KR102230492B1 - 영상촬영장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 센싱모듈 및 열전소자를 수용하도록 내부에 공간이 형성되고 상부에 개구면이 형성되는 제 1 하우징과, 상기 제 1 하우징과 연결되고 상기 제 1 하우징과 소정 간격 이격되어 배치되는 연결부재와, 일단이 상기 제 1 하우징에 연결되고 타단이 상기 센싱모듈에 연결되는 적어도 하나의 지지부재와, 상기 제 1 하우징의 개구면에 결합되는 제 2 하우징과, 상기 제 1 하우징과 상기 제 2 하우징 사이 또는 상기 제 1 하우징과 상기 연결부재 사이에 배치되는 적어도 하나의 단열부재 및 상기 제 2 하우징의 상부에 배치되고 상기 열전소자로부터 배출되는 열을 흡수하여 외부로 배출되도록 하는 냉각부재를 포함하는 영상촬영장치를 제공한다.

Description

영상촬영장치{IMAGING DEVICE}

본 발명은 영상촬영장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이미지 센서의 효율적인 냉각을 가능하게 하는 영상촬영장치에 관한 것이다.

일반적으로 영상촬영장치는 피사체를 촬영하는 장치이다. 영상촬영장치는 각종 검사기기, 영상기기, 통신기기 등에 적용될 수 있다. 예를 들면, 영상촬영장치는 디스플레이 검사기기, 반도체 검사기기, 인쇄회로기판 검사기기, 태양광 패널 검사기기 등에 적용될 수 있다.

이 중에서 열전소자를 이용한 영상촬영장치는 열전소자의 냉각부(저온부)에 이미지 센서를 부착하고, 열전소자의 발열부(고온부)에 팬(fan)이나 기타 냉각장치를 부착하여 외부로 열을 방출하는 구조로 제작된다. 이와 같은 냉각식 영상촬영장치의 냉각성능은 주변 대기온도와 열전소자 냉각부 온도차이에 의해 결정될 수 있다.

이 때, 열전소자의 특성상 상기 온도차이와 열전소자 냉각부로 전달되는 흡열량은 반비례 관계이다.

따라서 높은 온도차이를 얻기 위해서는 흡열량을 감소시켜야 한다. 그러나, 대부분의 경우 열전소자 발열부 또는 외부에서 유입되는 열이 영상촬영장치의 하우징을 통해 열전소자의 냉각부로 전달되고, 이는 온도차이를 저하시키는 가장 큰 요인이 된다.

종래 제시된 미국공개특허공보 제 2004-0195676호의 경우 열전소자 발열부의 열이 열전소자 냉각부로 전달되지 못하도록 Epoxy Laminate(thermal barrier)구성을 구비하고 있으나, 이와 같은 구성은 판 형상으로 되어 있고 접촉 면적이 넓어서 단열 기능이 감소되는 문제점이 있었다.

