KR20110027400A - 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치 - Google Patents

다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 근적외선 조명장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감시용카메라의 조명을 위하여 다중배열 LD 또는 LED 광원을 이용하여 야간 또는 시계가 어두운 악천후 속에서도 피사체를 선명하게 촬영할 수 있도록 하는 근적외선 조명장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명에 따른 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치는,피사체와의 거리에 따라 줌렌즈를 조절하면서 피사체를 촬영하는 카메라부; 상기 카메라부로 수신되는 빛의 조도(照度)를 측정하는 광센서부; 상기 광센서부로부터 수신되는 조도가 미리 설정된 촬영조도 이하인 경우에 근적외선을 출력하는 다수개의 적외선광원으로 구성된 적외선광원부와, 상기 적외선광원으로부터 출력된 근적외선을 모아서 발산각을 조절하는 필드렌즈로 구성된 조명부; 상기 조명부의 필드렌즈의 위치를 조절하는 렌즈구동부; 및 상기 카메라부, 광센서부, 조명부를 제어하며, 상기 광센서부로 수신되는 조도에 따라 적외선광원의 출력을 제어하고, 상기 카메라부의 줌렌즈 위치에 따라 상기 렌즈구동부를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명에 따른 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치는, 상기 적외선광원을 LD 또는 LED로 구성하고, 상기 필드렌즈는 프레넬렌즈 또는 액체렌즈로 구성하며, 상기 렌즈구동부는 스텝모터, 보이스코일모터 또는 초음파모터를 포함하는 것이 바람직하다.
감시카메라, 조명장치, 광센서, 적외선광원, 집광렌즈, 조명

