KR100725751B1 - 엘리베이터용 감시 카메라 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 엘리베이터용 감시 카메라 시스템은, 엘리베이터에 광학 왜곡 없이 80 ~ 110° 사이의 화각을 갖는 초광각 비왜곡 카메라가 설치되어 구성됨으로써, 엘리베이터 내의 사각 발생을 최소화하면서도 화면 왜곡을 줄여 감시 성능을 높일 수 있고, 화상처리 알고리즘 등을 사용할 필요가 없으므로, 전체 시스템의 비용을 절감할 수 있으며, 좁은 공간 내의 사각 발생을 최소화할 수 있게 되어 카메라의 설치 자유도를 높일 수 있는 효과를 갖는다.

엘리베이터, 카메라, 모니터, 90°, 초광각, 왜곡, 감시

Description

엘리베이터용 감시 카메라 시스템{Watching camera system for elevator}

도 1은 일반적인 엘리베이터용 감시 카메라 시스템이 도시된 개략적인 구성도,

도 2는 종래 화각이 60°인 감시 카메라 이용시의 시야각 상태를 개략도,

도 3은 종래 화각이 90°인 감시 카메라 이용시의 화면 왜곡 상태를 나타낸 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 엘리베이터용 감시 카메라 시스템이 도시된 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 감시 카메라의 구성을 나타낸 일 실시예도,

도 6은 본 발명에서 감시 카메라의 설치 위치를 변경한 경우를 나타낸 다른 실시예의 개략도,

도 7은 본 발명에 따른 카메라의 렌즈의 구성을 나타낸 일 실시예도,

도 8은 도 7과 같이 카메라 렌즈가 구성될 경우의 광학 왜곡 상태를 나타낸 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 엘리베이터 카 60 : 초광각 비왜곡 카메라

61 : 초광각 렌즈부 63 : 촬상 소자부

65 : 신호 전송 보드 66 : 카메라 고정수단

67 : 카메라 지지대 68 : 카메라 브라켓

69 : 전송 라인 70 : 모니터

80 : 디지털비디오레코드

본 발명은 엘리베이터에 설치되는 감시 카메라 시스템에 관한 것으로서, 특히 90° 내외의 화각을 가지면서 광학 왜곡이 발생하지 않은 카메라를 이용하여 엘리베이터 감시의 정확도 및 신뢰도를 높임과 아울러 전체 시스템의 설치 비용도 절감할 수 있도록 한 엘리베이터용 감시 카메라 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 아파트나 빌딩, 관공서 등의 고층 또는 저층의 건물에는 엘리베이터가 설치되어 운행되고 있는데, 이와 같은 엘리베이터에서는 누구나 출입할 수 있는 폐쇄 공간인 관계로, 내부 공간에서 강도나 절도, 성범죄 등의 사고 발생이 빈번해지고, 아울러, 운행 중 고장 또는 정전 등으로 인하여 엘리베이터 카 내에 사람이 갇히는 등 안전사고도 빈번하게 발생하고 있는 실정이다.

따라서 엘리베이터 운행 중 발생하는 여러 사고를 방지하기 위해, 엘리베이터 카 내에는 감시 카메라가 설치되어 있고, 이 감시 카메라에서 획득된 영상은 상황실 또는 감시실 등으로 전송되어 실시간으로 감시함과 아울러, 녹화된 영상은 사 고 발생 후에 원활한 사건 처리에 이용되고 있다.

도 1을 참고하면, 일반적인 엘리베이터용 감시 카메라 시스템은 엘리베이터 카(10) 내에 감시 카메라(12)가 설치되고, 이 감시 카메라(12)에서 촬영된 영상을 전송 라인을 통해 전달받아 화면으로 나타내는 모니터(14)가 구비되며, 추가로 디지털 방식의 녹화도 가능한 디지털비디오레코드(DVR) 시스템(16)이 포함된 시스템도 있다.

여기서 감시 카메라(12)는 통상적으로 폐쇄회로카메라(CCTV)를 이용하게 되는데, 도 2를 참조하면, 대부분 시야각 즉, 화각(Angle of View)(θ₁)이 대략 60° 정도인 카메라를 이용하고 있다. 이와 같은 감시 카메라(12)는 화각이 크지 않아 화면 왜곡 현상은 거의 발생하지 않으나, 화각이 좁음으로 인하여 촬영이 불가능한 사각 지대(DZ)가 많이 발생하는 문제가 있다.

