KR100653698B1 - 적외선 필터 교체가 가능한 감시용 카메라 - Google Patents

적외선 필터 교체가 가능한 감시용 카메라 Download PDF

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Abstract

주간과 야간에 최적의 영상화질을 제공하기 위하여 주간에는 적외선 필터를 적용하여 컬러의 영상을 제공하고 야간에는 적외선 필터를 제거하여 흑백의 영상을 제공할 수 있는 감시용 카메라가 제공된다. 본 발명의 감시용 카메라는, 카메라 렌즈와 상기 광전변환소자 사이에 위치하는 적외선 필터와, 상기 적외선 필터를 지지하기 위한 적외선 필터 홀더와, 회전력을 발생시키기 위한 모터와, 상기 모터에 연결되어 모터의 회전력을 직선운동으로 변환하기 위한 직선운동 변환수단과, 직선운동 변환수단에 의해 생성되는 직선운동력에 의해 상기 적외선 필터 홀더를 이동시키기 위한 적외선 필터 구동수단을 구비하여, 주간에는 상기 적외선 필터가 상기 카메라 렌즈와 상기 광전변환소자 사이에 개재되도록 적외선 필터 홀더를 이동시키고, 야간에는 상기 적외선 필터가 상기 카메라 렌즈와 상기 광전변환소자 사이에 개재되지 않도록 적외선 필터 홀더를 이동시킨다. 본 발명에 따르면, 주간 또는 야간에 모터를 사용하여 자동으로 적외선 필터를 적용하거나 적용하지 않도록 함으로써 주간 및 야간에 모두 최적의 영상을 구현할 수가 있다.
카메라, 적외선 필터, 모터, 야간, 주간, 흑백, 칼라, 직선운동, 회전운동

Description

적외선 필터 교체가 가능한 감시용 카메라 {CCTV camera with a detachable infrared filter}
도 1은 본 발명의 감시용 카메라의 외관을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 감시용 카메라에 내장되는 카메라 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 감시용 카메라의 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 "A" 부분의 내부 분해사시도이다.
도 5는 주야간 모드 변경에 관련된 주요부의 조립 단면도이다.
도 6은 주간모드에서의 작동 상태도이다.
도 7은 야간모드에서의 작동 상태도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
5 렌즈, 8, 9, 10 회로기판,
13 적외선 필터 홀더, 16 적외선 필터,
17 레버, 25 모터홀더,
41 랙 홀더, 55 모터,
60 플레이트 랙 스프링.
본 발명은 적외선 필터 교체가 가능한 감시용 카메라에 관한 것으로서, 특히 주간과 야간에 최적의 영상화질을 제공하기 위하여 주간에는 적외선(infrared) 필터를 적용하여 컬러의 영상을 제공하고 야간에는 적외선 필터를 제거하여 흑백의 영상을 제공할 수 있는 감시용 카메라에 관한 것이다.
감시용 카메라는 주간 및 야간의 구분 없이 촬영을 하여야 한다. 그런데, 주간에는 조도가 높으므로 영상화질에 문제가 없으나 야간에는 저도가 낮으므로 피사체의 영상을 확실하게 구분하는데 많은 제약이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 주간 및 야간 기능을 적용한 줌카메라가 개발되어 출시되고 있다.
즉, 주간에는 적외선 필터를 채용하여 선명한 영상이 촬영될 수 있도록 하고, 조도가 낮은 야간에는 적외선 필터를 제거하고 흑백으로 촬영함으로써 적외선 영역의 빛을 이용하여 낮은 조도하에서도 비교적 선명한 영상을 얻도록 하고 있다. 또한, 야간에는 사람의 눈에 보이지 않는 적외선 조명을 이용함으로써 더 선명한 영상을 얻을 수도 있다.
이를 위하여, 종래에는 적외선 필터가 포함된 렌즈 유니트와 적외선 필터가 포함되지 않은 렌즈 유니트를 마련하고, 주간 모드와 야간 모드 사이에서 모드가 바뀔 때에 렌즈 유니트를 교체하도록 하였다. 따라서, 모드가 바뀔 때마다 렌즈 유 니트를 교환해야 하므로 매우 불편하였다.