미국공개특허공보 제 2004-0195676호

본 발명은 단열 구조를 형성하여 이미지 센서에 전달되는 열을 차단하고, 이에 따라 이미지 센서의 노이즈를 감소시켜 고품질의 영상을 획득하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 센싱모듈 및 열전소자를 수용하도록 내부에 공간이 형성되고 상부에 개구면이 형성되는 제 1 하우징과, 상기 제 1 하우징과 연결되고 상기 제 1 하우징과 소정 간격 이격되어 배치되는 연결부재와, 일단이 상기 제 1 하우징에 연결되고 타단이 상기 센싱모듈에 연결되는 적어도 하나의 지지부재와, 상기 제 1 하우징의 개구면에 결합되는 제 2 하우징과, 상기 제 1 하우징과 상기 제 2 하우징 사이 또는 상기 제 1 하우징과 상기 연결부재 사이에 배치되는 적어도 하나의 단열부재 및 상기 제 2 하우징의 상부에 배치되고 상기 열전소자로부터 배출되는 열을 흡수하여 외부로 배출되도록 하는 냉각부재를 포함하는 영상촬영장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 열전소자와 상기 센싱모듈 사이에는 상측이 상기 열전소자의 냉각부에 접촉되는 스페이서가 배치되고, 상기 제 2 하우징의 하측은 상기 열전소자의 발열부에 접촉되며, 상기 센싱모듈로부터 방출되는 열이 상기 스페이서, 상기 열전소자 및 상기 제 2 하우징을 거쳐 상기 냉각부재를 통해 방출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제 1 하우징은, 상기 제 2 하우징을 지지하고, 상기 열전소자 및 센싱모듈을 둘러싸도록 형성되는 측면부와, 상기 측면부의 하단을 내측에서 지지하고 상기 측면부와 나사결합되는 제 1 하단부 및 상기 제 1 하단부의 하단을 지지하고 상기 제 1 하단부와 나사결합되며 상기 센싱모듈을 지지하는 제 2 하단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제 1 하우징과 상기 제 2 하우징 간을 체결하고, 상기 제 2 하우징 상부의 외주연에 각각 삽입되는 적어도 하나의 제 1 볼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제 1 하우징과 상기 연결부재 간을 체결하고, 상기 제 1 하우징 상부의 외주연에 각각 삽입되는 적어도 하나의 제 2 볼트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 단열부재는, 상기 제 1 하우징 상부의 외주연에 삽입되고 상기 제 1 볼트가 관통되는 적어도 하나의 제 1 와셔와, 상기 제 1 볼트의 헤드부 하단에 체결되는 적어도 하나의 제 2 와셔를 포함하고, 상기 제 1 하우징과 제 2 하우징 사이에는 간극이 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제 1 하우징과 상기 제 2 하우징의 상부에는 각각 제 1 와셔삽입홈과 제 2 와셔삽입홈이 형성되고, 상기 제 1 와셔는 상기 제 1 와셔삽입홈에 삽입되고, 상기 제 2 와셔는 상기 제 1 볼트의 헤드부와 상기 제 2 와셔삽입홈 하부면 사이에 체결되며, 상기 제 1 볼트는 상기 제 1 와셔삽입홈과 상기 제 2 와셔삽입홈을 관통하여 상기 제 1 하우징과 상기 제 2 하우징을 체결하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 단열부재는, 상기 연결부재와 상기 제 1 하우징 사이에 배치되고 상기 제 2 볼트가 관통되는 적어도 하나의 제 3 와셔와, 상기 제 2 볼트의 헤드부와 상기 연결부재 사이에 체결되는 적어도 하나의 제 4 와셔를 더 포함하고, 상기 제 2 볼트는 상기 연결부재와 상기 제 3 와셔를 관통하여 상기 제 1 하우징과 상기 연결부재를 체결하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 적어도 하나의 지지부재의 일단은 각각 상기 제 1 하우징 상측 하단에 나사결합되고, 상기 적어도 하나의 지지부재의 타단은 각각 상기 센싱모듈과 나사결합되며, 상기 적어도 하나의 지지부재의 일단은 상기 제 1 하우징 상측 하단을 지지하고, 상기 적어도 하나의 지지부재의 타단은 상기 센싱모듈을 지지하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 센싱모듈은 상기 제 1 하우징 내부 하단에 장착되는 센서커버와, 상기 센서커버 상에 배치되는 이미지 센서와, 상기 이미지 센서와 리드 핀에 의해 연결되는 센서보드 및 상기 이미지 센서 하부에 상기 이미지 센서와 이격되어 배치되는 투광판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 연결부재와, 메인보드 및 상기 연결부재와 함께 상기 메인보드를 둘러싸도록 배치되는 케이스를 포함하고, 상기 연결부재는 상기 제 2 하우징을 수평면상에서 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제 1 하우징과 상기 제 2 하우징 사이의 간극을 따라 배치되는 제 1 가스켓을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 측면부와 상기 제 1 하단부 사이의 간극을 따라 배치되는 제 2 가스켓과, 상기 제 1 하단부와 상기 제 2 하단부 사이의 간극을 따라 배치되는 제 3 가스켓을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 냉각부재는 상기 열전소자로부터 배출되는 열을 흡수하고 외부로 방출하는 열교환핀과 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 열전도율이 낮고 단면적이 작은 단열부재들을 이용한 단열 구조를 형성하여 이미지 센서에 전달되는 열을 차단하고, 이에 따라 이미지 센서의 노이즈를 감소시켜 고품질의 영상을 획득할 수 있다.

도 1은 냉각식 영상촬영장치의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상촬영장치의 전체적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상촬영장치를 수직으로 절단한 분해사시도(도 2의 A-A' 방향 단면)이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상촬영장치의 구조 및 작용을 나타낸 단면도(도 2의 B-B' 방향 단면)이다.
도 5는 본 발명의 제 1 볼트와 단열부재의 상세 조립구조를 나타낸 확대 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 냉각식 영상촬영장치(100')의 일례를 나타낸 단면도이다.

영상촬영장치(100')는 내부에 이미지 센서(2') 등의 센싱모듈과 열전소자(4') 등의 구성을 내부에 수용하는 하우징(1')과, 하우징의 상부에 배치되어 센싱모듈로부터 배출된 열을 외부로 방출하는 히트싱크(5') 및 하우징(1')과 연결되어 영상촬영장치(100')를 제어하는 메인보드(3') 등의 구성을 포함한다. 여기에서 열전소자(4')는 센싱모듈에서 발생하는 열을 흡수하여 히트싱크(5') 측으로 전달하며, 열전소자의 일례로서는 펠티어(Peltier) 소자가 있다.

도 1에 도시된 영상촬영장치(100')는 이미지 센서(2')에서 발생한 열을 열전소자(4')를 통해 흡수하고, 다시 히트싱크(5')를 통해 외부로 배출함으로써 이미지 센서(2')의 냉각을 도모할 수 있다.

다만, 도 1에 도시된 영상촬영장치(100')는 하우징(1')과 외부 대기 간, 또는 센싱모듈과 하우징(1') 간에 별도의 단열 부재가 존재하지 않는 구조로 형성되어 있다.

따라서, 이와 같은 구조에서는 열전소자(4')를 통해 방출되는 열이 하우징(1') 상부에서 하부를 거쳐 다시 센싱모듈로 전달되는 것을 차단할 수 없고, 외부 대기 또는 메인보드(3')로부터 전달되는 열이 센싱모듈로 전달되는 것을 차단할 수 없다.

