KR101584432B1 - 수동 광학 소자를 이용한 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치 및 폐쇄회로 텔레비전 시스템 - Google Patents

수동 광학 소자를 이용한 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치 및 폐쇄회로 텔레비전 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치는, 광학적으로 수신되는 다운스트림 광 신호를 분기 광 신호와 통과 광 신호로 분기하는 광학 분배기, 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치가 생산한 송신 광 신호 또는 다른 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치를 거쳐 광학적으로 수신한 업스트림 광 신호를 광학적으로 결합하여 결합 업스트림 광 신호를 생성하는 광학 결합기, 분기 광 신호를 수신하여 수신 전기 신호로 변환하며 통신 제어부에 전달하는 광 수신부, 통신 제어부로부터 송신 전기 신호를 수신하고 송신 광 신호로 변환하는 광 송신부 및 수신 전기 신호에 포함된 어드레스를 해독하고, 어드레스에 따라, 제어 명령 또는 데이터를 카메라 기능 제어부로 출력하거나 또는 수신 전기 신호를 폐기하며 영상 송신 전기 신호를 생성하여 광 송신부로 출력하는 통신 제어부, 렌즈, 촬상소자, 스토리지, 영상 처리 및 인코딩 기능을 제어하는 카메라 기능 제어부 및 영상 데이터를 생성하여 통신 제어부에 전달하는 영상 처리부를 포함할 수 있다.

Description

수동 광학 소자를 이용한 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치 및 폐쇄회로 텔레비전 시스템{OPTICALLY CONNECTED CLOSED CIRCUIT TELEVISION CAMERA APPARATUS USING PASSIVE OPTICAL ELEMENTS AND CCTV SYSTEM}
본 발명은 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치에 관한 것이다.
종래에 보안 카메라 시스템은 아날로그 영상 신호를 대역폭이 높은 동축 케이블 등을 통해 관제 서버까지 전송하고 관제 서버에서 저장하는 아날로그 기반 시스템이거나 또는 디지털 카메라 장치에 내장된 디지털 압축 로직에 의해 압축된 디지털 영상을 TCP/IP 기반의 네트워크를 통해 관제 서버에 전송하고 관제 서버에서 디지털 영상을 저장하는 디지털 기반 시스템이다.
디지털 기반 시스템에서 흔히 사용되는 TCP/IP 네트워크 통신을 이용하기 위해서는 각각의 디지털 카메라 장치에 IP 주소를 부여하고 각 디지털 카메라 장치와 관제 서버 사이 또는 각 디지털 카메라 장치와 허브 내지 스위치 사이를 UTP 케이블 또는 광 케이블로 연결해야 한다.
통상적으로 보안 카메라 시스템의 케이블은 쉽게 훼손되거나 노출되지 않도록 잘 은폐 내지 보호되어야 한다. 케이블은 대개 최단 거리로 곧장 연결되지 못하고 장애물이나 전력선을 피해 우회한다거나 소정의 관로를 따라 매설되어야 하는 경우가 많기 때문에 길이가 쉽게 길어진다. UTP 케이블은 비록 상당한 전송 거리를 보장하기는 하지만 케이블 길이가 길어질수록 환경에 더 많이 영향을 받게 되고 전송 속도는 크게 떨어질 수 있다. 광 케이블은 UTP 케이블에 비해 전송 속도에서 유리하기는 하지만 케이블의 수나 길이 측면에서 UTP 케이블에 비해 별 장점은 없다. 또한 관로는 크기가 한정되어 있고 전화 케이블과 같이 관로를 이용하고자 하는 수요는 많기 때문에 수용할 수 있는 케이블의 수가 제한될 수 있다.
기존의 시스템에 CCTV 카메라 장치를 추가한다거나, 기 설치된 CCTV 카메라 장치 위치를 변경한다거나, 수리를 해야 할 경우에 관제 서버까지 또는 가장 가까운 허브 내지 스위치까지 케이블링 작업을 매번 다시 해야 할 수 있다.
따라서 보안 카메라 시스템의 확장이나 변경, 수리, 개량 작업은 단순히 CCTV 카메라 장치를 새로 장착하거나 교체하는 정도로 끝나지 않고 복잡하고 까다로운 케이블링 작업과 추가적인 인테리어 작업을 수반할 가능성이 매우 높다.
