KR101835036B1 - 회전형 카메라장치 - Google Patents

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KR101835036B1
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김승기
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Abstract

본 발명은 초기화 동작 시에 카메라 모듈을 효율적으로 초기 위치에 이동시킬 수 있는 회전형 카메라장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 회전형 카메라 장치는, 설치판 상에 고정 설치되는 카메라 모듈; 상기 설치판을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 모터; 상기 모터에 전원을 투입하여 상기 모터를 소정 각도 회전 구동시키는 모터 드라이버; 상기 설치판의 둘레에 상기 설치판과 함께 회전하도록 설치되며, 상기 카메라 모듈의 촬상 방향에 형성되는 기준점과 상기 기준점에서 연장되는 선단부까지의 설치 반경이 상기 카메라 모듈의 회전반경의 절반에 해당하는 설치 반경을 갖도록 형성되는 센서 감응부; 상기 센서 감응부의 위치를 검출하는 센서; 및 전원 투입 시에 혹은 초기화 동작 시에, (a) 상기 센서에서 상기 센서 감응부를 검출하면 상기 기준점의 위치까지 상기 설치판을 상기 센서 감응부의 설치 방향으로 회전시키며, (b) 상기 센서에서 상기 센서 감응부를 검출하지 못하면 상기 기준점의 위치까지 상기 설치판을 상기 센서 감응부가 설치되지 않은 방향으로 회전시키도록 상기 모터 드라이버를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 전원의 투입 또는 초기화 시에 카메라 모듈의 이동 거리를 최소화하여 기준 위치로 이동시킬 수 있으며, 초기화 동작을 신속하게 수행할 수 있음은 물론 초기화 동작 시에 배선의 물리적 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

회전형 카메라장치{ROTATABLE CAMERA APPARATUS}
본 발명은 CCTV 등에 사용되는 회전형 돔 카메라 장치의 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초기화 동작 시에 카메라 모듈을 효율적으로 초기 위치로 이동시킬 수 있는 회전형 카메라장치에 관한 것이다.
일반적으로, 폐쇄회로 TV(CCTV: Closed-Circuit Television)로 알려진 감시 카메라 시스템은 돔 형태로 제공되는 카메라장치를 포함하며, 이 카메라장치는 PAN/TILT 모터에 의해 수평 방향 및 수직 방향으로 회전 가능하게 설치된다.
도 1은 종래 회전형 카메라장치를 개념적으로 예시한 평면도이다. 도 1을 참조하면, 하우징(10) 내에 원형의 설치판(12)이 설치되며, 설치판(12) 상에 카메라 모듈(14)이 설치된다. 도면 상에서 PAN/TILT 모터는 예시하지 않았지만, 설치판(12)이 모터에 의해 회전하면서 카메라 모듈(14)이 회전하여 다양한 구역을 감시한다. 예컨대, 360도 Endless 타입의 경우 카메라장치는 도 1의 구조에서 카메라 모듈(14)이 360도 회전함으로써, 감시 구역의 전 범위를 촬영할 수 있게 된다.
통상적으로 회전형 카메라장치는 전원이 투입되는 경우, 또는, 카메라장치의 제어 동작을 초기화 하는 경우, 카메라 모듈(14)을 기준 위치로 이동시키고, 이 기준 위치에 기초하여 카메라의 동작을 제어한다. 도 1은 전기적인 신호로 카메라 모듈(14)의 위치를 인식하는 구조를 예시하고 있다.
도 1을 참조하면, 설치판(12) 상에는 카메라 모듈(14)의 위치를 정렬시키기 위해 센서 감응부(16)가 돌출 설치되며, 하우징(10)에는 센서 감응부(16)를 검출하기 위한 센서(18)가 설치된다. 센서(18)는 도시 안된 제어부에 센서 감응부(16)의 존부를 검출하여 검출 신호를 전달한다.
제어부는 초기화 동작 시에 카메라 모듈(14)을 미리 정해진 방향으로 회전시키고, 센서(18)에서 센서 감응부(16)를 검출하는 경우 회전 동작을 중지시키는 것으로 초기화 동작을 수행할 수 있다.