이 결과, 센싱모듈 내의 이미지 센서(2')의 노이즈가 증가하게 되고 취득하고자 하는 영상의 품질이 저하될 수 있는 단점이 존재할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상촬영장치(100)의 전체적인 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상촬영장치(100)를 수직으로 절단한 분해사시도(도 2의 A-A' 방향 단면)이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상촬영장치(100)의 구조 및 작용을 나타낸 단면도(도 2의 B-B' 방향 단면)이고, 도 5는 본 발명의 제 1 볼트와 단열부재의 상세 조립구조를 나타낸 확대 단면도이다.

도 2 및 도 3에서는 도 4에서 설명할 냉각부재(60)의 도시는 생략한다.

도 2를 참조하면, 센싱모듈(80) 및 열전소자(70)를 수용하도록 내부에 공간이 형성되는 제 1 하우징(10)과, 제 1 하우징(10)과 연결되는 제어부(30)와, 제 1 하우징(10)에 결합되는 제 2 하우징(20)이 개시된다.

이 때, 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20)은 적어도 하나의 제 1 볼트(110)에 의해 상호 체결되고, 제어부(30)의 구성 중 연결부재(31)와 제 1 하우징(10)은 적어도 하나의 제 2 볼트(120)에 의해 상호 체결된다.

또한 도시되지는 않았으나, 상기 제 2 하우징(20) 상부에는 냉각부재(60)가 배치되며 이에 관한 자세한 설명은 후술하도록 한다.

도 3 및 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 영상촬영장치(100)는,

센싱모듈(80) 및 열전소자(70)를 수용하도록 내부에 공간이 형성되고 상부 상부에 개구면이 형성되는 제 1 하우징(10)과 제 1 하우징(10)과 연결되고 제 1 하우징(10)과 소정 간격 이격되어 배치되는 연결부재(31)와, 일단이 제 1 하우징(10)에 연결되고 타단이 센싱모듈(80)에 연결되는 적어도 하나의 지지부재(40)와, 제 1 하우징(10)의 개구면에 결합되는 제 2 하우징(20)을 포함한다.

이 때, 제 2 하우징(20)의 하측은 제 1 하우징(10)에 개구면에 대응되는 형상이며, 본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 제 2 하우징(20)의 하측의 적어도 일부는 하방으로 돌출된 형상일 수 있다.

센싱모듈(80)은 제 1 하우징(10) 내부 하단에 장착되는 센서커버(81)와, 센서커버(81) 상에 배치되는 이미지 센서(82)를 포함한다.

이미지 센서(82)는 적어도 하나의 리드 핀(83)에 의해 센서보드(84)와 전기적으로 연결되며, 이미지 센서(82)와 센서보드(84)는 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 영상촬영시 제어부(30)의 제어에 따라 센서보드(84)가 제어되어 이미지 센서(82)에서 이미지를 센싱할 수 있다.

이 때 제어부(30)는, 제 2 하우징(20)을 수평면상에서 둘러싸고 제 1 하우징(10)의 상부에서 제 1 하우징(10)과 소정 간격 이격되어 배치되는 연결부재(31)와, 메인보드(32)와, 연결부재(31)와 함께 메인보드(32)를 둘러싸도록 배치되는 케이스(33)를 포함할 수 있다. 도 3 및 4 에 도시된 바와 같이 연결부재(31)의 일부는 제 1 하우징(10)의 상부와 마주보게 배치되고 나머지 일부는 연결부재(31)의 구성 중 제 1 하우징(10)의 상부와 마주보게 배치된 부분의 끝단에 형성되어 제 1 하우징(10)의 상부와 수직되게 배치될 수 있다. 그리고 연결부재(31)의 구성 중 제 1 하우징(10)의 상부와 마주보게 배치된 부분이 제 1 하우징(10)과 결합될 수 있다.

이미지 센서(82)의 하부에는 광이 투과하는 투광판(85)이 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 제 1 하우징(10)의 하단에 광이 입사될 수 있도록 투광판(85)이 고정될 수 있다.

투광판(85)은 상기 이미지 센서(82)와 소정 간격 이격되어 배치되며 외부의 이물질이 제 1 하우징(10) 내부의 공간으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기와 같은 투광판(85)은 이물질에 의해 이미지 센서(82)가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 투광판(85)은 후술될 제 2 하단부(13)의 형상에 대응되도록 원형 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.

영상촬영장치(100)의 내부에 수용되는 열전소자(70)는 상면에 발열부(71)를 구비하고 하면에는 냉각부(72)를 구비하는 펠티어 소자(peltier element)와 같은 열전모듈(thermoelectric module)일 수 있다. 상기와 같은 열전소자(70)는 다른 두 개의 소자 양단에 직류 전압을 인가하면 전류의 방향에 따라 열전소자(70)의 일측은 냉각되고 열전소자(70)의 타측은 발열한다.

도 4에 도시된 바와 같이 열전소자(70)의 발열부(71)는 제 2 하우징(20)의 하측에 직접적으로 접촉되거나 열전도성 매체를 매개로 간접적으로 접촉될 수 있다. 발열부(71)가 제 2 하우징(20)과 접촉된다는 것은 직접적 접촉과 간접적 접촉을 포함하는 것으로 정의한다.

