KR100703660B1

KR100703660B1 - 감시카메라용 팬닝장치

Info

Publication number: KR100703660B1
Application number: KR1020050040307A
Authority: KR
Inventors: 홍성표
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2007-04-06
Also published as: KR20060117770A

Abstract

본 발명은 감시카메라용 팬닝장치에 관한 것이다. 본 발명은 고정판(30)과, 상기 고정판(30)에 설치되어 팬닝동작을 위한 동력을 제공하는 팬닝모터(34)와, 상기 팬닝모터(34)의 구동력을 전달받아 회전하는 것으로 상기 고정판(30)상에 설치된 팬닝축(38)에 베어링(39)에 의해 회전가능하게 지지되어 카메라유니트(58)를 팬닝축(38)을 중심으로 회전되도록 하는 종동풀리(40)와, 상기 종동풀리(40)의 가장자리에 일체로 구비된 엔코더(46)를 감지하여 종동풀리(40)의 회전위치를 감지하는 센서(70)를 포함하여 구성된다. 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 감시카메라용 팬닝장치는 동작시 카메라유니트의 흔들림이 없어 획득되는 영상신호의 품질이 좋아지고, 감시카메라를 구성하는 부품의 설계자유도가 높아지며, 팬닝장치에서 동력을 전달하는 종동풀리의 직경이 작아져 관련되는 부품의 재료비가 줄어드는 이점이 있다.

카메라, 팬닝, 틸팅

Description

감시카메라용 팬닝장치{Panning apparatus for camera}

도 1은 종래 기술에 의한 감시카메라의 구성을 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 팬닝장치의 요부 구성을 보인 저면도.

도 3은 본 발명에 의한 팬닝장치의 바람직한 실시예가 채용된 감시카메라의 요부구성을 보인 정단면도.

도 4는 본 발명 실시예의 요부 구성을 보인 확대단면도.

도 5는 본 발명 실시예를 구성하는 종동풀리와 그 인접 구성을 보인 저면도.

도 6은 본 발명 실시예를 구성하는 종동풀리의 구성을 보인 단면도.

도 7a는 본 발명 실시예를 구성하는 압축스프링의 평면도.

도 7b는 본 발명 실시예를 구성하는 압축스프링의 정면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30: 고정판 32: 기판

34: 팬닝모터 34': 모터축

36: 구동풀리 38: 팬닝축

39: 베어링 40: 종동풀리

42: 벨트 44: 벨트감김부

46: 엔코더 48: 압축스프링

50: 평와셔 52: 너트

54: 틸트프레임 56: 몰드프레임

58: 카메라유니트 60: 유니트케이스

62,62': 틸트축 64: 틸트모터

66: 케이블홀더 68: 플랙시블플랫케이블

70: 센서

본 발명은 감시카메라에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감시카메라에 구비되는 카메라유니트의 팬닝을 위한 감시카메라용 팬닝장치에 관한 것이다.

카메라는 화상신호를 획득하는 장치로서 다양한 종류가 있다. 특히, 최근에 방범이나 보안을 위한 용도로 카메라가 많이 사용되는데, 이를 감시카메라라고도 한다. 감시카메라는 필요한 위치에 설치하여 두고 원격지에서 획득된 영상을 보거나 녹화할 수 있도록 한다. 이때, 감시카메라가 보다 넓은 영역을 감시할 수 있도록 하기 위해 모터를 사용하여 카메라유니트를 팬닝(Panning)과 틸팅(Tilting)할 수 있도록 한다.

도 1 및 도 2에는 종래 기술에 의한 감시카메라의 구성이 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 고정하우징(1)은 감시카메라의 외관 일부를 구성하는 것으로, 천정이나 벽에 장착되는 부분이다. 물론 상기 고정하우징(1)이 직접 천정이나 벽에 장착되지 않고 별도의 구조물이 장착될 수 있다.

상기 고정하우징(1)에는 고정판(2)이 나사로 체결되어 설치된다. 상기 고정판(2)에는 기판(3)이 구비된다. 상기 기판(3)에는 감시카메라의 구동을 위한 각종 부품과 회로가 구비된다. 상기 고정판(2)에는 팬닝모터(5)가 설치된다. 상기 팬닝모터(5)는 아래에서 설명될 카메라유니트(17)의 팬닝을 수행하는 구동력을 제공한다.

상기 팬닝모터(5)의 회전축에는 구동풀리(7)가 설치되고, 상기 고정판(2)에 설치된 팬닝축(9)에는 종동풀리(11)가 설치된다. 상기 구동풀리(7)와 종동풀리(11)에는 타이밍벨트(13)가 걸어감아져 동력을 종동풀리(11)로 전달한다.

