KR20090009560U

KR20090009560U - Ｃｃｄ 카메라의 필터 교환용 조립체

Info

Publication number: KR20090009560U
Application number: KR2020080003598U
Authority: KR
Inventors: 김인균; 최재영
Original assignee: 김인균
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2009-09-23

Abstract

본 고안은 감시용 CCD 카메라의 CCD 전면에 복수의 필터가 마련되어 선택된 필터를 통해 렌즈로 입사된 광을 필터링하는 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체를 개시한다. 본 고안의 구성은 PCB 기판의 상부에 결합되고 내측에 관통부가 형성된 본체부; 상기 본체부 내에 일정거리만큼 슬라이딩 되도록 설치되고, 일측 가장자리에 제1톱니가 형성된 필터 홀더부; 상기 필터 홀더부의 내측에 결합되고 주간용과 야간용이 구분된 필터부; 상기 본체부 내에 마련되어 외부에서 인가되는 전류에 의해 좌우일정각으로 회동되도록 설치된 회동부; 및 상기 회동부에 일단이 고정되고, 상기 필터 홀더부의 제1톱니에 맞물리도록 타단에 제2톱니가 형성된 회동 연결부를 포함하여 구성된다. 이에 따라 본 고안은 필터 이송수단의 구성을 간소화할 수 있어 장치를 소형화시키는 것이 가능하고, 또한 제품의 단가를 낮출 수 있어 가격 경쟁력을 확보할 수 있는 효과가 있다.

자성부, 코일체, 전원 인가부, 4극 자석, 필터 홀더부, CCD 카메라

Description

ＣＣＤ 카메라의 필터 교환용 조립체{FILTER CHANGE ASSEMBLY FOR CHARGE-COUPLED DEVICE CAMERA}

본 고안은 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 CCD 전면에 복수의 필터가 마련되어 선택된 필터를 통해 렌즈로 입사된 상을 필터링하는 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 감시용 CCD 카메라는 피사체 주변의 가시광의 조도가 충분한 경우에는 밝고 선명한 컬러 영상을 제공하지만, 주변이 어두운 야간에는 CCD 카메라의 영상에서 피사체를 구분할 수 없을 정도로 영상이 어두워 감시의 기능을 상실하게 된다.

한편, 감시용 CCD 카메라에 사용되는 CCD는 가시광선뿐만 아니라 적외선에도 반응하여 영상을 생성할 수 있어서, 주간인 경우 가시광선과 적외선이 동시에 촬영되어 인간의 눈과는 상이한 색채로 촬영된다. 따라서, 감시용 컬러 CCD 카메라에서는 가시광선 만에 의해 CCD가 촬상할 수 있도록 CCD 전면에 적외선 차단용 광학필터를 삽입한다. 이에 따라 인간의 눈에 인식되는 색채와 동일한 색채를 재현할 수 있다. 그러나 이러한 적외선 차단용 광학필터의 사용으로 인해 광 투과 손실이 발 생한다. 따라서 CCD의 광 이용 효율이 저하되어 일반적인 감시용 컬러 CCD 카메라에서의 저조도 성능(피사체의 조도가 낮은 상태에서 생성된 영상 밝기의 정도에 대한 성능)은 적외선 차단용 광학필터가 없는 흑백 CCD 카메라에 비해 약 1/10 수준이다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하고자, 감시용 컬러 CCD 카메라의 저조도 성능의 개선 방법으로서 CCD 전면에 위치한 적외선 차단용 광학 필터를 주간과 야간에 따라 물리적 구동장치(소형 모터)를 이용하여 적절히 삽입/제거하는 장치가 이용되고 있다. 즉, 적외선 차단필터를 제거했을 경우, 렌즈와 CCD사이의 광 전달 매질의 변화에 의해 발생하는 상의 초점 변화를 보정 하기 위해 적외선 차단기능이 없는 더미필터(dummy filter)를 삽입한다.

이러한 장치의 일예로서 특허공개 제2007-94058호(발명의 명칭: 스텝핑 모터를 이용한 CCD 카메라 모듈용 필터 체인지 어셈블리 및 그 동작방법 ; 이하, 필터 체인지 어셈블리라 함)가 있다.

