KR20000006741A

KR20000006741A - 동일 주파수 대역을 이용하여 감시방향을 무선으로조정하는 무선 ｃｃｔｖ 시스템

Info

Publication number: KR20000006741A
Application number: KR1019990047653A
Authority: KR
Inventors: 김남수
Original assignee: 김남수
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2000-02-07
Also published as: KR100418653B1

Abstract

본 발명은 고정된 지역에서 여러 방향을 모니터링하기 위해서 각 방향마다 하나씩의 카메라가 필요한 종래의 고정형 무선 CCTV 시스템의 단점을 개선하기 위한 것으로, 무선 CCTV 시스템의 모니터링 방향을 무선으로 조정하여 한 대의 카메라로 원하는 방향을 모니터링 할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 무선으로 모니터링 방향을 조정하기 위하여 사용하는 무선 조정 주파수를 영상신호 송신시 사용하는 주파수와 동일한 주파수 대역을 사용하므로, 모니터링 방향 조정을 위해 추가적인 무선 주파수가 필요한 종래의 양방향 조정 방식의 단점을 개선한 특징을 갖는다.

본 발명에 의한 제어 방법은 영상을 수신하는 쪽에서 무선 리모콘이나 또는 수신기 본체에 달려있는 조정단지를 이용하여 카메라 조정 제어신호를 보내고, 모니터링 카메라는 카메라의 방향을 조정하는 신호가 수신되는지를 주기적으로 관찰하고 있다가, 방향 제어 신호가 수신되면 방향 제어 모터를 구동시켜서 카메라의 모니터링 방향을 변경하게 된다.

Description

동일 주파수 대역을 이용하여 감시방향을 무선으로 조정하는 무선 ＣＣＴＶ 시스템 {RF monitoring direction controled Wireless CCTV system using the same frequency band}

CCTV 시스템은 원격지에서 영상 및 음성을 모니터하는 것을 목적으로 하는 것으로 영상을 전송하기 위한 영상 전송부와 수신한 영상을 모니터로 보기 위한 모니터부로 구성되어 있으며, 원격 감시용으로 그 용도가 확산되고 있다. 전송 매체로는 유선 및 무선이 있는데 유선 CCTV 시스템은 영상 전송부와 모니터부를 유선으로 연결한 것으로 영상 및 음성의 품질이 우수한 장점이 있으나, 항상 유선을 연결해야 하므로 선로의 가설이 어려운 장소나 영상 전송부를 자주 이동해야 하는 장소에서는 단점을 갖는다. 한편 무선 CCTV 시스템은 유선에 비하여 영상 및 음성의 품질은 다소 열등하지만 인체에 위험 지역이라든지 유선 가설이 어려운 장소에서는 장점을 갖는다.

본 발명은 무선 CCTV 시스템에 관한 것이고, 그 중에서도 카메라의 감시방향을 무선으로 제어하기 위하여 제어 신호를 음성 및 영상신호와 동시에 전송하는 무선 CCTV 시스템에 관한 것이다.

종래에 사용해 오던 무선 영상 전송 시스템인 고정형 무선 CCTV 시스템은 카메라로 입력된 신호를 모니터링하기 위하여 단순히 영상 또는 영상 및 음성신호만을 전송하는 단방향(심플렉스) 통신 방식을 사용해 왔다. 이 방식은 무선 CCTV를 한번 설치한 후에는 수신부에서 감시 방향을 조정할 수 없는 고정 모니터링 방식이다. 그러므로 고정 모니터링 방식을 사용하게 되면 여러 방향을 모니터링 하기 위해서는 여러 대의 감시 카메라를 설치해야 하는 단점을 갖고 있다.

제1a도 및 제1b도는 종래의 고정형 무선 CCTV 시스템의 송신부 및 수신부의 구성도를 각각 나타낸 것이다. 도면을 참조하여 종래의 기술을 설명하면 다음과 같다. 제1a도는 영상 및 음성을 전송하기 위한 무선 CCTV의 송신부를 나타낸 그림인데, CCD 카메라(101)를 통하여 입력된 영상신호는 CCD카메라 본체(102)에 의하여 전기*신호로 바뀐다. 이 영상신호는 마이크(103)로부터 입력된 음성신호와 함께 무선 송신기(104)로 입력되는데 변조 및 주파수발생기(105)에 의해서 주파수 상향 변환을 시킨 후, 송신안테나(106)를 통하여 무선으로 송신된다. 제1b도는 CCTV로부터 송신된 신호를 수신안테나(107)로 수신하여 무선 수신기(108)에서 발진기(109)를 통하여 주파수 하향 변환된 후 복조되어 송신된 음성 및 영상신호를 복조한 후 모니터(110) 와 스피커(111)를 통하여 각각 영상 및 음성신호를 출력시킨다.