실용신안등록 제208663호는 이러한 불편함을 없애기 위하여, 적외선 필터를 얇은 필름막으로 제작한 후에, 이를 모터를 사용하여 이동시킴으로써 주야간 모드 변환시에 자동으로 적외선 필터를 적용하거나 제거할 수 있도록 하고 있다. 그러나, 적외선 필터를 얇은 필름막으로 제작하는 경우에는 적외선 필터의 완벽한 성능을 기대하기가 어렵다고 하는 단점이 있다.
한편, 실용신안등록 제336663호에는 주야간 모드 변환시에 광학필터를 모터를 사용하여 이동시키는 카메라가 언급되어 있으나, 그 구체적인 기구 구성은 나타나 있지 않다.
본 발명은 이러한 단점을 개선하기 위한 것으로서, 야간 모드로 변환할 때에 적외선 필터를 기계적으로 신속하게 제거할 수 있는 감시용 카메라를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 감시용 카메라는, 카메라 렌즈와, 카메라 렌즈를 통해 입사되는 광학신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 광전변환소자를 포함하는 감시용 카메라에 있어서, 상기 카메라 렌즈와 상기 광전변환소자 사이에 위치하는 적외선 필터와, 상기 적외선 필터를 지지하기 위한 적외선 필터 홀더와, 회전력을 발생시키기 위한 모터와, 상기 모터에 연결되어 모터의 회전력을 직선운동으로 변환하기 위한 직선운동 변환수단과, 직선운동 변환수단에 의해 생성되는 직선운동력에 의해 상기 적외선 필터 홀더를 이동시키기 위한 적외선 필터 구동수단을 구비하여, 주간에는 상기 적외선 필터가 상기 카메라 렌즈와 상기 광전변환소자 사이에 개재되도록 적외선 필터 홀더를 이동시키고, 야간에는 상기 적외선 필터가 상기 카메라 렌즈와 상기 광전변환소자 사이에 개재되지 않도록 적외선 필터 홀더를 이동시킨다.
적외선 필터 구동수단은, 직선운동 변환수단에 연결되어 직선운동 변환수단에 의해 생성되는 직선운동력에 의해 상하로 이동되는 돌기와, 적외선 필터 홀더에 연결되는 적외선 필터 연결부와, 상기 돌기와 상기 적외선 필터 사이에서 연장되고 중앙에 홀이 마련된 레버와, 카메라의 몸체에 고정되고 상기 레버의 중앙에 마련된 홀에 연결되어 돌기가 상하 이동하면 시소 운동에 의해 적외선 필터 연결부를 반대 방향으로 이동시키기 위한 축을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 직선운동 변환수단은, 모터에 마련된 기어부에 형합되는 랙과, 상기 적외선 필터 구동수단의 돌기를 수용하는 홀을 구비하여 모터의 회전운동에 따라 상하로 이동하면서 상기 돌기를 상하로 이동시키는 랙 홀더로 구현할 수 있다.
직선운동 변환수단과 적외선 필터 구동수단 사이에는 모터를 지지하기 위한 모터 홀더가 마련된다. 모터 홀더는 카메라 몸체에 고정되어 있으며, 모터 홀더의 중앙에는 적외선 필터 구동수단의 돌기가 통과하기 위한 홈부가 마련되어 있다.
랙 홀더에는 랙 홀더의 이동 상한 및 하한에 대응되는 간격을 두고 마련된 2쌍의 홈이 마련되어 있으며, 상기 모터 홀더에 고정되고, 'ㄷ'자 형태의 날개부에 상기 2쌍의 홈중의 한쌍의 홈에 수용될 수 있는 돌기가 마련된 플레이트 랙 스프링이 더 구비될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 감시용 카메라의 외관을 보여주는 사시도이고, 도 2는 감시용 카메라에 내장되는 카메라 모듈을 보여주는 사시도이다.
