KR20060127680A - 펄스식 적외선 레이저 조명기를 갖는 감시카메라 - Google Patents

펄스식 적외선 레이저 조명기를 갖는 감시카메라 Download PDF

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Abstract

본 발명은 펄스식 적외선 레이저 조명기를 갖는 감시카메라에 관한 것으로, 빛이 없는 야간에 감시 영역을 넓히기 위해서 고출력의 레이저 다이오드를 조명기로 사용할 때, 좁은 발산각을 가지는 고출력 레이저 다이오드가 감시영역 내에 있는 사람의 눈에 직접 조사될 경우 실명 등과 같은 사고의 발생을 방지하고, 전력이 과다하게 소모되는 문제점을 해소할 수 있도록 한 것인바, 주기적인 펄스 트리거 신호를 발생하는 펄스 신호 발생기(1)와, 이 펄스 신호를 기준으로 일정한 시간 동안 전류를 공급하는 펄스 전원 공급기(2)와, 이 펄스 전원 공급기(2)에서 인가된 전류 신호에 의해 감시영역(A)에 적외선의 빛을 방출하는 반도체 레이저 다이오드(3)와, 펄스 신호에 따라 셔터가 개방되고 일정 시간이 경과 하면 셔터를 닫는 동작을 하는 감시카메라(4)와, 이 감시카메라(4)로 부터 얻어진 화상 이미지를 디스플레이하고 저장하는 디스플레이/저장부(5)로 이루어진다.
야간, 적외선, 감시, 카메라, 레이저, 펄스, LED

Description

펄스식 적외선 레이저 조명기를 갖는 감시카메라 {Monitoring camera with pulse type infrared laser illuminator}
도 1은 본 발명에 의한 감시카메라(유선식)의 개략 구성도,
도 2는 감시카메라의 조명기 설치상태의 일례를 도시한 측면도,
도 3은 감시카메라 시스템에서 발산각도 대 광 강도 분포를 도시한 그래프로서, 일반적인 가우시안 분포와 바람직한 형태의 발산각도 대 광 강도의 그래프이며,
도 4는 도 3에 도시된 바람직한 형태의 광 강도 그래프를 얻기 위하여 레이저 다이오드의 광축과 평행하며 이 광축으로부터 인접한 거리에 평면거울을 배치한 상태도,
도 5는 도 4의 배치구조에서 조명기로부터의 거리에 따른 2차원적인 광 강도 분포도,
도 6은 도 4의 배치구조에서 조명기로부터 거리에 따른 광 강도 분포를 도시한 그래프,
도 7은 도 4에서 확산기(diffuser)를 빛의 강도가 센 각도 내에 삽입시킨 상태도,
도 8은 도 7의 배치구조에서 조명기로부터의 거리에 따른 2차원적인 강 광도 분포도이고,
도 9는 도 7의 배치구조에서 조명기로부터의 거리에 따른 광 강도 분포를 도시한 그래프이며.
도 10은 다수의 레이저 다이오드를 통상적인 방식으로 배치한 상태를 도시한 것이고,
도 11은 본 발명에 의하여 반사경을 사용하여 레이저 다이오드의 발산각을 확장시키는 상태를 도시한 것이며,
도 12는 레이저 다이오드의 발진 스펙트럼,
도 13은 일반적인 Fabry-Perot 형태의 스트라이프 LD에 의한 발진 스펙트럼,
도 14는 복수의 TO 타입 레이저 다이오드가 TEC 쿨러에 부착되는 상태를 도시한 LD TO 하우징을 도시한 것이고,
도 15는 밴드 패스 필터가 설치된 상태에서의 스펙트럼,
도 16은 본 발명을 이동식 감지 카메라에 적용한 경우의 개략구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
A : 감시영역 1 : 펄스 신호 발생기
2 : 펄스 전원 공급기 3 : 적외선 레이저 다이오드
4 : 감시카메라 5 : 디스플레이 및 저장부
6 : LD TO 하우징 7 : TEC(열전소자) 쿨러
8 : m-PD #1 8': 연속 동작형 m-PD
9 : m-PD #2 10 : 확산기
11 : 클럭신호 추출부 12 : 셔터 동작신호 생성부
M1 : 평면거울 M2 : 볼록거울(또는 오목렌즈)
M3 : 오목거울
본 발명은 펄스식 적외선 레이저 조명기를 갖는 감시카메라에 관한 것으로, 빛이 없는 야간에 감시 영역을 넓히기 위해서 고출력의 레이저 다이오드를 조명기로 사용할 때, 좁은 발산각을 가지는 고출력 레이저 다이오드가 감시영역 내에 있는 사람의 눈에 직접 조사될 경우 실명 등과 같은 사고의 발생을 방지하고, 전력이 과다하게 소모되는 문제점을 해소할 수 있도록 한 것이다.
햇빛과 같은 자연광이 없는 상태에서 감시카메라를 사용하여 감시의 목적을 달성하기 위해서는 인공 발광원(조명기)을 이용하여 감시 대상 지역을 밝게 비출 필요가 생기게 된다. 감시 대상 지역을 가시광으로 조명할 경우에는 피감시자 또는 기타 통행인의 시야를 방해하지 않도록 하기 위하여, 조명등을 연속적으로 점등하여야 하는데, 이때에는 과도한 에너지를 사용하게 되는 문제점이 발생하게 된다. 또한, 가시광 조명을 할 경우에는 침입자가 감시용 조명의 빛을 이용하여 용이하게 조명기구의 위치 및 감시카메라의 위치를 쉽게 파악할 수 있어, 침입자의 입장에서 쉽게 은폐/엄폐물을 이용할 수 있는 단점이 있다. 또한, 감시의 목적으로 매우 밝은 조명을 야간에 계속 켜 놓는 것은, 인근의 거주자들의 수면권을 방해하여 분쟁이나 민원이 발생할 우려가 있다.
가시광 조명을 이용한 야간 감시에는 앞에서 언급한 바와 같은 문제점이 대두하므로, 이를 해결하기 위한 방법으로 적외선 LED를 이용하여 조명하는 제품 및 기술 특허가 이미 제안되어 있다.
