KR200302221Y1 - USB Camera Having Integral Lights - Google Patents

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KR200302221Y1
KR200302221Y1 KR20-2002-0031644U KR20020031644U KR200302221Y1 KR 200302221 Y1 KR200302221 Y1 KR 200302221Y1 KR 20020031644 U KR20020031644 U KR 20020031644U KR 200302221 Y1 KR200302221 Y1 KR 200302221Y1
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Abstract

본 고안은 USB 카메라 본체에 조명장치를 일체로 구비함과 동시에 원 터치방식으로 축소/확대 렌즈 모듈을 빠르고 편리하게 교체 사용이 가능한 일체형 조명을 갖춘 USB 카메라에 관한 것이다.The present invention relates to a USB camera having an integrated light that is equipped with a lighting device in the USB camera body at the same time, and can be used to quickly and conveniently replace the reduction / expansion lens module by a one-touch method.

본 고안은 피사체 영상을 디지털 영상신호로 변환해주는 영상검출센서와, 상기 영상검출센서가 일측에 장착되며 디지털 영상을 PC의 USB 포트를 통하여 USB 방식으로 PC로 전송하기 위한 인터페이스 보드와, 인터페이스 보드를 지지하며 상기 영상검출센서와 대향한 부분에 원통형 연장부를 갖는 하우징과, 원통형 연장부 내부에 자성체로 이루어지며 내부로부터 연장된 원통형 결합부와, 원통형 결합부와 원통형 연장부 사이에 배치되어 피사체에 빛을 조사하기 위한 다수의 고휘도 LED를 포함하는 조명장치와, 후단부가 돌출된 원통형 모듈 결합부 내부에 원통형 자석이 내장되어 있어, 하우징의 원통형 연장부에 착탈 가능하게 결합되며 조명장치로부터 피사체에 조사되어 반사된 피사체 영상을 확대/축소하여 하우징 내부의 영상검출센서에 상이 맺히도록 안내하는 렌즈 모듈로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides an image detection sensor for converting a subject image into a digital image signal, an interface board mounted at one side, and an interface board for transferring a digital image to a PC through a USB port of a PC to a PC, and an interface board. A housing having a cylindrical extension portion opposed to the image detection sensor, a cylindrical coupling portion formed of a magnetic material inside the cylindrical extension portion and extending from the inside, and disposed between the cylindrical coupling portion and the cylindrical extension portion to light the subject. Illumination device including a plurality of high-brightness LED for irradiating the light, and a cylindrical magnet is embedded in the cylindrical module coupling portion protruding rear end, detachably coupled to the cylindrical extension of the housing and irradiated to the subject from the lighting device The image of the reflected subject is enlarged / reduced to make a difference with the image detection sensor inside the housing. It characterized by consisting of a lens module of the lock guide.

Description

일체형 조명을 갖춘 유에스비 카메라{USB Camera Having Integral Lights}USB Camera Having Integral Lights {USB Camera Having Integral Lights}

본 고안은 일체형 조명을 갖춘 USB 카메라에 관한 것으로, 특히 USB 카메라 본체에 조명장치를 일체로 구비함과 동시에 원 터치방식으로 축소/확대 렌즈 모듈을 빠르고 편리하게 교체 사용이 가능한 일체형 조명을 갖춘 USB 카메라에 관한 것이다.The present invention relates to a USB camera with integrated lighting, and in particular, a USB camera with integrated lighting that can be used to quickly and conveniently replace a reduction / enlargement lens module with a single touch while simultaneously providing a lighting device in the USB camera body. It is about.

의료용으로 환자의 환부, 특히 치아나 구강 내부를 관찰하여 치료에 이용하기 위한 카메라 시스템이 개발되어 사용되고 있다.For medical purposes, a camera system has been developed and used for observing a patient's affected area, especially teeth and oral cavity, for use in treatment.

예를들어, 미합중국 특허 제5,051,823호에는 CCD(Charge Coupled Device)를 이용한 간접 구강내 비디오 카메라 시스템이 제안되어 있다. 이 시스템은 내부에 버퍼/드라이버 인터페이스가 내장된 길이방향으로 길게 연장된 손잡이부 및 손잡이부의 일단에 CCD, 컬러필터 및 렌즈 조립체를 구비한 카메라부로 구성되어 있다.For example, US Pat. No. 5,051,823 proposes an indirect intraoral video camera system using a charge coupled device (CCD). The system consists of a longitudinally extending handle with a buffer / driver interface inside and a camera with a CCD, color filter and lens assembly at one end of the handle.

상기 시스템은 카메라부를 구강내로 삽입하여 환부를 촬영하면 얻어진 아날로그 영상이 인터페이스를 거치면서 디지털 영상신호로 변환되어 출력된다.The system inserts a camera into the oral cavity and photographs the affected part, and the analog image obtained through the interface is converted into a digital image signal and output.

그러나, 이러한 시스템은 자체적인 조명장치를 갖고 있지 않기 때문에 환부에 대한 고해상도의 선명한 영상을 얻을 수 없고, 고정된 배율의 렌즈를 사용하고 있기 때문에 사용자가 필요에 따라 렌즈의 배율을 선택할 수 없으며, 범용 PC나 노트북 컴퓨터 등에 바로 연결하여 사용할 수 없고 전용 처리장치를 사용하여야 하는 문제가 있다.However, since these systems do not have their own lighting devices, they cannot obtain high-resolution clear images of affected areas, and because they use a fixed magnification lens, the user cannot select the magnification of the lens as needed. There is a problem that can not be used directly connected to a PC or notebook computer, and must use a dedicated processing device.

한편, 이러한 문제점을 보완하기 위하여 한국등록실용신안 제204745호에 개시된 의료용 카메라 시스템은 파이프 형상의 일단에 렌즈부가 장착되고, 파이프 형상의 후단에 연장된 실린더부에 CCD 또는 USB 카메라가 결합되며, 파이프의 중간에 단일 LED를 사용한 광원과 프리즘을 구비하고 있다. 이 시스템은 렌즈부와 카메라 부분을 분리시킴에 의해 환부에 근접하는 렌즈부를 파이프 형상으로 구현할 수 있어 카메라의 시야각에 제한을 받지 않고 구강뿐 아니라 귀나 직장의 내부를 촬영할 수 있고 고휘도 LED 광원을 사용하여 USB 카메라를 통하여 얻어진 정확한 영상신호를 바로 PC에 입력하여 원격지에서도 환자를 진료할 수 있고, 범용 USB 카메라를 사용함에 따라 전체적인 구조를 간단하고 저렴한 비용으로 구현할 수 있게 하였다.On the other hand, the medical camera system disclosed in the Korean Utility Model Registration No. 204745 is equipped with a lens portion at one end of the pipe shape, CCD or USB camera is coupled to the cylinder portion extending to the rear end of the pipe shape, the pipe In the middle is a light source and a prism using a single LED. By separating the lens part from the camera part, this system can implement the lens part close to the affected part in the shape of a pipe, so that the inside of the ear or rectum as well as the mouth can be photographed without being limited by the viewing angle of the camera. By accurately inputting the video signal obtained through the USB camera to a PC, the patient can be treated at a remote location, and the general structure of the USB camera enables simple and low-cost implementation.

상기 의료용 카메라 시스템은 렌즈부가 파이프의 선단에 고정된 구조이므로 사용자가 필요에 따라 렌즈의 확대 배율을 선택하여 환부의 상태를 촬영할 수 없고, 구조상 단일 LED를 사용한 것이므로 조명장치의 휘도가 산업용으로 적용하는데는 부족하며, 휘도를 높이기 위하여 다수의 LED를 채용하는 것이 불가능한 하우징구조를 갖고 있다.The medical camera system has a structure in which the lens part is fixed to the tip of the pipe, so that the user cannot select the magnification of the lens as needed to photograph the affected part, and since the structure uses a single LED, the luminance of the lighting device is applied to the industrial use. Is lacking, and has a housing structure in which it is impossible to employ a plurality of LEDs to increase the brightness.

또한 상기 시스템은 사용자가 촬영하고자 하는 부분의 여건에 따라 조명장치의 휘도를 가변할 수 있는 기능이 구비되어 있지 않아 활용이 원활하지 못한 단점이 있었다.In addition, the system is not equipped with a function for varying the brightness of the lighting device according to the condition of the portion to be photographed by the user has a disadvantage that the utilization is not smooth.