이렇듯 기존의 IP 기반 보안 카메라 시스템에서 허브와 스위치를 통한 케이블링 작업은 최초에 시스템을 설치할 때, 유지 보수할 때와 확장 내지 변경할 때에 매번 다양한 크고 작은 문제를 일으킬 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수동 광학 소자를 이용한 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치 및 폐쇄회로 텔레비전 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 구조가 간단하고 저렴한 수동 광학 소자를 이용한 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치 및 폐쇄회로 텔레비전 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치는,
광학적으로 수신되는 다운스트림 광 신호를 분기 광 신호와 통과 광 신호로 분기하는 광학 분배기;
광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치가 생산한 영상 송신 광 신호 또는 다른 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치를 거쳐 광학적으로 수신한 업스트림 광 신호를 광학적으로 결합하여 결합 업스트림 광 신호를 생성하는 광학 결합기;
상기 분기 광 신호를 수신하여 수신 전기 신호로 변환하며 통신 제어부에 전달하는 광 수신부;
상기 통신 제어부로부터 영상 송신 전기 신호를 수신하고 상기 영상 송신 광 신호로 변환하는 광 송신부;
상기 수신 전기 신호에 포함된 어드레스를 해독하고, 어드레스에 따라, 상기 수신 전기 신호로부터 추출되는 제어 명령 또는 데이터를 카메라 기능 제어부로 출력하거나 또는 상기 수신 전기 신호를 폐기하며, 또한 영상 처리부로부터 전달되는 영상 데이터에 기초하여 상기 영상 송신 전기 신호를 생성하고, 상기 생성된 영상 송신 전기 신호를 상기 제어 명령 중 송신 허가에 관련된 제어 명령에 따라 상기 광 송신부로 출력하는 통신 제어부;
상기 통신 제어부로부터 전달된 제어 명령에 따라, 렌즈, 촬상소자, 스토리지, 영상 처리 및 인코딩 기능을 제어하는 카메라 기능 제어부; 및
상기 카메라 기능 제어부의 제어에 따라 상기 촬상소자에서 획득된 영상으로부터 영상 데이터를 생성하여 상기 통신 제어부에 전달하는 영상 처리부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 광학 분배기는,
상기 다운스트림 광 신호를 수신하는 다운스트림 입력 도파로;
상기 다운스트림 입력 도파로로 인가된 상기 다운스트림 광 신호를 상기 분기 광 신호와 상기 통과 광 신호로 광학적으로 분기하는 분기부;
상기 분기 광 신호를 상기 광 수신부로 출력하는 분기 출력 도파로; 및
상기 통과 광 신호를 출력하는 통과 출력 도파로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 광학 결합기는,
다른 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치를 통해 전달된 업스트림 광 신호를 수신하는 업스트림 입력 도파로;
상기 광 송신부로부터 상기 영상 송신 광 신호를 수신하는 송신 입력 도파로;
상기 업스트림 입력 도파로로 인가된 상기 업스트림 광 신호와 상기 영상 송신 광 신호를 광학적으로 결합하여 결합 업스트림 광 신호를 생성하는 결합부; 및
상기 결합 업스트림 광 신호를 출력하는 결합 출력 도파로를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 광학 분배기 또는 상기 광학 결합기는
PLC 기반의 또는 FBT 기반의 수동 광학 소자로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 광학 분배기 또는 상기 광학 결합기는
Y자 도파로 또는 방향성 커플링 결합기로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 다운스트림 광 신호는 적어도 하나의 마스터 장치에서 생성되어 직접 또는 적어도 하나의 다른 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치의 광 분배기를 거쳐 당해 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치의 상기 광 분배기에 인가되고,
상기 결합 업스트림 광 신호는 적어도 하나의 마스터 장치로 직접 또는 적어도 하나의 다른 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치의 광 결합기를 거쳐 전송될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 시스템은,
멀티 드롭 네트워크의 마스터로 동작하는 마스터 서버; 및
다운스트림 광 케이블 및 업스트림 광 케이블을 통해 상기 마스터 서버와 멀티 드롭 연결된 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치들을 포함하며,
상기 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치는,
상기 다운스트림 광 케이블을 통해 광학적으로 수신되는 다운스트림 광 신호를 분기 광 신호와 통과 광 신호로 분기하는 광학 분배기;
상기 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치가 생산한 송신 광 신호 또는 다른 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치로부터 상기 업스트림 광 케이블을 통해 광학적으로 수신한 업스트림 광 신호를 광학적으로 결합하여 결합 업스트림 광 신호를 생성하는 광학 결합기;
상기 분기 광 신호를 수신하여 수신 전기 신호로 변환하며 통신 제어부에 전달하는 광 수신부;
상기 통신 제어부로부터 송신 전기 신호를 수신하고 상기 송신 광 신호로 변환하는 광 송신부; 및