넓은 지역을 감시하기 위해서는 광량이 충분히 많아져야 하며. 가시광의 예를 들 경우 실외 로데오 경기의 TV 방송용 조도는 1,000Lux 정도이다. 가시광일 경우 Lux의 물리 단위는 인간 눈이 각 빛의 파장에 대한 감도(sensitivity)가 곱해진 것으로 적외선에 대해서는 룩스의 개념을 적용할 수 없다. 1,000룩스의 빛의 강도를 절대적 에너지 단위인 Watt/m2으로 환산할 경우, 555nm의 파장에 대해 1.4Watt/m2 정도가 된다. 그러므로 이런 정도의 광량을 넓은 면적, 예를 들어 가로×세로가 30m×100m 정도의 면적에 균일하게 조사시키기 위하여서는 총 방출 적외 광량이 1.4 Watt/m2 ×30m×100m = 420Watt 정도의 광 출력이 필요하다. 그러나 LED를 이용한 방법은 LED의 발광 효율이 현저하게 떨어지므로 충분한 광량을 확보하기 어려워 넓은 지역을 감시하기에는 어려움이 있다. LED를 이용하여 감시하는 영역을 확장하기 위해서는 대량의 LED를 구비하여 광량을 증가 시킬 수 있으나, 현재 제품 또는 특허/실용신안으로 고안된 제품으로서는 대략 20m 이내의 거리만 조망할 수 있는 것으로 파악된다. 이는 하나의 LED에서 가질 수 있는 광 파워가 대략 10mW ( 보통 3mW 정도) 이내로써, 100개의 LED를 구비하여도 총 광량이 1Watt 수준보다 작기 때문이다. 그러므로 LED를 이용하여 넓은 면적을 감시하기 위해서는 LED의 개수가 매우 많아져야 하므로 발광원의 부피가 매우 커져야 하는 단점이 있다.
적외선은 인간의 눈에 감지가 되지 않으므로 연속으로 조사하든, 또는 펄스식으로 조사하든 인간의 조망을 해치지는 않는다. 적외선 파장은 눈에 감지되지는 못하나 고출력일 경우 눈에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 특히 야간에 동공이 커져 있는 상태에서 고출력으로 동공으로 입사하는 광이 망막이 집속 될 경우 눈에 매우 심각한 영향을 줄 수 있으며 특히, 레이저 다이오드와 같이 그 광방사 면적이 100㎛×1㎛ 정도로 매우 좁은 영역에서 방출되는 발광체의 경우 안전에 관한 문제가 더욱 심각해질 수 있다. 적외선이 눈에 미치는 영향에 대한 국제 기준을 설정하는 안전 협회인 ICNIRP(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection)에 의하면 1000nm의 파장에 대해 허용 적외선 노출 에너지는 2.5micro-Joule/cm2이 된다. 이러한 허용 노출 한계를 MPE(Maximum Permissible Exposure)라 부른다. MPE는 에너지의 단위로써 일량인 Watt에 동작 시간을 곱하여야 한다. 만약 한 개의 적외선 레이저 다이오드가 연속으로 동작하며, 한 개 레이저 다이오드의 발광량을 20Watt라 하고, 적외선 레이저 다이오드의 발산각을 5°× 30° 정도로 잡을 경우, 레이저 다이오드로부터 5m 떨어진 지역에 있는 사람이 받는 단위면적당 에너지는 22,000MPE 정도로 매우 높은 수준이 된다. 이런 큰 에너지의 빛이 동공에 입사될 경우 사람은 실명 또는 망막에 심각한 상처를 입게 된다. 그러므로 레이저 다이오드의 방출 에너지를 줄여주어야 감시 대상 영역에 존재하는 사람들의 눈에 위해를 가하지 않을 수 있다. 방출 에너지를 줄임으로써 눈에 안전하면서도 높은 광 조사량의 조건을 만족하기 위해서는 레이저 다이오드를 펄스(pulse)로 동작시키는 방법이 그 해결책이 될 수 있다.
적외선을 이용한 감시카메라로써 현재 상용화되어 있거나, 특허 또는 실용신안으로 제기된 기존의 기술은 연속 동작하는 적외선 LED를 사용하여 연속 동작하는 화면을 얻는 감시 방법과 단속적인 펄스로 동작하는 적외선 발광체와 이로부터 정지 화상을 얻는 방법 등이 특허로 출원된 경우가 있다. 그 일례를 들면 실용신안공고 제1995-0006064호인데, 이는 빛이 없는 야간에서의 감시 기능을 강화하기 위해 적외선 LED를 구비한 CCTV구조에 대해 도시하고 있다. 여기에서는 주간에 LED의 불필요한 동작을 제어하기 위해 주변 밝기에 따라 자동으로 LED를 점등 또는 소등하는 회로를 내장하고 있으나 이때의 LED의 점등 및 소등을 본 발명에서 추구하는 바인 에너지 절약을 위한 극초단 펄스(ultra short pulse) 레이저 동작과는 관계가 없는 내용이다.
또 하나의 예로써 공개특허공보 제2003-0067116호의 경우는 주간에는 컬러 영상을 촬영하고 야간에는 LED를 이용한 흑백 감시 회로에 관한 내용으로 적외선 대역의 빛 투과율을 한정하여 주간의 컬러 영상 촬영에 문제가 없도록 하는 내용에 관한 것으로서 본 발명이 추구하고자 하는 기술적 과제인 넓은 지역 감시를 위한 기술과는 무관한 특허이다.
또한, 공개특허공보 제1993-7001801호의 경우 자동차 번호판 인식을 위하여 펄스로 적외선 발광체를 구동하고 자동차 번호판으로부터 반사된 빛을 감지하는 화상 카메라의 셔터를 발광체의 발광 시기와 연동시키는 방법이 제시되어 있다. 이런 방식의 자동차 번호판 인식의 한 예를 고속도로 요금 접수처의 번호판 인식 시스템으로 확인할 수 있다. 자동차 번호판 인식은 자동차가 존재할 때 1회의 촬영으로 가능하므로, 적외선 발광 소자를 주기적인 펄스로 구동 할 필요가 없으며, 또한 번호판의 화상 저장을 위해서는 동영상보다 정지 화상이 더욱 적절하므로 이럴 경우에는 자동차가 검지 될 경우에만 적외선 발광 소자와 카메라를 구동하는 것이 적절하다. 또한, 공개특허공보 제1993-7001801호에서는 적외선 레이저 다이오드와 카메라를 일정 시간 간격으로 주기적으로 동작시켜 동영상을 획득하는 방법에 대해서는 언급이 되어 있지 않다.
본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 야간에 넓은 지역을 효과적으로 감시하기 위한 감시카메라 시스템을 제공하기 위한 것으로, 감시를 위한 조명을 주기적인 펄스형태로 구동되는 고출력의 적외선 반도체 레이저 다이오드로 구현함으로써, 감시영역 내에 있는 사람에 대한 안전을 확보하고, 또한 조명에 소요되는 에너지를 절약할 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 고출력의 적외선 반도체 레이저 다이오드의 발광면적을 넓혀주어 발광체와 근거리에 있는 사람이나 동물의 경우에도 눈에 대한 안전을 최대한 확보할 수 있도록 발광 면적을 넓혀 주는 방법과, 발광체에 근접한 지역에 물체가 출현할 경우 자동으로 발광 기능을 멈추도록 하고, 광 효율을 증가시키기 위해 레이저 다이오드의 빛 발산 각을 줄여주는 방법을 제공하는 데 있다.