상기 종동풀리(11)는 상기 고정판(2)에 설치된 팬닝축(9)에 회전가능하게 설치되고, 그 일측에는 틸트프레임(13')이 설치된다. 상기 틸트프레임(13')에는 틸트축(15)을 중심으로 카메라유니트(17)가 회전가능하게 설치된다.

상기 카메라유니트(17)는 유니트홀더(19)에 지지된다. 상기 유니트홀더(19)의 내부에 상기 카메라유니트(17)가 일체로 설치된다. 상기 유니트홀더(19)에는 상기 카메라유니트(17)를 감싸는 유니트케이스(21,21')가 고정된다. 물론 상기 카메라유니트(17)의 렌즈는 외부로 노출되게 유니트홀더(19)에 설치된다.

상기 유니트홀더(19)의 양단, 즉 상기 틸트프레임(13')의 양단에 대응되는 위치에는 카메라유니트(17)의 틸트의 중심이 되는 상기 틸트축(15)이 코킹되어 설치된다. 도면부호 23은 카메라유니트(17)의 틸팅을 위한 동력을 제공하는 틸트모터이다. 상기 틸트모터(23)의 구동력은 벨트를 통해 상기 유니트홀더(19)측으로 전달될 수 있다.

상기 종동풀리(11)의 내측에는 케이블홀더(25)가 설치된다. 상기 케이블홀더(25)에는 상기 카메라유니트(17)와 틸트모터(23)로 전기적 신호를 전달하는 플랙시블플랫케이블(26)이 도 2a에 잘 도시된 바와 같이, 스파이럴 형상으로 감겨져 있다. 이와 같은 케이블홀더(25) 내에 플랙시블플랫케이블(26)을 스파이럴 형상으로 감겨져 있는 것은 상기 카메라유니트(17)와 틸트모터(23)가 구비되는 틸트프레임(13)이 회전되더라도 플랙시블플랫케이블(26)이 꼬이는 현상이 발생되지 않고 신호를 전달할 수 있도록 하기 위함이다. 상기 케이블홀더(25)에는 상기 플랙시블플랫케이블(26)이 내측벽(25i)과 외측벽(25o)의 사이에 스파이럴 형상으로 권선되어 있다.

한편, 상기 플랙시블플랫케이블(26)로 카메라유니트(17) 및 틸트모터(23)와 기판(3)등을 전기적으로 연결하기 위해서는 종동풀리(11)가 360°회전할 수는 없고 대략 340°정도 회전할 수 있다. 따라서, 상기 종동풀리(11)가 회전한 위치를 감지하기 위해 센서(27)를 상기 기판(3)에 설치하고, 상기 종동풀리(11)에는 상기 센서(3)에 의해 감지되는 엔코더(28)가 구비된다. 도면부호 29는 외관을 구성하는 하우징이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 종래 기술에서 상기 팬닝축(9)은 상기 종동풀리(11)를 직접 관통하여 종동풀리(11)를 회전가능하게 지지한다. 따라서, 상기 종동풀리(11)의 내경과 상기 팬닝축(9)의 외경 사이에는 마찰에 의한 마모가 크게 발생하여, 상대적으로 큰 틈새가 형성될 수 있어 팬닝중에 상기 틸트프레임(13')의 흔들림이 크게 나타날 수 있다.

이와 같은 현상을 방지하기 위해, 상기 팬닝축(9)과 종동풀리(11)사이에 볼베어링을 설치할 수도 있으나, 이를 위해서는 상기 종동풀리(11)에서 팬닝축(9)을 지지하기 위한 부분의 직경이 커지면서, 상기 케이블홀더(25)의 내측벽(25i) 및 외측벽(25o)의 직경이 동시에 커진다. 상기 케이블홀더(25)의 직경이 커짐에 의해 결과적으로는 상기 종동풀리(11) 자체의 크기가 커지게 된다. 상기 종동풀리(11)의 직경이 커지면 이에 걸어감아지는 타이밍벨트(13)의 길이 또한 길어지면서 제조원가가 높아지고, 특히 종동풀리(11)가 커지면 감속비가 증가하여 팬닝동작을 위한 구성과 틸팅동작을 위한 구성에 공용으로 사용할 수 없게 되어 감시카메라의 설계자유도가 감소하는 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 감시카메라에서 카메라유니트의 팬닝동작이 보다 정확하게 수행되도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 팬닝을 위한 동력전달의 감속비 설정에 영향을 주지 않는 팬닝장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 팬닝장치에서 동력을 전달하는 종동풀리의 직경을 최소화하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 고정판과, 상기 고정판에 설치되어 팬닝동작을 위한 동력을 제공하는 팬닝모터와, 상기 팬닝모터의 구동력을 전달받아 회전하는 것으로 상기 고정판상에 설치된 팬닝축에 베어링에 의해 회전가능하게 지지되어 카메라유니트를 팬닝축을 중심으로 회전되도록 하는 종동풀리와, 상기 종동풀리의 가장자리에 일체로 구비된 엔코더를 감지하여 종동풀리의 회전위치를 감지하는 센서를 포함하여 구성되고, 상기 팬닝모터의 구동력은 팬닝모터의 회전축에 설치된 구동풀리와 상기 종동풀리에 걸어감아진 벨트에 의해 전달되고, 상기 엔코더는 상기 종동풀리에 벨트가 걸어감아지는 벨트감김부에 소정 구간에 걸쳐 연장되어 일체로 형성된다.