최근에는 상기의 문제점을 해결하기 위하여 모니터링 장소에서 모니터링 방향을 원격으로 조정하기 위하여 미국 특허인 US5079634: Apparatus for wireless-controlling a camera and apparatus for two-direction simultaneous control of electrically driven equipment는 감시부 및 모니터부 양방향에서 서로 카메라의 상태를 송신하거나 카메라의 감시방향을 조정하도록 하는 특허인데, 양방향 통신을 위하여 송수신 주파수를 달리 쓰므로 추가적인 무선 주파수의 할당이 필요하며, 부가적인 부품으로 Duplexer가 필요하게 된다.

한편 US5305100: Bidirectional communication system for CCTV는 상기 US5079634를 확장한 개념을 갖고있는데 이는 4개의 카메라 중 하나를 선택하여 감시방향을 조정할 뿐만 아니라 카메라의 상태도 알 수 있도록 하고 있다. 그러나 이 시스템 역시 영상신호는 무선으로 송신하고, 카메라의 방향제어를 위해서는 적외선을 사용하고 있으므로 가시거리가 아닌 지역에서는 카메라를 선택하고 감시방향을 조정하는 것은 불가능한 문제점이 있었다.

본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 원격지로부터 카메라의 모니터링 방향을 무선 주파수(Radio frequency)를 이용하여 조정하도록 하는 목적으로 안출 되었으며, 특별히 원격 조정용으로 사용되는 무선 주파수는 무선 CCTV에서 영상신호 송신시 사용하는 주파수와 동일한 주파수 대역을 사용하므로 모니터링 방향 조정을 위해 추가적인 무선 주파수가 필요한 종래의 양방향 조정 방식의 단점을 개선하기 위한 것이다.

제1a, 1b도는 종래의 무선 CCTV 시스템의 구성도

제2a도는 본 발명에 의한 무선 CCTV의 감시부

제2b도는 본 발명에 의한 무선 CCTV의 모니터부

제3a도는 정상주기발생회로의 출력

제3b도는 감시부 제어주기 발생회로의 출력

제3c도는 모니터부 제어주기 발생회로의 출력

제4도는 모니터부 제어주기 발생회로

제5a도는 멀티 바이브레이터의 출력

제5b도는 일정 제어주기 발생회로의 출력

제6도는 종래의 영상 및 음성 전송을 위한 주파수 대역폭

제7a도는 본 발명에 의한 제어톤 주파수의 위치

제7b도는 본 발명에 의한 카메라 방향 제어신호의 사용예

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

208: 카메라 방향 조정부 207, 222: 송수신 절환 스위치

212: 주기발생 선택 스위치 213: 정상주기 발생회로

214: 감시부 제어주기 발생회로 210: 제어톤 검출회로

211: 카메라 방향제어신호 검출부 215: 카메라 방향 구동부

227: 카메라 방향조정 송신부 220: 제어방향 스위치

229: 제어신호 발생부 230: 제어톤 발생부

232: 모니터부 제어주기 발생회로

상기 서술한 종래의 무선 CCTV 시스템을 개선하기 위하여 본 발명은 크게 두 부분으로 구성되어있다. 첫 번째로, 영상 및 음성을 송신하면서 콘트롤 신호를 수신하여 카메라의 모니터링 방향을 조정하는 감시부(제2a도)와 두 번째로, 감시부로부터 송신된 신호를 수신하여 모니터할 뿐만 아니라 감시부의 카메라 방향을 무선으로 조정하는 기능을 갖는 모니터부(제2b도)로 구성되어있다.

감시부는 카메라(201), CCD 카메라 본체(202), 마이크(203), 무선 송신기 (204), 주파수 발생기(205), 안테나(206)로 구성되는 송신부와, 송수신 절환 스위치(207), 주파수 변환기(209), 제어톤 검출회로(210), 카메라 방향 제어신호 검출부(211), 주기발생 선택 스위치(212), 정상주기 발생회로(213), 감시부 제어주기 발생회로(214), 카메라 방향 구동부(215)로 구성되는 카메라 방향 조정부(208)로 구성되어있다.