이하에서는 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 절전형 펄스방식의 레이저 조명기를 갖는 감시카메라 시스템의 개략적이 구성을 도시한 것으로, 주기적인 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 발생기(1)와, 이 펄스 신호를 기준으로 일정한 시간 동안 전류를 공급하는 펄스 전원 공급기(2)와, 이 펄스 전원 공급기(2)에서 인가된 전류 신호에 의해 감시영역(A)에 적외선의 빛을 방출하는 적외선 레이저 다이오드(3)와, 펄스 신호에 따라 셔터가 개방되고 일정 시간이 경과 하면 셔터를 닫는 동작을 하는 감시카메라(4)와, 이 감시카메라(4)로 부터 얻어진 화상 이미지를 디스플레이하거나 저장하는 디스플레이 및 저장부(5)로 이루어져 있다.
본 발명에서 추구하는 기술적 과제인 수백 미터에 달하는 확대된 감시 영역을 제공하기 위해서는, 적외선 발광 소자에서 방출되는 빛의 광량이 매우 커야 한다. 빛의 광량으로는 바람직하게는 수십~ 수백 와트(Watt) 이상의 광량이 요구된다. 이를 위해 한 개 또는 수 개의 적외선 레이저 다이오드(3)를 사용할 수 있다.
CCD 또는 CMOS 감시카메라(4)는 자체에 셔터 기능이 있는 것으로, 일반적인 CCD/CMOS 소자의 경우 1/100,000초의 셔터 타이머를 가지고 있으므로 반도체 레이저 다이오드(3)를 펄스동작 시키고, 빛이 있는 상태에서만 감시카메라(4)를 작동 시키게 되면, 충분한 광량으로 인해 매우 넓은 지역의 감시가 가능함과 동시에 낮은 소비전력을 달성할 수 있게 되는 것이다.
본 발명이 추구하는 수십 또는 수백 와트 급의 파워를 내기 위해서는 반도체 레이저 다이오드(3)의 공진기 길이가 1mm 이상으로 길어야 하며, 또한 전류 주입 구조가 스트라이프 LD의 구조를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 스트라이프 LD의 스트라이프 폭은 100㎛ 이상의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
고출력 반도체 레이저 다이오드(3)는 습기에 매우 민감하게 반응하여 그 수명이 결정되므로 보통 레이저 다이오드 칩을 밀봉된 패키지에 삽입하여 사용하게 된다. 레이저 다이오드 칩을 밀봉하는 밀봉 패키지 형태로는 에폭시 몰딩법, TO 패키지법, 미니-DIL타입 패키지, 버터플라이 타입 패키지 등이 있을 수 있다. 레이저 다이오드를 고출력으로 구동시킬 경우 열의 발산이 심각한 문제로 대두된다. 또한, 본 발명이 추구하는 정도의 고출력을 얻기 위해서는 좁은 지역에 여러 개의 레이저 다이오드가 탑재되어야 하므로 이를 위해서는 가장 바람직한 형태의 레이저 다이오드 밀봉 패키지는 TO 타입이다.
TO 패키지를 실시할 경우 사용되는 캡(cap)의 형태는 볼 렌즈 캡(ball lens cap), 비구면 렌즈 캡(aspherical lens cap), 플랫 윈도우 캡(flat window cap) 등이 있다. 본 발명에서 제시한 구조인 스트라이프 폭이 100㎛ 이상은 스트라이프 LD 구조의 반도체 레이저 다이오드 칩에서 출사되는 레이저 빛의 수직 및 수평 발산각 은 대략 10°와 30~40°정도의 발산각을 가지게 된다. 이때 수직 및 수평 발산각의 정의는 레이저 다이오드 활성층의 두께 방향에 대한 상대적인 개념이며, 이 용어들이 지표면에 대한 수직, 수평을 이야기하는 것은 아니다. 그러므로 TO의 방향을 회전함에 따라 지표면에 대한 발산각도는 달라질 수 있다. 발산각의 정의는 발산각도에 따른 광량이 최대점의 1/2이 되는 각도(반가폭; Full Width at Half Maximum)로 정의된다. 이러한 발산각을 가지는 빛이 볼 렌즈 캡(ball lens cap) 또는 비구면 렌즈 캡(aspherical lens cap)의 렌즈를 통과하게 되면 광 방출각이 대략 수직 발산각 10°, 수평 발산각 10°정도의 원형 발산각을 가지는 빛으로 바뀌게 된다.
빛을 넓게 그리고 멀리 보내기 위해서는 조명이 수평 방향으로는 넓게 퍼지는 것이 바람직하고 수직 방향으로는 좁은 발산각을 가지는 것이 바람직하다. 이를 위해 레이저 다이오드에서 나오는 빛의 발산각이 원형일 경우 이를 다시 변형하여야 하는 문제가 생기게 되므로 레이저 다이오드 칩에서의 발산각도의 비 대칭성을 그대로 사용하기 위하여 본 발명에 사용되는 레이저 다이오드는 플랫 윈도우 캡(flat window cap)을 사용한 TO 패키지 구조가 적절하다.
본 발명에 의한 조명기를 도 2에 도시된 바와 같이 지면으로부터 5m 위치의 높이에 배치하고 전방을 조명할 경우, 50m 거리와 100m 거리의 사이각이 2.8o 로 매우 좁은 각도가 된다. 레이저 빔이 발산하고 있기 때문에 레이저 광원에 의한 조도는 거리의 제곱에 반비례한다. 조명기로부터 멀리 떨어진 지역은 가까운 지역에 비 해 거리의 제곱에 비례해서 광량이 줄어들게 되므로 먼 지역을 조명할 빛의 부분은 가까운 부분을 조명할 빛의 부분보다 광 강도가 커짐이 바람직하다. 즉, 원하는 가장 먼 지역을 조명할 고체각(solid angle)에 포함되는 빛의 강도가 가장 크고 가까운 거리를 조명할 고체각 내에 있는 빛의 광량은 작으며, 허공으로 발산되는 빛의 양은 최소화하는 것이 바람직하다.