Description

다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치{IR ILLUMINATOR USING MULTY-ARRAY INFRARED RAY ILLUMINANT}
본 발명은 근적외선 조명장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감시용카메라의 조명을 위하여 다중배열 LD 또는 LED 광원을 이용하여 야간 또는 시계가 어두운 악천후 속에서도 피사체를 선명하게 촬영할 수 있도록 하는 근적외선 조명장치에 관한 것이다.
최근 들어 은행이나 백화점, 공공시설은 물론 일반주택에 이르기까지 경비목적의 감시용 카메라(CCTV)의 설치가 증가하고 있다.
이러한 감시카메라는 피사체를 선명하게 촬영하기 위해서는 일정한 밝기의 조도가 유지되어야 하는데, 낮시간 동안에는 태양광에 의하여 별도의 조명장치가 없이도 피사체를 선명하게 촬영할 수 있지만, 야간 또는 악천후 등으로 시야가 어두운 경우에는 별도의 조명장치가 필요하다.
따라서 야간촬영 등을 목적으로 하는 감시카메라의 경우 LD 또는 LED 광원을 구비한 적외선 조명장치를 내장한 감시카메라가 사용된다.
그러나 종래의 감시카메라의 경우에 야간촬영에 있어서 광원 밝기의 한계로 인하여 감시거리가 짧고, 적외선 발산각이 고정되어 있어서 줌 기능을 가진 카메라에 있어서 근거리 및 원거리 촬영모드의 화각 차이에 능동적으로 대응할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 야간감시 등을 위한 감시카메라에 있어서 근적외선을 출력하는 광원을 다중배열하고, 각각의 광원으로부터 출력되는 근적외선을 집광렌즈를 이용하여 모집함으로써 조명효과를 증대시킬 수 있도록 하는 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 감시카메라의 화각을 조정하는 전동 줌 렌즈와 적외선 광을 발산하는 적외선 렌즈의 화각을 연동시켜 줌렌즈의 화각에 따라 적외선렌즈의 화각을 자동으로 조정할 수 있도록 하는 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 촬영목적에 따라 구면 및 비구면렌즈를 사용하거나 프리넬렌즈를 사용하여 피사체를 선명하게 촬영할 수 있을 뿐만 아니라 액체렌즈를 사용하여 하나의 렌즈로 다양한 촬영거리에 능동적으로 대응할 수 있도록 하는 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치를 제공하기 위한 것이다.
전술한 본 발명의 목적들은, 피사체와의 거리에 따라 줌렌즈를 조절하면서 피사체를 촬영하는 카메라부; 상기 카메라부로 수신되는 빛의 조도(照度)를 측정하는 광센서부; 상기 광센서부로부터 수신되는 조도가 미리 설정된 촬영조도 이하인 경우에 근적외선을 출력하는 다수개의 적외선광원으로 구성된 적외선광원부와, 상기 적외선광원으로부터 출력된 근적외선을 모아서 발산각을 조절하는 필드렌즈로 구성된 조명부; 상기 조명부의 필드렌즈의 위치를 조절하는 렌즈구동부; 및 상기 카메라부, 광센서부, 조명부를 제어하며, 상기 광센서부로 수신되는 조도에 따라 적외선광원의 출력을 제어하고, 상기 카메라부의 줌렌즈 위치에 따라 상기 렌즈구동부를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치를 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상시 조명부는 상기 적외선광원부와 상기 필드렌즈 사이에 집광렌즈가 구비되며, 상기 집광렌즈는 비구면유리렌즈, 비구면플라스틱렌즈 또는 프레넬렌즈가 사용될 수 있다. 또한 상기 집광렌즈는 다중배열 또는 단일배열렌즈로 구성된다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 의하면, 상기 필드렌즈는 비구면렌즈, 프레넬렌즈 또는 액체렌즈를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 의하면, 상기 렌즈구동부는 스텝모터, 보이스코일모터 또는 초음파모터를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치에 의하면, 저출력의 LD 또는 LED광원을 이용하여 높은 효율의 조명효과를 구현할 수 있어서 야간촬영시 감시영역이 증대되고, 화각의 변화 및 촬영거리의 변화에 능동적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치를 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 조명부의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치는 피사체를 촬영하는 카메라부(200), 카메라부(200)로 수신되는 빛의 조도를 측정하는 광센서부(300), 야간촬영시 피사체에 근적외선을 출력하는 조명부(400), 조명부(400)의 필드렌즈(460)의 위치를 조절하여 근적외선의 발산각을 조절하는 렌즈구동부(500) 및 상기 각 기능부를 제어하는 제어부(100)를 포함하여 구성된다.
카메라부(200)는 감시영역 내의 피사체를 감지하고, 피사체와 카메라부(200)의 거리에 따라 자동으로 초점을 조절하면서 피사체를 촬영한다.
광센서부(300)는 카메라부(200)로 수신되는 빛의 조도를 측정하는 것으로, 카메라부(200)로 수신되는 빛의 양이 미리 설정된 촬영조도 이하인 경우에는 제어부(100)로 신호를 송출하여 조명부(400)가 활성화되도록 한다.
조명부(400)는 야간촬영에 필요한 근적외선 조명을 출력하는 적외선광원부(420), 적외선광원부(420)로부터 출력된 빛을 모으는 집광렌즈부(440) 및 집광렌즈부(440)에서 모은 빛의 발산각을 조절하는 필드렌즈(460)를 포함하여 구성된다.
적외선광원부(420)는 적외선 조명을 발산하는 다수개의 적외선광원(425)으로 구성되며, 제어부(100)에서 인가되는 제어신호에 따라 근적외선을 출력한다. 적외선광원(425)으로는 LD(Laser Diode) 또는 LED(Light Emitting Diode)가 사용될 수 있다.
이와 같이 적외선광원(425)으로 다수개의 LD 또는 LED를 사용하는 경우에 저출력의 LD 또는 LED를 이용하여 높은 효율의 조명효과를 구현할 수 있다. 적외선광원부(420)로부터 출력된 근적외선은 적외선광원부(420) 전방에 위치하는 집광렌즈부(440)로 전달된다.
집광렌즈부(Condenser Lens, 440)는 적외선광원부(420)로부터 출력되는 근적외선을 모으는 수단으로서, 비구면 유리렌즈, 비구면 플라스틱 렌즈 또는 프레넬렌즈가 사용될 수 있다.
집광렌즈부(440)는 본 발명의 실시에 있어서 선택적인 구성요소로서, 상기 집광렌즈(440)가 생략되어도 후술하여 설명할 필드렌즈(460)에 의하여 어느 정도의 집광효과가 발생하나 집광렌즈(440)를 구비하는 경우에 집광효과가 더욱 향상될 뿐만 아니라 필드렌즈(460)가 광원으로부터 멀리 떨어져도 광손실이 작게 발생하는 효과가 있다.
집광렌즈부(440)는 단일의 렌즈가 사용될 수도 있으며, 필요에 따라서는 적외선광원에 대응하는 다수개의 집광렌즈로 구성될 수도 있다.
상기 집광렌즈(445)에 의하여 모여진 근적외선은 집광렌즈부(440) 전면에 구비된 필드렌즈(460)로 전달된다.
필드렌즈(Field Lens, 460)는 집광렌즈부(440)를 통과하여 모여진 근적외선의 발산각을 조정하는 것으로, 감시카메라의 목적에 따라 빛을 발산하는 오목렌즈나 빛을 수렴하는 볼록렌즈를 사용하거나 색수차를 작게하기 위하여 비구면렌즈 또는 프레넬렌즈가 사용될 수 있다.
또한 촬영영역이 넓은 경우에는 렌즈의 형상을 변형하여 빛의 발산과 수렴이 모두 가능한 액체렌즈가 사용될 수도 있다.
액체렌즈는 투명용기에 담긴 물과 기름이 액체의 표면장력 제어기술에 의하여 사람의 수정체처럼 변화하는 기술을 이용한 것으로서, 액체렌즈조절부(600)로부터 가해지는 전압에 따라 볼록 또는 오목의 형태로 변화하여 렌즈의 역할을 한다.
렌즈구동부(500)는 필드렌즈(460)의 위치를 조절함으로써 적외선 조명의 발산각을 조절한다. 예를들어 볼록 형상의 필드렌즈(460)를 사용하는 경우 적외선조명의 발산각을 크게 하기위해서는 렌즈구동부(500)에 의하여 필드렌즈(460)를 광원에 가깝게 이동시키고, 조명의 발산각을 작게 하기위해서는 필드렌즈(460)를 광원으로부터 멀리 이동시킨다. 렌즈구동부(500)로는 스텝모터, 보이스코일모터 또는 초음파모터가 사용될 수 있다.
제어부(100)는 상기 각 기능부를 제어하는 것으로, 광센서부(300)로부터 수신된 신호를 분석하여 수신된 조도가 미리 설정된 촬영조도 이하인 경우에 적외선광원부(420)를 온(On) 시키며, 광센서부(300)로부터 수신된 조도가 촬영조도 이상인 경우에는 적외선광원부(420)을 오프(Off) 시킨다.
또한, 피사체와 카메라부(200)와의 거리에 따라 렌즈구동부(500)를 제어하여 필드렌즈(460)의 위치를 조절함으로써 적외선조명의 발산각을 조절한다.
이때 줌 상태의 변화량에 따라 필드렌즈(460)의 위치를 연동시킴으로써 줌렌즈의 화각과 조명부(400)의 발산각을 자동으로 조절할 수 있다.
또한, 필드렌즈(460)가 액체렌즈인 경우에는 액체렌즈조절부(600)를 통하여 전압을 인가하거나 단절시킴으로써 액체렌즈를 필요에 따라 오목 또는 볼록렌즈로 변형시키는 제어를 한다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 다중배열 적외선광원으로부터 근적외선이 출력되는 상태를 나타내는 도면이고, 도 3b는 도 3a에 따라 출력된 근적외선이 집광렌즈를 통과한 후의 상태를 나타낸 도면이고, 도 3c는 집광렌즈를 통과한 근적외선이 필드렌즈를 통과한 후의 상태를 나타내는 도면이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치는 LED광원을 일정한 간격으로 배열한 것으로서, 각 LED광원으로부터 출력되는 근적외선은 빛의 발산으로 인하여 광원 주변부의 근적외선이 멀리까지 전달되지 않고, 중심부의 근적외선 만이 멀리까지 전달됨을 알 수 있다.
도 3b는 상기 LED광원으로부터 출력된 근적외선이 LED광원의 전방에 구비된 집광렌즈를 통과한 후의 상태를 나타내는 도면으로서, LED광원으로부터 발산된 근적외선이 집광렌즈를 통과하면서 수렴되어 보다 많은 근적외선이 멀리까지 전달되었다.
도 3c는 집광렌즈 전방에 구비된 필드렌즈를 통과한 근적외선이 필드렌즈로부터 약 25m 전방에 위치한 스크린에 투사된 상태를 나타내는 도면으로서, 집광렌즈에서 수렴된 근적외선이 필드렌즈를 통과하여 원거리까지 안정적으로 전달되고, 각 광원으로부터 출력된 근적외선이 겹쳐져서 조명효과가 향상되었다.
도 1은 본 발명에 따른 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치를 도시한 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 조명부의 개략적인 구성을 나타내는 도면.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 다중배열 적외선광원으로부터 근적외선이 출력되는 상태를 나타내는 도면.
도 3b는 도 3a에 따라 출력된 근적외선이 집광렌즈를 통과한 후의 상태를 나타낸 도면.
도 3c는 집광렌즈를 통과한 근적외선이 필드렌즈를 통과한 후의 상태를 나타내는 도면.
<도면의 주요부에 대한 설명>
100: 제어부 200: 카메라부
300: 광센서부 400: 조명부
420: 적외선광원부 440: 집광렌즈부
460: 필드렌즈 500: 렌즈구동부

