KR100850015B1 - Ｕｔｐ 드라이버가 내장된 조명 제어 ｃｃｄ 카메라 - Google Patents

Ｕｔｐ 드라이버가 내장된 조명 제어 ｃｃｄ 카메라 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면은 UTP(Unshielded Twisted Pair) 드라이버가 내장된 조명 제어 CCD(Charge Coupled Device) 카메라에 관한 것으로, UTP 드라이버를 별도로 설치하지 않고 내장시켰을 뿐만 아니라 피사체 주변의 조도에 따라 조명을 제어할 수 있게 한 CCD 카메라에 관한 것이다.
본 발명의 UTP 드라이버가 내장된 조명 제어 CCD 카메라는, 렌즈를 통해 입력된 피사체의 영상을 전기신호로 변환하는 CCD 센서; 상기 CCD 센서로부터 전기신호를 수신하여 영상신호를 생성하는 신호처리수단; 상기 신호처리수단으로부터 영상신호를 수신하여 UTP 케이블을 통하여 영상신호를 전송하는 UTP 드라이버; 피사체 주변의 조도를 감지하는 조도센서; 상기 조도센서에 의해 감지된 피사체 주변의 조도에 따라 피사체에 적외선 광원을 출력하는 적외선 조명장치; 및 상기 조도센서의 출력신호를 수신하여 그 출력신호가 설정된 조도 이상이면 상기 적외선 조명장치를 오프하고, 그 출력신호가 설정된 조도 미만이면 상기 적외선 조명장치를 온하는 적외선 조명장치 드라이버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
CCD 카메라, UTP 드라이버, UTP 리시버, UTP 케이블, 적외선 조명장치 드라이버

Description

ＵＴＰ 드라이버가 내장된 조명 제어 ＣＣＤ 카메라{Charge coupled device camera with built in unshielded twisted pair driver}
본 발명의 일 측면은 UTP(Unshielded Twisted Pair) 드라이버가 내장된 조명 제어 CCD(Charge Coupled Device) 카메라에 관한 것으로, UTP 드라이버를 별도로 설치하지 않고 내장시켰을 뿐만 아니라 피사체 주변의 조도에 따라 조명을 적합하게 제어할 수 있게 한 CCD 카메라에 관한 것이다.
도 1은 종래의 영상 전송을 위해 동축케이블로 연결된 CCTV 장치의 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 표시수단(Closed Circuit Television, 30)에는 카메라(20)가 동축 케이블(62)과 제어 케이블(63)로 연결되어 있고, 카메라(20)에는 어댑터(adapter)를 연결하여 전원을 공급받는다.
상기와 같이 구성하게 되면, 카메라(20)와 표시수단(30)에는 동축 케이블 (62) 및 제어 케이블(63)이 각각 연결되어 있기 때문에 설치할 때 복잡하고, 동축 케이블(62) 및 제어 케이블(63)의 설치, 유지 및 보수에 드는 비용이 증가하게 된다. 그리고, 카메라(20)에서 장거리에 영상을 전송하는 경우에는 영상 품질이 떨어지게 된다.
그리고, 카메라(20)는 피사체 주변의 조도에 따라 카메라(200) 내부에서 조명 기능을 제공하지 않아도 되는 경우가 있을 수 있는데, 이때 조명이 필요하지 않은 곳에서는 카메라(20)의 조명을 온시키지 않고, 조명이 필요한 곳에서만 카메라(20)의 조명을 온시킬 수 있는 제어 기능이 없어 불편한 점이 있었다.
본 발명의 일 측면은, 하나의 UTP 케이블로 전원 공급, 영상 전송 및 제어를 동시에 가능하게 하는 고해상도의 조명 제어 CCD 카메라를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 측면은, UTP 드라이버를 내장시켜 설치공간의 효율성을 증가시키고, 공사비를 절감시키는 고해상도의 조명 제어 CCD 카메라를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면은, 적외선 조명장치 드라이버를 이용하여 피사체 주변의 조도가 설정된 조도 이상이면 적외선 조명장치를 오프하고, 피사체 주변의 조도가 설정된 조도 미만이면 적외선 조명장치를 온함으로써, 적외선 조명장치의 온/오프를 제어할 수 있게 하는 고해상도의 조명 제어 CCD 카메라를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은, 렌즈를 통해 입력된 피사체의 영상을 전기신호로 변환하는 CCD 센서; 상기 CCD 센서로부터 전기신호를 수신하여 영상신호를 생성하는 신호처리수단; 상기 신호처리수단으로부터 영상신호를 수신하여 UTP 케이블을 통하여 영상신호를 전송하는 UTP 드라이버; 피사체 주변의 조도를 감지하는 조도센서; 상기 조도센서에 의해 감지된 피사체 주변의 조도에 따라 피사체에 적외선 광원을 출력하는 적외선 조명장치; 및 상기 조도센서의 출력신호를 수신하여 그 출력신호가 설정된 조도 이상이면 상기 적외선 조명장치를 오프하고, 그 출력신호가 설정된 조도 미만이면 상기 적외선 조명장치를 온하는 적외선 조명장치 드라이버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 UTP 드라이버가 내장된 조명 제어 CCD 카메라를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하나의 UTP 케이블로 전원 공급, 영상 전송 및 제어를 동시에 가능하게 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, UTP 드라이버가 내장된 CCD 카메라를 제공함으로써 설치공간의 효율성을 증가시키고, 공사비를 절감시킨다.