도 3에 조명기 내의 레이저 다이오드(3)로부터 방사되는 광 강도를 각도에 따라 그렸다. 일반적인 레이저 다이오드는 광 강도가 광 중심축에서 가장 크고 발산 각도에 따라 광 강도가 가우시안(Gaussian)분포를 가지며 줄어든다. 가우시안 형태의 광 강도는 도 3의 좌측 그래프로 도시되어 있는데, 이는 광의 중심축을 조명하고자 하는 가장 먼 지역을 지향하도록 설정할 경우, 그림 좌측 그래프의 음수 각도로 표시된 광량은 허공으로 발산되어 목표하는 지점의 조망에는 도움이 되지 않는다. 그러므로 조명기로부터 가장 먼 지역으로 향하는 광의 강도가 가장 크며, 허공으로 발산되거나 또는 필요없는 원거리로 향하는 빛을 차단하여 원하는 지역을 향하도록 하는 것이 에너지를 효율적으로 사용하는 방법이 되겠다. 도 3의 우측 그래프에 가장 바람직한 형태의 발산각도 대 광 강도의 그래프가 도시되어 있는데, 이와 같은 광 발산 특성을 가질 경우 설정된 가장 먼 거리를 향하는 빛의 강도가 가장 세며, 허공 또는 목적 지역 너머의 원거리로 발산되는 광을 제거할 수 있다.
이와 같은 특별한 광 세기의 각도 분포는 도 4에 도시된 구조를 이용하여 손 쉽게 얻을 수 있다. 즉, 적외선 레이저 다이오드(3)의 광축(X)과 평행하며 이 광축 (X)으로부터 인접한 거리에 평면 거울(M1)을 배치시키면, 레이저 다이오드(3)에서 평면 거울(M1)으로 진행하는 θ의 각도로 입사하는 광선들은 평면 거울(M1)에 의해 반사되어 -θ의 각도를 가지게 되므로 도 3의 우측 그래프와 같은 형태의 광 분포를 얻을 수 있다. 이때 평면 거울(M1)의 재질로는 레이저 다이오드(3)의 파장에 대해 반사 코팅 처리된 유리 또는 경면 처리된 스테인리스 스틸(stainless steel)이 바람직하다. 차단하여야 할 광의 각도가 수평면에 대해 위쪽으로 향하는 광선이므로 평면 거울(M1)은 레이저 다이오드(3)로 이루어진 발광 모듈의 위쪽, 내벽에 부착하는 것이 바람직하다.
일반적인 반도체 레이저의 발산각도는 수평 및 수직 발산이 각각 10°와 30~40°정도의 FWHM((Full Width at Half Maximum) 각도를 가지게 된다. 조명기의 경우 지평면에 대하여 수평방향으로는 넓게 조망하는 것이 바람직하며, 지평면에 대해 수직 방향으로는 발산각이 좁은 것이 효과적인 조명을 가능하게 한다. 그러므로 반도체 레이저 다이오드의 수평 발산각이 지표면에 수직인 방향이 되도록 레이저 다이오드를 배치할 필요가 있다.
발산각이 각각 10°와 30~40°정도인 일반적인 레이저 다이오드를 이용하고 조명기 모듈의 상부를 거울(반사경)로 처리하여 도 3의 우측 그래프와 같은 배광을 얻었을 경우, 조명기로부터의 거리에 따른 광 강도분포는 도 5 및 도 6에 도시되어 있다. 이때 조명기는 10m 상공에 배치하고, 지평면에 대해 2.5o 의 각도를 가지도록 하여 최대 조명거리가 200m가 되도록 한 경우이다. 도 5는 2차원 평면상에서 조명 기로부터의 거리에 따른 광 강도를 보여주며, 도 6은 축방향으로 1차원 분석한 거리에 따른 광 강도 그래프이다. 도 5 및 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 30m이내의 거리에서는 광 강도가 매우 약하고 70~80m 거리가 가장 강하게 조명된다. 이는 지평면에 대한 수직방향 발산각이 HWHM(Half Width at Half Maximum)으로 5o를 설정하고, 레이저 다이오드의 광축이 200m 지역을 조망하도록 설정하였기 때문이다. 조명 지역의 각 지점에서 받는 광의 강도는 레이저 다이오드의 각도에 따른 광 강도와, 조명기로부터의 거리의 역 제곱에 의해 결정된다. 조명 지역의 각 지점에서의 광 강도가 이들 두 함수에 의해 결정되므로 조명 지역 내를 균일하게 조명하기 위해서는 매우 복잡한 곡면으로 이루어진 비구면 렌즈가 필요하게 된다.
이런 점을 개선하기 위한 방안이 도 7에 도시되어 있다, 판형 유리는 가시광 또는 근 적외선 영역에서는 투명도가 매우 좋다. 그러나 판형 유리의 표면을 요철 형태로 가공하면 이 요철에서 난 반사가 이루어져 투명도가 떨어지게 된다. 떨어진 투명도에 대응하는 빛은 빛이 도달한 유리의 각 점을 기준으로 확산 방사되게 된다. 이때, 유리의 직진투과율(transparent transmittance; 유리를 직진으로 투과하는 빛의 비율)과 확산 투과율(diffuse transmittance; 유리를 투과하되 각이 꺾이면서 투과하는 빛의 비율)은 표면 요철의 크기와 밀도를 이용하여 쉽게 조절할 수 있다. 직진 투과율과 확산 투과율이 적절히 조절된 확산기(10;diffuser)를 빛의 강도가 센 각도 내에 삽입시키면, 광 강도가 센 지역의 빛의 일부를 전 지역으로 확산시킬 수 있다. 조명기로부터의 거리가 가까운 지역은 그 조명 면적이 좁아 상대 적으로 적은 총 에너지를 가지고도 광 강도를 높일 수 있다. 확산기가 삽입된 경우의 계산 결과의 한 예가 도 8 및 도 9의 그래프에 도시되어 있다. 도 8 및 도 9의 결과를 도 5 및 도 6과 비교해보면 조명기로부터 30m 안쪽에도 충분한 광 강도를 얻고 있음을 알 수 있다.
