KR20150054891A - 360˚ 시야를 제공하기 위한 광학 배치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학 배치에 관한 것으로, 특히, 기본 대물렌즈 카메라의 직선 광 경로(direct beam path)에서는 불가능했던 경우에 대하여 360°광학 시스템으로 응용될 수 있는 광학 배치에 관한 것이다.
본 발명은 적어도 하나의 벨트 렌즈(1) 및 상기 적어도 하나의 벨트 렌즈 (1)의 광 경로에 적어도 부분적으로 배치된 적어도 하나의 광 센서(2)를 제공한다. 특히 이 때, 광 신호는 반사되지 않고 벨트 렌즈를 통해 전달된다. 따라서, 360°뷰에 적합한 벨트 렌즈 광학 시스템은 중앙에 배치된 이미지 센서 시스템과의 조합으로 제공되며, 이는 바람직하게는 조감도로부터 움직이는 물체를 신뢰성 있게 감지하고 해석하기 위해 사용될 수 있다. 이미지 센서 시스템과 결합된 벨트 렌즈 광학 시스템은 효과적으로 동작하고 기술적 공정에 쉽게 통합될 수 있는 360°모니터링 시스템을 구성한다. 한 바람직한 실시예는 빠른 렌즈 속도와 이동을 분석하는 기능으로 주위를 감시하기 위한 중앙 이미지 센서 시스템을 가지도록 디자인된 벨트 렌즈라는 특징이 있다.

Description

360˚ 시야를 제공하기 위한 광학 배치 {OPTICAL ARRANGEMENT FOR PROVIDING A 360˚ VIEW}

본 발명은 광학 배치에 관한 것으로, 특히, 기본 대물렌즈 카메라의 직선 광 경로(direct beam path)에서는 불가능했던 경우에 대하여 360° 광학 시스템으로 응용될 수 있는 광학 배치에 관한 것이다.

독립적인 피봇팅 (pivoting) 및/또는 이동 가능한 카메라는 주변을 360° 모니터링 하는데 사용할 수 있다. 또는 여러 카메라를 모든 영역을 검색할 수 있게 배치할 수도 있다. 일반적으로, 광각 카메라는 이러한 경우에 사용된다. 하지만, 종래 기술은 360° 파노라마 이미지가 카메라에 의해 간접적으로 활영될 수 있는 기존의 모니터링 시스템을 포함한다. 이 경우, 카메라는 볼록 거울 방향을 향하며, 이 볼록 거울은 주변의 왜곡된 이미지를 추가적인 거울을 통하여 카메라의 평면 화상에 나타난다. 이 왜곡된 이미지 데이터는 이미지 분석 시스템을 통해 보정된 이미지 데이터로 변환된다.

이러한 간접적 광학 모니터링 시스템은 예를 들어, DE 101 58 415 A1에 설명되어 있는 바와 같이, 주로 차량 내부공간을 모니터링 하는데 초점이 맞춰져 있다. 적어도 하나의 파노라마 카메라 이미지를 사용은 곡선 좌표에 생성되고, 변형된 평면 또는 원통형 좌표로 변환되며, 그 후, 전자적으로 이미지 계산에 이용된다. 사람 및/또는 사물이 이를 통해 인지되어, 좌석 또는 안전장치의 자동 조절이 예를 들어, 각 좌석 별로 수행될 수 있다. 교통사고가 발생한 경우, 추출된 정보가 저장되어야 하며, 또한 무선으로 구조 센터로 이송될 수 있다. 이러한 시스템은 또한 차량의 외관을 일부 모니터링 할 수 있어서, 충돌 경고 또는 주차 지원 시스템으로서 적합하다.

상기 설명한 기능 설명을 수행하기 위한 목적은 주로 적어도 하나의 거울과 조합하여 통상적인 디지털 카메라를 사용하는 것이다. 감지하고자 하는 목표 영역에 따라, 카메라와 거울의 위치와 방향은 재정비되어야 한다.

본 발명의 기술분야에 있어서, 360° 로 수용하고, 광 신호를 집중시키는 배열 (arrangement)은 특허 명세서 DD 219 884 A1에 알려져 있다. 이 방법의 경우, 빛이 거울이 달린 벨트 렌즈에 의하여 광 검출기에 투영된다.

천천히 움직이는 차량 주변의 광학적 장치 및 광학적 모니터링 방법은 공개특허 EP 2 433 837 A1에 알려져 있다. 이 방법의 경우, 빛은 제1 이미지를 생성하기 위하여 거울이 달린 벨트 렌즈에 의해 영역 검출기에 도달한다. 그리고, 빛은 제2이미지를 생성하기 위하여 프리즘과 렌즈의 조합을 통해 영역 검출기에 도달한다.