그런데, 도 2에서와 같이 카메라 모듈(14)이 위치하는 경우에는 매우 적은 회전으로 초기화 동작을 수행할 수 있지만, 도 3에서와 같이 카메라 모듈(14)이 위치하는 경우에는 카메라 모듈(14)의 최대 회전 반경까지를 회전시켜야 비로소 기준 위치로 이동시킬 수 있다. 도 3에서와 같은 경우, 초기화 동작에 많은 시간이 소요되며, 불필요한 회전 동력을 사용하게 된다. 무엇보다 카메라 모듈(14)의 회전 반경이 360도에 그치거나 더욱 적은 각도로 제한되어 있는 경우에는, 카메라 모듈에 연결된 배선에 물리적인 손상이 가해질 수 있다.
한편, 대한민국 등록특허 제10-1424151호는 탈조를 감시할 수 있는 감시 카메라 장치 및 그 제어방법을 제안하고 있다. 동 선행문헌을 참조하면, 복수의 팬센서 감응부재 중 하나를 다른 센서 감지 길이를 갖도록 설치하고, 복수의 틸트센서 감응부재 중 하나를 다른 센서 감지 길이를 갖도록 설치하여 탈조를 감지하고 있다.
하지만, 위 선행문헌에서도 카메라 모듈을 초기 위치로 이동시키는 경우에는, 도 3에서 예시한 바와 같이 다른 센서 감지 길이를 갖는 센서 감응부재까지 카메라 모듈을 회전 이동시켜야 하므로, 전술한 바와 동일한 문제가 발생된다.
대한민국 등록특허 제10-1424151호
본 발명은 카메라장치에 전원이 투입되거나 동작 제어를 초기화 시키는 경우에 카메라 모듈의 회전 이동거리를 최소화시켜 초기화 동작을 신속하게 수행되도록 하며, 초기화 동작 시에 과도한 회전 이동에 의해 배선에 물리적인 손상이 가해지는 것을 방지할 수 있는 회전형 카메라장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 회전형 카메라장치는, 설치판 상에 고정 설치되는 카메라 모듈; 상기 설치판을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 모터; 상기 모터에 전원을 투입하여 상기 모터를 소정 각도 회전 구동시키는 모터 드라이버; 상기 설치판의 둘레에 상기 설치판과 함께 회전하도록 설치되며, 상기 카메라 모듈의 촬상 방향에 형성되는 기준점과 상기 기준점에서 연장되는 선단부까지의 설치 반경이 상기 카메라 모듈의 회전반경의 절반에 해당하는 설치 반경을 갖도록 형성되는 센서 감응부; 상기 센서 감응부의 위치를 검출하는 센서; 및 전원 투입 시에 혹은 초기화 동작 시에, (a) 상기 센서에서 상기 센서 감응부를 검출하면 상기 기준점의 위치까지 상기 설치판을 상기 센서 감응부의 설치 방향으로 회전시키며, (b) 상기 센서에서 상기 센서 감응부를 검출하지 못하면 상기 기준점의 위치까지 상기 설치판을 상기 센서 감응부가 설치되지 않은 방향으로 회전시키도록 상기 모터 드라이버를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 회전형 카메라장치는, 상기 모터는 상기 설치판을 수평 방향으로 회전시키기 위한 팬(PAN) 모터이고, 상기 모터 드라이버는 상기 팬 모터를 구동한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전형 카메라장치는, 상기 모터는 상기 설치판을 수직 방향으로 회전시키기 위한 틸트(TILT) 모터이고, 상기 모터 드라이버는 상기 틸트 모터를 구동하는 틸트 모터 드라이버이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전형 카메라장치는, 상기 모터는 상기 설치판을 360도 범위 내에서 소정 각도로 정역 회전시키는 스텝 모터 또는 서보 모터이며, 상기 센서 감응부는 상기 설치 반경은 180도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회전형 카메라장치는, 상기 기준점은 상기 센서 감응부 상에서 돌출 형성된다.
