KR101736465B1 - 광 송수신 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 송수신 장치 및 광 송수신 방법을 개시한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광 송수신 장치는, 아날로그 영상신호를 디지털 영상신호로 변환하는 제1변환부; 아날로그 음향신호를 디지털 음향신호로 변환하는 제2변환부; 상기 디지털 영상신호와 상기 디지털 음향신호를 프레임 단위로 교대로 합성하는 합성부; 및 상기 프레임 단위의 디지털 영상신호와 디지털 음향신호를 광신호로 변환하는 발광부;를 포함할 수 있다.

Description

광 송수신 장치{Optical transceiver}
본 발명은 광 송수신 장치 및 광 송수신 방법에 관한 것이다.
종래의 엘리베이터 내부 감시 시스템은 엘리베이터 내부의 특정 위치에 감시 카메라를 설치한다. 이 감시 카메라는 동축케이블을 통해 표시 장치로 연결된다. 이에 따라 감시 카메라가 촬영한 영상은 동축케이블 통해서 전송되므로 엘리베이터 이동에 의한 동축케이블 손상이 발생하게 되며, 또한 동축케이블의 경우 엘리베이터가 고층까지 이동할 경우 노이즈에 의해 감시 카메라에서 영상을 안정적으로 전송하지 못하는 문제점이 있다. 또한 동축케이블은 동절기와 같이 온도와 압력의 급격한 변화에 의한 동파나 단선이 발생할 수 있다.
일본 공개특허 제2006-148507은 엘리베이터에 설치된 한 쌍의 적외선 송수신기를 개시한다.
본 발명은 동축케이블에 의한 영상 신호 송수신의 단점을 해소하고, 영상 신호와 음향 신호를 동시에 송수신할 수 있는 광 송수신 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광 송수신 장치는, 아날로그 영상신호를 디지털 영상신호로 변환하는 제1변환부; 아날로그 음향신호를 디지털 음향신호로 변환하는 제2변환부; 상기 디지털 영상신호와 상기 디지털 음향신호를 프레임 단위로 교대로 합성하는 합성부; 및 상기 프레임 단위의 디지털 영상신호와 디지털 음향신호를 광신호로 변환하는 발광부;를 포함할 수 있다.
상기 합성부는, 상기 디지털 영상신호의 하나 이상의 프레임 사이에 상기 디지털 음향신호의 하나의 프레임을 삽입하는 방식으로 합성할 수 있다.
상기 광 송수신 장치는, 입력되는 광신호를 검출하는 수광부; 및 상기 입력 광신호를 카메라 제어신호로 변환하는 제3변환부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광 송수신 장치는, 광신호를 검출하는 수광부; 상기 광신호를 디지털 영상신호 및 디지털 음향신호로 변환 및 분리하는 분리부; 상기 디지털 영상신호를 저장하는 제1버퍼; 상기 디지털 음향신호를 저장하는 제2버퍼; 상기 저장된 디지털 영상신호를 프레임 단위로 아날로그 영상신호로 변환하는 제1변환부; 및 상기 저장된 디지털 음향신호를 프레임 단위로 아날로그 음향신호로 변환하는 제2변환부;를 포함할 수 있다.
상기 광신호는 디지털 영상신호의 하나 이상의 프레임 사이에 디지털 음향신호의 하나의 프레임이 삽입된 신호일 수 있다.