이 때, 제 2 하우징(20)은 발열부(71)로부터의 열에너지를 방출할 수 있도록 열전도율이 우수한 열전도성 재질로 형성될 수 있다. 이 때, 제 2 하우징(20)의 전체가 열전도성 재질로 형성되거나 일부분만이 열전도성 재질로 형성될 수 있다. 제 2 하우징(20)이 열전도성 재질로 형성되므로, 발열부(71)의 열 방출 면적을 증가시킬 수 있다. 발열부(71)의 열 방출 성능이 향상됨에 따라, 냉각부(72)의 냉각 성능도 향상될 수 있다. 나아가, 냉각부(72)의 냉각 성능이 향상됨에 따라 이미지 센서(82)가 보다 잘 냉각되도록 할 수 있다.

한편, 열전소자(70)와 센싱모듈(80) 사이에는 스페이서(90)가 배치될 수 있다. 스페이서(90)는 구리, 알루미늄 또는 황동일 수 있지만 예를 들면, 적절한 열 전달 특성을 갖는 다른 재료로 형성될 수도 있다.

스페이서(90)의 상측은 열전소자(70)의 냉각부(72)에 접촉되며, 센싱모듈(80), 상세하게는 이미지 센서(82)로부터 방출되는 열이 스페이서(90)를 통해 열전소자 냉각부(72) 쪽으로 전달되도록 할 수 있다.

상기와 같이 열전소자 냉각부(72)로 전달된 열은 열전소자 발열부(71)에서 다시 방출되어 제 2 하우징(20)을 거쳐 냉각부재(60)로 흡수된다.

냉각부재(60)는 제 2 하우징(20)의 상측에 접촉되는 열교환핀(61)과, 열교환핀(61)에 공기를 유동시키는 팬(62)을 포함한다. 이 때, 상기 열교환핀(61)은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 냉각부재(60)는 히트싱크(heat sink) 또는 수냉식 쿨러(water cooler)일 수 있다.

따라서, 센싱모듈(80)로부터 방출되는 열은 스페이서(90), 열전소자(70) 및 제 2 하우징(20)을 거쳐 냉각부재(60)로 흡수되고, 냉각부재(60) 내부에서 다시 외부로 방출될 수 있다.

도 3 및 4를 참조하면, 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20) 사이 또는 제 1 하우징(10)과 연결부재(31) 사이에는 적어도 하나의 단열부재(50)가 배치될 수 있다.

구체적으로 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20) 사이 또는 제 1 하우징(10)과 연결부재(31) 간의 결합관계 및 단열구조에 대해 설명하면,

본 발명의 일 실시예에 따른 영상촬영장치(100)는 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20) 간을 체결하고, 제 2 하우징(20) 상부의 외주연에 각각 삽입되는 적어도 하나의 제 1 볼트(110)와,

제 1 하우징(10)과 제어부(30) 간을 체결하고, 제 1 하우징(10) 상부의 외주연에 각각 삽입되는 적어도 하나의 제 2 볼트(120)를 포함한다.

이 때, 제 2 하우징(20) 상부의 외주연에는 적어도 하나의 제 1 볼트(110)가 삽입될 수 있는 삽입홀이 형성되고, 제 1 하우징(10) 상부의 외주연에는 적어도 하나의 제 2 볼트(120)가 삽입될 수 있는 삽입홀이 형성될 수 있으며, 상기 제 1 볼트(110)와 제 2 볼트(120)는 금속 재질로 형성될 수 있다.

보다 상세하게는, 제 1 볼트(110)는 헤드부(110-1)와, 제 1 하우징(10) 및 제 2 하우징(20)을 관통하여 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20)을 체결(나사결합)시키는 나사부(110-2)를 포함하며, 제 2 볼트(120)는 헤드부(120-1)와, 제 1 하우징(10) 및 연결부재(31) 간을 체결(나사결합)시키는 나사부(120-2)를 포함한다.

이 때, 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20)의 상부에는 각각 제 1 와셔 삽입홈(55)과 제 2 와셔 삽입홈(56)이 형성되는데, 상기 제 1 와셔 삽입홈(55)과 제 2 와셔 삽입홈(56)을 관통하여 제 1 볼트(110)가 제 1 하우징(10) 내에 삽입될 수 있고, 제 1 볼트(110)가 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20)을 체결할 수 있다.

이 때, 제 1 와셔 삽입홈(55) 및 제 2 와셔 삽입홈(56)은 중앙에 제 1 볼트(110)의 나사부(110-2)가 관통될 수 있도록 홀이 형성되며, 제 1 와셔 삽입홈(55) 및 제 2 와셔 삽입홈(56)의 수직 단면 형상은 원형일 수 있다. 또한, 제 2 와셔 삽입홈(56)은 제 2 하우징(20) 상부 외주연에 적어도 하나 이상 형성되고, 제 1 와셔 삽입홈(55)은 제 2 와셔 삽입홈(56)과 동심으로 형성될 수 있다.

한편 앞서 언급한 적어도 하나의 단열부재(50)는,

제 1 하우징(10) 상부의 외주연에 삽입되고 제 1 볼트(110)가 관통되는 적어도 하나의 제 1 와셔(51)와, 제 1 볼트의 헤드부(110-1) 하단에 체결되는 적어도 하나의 제 2 와셔(52)와, 연결부재(31)와 제 1 하우징(10) 사이에 배치되고 제 2 볼트(120)가 관통되는 적어도 하나의 제 3 와셔(53)와, 제 2 볼트의 헤드부(120-1)와 연결부재(31) 사이에 체결되는 적어도 하나의 제 4 와셔(54)를 포함한다. 이 때, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이 제 2 볼트(120)가 연결부재(31)와 제 3 와셔(53)를 관통하여 제 1 하우징(10)과 연결부재(31)를 체결할 수 있다.

