KR20010110674A

KR20010110674A - 패닝 및/또는 틸팅 기능을 갖는 디지털 카메라 및 그러한카메라용 이미지 회전 장치

Info

Publication number: KR20010110674A
Application number: KR1020017011880A
Authority: KR
Inventors: 사게팔크윌리; 아브라함숀라르스
Original assignee: 추후제출; 엑시스 에이비
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2001-12-13
Also published as: PT1166178E; AU3991700A; CN1143179C; DK1166178T3; CN1343323A; DE60000372T2; ES2181651T3; JP2002540656A; ATE223073T1; SE9901038D0; DE60000372D1; SE9901038L; KR100704099B1; EP1166178B1; WO2000057246A1; EP1166178A1

Abstract

디지털 카메라(300)는 패닝 및/틸팅 기능을 갖고, 렌즈 또는 대물 렌즈와 같은 광 입력부를 갖는 카메라 하우징(6), 광 입력부를 통해 수신되는 광으로부터 디지털 이미지를 생산하는 이미지 포착 유닛(500) 및 제어기(600)를 포함한다. 제 1 거울(9)은 카메라 하우징(6)에 외부에서 장착된다. 이미지 회전 장치(200)는 제어기(600)로부터 각 변위 제어 신호를 수신하여, 카메라 하우징(6)의 광 입력부(400, 8)에 관한 각으로 제 1 거울을 회전시킨다.

Description

패닝 및/또는 틸팅 기능을 갖는 디지털 카메라 및 그러한 카메라용 이미지 회전 장치{A DIGITAL CAMERA HAVING PANNING AND/OR TILTING FUNCTIONALITY, AND AN IMAGE ROTATING DEVICE FOR SUCH A CAMERA}

패닝 및/또는 틸팅 기능을 갖는 디지털 카메라의 일반적인 예는 예를 들어, 감시(surveillance), 생산 모니터링 등을 위해 소정의 위치에 장착될 수 있는 웹 카메라이다. 웹 카메라는 렌즈 또는 대물 렌즈의 형상의 광 입력부 및 광 입력부로부터 수신되는 광으로부터 디지털 이미지를 생산하는 이미지 포착 유닛을 포함한다. 일반적으로, 이미지 포착 유닛은 CCD 소자(전하 결합 소자)를 포함한다. 웹 카메라는 카메라가 이더넷(Ethernet) 또는 토큰 링(Token Ring) 네트워크와 같은 소정의 네트워크에 접속될 수 있게 하는 소프트웨어 및 하드웨어를 갖는다. 웹 카메라는 초당 1-25 이미지와 같은 소정의 속도로 디지털 이미지를 생산하도록 조정된다. 웹 카메라에 의해 커버되는 영상 볼륨을 증가시키기 위해, 카메라에는 카메라를 패닝 및/또는 틸팅하는 기계적 수단이 제공된다. 일반적으로, "패닝" 수단은 수평 평면에서 소정의 각(일반적으로는 0°-360°)으로 카메라를 회전시키고, "틸팅" 수단은 수직 평면에서 소정의 각(일반적으로는 0°-180°)으로 카메라를 회전시킨다.

종래 기술의 웹 카메라에서는, 패닝 및/또는 틸팅 기능이 전체 카메라 또는 카메라의 최소한의 대물 렌즈를 이동시킴으로써 얻어졌다. 카메라 및 대물 렌즈는 상당한 무게를 갖기 때문에, 이러한 접근 방법은 복잡하고, 크고, 고가의 기계를 필요로 한다. 또한, 카메라가 패닝 또는 틸팅될 수 있는 속도가 그에 알맞게 이동되어야 하는 큰 질량으로 인해 제한된다.

본 발명은 패닝 및/또는 틸팅 기능을 갖는 디지털 카메라에 관한 것으로, 특히, 렌즈 또는 대물 렌즈(objective)와 같은 광 입력부, 이미지 포착 유닛 및 제어기를 갖는 카메라 하우징을 갖는 디지털 카메라에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 디지털 카메라의 패닝 및/또는 틸팅(panning and/or tilting) 기능을 제공하는 이미지 회전 장치에 관한 것이다.

도 1은 바람직한 실시예에 따르는 디지털 카메라의 전체 구조의 개략적인 블록도.

