KR102369794B1 - 조도 감지 시스템 및 이를 채용한 감시 카메라 - Google Patents
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Abstract
조도 감지 시스템 및 이를 채용하는 감시 카메라가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조도 감지 시스템은 빛의 양을 감지하는 조도 센서, 상기 조도 센서가 장착되는 장착 영역을 포함하는 회로 기판 및 상기 회로 기판 상에 상기 조도 센서와 연결되는 배선을 포함하며, 상기 장착 영역은 상기 조도 센서가 장착되는 장착부 및 상기 장착부 주변의 주변부를 포함하며, 상기 주변부에는 공기가 통하는 적어도 하나의 관통홀이 구비된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조도 감지 시스템은 빛의 양을 감지하는 조도 센서, 상기 조도 센서가 장착되는 장착 영역을 포함하는 회로 기판 및 상기 회로 기판 상에 상기 조도 센서와 연결되는 배선을 포함하며, 상기 장착 영역은 상기 조도 센서가 장착되는 장착부 및 상기 장착부 주변의 주변부를 포함하며, 상기 주변부에는 공기가 통하는 적어도 하나의 관통홀이 구비된다.
Description
본 발명의 실시예들은 조도 감지 시스템 및 이를 채용한 감시 카메라에 관한 것이다.
감시 카메라, 조명, 텔레비전, 이동통신 단말기 등의 장치는 주변의 광량에 따라 그 밝기를 조절하거나, 동작의 모드를 전환하는 기능을 구비하고 있다. 즉, 주변의 빛의 세기와 양을 감지하여 장치의 동작 데이터로 사용하기 위해 많은 장치가 조도 감지 시스템을 구비하고 있다.
조도 감지 시스템은 조도 센서를 포함하여 구성되며, 조도 센서는 광 검출 소자(photo diode), 증폭부(AMP), 아날로그 디지털 변환부(ADC) 등을 포함하여 구성된다. 또한, 조도 센서는 온도 등 환경의 영향에 의해 측정값이 변화하는 것을 방지하기 위해 내부 보상 회로를 조도 센서에 포함하여 구성된 것도 있다. 그러나, 온도의 변화가 심한 경우에 대해서는 내부 보상 회로의 기능이 미비할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 주변 환경 온도에 따라 오동작하지 않는 조도 감지 시스템 및 이를 채용한 감시 카메라를 제공하고자 한다.
예시적인 실시예에 따른 조도 감지 시스템은,
빛의 양을 감지하는 조도 센서;
상기 조도 센서가 장착되는 장착 영역을 포함하는 회로 기판; 및
상기 회로 기판 상에 상기 조도 센서와 연결되는 배선;을 포함하며,
상기 장착 영역은 상기 조도 센서가 장착되는 장착부 및 상기 장착부 주변의 주변부를 포함하며, 상기 주변부에는 공기가 통하는 적어도 하나의 관통홀이 구비된다.
상기 주변부는 상기 장착 영역의 끝단부터 상기 장착부까지의 최단 거리보다 길게 형상화된 주변 패턴을 구비하고, 상기 배선은 상기 주변 패턴의 형상을 따라 패터닝될 수 있다.
상기 주변 패턴은 웨이브 형상일 수 있다.
상기 조도 센서가 포함된 환경의 온도를 측정하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서의 값으로부터 조도 센서의 값을 보정하는 조도값 보정부;를 포함할 수 있다.
상기 배선의 폭은 상기 장착 영역 밖에서보다 상기 장착 영역 안에서 더 작을 수 있다.
예시적인 실시예에 따른 감시 카메라는 상기의 조도 감지 시스템을 포함한다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 특허청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 조도 감지 시스템은 회로 기판의 형상화 및/또는 온도에 의한 보상을 통해 정확한 조도값을 감지할 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 조도 감지 시스템을 간략히 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 조도 센서부를 간략히 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 조도 센서부를 간략히 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 조도 센서부를 간략히 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 감시 카메라를 간략히 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 조도 센서부를 간략히 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따르는 조도 센서부를 간략히 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따르는 조도 센서부를 간략히 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르는 감시 카메라를 간략히 나타낸 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관한 조도 감지 시스템의 구성과 작용을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 조도 감지 시스템(1)의 구성을 간략히 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 조도 감지 시스템(1)은 조도 센서부(10)를 포함하며, 온도 센서(20), 및 조도값 보정부(30)를 더 포함할 수 있다.