상기 수신 전기 신호에 포함된 어드레스를 해독하고, 어드레스에 따라, 상기 수신 전기 신호로부터 추출되는 제어 명령 또는 데이터를 로컬 통신 인터페이스를 통해 출력하거나 또는 상기 수신 전기 신호를 폐기하며, 또한 상기 로컬 통신 인터페이스를 통해 전달되는 데이터에 기초하여 상기 송신 전기 신호를 생성하고, 상기 생성된 송신 전기 신호를 상기 광 송신부로 출력하는 통신 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 마스터 서버와 상기 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치들은 시간 동기화된 상태에서 시분할 방식에 따라 동작하여, 소정의 시분할 알고리즘에 따라 매 시구간마다 어느 한 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치가 업스트림 광 케이블을 통해 업스트림 광 신호를 상기 마스터 서버로 출력하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 마스터 서버와 상기 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치들은 폴링 방식에 따라 동작하여, 마스터 서버가 소정의 폴링 알고리즘에 따라 특정한 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치를 호출하고, 호출받은 특정 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치가 업스트림 광 케이블을 통해 업스트림 광 신호를 상기 마스터 서버로 출력하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 마스터 서버와 상기 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치들은 인터럽트 방식에 따라 동작하여, 이벤트가 발생한 특정 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치가 인터럽트를 생성하고 생성된 인터럽트를 광학적으로 상기 마스터 서버로 출력하면, 상기 마스터 서버가 인터럽트에 상응하는 업스트림 광 신호를 수신하고 인터럽트를 생성한 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치에 데이터 송신 허가를 포함하는 다운스트림 광 신호를 보내며, 데이터 송신 허가를 받은 상기 특정 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치가 업스트림 광 케이블을 통해 업스트림 광 신호를 상기 마스터 서버로 출력하도록 동작할 수 있다.
본 발명의 수동 광학 소자를 이용한 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치 및 폐쇄회로 텔레비전 시스템에 따르면, 광학 분배기와 광학 결합기만으로 광 통신 중계 기능을 실현하므로 구조가 간단하고 저렴하게 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치 및 폐쇄회로 텔레비전 시스템을 구현할 수 있다.
본 발명의 수동 광학 소자를 이용한 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치 및 폐쇄회로 텔레비전 시스템에 따르면, 광 입출력 소자 대신 광 입력 소자 또는 광 출력 소자를 이용할 수 있게 되므로 저렴하게 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치 및 폐쇄회로 텔레비전 시스템을 구현할 수 있다.
본 발명의 수동 광학 소자를 이용한 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치 및 폐쇄회로 텔레비전 시스템에 따르면, 가장 가까이 있는 다른 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치에 케이블링하면 되므로, 케이블의 수와 길이가 줄어들고 케이블링 작업이 간단해지며 최초 설치, 유지 보수와 확장, 개량이 좀더 간단해지는 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치 및 폐쇄회로 텔레비전 시스템을 구현할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 광학 소자를 이용한 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치를 예시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 수동 광학 소자를 이용한 복수의 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치들로 구성된 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 시스템을 예시한 도면이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 광학 소자를 이용한 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전(CCTV) 카메라 장치를 예시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(10)는 광학 분배기(11), 광학 결합기(12), 광 수신부(13), 광 송신부(14), 통신 제어부(15), 카메라 기능 제어부(16), 영상 처리부(17) 및 설정 인터페이스(18)를 포함할 수 있다.
광학 접속식 CCTV 카메라 장치(10)는 적어도 하나의 관제 서버로부터, CCTV 카메라 장치(10)의 카메라 기능을 제어하기 위한 제어 명령을 포함하는 다운스트림 광 신호(downstream optical signal)를 직접 또는 적어도 하나의 다른 광학 접속식 CCTV 카메라 장치를 거쳐 광학적으로 수신하거나, 또는 CCTV 카메라 장치(10)에 생성한 영상 송신 광 신호 또는 다른 광학 접속식 CCTV 카메라 장치를 거쳐 광학적으로 수신한 업스트림 광 신호(upstream optical signal)를 적어도 하나의 마스터 장치로 직접 또는 적어도 하나의 다른 광학 접속식 CCTV 카메라 장치를 거쳐 광학적으로 송신할 수 있다.