본 발명의 회전형 카메라장치에 따르면, 전원의 투입 또는 초기화 시에 카메라 모듈의 이동 거리를 최소화하여 기준 위치로 이동시킬 수 있으며, 초기화 동작을 신속하게 수행할 수 있음은 물론 초기화 동작 시에 배선의 물리적 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 회전형 카메라장치의 구조를 개념적으로 예시한 평면도,
도 2는 도 1에서 초기화 동작이 수행되는 일예를 보인 평면도,
도 3은 도 1에서 초기화 동작이 수행되는 다른 예를 보인 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 회전형 카메라장치를 예시한 블록도,
도 5는 본 발명에 따른 회전형 카메라장치를 개념적으로 예시한 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 회전형 카메라장치의 초기화 동작을 보인 흐름도,
도 7은 도 5에서 초기화 동작이 수행되는 일예를 보인 평면도, 및
도 8은 도 5에서 초기화 동작이 수행되는 다른 예를 보인 평면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 그리고 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수 있다.
실시예를 구체적으로 설명함에 있어서, 중복되는 설명이나 당해 분야에서 자명한 기술에 대한 설명은 생략되었다. 또한, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 외에 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
본 발명에 따른 회전형 카메라장치는 카메라 모듈을 초기 위치로 이동시키는 초기화 동작을 효율적으로 수행하기 위하여 센서 감응부의 구조를 카메라 모듈의 최대 허용 회전반경(360도 Endless 회전 타입의 경우에는, 360도)의 절반에 해당하는 설치반경을 갖도록 한 센서 감응부의 구조와, 센서 감응부의 위치 검출에 따른 제어부의 모터 회전 제어 동작에 특징이 있다. 센서 감응부의 구조는 PAN 회전 및 TILT 회전 모두에 동일하게 적용될 수 있으며, 이하의 실시예에서는 PAN 회전 및 TILT 회전을 통칭하여 "회전"의 개념으로 설명하기로 한다. 또한, 본 발명은 360도 Endless 타입으로 회전하는 카메라장치는 물론, 회전 반경이 360도 이하로 제한된 카메라장치에도 모두 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 회전형 카메라장치를 예시한 블록도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 회전형 카메라장치는 통상 알려진 회전형 카메라장치와 마찬가지로 제어부(100)와, 조작부(110)와, 통신부(120)와, 모터 드라이버(130)와, 모터(140)와, 카메라 모듈(200)을 포함하여 구성된다.
제어부(100)는 카메라 모듈(200)의 회전 동작을 포함하여 장치의 전반적인 동작을 제어하는 수단으로, 마이컴 등의 처리장치를 포함할 수 있다. 조작부(110)는 카메라 모듈(200)을 수동으로 조작하기 위한 조작 명령을 입력하기 위한 수단으로, 관리자에 의해 조작되는 조이스틱, 제어반, 제어용 컴퓨터의 키 입력수단 등으로 구성될 수 있다. 통신부(120)는 원격으로 카메라 모듈(200)의 제어신호를 수신하고, 카메라 모듈(200)에서 촬영된 이미지 및 카메라 모듈(200)의 상태 정보를 원격지로 송신하기 위한 통신 수단이다.
모터 드라이버(130)는 제어부(100)의 제어 신호에 의해 모터(140)를 구동시키는 수단으로서, 전원을 스위칭하여 공급하는 스위칭소자, 구동 전압을 생성하기 위한 전압 제어형 소자들이 조합된 회로로 구성된다. 모터(140)는 카메라 모듈(200)의 수평 회전을 위한 PAN 모터 및 수직 회전을 위한 TILT 모터 중 어느 하나이거나 두 가지 모터가 모두 별도로 구성될 수 있으며, 카메라 모듈(200)의 회전 각도를 정밀하게 제어하기 위한 스텝 모터 또는 서보 모터일 수 있다.
여기서, 본 발명의 회전형 카메라장치는 카메라 모듈(200)과 함께 회전되며, 카메라 모듈(200)의 최대 허용 회전반경의 절반에 해당하는 설치반경을 갖는 센서 감응부(220)와, 센서 감응부(220)의 위치를 검출하기 위한 센서(160)를 구비한다. 제어부(100)는 센서(160)의 검출 신호에 대응하여 모터 드라이버(130)의 동작을 제어한다.