조도 센서부(10)는 형상화된 회로 기판(미도시) 및 조도 센서(11)를 포함한다. 형상화된 회로 기판에 대해서는 도 2 내지 도 4를 참조하며 후술한다.
조도 센서(11)는 빛의 밝기를 감지하는 것으로 빛의 세기를 전기적 신호로 바꾸어 주는 역할을 할 수 있다. 조도 센서(11)는 광 검출 소자, 증폭기, 아날로그 디지털 변환기 등을 포함할 수 있다. 조도 센서(11)는 광 검출 소자로 입사되는 빛의 양에 따라 발생하는 전류를 측정하고, 이를 아날로그 디지털 변환기를 통해서 조도값으로 변환시킬 수 있다.
조도 센서(11)는 내부 온도 보상 회로부(13)를 포함할 수 있다. 조도 센서(11)의 광 검출 소자는 빛의 양뿐만 아니라, 온도 등 다른 요소에 의해서도 전류의 양이 변화할 수 있는데, 이러한 전류를 암전류(dark current)라 한다. 내부 온도 보상 회로부(13)는 상기 암전류에 의한 오차를 보상하기 위한 회로일 수 있다. 내부 온도 보상 회로부(13)는 생략될 수 있다.
온도 센서(20)는 조도 센서(11)가 포함된 외부 환경의 온도를 측정할 수 있다. 온도 센서(20) 및 조도값 보정부(30)는 외부 온도 변화에 의해 발생할 수 있는 조도 센서(11)의 오차값을 보상하기 위한 것일 수 있다.
온도 센서(20)는 조도 센서(11)와 같은 회로 기판에 장착되어 있을 수도 있고, 조도 센서(11)가 장착된 회로 기판과 인접한 다른 기판에 장착되어 있을 수도 있다. 온도 센서(20)는 조도 센서(11)의 주변의 환경 온도를 측정하는 것으로 그 위치를 한정하지 않는다.
조도 센서(11) 주변에 고출력 소자들이 배치되어 있는 경우, 조도 센서(11)가 배치된 외부 환경 온도 변화가 클 수 있으며, 이에 의해서 조도 센서(11)의 오차가 클 수 있다. 이러한 오차는 상기 내부 온도 보상 회로부(13)만으로는 커버되지 않을 수 있다.
표 1은 빛의 양이 없을 때, 온도에 따른 조도 센서 값을 나타낸 표이다. 온도가 10℃ 이하일 때는 암전류가 발생하지 않음을 알 수 있으며, 온도가 고온으로 올라갈수록 암전류에 의한 조도 센서 값이 크게 발생함을 알 수 있다.
표 2는 암전류가 발생하지 않는 상태의 온도(예를 들어, 10℃)에서, 빛의 세기에 따른 조도 센서 값을 측정한 표이다. 표 1과 표 2를 참조하면, 온도가 90℃인 경우 조도값의 보정이 없으면 조도가 약 10 Lux로 인식될 수 있다.
온도(℃) | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 |
조도센서 값 | 0 | 32 | 64 | 112 | 156 | 212 | 544 | 1240 | 1584 |
조도(Lux) | 1 | 5 | 10 | 15 | 20 |
조도센서 값 | 340 | 900 | 1580 | 2220 | 2680 |
조도값 보정부(30)는 빛의 양이 없을 때, 온도에 의한 조도 센서 값을 함수화(F(T))해서 측정된 조도 센서값(ML)으로 부터 차감하는 것으로 조도 센서 값을 보정할 수 있다. 즉, 보정된 조도값(CL)은 다음 식으로 표현될 수 있다.
CL = ML - F(T)
조도값 보정부(30)는 메모리 및 CPU를 포함하고 있어, 상기 보정된 조도값(CL)을 계산하여 조도 센서(11) 주변의 조도를 평가할 수 있다.