상세하게는, 제 1 와셔(51)는 제 1 와셔 삽입홈(55)에 삽입되고, 제 2 와셔(52)는 제 1 볼트의 헤드부(110-1)와 제 2 와셔 삽입홈(56) 하부면 사이에 체결될 수 있다.

이 때, 제 1 와셔(51), 제 2 와셔(52), 제 3 와셔(53), 제 4 와셔(54)는 평와셔, 스프링 와셔 등 단열성이 우수한 플라스틱 또는 기타 복합 소재로 형성될 수 있으며 열에 의해 쉽게 변형되지 않는 소재로 형성될 수 있다. 또한, 각각의 와셔의 직경 및 높이는 동일하거나 상이할 수 있다.

또한, 도 5에 도시된 본 발명의 실시예에서 제 1 와셔(51)는 그 높이가 제 1 와셔 삽입홈(55)의 깊이보다 길게 형성될 수 있다. 따라서 제 1 와셔(51)는 제 1 와셔 삽입홈(55)에 완전히 삽입되지 않고 제 1 하우징(10)의 상부면보다 돌출되도록 제 1 와셔 삽입홈(55)에 삽입된다. 이에 따라 제 1 와셔(51)의 상부는 제 2 하우징(20)의 하부와 접촉하게 될 수 있다.

이에 따라 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20) 사이에는 도 5에 도시된 바와 같이 간극(d)이 형성될 수 있다. 이와 같은 간극(d)에 의해 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20) 간의 직접적인 접촉이 차단될 수 있다. 또한, 제 1 와셔(51)는 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20)의 인접부분(제 1 와셔(51)와 제 2 하우징(20)이 접촉하는 부분)에서, 열전소자(70)로부터 제 2 하우징(20)으로 전달된 열이 제 1 하우징(10) 내로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.

한편, 제 1 볼트의 헤드부(110-1) 하단과 제 2 와셔 삽입홈(56) 하부면 사이에는 제 2 와셔(52)가 체결되어 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20) 간의 체결이 더 단단하게 되도록 할 수 있다. 그리고 제 2 와셔(52)는 제 2 와셔(52)의 체결부분(제 1 볼트의 헤드부(110-1) 하단과 제 2 와셔 삽입홈(56) 하부면 사이)에서, 열전소자(70)로부터 제 2 하우징(20)으로 전달된 열이 제 1 하우징(10) 내로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 제 3 와셔(53)는 연결부재(31)와 제 1 하우징(10) 사이에 배치되어 제 1 하우징(10)과 연결부재(31)의 인접부분(제 3 와셔(53)와 연결부재(31)가 접촉하는 부분)에서, 메인보드(32)에서 방출되어 연결부재(31)를 통해 전달되는 열이 제 1 하우징(10) 내로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.

한편, 제 2 볼트(120)의 헤드부(120-1)와 연결부재(31) 사이에는 제 4 와셔(54)가 체결되어 제 1 하우징(10)과 연결부재(31) 간의 체결이 더 단단하게 되도록 할 수 있다. 그리고 제 4 와셔(54)는 제 4 와셔(54)의 체결부분(제 2 볼트(120)의 헤드부(120-1) 하단과 연결부재(31) 상부면 사이)에서, 메인보드(32)에서 방출되어 연결부재(31)를 통해 전달되는 열이 제 1 하우징(10) 내로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 도 3 내지 5에 도시된 바와 같이 각각의 와셔(51, 52, 53, 54)는 단면적이 작아서 접촉 면적이 작으므로 판 형상의 단열부재(에폭시 적층소재 등)에 비해 단열 성능이 상대적으로 우수한 장점이 있다.

전술한 바와 같이 단열부재(50)의 배치를 통해 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20) 간의 체결 또는 제 1 하우징(10)과 연결부재(31) 간의 결속이 단단하게 이루어질 뿐만 아니라 제 2 하우징(20)에서 전달되는 열이 제 1 하우징(10) 내로 전달되는 것을 최소화할 수 있다. 또한, 연결부재(31)로부터 전달되는 열이 제 1 하우징(10) 내로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.

한편, 제 1 하우징(10)은, 제 2 하우징(20)을 지지하고, 열전소자(70) 및 센싱모듈(80)을 둘러싸도록 형성되는 측면부(11)를 포함한다. 측면부(11)에는 개구면이 형성되어 제 2 하우징(20)이 결합된다.

측면부(11)의 하단에는 측면부(11) 하단을 내측에서 지지하고 측면부(11)와 나사결합되는 제 1 하단부(12)가 형성되고,

제 1 하단부(12)의 하부에는 제 1 하단부(12)의 하단을 지지하고 제 3 볼트(130)를 통해 제 1 하단부(12)와 나사결합되며 센싱모듈(80)을 지지하는 제 2 하단부(13)가 형성된다. 상세하게는, 상기 제 1 하단부(12)는 상기 센서커버(81)를 측면에서 둘러싸도록 배치될 수 있다.