그러나, 상기한 종래의 필터 체인지 어셈블리는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 스테핑 모터의 구동력에 의해 필터홀더 슬라이더가 이동되는 구성으로 필터 체인지 어셈블리는 상기 스테핑 모터의 설치공간이 어느 정도 확보하도록 구성되어야 한다. 즉, 스테핑 모터는 일정규격으로 대량생산되는 기성품으로 일정 규격의 크기를 갖는다. 따라서 최근에 제품의 소형화를 지향하고 있는 CCD 카메라에 적용되기에는 스테핑 모터의 설치공간의 확보는 제품의 소형화를 막는 요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

둘째, 이와 같이 종래의 필터 체인지 어셈블리는 스테핑 모터와 같은 고가의 부품이 채용되어 이루어지기 때문에 제품의 단가가 상승되어 가격 경쟁력이 떨어지는 문제점이 있었다.

셋째, 상기한 스테핑 모터는 일축에 웜기어가 마련되고, 상기 필터홀더 슬라이더의 일측에는 상기 웜기어에 의해 이송되도록 돌기가 형성되어 구동되는 구성이다. 따라서 장기간 사용으로 인해 상기 웜기어의 나사산 및 상기 돌기에 마모가 발생되어 올바른 구동력 전달이 이루어지지 않게 될 우려가 있다. 즉, 일반적으로 웜기어에 의해 이송되도록 구성된 장치에는 톱니부분과 이에 접촉되어 있는 나사산에 마모가 발생되기 쉽다. 또한, 외부의 충격으로 인해 상기 웜기어와 돌기 부분이 틀어지게 되어 올바른 구동이 이루어지지 않는 문제점이 있었다. 아울러 상기 스테핑 모터에 의해 구동되는 필터는 이송시 일측면으로만 구동력이 전달되므로 힘의 균형이 무너져 이동이 원활하지 못한 경우가 빈번히 발생되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하고자 본 고안은, 필터 교환용 조립체 내에 설치되는 필터 이송수단의 설치공간을 최소화할 수 있어 장치를 소형화시킬 수 있는 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안은, 필터 교환용 조립체 내에 설치되는 필터 이송수단의 구성을 간소화하여 제품의 단가를 낮출 수 있는 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 고안은, 반영구적으로 사용할 수 있는 필터 이송수단을 통해 마모에 의한 오작동을 방지하는 동시에 장치의 사용수명을 연장할 수 있는 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 복수의 필터가 마련되어 선택된 필터를 통해 렌즈로 입사된 광을 필터링하도록 CCD와 렌즈 사이에 설치되는 필터교환용 조립체에 있어서, PCB 기판의 상부에 결합되고 내측에 관통부가 형성된 본체부; 상기 본체부 내에 일정거리만큼 슬라이딩 되도록 설치되고, 일측 가장자리에 제1톱니가 형성된 필터 홀더부; 상기 필터 홀더부의 내측에 결합되고 주간용과 야간용이 구분된 필터부; 상기 본체부 내에 마련되어 외부에서 인가되는 전류에 의해 좌우일정각으로 회동되도록 설치된 회동부; 및 상기 회동부에 일단이 고정되고, 상기 필터 홀더부의 제1톱니에 맞물리도록 타단에 제2톱니가 형성된 회동 연결부를 포함하여 이루어진 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체를 제공한다.

상기한 구성에 있어서, 회동부는 전원을 인가하기 위한 전원 인가부; 상기 전원 인가부에 연결된 코일체; 및 상기 코일체의 상부에 회동가능하게 고정되고 분할된 다수의 극성을 갖는 자성부를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기한 구성에 있어서, 자성부의 양단에 근접하도록 상기 본체부 내측에는 적어도 하나의 철편이 설치된 것이 바람직하다.

상기한 구성에 있어서, 자성부는 4극성을 갖는 영구자석과, 상기 영구자석의 상부에 고정된 자석 커버체로 이루어질 수 있다.

본 고안에 따르면, 필터 교환용 조립체 내에 설치되는 필터 이송수단을 회동부와 회동 연결부의 단순구성으로 이루어져 설치공간을 최소화할 수 있음에 따라 장치를 소형화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 고안은, 상기와 같이 필터 이송수단의 구성이 간소화되어 제품의 단가를 낮출 수 있어 가격 경쟁력을 확보할 수 있는 효과가 있다.

그리고 또한 본 고안은, 전원에 의해 회동부가 일정각도로 회동되도록 작동되는 구성이므로 반영구적인 사용이 가능하여 마모에 의한 장치의 오작동을 방지하는 동시에 장치의 사용수명을 연장할 수 있는 경제적 이점이 있다.

이하, 본 고안의 최적의 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체의 분해 사시도이고, 도 2는 본 고안의 실시예에 따른 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체의 베이스 본체를 나타내는 평면도이며, 도 3은 본 고안의 실시예에 따른 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체의 필터 홀더부와 필터부를 나타내는 부분 분해 사시도이다.