상기 팬닝모터의 구동력은 팬닝모터의 회전축에 설치된 구동풀리와 상기 종동풀리에 걸어감아진 벨트에 의해 전달된다.

상기 엔코더는 상기 종동풀리에 벨트가 걸어감아지는 벨트감김부에 소정 구간에 걸쳐 연장되어 일체로 형성된다.

상기 구동풀리의 내부에는 구동풀리와 동심으로 케이블홀더가 설치되고, 상기 케이블홀더의 내부에는 상기 카메라유니트와 상기 고정판에 설치되는 기판 사이를 전기적으로 연결하는 플랙시블플랫케이블이 스파이럴 형상으로 권선되어 구비된다.

상기 베어링은 그 일단부가 상기 팬닝축에 설치되는 평와셔에 의해 지지되고, 타단부가 압축스프링의 탄성력을 받도록 된다.

상기 압축스프링은 나선상으로 권선된 링형상이다.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 감시카메라용 팬닝장치는 동작시 카메라유니트의 흔들림이 없어 획득되는 영상신호의 품질이 좋아지고, 감시카메라를 구성하는 부품의 설계자유도가 높아지며, 팬닝장치에서 동력을 전달하는 종동풀리의 직경이 작아져 관련되는 부품의 재료비가 줄어드는 이점이 있다.

이하 본 발명에 의한 감시카메라용 팬닝장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 3에는 본 발명에 의한 팬닝장치의 바람직한 실시예가 채용된 감시카메라의 요부구성을 보인 정단면도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명 실시예의 요부 구성이 확대단면도로 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명 실시예를 구성하는 종동풀리와 그 인접 구성을 보인 저면도가 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명 실시예를 구성하는 종동풀리의 구성을 보인 단면도가 도시되어 있으며, 도 7에는 본 발명 실시예를 구성하는 압축스프링의 구성이 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 판상으로 소정의 면적과 형상을 가지는 고정판(30)이 구비된다. 상기 고정판(30)은 감시카메라의 외관을 구성하고 벽체 등에 고정되는 별도의 고정하우징(도시되지 않음)에 장착된다. 물론, 상기 고정하우징이 다른 구성에 의해 벽체에 고정됨에 의해 감시카메라를 설치할 수도 있다.

상기 고정판(30)의 일면에는 기판(32)이 구비된다. 상기 기판(32)은 감시카메라를 구성하는 각종 부품이 실장되는 부분이다. 상기 기판(32)이 설치된 고정판(30)의 일측 표면에는 팬닝모터(34)가 설치된다. 상기 팬닝모터(34)는 아래에서 설명될 카메라유니트(58)가 팬닝동작을 하는 구동력을 제공한다. 상기 팬닝모터(34)의 모터축(34')에는 구동풀리(36)가 동축으로 설치된다. 상기 모터축(34')은 상기 팬닝모터(34)가 설치된 위치에서 상기 고정판(30)을 관통하여 반대쪽 면으로 돌출된다.

상기 모터축(34')이 돌출된 고정판(30)의 일측면에는 팬닝축(38)이 설치된다. 상기 팬닝축(38)에는 베어링(39)에 의해 종동풀리(40)가 회전가능하게 설치된다. 상기 구동풀리(36)와 종동풀리(40)에는 벨트(42)가 걸어감아진다. 상기 벨트(42)는 타이밍벨트가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 벨트(42)는 상기 종동풀리(40)의 가장자리를 둘러 형성된 벨트감김부(44)에 걸어감아진다. 상기 벨트감김부(44)에는 벨트(42)가 걸어감아 질 수 있는 치형이 형성된다.