고출력 레이저 다이오드는 전술한 바와 같이 지평면에 대해 수직 및 수평 발산각이 5°(반사경을 이용하여 folding 하였을 경우) 및 30°정도의 발산각을 가지고 있으며, 또한, 광 방출면 크기가 대략 높이는 수 ㎛, 폭은 수백 ㎛의 매우 좁은 광 방출면 면적을 가지고 있다. 이런 좁은 면적에서 방출되는 고출력 광원일 경우, 레이저 다이오드로부터의 근거리에서는 적외선 강도가 매우 높아지게 된다. 눈에 대한 안전을 확보하기 위하여 레이저 다이오드를 주기적으로 동작하는 펄스 형태로 구동하는 점을 안출 하였지만 현재 시중에 통용되는 카메라의 경우 펄스 폭을 무한정 줄일 수는 없다. 즉 CCD등의 화상 카메라를 이용하여 감시를 할 경우 펄스 폭이 줄어들면 감시 대상 영역으로부터 반사되어 감시카메라로 입사하는 전체 광량 또한 줄어들게 됨으로써 펄스 폭을 줄일 경우 신호대잡음비(signal to noise ratio; S/N비)가 나빠져 좋은 화상을 얻기가 어려워진다. 그러므로 현재 상용화된 CCD 카메라를 이용해서 충분히 감도가 좋은 화상을 얻기 위해서는 최소 수 마이크로 초(micro sec) 이상의 펄스 폭을 가져야 한다. 또한, 마이크로 초(micro sec) 이내의 카메라 셔터 기능을 위해서는 고속 셔터를 구비한 화상 카메라를 이용하여야 하나 이는 값비싼 해결책(solution)이 된다. 그러므로 현재 상용화된 저가의 CCD 카메라를 사용하기 위해서는 최소 펄스 폭이 10 마이크로 초 이상이어야 한다. 이런 정도의 펄 스 폭에 따라 노출되는 적외선 에너지는 레이저 다이오드로부터 매우 근거리 (예를 들어 1m 이내)에 있는 사람에게는 위해를 가할 수 있는 수준이다. 하나의 레이저 다이오드가 20Watt로 구동하고 총 12개의 레이저 다이오드(3)를 사용하여 도 10과 같이 배치한 경우, 레이저 다이오드(3)로 부터 거리에 따른 MPE 초과 인수(excess factor)를 계산하여 아래의 표 1로 보였다. 표의 "직사"로 표시된 행은 도 10과 같은 배광을 가질 경우 MPE 초과 비율이고, 반사경으로 표시된 행은 반사경을 이용하여 발광면적이 10cm×15cm 이며, 총 발광 에너지가 240Watt인 경우의 MPE 초과 비율이다. 이 경우 지평면에 대해 수직 및 수평 발산각이 3°와 77°로 계산하였다.
[표 1]
거리 0.5m 1.0m 1.5m 2.0m 3.0m 5.0m
직사 35.60 10.24 4.68 2.66 1.19 0.43
반사경 1.58 0.71 0.42 0.28 0.15 0.06
상기 표 1의 계산에서 보듯이 폴딩되어 발산각의 반가폭(FWHM)이 각각 5o, 30o 인 레이저 다이오드(3)를 직접 조명 지역으로 향하게 할 경우, 레이저 다이오드(3)와 매우 인접한 영역에서 적외 레이저에 노출되는 사람의 눈에 위해가 가해질 수 있다. 물론, 레이저 다이오드(3)를 포함하는 조명기를 지상에서부터 높은 위치에 배치시켜 사람이 가까이 접근하는 것을 방지할 수 있으나, 안전은 모든 경우에 대해 고려하여야 하므로 조명기 자체에서도 이에 대한 대비를 하는 것이 더욱 바람직하다. 이런 목적으로 도 11에 도시된 바와 같이 거울(반사경)을 사용하는 방법을 도출하였다.
본 발명은 도 11에서 알 수 있는 바와 같이 레이저 다이오드(3)에서 출사된 적외선(굵은 실선)은 1차로 평면경(M1)에서 반사되어 볼록 거울(M2)의 볼록한 면(+면)으로 입사된다. 볼록 거울(M2)에서 반사된 적외선의 발산 각도가 커지게 되며, 이는 다시 오목 거울(M3)의 오목한 면(-면)으로 입사되게 된다. 볼록 거울(M2)에서 적외선은 발산각이 커지게 되므로 좁은 거리에서도 레이저 빛의 크기가 급격히 커지게 된다. 오목 거울(M3)의 오목한 면을 볼록 거울(M2)에 의해 커진 발산각을 줄여주는 곡면으로 설계하면 원거리를 조명하기에 적절하도록 발산각이 줄면서도 레이저 빛의 방출 면적을 효과적으로 넓힐 수 있다.
한편, 본 발명에서 상기 볼록 거울(M2)은 오목 렌즈로 대치할 수도 있으며, 그 결과는 동일하다.
이런 배광 구조에 있어서 거리에 따른 MPE를 계산하면 도 10의 배치구조에 의해 레이저 다이오드(3)로 부터 직접 조명되는 경우보다 MPE가 개선된다. 도 11에서 이때 거울(M1,M2,M3)의 재질로는 레이저 다이오드의 파장에 대해 반사 코팅 처리된 유리 또는 경면 처리된 스테인리스 스틸이 바람직하다.
인체에 대한 안전을 더욱 강화하기 위해서는 초음파 센서를 이용한 물체 감지기를 조명기에 부착하여 조명기로부터 일정한 거리(예를 들어 1m) 내에 초음파 반사 물체가 검지 될 경우, 적외선 레이저 다이오드의 발광을 중지시키는 방법을 추가할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 감시카메라의 이미지 센서로는 이미 대량 생산이 이루어지고 있는 실리콘 CCD 소자 또는 실리콘 CMOS 소자를 사용할 수 있다. 이러한 이미지 센서의 수광 파장 대역은 가시광을 포함하여 대략 1100nm 파장까지인 근적외선 영역을 포함한다. 빛이 약한 밤이라 할지라도 지역에 따라 자동차 불빛 등 원치 않는 다른 조명원으로부터 감시카메라로 직접 유입되는 직사 광선 등이 있을 수 있다. 이러한 원치 않는 조명원으로부터 감시카메라로 직접 유입되는 빛은 감시카메라에 노이즈로 작용하게 된다. 레이저 다이오드는 일반 가시광 램프(백열전등, 자동차 헤드라이트 등)에 비해 매우 좁은 스펙트럼 폭을 지니고 있다. 레이저 다이오드의 스펙트럼 폭은 구동조건에 따라 달라지기는 하지만 아무리 커도 스펙트럼의 반가폭이 10nm 이내의 값을 가진다. (도 12 참조 )
이에 비해 LED의 경우는 50nm에서 100nm 정도의 스펙트럼 반가폭을 가지게 된다. 레이저 다이오드의 광원이 매우 좁은 스펙트럼 선폭을 가지고 있으므로 감시카메라 앞에 레이저 다이오드의 출력 파장 대역만을 투과시키는 밴드 패스 필터(band pass filter)를 삽입할 경우, 다른 광원으로 인한 노이즈 성분을 최소화할 수 있으며, 이로써 선명도가 매우 높은 이미지 화상을 구현할 수 있다.