감시용 카메라는 렌즈후드(1), 케이스 프론트(2), 케이스 바디(3), 케이스 리어(4)로 구성되어 안에 카메라 모듈을 수용하도록 구성된다. 카메라 모듈은 두개의 모듈 케이스(6,7)가 렌즈(5)와 커넥터(미도시)를 제외한 나머지 부분을 감싸도록 구성되어 있다. 또한, 모터(55)와 같이 두께가 있는 부품을 위한 공간이 부족한 경우에는 해당 부품이 모듈 케이스(6,7)의 외부로 드러나도록 구성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 감시용 카메라의 카메라 모듈의 분해 사시도이다.
렌즈(5)의 뒤에는 광학신호를 전기신호로 변환하는 CCD(Charge Coupled Device)가 장착된 CCD 회로기판(10)이 있으며, 위쪽과 옆쪽에는 다수의 회로부품을 실장하고 있는 회로기판(8,9)이 마련되어 있다.
본 발명의 감시용 카메라에는 적외선 필터를 이동시키기 위한 모터(55)가 구비된다. 모터(55)는 모터홀더(25)에 지지된다. 모터홀더(25)에는 좌측에는 플레이트 랙 스프링(60)을 고정하기 위한 보스(26,27)가, 중앙에는 랙 홀더(41)를 가이드 하기 위한 가이드 돌기(29, 30)가, 우측에는 모터 브래킷(46)을 고정하기 위한 보 스(36, 37) 및 돌기(38a, 38b)가 각각 구비된다. 모터홀더(25)는 스크류(35, 40)를 스크류 체결홀(34, 39)를 통해 몸체에 마련된 홀에 결합함으로써 몸체에 고정된다. 이때, 몸체에 마련된 가이드 돌기(32)가 가이드 홀(31)에 삽입됨으로써 모터홀더(25)가 정확한 위치에 결합되도록 한다. 모터홀더(25)의 중앙에는 레버(17)의 돌기가 모터홀더(25)를 관통하여 랙 홀더(41)의 가글형 장공(43)에 형합될 수 있도록 하기 위하여 홈부(33)가 마련되어 있다.
플레이트 랙 스프링(60)은, 스크류(66, 67)를 플레이트 랙 스프링(60)에 마련된 스크류 홀(61, 62)을 관통하여 보스(26, 27)에 각각 결합시킴으로써 모터홀더(25)에 결합된다. 또한, 플레이트 랙 스프링(60)에 마련된 가이드홀(63a, 63b)은 모터홀더(25)에 마련된 위치 가이드 돌기(28a, 28b)에 각각 결합됨으로써 플레이트 랙 스프링(60)이 모터홀더(25)에 정확한 위치에 결합되게 된다. 플레이트 랙 스프링(60)에는 랙 홀더(41)의 'ㄷ'자형 탄성편에는 상하 작동시에 이탈 및 부드러운 동작을 위한 탄성돌기(64,65)가 마련되어 있다.
랙 홀더(41)에는 좌측부 중앙에 레버(17)의 돌기(18)와 형합되는 가글형 장공(43)이 마련되고, 상하부에는 가이드 돌기(29, 30)과 형합되는 세글형 장공(42, 69)이 마련된다. 또한, 랙 홀더(41)에는 이동시에 플레이트 랙 스프링(60)의 탄성돌기(64,65)를 수용함으로써 탄성 및 유동을 방지하기 위한 2쌍의 홈(44a,44c 및44b,44d)이 형성되어 있다. 두 쌍의 홈은 랙 홀더의 이동 상한 및 하한에 대응되는 간격을 두고 마련되어 랙 홀더(41)가 상한으로 이동할 때는 탄성돌기(64, 65)가 아래쪽의 쌍(44b, 44d)에 수용되고, 랙 홀더(41)가 하한으로 이동할 때는 탄성돌기 (64, 65)가 위쪽의 쌍(44a, 44c)에 수용된다. 우측에는 모터(55)의 기어부(56)와 형합회전 조건을 맞춘 랙부(45)를 일체로 형성하였다.