도 5는 본 발명에 따른 회전형 카메라장치를 개념적으로 예시한 평면도이다. 도 5를 참조하면, 하우징(300) 내부에 카메라 모듈(200)이 설치되는 설치판(210)이 구비된다. 설치판(210)은 모터(140)에 의해 카메라 모듈(200)과 함께 회전되는 원형의 부재로서, 설치판(210)의 둘레에는 센서 감응부(220)가 설치된다.
도시한 예에서, 카메라 모듈(200)은 360도의 회전반경을 가지며, 센서 감응부(220)는 설치판(210)의 둘레에서 180도의 설치 반경을 갖는다. 센서 감응부(220)는 카메라 모듈(200)의 촬상 방향에 형성되는 기준점(222)에서 연장되어 그 선단부까지 반원 형태를 갖는다. 여기서, 기준점(222)은 센서 감응부(220)로부터 방사 방향 외측으로 돌출 형성될 수 있다.
만약, 카메라 모듈(200)이 180도의 회전반경을 갖는다면, 센서 감응부(220)는 대응하여 90도의 설치반경을 가질 수 있다. 이와 같이, 센서 감응부(220)의 설치반경은 도면의 예시로 고정되는 것은 아니며, 카메라 모듈(200)의 허용 회전반경에 따라 가변될 수 있다.
센서(160)는 하우징(300)에 고정 설치되며, 센서 감응부(220)의 위치를 검출하는 수단이다. 예를 들어, 센서(160)는 빛의 차단 유무로부터 센서 감응부(220)를 검출할 수 있다. 도시한 바와 같이 센서 감응부(220)가 좌측에 걸쳐서 존재하는 것으로부터 기준점(222)을 인식할 수 있으며, 도 5에 도시된 예시가 카메라 모듈(200)이 초기화 동작에 의해 기준 위치에 있는 상태를 예시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 회전형 카메라장치의 초기화 동작을 보인 흐름도이고, 도 7은 도 5에서 초기화 동작이 수행되는 일예를 보인 평면도이고, 도 8은 도 5에서 초기화 동작이 수행되는 다른 예를 보인 평면도이다. 도 6 내지 8을 참조하여 본 발명에 따른 회전형 카메라의 초기화 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 6에 예시된 흐름도는 전원의 투입 시에 혹은 카메라장치의 초기화 동작 시에 수행되는 것으로서, 카메라 모듈(200)의 정밀한 위치 제어를 수행하기에 앞서 카메라 모듈(200)을 기준 위치로 이동시키기 위한 제어 과정을 예시한 것이다.
제어부(100)는 센서(160)로부터 검출신호를 전달받아 센서 감응부(220)를 검출했는지 여부를 판단한다(ST110).
만약, 센서 감응부(220)가 검출되었다면, 도 7에서와 같이 센서(160)를 기준으로 카메라 모듈(200)의 촬상 방향이 우반구에 위치한 상태를 의미할 것이다. 이 경우, 제어부(100)는 카메라 모듈(200)을 센서 감응부(220)가 설치된 방향으로 회전시킨다(ST120). 도시된 예에서는 센서 감응부(220)가 설치판(210)의 좌반구에 설치된 상태이므로, 카메라 모듈(200)을 반시계 방향으로 회전시킨다.
센서(160)를 기준으로 한 카메라 모듈(200)의 위치가 멀리 있는 경우, 즉, 센서(160)가 센서 감응부(220)의 선단부를 인식한 경우라도, 카메라 모듈(200)을 180도 이하로 회전시키는 것으로 카메라 모듈(200)를 기준 위치로 이동시킬 수 있다.
만약, 단계 ST110에서 센서 감응부(220)가 검출되지 않았다면, 도 8에서와 같이 센서(160)를 기준으로 카메라 모듈(200)의 촬상 방향이 좌반구에 위치한 상태를 의미할 것이다. 이 경우에는, 제어부(100)가 카메라 모듈(200)을 센서 감응부(220)의 미설치 방향으로 회전시킨다(ST130). 도시된 예에서는 카메라 모듈(200)을 시계 방향으로 회전시킨다.