상기한 밴드 패스 필터는 레이저 다이오드의 출력 파장만을 통과시킬 수 있도록 좁은 투과 파장 폭을 갖도록 할 필요가 있다. 그러나 LED를 비롯하여 반도체 레이저 다이오드는 구동 온도에 따라 그 출력 파장이 달라지며 또한 발광 효율도 달라진다. 온도에 따라 출력 파장이 달라지는 현상은 반도체를 이용한 광원의 일반적인 특성이다. 적외선 레이저 다이오드를 구성하는 구성 성분인 GaAs/AlGaAs 또는 InP/InGaAsP구조의 경우 대략 온도 1도당 0.4~0.5nm의 발진 중심파장 이동을 가져온다. 본 발명의 감시 대상 영역이 주로 야외인 점을 감안하면 여름과 겨울의 온도차이가 최대 100도 이상 벌어질 수가 있다. 이러한 큰 온도 변화는 대략 50nm의 발진 파장 변화를 가져온다. 그러므로 레이저 다이오드의 구동 온도 변화에 따른 파장 변화를 감안하여 카메라의 밴드 패스 필터를 설계할 경우 실제 레이저 다이오드의 파장 선폭에 비해 매우 넓은 파장 범위의 빛이 모두 통과하게 되므로 신호대잡음비(S/N비)가 떨어져서 선명한 이미지를 획득하는데 어려움이 발생할 수도 있다. 그러므로 노이즈 효과를 최소화하기 위해서는 밴드 패스 필터의 투과 대역폭을 좁게 잡아야 하며, 이를 위해서는 외부 온도에 무관하도록 레이저 다이오드의 발진 파장을 조절하여야 한다. 레이저 다이오드의 구동 온도를 조절하는 방법으로써 레이저 다이오드 패키지를 펠티어(peltier) 효과를 이용한 열전소자(thermo-electric cooler; TEC)를 이용하여 냉각 또는 가열할 수 있다. 레이저 다이오드의 파장을 조절하기 위해 레이저 다이오드의 구동 온도를 변화시키기 위해서는 먼저 레이저 다이오드를 포함하는 TO 패키지의 온도를 온도 센서를 이용하여 측정 한 후 처음 세팅(setting)한 온도와 비교하여 높으면 열전 소자를 냉각모드로 운용하고, 처음 세팅에 비해 낮으면 열전 소자를 가열 모드로 동작한다. 이러한 방법을 통해서 레이저 다이오드의 구동온도를 조절하여 줌으로써 레이저 다이오드의 발진 파장을 외부 온도 변화에 무관하게 동작할 수 있다. LED 등의 발광원의 온도를 감시하여 광량을 조절하는 방법으로 특2003-0001848로 공개되어 있다. 그러나 이 공개 특허에서는 LED의 발광 효율이 온도에 따라 달라짐으로써 생기는 발광량의 차이를 보상하기 위 해 함체 등의 온도를 측정하여 LED에 가해지는 전압을 조절함으로써 일정한 발광량을 유지하는 기능으로 발광 파장과는 관계가 없으며, 또한 본 발명에서 예시하는 열전소자를 이용하여 발광원의 온도를 직접 조절하는 것과는 관계가 없는 특허이다.
레이저 다이오드의 발광 효율을 일정하게 유지시키고 또한 발광 파장을 일정하게 유지시키기 위해서는 레이저 다이오드의 동작 온도을 직접 조절할 필요가 생기게 된다. 그러므로 이를 위해서 TEC쿨러로 구동되는 온도조절장치를 이용하여 조절하는 것이 바람직한데, 본 발명이 추구하는 바인 넓은 면적의 감시를 용이하게 하기 위해서는 여러 개의 레이저 다이오드를 TEC 쿨러에 부착하여야 한다. TO 패키지와 TEC 쿨러의 밀착 정도가 TO 패키지의 온도 조절에 매우 중요한 역할을 하게 되므로 복수의 레이저 다이오드를 TEC 쿨러에 밀착하는 방법을 도 14로 설명하기로 한다. 또한, 한 개의 레이저 다이오드의 발산각이 지평면에 대해 수평방향으로 30°정도이므로 넓은 지역의 조명을 위해서는 레이저 다이오드의 수평방향 발산각을 증가시켜야 한다. 이를 위해 복수의 레이저 다이오드 각각의 지향각을 달리할 필요가 생기게 되며 지향각이 각각 다른 TO 패키지를 고정할 방법이 필요하게 된다.
도 14에 복수의 TO 타입의 레이저 다이오드(laser diode : LD)를 지향각을 달리하여 TEC 쿨러에 부착하기 위한 LD TO 하우징이 도시되어 있다. 이 LD TO 하우징(6; 상,하부 하우징으로 이루어짐)은 여러 개의 LD TO(도시생략됨)를 한꺼번에 TEC 쿨러(7)에 밀착 시키는 기능을 한다. LD TO의 지향각은 상,하부의 하우징(6)에 파여 있는 홈의 방향을 달리함으로써 이루어질 수 있다. 그러므로 상,하부 하우징 으로 이루어진 LD TO 하우징(6)은 패키지와의 접촉면적을 넓게 함으로써 열의 발산 및 가열을 쉽게 하고, 각 레이저 다이오드의 지향각을 하우징의 홈의 각도로서 쉽게 조절할 수 있으며, 상,하부 하우징(6)은 나사 등의 결합수단으로 밀착시킬 수 있어 LD TO를 쉽게 TEC 쿨러(7)에 고정할 수 있다.