상기 광 송수신 장치는, 사용자 입력을 카메라 제어신호로 변환하는 제3변환부; 및 상기 카메라 제어신호를 광신호로 변환하는 발광부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 엘리베이터의 내부 감시 카메라가 촬영한 영상 신호를 동축케이블이 아닌 광 송수신 방식을 이용하여 무선으로 전송함으로써, 감시 카메라로 촬영한 영상 신호를 노이즈 없이 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 영상 신호와 음향 신호를 혼재하여 동시 전송하고, 영상 신호와 음향 신호를 통해 이벤트 발생 여부를 판단하므로, 엘리베이터뿐만 아니라 다양한 환경에 적용되어 정확한 상황 파악이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터 감시 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광송수신 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예 따른 제1광송수신장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 신호와 음향 신호가 합성되어 전송되는 방법을 설명하는 예이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예 따른 제2광송수신장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광송수신장치의 영상 신호 및 음향 신호의 전송 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광송수신장치의 영상 신호 및 음향 신호의 수신 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터 감시 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 엘리베이터 감시 장치는 엘리베이터(1)의 상부에 설치된 제1광송수신기(3) 및 이에 대향하여 기계실(10) 하부에 설치된 제2광송수신기(5)를 포함한다. 엘리베이터(1)의 운전은 기계실(10)의 제어장치(6)의 운전 제어에 의해 제어된다. 엘리베이터(1)는 제어장치(6)의 제어 하에 승강로(4)의 추(8) 및 기계실(10)로부터의 로프(9)에 의해 승강로(4)를 승강한다.
제1광송수신기(3)는 엘리베이터(1) 내부의 센서(2)로부터 수신한 영상 신호 및 음향 신호를 광신호로 변환하여 제2광송수신기(5)로 전송하고, 제2광송수신기(5)로부터 센서(2)의 제어를 위한 제어 신호를 광신호로 수신한다.
제1광송수신기(3)는 영상 신호 및 음향 신호 외에 기타 센서에 의해 획득되는 센서 신호를 영상 신호 및 음향 신호와 함께 합성하여 광신호로 변환하여 전송할 수 있다.
제2광송수신기(5)는 제1광송수신기(3)로부터의 광신호를 수신하여 다시 영상 신호와 음향 신호로 변환하고, 제어장치(6)를 통해 또는 직접 제어실(7)로 유선 또는 무선으로 전송하여 출력한다. 또한 제2광송수신기(5)는 센서(2)의 제어를 위한 제어 신호를 광신호로 변환하여 제1광송수신기(3)로 전송한다. 제어실(7)은 예를 들면 빌딩 내의 관리실에 설치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광송수신 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광송수신 시스템은 제1광송수신장치(30) 및 제2광송수신장치(50)를 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 광송수신 시스템은 엘리베이터 감시 장치 외에 영상 및 음향 신호와 제어 신호의 전송을 요하는 외부 환경에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 광송수신 시스템은 공동주택이나 빌딩에서 엘리베이터 내부, 계단, 지하 주차장, 노인정, 놀이터, 산책로 등과 같은 밀폐 되고 인적이 드문 장소 등에 분산 설치될 수 있다.
영상만을 이용하여 내부의 상황을 정확하게 인식 하기는 매우 어렵다. 그리고, 아날로그 PTZ 카메라를 이용하여 여러 방향을 제어해야되는 경우가 다수 발생할 수 있으며, 이런 환경에서 영상만 전송된다면, 자원의 낭비를 초래할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 감시 영역의 영상과 음성을 이용하여 상황을 인식한다.
제1광송수신장치(30)는 영상 센서(20)로부터 영상 신호를 수신하고, 음향 센서(40)로부터 음향 신호를 수신한다. 영상 센서(20)는 디지털 및 아날로그 방식의 카메라를 포함하고, 감시 영역의 영상을 촬영한다. 음향 센서(40)는 마이크로폰과 같은 음향 수집 수단이다. 음향 센서(40)는 영상 센서(20)와 개별적으로, 또는 영상 센서(20)에 내장되는 등의 일체로 설치될 수 있으며, 음향 센서(40)와 영상 센서(20)는 감시 영역에 하나 이상의 개수로 분산 배치될 수 있다. 제1광송수신장치(30)는 수신한 영상 신호 및 음향 신호를 합성하여 광신호로 변환하고, 제2광송수신장치(50)로 전송한다.