센서(160)를 기준으로 한 카메라 모듈(200)의 위치가 센서 감응부(220)의 미설치 구간에서 가장 멀리 있는 경우라도, 카메라 모듈(200)을 시계 방향으로 180도 이하로 회전시키는 것으로 카메라 모듈(200)을 기준 위치로 이동시킬 수 있을 것이다.
이제 센서(160)에서 센서 감응부(220)의 기준점(222)을 검출하였는지를 판단한다(ST140). 만약 기준점(222)이 검출되지 않았다면, 단계 ST120 또는 단계 ST130을 계속하여 진행하며, 기준점(222)이 검출되었다면 모터(140)의 동작을 정지시켜 카메라의 위치를 초기화(ST150) 하는 것으로 초기화 동작을 종료한다.
센서 감응부의 구조를 카메라 모듈의 최대 허용 회전반경(360도 Endless 회전 타입의 경우에는, 360도)의 절반에 해당하는 설치반경을 갖도록 한 센서 감응부의 구조와, 센서 감응부의 위치 검출에 따른 제어부의 모터 회전 제어 동작에 특징이 있다
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 회전형 카메라장치는 센서 감응부의 구조적 특징 및 이를 이용한 제어부의 제어 동작에 기반하여, 카메라 모듈이 어느 위치에 있는 경우라도 카메라 모듈을 기준 위치로 이동시킬 때 허용되는 회전반경의 절반에 해당하는 반경 이내로 회전시켜 초기화 동작을 수행할 수 있다. 따라서 종래의 회전형 카메라장치에서의 초기화 동작에 비하여, 카메라 모듈의 이동 거리를 최소화 할 수 있어 초기화 동작에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 카메라 모듈의 과도한 회전에 따르는 배선의 물리적 손상을 방지할 수 있게 된다.
위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 위의 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 하며, 첨부된 청구항에 한정된 구성요소를 균등물로 치환한 경우 이는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
100 : 제어부 110 : 조작부
120 : 통신부 130 : PAN/TILT 모터 드라이버
140 : PAN/TILT 모터 160 : 센서
200 : 카메라 모듈 210 : 설치판
220 : 센서 감응부 222 : 기준점
300 : 하우징

Claims (5)

  1. 설치판 상에 고정 설치되는 카메라 모듈;
    상기 설치판을 회전시키기 위한 동력을 제공하는 모터;
    상기 모터에 전원을 투입하여 상기 모터를 소정 각도 회전 구동시키는 모터 드라이버;
    상기 설치판의 둘레에 상기 설치판과 함께 회전하도록 설치되며, 상기 카메라 모듈의 촬상 방향에 형성되는 기준점과 상기 기준점에서 연장되는 선단부까지의 설치 반경이 상기 카메라 모듈의 회전반경의 절반에 해당하는 설치 반경을 갖도록 형성되는 센서 감응부;
    상기 센서 감응부의 위치를 검출하는 센서; 및
    전원 투입 시에 혹은 초기화 동작 시에, (a) 상기 센서에서 상기 센서 감응부를 검출하면 상기 기준점의 위치까지 상기 설치판을 상기 센서 감응부의 설치 방향으로 회전시키며, (b) 상기 센서에서 상기 센서 감응부를 검출하지 못하면 상기 기준점의 위치까지 상기 설치판을 상기 센서 감응부가 설치되지 않은 방향으로 회전시키도록 상기 모터 드라이버를 제어하는 제어부
    를 포함하는 회전형 카메라장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모터는 상기 설치판을 수평 방향으로 회전시키기 위한 팬(PAN) 모터이고, 상기 모터 드라이버는 상기 팬 모터를 구동하는 팬 모터 드라이버인 회전형 카메라장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모터는 상기 설치판을 수직 방향으로 회전시키기 위한 틸트(TILT) 모터이고, 상기 모터 드라이버는 상기 틸트 모터를 구동하는 틸트 모터 드라이버인 회전형 카메라장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모터는 상기 설치판을 360도 범위 내에서 소정 각도로 정역 회전시키는 스텝 모터 또는 서보 모터이며, 상기 센서 감응부는 상기 설치 반경은 180도인 회전형 카메라장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준점은 상기 센서 감응부 상에서 돌출 형성되는 회전형 카메라장치.
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