또한 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(10)는 적어도 하나의 마스터 장치로서의 관제 서버와 다수의 슬레이브로서의 다른 광학 접속식 CCTV 카메라 장치들 사이에서 광 신호를 중계할 수 있다.
구체적으로, 광학 분배기(11) 및 광학 결합기(12)는 PLC(Planar Lightwave Circuit) 기반 또는 FBT(Fused Biconic Taper) 기반의 수동 광학 소자이다.
광학 분배기(11)는 적어도 하나의 마스터 장치로서의 관제 서버(미도시)로부터 직접 또는 적어도 하나의 다른 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(미도시)를 거쳐 광학적으로 수신되는 다운스트림 광 신호(DNO)를 분기 광 신호(ORx)와 통과 광 신호(TDNO)로 분기한다.
구체적으로, 광학 분배기(11)는 다운스트림 입력 도파로(111)에서 다운스트림 광 신호(DNO)를 수신하고, 다운스트림 광 신호(DNO)를 분기부(114)에서 분기 광 신호(ORx)와 통과 광 신호(TDNO)로 분기하며, 분기 출력 도파로(112)에서 분기 광 신호(ORx)를 출력하고, 통과 출력 도파로(113)에서 통과 광 신호(TDNO)를 출력한다.
통과 광 신호(TDNO)는 이어서 연결된 다른 광학 접속식 CCTV 카메라 장치에 대해 다운스트림 광 신호로서 역할을 할 수 있다.
광학 분배기(11)는 분기된 두 도파관의 각 코어 폭이 서로 다른, 즉 비대칭인 분기부(114)를 가질 수 있고, 분기 광 신호(ORx)의 세기와 통과 광 신호(TDNO)의 세기가 예를 들어 1: N이 되도록 하는 비균등 분배율을 가지고 다운스트림 광 신호(DNO)를 분기할 수 있다. 이 경우에, 분배율은 이어서 통과 광 신호(TDNO)를 수신할 다른 광학 접속식 CCTV 카메라 장치들(10)이 충분한 세기의 광 신호를 분배받을 수 있는 정도의 분배율로 결정될 수 있다.
분기부(114)는 Y자 도파로로 구현될 수도 있고 방향성 커플링 결합기로 구현될 수도 있다.
분기된 분기 광 신호(ORx)는 광학 분배기(11)의 분기 출력 도파로(112)에 광학적으로 결합된, 바람직하게는 직결된 광 수신부(13)에 입력되고, 통과 광 신호(TDNO)는 광학 분배기(11)의 통과 출력 도파로(113)에서 광학적으로 출력된다.
광 수신부(13)는 광 수신부(13)에 광학적으로 결합된, 바람직하게는 직결된 분기 출력 도파로(112)로부터 분기 광 신호(ORx)를 수신하여 수신 전기 신호(Rx)로 변환하며 통신 제어부(15)에 전달한다.
한편 광학 결합기(12)는 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(10)가 스스로 생산한 영상 송신 광 신호(OTx) 또는 다른 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(미도시)를 거쳐 광학적으로 수신한 업스트림 광 신호(UPO)를 광학적으로 결합하여 결합 업스트림 광 신호(CUPO)를 생성하고, 생성된 결합 업스트림 광 신호(CUPO) 적어도 하나의 마스터 장치(미도시)로 직접 또는 적어도 하나의 다른 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(미도시)를 거쳐 송신할 수 있다.
구체적으로, 광학 결합기(12)는 업스트림 입력 도파로(121)에서 다른 광학 접속식 CCTV 카메라 장치를 통해 전달된 업스트림 광 신호(UPO)를 수신하고, 송신 입력 도파로(122)에서 영상 송신 광 신호(OTx)를 수신하며, 업스트림 광 신호(UPO)와 영상 송신 광 신호(OTx)를 예를 들어 Y자 형태의 결합부(124)에서 광학적으로 결합하여 결합 업스트림 광 신호(CUPO)를 생성하고, 결합 출력 도파로(123)에서 결합 업스트림 광 신호(CUPO)를 출력한다.