도 2는 장착되는 이미지 회전 장치 및 카메라의 제 1 측면도.

도 3은 도 2에 도시된 이미지 회전 장치 및 카메라의 제 2 측면도.

도 4는 도 2 및 3에 도시된 이미지 회전 장치의 평면도.

본 발명의 목적은 패닝 및/또는 틸팅을 더 빠르고 더욱 정확하게 하는 디지털 카메라를 제공하는 것이고, 그것에 의해 카메라가 시간 단위당 더 많은 이미지를 생산하게 한다. 또한, 본 발명의 목적은 크거나 고가의 기계가 필요없이 효율적이고 신속한 패닝 및/또는 틸팅을 제공하는 디지털 카메라에 외부에 장착되는 이미지 회전 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 카메라 하우징에 외부에서 장착되는 거울을 갖고, 디지털 카메라의 제어기로부터 수신되는 각 변위 제어 신호에 응답하여 카메라 하우징의 광 입력부(렌즈 또는 대물 렌즈)에 대하여 회전하는 회전 구성 부분을 갖는 이미지 회전 장치를 갖는 디지털 카메라를 제공함으로써 달성된다.

본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 장점은 이하의 상세한 설명, 첨부한 청구 범위 뿐만 아니라 도면으로부터 명백할 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예가 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명된다.

도 1을 참조하면, 디지털 카메라(300)가 기본 모듈 형상으로 도시되어 있다.디지털 카메라(300)는 디지털 카메라(300)에 의해 광학적으로 커버되는 볼륨에 나타나는 임의의 물리적 객체일 수 있는 일반적인 객체(100)중의 하나 이상의 디지털 이미지(들)을 생산하도록 배치된다. 본 발명의 이미지 회전 장치(200)는 디지털 카메라의 광 입력부(400)의 정면의 디지털 카메라(300)에 외부에서 정착된다. 광 입력부(400)는 일반적으로 공지되어 있는 렌즈 또는 대물 렌즈이다. 이미지 회전 장치(200)의 목적은 적어도 하나의 평면, 바람직하게는 수평 평면 뿐만 아니라 수직 평면에서 디지털 카메라의 사용 가능한 시야(field of view)를 확장하는 것이다. 이미지 회전 장치(200)의 바람직한 실시예가 도 2-4를 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 디지털 카메라는 객체(100)의 디지털 이미지 표본을 생산하는 적합한 수단이 제공되는 이미지 포착 유닛(500)을 더 포함한다. 바람직하게는, 이미지 포착 유닛(500)은 당업자에게 널리 공지된 것으로 알려진 내부 구조인, CCD 소자(전하 결합 장치)를 포함한다. 디지털 카메라(300)는 이미지 포착 유닛(500) 뿐만 아니라 외부 이미지 회전 장치(200)를 제어하는 제어기(600)를 또한 갖는다. 제어기(600)는 장치(200) 및 유닛(500) 뿐만 아니라 이미지 포착 유닛(500)에 의해 포착된 이미지를 저장하는 디지털 메모리(700)에 동작적으로 접속된다. 또한, 디지털 카메라(300)는 이미지 변형 유닛(800)을 포함할 수 있는데, 이것은 시야가 패닝 또는 틸팅될 때, 이미지 회전 장치(200)에 의해 초래되는 이미지 회전 효과를 보상하기 위해 디지털 이미지를 회전시키기 위한 목적이다. 이미지 변형 유닛(800)은 대물 렌즈(400)에 관련하여 이미지 회전 장치(200)의 회전 각에 반응하여, 현재의 패닝 및/또는 틸팅 각을 보상하기 위해 디지털 이미지를 변형시킬 때, 이러한 회전 각을 사용한다. 이러한 이미지 변형을 실행하는 것은, 즉, 하나의 방향 보다는 하나 이상의 방향에서 디지털 이미지를 회전시키는 것은 디지털 카메라의 당업자에게 널리 공지되어 있다. 따라서, 이미지 변형 유닛(800)의 내부 구조는 본 명세서에 설명되지 않는다.

메모리(700)는 EEPROM과 같은, 시판되고 있는 메모리에 의해 실시될 수 있다.