한편, 조도 센서(11)의 온도가 일정 범위를 넘는 경우, 조도값 보정부(30)에 의한 보정값에도 오차가 발생할 수 있다. 본 발명의 실시예들은 조도 센서(11)가 장착되는 회로 기판을 형상화하여 조도 센서(11)에 전달되는 열을 줄일 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예들에 의한 조도 센서부(10)를 나타낸 평면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 조도 센서부(10)는 조도 센서(11), 회로 기판(100), 및 배선(200)을 포함한다.
회로 기판(100)은 조도 센서(11)가 장착되는 장착 영역(100a)을 포함하며, 장착 영역(100a)은 조도 센서(11)가 장착되는 장착부(110) 및 장착부(110) 주변의 주변부(120)을 포함한다. 주변부(120)에는 공기가 통하는 적어도 하나의 관통홀(120h)이 구비된다.
회로 기판(100)은 인쇄 회로 기판(PCB)일 수 있으며, 다양한 부품(40)이 장착될 수 있다. 상기 부품(40)은 고출력 소자일 수 있다.
장착 영역(100a)은 조도 센서(11)가 장착되는 장착부(110) 및 그 주변을 의미하며, 장착 영역(100a)은 조도 센서(11)가 장착되는 장착부(110)의 넓이의 1 ~ 10 배의 면적을 가질 수 있다. 장착 영역(100a)은 회로 기판(100)의 끝단에 배치될 수 있다.
장착 영역(100a)은 조도 센서(11)가 장착되는 장착부(110) 및 장착부(110) 주변의 주변부(120)를 포함하며, 주변부(120)에는 공기가 통하는 적어도 하나의 관통홀(120h)이 구비된다.
관통홀(120h)은 회로 기판(100)을 관통하여 형성되어 있고, 관통홀(120h) 내부로 공기가 통할 수 있다. 관통홀(120h)은 조도 센서(11)가 포함된 환경의 공기의 흐름을 원활하게 하여, 조도 센서(11)의 온도 부하를 낮추는 역할을 할 수 있다. 관통홀(120h)는 원형, 타원형, 다각형 형상이나 도 4의 경우처럼 임의의 형상으로 구비될 수 있다. 관통홀(120h)은 주변부(120)에 하나만 구비될 수도 있으며(도 2 참조), 주변부(120)에 복수로 구비(도 3 참조)될 수도 있다.
배선(200)은 상기 회로 기판(100) 상에서 조도 센서(11)와 연결되어 조도 센서(11)가 측정한 조도값을 전달하는 역할을 한다. 회로 기판(100)에 장착되어 있는 다양한 부품(40)들에 의해 열이 발생할 수 있으며, 이러한 열이 배선(200)을 통해서 조도 센서(11)에 전달될 수 있다. 배선(200)을 통한 열의 전달을 최소화하기 위해서 장착 영역(100a) 안의 배선(200)의 폭(Win)은 장착 영역(100a) 밖에서의 폭(Wout)보다 작게 형성될 수 있다.
배선(200)은 장착 영역(100a)의 끝단부터 장착부(110)까지의 직선 거리보다 길게 형상화 될 수 있다. 예를 들면, 배선(200)은 웨이브 형상(도 4 참조) 또는 'W' 형상, 지그재그 형상 등으로 패턴화될 수 있다. 이에 따라, 조도 센서(11)에 전달되는 열을 최소화할 수 있다.
한편, 장착 영역(100a)에는 배선(200)이 형성된 부분 이외의 영역에는 도전성 물질을 포함하고 있지 않을 수 있다.
도 4를 참조하면, 조도 센서부(10)는 조도 센서(11), 형상화된 회로 기판(100), 및 배선(200)을 포함한다. 도 4에 있어서, 도 2에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들의 중복 설명은 생략한다.
도 4의 회로 기판(100)은 조도 센서(11)가 장착되는 장착 영역(100a)이 형상화되어 있다. 즉, 장착 영역(100a)의 주변부(120)에는 적어도 하나의 관통홀(120h)를 구비하고 있으며, 장착 영역(110a)의 끝단부터 조도 센서(11)의 장착부(110)까지의 최단 거리보다 길게 형상화된 주변 패턴(120p)을 구비한다. 주변 패턴(120p)은 회로 기판(100) 자체를 패터닝한 것으로 웨이브 형상, 'W' 형상, 또는 지그재그 형상 등으로 패턴화될 수 있다. 회로 기판(100) 자체를 패터닝함에 따라, 회로 기판(100)을 통해 전달되는 열의 경로를 길게함으로써 조도 센서(11)에 전달되는 열을 최소화할 수 있다.