광학 결합기(12)는 결합되는 두 도파관의 각 코어 폭이 서로 같은, 즉 대칭적인 결합부(124)를 가질 수 있다.
결합부(124)는 Y자 도파로로 구현될 수도 있고 방향성 커플링 결합기로 구현될 수도 있다.
실시예에 따라, 복수의 슬레이브들로 동작하는 광학 접속식 CCTV 카메라 장치들(10)은 폴링(polling) 방식으로 마스터에 의해 호출을 받은 후부터 주어진 시간 동안에, 비경쟁적으로, 다시 말해 독점적으로 마스터인 관제 서버와 통신하도록 제어될 수 있으므로, 광학 결합기(12)에서 동시에 업스트림 광 신호(UPO)와 영상 송신 광 신호(OTx)가 인가되어 광학적으로 혼합될 가능성은 배제할 수 있다.
실시예에 따라, 복수의 슬레이브들로 동작하는 광학 접속식 CCTV 카메라 장치들(10)은 인터럽트(interrupt) 방식으로 소정의 이벤트가 발생할 때에 마스터인 관제 서버에 이벤트의 발생을 알리고, 마스터로부터 허가를 받은 시간 동안에, 비경쟁적으로, 다시 말해 독점적으로 마스터와 통신하도록 제어될 수 있다.
여기서, 실질적으로, 결합 업스트림 광 신호(CUPO)는, 업스트림 광 신호(UPO)의 광파와 영상 송신 광 신호(OTx)의 광파가 혼합된 광 신호라기보다는, 단지 업스트림 입력 도파로(121)에 인가되는 업스트림 광 신호(UPO)와 구별하기 위한 용어로서, 서로 중첩되지 않고 생성되는 업스트림 광 신호(UPO) 또는 송신 광 신호(OTx) 중 어느 한 광 신호를 가리키는 표현이라고 할 수 있다.
광학 분배기(11) 및 광학 결합기(12)는 수동 광학 소자이므로 해당 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(10)가 전원 불량이거나 절전 모드로 동작을 멈추더라도 상관없이 다운스트림 광 신호 또는 업스트림 광 신호를 다른 광학 접속식 CCTV 카메라 장치나 관제 서버로 전달할 수 있다.
또한 본 발명의 광학 분배기(11) 및 광학 결합기(12)를 이용한 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(10)는 종래에 광 신호를 전기 신호로 변환 후에 전기 신호를 다시 광 신호로 변환하면서 업스트림 또는 다운스트림으로 광 신호를 전달하였던 구성에 비해 시간 지연이 거의 없다.
광 송신부(14)는 통신 제어부(15)로부터 영상 송신 전기 신호(Tx)를 수신하고 영상 송신 광 신호(OTx)로 변환하며, 광 송신부(14)와 광학적으로 결합된, 바람직하게는 직결된 광학 결합기(12)의 송신 입력 도파로(122)에 영상 송신 광 신호(OTx)를 인가할 수 있다.
통신 제어부(15)는 광 분배기(11) 및 광 수신부(13)를 거쳐 입력된 수신 전기 신호(Rx)에 포함된 어드레스, 제어 명령 및 데이터를 해독하여, 만약 해독된 어드레스가 해당 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(10)에 상응하는 어드레스로 판정되면, 수신 전기 신호로부터 추출된 제어 명령 또는 데이터를 카메라 기능 제어부(16)로 출력한다. 그렇지 않고 해독된 어드레스가 해당 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(10)와 무관한 경우에는, 통신 제어부(15)는 수신된 명령 및 데이터를 무시하고 버린다.
통신 제어부(15)는 영상 처리부(17)에서 생성된 영상 데이터에 기초하여 영상 송신 전기 신호(Tx)를 생성하고, 수신 전기 신호로부터 추출된 제어 명령 중 송신 허가에 관련된 제어 명령에 따라, 영상 송신 전기 신호(Tx)를 광 송신부(14)로 출력할 수 있다.
실시예에 따라, 통신 제어부(15)는 예를 들어 종래의 멀티 드롭 EIA-485/422 네트워크와 호환성을 가질 수 있도록, 필요에 따라 전이중/반이중 통신 방식 또는 동기식/비동기식 통신 방식을 지원하도록 설계될 수 있다.