한편, 모니터부는 안테나(221), 송수신 절환 스위치(222), 무선 수신기 (223), 주파수 발생기(224), 모니터(225), 스피커(226)로 구성되는 영상 및 음성신호 수신부와 제어방향 스위치(228), 제어신호 발생부(229), 제어톤 발생부(230), 주파수 상향 변환기(231), 제어주기 발생회로(232)로 구성되는 카메라 방향 조정 송신부(227)로 구성되어있다.

그림을 이용하여 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다. 제2a도는 감시부의 구성을 나타낸 것으로서 종래의 시스템인 제1a도에 카메라의 모니터링 방향을 원격으로 조정할 수 있는 카메라 방향 조정부(208)를 첨가한 것이다. 카메라(201)로부터 안테나(206)를 통하여 영상을 송신하는 기능은 제1a도와 동일하나 안테나 (206)로부터 수신된 신호는 송수신 절환 스위치(207)를 지난 후 주파수 변환기 (209)를 거친다. 여기서 주파수 하향 변환을 위해서 송신시에 사용하던 주파수 발생기(205)를 공통으로 사용하게된다.

주파수 변환기(209)의 출력은 제어톤 검출회로(210) 및 카메라 방향 제어신호 검출부(211)로 입력된다. 먼저 제어톤 검출회로(210)에서 제어톤이 검출되지 않으면 주기발생 선택 스위치(212)는 정상주기 발생회로(213)에 연결되어있다. 그러나 제어톤이 검출되면 주기발생 선택 스위치(212)는 감시부 제어주기 발생회로 (214)와 연결된다. 한편 송수신 절환 스위치(207)는 주기발생 선택 스위치의 출력에 의하여 송신 또는 수신하게 된다. 그리고 카메라 방향 제어 신호검출부(211)로 입력된 신호는 방향제어 신호를 검출한 후, 카메라 방향 구동부(215)로 입력되어 CCD 카메라 본체(202)의 방향을 변경시킨다.

제2b도는 모니터부를 나타낸 것인데 종래의 시스템인 제1b도에 카메라의 감시방향을 원격으로 조정할 수 있는 카메라 방향 조정 송신부(227)를 첨가한 것이다. 안테나(221)로부터 영상 및 음성을 수신하는 기능은 제1b도와 동일하나 카메라 방향 조정 송신부(227)의 제어방향 스위치(228)의 출력은 제어톤 발생부(230)과 제어신호 발생부(229) 그리고 송수신 절환스위치(222)로 연결되는데, 먼저 제어 방향 스위치가 선택되면 제어톤 발생부(230)에서는 상하좌우의 제어방향에 무관하게 제어톤을 발생시킨다. 그리고 제어신호 발생부(229)에서는 제어방향 스위치의 선택에 따라 해당하는 제어신호를 발생한다(예를 들면 카메라의 위치를 상하좌우로 각각 이동시키기 위하여 상하좌우에 해당하는 제어 주파수를 발생시킨다). 제어신호 발생부(229)의 출력과 제어톤 발생부(230)의 출력은 서로 합해진 후, 주파수 상향 변환기(231)에서 주파수 발생기(224)에 의하여 송신 주파수로 올려진 후 송수신 절환 스위치(222)로 입력된다. 송수신 절환 스위치(222)는 정상상태에서는 무선수신기 (223)와 연결되어있지만, 제어방향 스위치(220)가 어느 하나라도 작동을 하게 되면 제어 주기발생회로(232)를 구동시켜서 송수신 절환 스위치(222)를 절환 시킨다.

제3도는 제2a도의 송수신 절환 스위치(207)와 주기발생 선택 스위치(212)의 동작을 설명하기 위한 타이밍 도이다. 제3a도는 정상주기 발생회로(213)의 출력을 나타낸 것이다. 정상상태, 즉 모니터 부로부터 제어신호가 송신되지 않았을 때에는 주기발생 선택 스위치(212)는 정상주기 발생회로에 연결되어있고, 송수신 절환 스위치(207)는 제3a도에 나타낸 정상주기 발생회로의 출력이 논리"1"이면 제2a도의 무선송신기(204)의 출력과 연결되고, 논리"0"이면 주파수변환기(209)의 입력으로 연결된다. 따라서 정상상태에서는 송신하는 시간이 수신하는 시간보다 길게 된다.