즉, 화각(θ₁)이 60°인 카메라를 엘리베이터 카(10)와 같은 좁은 공간에 설치할 경우에, 엘리베이터 카(10)의 하부 공간은 카메라의 시야각 내부에 들어오지만, 상부 공간은 시야각 밖에 위치됨에 따라 감지가 불가능해지는 문제가 발생하게 되는 것이다.

따라서 화각이 60°인 카메라로 사각 지대(DZ)를 최대한 줄이기 위해 엘리베이터 카(10)의 상측 구석에 배치하더라도, 도 2에서와 같이 사각 공간(DZ)이 크게 발생되어 카(10) 내부의 공간을 충분히 촬영할 수 없게 되고, 아울러 카메라 설치 위치도 상당한 제약을 받게 되는 문제점이 발생된다.

참고로 도 2는 2차원 도면이므로, 사각 지대가 크지 않은 것으로 보이나, 실제 엘리베이터 카(10)에서 감시 카메라(12)가 설치된 구석을 중심으로 좌우 양측 부분의 모서리 구석 부분 등은 사각 지대가 더욱 커지게 된다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 화각이 90° 정도로 넓은 감시 카메라를 엘리베이터 내에 설치하여 사각 지대를 최소화할 수는 있다.

여기서 90° 정도로 화각이 넓은 감시 카메라는 주로 초광각 렌즈가 사용되는데, 이때에는 광학 왜곡율이 높아지게 된다. 감시 카메라로 일반적으로 사용되는 1/3인치 CCD을 기준으로, 최대 IMAGE HT(IMAGE HEIGHT : CCD 대각선의 중간값) 2.99mm에서 -50~60%의 광학 왜곡율을 가진다.

이와 같은 광학 왜곡율은 리트로포커스 타입(Retrofocus Type)에서 전군(조리개의 앞부분에 배치된 렌즈군)의 파워(Power; 초점 거리의 역수)가 -0.19이고, 후군(조리개와 CCD 사이에 배치된 렌즈군)의 파워가 0.17인데 이와 같이 전군과 후군의 큰 파워 차이로 인하여 큰 광학 왜곡이 발생하게 되는 것이다.

이러한 광학 왜곡에서는 약 -26.7% 모니터 왜곡(광학 왜곡률의 1/3에 해당됨)이 존재하며, 이로 인해 도 3의 모니터(14')에 나타난 바와 같이 초광각 촬영 시에 주변부로 갈수록 영상이 휘어지는 왜곡(distortion)이 발생하게 된다.

따라서 이와 같은 왜곡 현상을 줄이기 위해 화상 처리 알고리즘을 이용하게 되는데, 화상 처리 알고리즘은 렌즈의 왜곡을 제거하기 위해 매우 복잡한 계산 과정을 수행해야 하기 때문에 소프트웨어 비용이 고가이며, 또한 복잡한 계산을 위해 고성능의 이미지 프로세서를 필요로 하여 비용이 증가하게 되는 문제가 발생하게 된다.

결국, 상기한 바와 같이 엘리베이터 카에 설치되는 종래 감시 카메라는 도 2에서와 같이 일반적으로 사용되는 화각이 60°인 카메라(12)를 사용할 경우에, 엘리베이터 카(10) 내부 공간에 사각 지대(DZ)가 많아지므로, 카의 내부 공간을 충분히 촬영하기 어려워 감시 기능이 떨어지게 되고, 이 때문에 대형 엘리베이터에는 적용하기 어렵고, 특히 사각 공간(DZ)을 줄이기 위해 모퉁이 등에 설치해야 되므로 카메라 설치 위치에도 제약이 크게 따르게 되며, 아울러 정중앙 설치가 어려워짐에 따라 탑승자나 사물을 정중앙에서 촬영하는 것이 사실상 불가능한 문제점이 있다.