도시되지는 않았으나, 상기 제 2 하단부(13)는 수직 단면이 원형이고, 중앙부가 중공으로 형성되어 투광판(85)을 통해 광이 입사되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 3 볼트(130)는 복수 개로 형성되어 상기 제 2 하단부(13)의 외측 둘레를 따라 원형으로 배치되어 제 1 하단부(12)와 제 2 하단부(13)를 체결할 수 있다.

센싱모듈(80)의 구성 중 투광판(85)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제 2 하단부(13) 상에 배치되며, 이미지 센서(82) 내로 광이 입사되도록 구성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다른 단열부재로서 적어도 하나의 지지부재(40)에 대해 설명한다.

지지부재(40)는 일단이 제 1 하우징(10) 상부와 연결되고, 타단이 센싱모듈(80)에 연결될 수 있으며, 봉 형상의 단열성이 우수한 플라스틱 또는 기타 복합 소재로 형성될 수 있다.

상세하게는 도 4에 도시된 바와 같이 지지부재(40)의 상측에는 볼록부(41)가 형성되고, 하측에는 오목부(42)가 형성될 수 있다.

이 때, 제 1 하우징(10)의 측면부(11) 상측 하단에는 적어도 하나의 오목홈(17)이 형성되는데, 지지부재(40)의 일단은 각각 지지부재(40)의 볼록부(41)가 오목홈(17)에 나사결합됨으로써 제 1 하우징(10)과 결합될 수 있다.

또한, 지지부재(40)의 타단은 각각 센싱모듈(80)의 구성 중 센서 보드(84) 및 센서 커버(81)와 체결될 수 있으며, 지지부재(40)의 오목부(42)에 제 4 볼트(140)가 볼트 헤드부가 하방을 향하도록 삽입(나사결합)됨으로써 센싱모듈(80)과 체결될 수 있다.

상기와 같은 결합 구성에 의해 지지부재(40)의 일단은 제 1 하우징(10) 상측 하단을 지지하고, 지지부재(40)의 타단은 센싱모듈(80)을 지지할 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 영상촬영장치(100')의 경우, 하우징(1')으로부터 이미지 센서(2')에 직접적으로 열이 전달되지만,

본 발명의 경우 도 4에 도시된 바와 같이 지지부재(40)와 제 1 하우징(10) 간의 결합부분(오목홈(17)에 볼록부(41)가 삽입되는 부분)에서, 제 1 하우징(10)으로부터 이미지 센서(82) 및 열전소자 냉각부(72)로의 열전달을 최소화할 수 있다.

한편, 지지부재(40)는 도 2에 도시된 영상촬영장치(100)의 전측과 후측, 상세하게는 상기 스페이서(90)를 기준으로 스페이서(90) 전측 및 후측에 각각 2개씩 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 지지부재(40)를 구성함으로써, 제 1 하우징(10) 상부와 연결되고 센싱모듈(80)과 체결되어 제 1 하우징(10) 및 센서 모듈(80)을 지지할 수 있을 뿐 아니라 제 1 하우징(10)으로부터 이미지 센서(82) 및 열전소자 냉각부(72)에 전달되는 열의 유입을 최소화할 수 있다.

도 4 및 5를 참조하면, 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20) 사이의 간극(d)을 따라 배치되는 제 1 가스켓(14)이 형성된다.

전술한 바와 같이, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20)은 각각의 하우징 간의 직접적인 접촉을 방지하기 위해 미세한 간극(d)을 가질 수 있다.

상기와 같은 간극(d)은 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20) 간 직접적인 접촉 영역으로 인해 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20) 간의 단열 효과가 저하되는 것을 방지하기 위함이다.

한편, 상기와 같은 간극(d)으로 인해 외부 습기가 제 1 하우징(10) 내로 유입될 수 있는데, 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20) 사이의 간극(d)을 따라 제 1 가스켓(14)이 도포됨으로써 외부 습기의 제 1 하우징(10) 내로의 유입을 차단할 수 있다. 이 때, 제 1 가스켓(14)은 실리콘 등의 재질로 형성될 수 있다.

또한 전술한 바와 같이, 제 1 하우징(10)은 측면부(11)와 제 1 하단부(12)와 제 2 하단부(13)로 구성되는데, 측면부(11)와 제 1 하단부(12)의 결합부분 및 제 1 하단부(12)와 제 2 하단부(13)의 결합부분에는 각각 간극이 형성될 수 있고 이를 통해 제 1 하우징(10) 내부로 외부 습기가 유입될 수 있다.

따라서, 측면부(11)와 제 1 하단부(12)의 간극을 따라 제 2 가스켓(15)이 배치되고, 제 1 하단부(12)와 제 2 하단부(13) 사이의 간극을 따라 제 3 가스켓(16)이 배치되어 외부 습기의 제 1 하우징(10) 내로의 유입을 차단할 수 있다. 이 때, 제 2 가스켓(15) 및 제 3 가스켓(16)의 재질은 제 1 가스켓(14)과 동일하게 형성될 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상촬영장치(100)의 단열 작용 및 효과에 대해 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 영상촬영장치(100)가 작동함에 따라 발생하는 열의 흐름도가 도시된다. 제어부(30)의 제어에 따라 이미지 센서(82)가 작동하게 되면, 이미지 센서(82)로부터 스페이서(90)로 열이 방출된다.