도 1과 같이 본 고안의 필터교환용 조립체는, 본체부, 필터 홀더부(30), 필터부(32), 회동부 및 회동 연결부(63)로 구성된다.

설명에 앞서, 종래와 동일한 구성에 대해서 간략히 설명하기로 한다.

상기 본체부는, PCB 기판(50)에 CCD(40)를 사이에 두고 결합된 베이스 본체(20) 및 베이스 본체부(20)와 결합되고 렌즈(미도시)가 장착되는 마운팅 홀더 본체(10)로 구성된다.

도 2와 같이 베이스 본체(20)에는 상이 입사되도록 관통구(H1)가 형성되고, 관통구(H1)의 상하측에는 각각 일정간격을 두고 제1가이드(21) 및 제2가이드(22)가 일정길이만큼 돌출형성된다. 한편 베이스 본체(20)의 하부에는 고정홀(23)이 형성되고, 베이스 본체(20)의 말단면에는 한 쌍의 철편(65)이 각각 부착되어 이루어질 수 있다. 마운팅 홀더 본체(10)에는 상이 입사되도록 관통구(H2)가 형성되고, 렌즈(미도시)가 마운팅되도록 원형 돌출부(12)가 형성된다. 이와 같은 구성을 갖는 마운팅 홀더 본체(10)는 베이스 본체(20)에 볼트로 체결되어 결합된다.

필터 홀더부(30)는 도 3과 같이 베이스 본체(20)의 제1가이드(21)와 제2가이드(22)에 각각 결합되도록 상하측 가장자리에 걸림턱(36)이 형성된다. 또한 필터 홀더부(30)의 가장자리에는 고정돌기(34)가 형성되어 필터부(32)가 결합되도록 한 다. 이때 필터부(32)는, 상기 고정돌기(34)가 열에 의해 융해되어 상기 필터부(32) 측으로 변형시켜 고착시킴으로써 필터 홀더부(30)에서 이탈되지 않도록 고정할 수 있다. 한편, 필터 홀더부(30)의 하단면에는 일정길이만큼 제1톱니(35)가 형성된다.

필터부(32)는 필터 홀더부(30)에 결합되며, 야간용 필터(32a; 더미 필터( dummy filter))와 주간용 필터(32b; 적외선 차단용 광학필터)가 함께 마련된다.

상기 회동부는, 베이스 본체(20)의 내측 하부에 안착되는 코일체(61), 코일체(61)에 전원을 인가하기 위한 전원 인가부(64), 및 코일체(61)의 상부에 회동가능하게 고정되는 자성부로 구성된다. 이때 상기 자성부는 4극성을 갖는 자석(60)과, 자석(60)의 상부에 고정된 자석 커버체(62)로 이루어질 수 있다. 여기서 자석(60)은 영구자석으로서, 4개의 구역으로 균등 분할되어 대각선 방향으로 2개의 구역에 N극이 배치되고, 다른 대각선 방향으로 2개의 구역에 S극이 배치되어 이루어지는 극성이 분할된 4극 자석이 적용되는 것이 바람직하다.

회동 연결부(63)는 일단에 고정축(66)이 형성되고, 타단에 필터 홀더부(30)의 제1톱니(35)에 맞물리도록 제2톱니(67)가 형성된다. 한편 상기 자석 커버체(62)는 철과 같은 통전 재질로 이루어질 수 있다. 따라서 자석(60)의 자성을 보전하고 자석(60)의 두께를 늘려 회전시 관성력과 균형력을 높일 뿐만 아니라, 자석(60)의 일단과 철편(65)의 접촉시에 접촉 면적을 크게 한다. 즉, 코일체(61)에 전류가 차단되더라도 상기 자석(60)과 상기 철편(65)이 접촉된 상태를 유지하는 것을 돕는 기능을 한다.

이하, 이와 같은 구성을 갖는 본 고안의 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체에 대한 결합 및 작동상태에 대해 설명한다.

도 4는 본 고안의 실시예에 따른 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체의 작동상태를 나타내는 상태도이다.

우선, 도 1과 같이 베이스 본체(20)의 내측 하부에 코일체(61)를 고정한다. 코일체(61)에 연결되도록 전원 인가부(64)를 베이스 본체(20)에 고정한다. 이어 회동 연결부(63)의 고정축(66)을 자석 커버체(62)와 자석(60)을 관통시켜 베이스 본체(20)의 고정홀(23)에 삽입한다.