온도 센서를 이용하여 발광 다이오드의 온도를 조절하는 궁극적 목표는 발광 다이오드의 발진 파장을 통제하는 데 있다. 이러한 방법보다 좀 더 개선된 방법으로는 레이저 다이오드에서 방출되는 빛의 파장을 직접 모니터링하여 레이저 다이오드의 파장 변화를 감지한 후 이를 피드백(feedback) 하여 TEC를 구동하는 방법도 존재한다. 도 13은 일반적인 Fabry-Perot 형태의 스트라이프 LD에 의한 발진 스펙트럼이다. 도 12와 같은 발진 파장 특성이 있는 레이저 다이오드의 구동 온도를 변화시키면 도 13과 같이 발진 파장이 이동하게 된다. 즉 레이저 다이오드의 구동 온도를 기준 온도보다 낮게 유지하면 도 13의 저온으로 표시된 형태와 같이 발진 파장이 짧아지게 되고, 구동 온도가 기준보다 높아지면 도 13의 고온으로 표시된 그림과 같이 발진 파장이 길어지게 된다. 레이저 다이오드에서 발생한 빛의 일부분을 각각 매우 좁은 투과 밴드 패스 필터를 갖는 2개의 모니터 광 검출기(monitor photo-diode; 이하, m-PD로 약칭한다)로 입사시킨다고 하자. 이때 m-PD에 도 15와 같이 매우 좁은 투과 특성을 갖는 밴드 패스 필터(8,9)가 장착되어 있다고 하면, 도 15의 m-PD #1(8)은 낮은 밴드 패스 필터(low band pass filter) 영역의 파장에 해당하는 빛만을 검지하게 되고, m-PD #2(9)는 높은 밴드 패스 필터(band pass filter) 영역의 파장에 해당하는 빛만을 검지하게 된다. 이렇게 구성된 시스템에서, 레이저 다이오드의 구동 온도가 바뀌게 되어 레이저 다이오드의 파장이 짧아질 경우에는, m-PD #1(8)에서 검출되는 빛의 양이 m-PD #2(9)에서 검출되는 빛의 양보다 많아지게 된다. 마찬가지로 레이저 다이오드의 파장이 길어 질 경우에는, m-PD #2(9)에서 검출되는 빛의 양이 m-PD #1(8)에서 검출되는 빛의 양보다 많아지게 된다. 이러한 결과로부터 m-PD #1(8)에서 검출되는 빛의 양과 m-PD #2(9)에서 검출되는 빛의 양을 직접 비교하면 레이저 다이오드의 발진 파장이 짧아지는지 길어지는지 직접 확인할 수 있고, 이러한 파장 변화를 상쇄시키도록 TEC 쿨러(7)를 가열 또는 냉각을 하게 되면 레이저 다이오드의 발진 파장을 직접 조절할 수가 있게 된다. 이러한 방법을 사용할 경우에는 레이저 다이오드의 온도를 측정하지 않아도 되며, 레이저 다이오드의 발진 파장을 집적 조절함으로써, 구동 온도 변화 이외의 요인에 의한 레이저 다이오드 발진 파장의 변화까지도 상쇄시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의한 화상 감지는 고정된 CCTV 카메라를 이용하여 수행하는 것을 기본 개념으로 생각하고 있지만, 화상 감지 카메라의 위치가 고정된 감시카메라이어야만 할 필요는 없다. 특히, 군사용으로 본 발명을 사용할 경우 이동중인 감시병이 휴대하면서 필요시 적외선으로 조명되는 지역을 감시할 필요도 생길 수 있다. 이동중인 감시카메라에서는 레이저 다이오드의 발광주기와 화상카메라의 셔터 동조를 유선식으로 연계할 수가 없다. 발광주기와 셔터가 동조되지 않고서는 원하는 화상을 얻을 수 없으므로 이동형의 경우에 레이저 다이오드와 감시카메라의 셔터를 동조시키는 방법이 절대적으로 요구된다. 본 발명을 휴대용 또는 이동형으로 할 경 우 레이저 다이오드와 화상카메라의 셔터주기를 동조시키는 방법에 대한 구성이 도 16에 도시되어 있다.
도 16에서 감시카메라(4')는 적외선 레이저 다이오드(3)의 발광주기와 동조되어 카메라의 셔터동작이 필요하게 된다. 이런 기능은 이동형 감시카메라(4')에 레이저 다이오드(3)의 발광 빛을 검지하는 연속 동작형 m-PD(8')를 구비하고, 이 m-PD(8')를 감시하고자 하는 지역으로 지향하게 함으로써, 감시영역(A)에 명멸하는 레이저 다이오드(3)의 발광 빛을 검출함으로써 구현될 수 있다. 즉, 연속 동작하는 m-PD(8)는 감시영역(A)으로부터 반사되는 적외선에 동조하여 펄스 형태의 광전류가 흐르게 된다. 펄스 형태의 m-PD 전류 신호로부터 클럭(clock)을 추출하여 이를 이동형 감시카메라(4')의 셔터 동작을 위한 클럭으로 사용하면, 이동형 감시카메라(4')를 이용하여서도 레이저 다이오드(3)의 발광 주기와 동조되어 셔터를 동작시키게 되므로 높은 신호대잡음비를 가지는 양질의 화면을 얻을 수 있는 것이다.
도 16에서 부호 11은 클럭신호 추출부이고, 부호 12는 셔터 동작신호 생성부이다.
위에서와 같이 눈에 안전하며, 에너지를 절약하는 방법으로 적외선 레이저 다이오드를 구비한 조명기와 감시카메라에 대해 상세히 설명하였다. 파장에 관계없이 적외선 파장의 레이저 다이오드이면 본 발명을 구현할 수 있지만, 눈에 대한 안전도는 적외선 중에서도 1400nm 이상의 파장을 갖는 레이저 다이오드가 적절하다. 감시카메라의 촬상소자로는 Si 소자가 가장 널리 사용되지만 Si은 그 감지 파장 대 역폭이 110nm 이하이다, Si 이외의 감지소자로는 Ge 또는 InGaAs 소자가 있으며 이들 소자는 1600nm 이하의 파장에 대해서만 감지가 가능하다. 그러므로 본 발명의 가장 효과적인 적용을 위해서 사용되는 적외선 레이저 다이오드의 발진 파장은 상온에서 1500nm±100nm 인 레이저 다이오드를 사용함이 적합하다.
본 발명은 빛이 없는 야간에 감시 영역을 넓히기 위해서 고출력의 레이저 다이오드를 조명기로 사용할 때, 좁은 발산각을 가지는 고출력 레이저 다이오드가 감시영역 내에 있는 사람의 눈에 직접 조사될 경우 실명 등과 같은 사고의 발생을 방지할 수 있고, 펄스식으로 동작하므로 전력소모를 최소화할 수 있는 등의 유용한 효과를 갖는다.