유럽 특허 EP 0103 301 B1의 명세서에는 카메라 부착물로 사용될 수 있는 유사한 해결 방법이 명시되어 있다.

모든 주위에 경고 신호를 보내기 위하여 벨트 광학 시스템이 사용되는 랜턴(lantern)은 실용 신안 등록 출원 DE 203 05 625 U1에 알려져 있다.

본 발명의 목적은, 종래 기술의 단점을 회피(보완)하고, 바람직하게는 조감도로 움직이는 물체를 안정적으로 감지하고 분석하는 데에 사용될 수 있는 광학 배치를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 본 발명의 청구항 제1항의 특징에 의해 달성되며, 본 발명에서 실험적으로 구현된 실시예에 해당하는 내용은 종속항에 명시되어 있다.

본 발명에 따른 광학 배치의 특별한 장점은 열악한 채광 조건에서도 주변 환경 모니터링을 가능하게 한다는 것이다. 이는 적어도 하나의 벨트 렌즈 및 적어도 하나의 광학 센서를 포함하는 광학 배치를 사용함으로써 달성된다. 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 광학 센서는 적어도 하나의 벨트 렌즈의 광 경로에 직접 및/또는 간접적으로 배치된다. 벨트 렌즈를 광 경로상에 직접 배치하는 것은 벨트 렌즈와 광학 센서 사이의 광 경로에 추가 렌즈, 프리즘 또는 거울과 같은 굴절 및/또는 반사 요소가 없는 배치로 이해된다. 또한, 벨트 렌즈를 광 경로상에 간접 배치하는 것은 벨트 렌즈에서 나오는 광을 굴절 및/또는 반사요소에 의해 광학센서로 비추기 위한 배열로 이해되며, 상기 비춤은 광 경로의 반전을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 벨트 렌즈는 벨트 렌즈 내부에서 광 경로가 반전되지 않도록 디자인 되었다. 특히, 광 신호 또는 광 신호의 일부는 반사되는 것 없이 벨트 렌즈를 투과한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 벨트 렌즈 및 적어도 하나의 광학 센서는 광 신호 또는 적어도 광 신호의 일부가 입구에서 적어도 하나의 벨트 렌즈를 통해 적어도 하나의 광학 센서까지 반사되는 것 없이 이동하도록 배열하는 것이다. 이 결과는 광 신호가 기존의 방법보다 덜 감쇠된다는 것이다.

본 발명의 광학 배치는 특수 대물렌즈 (objective)를 가지는 카메라에 사용되는 것으로 간주될 수 있다. 본 발명에 따른 특수 대물렌즈는 적어도 하나의 벨트 렌즈를 포함하며, 상기 적어도 하나의 벨트렌즈는 하나 이상의 부가적 광학 구성 요소들과 결합될 수 있다. 이러한 하나 이상의 광학 구성요소와 벨트 렌즈의 조합은 이하 ‘벨트 렌즈 광학 시스템’으로 기재한다.

벨트 렌즈 또는 벨트 렌즈 광학 시스템은 바람직하게는 고속 (fast-speed) 벨트 렌즈 또는 벨트 렌즈 광학 시스템이다.

특히, 벨트 렌즈는 실질적으로 원형의 투명한 광학 소자이다. 벨트 렌즈의 단면은 렌즈 효과를 나타내기 위하여, 바람직하게는 두 개의 원형 구역을 갖는다. 벨트 렌즈는 바람직하게는 양면이 볼록한 (biconvex) 단면을 갖는다. 바람직한 실시예에서, 벨트 렌즈는 실질적으로 폐쇄된 고리를 함께 형성하는 다수의 광학 소자로 구성된다. 더욱 바람직한 구체 예에서, 벨트 렌즈는 프레스넬(Fresnel) 벨트 렌즈로서 설계된다.

광학 센서는 바람직하게는 포토다이오드 배열 또는 포토다이오드 매트릭스, 특히 CCD (Charge Coupled Device) 센서이다. 광학 센서는 유기 반도체 재료를 포함하는 광학 센서 또는 유기 반도체 재료 (예를 들어, 유기 광센서 또는 유기 포토다이오드)로 만들어진 광학 센서를 사용하는 것이 바람직하다.