도 1에 나타난 바와 같이, 디지털 카메라(300)는 차례로 인터넷의 일부분일수 있는 이더넷 또는 토큰 링 네트워크와 같은 네트워크(900)에 접속될 수 있다. 이러한 응용에서, 디지털 카메라(300)의 제어기에는 디지털 카메라가 네트워크(900) 예를 들어, 디지털 이미지를 생산하는 웹 서버상에서 사용 가능한 웹 카메라처럼 작동 가능하게 하는 적합한 소프트웨어가 제공된다.

디지털 카메라(300)의 패닝 및/또는 틸팅 각, 특히 이미지 회전 장치가 대물 렌즈(400)의 중심축에 관련하여 카메라(300)의 시야를 변화시킨 각(들)은 네트워크(900)를 통해 제어기(600)에 액세스함으로써 카메라의 사용자에 의해 설정 및 변화될 수 있다. 대안으로는, 패닝 및/또는 틸팅 각(들)은 디지털 카메라(300)에 직접 접속되는 컴퓨터로부터 제어될 수 있다.

이미지 회전 장치(200)의 바람직한 실시예가 도 2-4를 참조하여 더욱 상세히 설명된다. 도면에 아래의 소자가 도시되어 있다.

수량 참조 번호 이름

1 19 프레임

1 18 타이밍 벨트

긴장차(tightener)

1 17 벨트 휠

1 16 타이밍 벨트

1 15 벨트 휠

1 14 타이밍 벨트

1 13 타이밍 벨트 긴장차

2 12 광 센서

1 11 거울 홀더

1 10 틸팅 거울

1 9 고정 거울

1 8 카메라 렌즈(객체)

2 7 모터

1 6 카메라 하우징

1 5 거울 휠

1 4 베벨 기어

1 3 틸팅 축

2 2 고정 부분

1 1 가이딩 휠

이미지 회전 장치(200)는 제 1 고정 거울(9) 및 제 2 틸팅 거울(10)을 포함하는 거울 시스템을 갖는다. 고정 거울은 카메라(300)의 광 중심축에 대하여 37°의 각으로 대물 렌즈의 정면에 직접 장착된다. 고정 거울(9)은 대물 렌즈 주위에서 회전 가능한 거울 휠(5)에 장착되어서, 시야에 0°에서 360° 사이의 회전 각을 제공한다.

시야의 중심에서, 틸팅 거울(10)이 장착되어서, 회전 축은 카메라의 광 중심축과 수직을 이룬다. 틸팅 거울(10)이 거울 휠(5)상에 운반되어서, 틸팅 거울(10)이 고정 거울(9)과 함께 대물 렌즈(8) 주위를 회전하는 것을 초래한다. 객체에 관련하여 거울(9 및 10)의 기하학적 배치때문에, 짧은 시간에 많은 볼륨을 모니터하는 것이 가능하다.

틸팅 거울(10)은 두개의 고정 부분(2) 사이의 거울 휠(5)에서 차례로 저널(journalled)되는 거울 홀더(11)에 부착된다. 거울 휠(5)에 대향하는 방향에서, 약간 더 작은 가이딩 휠(1)이 동심적으로(concentrically) 장착된다. 틸팅 축(3)이 거울 휠에 편심적으로(eccentrically) 장착되어서, 틸팅 거울(10)을 이동하게 한다. 가이딩 휠(1)은 자신의 운동을 틸팅 축(3)으로 전달하고, 베벨 기어(4)를 통해 틸팅 축(3)으로부터 거울 홀더(11)로 전달한다. 배치는 행성 기어(planetary gear)와 유사하고, 여기에서, 가이딩 휠은 태양 피니언(sun pinion)을 나타내고, 틸팅 축은 행성 피니언(planet pinion)을 나타낸다. 거울 휠은 행성 피니언의 홀더와 같이 동작한다.

거울 휠이 이동하지 않을 때, 가이딩 휠이 회전되는 경우에, 틸팅 축(3)은 자신의 축 주위를 회전할 것이다. 여기에서, 거울 홀더(11)는 자신의 회전 축 주위에서 회전될 것이다. 따라서, 틸팅 거울(10)은 거울 휠(5)에 대하여 회전되고, 시야의 중심축은 카메라의 광 중심에 대하여 각을 이룬다. 거울 휠(5) 및 가이딩 휠(11)이 동일한 각속도로 회전하는 경우에, 틸팅 축에 상대적인 운동은 없을 것이고, 그 결과 자신이 회전 축 주위에 거울 홀더/거울의 회전이 없다. 그러나, 전체로서 거울 휠(5)은 카메라의 광 중심축에 대해 일정한 각으로 고정 거울(9) 및 틸팅 거울(10)과 회전할 것이다.