본 발명의 또 다른 측면은, 적외선 조명장치 드라이버를 이용하여 피사체 주변의 조도가 설정된 조도 이상이면 적외선 조명장치를 오프하고, 피사체 주변의 조도가 설정된 조도 미만이면 적외선 조명장치를 온함으로써 적외선 조명장치의 온/오프를 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 UTP 케이블로 연결된 CCTV 장치의 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 카메라(300)에는 UTP 리시버(200)가 UTP 케이블(600)로 연결되어 있고, 카메라(300)는 UTP 드라이버(350)를 내장하고 있으며, 수광영역에 돔 형태(dome type)의 외부 케이스를 구비한다. 그리고, 표시수단(400)에는 UTP 리시버(200)가 동축 케이블(700) 및 제어 케이블(800)로 연결되어 있고, UTP 리시버(200)에는 어댑터(100)를 연결하여 전원을 공급받는다.
상기와 같이 구성하게 되면, 카메라(300)와 UTP 리시버(200)는 UTP 케이 블(600)로 연결되어 있기 때문에 전원 공급 케이블, 영상 전송을 위한 동축 케이블 및 제어 케이블의 역할을 동시에 할 수 있게 된다. UTP 케이블(600)을 사용하면, 전력 공급, 영상 및 카메라 제어 기능을 660m(2000ft)까지 전송하는 것이 가능하며, 전원을 별도로 연결하였을 경우에는 영상을 최대 2km(6000ft)까지 전송하는 것이 가능하게 되어 장거리 전송시에도 영상의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 3은 도 2의 카메라의 상세 구성도이다. 도 3을 도 2와 함께 살펴보면, 카메라(300)는 렌즈(310), CCD 센서(320), 신호처리수단(330), 전원공급수단(340), UTP 드라이버(350), 영상출력단자(360), 적외선 조명장치(370), 조도센서(380) 및 적외선 조명장치 드라이버(390)를 포함할 수 있다. 적외선 조명장치(370) 및 조도센서(380)는 렌즈(310)에 연결되어 있다. 그리고, UTP 드라이버(350)는 통신 드라이버(351), 전원선택수단(352), 커넥터(353) 및 전원입력단자(354)를 포함할 수 있다.
전원신호의 전송과정을 살펴보면, UTP 리시버(200)로부터 UTP 케이블(600)을 통하여 입력되는 전원신호 또는 전원입력단자(354)를 통하여 외부로부터 입력되는 전원신호는 전원선택수단(352)에 입력되고, 전원선택수단(352)에 입력된 전원신호는 전원공급수단(340)을 통하여 DSP(Digital Signal Processor)와 같은 신호처리수단(330)과 적외선 조명장치 드라이버(390)에 전송되는데, 전원공급수단(340)은 AC 24V와 DC 12V의 전원을 모두 공급할 수 있다. UTP 케이블(600)을 통하여 입력된 전원신호는 커넥터(353)를 통하여 전원선택수단(352)에 입력된다. 그리고, 신호처리수단(330)에 입력된 전원신호는 CCD 센서(320)에 전송된다. 또한, 전원공급수단 (340)은 AC 24V와 DC 12V를 입력받을 수 있는데, AC 24V가 입력되면 AC/DC 컨버터 (converter)를 통하여 AC 24V를 DC 12V로 변환할 수 있다.
조도센서(380)는 피사체 주변의 조도를 감지한다.
적외선 조명장치(370)는 조도센서(380)에 의해 감지된 피사체 주변의 조도에 따라 피사체에 적외선 광원을 출력하는데, LED를 포함할 수 있다. 적외선 조명장치(370)를 이용하여 사람의 눈에 잘 보이지 않는 적외선을 피사체에 발사(적외선 광원 출력)하여 그로부터 반사되어 돌아오는 빛의 양을 증가시킴으로써 어두운 곳에서도(눈에 보이는 조명을 비추지 않고도) 선명하게 피사체의 영상을 얻을 수 있게 된다. 적외선 조명장치(370)는 카메라의 렌즈(310) 근방에 설치할 수 있으며, 예컨데, 렌즈(310) 측부에 부착할 수 있다.