제2광송수신장치(50)는 제1광송수신장치(3)로부터의 광신호를 수신하여 다시 영상 신호와 음향 신호로 변환한다. 제2광송수신장치(50)는 영상 신호와 음향 신호의 타임 정보를 매칭시켜 각각 디스플레이 등의 영상 표시 장치(60)와 스피커 등의 음향 출력 장치(70)로 출력한다.
한편, 제2광송수신장치(50)는 입력 장치(80)를 통한 사용자의 입력에 의해 영상 센서(20)의 PTZ(팬/틸트/줌) 제어를 위한 제어 신호를 수신하고, 이를 광신호로 변환하여 제1광송수신장치(30)로 전송한다. 입력 장치(80)는 조이스틱, 키보드, 마이크로폰, 터치 패널의 터치 수단 등을 포함할 수 있다.
제1광송수신장치(30)는 광신호를 수신하여 다시 제어 신호로 변환하여, 영상 센서(20)의 움직임을 제어한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예 따른 제1광송수신장치(30)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 제1광송수신장치(30)는 영상 입력부(31), 제1변환부(32), 음향 입력부(33), 제2변환부(34), 합성부(35), 발광부(36), 수광부(37), 제3변환부(38) 및 전원 표시부(39)를 포함한다.
영상 입력부(31)는 영상 센서(20)로부터 입력되는 아날로그 영상 신호의 정합부이다. 영상 입력부(31)는 동기(Sync) 신호를 찾아 신호의 정상 유무를 판단할 수 있다. 제1변환부(32)는 아날로그 영상 신호를 프레임 단위의 디지털 영상 신호(이하, '영상 프레임'이라 함)로 변환한다.
음향 입력부(33)는 음향 센서(40)로부터 입력되는 아날로그 음향 신호의 정합부이다. 제2변환부(34)는 아날로그 음향 신호를 프레임 단위의 디지털 음향 신호(이하, '음향 프레임'이라 함)로 변환한다.
합성부(35)는 영상 프레임과 음향 프레임을 교대로 합성한다. 각 영상 프레임과 음향 프레임은 각 프레임 취득 시각과 관련된 타임 정보를 포함할 수 있다. 이때 영상 프레임을 음향 프레임에 앞서 전송하는 것이 바람직하다. 합성부(35)는 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 영상 신호와 음향 신호를 혼재하여 전송시, 교대로 전송함으로써 영상 신호와 음성 신호의 간섭을 최소화하고, 복잡한 신호 처리 없이 대용량의 영상 신호 및 음성 신호를 송수신할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 신호와 음향 신호가 합성되어 전송되는 방법을 설명하는 예이다. 도 4(a)를 참조하면, 하나의 영상 프레임과 하나의 음향 프레임이 교대로 합성된다. 즉, 인접하는 두 개의 영상 프레임 사이에 하나의 음향 프레임이 삽입되어 동시 전송된다. 도 4(b)를 참조하면, 두 개의 영상 프레임과 하나의 음향 프레임이 교대로 합성된다. 즉, 연속하는 두 개의 영상 프레임 사이에 하나의 음향 프레임이 삽입되어 동시 전송된다.
발광부(36)는 영상 프레임 및 음향 프레임을 광신호로 변환하여 전송한다. 발광부(36)는 레이저 다이오드(Laser Diode) 또는 광 다이오드(Photo Diode)를 포함할 수 있다.
수광부(37)는 입력되는 광신호를 검출하고, 제3변환부(38)는 광신호를 제어 신호로 복원한다. 제어 신호는 영상 센서(20)의 PTZ 제어 신호로서, 영상 센서(20)의 움직임을 제어한다.
전원 표시부(39)는 영상 신호 또는 음성 신호의 입력에 의해 제1광송수신장치(30)가 파워 온 됨을 표시한다. 전원 표시부(39)는 LED로 구현될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예 따른 제2광송수신장치(50)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 제2광송수신장치(50)는 수광부(51), 분리부(52), 제1버퍼(53), 제1변환부(54), 제2버퍼(55), 제2변환부(56), 제3변환부(57), 발광부(58) 및 전원 표시부(59)를 포함할 수 있다.