상기 벨트감김부(44)의 일부가 더 연장되어서 엔코더(46)가 형성된다. 상기 엔코더(46)는 아래에서 설명될 센서(70)에 의해 감지되는 부분으로, 상기 종동풀리(40)의 회전위치를 감지할 수 있도록 하는 것이다. 상기 엔코더(46)는 도 5에 빗금친 부분에 걸쳐 형성된다.

한편, 상기 팬닝축(38)에 상기 종동풀리(40)가 회전가능하게 지지되도록 하는 베어링(39)은 압축스프링(48)에 의해 지지된다. 상기 압축스프링(48)의 구성은 도 7에 잘 도시되어 있다. 상기 압축스프링(48)은 대략 링형상으로, 대략 1피치의 나선모양으로 감겨진다. 상기 압축스프링(48)의 양단은 도 7b에 잘 도시된 바와 같이 서로 비켜져서 만나지 않도록 된다.

상기 팬닝축(38)의 상단에는 상기 압축스프링(48)과 대응되게 평와셔(50)가 설치되어 상기 베어링(39)의 타단을 지지한다. 따라서 상기 압축스프링(48)과 평와셔(50)에 의해 상기 베어링(39)의 내륜에는 소정의 예압이 가해지게 된다. 도면부호 52는 너트이다.

상기 종동풀리(40)에는 틸트프레임(54)이 체결된다. 상기 틸트프레임(54) 자 체는 상기 종동풀리(40)에 의해 상기 팬닝축(38)을 중심으로 회전하게 된다. 상기 틸트프레임(54)의 일측에는 몰드프레임(56)이 구비된다.

카메라유니트(58)는 유니트케이스(60)에 설치되는 것으로, 상기 유니트케이스(60)는 그 양단부가 상기 몰드프레임(56) 및 이에 마주보는 틸트프레임(54)에 각각 틸트축(62,62')에 의해 회전가능하게 지지된다.

상기 틸트프레임(54)의 일측에는 틸트모터(64)가 구비되어 상기 유니트케이스(60)를 상기 틸트프레임(54)과 몰드프레임(56)에 대해 회전시킨다. 즉, 카메라유니트(58)가 틸트되도록 한다. 상기 틸트모터(64)의 구동력은 팬닝을 위한 동력이 전달되는 것과 같이 풀리와 벨트를 사용하는 것이 일반적이다. 참고로, 상기 틸트프레임(54)과 유니트케이스(60), 틸트모터(64) 등은 별도의 하우징(도시되지 않음)에 의해 차폐된다.

한편, 상기 종동풀리(40)와 동심이 되도록 종동풀리(40)의 내측에는 케이블홀더(66)가 구비된다. 상기 케이블홀더(66)는 플랙시블플랫케이블(68)을 스파이럴형상으로 다수개 권선하여 상대적으로 회전되는 틸트프레임(54)에 구비되는, 카메라유니트(58)와 틸트모터(64)가 전기적으로 상기 기판(32) 등과 연결되도록 한다. 즉, 스파이럴형상으로 권선된 플랙시블플랫케이블(68)이 상대적으로 직경이 작아지도록 더 감아지거나 상대적으로 직경이 커지도록 풀어지도록 되면서 상기 틸트프레임(54)이 회전가능하게 한다. 상기 틸트프레임(54)의 회전각도는 대략 340°정도이다.

상기 기판(32)상에는 상기 엔코더(46)를 감지하여 상기 종동풀리(40)의 회전 위치를 검출하는 센서(70)가 실장되어 있다. 상기 센서(70)는 포토인터럽터(Photo-interrupter)로서 상기 엔코더(46)를 통해 종동풀리(40)의 회전위치를 감지하게 된다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 감시카메라용 팬닝장치의 작용을 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에서 팬닝동작이 수행되는 것을 설명한다. 팬닝이나 틸팅은 상기 카메라유니트(58)를 기준으로 한 것이다. 즉, 상기 팬닝모터(34)의 구동에 의해 상기 종동풀리(40)가 팬닝축(38)을 중심으로 회전하면서 틸트프레임(54)이 회전하여 카메라유니트(58)를 회전시켜 팬닝을 수행하고, 상기 틸트프레임(54)에 대해 상기 카메라유니트(58)가 상기 틸트모터(64)의 구동에 의해 상기 틸트축(62,62')을 중심으로 회전됨에 의해 틸팅을 수행하는 것이다.