만일 정상상태의 수신 시간동안 제어신호가 수신되면(이하, 제어상태) 제어톤 검출회로(210)에서 제어톤을 검출하게 되고 주기발생 선택 스위치(212)는 감시부 제어주기 발생회로(214)에 연결된다. 제3b도는 제어주기 발생회로의 출력을 나타낸 것인데, 송수신 절환 스위치(207)는 제어주기 발생회로의 출력이 논리"1"이면 역시 제2a도의 무선송신기(204)의 출력과 연결되고, 논리"0"이면 주파수변환기 (209)의 입력으로 연결된다. 따라서 제어상태에서는 정상상태에 비해서 수신하는 시간이 길어져서 모니터부 로부터 송신되는 제어신호에 따라서 카메라의 방향을 원활히 조정할 수 있도록 해준다.

제3c도는 제2b도 모니터부 제어주기 발생회로의 출력을 나타낸 것인데, 모니터부가 정상상태에서는 입력되는 신호를 수신하기 위하여 무선수신기(223)와 연결되어 있지만, 제어상태에서는 제어와 수신을 동시에 수행하여야 하기 때문에 모니터부 제어주기 발생회로의 출력이 논리"1"이면 송수신 절환 스위치(222)는 주파수 상향 변환기(231)와 연결되고, 논리 '0'이면 무선수신기(223)와 연결된다. 제3c도와 제3b도를 비교하면 서로 위상이 역상인 것을 알 수 있는데 이는 제3c도에 의하여 모니터부에서 제어신호를 송신(제3c도의 논리"1")할 때에는 감시부가 제어신호를 수신하는 모드(제3b도의 논리"0")가 되고, 반대로 감시부가 영상 및 음성 신호를 송신할 때(제3b도의 논리 "1")에는 모니터부가 수신하는 모드(제3c도의 논리 "0") 가 되도록 하기 위함이다. 그러므로 모니터부에서 카메라의 방향을 조정하기 위한 제어 신호도 발생시키지만 동시에 감시부로부터 송신된 영상 및 음성 신호도 수신하도록 되어있다.

제3c도 및 제3b도에서 보는 바와 같이 타이밍도의 초기에는 논리"1"(도3c)이나 논리"0"(도3b)의 길이가 긴 것을 알 수 있는데, 이는 무선 CCTV 감시부에 위치한 정상주기 발생회로의 출력(도3a)이 논리 "0"일 때 카메라부가 모니터부 로부터 송신되는 신호를 수신하는 기간인데 모니터부에서 임의의 시간에 제어방향 스위치(도2b의 228)를 작동하더라도 작동시키는 타이밍에 무관하게 카메라부가 감지할 수 있도록 모니터부의 제어신호 발생기간을 길게 한 것이다. 즉 제어신호 발생기간은 정상주기 발생회로의 출력(도3a)의 2주기 이상으로 길게 하면 제어방향 스위치 (도2b의 228)를 작동시키는 타이밍에 무관하게 카메라부의 정상주기 발생회로의 출력(도3a)의 논리"0"이 2회 이상 되므로 모니터부에서 송신되는 제어신호를 2회 이상 수신하게 된다. 초기상태가 지나면 제어신호 발생주기는 안정적으로 논리"1"의 기간과 논리 "0"의 기간이 동일하게된다.

제4도는 제3c도를 출력시키기 위한 모니터부의 제어주기 발생회로(232)의 구성도를 나타낸 것인데, 제어주기 발생회로로 입력된 신호는 단안정 멀티바이브레이터(402)와 일정 제어주기 발생회로(401)로 연결되고, 각각의 출력은 논리합 회로 (403)에서 논리적으로 더해진 후 제어주기 발생회로의 출력을 만든다. 제5a도는 단안정 멀티바이브레이터의 출력을 나타내었고, 제5b도는 일정 제어주기 발생회로 (401)의 출력이다. 그리고 논리합 회로(403)의 출력은 제5a도와 제5b도를 논리합한 신호인데 제3c도와 동일하다.