Claims (7)

  1. 피사체와의 거리에 따라 줌렌즈를 조절하면서 피사체를 촬영하는 카메라부;
    상기 카메라부로 수신되는 빛의 조도(照度)를 측정하는 광센서부;
    상기 광센서부로부터 수신되는 조도가 미리 설정된 촬영조도 이하인 경우에 근적외선을 출력하는 다수개의 적외선광원으로 구성된 적외선광원부와, 상기 적외선광원으로부터 출력된 근적외선을 모아서 발산각을 조절하는 필드렌즈로 구성된 조명부;
    상기 조명부의 필드렌즈의 위치를 조절하는 렌즈구동부; 및
    상기 카메라부, 광센서부, 조명부를 제어하며, 상기 광센서부로 수신되는 조도에 따라 적외선광원의 출력을 제어하고, 상기 카메라부의 줌렌즈 위치에 따라 상기 렌즈구동부를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상시 조명부는 상기 적외선광원부와 상기 필드렌즈 사이에 집광렌즈가 구비되어 상기 적외선광원으로부터 출력된 근적외선을 모아서 상기 필드렌즈로 전달하는 것을 특징으로 하는 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 집광렌즈는 비구면유리렌즈, 비구면플라스틱렌즈 또는 프레넬렌즈인 것을 특징으로 하는 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 집광렌즈는 다중배열 또는 단일배열렌즈인 것을 특징으로 하는 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적외선광원은 LD 또는 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 필드렌즈는 비구면렌즈, 프레넬렌즈 또는 액체렌즈인 것을 특징으로 하는 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈구동부는 스텝모터, 보이스코일모터 또는 초음파모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중배열 적외선광원을 이용한 근적외선 조명장치.
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