AC/DC 컨버터는 상용교류(Alternating Current, AC)전원 또는 소정레벨의 교류전원을 정류하여 직류로서 동작하는 장치를 동작시키기 위해 필요한 전원으로 변환하는 장치를 말한다. 일반적으로, AC-DC 컨버터는 정류소자를 조합하여 교류전원을 직류전원으로 변환한 후, 필터링하여 이상적인 직류전원에 근접하는 전원을 출력한다.
영상신호의 전송과정을 살펴보면, 렌즈(310)를 통해 입력된 피사체의 영상은 CCD 센서(320)에서 전기신호로 변환되고, 신호처리수단(330)은 CCD 센서(320)로부터 전기신호를 수신하여 영상신호로 변환한다. 본 발명에서는 CCD 센서(320)로서 고해상도 410K 픽셀 CCD 이미지 센서를 사용하고, 신호처리수단(330)으로서 컬러 이미지 신호처리기(HQ1)를 사용하여 영상의 품질을 향상시켰다. 그리고, 신호처리 수단(330)에서 변환된 영상신호는 영상출력단자(360)를 통하여 외부로 출력될 뿐만 아니라, 커넥터(353)를 통하여 UTP 케이블(600)로 전송된 후, UTP 리시버(200)로 전송된다.
제어신호의 전송과정을 살펴보면, 통신 드라이버(351)는 UTP 케이블(600) 또는 신호처리수단(330)과 제어신호를 송수신하여 카메라(300)를 제어한다. 그리고, 커넥터(353)는 통신 드라이버(351)와 UTP 케이블(600)을 연결하여 제어신호를 송수신한다. 또한, 적외선 조명장치 드라이버(390)는 조도센서(380)의 출력신호를 수신하여 그 출력신호가 설정된 조도 이상이면 적외선 조명장치(370)를 오프하고, 그 출력신호가 설정된 조도 미만이면 적외선 조명장치(370)를 온한다. 따라서, 적외선 조명장치(370)는 피사체 주변의 조도가 설정된 조도 미만일 때에만 광원을 출력하게 된다.
통신 드라이버(351)로는 RS 485를 이용할 수 있는데, RS 485는 제어신호를 UTP 케이블(600)로 전송하여 사용자가 원하는 대로 동작이 되게 카메라를 조정하는 것이 가능하다. RS 485를 이용한 통신은 +선과 -선의 2가닥의 전위차를 이용하여 데이터를 전송하는 방식인데,“TRXD+”과“TRXD-”라는 각각의 회선에서 모두 송신과 수신을 수행한다.
그리고, 커넥터(353)로는 RJ 45가 이용되는데, UTP 리시버(200)로 전송된 영상신호는 사용자가 조정을 통하여 장거리 전송시에 손실된 영상을 보완하여 모니터, TV 및 DVR(Digital Video Recorder) 등에 최적의 영상으로 출력시킬 수 있다. RJ 45는 전화선을 통해 디지털 데이터를 전송하기 위한 단일 회선의 잭이며, 8개의 핀을 갖는다. 그 형태로는 keyed와 unkeyed의 2가지 형태가 있는데, keyed는 끝에 작은 돌기가 있으며, 암컷에 돌기가 맞추어진다.
도 4는 본 발명의 적외선 조명장치 드라이버의 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 적외선 조명장치 드라이버(390)는 설정부(391), 비교부 (392) 및 제어부(393)를 포함한다.
설정부(391)는 적외선 조명장치(370)를 제어하기 위한 설정값이 저장되어 있고, 비교부(392)는 조도센서(380)의 출력신호를 수신하여 그 출력값을 설정부(391)의 설정값과 비교한다. 그리고, 제어부(393)는 비교부(392)로부터 비교한 결과 데이터를 수신하여 조도센서(380)의 출력값이 설정부(370)의 설정값보다 미만이면 적외선 조명장치(370)를 온하고, 조도센서(380)의 출력값이 설정부(391)의 설정값보다 이상이면 적외선 조명장치(370)를 오프한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따라 로컬 전원에 의해 전원을 공급받는 CCTV 장치를 나타낸 개략도이다. 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 UTP 케이블을 통하여 전원을 공급받는 CCTV 장치를 나타낸 개략도이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 CCTV 장치는 카메라(300), UTP 리시버(200), 표시수단(400)을 포함한다.