Claims (15)

  1. 적외선을 이용한 감시카메라로;
    주기적인 펄스 트리거 신호를 발생하는 펄스 신호 발생기(1)와,
    상기 펄스 신호 발생기(1)에서 발생한 펄스 신호를 기준으로 일정한 시간 동안 전류를 공급하는 펄스 전원 공급기(2)와,
    상기 펄스 전원 공급기(2)에서 인가된 전류 신호에 의해 감시영역(A)에 적외선의 빛을 방출하는 광원인 레이저 다이오드(3)와,
    상기 펄스 신호 발생기(1)에서 발생한 펄스 신호에 따라 셔터가 개방되고 일정 시간이 경과 하면 셔터를 닫는 동작을 하는 감시카메라(4)와,
    상기 감시카메라(4)로 부터 얻어진 화상 이미지를 디스플레이하고 저장하는 디스플레이/저장부(5)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 펄스식 적외선 레이저 조명기를 갖는 감시카메라.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저 다이오드(3)는 플랫 윈도우 캡(flat window cap)을 가지는 레이저 다이오드인 것을 특징으로 하는 펄스식 적외선 레이저 조명기를 갖는 감시카메라.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 레이저 다이오드(3)는 활성층폭이 100㎛ 이상인 스트라이프 구조의 레이저 다이오드인 것을 특징으로 하는 펄스식 적외선 레이저 조명기를 갖는 감시카메라.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3에 있어서,
    상기 레이저 다이오드(3)는 레이저 다이오드의 적외선 방출 중심축에 평행되는 평면 거울(M1)이 구비되어 이 평면 거울(M1)에 레이저 다이오드(3)의 방출광의 일부를 반사시켜 각도에 따른 광 강도를 폴딩시키도록 된 것을 특징으로 하는 펄스식 적외선 레이저 조명기를 갖는 감시카메라.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 평면 거울(M1)은 레이저 다이오드(3)의 파장에 맞게 반사 코팅된 유리나 경면 처리된 금속 반사경인 것을 특징으로 하는 펄스식 적외선 레이저 조명기를 갖는 감시카메라.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 레이저 다이오드(3)의 최종 방출면인 빛의 강도가 센 각도 내에 적외선을 산란시키기 위한 확산기(10)가 배치되는 것을 특징으로 하는 펄스식 적외선 레이저 조명기를 갖는 감시카메라.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 확산기(10)는 표면이 거친 유리 기판인 것을 특징으로 하는 펄스식 적외선 레이저 조명기를 갖는 감시카메라.
  8. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원은 레이저 다이오드(3)에서 방출된 빛을 반사시켜 발산각을 크게 하는 볼록 거울(M2; 또는 오목 렌즈)과, 발산각이 확대된 레이저 빛을 반사시켜 좁은 수직 지향각과 넓은 방출면을 갖도록 하기 위한 오목 거울(M3)을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 펄스식 레이저 조명기를 갖는 감시카메라.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 볼록/오목 거울(M2,M3)은 경면 처리된 금속인 것을 특징으로 하는 펄스식 적외선 레이저 조명기를 갖는 감시카메라.
  10. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서
    상기 적외선 광원에는 한 개 또는 복수의 초음파 발생기와 초음파 센서가 구비되어 적외선 발광기로부터 일정 거리 내에 초음파 반사 물체가 존재할 경우 적외선 발광을 중단하도록 된 것을 특징으로 하는 펄스식 적외선 레이저 조명기를 갖는 감시카메라.
  11. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 적외선 광원인 레이저 다이오드(3)는 열전소자 쿨러(7) 위에 부착되고, 레이저 다이오드(3)의 온도는 열전 온도 센서에 의해 검지되며, 열전 온도 센서에서 검지된 온도신호에 따라 열전소자 쿨러(7)가 구동되어 레이저 다이오드의 온도가 조절되는 것을 특징으로 하는 펄스식 레이저 조명기를 갖는 감시카메라.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 레이저 다이오드(3)는 복수의 LD TO 이고, 이들은 배향각대로 배치된 상,하부 하우징(6) 내측의 홈에 삽입된 것을 특징으로 하는 펄스식 레이저 조명기를 갖는 감시카메라.
  13. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 적외선 광원인 레이저 다이오드(3)는 열전소자 쿨러(7) 위에 부착되고, 온도에 따른 레이저 다이오드(3)의 파장이동은 복수의 m-PD(8,9)에 의해 검지하여 이 신호에 따라 열전소자 쿨러(7)가 구동되어 레이저 다이오드의 온도가 조절되는 것을 특징으로 하는 펄스식 레이저 조명기를 갖는 감시카메라.
  14. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 감시카메라는 이동형이고, 이 이동형 감시카메라(4')의 셔터는 적외선 광원인 레이저 다이오드(3)의 발광 펄스와 동조시키기 위하여 감시구역(A)으로 지 향된 연속동작 모니터-PD(8')에서 감지된 펄스신호에 의해 클럭신호를 추출하여 셔터를 동작시키도록 된 것을 특징으로 하는 펄스식 레이저 조명기를 갖는 감시카메라.
  15. 청구항 1 내지 청구항 3 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드(3)는 상온에서 발진파장이 1500nm±100nm인 것을 특징으로 하는 펄스식 레이저 조명기를 갖는 감시카메라.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100874037B1 (ko) * 2007-05-22 2008-12-12 한덕희 적외선 감시 카메라
KR100936225B1 (ko) * 2008-01-11 2010-01-11 강철호 광조사각 한정을 통한 도로 감시 ｃｃｔｖ시스템용 빔라이터
KR100958569B1 (ko) * 2008-05-30 2010-05-17 주식회사 도담시스템스 레이저 다이오드 및 반사 거울을 이용한 휴대용 야간 감시카메라
WO2010123236A2 (ko) 2009-04-21 2010-10-28 Jeon Dug Goan 폐쇄회로텔레비젼 카메라용 조명장치 및 조명제어방법, 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템
KR101299123B1 (ko) * 2013-05-06 2013-08-21 (주)오티에스 Cctv 카메라용 비가시 레이저 투광등
KR101701147B1 (ko) * 2016-06-24 2017-02-14 (주)비엠웍스 장주기 동기신호와 단주기 구동 펄스를 이용한 전력 감축형 면발광 레이저 다이오드 타입 야간 감시 시스템
CN109963084A (zh) * 2017-12-25 2019-07-02 大连楼兰科技股份有限公司 行人检测红外摄像照明装置
KR20220023238A (ko) 2020-08-20 2022-03-02 (주)오투원스 사용자의 카메라 조명이 외부에 노출되지 않는 조명 비노출형 카메라 및 이를 이용한 카메라 조명 비노출 제어방법

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100874037B1 (ko) * 2007-05-22 2008-12-12 한덕희 적외선 감시 카메라
KR100936225B1 (ko) * 2008-01-11 2010-01-11 강철호 광조사각 한정을 통한 도로 감시 ｃｃｔｖ시스템용 빔라이터
KR100958569B1 (ko) * 2008-05-30 2010-05-17 주식회사 도담시스템스 레이저 다이오드 및 반사 거울을 이용한 휴대용 야간 감시카메라
WO2010123236A2 (ko) 2009-04-21 2010-10-28 Jeon Dug Goan 폐쇄회로텔레비젼 카메라용 조명장치 및 조명제어방법, 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템
KR101299123B1 (ko) * 2013-05-06 2013-08-21 (주)오티에스 Cctv 카메라용 비가시 레이저 투광등
KR101701147B1 (ko) * 2016-06-24 2017-02-14 (주)비엠웍스 장주기 동기신호와 단주기 구동 펄스를 이용한 전력 감축형 면발광 레이저 다이오드 타입 야간 감시 시스템
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