카메라 기능 제어부(16)는 통신 제어부(15)로부터 전달된 제어 명령에 따라, 또는 자체적인 판단에 따라, 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(10)에 장착된 렌즈, 촬상소자, 스토리지, 영상 처리, 사물 인식, 보정, 인코딩 등의 기능을 제어할 수 있다.
영상 처리부(17)는 카메라 기능 제어부(16)의 제어에 따라 촬상소자에서 획득된 영상으로부터 영상 데이터를 생성하여 통신 제어부(15)에 전달한다.
설정 인터페이스(18)는 DIP(dual in-line package) 스위치 등을 통해 구현되며 사용자가 설정 인터페이스(18)를 통해 통신 제어부(15)가 참조할 어드레스 등을 설정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 수동 광학 소자를 이용한 복수의 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 카메라 장치들로 구성된 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 시스템을 예시한 도면이다.
광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 시스템(20)은 마스터 관제 서버(21), 다운스트림 광 케이블(22), 업스트림 광 케이블(23), 직렬 연결된 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치들(24)을 포함할 수 있다.
슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치들(24)은 전이중/반이중 방식의 멀티 드롭 방식으로 연결될 수 있다.
마스터 관제 서버(21)에 의해 특정 어드레스의 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(24)로 출력되는 다운스트림 광 신호는 다운스트림 광 케이블(22)을 따라 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치들(24)의 광 분배기의 다운스트림 입력 도파로에 인가된다.
슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치들(24)의 각각은 다운스트림 광 신호로부터 분기된 분기 광 신호를 전기적으로 변환한 수신 전기 신호로부터 어드레스를 추출하고, 추출된 어드레스가 자신에게 해당하는 어드레스이면 수신 전기 신호에 포함된 제어 명령 또는 데이터를 처리하고, 그렇지 않으면 수신 전기 신호를 버린다.
또한 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치들(24)의 각각이 출력하는 업스트림 광 신호는 업스트림 광 케이블(23)을 따라 마스터 관제 서버(21)에 이르기까지 경로 상에 있는 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치들(24)의 광 결합기의 업스트림 입력 도파로에 인가된다.
이때, 업스트림 광 신호는 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치들(24)의 광 결합기의 업스트림 입력 도파로에 인가되자마자 곧바로 광 결합기의 결합 출력 도파로를 통해 업스트림 광 케이블(23)로 출력되므로 업스트림 광 신호에 대해 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(24)가 특별히 처리해야 하는 동작은 없다.
다만, 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치들(24)은 자신을 거쳐가는 업스트림 광 신호의 존재에 대해 알기 어려우므로, 매체 접근 제어(MAC) 방식으로서 경쟁(contention) 방식은 채택되기 어렵고, 비경쟁적 방식 중에서, 시분할 통신 방식, 폴링 방식 또는 인터럽트 방식을 이용할 수 있다.
일 실시예에서는 업스트림 광 신호와 송신 광 신호의 혼선을 방지하기 위하여, 시분할 통신 방식에 따라, 마스터 관제 서버(21)와 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치들(24)이 모두 시간 동기화된 상태에서, 소정의 시분할 알고리즘에 따라, 매 시구간마다 어느 한 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(24)가 영상 데이터를 업스트림 광 신호로서 마스터 관제 서버(21)로 출력하게 할 수 있다.
일 실시예에서는 업스트림 광 신호와 영상 송신 광 신호의 혼선을 방지하기 위하여, 폴링 방식에 따라, 마스터 관제 서버(21)가 소정의 시분할 알고리즘에 따라 특정 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(24)를 호출하고, 호출받은 특정 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(24)가 영상 데이터를 업스트림 광 신호로서 출력하게 할 수 있다.
다른 실시예에서, 인터럽트 방식에 따라, 이벤트가 발생한 특정 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(24)가 인터럽트를 생성하고 생성된 인터럽트를 광학적으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 제한 구역의 영상 내에서 사람의 형태가 탐지되었다거나, 군중 내에서 이상 행동이 관찰되었거나, 카메라 기능에 문제가 발생하였거나 하는 경우에 인터럽트가 발생할 수 있다.
이 경우에, 마스터 관제 서버(21)가 인터럽트에 상응하는 업스트림 광 신호를 수신하고 인터럽트를 생성한 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(24)에 데이터 송신 허가를 포함하는 다운스트림 광 신호를 보낼 수 있다. 데이터 송신 허가를 받은 특정 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(24)만이 영상 데이터를 업스트림 광 신호로서 출력하게 할 수 있다.