UTP 리시버(200)는 주파수 조정기(210) 및 영상신호 증폭기(220)를 포함하는데, 카메라(300)에 연결된 전원 공급 케이블(610) 및 영상 전송 케이블(620)이 주파수 조정기(210)에 각각 연결된다. 그리고, 주파수 조정기(210)는 UTP 케이블(600)을 통하여 영상신호 증폭기(220)에 연결되고, 영상신호 증폭기(220)의 영상 전송 케이블(700)은 표시 수단(400)에 연결된다. 주파수 조정기(210)의 주파수 조정시에 볼륨조정단자의 볼륨을 조절하여 주파수를 조정하는데, 660m 이상의 UTP 케이블(600)이 연결된 경우에는 시계 방향으로 볼륨조정단자를 돌려 볼륨을 조절하고, 660m 미만의 UTP 케이블(600)이 연결된 경우에는 시계 반대방향으로 볼륨조정단자를 돌려 볼륨을 조절한다. 또한, 영상신호 증폭기(220)도 주파수 조정기(210)와 마찬가지로 화면의 해상도를 양호하게 하기 위해 볼륨조정단자의 볼륨을 조절하여 주파수를 조정한다.
도 5a와 같이 로컬 전원을 공급받는 경우에는 주파수 조정기(210) 및 영상신호 증폭기(220)는 각각의 어댑터(110, 120)에 연결되어 전원을 공급받을 수 있다. 그러나, 도 5b와 같이 UTP 케이블(600)을 통하여 전원을 공급받는 경우에는 영상신호 증폭기(220)만 어댑터(120)에 연결되어 전원을 공급받을 수 있다.
카메라는 수광영역에 돔 형태의 외부 케이스(305)를 구비하고, 전원 공급 케이블(610) 및 영상 전송 케이블(620)을 묶어 UTP 케이블(600) 내에 구성할 수 있다.
본 발명의 UTP 드라이버가 내장된 조명 제어 CCD 카메라는 다음과 같은 이점이 있다.
첫째, 종래에는 카메라에 연결되는 동축 케이블 및 제어 케이블을 따로 설치하여야 했지만(도 1 참조), 본 발명에서는 카메라와 UTP 리시버 사이에 UTP 케이블만 연결하면(도 2 참조) 동축 케이블 및 제어 케이블의 역할을 할 수 있기 때문에 비용이 적게 소요될 뿐만 아니라 설치 및 보수가 용이하다.
둘째, 종래에는 카메라에 연결된 동축 케이블 및 제어 케이블을 통하여 영상신호 및 제어신호를 최대로 전송할 수 있는 거리가 수백 m 내외였으나(도 1 참조), 본 발명에서는 카메라에 연결된 UTP 케이블을 통하여 영상신호 및 제어신호를 최대 2km(6000ft) 내외 정도까지 전송할 수 있다(도 2 참조).
셋째, 본 발명에서는 UTP 드라이버를 카메라에 내장시켜(도 2 참조) 사용할 수 있다. 이에 따라, 카메라 설치시에 공간의 효율성을 증대시킬 뿐만 아니라, 시공이 편리하며 공사비를 절감시키는 효과가 있습니다.
넷째, 종래에는 외부의 전원이 카메라에 적합하지 않은 경우에는 사용상 불편한 점이 많았으나, 본 발명에서는 카메라에 전원공급수단(AC/DC 컨버터)을 내장하여(도 3 참조) 전압을 변환하여 편리하게 사용할 수 있다.
다섯째, 본 발명의 카메라는 감시장치에 사용되는 저장장치의 일종인 타임 랩스 VCR(Time Lapes Video Cassteet Recorder)이나 DVR에 연결하여 사용하는 것이 가능하다.
여섯째, 종래의 카메라는 야간에 선명한 화질을 구현하는 것이 불가능하였으나, 본 발명의 카메라는 야간에도 데이 앤 나이트(Day & Night) 기능을 통해 흑백으로 전환하여 0.0001lux의 극히 낮은 조도 상태에서도 선명한 화질을 구현하는 것이 가능하다.
일곱째, 카메라 사용시에는 피사체 주변의 조도에 따라 카메라 내부에서 조명 기능을 제공하지 않아도 되는 경우가 있을 수 있는데, 종래에는 조명이 필요하지 않은 곳에서는 카메라의 조명을 온시키지 않고, 조명이 필요한 곳에서만 카메라 의 조명을 온시킬 수 있는 제어 기능이 없어 불편한 점이 있었다. 그러나, 본 발명에서는 적외선 조명장치 드라이버를 이용하여 주변의 조도에 따라 조명장치의 온/오프를 제어하는 것이 가능하다.