또한 화각이 90° 로 초광각 렌즈를 이용한 카메라를 엘리베이터 카의 내부 공간에 설치할 경우에는 카 내부 공간에서의 사각 공간을 최소화하여 일반 엘리베이터는 물론 대형 엘리베이터에도 적용할 수는 있으나, 도 3에서와 같이 광학 왜곡율이 커져서, 주변부에서 획득된 영상은 탑승자나 사물을 정확하게 인식할 수 없게 되어 보다 정확한 영상 정보 획득이 불가능하고, 이를 소프트웨어적으로 처리할 경우에 추가로 많은 비용이 소요되는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엘리베이터와 같은 소형 공간에서 광학 왜곡 없이 90° 내외의 시야각을 갖는 카메라를 설치하여 구성함으로써 엘리베이터 내의 사각 발생을 최소화하면서도 화면 왜곡을 줄여 감시 성능을 높일 수 있으며, 화상처리 알고리즘 등을 사용하지 않아 감시 시스템의 비 용을 절감할 수 있는 엘리베이터용 감시 카메라 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은 엘리베이터 카 내에 광학 왜곡이 없는 80 ~ 110° 사이의 카메라를 설치하게 됨으로써, 좁은 공간 내의 사각 발생을 최소화할 수 있게 되어 설치 자유도를 높이게 됨과 아울러, 일반 소형 엘리베이터는 물론 대형 엘리베이터에도 적용 가능하며, 또한 엘리베이터 중앙부에 설치할 경우 출입자를 정면에서 정확히 인식할 수 있도록 하여 촬영시는 물론 재생시에도 보다 선명하고 명확한 감시 정보를 획득할 수 있는 엘리베이터용 감시 카메라 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 엘리베이터용 감시 카메라 시스템은, 80 ~ 110°의 화각을 갖고 광학 왜곡율이 15% 이하인 초광각 렌즈부, 촬상 소자부 및 신호 전송 보드를 포함한 초광각 비왜곡 카메라와; 상기 초광각 비왜곡 카메라를 엘리베이터 카의 특정 위치에 고정하는 카메라 고정수단과; 상기 초광각 비왜곡 카메라에서 촬영된 영상을 전송받아 디스플레이 하는 디스플레이부를 포함한 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 초광각 비왜곡 카메라는 상기 엘리베이터 카의 출입문을 중심으로 전면 또는 배면의 중앙 위치에 설치될 수 있다.

또한 바람직하게는 상기 초광각 비왜곡 카메라의 초광각 렌즈부는 90°의 화 각을 갖도록 구성된다.

또한 바람직하게는 상기 엘리베이터용 감시 카메라 시스템은 상기 초광각 비왜곡 카메라에서 촬영된 영상을 전송받아 상기 디지털 방식의 영상 녹화가 가능한 디지털비디오레코드(DVR)가 포함된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 엘리베이터용 감시 카메라 시스템이 도시된 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 감시 카메라의 구성을 나타낸 일 실시예도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 엘리베이터용 감시 카메라 시스템은, 엘리베이터 카(50) 내에 초광각 렌즈부(61), 촬상 소자부(63) 및 신호 전송 보드(65)를 포함한 초광각 비왜곡 카메라(60)가 설치된다.

상기 초광각 비왜곡 카메라(60)는 80 ~ 110°의 화각(θ₃)을 갖고, 광학 왜곡율이 10% 이하인 초광각 렌즈부(61)를 갖는 카메라가 사용된다. 여기서 상기 초광각 렌즈부(61)가 촬영할 수 있는 화각(θ₃)은 대략 90° 정도인 것이 바람직하고, 광학 왜곡율도 5% 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 초광각 렌즈부(61)의 내부에 구성되는 렌즈군의 배치 구성은 아래에 다시 후술한다.

이와 같이 초광각 비왜곡 카메라(60)를 사용할 경우에 엘리베이터와 같은 협소한 공간에서 사각 지대를 최대한 줄이면서도 촬영된 영상을 모니터(70) 등에 통 해 표시할 때, 추가적인 소프트웨어적 처리 없이도 화면 왜곡이 거의 발생하지 않게 된다.

또한 초광각 렌즈부(61)의 후방에 구비되는 상기 촬상 소자부(63)는 CCD 등으로 이루어져, 상기 초광각 렌즈부(61)로부터 입사되는 빛을 영상 신호로 변환시켜 출력하게 되고, 상기 신호 전송 보드(65)는 상기 촬상 소자부(63)로부터 전달되는 영상 신호를 외부로 전송하기 위한 회로들을 구비한 인쇄회로기판으로 이루어져, 상기 촬상 소자부(63)의 후방에 배치되어 결합된다.