더욱이 상기 시스템은 환부로부터 일정거리 떨어진 비접촉식으로서, 예를들어, 피부나 물체의 표면 조직상태를 확대하여 보는 것은 적합하지 못한 구조를 갖고 있다.Moreover, the system is a non-contact type at a certain distance from the affected part, for example, having a structure that is not suitable for enlarging the surface tissue state of the skin or an object.

또한, 원격 화상채팅이나 원격 교육을 위해 PC의 USB 포트에 결합되어 사용되는 종래의 USB 웹 카메라는 별도의 광원장치를 내장하고 있지 않아 야간 또는 야외에서는 선명한 영상을 얻을 수 없어 사용이 원활하지 못한 문제가 있고, 일반적인 카메라는 별도의 조명장치박스를 구비하고 있어 전체적인 사이즈가 커지는 문제가 있다.In addition, the conventional USB web camera, which is used to be connected to the USB port of a PC for remote video chatting or remote education, does not have a separate light source device, and thus it is not easy to use it because it is impossible to obtain clear images at night or outdoors. And, the general camera is provided with a separate lighting device box has a problem that the overall size increases.

따라서 본 고안은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 USB 카메라 본체에 조명장치를 일체로 구비함과 동시에 원 터치방식으로 축소/확대 렌즈 모듈을 빠르고 편리하게 교체 사용이 가능한 일체형 조명을 갖춘 소형 구조의 USB 카메라를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention has been devised in view of the problems of the prior art, and its purpose is to provide an integrated lighting device on the USB camera body, and at the same time, the one-touch method to quickly and conveniently replace and use a reduction / expansion lens module. It is to provide a compact USB camera with a light.

본 고안의 다른 목적은 밝기 조절이 가능한 고 휘도의 조명장치를 일체로 구비하여 주/야간에 제한 없이 사용 가능하고, 필요에 따라 적합한 배율의 렌즈 모듈을 선택하여 사용 가능한 산업용/의료용/교육용 USB 카메라를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a high-brightness lighting device that can be used in any day and night without limitation, and can be used by selecting a lens module of a suitable magnification according to the needs of industrial, medical, educational USB camera To provide.

본 고안의 또 다른 목적은 접촉식 렌즈 모듈을 도광캡에 이격없이 고정 결합시킬 수 있어 부품의 정밀 가공 요소를 제거한 USB 카메라용 렌즈 모듈 구조를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a lens module structure for a USB camera that can be fixedly coupled to the contact lens module to the light guide cap without removing the precision machining element of the part.

본 고안의 다른 목적은 노트북 PC와 결합하여 간단하게 고배율의 휴대용 현미경을 구성할 수 있는 USB 카메라를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a USB camera that can be easily combined with a notebook PC to configure a high magnification portable microscope.

도 1은 본 고안에 따른 일체형 링 조명을 갖춘 USB 카메라 전체를 보여주는 정면도,1 is a front view showing the entire USB camera with an integrated ring light according to the present invention,

도 2는 도 1에서 렌즈 모듈 부분을 제거한 상태를 보여주는 사시도,2 is a perspective view illustrating a state in which a lens module part is removed from FIG. 1;

도 3a 내지 도 3c는 각각 도 1에서 저배율 렌즈 모듈 부분에 대한 정면도, 우측면도 및 축방향 단면도,3A to 3C are front views, right side views, and axial cross-sectional views of the low magnification lens module portions of FIG. 1, respectively;

도 4a 내지 도 4c는 각각 도 1에서 고배율 렌즈 모듈 부분에 대한 정면도, 우측면도 및 축방향 요부 단면도,4A to 4C are front views, right side views, and axial recessed sectional views of the portion of the high magnification lens module in FIG. 1, respectively;

도 5는 본 고안에 사용되는 조명장치에 대한 구동 회로도이다.5 is a driving circuit diagram for the lighting apparatus used in the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 ** Explanation of Signs of Major Parts of Drawings *

1 ; 하우징 2 ; 전원 스위치One ; Housing 2; Power switch

4 ; 밝기조절스위치 5 ; 케이블4 ; Brightness control switch 5; cable

6 ; 원통형 연장부 7 ; 원통형 결합부6; Cylindrical extension 7; Cylindrical coupling

8 ; 인터페이스 보드 10 ; CCD8 ; Interface board 10; CCD

11 ; LED 12 ; 스위칭 트랜지스터11; LED 12; Switching transistor

13 ; 마이컴 13A ; A/D 콘버터13; Microcomputer 13A; A / D Converter

14 ; 가변저항 15 ; 저항14; Variable resistance 15; resistance

20 ; 렌즈 모듈 20a ; 저배율 렌즈 모듈20; Lens module 20a; Low magnification lens module

21,31 ; 도광캡 21b,31b ; 관통구멍21,31; Light guiding caps 21b and 31b; Through hole

22,32 ; 렌즈 조립체 22a,32a ; 렌즈군22,32; Lens assemblies 22a, 32a; Lens group

23,33 ; 모듈 결합부 24,34 ; 자석23,33; Module coupling 24,34; magnet

25,35 ; 고정링 26,36 ; 탄성 스프링25,35; Retaining ring 26,36; Elastic spring

30 ; 고배율 렌즈 모듈 37 ; 원통형 가동체30; High magnification lens module 37; Cylindrical movable body

40 ; 조명장치40; Lighting equipment

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 조명장치를 구비한 USB 카메라에 있어서, 피사체로부터 반사된 영상을 디지털 영상신호로 변환해주는 영상검출센서와, 상기 영상검출센서가 일측에 장착되며 이를 통하여 얻어진 피사체의 디지털 영상을 PC의 USB 포트를 통하여 USB 방식으로 PC로 전송하기 위한 직렬신호로 변환시켜주는 인터페이스 보드와, 내부에 상기 인터페이스 보드를 지지하며 상기 영상검출센서와 대향한 부분에 돌출된 원통형 연장부를 갖는 하우징과, 상기 원통형 연장부 내부에 자성체로 이루어지며 영상검출센서에 대응하는 직경을 갖고 내부로부터 연장된 원통형 결합부와, 상기 원통형 결합부와 원통형 연장부 사이에 배치되어 피사체에 빛을 조사하기 위한 다수의 고휘도 LED를 포함하는 조명장치와, 후단부가 돌출된 원통형 모듈 결합부 내부에 원통형 자석이 내장되어 있어, 상기 하우징의 원통형 연장부에 착탈 가능하게 결합되며 조명장치로부터 피사체에 조사되어 반사된 피사체 영상을 확대/축소하여 하우징 내부의 영상검출센서에 상이 맺히도록 안내하는 렌즈 모듈로 구성되며, 상기 렌즈 모듈은 사용자가 필요에 따라 원하는 확대/축소 배율을 갖는 모듈을 선택할 수 있도록 다수의 렌즈 모듈 세트로 구성되고,모듈 결합부에 구비된 자석을 이용하여 원통형 연장부 내부의 원통형 결합부와 원터치 방식으로 결합/분리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체형 링 조명을 갖춘 USB 카메라를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a USB camera equipped with an illumination device, an image detection sensor for converting an image reflected from a subject into a digital image signal, and the image detection sensor is mounted on one side and obtained through An interface board that converts a digital image of a subject into a serial signal for transferring to a PC through a USB port of a PC, and a cylindrical extension that protrudes in an area facing the image detection sensor while supporting the interface board therein. A housing having a portion, a cylindrical coupling portion formed of a magnetic material inside the cylindrical extension portion and having a diameter corresponding to the image detection sensor, and extending from the inside, and disposed between the cylindrical coupling portion and the cylindrical extension portion to irradiate light to the subject. Illumination device comprising a plurality of high-brightness LED to the rear end, and a protruding cylindrical module A cylindrical magnet is built in the coupling part, which is detachably coupled to the cylindrical extension part of the housing, and enlarges / reduces the subject image reflected from the illumination device to the subject to guide the image to the image detection sensor inside the housing. It consists of a lens module, wherein the lens module is composed of a plurality of lens module set so that the user can select a module having a desired magnification / magnification as needed, cylindrical extension using a magnet provided in the module coupling portion Provided is a USB camera having an integrated ring illumination, characterized in that the coupling / separation is made in one-touch manner with the inner cylindrical coupling portion.