모터 브래킷(46)에는 모터(55)와의 체결을 위한 스크류 홀(70, 71)이 마련되어 있어서, 이를 통해서 스크류(53, 54)가 모터(55)에 마련된 나사부(57, 58)에 결합된다. 모터 브래킷(46)의 중앙에는 모터(55)의 기어부(56)를 관통시키기 위한 홀(52)이 형성되어 있다. 모터 브래킷(46)의 직각으로 구부러진 "ㄷ"자형의 날개에는 체결 홀(47, 48) 및 가이드 홀(49a, 49b)이 형성되어 있어서, 체결 홀(47, 48)을 통해 각각 스크류(50, 51)가 보스(36, 37)에 체결되며, 돌기(38a, 38b)가 가이드 홀(49a, 49b)에 결합되게 된다.
모터(55)에는 커넥터(59)가 마련되어 있어서, 회로기판에 전기적으로 연결되어 제어신호를 받게 된다.
다음으로 도 3 및 도 4를 참조하여 각 구성부품의 조립과정에 대해서 설명한다. 도 4는 도 3의 A 부분의 내부 분해사시도이다.
적외선 필터 홀더(13)의 이동용 돌기(14)와, 렌즈(5)부에 마련된 보스(11)에 레버(17)의 홀(21, 20)이 각각 형합되고, 그 다음에 커버(22)가 조립된다. 커버(22)의 위에는 가이드돌기(32)와 홀(31)을 맞추어 모터홀더(25)를 결합한 후에 스크류(35)(40)를 커버(22)에 마련된 홀(23, 24)을 통해 체결함으로써 모터홀더(25)가 카메라 몸체에 결합되게 된다.
그리고 모터홀더(25)의 가이드 돌기(29, 30)와 렌즈(5)에 체결된 레버(17)의 돌기(18)를 각각 랙 홀더(41)의 장공(42, 69) 및 가글형 장공(43)에 맞추어 형합하고, 플레이트 랙 스프링(60)을 보스(26, 27)에 스크류(66, 67)를 이용하여 고정하고 모터 브래킷(46)의 홀(70, 71)과 모터(55)의 나사부(57, 58)를 스크류(53, 54)를 이용하여 체결한 후 모터 브래킷(46)의 체결 홀(47, 48) 및 가이드 홀(49a, 49b)을 스크류(50, 51)로 체결한다. 이때 모터(55)의 기어부(56)와 랙 홀더(41)의 랙부(45)를 상호 어긋나지 않게 잘 형합하여야 한다.
이와 같이 형합 조립이 된 상태에서의 모터홀더(25), 랙 홀더(41), 모터(55), 플레이트 랙 스프링(60)의 형태가 도 5에 도시되어 있다. 도 5에서 볼 수 있는 것처럼, 모터(55)의 기어부(56)는 랙 홀더(41)의 랙부(45)에 형합되어 있어서, 모터(55)의 회전력에 의해 랙 홀더(41)가 슬라이드 이동하게 된다. 한편, 랙 홀더(41)에는 홈(44a, 44b, 44c, 44d)이 마련되어 있어서, 랙 홀더(41)의 슬라이드 이동시에 플레이트 랙 스프링(60)에 마련된 돌기(64,65)가 홈(44a, 44b, 44c, 44d)에 삽입됨으로써 보다 정확한 이동이 가능하게 된다. 또한, 랙 홀더(41)의 후면에는 랙 홀더(41)의 부드러운 슬라이드 이동을 위하여 돌기(68a, 68b, 68c)를 마련하는 것이 바람직하다.
이와 같이 형합조립된 상태에서의 작동에 대해서 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 도 6은 주간모드에서의 작동 상태도이며, 도 7은 야간모드에서의 작동 상태도이다.
주간에는 도 6에서와 같이 모터(55)를 시계방향으로 제어하게 됨에 따라 랙 홀더(41)가 화살표 방향으로 이동되어, 레버(17)의 돌기(18)도 같은 방향으로 이동 하게 한다. 따라서, 레버(17)는 보스(11)를 축으로 하여 회동하게 되므로 적외선 필터부(15)는 아래로 이동하게 되어 적외선 필터(16)가 CCD(Charge coupled Device)부와 정렬되게 된다. 따라서 렌즈(5)를 통하여 입사한 광학적 신호가 적외선 필터(16)를 통하여 CCD로 전달되어 선명한 컬러의 영상을 나타내게 되다.
