(14)이 화상에 포함되는 문제는 발생하지 않는다.

(실시예 5)

도8은 본 발명의 실시예 5에 의한 촬상 장치(500)의 단면도이다. 도6에 대해 이미 언급된 동일 소자에는 동일한 참조 부호를 부기하고 그 상세 설명을 생략한다.

촬상 장치(500)는 광학 부재(4B)를 포함하며, 상기 광학 부재(4B)의 중심축을 중심으로 하는 원추형 홀(12B)(회전체 형상)을 갖는다. 상기 원추형 홀(12B)은 요부(5)를 향해 개방되어 있다. 원추형 홀(12B)은 무광택 내면을 갖는다. 촬상 장치(500)는 또한 수지 부재(15)를 포함한다. 상기 수지 부재(15)는 원추형 홀(12B)이 채워져 있고, 볼록 회전체 미러(3)의 단부 표면, 보호층(19)의 단부 표면, 및 보호층(19)의 표면의 일부를 덮고 있다. 상기 수지 부재(15)에는 볼록 회전체 미러(3)의 회전축을 따라 탭이 형성되어 있다. 촬상 장치(500)는 촬상 장치(500)에 외부 부재를 부착하기 위한 로드형 부재(17)를 더 포함하고 있다. 상기 로드형 부재(17)의 단부에서 나사에 홈을 대어 나선부(18)를 나선부(16)로 나사결합한다.

상기 구조를 갖는 촬상 장치(500)는 다음과 같이 동작한다.

로드형 부재(17)가 광학 부재(4B)에 대해 상기한 방향으로 그 회전축 주위를 회전하면, 로드형 부재(17)의 나선부(18)가 수지 부재의 나선부(16)로 나사결합되어, 로드형 부재(17)가 광학 부재(4B)에 부착된다. 이 상태에서 상기 로드형 부재(17)를 외부 부재(도시 안함)에 부착함으로써, 촬상 장치(500)는 외부 부재에 용이하게 부착될 수 있다. 또한, 원추형 홀(12B)에 채워지는 수지 부재(15)에 형성되어 있는 나선부(16)는, 광학 부재(4B)의 중심에 가까운 깊은 부분에 형성될 수 있다. 따라서, 촬상 장치(500)는 외부 부재에 견고하게 부착될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예 5에서, 원추형 홀(12B)의 내면은 실제로 촬상 장치(500)를 외부 장치에 부착하기 위해 사용되는 나선부(16)를 갖는다. 따라서, 촬상 장치(500)는 용이하고 견고하게 외부 장치에 부착될 수 있다.

도7에 도시된 실시예에서, 나선부(16)를 갖는 수지 부재(15)는 원추형 홀(12B)을 채우기 위해 제공된다. 본 발명은 이러한 구조에 한정되지 않는다. 도1 및 도2에 도시된 바와 같은 원통형 홀을 채우기 위해 탭이 형성되어 있는 수지가 제공될 수 있다. 이 경우, 광학 부재 내의 더 깊은 위치에 나선부를 형성할 수 있다. 이에 의해, 촬상 장치는 보다 견고하게 외부 장치에 부착될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 간단한 구조로 선명한 화상을 제공하는 촬상 장치를 제공하고 있다. 본 발명은 또한 그 제조공정수를 증가시키지 않고 선명한 화상을 제공하는 촬상 장치를 제공한다.

본 발명의 기술적 사상의 범주를 벗어나지 않으면서 당해 분야의 기술자에게 다양한 다른 변형은 명백하고 용이하게 만들어 질 수 있다. 따라서, 청구범위는 상기에 나타난 것과 같은 상세한 설명에 의해서 제한되지 않고 보다 넓게 해석되어야 할 것이다.

도1은 본 발명의 실시예 1에 의한 촬상 장치의 개략적인 구조를 도시한 사시도이다.

도2는 도1에 도시된 촬상 장치의 단면도이다.

도3은 도1에 도시된 촬상 장치의 광학 부재에 형성된 홀의 바람직한 형상을 도시하기 위해 제공된 도면이다.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 촬상 장치의 개략적인 구조를 도시한 사시도이다.

도5는 도4에 도시된 촬상 장치의 단면도이다.

도6은 본 발명의 실시예 3에 의한 촬상 장치의 개략적인 구조를 도시한 단면도이다.

도7은 본 발명의 실시예 4에 의한 촬상 장치의 개략적인 구조를 도시한 단면도이다.

도8은 본 발명의 실시예 5에 의한 촬상 장치의 개략적인 구조를 도시한 단면도이다.

도9는 종래 촬상장치의 개략적인 구조를 도시한 사시도이다.

Claims

물체를 나타내는 제1 입사광을 반사시키는 회전체형 볼록 미러;

상기 볼록 미러에서 반사된 광에 의해 나타나는 반사된 화상을 촬상하기 위한 촬상 메카니즘; 및

볼록 미러를 향해 제1 입사광을 안내하고 상기 촬상 메카니즘을 향해 상기 반사된 광을 안내하며, 상기 제1 입사광와 반대 방향으로 광학 부재의 외부 원주면에 입사하고 광학 부재를 통과하고 볼록 회전체 미러를 향하도록 광학 부재의 내부 원주면에 의해 반사되며 제1 입사광에 중첩되는, 제2 입사광을 약화시키는 감쇠부를 갖고,

상기 감쇠부는 광학 부재에 형성된 홀이고, 상기 홀은 광학 부재와는 상이한 투광율을 갖는 공기층을 포함하며, 이에 따라, 제2 입사광이 상기 홀을 가로지르는 것에 의해 감쇠되는, 촬상장치.
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제1항에 있어서, 상기 홀은 볼록 회전체 미러에 의해 제공되는 시야각을 차단하지 않는 형상인, 촬상장치.
제1항에 있어서, 상기 홀은 볼록 회전체 미러의 회전축을 중심으로 하는 회전체 형상인, 촬상장치.
제4항에 있어서, 상기 홀은 원통형인, 촬상장치.
제4항에 있어서, 상기 홀은 원추형인, 촬상장치.
제1항에 있어서, 상기 홀은 제2 입사광을 약화시키기 위해 무광택 표면을 갖는, 촬상장치.
제1항에 있어서, 촬상 메카니즘에 전원 및 신호를 공급하고, 홀을 통과하여 촬상 메카니즘에 접속되어 있는 전기 배선을 더 포함하는, 촬상장치.
제1항에 있어서, 상기 홀은 촬상 장치를 외부 부재에 부착하기 위해 탭이 형성되어 있는 촬상장치.
물체를 나타내는 제1 입사광을 반사하는, 회전체형의 볼록 미러;

볼록 미러에 의해 반사된 광에 의해 나타나는 반사 화상을 촬상하기 위한 촬상 메카니즘; 및

볼록 미러 쪽으로 제1 입사광을 안내하고 상기 촬살 메카니즘 쪽으로 반사광을 안내하며, 제1 입사광의 반대 방향으로 광학 부재의 외부 원주면에 입사하고 광학 부내의 내부 원주면 쪽으로 광학 부재를 통과하는 제2 입사광을 차단하기 위한 차광부를 갖고,

상기 차광부는 광학 부재에 형성된 홀이며, 제2 입사광을 차단하기 위한 차광성 박막을 더 포함하는 촬상장치.
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