제6도는 종래의 전형적인 영상 및 음성을 전송하기 위한 주파수대역을 나타내었는데, 영상 및 음성을 전송하기 위해서 사용하던 전형적인 점유 대역폭으로 음성은 4.5 MHz의 부반송파를 이용하므로(시스템마다 다소 상이할 수 있슴) 영상신호보다 높은 주파수 대역에 위치한다. 제7a도는 본 발명에 의한 제어톤 주파수위치 (701)를 나타낸 것인데, 제6도에서 볼 수 있듯이 4 MHz부터 4.5 MHz 사이에 사용하지 않는 대역폭에 제어톤 주파수를 위치시킨다. 제7b도는 본 발명에 의한 카메라 방향제어 신호의 사용 예를 나타낸 것인데 카메라의 방향을 상하좌우로 조정하기 위한 4개의 주파수(702, 703, 704, 705)는 0 Hz부터 4 MHz 사이에 위치하고, 제어톤(706)은 4.25 MHz에 위치한 예를 나타낸 것이다. 만일 카메라의 방향을 상하 또는 좌우로만 조정하기 위해서는 제어신호는 2개만 사용하면 된다. 제3도에서 설명한 바와 같이 영상 및 음성 신호와 제어 신호는 동시에 전송되지 않기 때문에 동일한 주파수 대역을 사용하여 전송하더라도 상호 간섭은 발생되지 않는다. 그림7a 및 그림 7b에서 점선은 동일한 주파수 대역을 표시하기 위하여 참고로 나타내었고, 실선은 제어 톤 및 제어 신호를 표시한 것이다.

종래의 고정형 무선 CCTV 시스템은 지정된 장소에서 여러 방향을 모니터링 하기 위하여 모니터링 방향마다 카메라가 각각 필요한 단점이 있었다. 최근에는 이러한 단점을 개선하기 위하여 양방향 통신 방식을 이용하여 카메라의 모니터링 방향을 제어하는 방식이 등장하였는데, 이 양방향 통신방식 역시 영상을 송신하기 위한 주파수와 카메라의 방향 제어신호를 송신하기 위한 주파수 등 두 개의 별도의 주파수가 필요한 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 종래의 고정형 무선 CCTV 시스템의 단점으로 지적되어온 모니터링 방향 고정 방식을 개선하여 무선을 이용하여 카메라의 모니터링 방향을 언제든지 간편하게 변동할 수 있는 방식이며, 모니터링 방향 제어를 위해 추가적인 무선 주파수의 할당 없이 종래의 무선 CCTV 시스템에서 영상 및 음성을 무선으로 전송하기 위하여 사용하던 동일한 주파수 대역을 이용하여 카메라의 모니터링방향을 간단히 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims

카메라 및 마이크로부터 입력된 영상 및 음성신호를 변조하여 무선으로 송신하고, 수신된 신호를 복조하여 모니터 및 스피커를 통하여 송신된 신호를 복구하는 무선 CCTV 시스템에 있어서,

상기 무선 CCTV 시스템의 모니터링 방향을 무선으로 조정하기 위하여, 영상 및 음성을 송신하면서, 동일 주파수의 콘트롤 신호를 수신하여 카메라의 모니터링 방향을 조정하는 감시부;

상기 감시부로부터 송신된 영상 및 음성 신호를 수신하여 모니터할 뿐만 아니라 감시부의 카메라 방향을 동일 주파수를 이용하여 무선으로 조정하는 기능을 갖는 모니터부로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 CCTV 시스템.
제1항에 있어서, 모니터부는 카메라의 방향을 무선으로 조정하기 위하여 제어방향 스위치, 제어신호 발생부, 제어톤 발생부, 주파수 상향변환기, 제어주기 발생회로로 구성된 카메라 방향 조정 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 CCTV 시스템.
제1항에 있어서, 감시부는 모니터부로 부터 무선으로 송신된 카메라 모니터링 방향 제어 신호를 수신하여 카메라의 방향을 상하좌우(또는 상하, 또는 좌우)로 조정하기 위하여 송수신 절환 스위치, 주파수 변환기, 제어톤 검출회로, 카메라 방향 제어신호 검출부, 주기발생 선택 스위치, 정상주기 발생회로, 감시부 제어주기 발생회로, 카메라 방향 구동부로 구성된 카메라 방향 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 CCTV 시스템.
제1항에 있어서, 카메라의 방향을 무선으로 조정하기 위하여 초기 제어신호 발생 시 송수신 신호간의 충돌을 방지하기 위하여 초기 제어신호의 주기를 길게 하여 감시부에서 충분히 인식되도록 타이밍 발생장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 CCTV 시스템.
제1항에 있어서, 영상 및 음성 신호와 제어신호를 구별하여 송수신하기 위해 감시부 및 모니터부에 송수신 절환스위치를 사용하는 무선 CCTV 시스템.
제1항에 있어서, 영상 및 음성 대역폭 내에 제어톤과 제어신호를 사용하는 것을 특징으로 하는 무선 CCTV 시스템.