야간에는 도 7에서와 같이 모터(55)를 반시계 방향으로 제어하여 랙 홀더(41)를 화살표 방향으로 이동시킨다. 그러면, 레버(17)의 돌기(18)도 같은 방향으로 이동하여 레버(17)가 보스(11)를 축으로 하여 회동하게 된다. 이에 따라 레버(17)의 홀(21)에 이동용 돌기(14)가 삽입되어 있는 적외선 필터 홀더(13)가 위로 이동하게 되어 적외선 필터(16)가 CCD부에서 벗어나게 된다. 따라서, 야간 모드에서는 렌즈(5)를 통하여 입사한 광학적 신호가 적외선 필터(16)를 통하지 않고 CCD부로 전달하게 되어 선명한 흑백(Black/white)의 영상을 제공하게 된다.
이와 같이 주간 또는 야간에 모터를 사용하여 자동으로 적외선 필터를 적용하거나 적용하지 않도록 함으로써 주간 및 야간에 모두 최적의 영상을 구현할 수가 있다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 카메라 렌즈와, 카메라 렌즈를 통해 입사되는 광학신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 광전변환소자를 포함하는 감시용 카메라에 있어서,
    상기 카메라 렌즈와 상기 광전변환소자 사이에 위치하는 적외선 필터와,
    상기 적외선 필터를 지지하기 위한 적외선 필터 홀더와,
    회전력을 발생시키기 위한 모터와,
    모터에 마련된 기어부에 형합되는 랙과, 상기 적외선 필터 구동수단의 돌기를 수용하는 홀을 구비하여 모터의 회전운동에 따라 상하로 이동하면서 상기 돌기를 상하로 이동시키는 랙 홀더로 구성되어, 모터의 회전력을 직선운동으로 변환하는 직선운동 변환수단과,
    직선운동 변환수단에 연결되어 직선운동 변환수단에 의해 생성되는 직선운동력에 의해 상하로 이동되는 돌기와, 적외선 필터 홀더에 연결되는 적외선 필터 연결부와, 상기 돌기와 상기 적외선 필터 사이에서 연장되고 중앙에 홀이 마련된 레버와, 카메라의 몸체에 고정되고 상기 레버의 중앙에 마련된 홀에 연결되어 돌기가 상하 이동하면 시소 운동에 의해 적외선 필터 연결부를 반대 방향으로 이동시키기 위한 축을 포함하여, 직선운동 변환수단에 의해 생성되는 직선운동력에 의해 상기 적외선 필터 홀더를 이동시키는 적외선 필터 구동수단을 구비하여,
    주간에는 상기 적외선 필터가 상기 카메라 렌즈와 상기 광전변환소자 사이에 개재되도록 적외선 필터 홀더를 이동시키고, 야간에는 상기 적외선 필터가 상기 카메라 렌즈와 상기 광전변환소자 사이에 개재되지 않도록 적외선 필터 홀더를 이동시키는 것을 특징으로 하는 적외선 필터 교체가 가능한 감시용 카메라.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 직선운동 변환수단과 상기 적외선 필터 구동수단 사이에는 모터를 지지하기 위한 모터 홀더가 마련되며,
    상기 모터 홀더는 카메라 몸체에 고정되어 있으며,
    상기 모터 홀더의 중앙에는 상기 적외선 필터 구동수단의 돌기가 통과하기 위한 홈부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 적외선 필터 교체가 가능한 감시용 카메라.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 랙 홀더에는 랙 홀더의 이동 상한 및 하한에 대응되는 간격을 두고 마련된 2쌍의 홈이 마련되어 있으며,
    상기 모터 홀더에 고정되고, 'ㄷ'자 형태의 날개부에 상기 2쌍의 홈중의 한쌍의 홈에 수용될 수 있는 돌기가 마련된 플레이트 랙 스프링이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 적외선 필터 교체가 가능한 감시용 카메라.
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