상기 다수의 렌즈 모듈 세트는 도광캡 또는 광가이드를 구비한 접촉식 또는 이를 제거한 비접촉식 중 어느 하나의 방식으로 구현될 수 있다.The plurality of lens module sets may be implemented in any one of a contact type with a light guide cap or an optical guide or a non-contact type with the same removed.

접촉식인 경우 저배율 렌즈 모듈은 중앙부에 관통구멍이 형성되고 선단부측에 요홈이 형성된 모듈 결합부와, 상기 모듈 결합부의 후단 내주부에 삽입된 원통형 자석과, 상기 모듈 결합부의 요홈에 후단부가 삽입되며 내부에 상확대용 렌즈군을 포함하고 있는 렌즈 조립체와, 선단부가 반구형 형상을 갖는 투명한 플라스틱 소재로 이루어지고 중앙에 관통 형성된 내부에 상기 모듈 결합부와 렌즈 조립체가 삽입 고정되며 선단부의 렌즈군과 대향한 관통구멍으로 LED로부터 조사되는 빛을 집속해주는 가이드 역할을 하는 도광캡으로 구성된 것을 특징으로 한다.In the case of the contact type, the low magnification lens module has a module coupling portion having a through hole formed in the center portion and a groove formed on the tip side thereof, a cylindrical magnet inserted into the inner peripheral portion of the rear end portion of the module coupling portion, and a rear end portion inserted into the groove of the module coupling portion. A lens assembly including a lens group for magnifying the image, a transparent plastic material having a hemispherical shape at the tip end thereof, and the module coupling part and the lens assembly inserted into and fixed in the center thereof and facing the lens group at the tip end thereof. It is characterized by consisting of a light guide cap that serves as a guide to focus the light irradiated from the LED through the through hole.

이 경우, 상기 저배율 렌즈 모듈은 상기 모듈 결합부의 외주부 선단과 도광캡 내주부 사이를 결합시키기 위한 제1결합수단과, 상기 렌즈 조립체의 외주부에 삽입되어 렌즈 조립체를 이격없이 도광캡의 설정된 위치에 고정시키기 위한 탄성 스프링과, 상기 모듈 결합부의 후단과 도광캡의 후단을 고정 결합시켜 탄성 스프링에 의해 위치설정된 렌즈 조립체의 위치를 고정시키기 위한 제2결합수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.In this case, the low magnification lens module is a first coupling means for coupling between the outer periphery of the module coupling portion and the light guide cap inner peripheral portion, and is inserted into the outer peripheral portion of the lens assembly to fix the lens assembly at a predetermined position of the light guide cap without being spaced apart. And a second coupling means for fixing the position of the lens assembly positioned by the elastic spring by fixedly coupling the rear end of the module coupling portion to the rear end of the light guide cap.

또한, 상기 고배율 렌즈 모듈은 중앙부에 관통구멍이 형성되고 후단부측 내주부에 원통형 자석이 구비된 모듈 결합부와, 중앙부에 관통구멍이 형성되고 선단부에 요홈이 형성되고 후단부가 모듈 결합부의 내주부에 결합되어 모듈 결합부의 내주부에서 축방향을 따라 이동가능한 원통형 가동체와, 상기 원통형 가동체의 외주부에 삽입되어 원통형 가동체를 모듈 결합부에 탄성적으로 지지하기 위한 탄성 스프링과, 상기 원통형 가동체의 요홈에 후단부가 삽입되며 내부에 상확대용 렌즈군을 포함하고 있는 렌즈 조립체와, 선단부가 반구형 형상을 갖는 투명한 플라스틱 소재로 이루어지고 중앙에 관통 형성된 내부에 상기 모듈 결합부, 원통형 가동체 및 렌즈 조립체가 삽입 고정되며 선단부의 렌즈군과 대향한 관통구멍으로 LED로부터 조사되는 빛을 집속해주는 가이드 역할을 하는 도광캡으로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the high magnification lens module has a through hole formed in a central portion and a cylindrical magnet provided in a cylindrical portion at an inner circumferential side of the rear end, a through hole is formed in a central portion, a recess is formed in the front end, and an inner circumferential portion of the rear coupled portion is formed in the module. A cylindrical movable body coupled to the movable body in an axial direction at an inner circumferential portion of the module coupling portion, an elastic spring inserted into an outer circumferential portion of the cylindrical movable body to elastically support the cylindrical movable body at the module coupling portion, and the cylindrical movable portion The rear end portion is inserted into the groove of the sieve and the lens assembly including an image magnifying lens group therein, the front end portion is made of a transparent plastic material having a hemispherical shape and the module coupling portion, the cylindrical movable body and The lens assembly is inserted and fixed and collects the light emitted from the LED through the through hole facing the lens group at the tip end. Which it is characterized in that the light guide is configured as a cap which serves as a guide.

이 경우, 상기 고배율 렌즈 모듈은 모듈 결합부의 후단과 도광캡의 후단을 고정 결합시켜 탄성 스프링에 의해 위치설정된 렌즈 조립체의 위치를 고정시키기 위한 고정링을 더 포함하는 것이 바람직하다.In this case, the high magnification lens module preferably further includes a fixing ring for fixing the position of the lens assembly positioned by the elastic spring by fixedly coupling the rear end of the module coupling portion and the rear end of the light guide cap.

또한, 상기 조명장치는 상기 원통형 결합부와 원통형 연장부 사이에 링 형상으로 배치되어 피사체에 빛을 조사하기 위한 다수의 고휘도 LED와, 상기 하우징의 외부로 노출된 밝기조절스위치의 회전에 따라 제어전압을 인가하기 위한 가변저항과, 상기 가변저항으로부터 인가되는 제어전압을 A/D 콘버터를 사용하여 디지털 신호로 변환하여 받아들이며, 제어전압에 응답하여 PWM 방식으로 변조된 구형파 출력신호를 발생하는 마이컴과, 상기 PWM 구형파 출력신호에 따라 부하로 삽입된 LED를 구동시키기 위한 스위칭 트랜지스터로 구성될 수 있다.In addition, the illumination device is disposed in a ring shape between the cylindrical coupling portion and the cylindrical extension portion a plurality of high-brightness LED for irradiating light to the subject, and the control voltage according to the rotation of the brightness control switch exposed to the outside of the housing A microcomputer for converting and receiving a variable resistor for applying a voltage and a control voltage applied from the variable resistor into a digital signal using an A / D converter, and generating a square wave output signal modulated by a PWM method in response to the control voltage; It may be configured as a switching transistor for driving the LED inserted into the load according to the PWM square wave output signal.

상기한 바와 같이 본 고안에서는 USB 카메라 본체에 조명장치를 일체로 구비함과 동시에 원 터치방식으로 축소/확대 렌즈 모듈을 빠르고 편리하게 교체 사용이 가능하며, 또한 밝기 조절이 가능한 고 휘도의 조명장치를 일체로 구비하여 주/야간에 제한 없이 사용 가능하고, 필요에 따라 적합한 배율의 렌즈 모듈을 선택 가능하여 산업용/의료용/교육용으로 응용 가능하다.As described above, the present invention provides a high-brightness lighting device that is equipped with an integrated lighting device on the USB camera body and at the same time can be quickly and conveniently replaced with a reduction / expansion lens module using a one-touch method. It can be used without limitation in day / night by being integrally installed, and it can be applied for industrial / medical / education by selecting lens module with suitable magnification according to need.