상기 초광각 비왜곡 카메라(60)는 엘리베이터 카(50)의 내부에 카메라 고정수단(66)을 이용하여 설치되는데, 도 5를 참조하면, 상기 카메라 고정수단(66)은 상기 카메라의 중간부에 양쪽으로 연장되는 카메라 지지대(67)와, 상기 카메라 지지대(67)에 결합되어 엘리베이터 카(50) 내부에 고정되게 설치되는 카메라 브라켓(68)으로 구성된다.

여기서 상기 카메라 고정수단(66)은 상기와 같은 구성 외에도 카메라의 설치 구조 및 위치에 따라 다양하게 변경 실시할 수 있음은 물론이다.

다음, 도 4를 참조하면, 상기 엘리베이터 카(50)의 내부에서 외부로는 상기 초광각 비왜곡 카메라(60)에서 촬영된 영상 정보를 모니터(70) 등의 디스플레이부에 전달할 수 있도록 전송 라인(69)이 연결된다. 또한 실시 조건에 따라서는 유선이 아닌 무선 전송 시스템을 구성하는 것도 가능하다.

상기 디스플레이부는 일반적으로 널리 사용되는 모니터(70) 등을 채택하여 사용할 수 있고, 상기 초광각 비왜곡 카메라(60)에서 전송되는 영상 신호를 화상 데이터로 전환하여 모니터(70)에 제공하는 영상 처리 소자 또는 장치도 통상의 장치와 같이 구성될 수 있다.

이때, 종래 90° 화각을 갖는 카메라를 이용할 경우에 별도의 화상 처리 알고리즘을 사용하였으나, 본 발명의 초광각 비왜곡 카메라(60)의 경우에는 광학 왜곡율이 최소화된 카메라를 사용하므로, 종래와 같이 영상 처리를 위한 CPU 등을 추가로 구비할 필요 없이 영상 데이터의 입출력 기능만을 수행하는 영상 처리 소자를 이용하여 PCB 상에서 구현하는 것이 가능하다.

또한 상기 초광각 비왜곡 카메라(60)에서 촬영된 정보를 녹화하여 사후 영상 정보를 이용할 수 있도록 디지털 방식의 영상 녹화가 가능한 디지털비디오레코드(DVR)(80)가 상기 전송 라인(69)에 연결되어 구성하는 것도 가능하다.

한편, 상기 초광각 비왜곡 카메라(60)는 실시 조건에 따라 엘리베이터 카(50)의 여러 위치에 설치될 수 있는데, 도 4에서는 공지의 감시 카메라 설치 위치와 동일하게 엘리베이터 카(50)의 상측 구석 위치에 설치되는 것을 예시하였다.

도 6에서는 본 발명에서 사용되는 상기 초광각 비왜곡 카메라(60)가 엘리베이터 카(50')의 상단 중앙부에 설치된 구성을 예시한 것으로서, 실시 조건에 따라 도어가 설치되어 있는 중앙부나 도어의 반대쪽인 배면의 중앙부에 설치할 수 있다.

이때, 상기 초광각 비왜곡 카메라(60)는 90° 정도의 화각을 가지므로, 카메라의 양쪽 상부 공간에 형성되는 사각 지대를 최소화할 수 있고, 특히 엘리베이터 문을 통해 출입하는 사람 또는 사물을 정면에서 보다 정확하게 촬영할 수 있게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 카메라의 렌즈의 구성을 나타낸 일 실시예도이고, 도 8은 도 7과 같이 카메라 렌즈가 구성될 경우의 광학 왜곡 상태를 나타낸 그래프이다.

일반적으로 카메라 렌즈는 초점거리 및 화각에 따라, 표준렌즈, 광각 렌즈(단초점렌즈), 망원렌즈 등으로 나눌 수 있다.

여기서 본 발명의 초광각 비왜곡 카메라(60)에 구비될 수 있는 초광각 렌즈부(61)는 상기 표준렌즈에 비해 초점 거리가 대략 22mm~13.15mm정도로 짧게 구성되고, 80~110° 정도의 넓은 화각을 가지는 렌즈가 이용된다.