이미지 센서(82)로부터 스페이서(90)로 방출된 열은 열전소자(70)의 냉각부(72)로 유입되고, 냉각부(72)로 유입된 열은 열전소자(70)의 발열부(71)를 통해 제 2 하우징(20)으로 전달된다.

이 때, 열전소자(70)로부터 제 2 하우징(20)으로 전달된 열의 대부분은 제 2 하우징(20) 상부에 배치되는 냉각부재(60)로 전달되어 대부분 외부 대기로 방출되지만, 열전소자(70)로부터 제 2 하우징(20)으로 전달된 열의 일부는 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 하우징(10)측으로 향하게 된다.

이 때, 제 1 하우징(10)과 제 2 하우징(20)의 사이에는 단열부재(50) 구성 중 제 1 와셔(51) 및 제 2 와셔(52)가 배치될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 제 1 와셔(51)는 제 1 와셔 삽입홈(55)에 삽입되고, 제 2 와셔(52)는 제 1 볼트의 헤드부(110-1)와 제 2 와셔 삽입홈(56) 하부면 사이에 체결될 수 있다.

전술한 바와 같이 제 1 와셔(51)와 제 2 와셔(52)는 단열성이 우수한 플라스틱 또는 기타 복합 소재로 형성될 수 있으며, 제 2 하우징(20)으로 전달된 열의 일부가 제 1 하우징(10) 내로 전달되는 것을 최소화 할 수 있다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이 제어부(30)(상세하게는 메인보드(32))로부터 제 1 하우징(10) 측으로 열이 전달될 수 있다.

이 때, 제 1 하우징(10)과 연결부재(31) 사이에는 제 3 와셔(53) 및 제 4 와셔(54)가 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이 제 3 와셔(53)는 연결부재(31)와 제 1 하우징(10) 사이에 배치되고, 제 4 와셔(54)는 제 2 볼트(120)의 헤드부(120-1)와 연결부재(31) 사이에 체결될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 제 3 와셔(53)와 제 4 와셔(54)는 단열성이 우수한 플라스틱 또는 기타 복합 소재로 형성될 수 있으며, 메인보드(32)로부터 방출되어 연결부재(31)를 통해 전달되는 열이 제 1 하우징(10) 측으로 전달되는 것을 최소화 할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 지지부재(40)를 구성하여 제 1 하우징(10) 내부에서의 열 전달도 최소화할 수 있다. 지지부재(40)는 일단이 제 1 하우징(10)에 연결되고 타단이 센싱모듈(80)에 연결되는 구성으로서, 스페이서(90)를 기준으로 기준으로 전측과 후측에 각각 배치되고 단열성이 우수한 플라스틱 또는 기타 복합 소재로 형성될 수 있다.

전술한 바와 같이 지지부재(40)는 제 1 하우징(10) 및 센싱모듈(80)과 체결된다. 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 하우징(10)의 측면부(11)를 통해 외부로부터 열이 전달될 수 있다.

이 때, 지지부재(40)는 지지부재(40)와 제 1 하우징(10) 간의 결합부분에서, 제 1 하우징(10)으로부터 이미지 센서(82) 및 열전소자 냉각부(72)로의 열전달을 최소화할 수 있다.

한편, 다크 커런트 노이즈(dark current noise)는 이미지 센서(82)에 입사되는 광이 전혀 없더라도 이미지 센서(82)가 발열됨에 따라 발생되는 열전자가 만들어 내는 신호값이다. 다크 커런트 노이즈는 이미지 센서(82)의 다이나믹 레인지(Dynamic Range)를 감소시켜 영상촬영장치의 성능을 떨어뜨린다. 다이나믹 레인지는 이미지에서 가장 밝은 곳과 가장 어두운 곳의 비율을 나타낸다. 이러한 다이나믹 레인지는 어둡고 밝은 영역을 하나의 이미지에 동시에 담을 수 있는 성능을 나타내는 지수이다.

이 때, 센싱모듈(80) 내의 이미지 센서(82)가 열전소자(70)에 의해 냉각되고, 적어도 하나의 단열부재(50) 및 지지부재(40)에 의해 제 1 하우징(10) 내부 및 이미지 센서(82)로의 열 전달이 최소화되므로 과열시 이미지 센서(82)에서 발생할 수 있는 다크 커런트 노이즈를 감소시킬 수 있다.

따라서, 상기와 같은 단열 구조를 형성함으로써 열전소자(70)의 냉각부(72) 흡열량과 이미지 센서(82)의 발열량을 거의 동일하게 유지할 수 있고, 이에 따라 상기 다크 커런트 노이즈의 발생을 최소화할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100', 100 : 영상촬영장치
10 : 제 1 하우징
20 : 제 2 하우징
30 : 제어부
40 : 지지부재
50 : 단열부재
60 : 냉각부재
70 : 열전소자
80 : 센싱모듈
90 : 스페이서
110 : 제 1 볼트
120 : 제 2 볼트
d : 간극

Claims (14)