(실시예)(Example)

이하에 상기한 본 고안을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도 1은 본 고안에 따른 일체형 링 조명을 갖춘 USB 카메라 전체를 보여주는 정면도, 도 2는 도 1에서 렌즈 모듈 부분을 제거한 상태를 보여주는 사시도이다.1 is a front view showing the entire USB camera with an integrated ring illumination according to the present invention, Figure 2 is a perspective view showing a state in which the lens module portion removed from FIG.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 고안에 따른 일체형 링 조명을 갖춘 USB 카메라는 긴 사각통 형상으로 플라스틱 재료로 이루어진 하우징(1) 내부에 카메라 기능을 하는 CCD 또는 C-MOS 영상검출센서(이하 CCD라 약칭함)(10)가 장착된 인터페이스 보드(8)가 구비되어 있고, CCD(10)와 대향한 부분에는 개방되어 선단부가 원통형상을 이루도록 원통형의 하우징 연장부(6)가 하우징(1)의 선단부로부터 직각 연장되어 있다.1 and 2, a USB camera having an integrated ring illumination according to the present invention is a CCD or C-MOS image detection sensor (hereinafter referred to as a camera) inside a housing 1 made of a plastic material in a long rectangular tube shape. An interface board 8 equipped with a CCD 10 is provided, and a cylindrical housing extension 6 is opened in a portion facing the CCD 10 so that the tip portion has a cylindrical shape. Extends at right angles from the distal end of

또한, 하우징(1)의 하우징 연장부(6) 내부에는 CCD(10)에 대응하는 직경을 가지며, 자성체로 이루어진 원통형 결합부(7)가 내부로부터 연장되어 있고, 원통형 결합부(7)와 하우징 연장부(6) 사이에는 다수, 예를들어 14개의 고휘도 LED(11)가 링형상의 조명장치(40)를 구성하도록 배열되어 있다.In addition, the housing extension portion 6 of the housing 1 has a diameter corresponding to the CCD 10, and a cylindrical coupling portion 7 made of a magnetic body extends from the inside, and the cylindrical coupling portion 7 and the housing Between the extensions 6, a number of, for example, 14 high brightness LEDs 11 are arranged to form a ring-shaped lighting device 40.

하우징(1)의 하우징 연장부(6)에는 LED(11)로부터 발생된 빛이 환자의 피부나 식물세포, 기타 눈으로 확인할 수 없는 산업용 기기 등의 확대상이 필요한 피사체에 조사되어 이로부터 반사된 피사체 영상을 확대하여 하우징 내부의 CCD(10)에 상이 맺히도록 안내하거나 또는 예를들어, 근접된 사람의 얼굴 영상을 축소하여 수신하기 위한 렌즈 모듈(20)이 착탈 가능하게 결합되어 있다.On the housing extension 6 of the housing 1, light emitted from the LED 11 is irradiated to a subject requiring an enlarged image of a patient's skin, plant cells, or other industrial equipment that cannot be seen by the eye, and is reflected from the subject. The lens module 20 is detachably coupled to guide the image to the CCD 10 inside the housing by enlarging the image or to reduce and receive an image of a person's face in proximity.

상기 CCD(10)가 장착된 인터페이스 보드(8)는 주지된 구성을 이용한 것으로서 CCD(10)를 통하여 얻어진 피사체의 디지털 영상을 케이블(5)을 통하여 PC의 USB 포트에서 입력하여 PC에서 신호 처리할 수 있도록 변환시켜주는 인터페이스 역할을 한다.The interface board 8 equipped with the CCD 10 uses a well-known configuration, and inputs a digital image of a subject obtained through the CCD 10 from a USB port of a PC through a cable 5 to process signals from the PC. It acts as an interface to convert it.

한편, 상기 렌즈 모듈(20)은 사용자가 필요에 따라 원하는 (-)10 ~ 1000배 범위의 확대/축소 배율을 갖는 모듈로 선택할 수 있도록 다수의 렌즈 모듈 세트(20a,30)로 구성되며, 각각의 렌즈 모듈 후단에 돌출된 모듈 결합부(23,33) 내부에는 내측에 원통형 자석(24,34)이 내장되어 있어, 자성체로 이루어진 모듈 결합부(23,33)가 하우징 연장부(6) 내부의 원통형 결합부(7)와 원터치 방식으로 결합/분리가 가능한 구조를 갖고 있다.On the other hand, the lens module 20 is composed of a plurality of lens module set (20a, 30) so that the user can select a module having a zoom ratio of (-) 10 ~ 1000 times the desired as needed, respectively In the module coupling parts 23 and 33 protruding from the rear end of the lens module, cylindrical magnets 24 and 34 are built in the inner side, so that the module coupling parts 23 and 33 made of magnetic material are provided in the housing extension part 6. It has a structure that can be combined / separated in a one-touch manner with the cylindrical coupling portion 7 of.

저배율 확대 렌즈 모듈(20a)에 대한 제1실시예가 도 3a 내지 도 3c에 도시되어 있다. 도 3a 내지 도 3c는 각각 도 1에서 접촉식 저배율 렌즈 모듈 부분에 대한 정면도, 우측면도 및 축방향 단면도이다.A first embodiment of the low magnification lens module 20a is shown in FIGS. 3A-3C. 3A to 3C are front, right side and axial cross-sectional views, respectively, of the contact low magnification lens module portion in FIG. 1.

도시된 바와 같이 저배율 렌즈 모듈(20a)은 모듈 결합부(23)의 중앙부에 관통구멍이 형성되고 선단부측에 형성된 요홈에는 내부에 상확대용 렌즈군(22a)을 포함하고 있는 렌즈 조립체(22)의 후단부가 삽입되어 있고, 모듈 결합부(23)와 렌즈 조립체(22)의 외주에는 대략 반구형 형상을 갖는 투명한 플라스틱 소재로 이루어진 도광캡(21)이 결합되어 있다.As shown, the low magnification lens module 20a includes a lens assembly 22 having a through hole formed in the center of the module coupling part 23 and a recessed lens group 22a therein. The rear end portion of the module coupling portion 23 and the outer periphery of the lens assembly 22 is coupled to the light guide cap 21 made of a transparent plastic material having a substantially hemispherical shape.

상기 도광캡(21)은 선단부에 렌즈군(22a)과 대향한 부분에 관통구멍(21b)이 형성되어 있으며, 반구형 형상의 구조상 도 1과 같이 하우징(1)에 결합되어 작동될 때 LED(11)로부터 조사되는 빛을 렌즈군(22a)의 선단부로 집속해주는 가이드 역할을 하게 된다.The light guide cap 21 has a through hole 21b formed at a distal end portion of the light guide cap 21 opposite to the lens group 22a. When the light guide cap 21 is coupled to the housing 1 as shown in FIG. ) To serve as a guide for focusing the light irradiated from the front end of the lens group (22a).

상기 모듈 결합부(23)의 외주부 선단측에는 수나사산(23a)이 형성되고, 도광캡(21)의 내주부에는 암나사산(21a)이 형성되어 나사 결합에 의해 결합상태를 유지하며, 또한, 모듈 결합부(23)의 후단에는 모듈 결합부(23)의 이탈을 방지하기 위한 고정링(25)이 도광캡(21)의 내주부에 형성된 요홈에 결합되어 고정되거나 후술하는 제2실시예와 같이 모듈 결합부의 환형 돌출부분과 도광캡의 요홈 사이에 나사결합방식으로 결합될 수 있다.A male screw thread 23a is formed at the distal end of the module coupling part 23, and a female screw thread 21a is formed at the inner circumference of the light guide cap 21 to maintain a coupling state by screwing. At the rear end of the coupling portion 23, a fixing ring 25 for preventing separation of the module coupling portion 23 is coupled to a recess formed in the inner circumference of the light guide cap 21 and fixed or as described later in the second embodiment. The coupling between the annular protrusion of the module coupling portion and the groove of the light guide cap may be coupled in a screwed manner.

상기 모듈 결합부(23) 및 렌즈 조립체(22)와 도광캡(21) 사이의 결합이 안정되지 않고 흔들거리거나 유격이 존재하는 경우 렌즈의 중심이 광로축과 매칭되지 않게 되거나, 즉 편심되거나 초점거리에 영향을 주게 되어 CCD(10)에 상이 맺히지 않게 되거나 고해상도의 피사체의 영상이 얻어지지 않게 된다.When the coupling between the module coupling part 23 and the lens assembly 22 and the light guide cap 21 is not stable and there is a gap or play, the center of the lens does not match the optical path axis, that is, the eccentricity or the focal length. The image is not formed on the CCD 10 or an image of a high resolution object is not obtained.