한편, 베이스 본체(20)에 형성된 제1가이드(21) 및 제2가이드(22)에 맞춰 필터 홀더부(30)의 걸림턱(36)을 각각 결합시킨다. 이때, 필터 홀더부(30)에는 필터부(32)가 고정돌기(34)에 의해 고정된 상태이다.

상기한 구성요소가 베이스 본체(20)에 고정된 다음 마운팅 홀더 본체(10)를 베이스 본체(20)에 맞춰 결합하면 조립이 완료된다. 이어 베이스 본체(20)에 CCD(40)를 개재하고 PCB 기판(50)에 고정하여 본 고안의 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체를 설치할 수 있다.

이와 같이 결합된 본 고안의 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체는 예를 들어 주간용 필터(32b)에서 야간용 필터(32a)로 전환하고자 하는 경우, 전원 인가부(64)에 전류를 공급하여 코일체(61)에 전류를 인가한다. 인가된 전류는 코일체(61)에 흐르게 되어 자기력선이 발생된다. 이 자기력선은 코일체(61)의 전면에 회동가능하게 고정된 자석(60; 이하, 4극 자석)을 일측방향으로 회동시킨다(즉, 통상의 전동모터원리). 일측으로 회동된 4극 자석(60)은 베이스 본체(20)의 하단면에 고정된 철편(65)에 부착된 상태로 고정된다. 여기서, 도 4와 같이 4극 자석(60)의 회동에 의해 4극 자석(60)에 연결된 회동 연결부(63)도 같이 일정각도로 이동된다.

이에 따라 회동 연결부(63)에 기어연결된 필터 홀더부(30)가 A방향으로 직선이동하게 되어 필터부(32)의 위치가 전환된다. 즉, 상이 입사되는 관통구(H1) 상에는 최초에 주간용 필터(32b)가 위치하다가 상기와 같은 작동에 의해 야간용 필터(32a)가 위치하도록 전환되는 것이다. 한편, 이와 같은 전환이 이루어지면 전환된 상태를 유지할 수 있도록 4극 자석(60)은 회동된 상태에서 베이스 본체(20)의 하단면에 고정된 철편(65)에 부착되어 고정된 상태를 이룰 수 있다.

또한, 다시 야간용 필터(32a)에서 주간용 필터(32b)로 전환하고자 하는 경우에는 전류를 반대로 흘려주면 상술한 작동원리에 의해 다시 최초의 상태로 되돌려 진다.

한편, 본 고안의 CCD 카메라는 CMOS 촬상소자를 채용하는 통상의 카메라를 포함한다. 따라서, 이상에서는 본 고안을 특정의 최적의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 고안은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 고안의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체의 분해 사시도,

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체의 베이스 본체를 나타내는 평면도,

도 3은 본 고안의 실시예에 따른 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체의 필터 홀더부와 필터부를 나타내는 부분 분해 사시도, 및

<주요 도면부호의 간단한 설명>

10: 마운팅 홀더 본체 20: 베이스 본체

30: 필터 홀더부 40: CCD

50: PCB 기판 60: 자석

Claims

복수의 필터가 마련되어 선택된 필터를 통해 렌즈로 입사된 광을 필터링하도록 CCD와 렌즈 사이에 설치되는 필터교환용 조립체에 있어서,

PCB 기판의 상부에 결합되고 내측에 관통부가 형성된 본체부;

상기 본체부 내에 일정거리만큼 슬라이딩 되도록 설치되고, 일측 가장자리에 제1톱니가 형성된 필터 홀더부;

상기 필터 홀더부의 내측에 결합되고 주간용과 야간용이 구분된 필터부;

상기 본체부 내에 마련되어 외부에서 인가되는 전류에 의해 좌우일정각으로 회동되도록 설치된 회동부; 및

상기 회동부에 일단이 고정되고, 상기 필터 홀더부의 제1톱니에 맞물리도록 타단에 제2톱니가 형성된 회동 연결부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체.
청구항 1에 있어서,

상기 회동부는,

전원을 인가하기 위한 전원 인가부;

상기 전원 인가부에 연결된 코일체; 및

상기 코일체의 상부에 회동가능하게 고정되고 분할된 다수의 극성을 갖는 자성부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체.
청구항 2에 있어서,

상기 자성부의 양단에 근접하도록 상기 본체부 내측에는 적어도 하나의 철편이 설치된 것을 특징으로 하는 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체.
청구항 2에 있어서,

상기 자성부는 4극성을 갖는 영구자석과,

상기 영구자석의 상부에 고정된 자석 커버체로 이루어진 것을 특징으로 하는 CCD 카메라의 필터 교환용 조립체.