도 1은 종래의 영상 전송을 위해 동축케이블로 연결된 CCTV 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 UTP 케이블로 연결된 CCTV 장치의 구성도이다.
도 3은 도 2의 카메라의 상세 구성도이다.
도 4는 본 발명의 CCTV 장치를 구현한 일 실시예이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따라 로컬 전원에 의해 전원을 공급받는 CCTV 장치를 나타낸 개략도이다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 UTP 케이블을 통하여 전원을 공급받는 CCTV 장치를 나타낸 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110, 120 : 어댑터 200 : UTP 리시버
210 : 주파수 조정기 220 : 영상신호 증폭기
300 : 카메라 310 : 렌즈 320 : CCD 센서 330 : 신호처리수단
340 : 전원공급수단 350 : UTP 드라이버
351 : 통신 드라이버 352 : 전원선택수단
353 : 커넥터 354 : 전원입력단자
360 : 영상출력단자 370 : 적외선 조명장치
380 : 조도센서 390 : 적외선 조명장치 드라이버
391 : 설정부 392 : 비교부
393 : 제어부 400 : 표시수단
600 : UTP 케이블 610 : 전원 공급 케이블
620 : 영상 전송 케이블 700 : 동축 케이블
800 : 제어 케이블

Claims (10)

  1. 렌즈를 통해 입력된 피사체의 영상을 전기신호로 변환하는 CCD 센서; 상기 CCD 센서로부터 전기신호를 수신하여 영상신호를 생성하는 신호처리수단; 상기 신호처리수단으로부터 영상신호를 수신하여 UTP 케이블을 통하여 영상신호를 전송하는 UTP 드라이버; 피사체 주변의 조도를 감지하는 조도센서; 상기 조도센서에 의해 감지된 피사체 주변의 조도에 따라 피사체에 적외선 광원을 출력하는 적외선 조명장치; 및 상기 조도센서의 출력신호를 수신하여 그 출력신호가 설정된 조도 이상이면 상기 적외선 조명장치를 오프하고, 그 출력신호가 설정된 조도 미만이면 상기 적외선 조명장치를 온하는 적외선 조명장치 드라이버;를 포함하는, UTP 드라이버가 내장된 조명 제어 CCD 카메라에 있어서,
    상기 UTP 드라이버는,
    UTP 케이블 및 신호처리수단과 제어신호를 송수신하는 통신 드라이버;
    상기 신호처리수단으로부터 영상신호를 수신하여 UTP 케이블에 전송하는 커넥터; 및
    상기 카메라 외부로부터 전원을 공급받아 상기 카메라에 전원을 입력하는 전원입력단자
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 UTP 드라이버가 내장된 조명 제어 CCD 카메라.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는 통신 드라이버와 UTP 케이블을 연결하여 상기 제어신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 UTP 드라이버가 내장된 조명 제어 CCD 카메라.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카메라에 사용되는 전원을 상기 UTP 케이블을 통하여 입력되는 전원 또는 상기 전원입력단자를 통하여 입력되는 전원 중에서 어느 것으로 사용할 것인지를 선택하여 전원공급수단에 선택한 전원을 공급하는 전원선택수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UTP 드라이버가 내장된 조명 제어 CCD 카메라.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 UTP 케이블을 통하여 입력되는 전원은 상기 커넥터를 통하여 상기 전원 선택수단에 입력되는 것을 특징으로 하는 UTP 드라이버가 내장된 조명 제어 CCD 카메라.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 전원공급수단은 AC/DC 컨버터인 것을 특징으로 하는 UTP 드라이버가 내장된 조명 제어 CCD 카메라.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 조명장치는 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 UTP 드라이버가 내장된 조명 제어 CCD 카메라.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 조명장치 드라이버는,
    상기 적외선 조명장치를 제어하기 위한 설정값이 저장되어 있는 설정부;
    상기 조도센서의 출력신호를 수신하여 그 출력값을 상기 설정부의 설정값과 비교하는 비교부; 및
    상기 비교부로부터 비교한 결과 데이터를 수신하여 상기 조도센서의 출력값이 상기 설정부의 설정값보다 미만이면 상기 적외선 조명장치를 온하고, 상기 조도센서의 출력값이 상기 설정부의 설정값보다 이상이면 상기 적외선 조명장치를 오프하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 UTP 드라이버가 내장된 조명 제어 CCD 카메라.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 CCD 카메라는 수광영역에 돔 형태의 외부 케이스를 구비하는 것을 특징으로 하는 UTP 드라이버가 내장된 조명 제어 CCD 카메라.
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