이에 따라 본 발명에서는 상기한 모듈 결합부(23) 및 렌즈 조립체(22)와 도광캡(21) 사이의 나사결합 및 고정링(25) 장착 이외에 렌즈 조립체(22)의 외주부에 탄성 스프링(26)을 삽입하여 렌즈 조립체(22)를 이격없이 도광캡의 설정된 위치에고정시키는 것이 가능하게 되었고, 그 결과 각 부품들의 정밀가공을 피할 수 있게 되어 생산비용을 절약할 수 있게 된다. 즉, 도광캡(21)에 스프링(26)과 렌즈 조립체(22) 및 모듈 결합부(23)를 먼저 나사 결합하여 렌즈와 CCD(10) 사이의 초점거리를 맞춘 후 고정링(25)을 결합시키면 렌즈 조립체(22)의 위치가 탄성 스프링(26)에 의해 안정되게 설정된 위치에 지지된다.Accordingly, in the present invention, in addition to the above-described module coupling portion 23 and mounting of the screw coupling between the lens assembly 22 and the light guide cap 21 and the fixing ring 25, the elastic spring 26 is formed on the outer circumference of the lens assembly 22. By inserting the lens assembly 22 can be fixed to the set position of the light guide cap without being spaced apart, and as a result it is possible to avoid the precision machining of each component it is possible to save the production cost. That is, the spring 26 and the lens assembly 22 and the module coupling part 23 are first screwed to the light guide cap 21 to adjust the focal length between the lens and the CCD 10, and then the fixing ring 25 is coupled to the light guide cap 21. In this case, the position of the lens assembly 22 is supported at a position stably set by the elastic spring 26.

한편, 고배율 렌즈 모듈(30)에 대한 제2실시예가 도 4a 내지 도 4c에 도시되어 있다. 도 4a 내지 도 4c는 각각 도 1에서 고배율 렌즈 모듈 부분에 대한 정면도, 우측면도 및 축방향 요부 단면도이다.Meanwhile, a second embodiment of the high magnification lens module 30 is shown in Figs. 4A to 4C. 4A-4C are front, right, and axial recessed cross-sectional views, respectively, of the high magnification lens module portion in FIG. 1.

도시된 바와 같이 고배율 렌즈 모듈(30)은 모듈 결합부(33)의 중앙부에 관통구멍이 형성되고 탄성 스프링(36)이 외주부에 결합되어 모듈 결합부의 내주부에서 축방향을 따라 이동가능한 원통형 가동체(37)가 결합되어 있다.As shown, the high magnification lens module 30 has a through-hole formed in the center of the module coupling portion 33 and an elastic spring 36 is coupled to the outer circumference to move the cylinder in the axial direction at the inner circumference of the module coupling portion. (37) is combined.

또한 원통형 가동체(37)는 선단부측에 형성된 요홈 내부에 상확대용 렌즈군(33a)을 포함하고 있는 렌즈 조립체(32)의 후단부가 삽입되어 있고, 모듈 결합부(33)와 렌즈 조립체(32)의 외주에는 선단부가 대략 반구형 형상을 이루고 후단부가 원통형 형상을 갖는 투명한 플라스틱 소재로 이루어진 도광캡(31)이 결합되어 있다.In addition, the cylindrical movable body 37 has a rear end portion of the lens assembly 32 including the lens group 33a for image enlargement inserted into the recess formed on the tip end side thereof, and the module coupling portion 33 and the lens assembly 32 are inserted therein. ), The light guide cap 31 made of a transparent plastic material having a semi-spherical shape at the front end and a cylindrical shape at the rear end thereof is coupled to the outer circumference.

상기 도광캡(31)은 제1실시예의 도광캡(21)과 유사하게 선단부에 렌즈군(32a)과 대향한 부분에 관통구멍(31b)이 형성되어 있으며, 선단부의 반구형 형상의 구조상 도 1과 같이 하우징(1)에 결합되어 작동될 때 LED(11)로부터 조사되는 빛을 렌즈군(32a)의 선단부로 집속해주는 가이드 역할을 하게 된다.Similar to the light guiding cap 21 of the first embodiment, the light guiding cap 31 has a through hole 31b formed at a distal end of the light guiding cap 21 opposite to the lens group 32a. Likewise, when coupled to the housing 1 is operated to act as a guide that focuses the light emitted from the LED 11 to the tip of the lens group (32a).

또한 상기 원통형 가동체(37)의 외주부 선단측에는 수나사산(33a)이 형성되고, 도광캡(31)의 내주부에는 암나사산(31a)이 형성되어 나사 결합에 의해 결합상태를 유지하며, 모듈 결합부(33)의 후단에는 모듈 결합부(33)의 이탈을 방지하기 위한 고정링(35)이 도광캡(31)의 내주부에 형성된 요홈에 결합되어 고정되거나 모듈 결합부의 환형 돌출부분(33a)과 도광캡(31)의 요홈 사이에 나사결합방식으로 결합될 수 있다.In addition, a male thread 33a is formed at the outer peripheral end of the cylindrical movable body 37, and a female thread 31a is formed at the inner circumferential portion of the light guide cap 31 to maintain a coupling state by screwing, and module coupling. At the rear end of the part 33, a fixing ring 35 for preventing separation of the module coupling part 33 is coupled to a recess formed in the inner circumference of the light guide cap 31 and fixed or an annular protrusion 33a of the module coupling part. And it can be coupled in a screwed manner between the groove of the light guide cap 31.

제2실시예에 있어서도 제1실시예와 같이 상기 모듈 결합부(33) 및 렌즈 조립체(32)와 도광캡(31) 사이의 결합이 안정되고 흔들거리거나 유격이 존재하지 않으며 렌즈의 중심이 광로축과 매칭되어 편심되지 않고 설정된 초점거리를 유지하도록 하기 위하여 탄성 스프링(36)이 채용된다.Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the coupling between the module coupling part 33 and the lens assembly 32 and the light guide cap 31 is stable and there is no shaking or play, and the center of the lens is the optical path axis. The elastic spring 36 is employed to maintain the set focal length without being eccentric in matching with.

상기 제2실시예의 고배율용 렌즈 모듈(30)에 있어서는 초점거리가 극히 짧기 때문에 탄성 스프링(36)을 제1실시예와 같이 렌즈의 앞단에 설치할 수 없게 된다. 이 경우, 탄성 스프링(36)이 모듈 결합부(33)와 원통형 가동체(37) 사이에 삽입된 구조로 변경하면, 렌즈 조립체(32)와 원통형 가동체(37)가 모듈 결합부(33) 내에서 전후 방향으로 유동이 가능한 상태로 된다.In the high magnification lens module 30 of the second embodiment, since the focal length is extremely short, the elastic spring 36 cannot be installed at the front end of the lens as in the first embodiment. In this case, when the elastic spring 36 is changed to the structure inserted between the module coupling portion 33 and the cylindrical movable body 37, the lens assembly 32 and the cylindrical movable body 37 is the module coupling portion 33 It becomes the state which can flow back and forth within.

따라서, 도광캡(31)에 렌즈 조립체(32), 원통형 가동체(37) 및 모듈 결합부(33)를 먼저 삽입한 후 나사 결합하여 렌즈와 CCD(10) 사이의 초점거리를 맞춘 후 고정링(35)을 결합시키면 렌즈 조립체(32)의 위치가 탄성 스프링(36)에 의해 안정되게 설정된 위치에 지지된다.Therefore, the lens assembly 32, the cylindrical movable body 37, and the module coupling part 33 are first inserted into the light guide cap 31, and then screwed to adjust the focal length between the lens and the CCD 10, and then the fixing ring. When the 35 is engaged, the position of the lens assembly 32 is supported at a position stably set by the elastic spring 36.

이에 따라 본 발명의 제2실시예에서도 탄성 스프링(36)을 삽입하여백래시(backlash)를 제거하여 렌즈 조립체(32)를 이격없이 도광캡(31)의 설정된 위치에 고정시키는 것이 가능하게 되었고, 그 결과 각 부품들의 정밀가공을 피할 수 있게 되어 생산비용을 절약할 수 있게 된다.Accordingly, in the second embodiment of the present invention, it is possible to insert the elastic spring 36 to remove the backlash to fix the lens assembly 32 to the set position of the light guide cap 31 without being spaced apart. As a result, the precision machining of each part can be avoided, thereby reducing the production cost.

상기한 바와 같이 제1 및 제2실시예의 렌즈 모듈(20a,30)은 후단부에 모듈 결합부(23,33) 내측에 원통형 자석(24,34)이 내장되어 있어, 하우징 연장부(6) 내부의 원통형 결합부(7)와 자석(magnet)결합으로 원터치 방식으로 결합과 분리가 쉽고 빠르게 이루어질 수 있게 된다.As described above, in the lens modules 20a and 30 of the first and second embodiments, cylindrical magnets 24 and 34 are embedded inside the module coupling parts 23 and 33 at the rear end thereof, and thus the housing extension part 6 is provided. The inner cylindrical coupling portion 7 and the magnet (magnet) coupling can be made easily and quickly in one-touch coupling and separation.