수광부(51)는 입력되는 광신호를 검출한다. 광신호는 전압을 높여 증폭될 수 있다.
분리부(52)는 입력 광신호의 동기 신호를 찾아 정상 유무를 판단할 수 있다. 분리부(52)는 입력되는 광신호를 주파수로 변환하여 주파수를 검출한다. 분리부(52)는 주파수 신호를 전압 신호로 변환하여 전압 성분에서 노이즈를 제거함으로써 디지털 영상 신호 및 디지털 음향 신호로 변환 및 분리한다. 분리부(52)는 FPGA(Field Programmable Gate Array)로 구현될 수 있다.
제1버퍼(53)는 디지털 영상 신호를 임시 저장하고, 제1변환부(54)는 저장된 디지털 영상 신호를 프레임 단위로 타임 정보에 따라 아날로그 영상 신호로 변환한다. 아날로그 영상 신호는 영상 표시 장치(60)에 출력되어 재현된다.
제2버퍼(55)는 디지털 음향 신호를 임시 저장하고, 제2변환부(56)는 저장된 디지털 음향 신호를 프레임 단위로 타임 정보에 따라 아날로그 음향 신호로 변환한다. 아날로그 음향 신호는 음향 출력 장치(70)에 출력되어 재현된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2광송수신장치(50)는 제1버퍼(53)와 제2버퍼(55)를 이용하여 영상 신호와 음향 신호를 임시 저장함으로써, 영상 신호와 음향 신호의 타임 정보에 따라 매칭시켜 동시 재현할 수 있다.
제3변환부(57)는 입력 장치(80)를 통해 입력되는 사용자의 입력을 신호 처리하여 제어 신호를 생성한다. 발광부(58)는 제어 신호를 광신호로 변환하여 전송한다.
전원 표시부(59)는 제2광송수신장치(50)가 파워 온 됨을 표시한다. 전원 표시부(59)는 LED로 구현될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광송수신장치의 영상 신호 및 음향 신호의 전송 방법을 설명하는 흐름도이다.
광송수신장치는 외부의 영상 센서로부터 아날로그 영상 신호를 입력받고(S61), 디지털 영상 신호로 변환한다(S62).
광송수신장치는 외부의 음향 센서로부터 아날로그 음향 신호를 입력받고(S63), 디지털 음향 신호로 변환한다(S64).
광송수신장치는 디지털 영상 신호와 디지털 음향 신호를 프레임 단위로 교대로 합성한다(S65). 이때 디지털 영상 신호의 하나 이상의 프레임 사이에 디지털 음향 신호의 하나의 프레임이 삽입되는 방식으로 합성된다. 예를 들어, 하나의 영상 신호 프레임과 하나의 음향 신호 프레임이 교대로 전송되도록 합성되거나, 두 개의 영상 신호 프레임과 하나의 음향 신호 프레임이 교대로 전송되도록 합성될 수 있다. 각 프레임은 취득시 타임 정보를 포함할 수 있다.
광송수신장치는 프레임 단위의 디지털 영상 신호와 디지털 음향 신호를 광신호로 변환하여 출력한다(S65). 이때 광신호는 레이저 신호일 수 있다.
한편, 광송수신장치는 영상 센서 제어를 위한 제어 신호가 변환된 광신호를 검출하고, 검출된 광신호를 다시 제어 신호로 변환하여 영상 센서의 움직임을 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광송수신장치의 영상 신호 및 음향 신호의 수신 방법을 설명하는 흐름도이다.