마스터 서버(21)는, 특정한 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(24)가 영상 송신 광 신호를 출력하여 업스트림 광 케이블(23)에 업스트림 광 신호가 발생하는 동안에, 다른 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치들이 영상 송신 광 신호를 출력하지 않도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 다운스트림 광 신호는 모든 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치들(24)에 공통으로 전달되기 때문에, 데이터 송신 허가를 받은 특정 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(24) 외에 다른 장치들은 광 신호 출력을 중지한다.
만약 마스터 관제 서버(21)가 수신한 업스트림 광 신호에 충돌이 있어 마스터 관제 서버(21)가 ACK 신호를 보내지 않을 경우에, 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치(24)는 소정 시간 내에 ACK 신호가 수신되지 않으면 광 신호를 재송신해야 한다. 하지만 광 통신의 전송 속도가 매우 빠르므로, 재송신이 있더라도 전체적으로 전송 속도에 영향이 크지 않다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
10 광학 접속식 CCTV 카메라 장치
11 광학 분배기
111 다운스트림 입력 도파로
112 분기 출력 도파로
113 통과 출력 도파로
114 분기부
12 광학 결합기
121 업스트림 입력 도파로
122 송신 입력 도파로
123 결합 출력 도파로
124 결합부
13 광 수신부
14 광 송신부
15 통신 제어부
16 카메라 기능 제어부
17 영상 처리부
18 설정 인터페이스
20 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 시스템
21 마스터 관제 서버
22 다운스트림 광 케이블
23 업스트림 광 케이블
24 슬레이브 광학 접속식 CCTV 카메라 장치

Claims (10)

  1. 광학적으로 수신되는 다운스트림 광 신호를 분기 광 신호와 통과 광 신호로 분기하는 광학 분배기;
    광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치가 생산한 영상 송신 광 신호 또는 다른 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치를 거쳐 광학적으로 수신한 업스트림 광 신호를 광학적으로 결합하여 결합 업스트림 광 신호를 생성하는 광학 결합기;
    상기 분기 광 신호를 수신하여 수신 전기 신호로 변환하며 통신 제어부에 전달하는 광 수신부;
    상기 통신 제어부로부터 영상 송신 전기 신호를 수신하고 상기 영상 송신 광 신호로 변환하는 광 송신부;
    상기 수신 전기 신호에 포함된 어드레스를 해독하고, 어드레스에 따라, 상기 수신 전기 신호로부터 추출되는 제어 명령 또는 데이터를 카메라 기능 제어부로 출력하거나 또는 상기 수신 전기 신호를 폐기하며, 또한 영상 처리부로부터 전달되는 영상 데이터에 기초하여 상기 영상 송신 전기 신호를 생성하고, 상기 생성된 영상 송신 전기 신호를 상기 제어 명령 중 송신 허가에 관련된 제어 명령에 따라 상기 광 송신부로 출력하는 통신 제어부;
    상기 통신 제어부로부터 전달된 제어 명령에 따라, 렌즈, 촬상소자, 스토리지, 영상 처리 및 인코딩 기능을 제어하는 카메라 기능 제어부; 및
    상기 카메라 기능 제어부의 제어에 따라 상기 촬상소자에서 획득된 영상으로부터 영상 데이터를 생성하여 상기 통신 제어부에 전달하는 영상 처리부를 포함하고,
    상기 다운스트림 광 신호는 적어도 하나의 마스터 장치에서 생성되어 직접 또는 적어도 하나의 다른 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치의 광 분배기를 거쳐 당해 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치의 상기 광 분배기에 인가되고,
    상기 결합 업스트림 광 신호는 적어도 하나의 마스터 장치로 직접 또는 적어도 하나의 다른 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치의 광 결합기를 거쳐 전송되는 것을 특징으로 하는 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 광학 분배기는,
    상기 다운스트림 광 신호를 수신하는 다운스트림 입력 도파로;
    상기 다운스트림 입력 도파로로 인가된 상기 다운스트림 광 신호를 상기 분기 광 신호와 상기 통과 광 신호로 광학적으로 분기하는 분기부;
    상기 분기 광 신호를 상기 광 수신부로 출력하는 분기 출력 도파로; 및
    상기 통과 광 신호를 출력하는 통과 출력 도파로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 광학 결합기는,
    다른 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치를 통해 전달된 업스트림 광 신호를 수신하는 업스트림 입력 도파로;
    상기 광 송신부로부터 상기 영상 송신 광 신호를 수신하는 송신 입력 도파로;
    상기 업스트림 입력 도파로로 인가된 상기 업스트림 광 신호와 상기 영상 송신 광 신호를 광학적으로 결합하여 결합 업스트림 광 신호를 생성하는 결합부; 및
    상기 결합 업스트림 광 신호를 출력하는 결합 출력 도파로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 광학 분배기 또는 상기 광학 결합기는
    PLC 기반의 또는 FBT 기반의 수동 광학 소자로 구현되는 것을 특징으로 하는 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 광학 분배기 또는 상기 광학 결합기는
    Y자 도파로 또는 방향성 커플링 결합기로 구현되는 것을 특징으로 하는 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치.