1. 센싱모듈 및 열전소자를 수용하도록 내부에 공간이 형성되고 상부에 개구면이 형성되는 제 1 하우징;
   상기 제 1 하우징과 연결되고 상기 제 1 하우징과 소정 간격 이격되어 배치되는 연결부재;
   일단이 상기 제 1 하우징에 연결되고 타단이 상기 센싱모듈에 연결되는 적어도 하나의 지지부재;
   상기 제 1 하우징의 개구면에 결합되는 제 2 하우징;
   상기 제 1 하우징과 상기 제 2 하우징 사이 또는 상기 제 1 하우징과 상기 연결부재 사이에 배치되는 적어도 하나의 단열부재; 및
   상기 제 2 하우징의 상부에 배치되고 상기 열전소자로부터 배출되는 열을 흡수하여 외부로 배출되도록 하는 냉각부재;를 포함하며,
   상기 제 1 하우징과 상기 제 2 하우징 간을 체결하고, 상기 제 2 하우징 상부의 외주연에 각각 삽입되는 적어도 하나의 제 1 볼트를 더 포함하고,
   상기 단열부재는, 상기 제 1 하우징 상부의 외주연에 삽입되고 상기 제 1 볼트가 관통되는 적어도 하나의 제 1 와셔를 포함하고,
   상기 제 1 하우징의 상부에는 상기 제 1 와셔가 삽입되는 제 1 와셔 삽입홈이 형성되고,
   상기 제 1 와셔는 그 높이가 상기 제 1 와셔 삽입홈의 깊이보다 크게 형성되며,
   상기 제 1 와셔는 상기 제 2 하우징과 접촉하고, 상기 제 1 하우징과 상기 제 2 하우징 사이에는 간극이 형성되는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 열전소자와 상기 센싱모듈 사이에는 상측이 상기 열전소자의 냉각부에 접촉되는 스페이서가 배치되고,
   상기 제 2 하우징의 하측은 상기 열전소자의 발열부에 접촉되며, 상기 센싱모듈로부터 방출되는 열이 상기 스페이서, 상기 열전소자 및 상기 제 2 하우징을 거쳐 상기 냉각부재를 통해 방출되도록 하는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 하우징은,
   상기 제 2 하우징을 지지하고, 상기 열전소자 및 센싱모듈을 둘러싸도록 형성되는 측면부와, 상기 측면부의 하단을 내측에서 지지하고 상기 측면부와 나사결합되는 제 1 하단부 및 상기 제 1 하단부의 하단을 지지하고 상기 제 1 하단부와 나사결합되며 상기 센싱모듈을 지지하는 제 2 하단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제 1 하우징과 상기 연결부재 간을 체결하고, 상기 제 1 하우징 상부의 외주연에 각각 삽입되는 적어도 하나의 제 2 볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 단열부재는,
   상기 제 1 볼트의 헤드부 하단에 체결되는 적어도 하나의 제 2 와셔를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치.
7. 제 6항에 있어서,
   상기 제 2 하우징의 상부에는 제 2 와셔 삽입홈이 형성되고,
   상기 제 2 와셔는 상기 제 1 볼트의 헤드부와 상기 제 2 와셔 삽입홈 하부면 사이에 체결되며, 상기 제 1 볼트는 상기 제 1 와셔 삽입홈과 상기 제 2 와셔 삽입홈을 관통하여 상기 제 1 하우징과 상기 제 2 하우징을 체결하는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치.
8. 제 5항에 있어서,
   상기 단열부재는,
   상기 연결부재와 상기 제 1 하우징 사이에 배치되고 상기 제 2 볼트가 관통되는 적어도 하나의 제 3 와셔와,
   상기 제 2 볼트의 헤드부와 상기 연결부재 사이에 체결되는 적어도 하나의 제 4 와셔를 더 포함하고,
   상기 제 2 볼트는 상기 연결부재와 상기 제 3 와셔를 관통하여 상기 제 1 하우징과 상기 연결부재를 체결하는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 지지부재의 일단은 각각 상기 제 1 하우징 상측 하단에 나사결합되고, 상기 적어도 하나의 지지부재의 타단은 각각 상기 센싱모듈과 나사결합되며,
   상기 적어도 하나의 지지부재의 일단은 상기 제 1 하우징 상측 하단을 지지하고, 상기 적어도 하나의 지지부재의 타단은 상기 센싱모듈을 지지하는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 센싱모듈은 상기 제 1 하우징 내부 하단에 장착되는 센서커버와, 상기 센서커버 상에 배치되는 이미지 센서와, 상기 이미지 센서와 리드 핀에 의해 연결되는 센서보드 및 상기 이미지 센서 하부에 상기 이미지 센서와 이격되어 배치되는 투광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부재와, 메인보드 및 상기 연결부재와 함께 상기 메인보드를 둘러싸도록 배치되는 케이스를 포함하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 연결부재는 상기 제 2 하우징을 수평면상에서 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치.
12. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 하우징과 상기 제 2 하우징 사이의 간극을 따라 배치되는 제 1 가스켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치.
13. 제 3항에 있어서,
    상기 측면부와 상기 제 1 하단부 사이의 간극을 따라 배치되는 제 2 가스켓과, 상기 제 1 하단부와 상기 제 2 하단부 사이의 간극을 따라 배치되는 제 3 가스켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치.
14. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각부재는 상기 열전소자로부터 배출되는 열을 흡수하고 외부로 방출하는 열교환핀과 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상촬영장치.

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