특히, 본 발명에 사용되는 초광각 렌즈(61)는 일반적으로 사용되는 초광각 렌즈와는 달리 화면 왜곡을 10%이하로 실현할 수 있는 렌즈로 구성된다.

즉, 도 7을 참고하면, 본 발명의 초광각 렌즈부(61)는 광학 왜곡을 최소화할 수 있도록 다양하게 설계하여 배치할 수 있는데, 조리개(S)를 기준으로 전군(L1)과 후군(L2)의 파워를 조정함으로써 렌즈 왜곡을 최소화할 수 있도록 구성된다.

본 실시예에서는 8매의 렌즈로 구성된 초광각 렌즈부(61)의 구성을 예시하였는바, 조리개(S)를 중심으로 전방에 3매의 렌즈가 배치되어 전군(L1)을 구성하고, 후방에 5매의 렌즈가 배치되어 후군(L2)을 구성하게 된다. 이와 같은 렌즈의 배치 및 구성은 실시 조건에 따라 다양하여 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다.

도 8에 도시된 바와 같이 광각 렌즈에서 기본적으로 채용되는 리트로포커스형(Retrofocus Type)에서 전군(L1)의 파워(P)가 -0.024가 되도록 하고, 후군(L2)의 파워는 +0.183으로 하여, 전군(L1)과 후군(L2)의 파워 차이를 최소화하여 포커스를 조정하게 되면, 이를 통하여 일반적으로 사용되는 1/3인치 CCD을 기준으로, 앵글각도 45.01도(전체 90° 내외) 내에서 대략 ±10% 정도의 왜곡율을 갖도록 구현할 수 있게 된다.

상기에서 대략 -10%의 광학 왜곡율을 갖도록 렌즈를 배치하여 구성한 실시예를 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 15% 이하인 광학 왜곡을 갖는 렌즈군을 채용하여 사용하는 것도 가능하다.

이와 같이 광학 왜곡을 최소화할 수 있는 렌즈군을 갖는 초광각 비왜곡 카메라(60)를 이용함으로써 별도의 화상 처리 알고리즘 등을 이용하지 않고도, 엘리베이터 내부 공간을 촬영한 영상을 사각 지대를 최소화한 상태에서, 화면 왜곡 없이 모니터를 통해 보다 선명하게 표현할 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 엘리베이터용 감시 카메라 시스템은 엘리베이터 내부의 작은 공간에서 광학 왜곡 없이 80 ~ 110° 사이의 화각을 갖는 카메라가 설치되기 때문에 엘리베이터 내의 사각 발생을 최소화하면서도 화면 왜곡을 줄여 감시 성능을 높일 수 있고, 화상처리 알고리즘 등을 사용할 필요가 없으므로, 전체 시스템의 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 좁은 공간 내의 사각 발생을 최소화할 수 있게 되어 카메라의 설치 자유도를 높일 수 있고, 특히 엘리베이터 중앙부에 설치할 경우 출입자를 정면에서 정확히 인식할 수 있게 되어 촬영시는 물론 재생시에도 보다 선명하고 정 확한 감시 정보를 획득할 수 있고, 초광각 카메라를 사용함에 따라 일반 소형 엘리베이터는 물론 대형 엘리베이터에도 용이하게 적용 가능할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 80 ~ 110°의 화각을 갖고 광학 왜곡율이 15% 이하인 초광각 렌즈부, 촬상 소자부 및 신호 전송 보드를 포함한 초광각 비왜곡 카메라와;

   상기 초광각 비왜곡 카메라를 엘리베이터 카의 특정 위치에 고정하는 카메라 고정수단과;

   상기 초광각 비왜곡 카메라에서 촬영된 영상을 전송받아 디스플레이 하는 디스플레이부를 포함한 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 감시 카메라 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 초광각 비왜곡 카메라는 상기 엘리베이터 카의 출입문을 중심으로 전면 또는 배면의 중앙 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 감시 카메라 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 초광각 비왜곡 카메라의 초광각 렌즈부는 90°의 화각을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 감시 카메라 시스템.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 엘리베이터용 감시 카메라 시스템은 상기 초광각 비왜곡 카메라에서 촬영된 영상을 전송받아 디지털 방식의 영상 녹화가 가능한 디지털비디오레코드(DVR)가 포함된 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 감시 카메라 시스템.

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