  6. 삭제
  7. 멀티 드롭 네트워크의 마스터로 동작하는 마스터 서버; 및
    다운스트림 광 케이블 및 업스트림 광 케이블을 통해 상기 마스터 서버와 멀티 드롭 연결된 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치들을 포함하며,
    상기 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치는,
    상기 다운스트림 광 케이블을 통해 광학적으로 수신되는 다운스트림 광 신호를 분기 광 신호와 통과 광 신호로 분기하는 광학 분배기;
    상기 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치가 생산한 송신 광 신호 또는 다른 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치로부터 상기 업스트림 광 케이블을 통해 광학적으로 수신한 업스트림 광 신호를 광학적으로 결합하여 결합 업스트림 광 신호를 생성하는 광학 결합기;
    상기 분기 광 신호를 수신하여 수신 전기 신호로 변환하며 통신 제어부에 전달하는 광 수신부;
    상기 통신 제어부로부터 송신 전기 신호를 수신하고 상기 송신 광 신호로 변환하는 광 송신부; 및
    상기 수신 전기 신호에 포함된 어드레스를 해독하고, 어드레스에 따라, 상기 수신 전기 신호로부터 추출되는 제어 명령 또는 데이터를 로컬 통신 인터페이스를 통해 출력하거나 또는 상기 수신 전기 신호를 폐기하며, 또한 상기 로컬 통신 인터페이스를 통해 전달되는 데이터에 기초하여 상기 송신 전기 신호를 생성하고, 상기 생성된 송신 전기 신호를 상기 광 송신부로 출력하는 통신 제어부를 포함하고,
    상기 다운스트림 광 신호는 적어도 하나의 마스터 장치에서 생성되어 직접 또는 적어도 하나의 다른 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치의 광 분배기를 거쳐 당해 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치의 상기 광 분배기에 인가되고,
    상기 결합 업스트림 광 신호는 적어도 하나의 마스터 장치로 직접 또는 적어도 하나의 다른 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치의 광 결합기를 거쳐 전송되는 것을 특징으로 하는 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 마스터 서버와 상기 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치들은 시간 동기화된 상태에서 시분할 방식에 따라 동작하여, 소정의 시분할 알고리즘에 따라 매 시구간마다 어느 한 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치가 업스트림 광 케이블을 통해 업스트림 광 신호를 상기 마스터 서버로 출력하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 시스템.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 마스터 서버와 상기 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치들은 폴링 방식에 따라 동작하여, 마스터 서버가 소정의 폴링 알고리즘에 따라 특정한 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치를 호출하고, 호출받은 특정 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치가 업스트림 광 케이블을 통해 업스트림 광 신호를 상기 마스터 서버로 출력하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 시스템.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 마스터 서버와 상기 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치들은 인터럽트 방식에 따라 동작하여, 이벤트가 발생한 특정 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치가 인터럽트를 생성하고 생성된 인터럽트를 광학적으로 상기 마스터 서버로 출력하면, 상기 마스터 서버가 인터럽트에 상응하는 업스트림 광 신호를 수신하고 인터럽트를 생성한 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치에 데이터 송신 허가를 포함하는 다운스트림 광 신호를 보내며, 데이터 송신 허가를 받은 상기 특정 슬레이브 광학 접속식 폐쇄회로 카메라 장치가 업스트림 광 케이블을 통해 업스트림 광 신호를 상기 마스터 서버로 출력하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 광학 접속식 폐쇄회로 텔레비전 시스템.
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