이 경우, 상기 자석결합방식에서는 결합부에 일반적인 나사결합방식을 채용하는 경우 발생할 수 있는 초점거리의 미세한 변동이나, 렌즈의 편심(즉, 렌즈와 CCD 사이의 평행도 어그러짐), 잦은 교체에 따른 나사산의 마모 및 교체시간이 길어지고, 사용의 불편함을 해소할 수 있게 되며, 렌즈와 CCD 사이에 초점거리와 광 중심축의 자동 매칭 및 렌즈와 CCD의 평행도 설정이 자동으로 이루어지게 된다.In this case, in the magnetic coupling method, a slight fluctuation in focal length that may occur when the general screw coupling method is employed in the coupling part, an eccentricity of the lens (ie, the parallelism between the lens and the CCD), and a change in the screw thread due to frequent replacement are required. The wear and replacement time is long, and the inconvenience of use can be eliminated, and the focal length and the optical central axis are automatically matched between the lens and the CCD, and the parallelism between the lens and the CCD is automatically set.

한편, 상기한 본 발명 실시예에 있어서는 CCD(10)의 외주에 링 형태로 배치된 다수의 고휘도 LED(11)를 사용하여 링 조명장치를 구성하기 때문에 단일의 LED를 사용하는 경우보다 도광캡(21,31)을 통하여 피사체에 조사되는 조명은 균일하게 된다.On the other hand, in the embodiment of the present invention described above, since the ring illumination device is configured by using a plurality of high-brightness LEDs 11 arranged in a ring shape on the outer circumference of the CCD 10, the light guide cap ( Illumination irradiated to the subject through 21 and 31 becomes uniform.

또한, 상기한 실시예에 있어서는 조명장치를 CCD(10)의 외주에 다수의 고휘도 LED(11)를 링 형태로 배치된 링 조명장치를 예시하였으나, LED(11)를 링 형태 이외에 사각형 또는 상하 또는 좌우에 직선 형태로 배치한 구조를 취하여도 피사면에 부분적인 그늘진 부분이 거의 발생하지 않고 전체적으로 균일한 조명이 얻어지게 된다.In addition, in the above-described embodiment, the illuminating device is a ring illuminating device in which a plurality of high-brightness LEDs 11 are arranged in a ring shape on the outer circumference of the CCD 10, but the LED 11 is formed in a square or top or bottom other than the ring shape. Even when the structure is arranged in a straight line on the left and right side, a partial shade part is hardly generated on the surface to be obtained, and uniform illumination is obtained as a whole.

더욱이, 상기한 제1 및 제2실시예의 렌즈 모듈(20a,30)은 접촉방식으로 사용되는 것으로 촬영하고자 하는 피사체가 도광캡(21,31)의 선단부와 접촉한 접촉면이 된다. 이러한 접촉식 구조에서 투명한 도광캡 대신에 내부면이 도금되어 있고 단면이 역삼각형 구조를 갖는 금속제 광가이드를 결합시켜 사용하여도 접촉면에 동일한 광집속 효과가 얻어진다.In addition, the lens modules 20a and 30 of the first and second embodiments are used in a contact manner, and thus the contact surfaces of the subjects to be photographed are in contact with the front ends of the light guide caps 21 and 31. In such a contact structure, the same light focusing effect is obtained on the contact surface even when the inner surface is plated instead of the transparent light guide cap and a metal light guide having an inverted triangular cross section is used.

그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 도광캡을 제거하고, 별도의 단면이 삼각형 구조를 갖는 금속제 광가이드를 사용하여 렌즈 조립체와 모듈 결합부를 지지하는 경우 비접촉식의 렌즈 모듈로 변형하는 것도 당업자에게 용이하게 이루어질 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the light guide cap is removed, and when the lens assembly and the module coupling part are supported by using a metal optical guide having a triangular structure with a separate cross section, it is also easy for those skilled in the art to deform to a non-contact lens module. Can be done.

상기한 비접촉식인 경우 고휘도의 링 조명장치를 일체로 구비함에 따라 소정 거리 떨어진 피사체의 확대 영상을 간단하게 얻을 수 있어 산업용 USB 카메라로서 다양한 용도로 응용될 수 있다.In the case of the non-contact type by providing a ring illumination device of high brightness integrally, it is possible to simply obtain an enlarged image of a subject away from a predetermined distance, so that it can be applied to various applications as an industrial USB camera.

더욱이 비접촉식으로서, 본 발명에 있어서는 상기한 제1 및 제2 실시예와 같은 확대 배율의 렌즈 모듈 이외에 마이너스(-) 배율을 갖는 렌즈 모듈을 하우징(1)의 원통형 결합부(7)에 착탈 가능하게 결합시킴에 의해 웹 카메라가 구성될 수 있다.Furthermore, in the non-contact type, in the present invention, a lens module having a negative (-) magnification in addition to the lens modules of the magnification as described above in the first and second embodiments is detachably attached to the cylindrical coupling portion 7 of the housing 1. By combining, a web camera can be constructed.

즉, 상기한 마이너스 배율의 웹 카메라인 경우는 상기 렌즈 모듈의 렌즈 조립체(22,32)의 렌즈군(22a,32a) 부분이 CCD(10)로부터 3~4mm되는 지점에 위치하도록 렌즈 조립체의 선단부에 렌즈가 배치되고 조립체의 후단부 내측에 원통형 자석을 구비하여 자기방식으로 원통형 결합부(7)와 착탈 결합이 이루어지며, 화각이 넓도록 도광캡이 생략된 구조를 가지면, 조명장치를 구비한 웹 카메라가 형성된다.That is, in the case of the web camera having the negative magnification, the tip end portion of the lens assembly is positioned such that the lens group 22a, 32a of the lens assembly 22, 32 of the lens module is positioned 3 to 4 mm from the CCD 10. When the lens is disposed in the rear end of the assembly is provided with a cylindrical magnet magnetically coupled to the cylindrical coupling portion 7 and the removable coupling, the light guide cap is omitted so that a wide angle of view, equipped with a lighting device A web camera is formed.

한편, 본 고안에서는 카메라의 링 조명장치(40)로서 링 형태로 배치된 다수의 고휘도 LED(11)를 사용하는데 이에 대한 구동 회로도가 도 5에 도시되어 있다.Meanwhile, in the present invention, a plurality of high brightness LEDs 11 arranged in a ring shape are used as the ring illumination device 40 of the camera, and a driving circuit diagram thereof is shown in FIG. 5.

본 고안의 링 조명장치(40)는 다수의 고휘도 LED(11)의 밝기를 사용자의 필요에 따라 가변할 수 있도록 PC의 USB 포트로부터 USB 카메라의 전원으로 제공되는6V 전원(VDD)을 사용하여 구동된다.The ring illumination device 40 of the present invention is driven using a 6V power supply (VDD) provided as a power source of a USB camera from a USB port of a PC so that the brightness of a plurality of high-brightness LEDs 11 can be changed according to a user's needs. do.

또한 LED(11)에 대한 밝기는 전류제어방식으로 이루어지며, 이를 위해 프로그램 메모리와 동작 메모리를 일체로 구비하고 있는 8비트 마이크로콘트롤러, 예를들어 모델번호 PIC16C72A-04/SP로서, 클록발진기의 클록 주파수가 4MHz이고, PWM(펄스폭변조) 듀티비(duty rate): 50:50이고, A/D 콘버터(분해능: 8bit(1/256))가 일체로 내장된 마이컴(41)을 이용하여 구현될 수 있다.In addition, the brightness of the LED 11 is made by the current control method. For this purpose, an 8-bit microcontroller having a program memory and an operation memory, for example, a model number PIC16C72A-04 / SP, has a clock of the clock oscillator. Frequency is 4MHz, PWM (Pulse Width Modulation) Duty Ratio: 50:50, A / D Converter (Resolution: 8bit (1/256)) is built in by using microcomputer 41 integrated Can be.

이 경우 조명장치의 조도를 일정하게 제어할 수 있도록 링 조명장치(40)는 마이컴(13)의 PWM(펄스폭변조) 포트에 제어전압이 인가되는 가변저항(14)이 연결되고, 마이컴(13)의 출력에 저항(15)을 통해 스위칭 트랜지스터(12)의 베이스에 연결되며, 트랜지스터(12)의 부하로서 콜렉터 단자에 LED(11)가 삽입되어 있다.In this case, the ring illumination device 40 is connected to a variable resistor 14 to which a control voltage is applied to a PWM (pulse width modulation) port of the microcomputer 13 so that the illumination of the lighting device can be constantly controlled. Is connected to the base of the switching transistor 12 via a resistor 15 at the output of the circuit, and an LED 11 is inserted into the collector terminal as a load of the transistor 12.