광송수신장치는 영상 신호와 음향 신호가 변환된 광신호를 검출하고(S71), 디지털 영상 신호 및 디지털 음향 신호로 변환 및 분리한다(S72). 광신호는 레이저 신호일 수 있다. 광신호는 디지털 영상 신호의 하나 이상의 프레임 사이에 디지털 음향 신호의 하나의 프레임이 삽입된 신호이다. 각 프레임에는 타임 정보가 포함될 수 있다. 프레임 단위로 교대로 영상 신호와 음향 신호가 수신되기 때문에, 영상 신호와 음향 신호의 재생 타이밍을 맞춰야 한다. 이를 위해 광송수신장치는 영상 신호와 음향 신호를 각각 임시로 버퍼에 저장한다.
광송수신장치는 디지털 영상 신호를 일정 시간 버퍼에 저장하고(S73), 저장된 디지털 영상 신호를 프레임 단위로 아날로그 영상 신호로 변환한다(S74).
광송수신장치는 디지털 음향 신호를 일정 시간 버퍼에 저장하고(S76), 저장된 디지털 음향 신호를 프레임 단위로 아날로그 음향 신호로 변환한다(S77).
광송수신장치는 아날로그 영상 신호와 아날로그 음향 신호를 타임 정보를 기초로 매칭시켜 각각 영상 표시 장치와 음향 출력 장치에서 동시 재생한다(S75, S78).
한편, 광송수신장치는 영상 센서 제어를 위한 사용자의 입력을 수신하여 제어 신호를 생성하고, 광신호로 변환하여 전송할 수 있다.
본 발명의 실시예는 동축 케이블 대신 무선에 의한 광 송수신 방식에 의해 엘리베이터뿐만 아니라 외부 환경에서도 적용될 수 있다. 또한 본 발명의 실시예는 영상 신호와 음향 신호를 혼재하여 전송하는 광 송수신 방식에 의해, 고화질의 영상 신호 및 음향 신호를 전송할 수 있고, 대용량의 영상 신호를 전송할 수 있다. 또한 본 발명의 실시예는, 제어 신호의 송수신도 가능하다.
본 발명의 실시예는 엘리베이터 감시 시스템 외에 외부의 방재 시스템, 정부 주요 시설에서의 영상 전송 등 다양한 분야에 적용 가능하다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 영상센서로부터 입력되는 아날로그 영상신호를 디지털 영상신호로 변환하는 제1변환부;
    음향센서로부터 입력되는 아날로그 음향신호를 디지털 음향신호로 변환하는 제2변환부;
    상기 디지털 영상신호와 상기 디지털 음향신호를 프레임 단위로 교대로 합성하는 합성부;
    상기 프레임 단위의 디지털 영상신호와 디지털 음향신호를 광신호로 변환하는 발광부;
    입력 광신호를 검출하는 수광부; 및
    상기 입력 광신호를 상기 영상센서의 움직임을 제어하는 제어신호로 변환하는 제3변환부;를 포함하는 광 송수신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 합성부는,
    상기 디지털 영상신호의 하나 이상의 프레임 사이에 상기 디지털 음향신호의 하나의 프레임을 삽입하여 출력하는 광 송수신 장치.
  3. 삭제
  4. 광신호를 검출하는 수광부;
    상기 광신호를 디지털 영상신호 및 디지털 음향신호로 변환 및 분리하는 분리부;
    상기 디지털 영상신호를 저장하는 제1버퍼;
    상기 디지털 음향신호를 저장하는 제2버퍼;
    상기 저장된 디지털 영상신호를 프레임 단위로 아날로그 영상신호로 변환하는 제1변환부;
    상기 저장된 디지털 음향신호를 프레임 단위로 아날로그 음향신호로 변환하는 제2변환부;
    사용자 입력을 영상센서의 움직임을 제어하는 제어신호로 변환하는 제3변환부; 및
    상기 영상센서의 제어신호를 광신호로 변환하는 발광부;를 포함하는 광 송수신 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
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JP2002368690A (ja) * 2001-06-08 2002-12-20 Oputei Japan Corporation:Kk マルチメディア信号光伝送システム
KR100438693B1 (ko) * 1997-06-04 2005-08-17 삼성전자주식회사 음성및영상다중전송시스템

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