여기서 팬닝동작을 보다 상세하게 설명한다. 상기 팬닝모터(34)가 구동되면, 상기 모터축(34')이 회전하면서, 상기 구동풀리(36), 벨트(42) 및 종동풀리(40)로 동력이 전달된다. 상기 종동풀리(40)가 회전하면 상기 종동풀리(40)에 체결되어 있는 틸트프레임(54)이 회전하여 상기 카메라유니트(58)가 실질적으로 상기 팬닝축(38)을 중심으로 회전된다. 따라서, 상기 카메라유니트(58)의 팬닝동작이 수행된다.

이때, 상기 카메라유니트(58)는 상기 플랙시블플랫케이블(68)이 꼬이지 않도록 340°정도 회전되는데, 상기 종동풀리(40)의 회전위치를 상기 센서(70)가 상기 엔코더(46)를 감지함에 의해 수행한다.

한편, 상기 종동풀리(40)는 상기 팬닝축(38)에 베어링(39)에 의해 회전가능하게 설치되는데, 상기 베어링(39)은 상기 압축스프링(48)과 평와셔(50)에 의해 그 내륜에 예압이 가해지면서, 상기 종동풀리(40)의 회전이 정확하게 되도록 한다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

예를 들어 상기 종동풀리(40)는 반드시 벨트(42)에 의해 동력을 전달받을 필요는 없으며, 기어열을 통해 동력을 전달받을 수도 있다. 이때에는 종동풀리(40)의 벨트감김부(44)에 기어열의 마지막 기어와 치합되는 기어치가 형성되어야 한다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 감시카메라용 팬닝장치에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

먼저, 본 발명에서는 팬닝을 위한 구동력을 카메라유니트 측에 전달하는 종동풀리가 팬닝축에 베어링에 의해 회전가능하게 지지된다. 따라서, 종동풀리의 회전이 흔들림없이 보다 정밀하게 이루어져 카메라유니트의 팬닝동작이 정밀하게 이루어질 수 있다.

그리고, 본 발명에서는 베어링을 사용하면서도 종동풀리의 전체 직경을 상대적으로 줄일 수 있도록, 엔코더를 벨트감김부에 일체로 형성하고 있다. 따라서, 종동풀리의 직경이 상대적으로 커지지 않아도 되어 동력 전달을 위한 감속비 설정에 그다지 영향을 미치지 않게 되고, 종동풀리를 틸팅장치 쪽에도 공용으로 사용할 수 있게 되어 설계자유도를 높일 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명에서는 베어링을 사용하면서도 벨트감김부와 일체로 엔코더를 형성하여 종동풀리의 전체 직경을 상대적으로 줄이고 있다. 따라서, 상기 종동풀리에 걸어감아지는 벨트의 길이를 상대적으로 줄일 수 있어 재료비를 감소시켜 제조원가를 절감할 수 있다.

그리고, 본 발명에서는 종동풀리의 직경을 상대적으로 줄임에 의해, 감시카메라 전체의 크기를 상대적으로 경박단소화할 수 있는 효과도 기대할 수 있다.

Claims

고정판과,

상기 고정판에 설치되어 팬닝동작을 위한 동력을 제공하는 팬닝모터와,

상기 팬닝모터의 구동력을 전달받아 회전하는 것으로 상기 고정판상에 설치된 팬닝축에 베어링에 의해 회전가능하게 지지되어 카메라유니트를 팬닝축을 중심으로 회전되도록 하는 종동풀리와,

상기 종동풀리의 가장자리에 일체로 구비된 엔코더를 감지하여 종동풀리의 회전위치를 감지하는 센서를 포함하여 구성되고,

상기 팬닝모터의 구동력은 팬닝모터의 회전축에 설치된 구동풀리와 상기 종동풀리에 걸어감아진 벨트에 의해 전달되고, 상기 엔코더는 상기 종동풀리에 벨트가 걸어감아지는 벨트감김부에 소정 구간에 걸쳐 연장되어 일체로 형성됨을 특징으로 하는 감시카메라용 팬닝장치.
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제 1 항에 있어서, 상기 구동풀리의 내부에는 구동풀리와 동심으로 케이블홀 더가 설치되고, 상기 케이블홀더의 내부에는 상기 카메라유니트와 상기 고정판에 설치되는 기판 사이를 전기적으로 연결하는 플랙시블플랫케이블이 스파이럴 형상으로 권선되어 구비됨을 특징으로 하는 감시카메라용 팬닝장치.
제 1 항에 있어서, 상기 베어링은 그 일단부가 상기 팬닝축에 설치되는 평와셔에 의해 지지되고, 타단부가 압축스프링의 탄성력을 받도록 됨을 특징으로 하는 감시카메라용 팬닝장치.
제 5 항에 있어서, 상기 압축스프링은 나선상으로 권선된 링형상임을 특징으로 하는 감시카메라용 팬닝장치.