상기 마이컴(13)은 가변저항(14)으로부터 인가되는 제어전압을 A/D 콘버터(13a)를 사용하여 1/256의 분해능으로 디지털 신호로 변환하여 받아들이며, 마이컴(13)의 출력은 PWM 방식으로 변조된 구형파가 출력된다.The microcomputer 13 converts the control voltage applied from the variable resistor 14 into a digital signal with a resolution of 1/256 using the A / D converter 13a, and outputs the microcomputer 13 in a PWM manner. The modulated square wave is output.

이 경우 상기 마이컴(13)은 PWM 포트에 인가되는 제어전압에 따라 PWM 방식으로 구형파의 펄스폭을 가변시키는 방식으로 LED(11)로 인가되는 출력을 제어하여 LED(11)의 밝기를 제어한다.In this case, the microcomputer 13 controls the brightness of the LED 11 by controlling the output applied to the LED 11 by varying the pulse width of the square wave in a PWM manner according to the control voltage applied to the PWM port.

상기와 같이 구성되는 경우 가변저항(14)을 조절하기 위한 밝기조절스위치(4)가 하우징(1)의 외부로 일부가 노출되어 있다. 사용자가 이를 회전시킴에 따라 가변저항(14)으로부터 마이컴(13)으로 인가되는 제어전압이 가변되어 A/D 콘버터(13a)를 통하여 디지털값으로 읽혀지면 마이컴(13)은 이에 응답하여 출력전압의 펄스폭을 가변시켜서 PWM 구형파를 LED 구동용 스위칭 트랜지스터(12)로 출력한다. 이에 따라 스위칭 트랜지스터(12)는 턴온기간이 PWM 출력전압의 펄스폭에 비례하여 증가하고 그 결과 LED(11) 구동시간이 증가되어 조명장치의 밝기가 조절된다.In the configuration as described above, the brightness control switch 4 for adjusting the variable resistor 14 is partially exposed to the outside of the housing 1. As the user rotates it, when the control voltage applied from the variable resistor 14 to the microcomputer 13 is changed and read as a digital value through the A / D converter 13a, the microcomputer 13 responds to the output voltage. The pulse width is varied to output a PWM square wave to the LED driving switching transistor 12. As a result, the turn-on period of the switching transistor 12 increases in proportion to the pulse width of the PWM output voltage. As a result, the driving time of the LED 11 is increased, thereby controlling the brightness of the lighting device.

상기한 실시예는 제어전압에 대하여 AD 콘버터(13a)가 8비트이므로 1/256까지 분해가 가능하나, 마이컴을 상위기종으로 바꾸면 A/D 콘버터의 분해능을 1/1024 내지 1/4096으로 높일 수 있어 정밀한 밝기 제어가 이루어질 수 있게 된다. 또한 PWM 포트를 확장함에 따라 여러 개의 LED 조명장치를 간단하게 추가하는 것도 가능하다.In the above embodiment, since the AD converter 13a is 8 bits with respect to the control voltage, resolution is possible up to 1/256, but if the microcomputer is changed to a higher model, the resolution of the A / D converter can be increased to 1/1024 to 1/4096. Precise brightness control can be achieved. It is also possible to simply add multiple LED lighting devices as the PWM port expands.

상기한 실시예에서는 마이컴을 이용하여 구현되었기 때문에 제어 프로그램을 수정함에 따라 사용자가 원하는 대로 밝기를 제어하는 것도 가능하며, 아날로그 방식에 비해 회로가 간단하여 제조비용이 저렴한 이점이 있으나, 디지털 방식이 아닌 아날로그 방식으로 밝기제어회로를 구현하는 것도 가능하다.In the above embodiment, since it is implemented by using a microcomputer, it is also possible to control the brightness as the user desires by modifying the control program, and the circuit is simpler than the analog method, and thus the manufacturing cost is low, but it is not a digital method. It is also possible to implement a brightness control circuit in an analog manner.

또한, 도 1에서 미설명 부재번호 2는 전원 스위치를 나타낸다.In addition, reference numeral 2 in FIG. 1 denotes a power switch.

상기한 바와같이 본 고안에서는 USB 카메라 본체에 고휘도의 조명장치를 일체로 구비함과 동시에 원 터치방식으로 축소/확대 렌즈 모듈을 빠르고 편리하게 교체 사용이 가능하며, 또한 PC 또는 PDA의 USB 포트로부터 USB 카메라에 제공되는 6V 전원과 마이컴을 사용하여 밝기 조절이 가능한 고 휘도의 조명장치를 일체로 구비하여 주/야간에 제한 없이 사용 가능하고, 필요에 따라 적합한 배율의 렌즈 모듈을 선택 가능하여 산업용/의료용/교육용으로 적용 가능하다.As described above, in the present invention, a high-brightness lighting device is integrally installed on the main body of the USB camera, and at the same time, the reduction / expansion lens module can be quickly and conveniently replaced by a one-touch method. It is equipped with a high brightness lighting device that can adjust the brightness by using the 6V power supply and the microcomputer provided in the camera.It can be used without restriction in day / night, and the lens module of suitable magnification can be selected as needed. Applicable for education.

또한 노트북 PC와 본 고안의 USB 카메라를 결합하면 간단하게 고배율의 휴대용 현미경을 구성할 수 있어 현장학습 등의 다양한 용도로 응용이 가능하다.In addition, by combining a notebook PC and the USB camera of the present invention, it is possible to simply configure a high magnification portable microscope, which can be applied to various applications such as field trips.

이상에서는 본 고안을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 고안의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described by way of specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and the general knowledge in the art to which the present invention belongs without departing from the spirit of the present invention. Various changes and modifications can be made by those who have

Claims (7)