배선(200)은 상기 회로 기판(100) 상에서 조도 센서(11)와 연결되어 조도 센서(11)가 측정한 조도값을 전달하는 역할을 한다. 배선(200)은 주변 패턴(120p)의 형상을 따라 패터닝될 수 있다. 배선(200)은 주변 패턴(120p)의 형상에 따라, 웨이브 형상, 'W' 형상, 또는 지그재그 형상 등으로 패턴화될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 조도 감지 시스템(1)은 조도 센서(11) 근처의 회로 기판(100)에 관통홀(120h)을 구비하고 있어 조도 센서(11)의 온도 부하를 낮출 수 있다. 또한, 조도 센서(11) 근처의 회로 기판(100) 및/또는 배선(200)이 형상화되어 있어, 조도 센서(11)로 열이 전달되는 양을 줄일 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 조도 감지 시스템(1)을 포함하는 감시 카메라(1000)를 나타낸 블록도이다.
감시 카메라(1000)는 조도 감지 시스템(1), 제어부(2), 및 카메라(3)를 포함한다. 감시 카메라(1000)는 조명부(4)를 더 포함할 수 있다.
제어부(2)는 조도 감지 시스템(1)에서 감지한 조도값에 따라, 카메라(3)의 자동 노출 동작이 수행되게 할 수 있다.
또한, 제어부(2)는 조도 감지 시스템(1)에서 감지한 조도값에 따라, 주간 모드 및 야간 모드에 따른 카메라(3)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 주간 모드인 경우는 카메라(3)가 적외선 차단 필터를 사용하게 할 수 있으며, 야간 모드인 경우에는 카메라(3)가 광학적 저역통과필터를 사용하게 할 수 있다.
조도 감지 시스템(1)에 조명부(4)가 포함되어 있는 경우는 조도 감지 시스템(1)에서 감지한 조도값에 따라, 조명부(4)의 세기를 조절할 수 있다.
감시 카메라(1000)에 본 발명의 실시예들에 따른 조도 감지 시스템(1)을 적용한 경우, 온도에 따른 오차없이 정확한 조도값을 감지할 수 있어, 감시 카메라(1000)의 오동작이 발생하지 않을 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 조도 감지 시스템
2: 제어부
3: 카메라
4: 조명부
10: 조도 센서부
11: 조도 센서
13: 내부 온도 보상 회로부
20: 온도 센서
30: 조도값 보정부
40: 부품
100: 회로 기판
100a: 장착 영역
110: 장착부, 120: 주변부
120h: 관통홀, 120p: 주변 패턴
200: 배선
1000: 감시 카메라
2: 제어부
3: 카메라
4: 조명부
10: 조도 센서부
11: 조도 센서
13: 내부 온도 보상 회로부
20: 온도 센서
30: 조도값 보정부
40: 부품
100: 회로 기판
100a: 장착 영역
110: 장착부, 120: 주변부
120h: 관통홀, 120p: 주변 패턴
200: 배선
1000: 감시 카메라
Claims (6)
- 빛의 양을 감지하는 조도 센서;
상기 조도 센서가 장착되는 장착 영역을 포함하는 회로 기판; 및
상기 회로 기판 상에 상기 조도 센서와 연결되는 배선;을 포함하며,
상기 장착 영역은 상기 조도 센서가 장착되는 장착부 및 상기 장착부 주변의 주변부를 포함하며, 상기 주변부에는 공기가 통하는 적어도 하나의 관통홀이 구비되고,
상기 주변부는 상기 장착 영역의 끝단부터 상기 장착부까지의 최단 거리보다 길게 형상화되어 있으며, 상기 회로 기판 자체를 패터닝한 주변 패턴을 구비하고,
상기 배선은 상기 주변 패턴의 형상을 따라 패터닝된, 조도 감지 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항의 조도 감지 시스템을 포함하는 감시 카메라.
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