다시 말해, 거울 휠(5) 및 가이딩 휠(1)을 동시에 회전시킴으로써, 시야는임의의 소정의 각에 대해 360° 회전될 수 있다. 이어서, 휠이 서로에 관하여 회전되는 경우에, 거울 홀더(11)의 각은 변화되고, 시야는 새로운 틸팅 각에 대해 다시 360° 회전될 수 있다. 이러한 방법으로, 카메라 주위의 매우 큰 볼륨이 커버될 수 있고, 이미지가 이러한 큰 볼륨내의 임의의 소정의 위치에 대해 얻어질 수 있다.

거울 휠(5) 및 가이딩 휠(1)은 각각의 모터(7)에 의해 구동된다. 벨트 휠(15, 17), 타이밍 벨트(14, 16) 및 타이밍 벨트 긴장차(13, 18)가 도 2-4에 도시된 바와 같이 제공된다.

본 발명의 이미지 회전 장치는 적어도 아래의 장점을 제공한다.

.회전 부분에 대한 낮은 관성 모멘트

.높은 패닝/틸팅 조정 속도, 각 설정 사이의 짧은 시간

.높은 설정 정확성

.컴팩트한 디자인

.적은 구조적 구성 소자

.낮은 제조 가격

.신축성 있는 디자인

.단순한 패닝/틸팅 제어

.넓은 시야

본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 전술되었다. 그러나, 첨부한 독립항에 의해 정의된 바와 같이 본 명세서에 개시된 실시예 이외에 다른 실시예가 본 발명의 범위내에서 가능하다.

Claims

렌즈 또는 대물 렌즈(8)와 같은 광 입력부(400)를 갖는 카메라 하우징(6), 상기 광 입력부를 통해 수신되는 광으로부터 디지털 이미지를 생산하는 이미지 포착 유닛(500), 제어기(600), 상기 카메라 하우징(6)에 외부에서 장착되는 제 1 거울(9), 상기 제어기(600)에 접속되고 상기 카메라 하우징(6)의 상기 광 입력부(400, 8)에 대해 회전의 각으로 상기 제 1 거울을 회전시키는데 적응되는 이미지 회전 장치(200)를 포함하는 패닝 및/또는 틸팅 기능을 갖는 디지털 카메라(300)에 있어서,

상기 이미지 포착 유닛(500)에 접속되어, 상기 이미지 포착 유닛(500)에 의해 포착될 때, 상기 제 1 거울의 회전 각에 관련되는 각에 의해, 디지털 이미지를 회전시키는데 적응되는 이미지 변형 유닛(800)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라.
제 1 항에 있어서,

상기 카메라 하우징(6)에 외부에서 장착되는 제 2 거울을 더 포함하고, 상기 이미지 회전 장치(200)는 상기 카메라 하우징(6)의 상기 광 입력부(400, 8)에 대한 회전의 제 2 각으로 상기 제 2 거울을 회전시키는데 적응되는 것을 특징으로 하는 디지털 카메라.
카메라 하우징(6), 렌즈 또는 대물 렘즈(8)와 같은 광 입력부(400) 및 상기 광 입력부를 통해 수신되는 광으로부터 이미지를 생산하는 이미지 포착 유닛(500)을 갖고, 상기 카메라 하우징(6)에 외부에서 장착되는 제 1 거울(9) 및 상기 카메라 하우징(6)의 상기 광 입력부(400, 8)에 대한 회전의 제 1 각으로 상기 제 1 거울을 회전시키는 제 1 회전 소자(5, 7)를 포함하는 이미지 회전 장치(200)에 있어서,

상기 카메라 하우징(6)에 외부에서 장착되는 제 2 거울(10), 및

상기 카메라 하우징의 상기 광 입력부(400, 8)에 대한 회전의 제 2 각으로 상기 제 2 거울을 회전시키는 제 2 회전 소자(3, 7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 회전 장치.