조명장치를 구비한 USB 카메라에 있어서,In a USB camera equipped with a lighting device, 피사체로부터 반사된 영상을 디지털 영상신호로 변환해주는 영상검출센서(10)와,An image detection sensor 10 for converting an image reflected from a subject into a digital image signal; 상기 영상검출센서(10)가 일측에 장착되며 이를 통하여 얻어진 피사체의 디지털 영상을 PC의 USB 포트를 통하여 USB 방식으로 PC로 전송하기 위한 직렬신호로 변환시켜주는 인터페이스 보드(8)와,The image detection sensor 10 is mounted on one side and the interface board (8) for converting the digital image of the subject obtained through this through a USB port of the PC to a serial signal for transmission to the PC by the USB method, 내부에 상기 인터페이스 보드를 지지하며 상기 영상검출센서와 대향한 부분에 돌출된 원통형 연장부(6)를 갖는 하우징(1)과,A housing (1) supporting the interface board therein and having a cylindrical extension portion (6) projecting in a portion opposed to the image detection sensor; 상기 원통형 연장부 내부에 자성체로 이루어지며 영상검출센서에 대응하는 직경을 갖고 내부로부터 연장된 원통형 결합부(7)와,A cylindrical coupling part 7 formed of a magnetic material inside the cylindrical extension part and having a diameter corresponding to the image detection sensor and extending from the inside; 상기 원통형 결합부와 원통형 연장부 사이에 배치되어 피사체에 빛을 조사하기 위한 다수의 고휘도 LED(11)를 포함하는 조명장치(40)와,An illumination device 40 disposed between the cylindrical coupling part and the cylindrical extension part and including a plurality of high brightness LEDs 11 for irradiating light onto a subject; 후단부가 돌출된 원통형 모듈 결합부(23,33) 내부에 원통형 자석(24,34)이 내장되어 있어, 상기 하우징의 원통형 연장부에 착탈 가능하게 결합되며 조명장치로부터 피사체에 조사되어 반사된 피사체 영상을 확대/축소하여 하우징 내부의 영상검출센서에 상이 맺히도록 안내하는 렌즈 모듈(20)로 구성되며,Cylindrical magnets 24 and 34 are built into the cylindrical module coupling parts 23 and 33 protruding from the rear end thereof, and are detachably coupled to the cylindrical extension part of the housing, and the subject image is reflected from the illumination device to the subject. It is composed of a lens module 20 for guiding the image to the image detection sensor inside the housing by expanding / contracting, 상기 렌즈 모듈은 사용자가 필요에 따라 원하는 확대/축소 배율을 갖는 모듈을 선택할 수 있도록 다수의 렌즈 모듈 세트(20a,30)로 구성되고, 모듈 결합부에구비된 자석을 이용하여 원통형 연장부 내부의 원통형 결합부와 원터치 방식으로 결합/분리가 이루어지는 것을 특징으로 하는 일체형 조명을 갖춘 USB 카메라.The lens module is composed of a plurality of lens module sets (20a, 30) so that the user can select a module having a desired magnification ratio as needed, and the inside of the cylindrical extension using a magnet provided in the module coupling portion USB camera with integrated lighting, characterized in that the coupling / separation is performed in a one-touch manner with the cylindrical coupling. 제1항에 있어서, 상기 다수의 렌즈 모듈 세트는The method of claim 1, wherein the plurality of lens module sets 중앙부에 관통구멍이 형성되고 선단부측에 요홈이 형성된 모듈 결합부(23)와,A module coupling portion 23 having a through hole formed in the center portion and a groove formed on the tip side; 상기 모듈 결합부의 후단 내주부에 삽입된 원통형 자석(24)과,A cylindrical magnet 24 inserted into an inner circumferential end of the module coupling part; 상기 모듈 결합부의 요홈에 후단부가 삽입되며 내부에 상확대용 렌즈군(22a)을 포함하고 있는 렌즈 조립체(22)와,A lens assembly 22 having a rear end portion inserted into a recess of the module coupling part and including an image magnifying lens group 22a therein; 선단부가 반구형 형상을 갖는 투명한 플라스틱 소재로 이루어지고 중앙에 관통 형성된 내부에 상기 모듈 결합부(23)와 렌즈 조립체(22)가 삽입 고정되며 선단부의 렌즈군(22a)과 대향한 관통구멍(21b)으로 LED(11)로부터 조사되는 빛을 집속해주는 가이드 역할을 하는 도광캡(21)으로 구성된 저배율 렌즈 모듈(20a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 조명을 갖춘 USB 카메라.The front end portion is made of a transparent plastic material having a hemispherical shape, and the module coupling portion 23 and the lens assembly 22 are inserted into and fixed inside the through-hole formed in the center thereof, and the through hole 21b facing the lens group 22a of the front end portion. USB camera having an integrated illumination, characterized in that it comprises a low magnification lens module (20a) consisting of a light guide cap 21 to serve as a guide to focus the light irradiated from the LED (11). 제2항에 있어서, 상기 모듈 결합부(23)의 외주부 선단과 도광캡 내주부 사이를 결합시키기 위한 제1결합수단(23a,21a)과,According to claim 2, First coupling means (23a, 21a) for coupling between the outer peripheral end of the module coupling portion 23 and the light guide cap inner peripheral portion, 상기 렌즈 조립체(22)의 외주부에 삽입되어 렌즈 조립체를 이격없이 도광캡의 설정된 위치에 고정시키기 위한 탄성 스프링(26)과,An elastic spring 26 inserted into an outer circumference of the lens assembly 22 to fix the lens assembly to a predetermined position of the light guide cap without being spaced apart; 상기 모듈 결합부(23)의 후단과 도광캡의 후단을 고정 결합시켜 탄성 스프링에 의해 위치설정된 렌즈 조립체의 위치를 고정시키기 위한 제2결합수단(25)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 조명을 갖춘 USB 카메라.And a second coupling means 25 for fixing the rear end of the module coupling part 23 and the rear end of the light guide cap to fix the position of the lens assembly positioned by the elastic spring. Equipped with USB camera. 제1항에 있어서, 상기 다수의 렌즈 모듈 세트는The method of claim 1, wherein the plurality of lens module sets 중앙부에 관통구멍이 형성되고 후단부측 내주부에 원통형 자석(34)이 구비된 모듈 결합부(33)와,A module engaging portion 33 having a through hole formed in the center portion and a cylindrical magnet 34 provided in the inner peripheral portion of the rear end portion, 중앙부에 관통구멍이 형성되고 선단부에 요홈이 형성되고 후단부가 모듈 결합부의 내주부에 결합되어 모듈 결합부의 내주부에서 축방향을 따라 이동가능한 원통형 가동체(37)와,A cylindrical movable body 37 formed with a through-hole in the central portion, a recess formed in the distal end portion, and a rear end coupled to the inner circumferential portion of the module coupling portion and movable along the axial direction at the inner circumference of the module coupling portion; 상기 원통형 가동체의 외주부에 삽입되어 원통형 가동체를 모듈 결합부에 탄성적으로 지지하기 위한 탄성 스프링(36)과,An elastic spring 36 inserted into an outer circumference of the cylindrical movable body to elastically support the cylindrical movable body to a module coupling part; 상기 원통형 가동체의 요홈에 후단부가 삽입되며 내부에 상확대용 렌즈군(32a)을 포함하고 있는 렌즈 조립체(32)와,A lens assembly 32 having a rear end portion inserted into a recess of the cylindrical movable body and including an image magnifying lens group 32a therein; 선단부가 반구형 형상을 갖는 투명한 플라스틱 소재로 이루어지고 중앙에 관통 형성된 내부에 상기 모듈 결합부(33), 원통형 가동체(37) 및 렌즈 조립체(32)가 삽입 고정되며 선단부의 렌즈군(32a)과 대향한 관통구멍(31b)으로 LED(11)로부터 조사되는 빛을 집속해주는 가이드 역할을 하는 도광캡(31)으로 구성된 고배율 렌즈 모듈(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 조명을 갖춘 USB 카메라.The front end portion is made of a transparent plastic material having a hemispherical shape, and the module coupling portion 33, the cylindrical movable body 37, and the lens assembly 32 are inserted and fixed inside the penetrating central portion thereof. USB camera having an integrated illumination, characterized in that it comprises a high magnification lens module (30) consisting of a light guide cap (31) that serves as a guide to focus the light irradiated from the LED (11) to the opposite through hole (31b). 제4항에 있어서, 상기 모듈 결합부(33)의 후단과 도광캡(31)의 후단을 고정결합시켜 탄성 스프링(36)에 의해 위치설정된 렌즈 조립체(32)의 위치를 고정시키기 위한 고정링(35)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 조명을 갖춘 USB 카메라.The fixing ring of claim 4, wherein the rear end of the module coupling part 33 and the rear end of the light guide cap 31 are fixedly coupled to fix the position of the lens assembly 32 positioned by the elastic spring 36. 35) USB camera with integrated lighting, characterized in that it further comprises. 제1항에 있어서, 상기 조명장치(40)는The method of claim 1, wherein the lighting device 40 상기 원통형 결합부와 원통형 연장부 사이에 링 형상으로 배치되어 피사체에 빛을 조사하기 위한 다수의 고휘도 LED(11)와,A plurality of high brightness LEDs 11 arranged in a ring shape between the cylindrical coupling part and the cylindrical extension part for irradiating light to a subject; 상기 하우징의 외부로 노출된 밝기조절스위치(4)의 회전에 따라 제어전압을 인가하기 위한 가변저항(14)과,Variable resistor 14 for applying a control voltage in accordance with the rotation of the brightness control switch 4 exposed to the outside of the housing, 상기 가변저항(14)으로부터 인가되는 제어전압을 A/D 콘버터(13a)를 사용하여 디지털 신호로 변환하여 받아들이며, 제어전압에 응답하여 PWM 방식으로 변조된 구형파 출력신호를 발생하는 마이컴(13)과,A microcomputer 13 for converting the control voltage applied from the variable resistor 14 into a digital signal using the A / D converter 13a and generating a square wave output signal modulated by a PWM method in response to the control voltage; , 상기 PWM 구형파 출력신호에 따라 부하로 삽입된 LED(11)를 구동시키기 위한 스위칭 트랜지스터(12)로 구성되는 것을 특징으로 하는 일체형 조명을 갖춘 USB 카메라.And a switching transistor (12) for driving the LED (11) inserted into the load according to the PWM square wave output signal. 제1항에 있어서, 상기 다수의 렌즈 모듈 세트는 각각 비접촉식인 것을 특징으로 하는 일체형 조명을 갖춘 USB 카메라.The USB camera of claim 1, wherein the plurality of lens module sets are each contactless.
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