만약 광학 센서가 구부러진 형태의 센서로 구성되어 있으면 유리하다. 하나의 바람직한 실시예에서, 광학 센서는 실린더(cylinder) 또는 원통형 케이싱(cylinder casing)으로 설계된다. 실린더 또는 원통형 케이싱은 벨트 렌즈 또는 벨트 렌즈 광학 시스템의 축 대칭축 (axial symmetry axis)을 따라 배열된다. 주변 환경의 이미지는 바람직하게는 벨트 렌즈 또는 벨트 렌즈 광학 시스템에 의해 실린더 또는 원통형 케이싱의 형태인 센서 상에 직접 디스플레이된다. 다른 바람직한 실시예에서 추가적인 광학 요소는, 예를 들어 광학 장치의 크기 및 벨트 렌즈 또는 벨트 렌즈 광학 시스템의 다른 것들에 대한 이미지화 특성을 조정하기 위해, 벨트 렌즈와 원통형 케이싱 또는 실린더 형태의 센서 사이에 광 경로상에 배치된다. 만약 광학 센서가 원뿔 표면의 적어도 일부를 형성하면, 더욱 효과적인 것으로 입증되었다. 원뿔 틈의 각도를 변화시킴으로써, 광학 배치의 광 경로, 예를 들면, 광학 배치의 구조를 조절할 수 있다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 광학 센서는 평면 또는 평평한 센서로 구성된다. 평평한 광학 센서는 디지털 카메라의 일부가 될 수 있다. 벨트 렌즈 또는 벨트 렌즈 광학 시스템에 의해 제공된 이미지 정보는 평평한 센서와 벨트 렌즈/벨트 렌즈 광학 시스템 사이의 광 경로에 배열된 적어도 하나의 광학 소자를 통해 상기 센서에 표시되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에서 광 경로는 광 경로에 삽입된 적어도 하나의 광학 소자에 의해 편향된다. 바람직한 실시예에서, 광학 소자는 벨트 렌즈 또는 벨트렌즈 광학 시스템의 축 대칭축을 따라 배치된 원뿔 모양의 거울 (conical mirror)이다.

바람직한 실시예에서 광학 신호의 제1부분은 반사되는 것 없이, 입구로부터 적어도 하나의 벨트 렌즈를 거쳐, 적어도 하나의 제1 광학 센서로 이동한다. 한편, 적어도 하나의 광학 소자는 광학 신호의 제2부분의 광 경로에 배치된다. 광학 소자는 적어도 하나의 제2 광학 센서상에 광학 신호의 제2부분을 표시한다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 렌즈, 바람직하게는 환상 렌즈 (annular lens), 특히 바람직하게는 제로 메니스커스 단면을 가지는 환상 렌즈는 벨트 렌즈/벨트렌즈 광학시스템 및 원뿔 모양의 거울에 의해 제공된 영상의 영상 크기를 광학 센서로 조절하기 위하여, 벨트렌즈/벨트렌즈 광학 시스템과 거울 다음의 평면 센서 사이의 광 경로에 배열된다.

일반적으로, 광학 소자는 벨트 렌즈/벨트 렌즈 광학 시스템간의 광 경로 상에 배열되며, 광학 센서는 빛-편향, 빛-반사 및/또는 굴절 요소가 될 수 있다.

저해상도 광학 센서는 이동 물체를 탐지하기 위한 목적으로 사용될 수 있다.

바람직한 실시예에서는, 광학 장치는 적어도 광학 센서에 공급하기 위한 적어도 하나의 에너지원, 상기 광학 센서에 연결된 적어도 하나의 멀티플렉서 및 상기 멀티플렉서에 의해 공급된 아날로그 데이터를 디지털화 하기 위한 적어도 하나의 AD 변환기를 포함한다. 그 다음으로, 디지털 데이터는 데이터 처리 장치에 제공될 수 있다.

바람직한 실시예에서 광학 배치는 적어도 하나의 프로세서와 같은 적어도 하나의 데이터 처리 장치를 추가로 포함한다. 적어도 하나의 데이터 처리 장치는 적어도 하나의 광학 센서 일부에 일시적으로 연결되어 광학 센서와 적어도 하나의 데이터 처리 장치 사이에 신호 또는 데이터가 교환될 수 있도록 한다.

또 다른 바람직한 실시예에서 광학 배치는 적어도 하나의 발광 다이오드(LED)와 같은 발광 소자를 추가적으로 포함한다.

다른 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 벨트 렌즈/ 벨트 렌즈 광학 시스템과 적어도 하나의 광학 센서는 하나의 공통 구조 단위 (common structural unit)로 결합된다. 공통 구조 단위는 하우징화, 특히 조명, 바람직하게는 가로수로 하우징화 될 수 있다. 또 다른 바람직한 실시예에서 공통 구조 단위는 적어도 하나의 데이터 처리 장치를 포함한다. 또한 또는 그 대신에, 하나이상의 데이터 처리 장치가 제공될 수 있으며, 이는 예를 들어, 다수의 구조 단위를 위한 중앙 제어 유닛으로서, 예를 들어, 공통 구조 단위 외부에 배치될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 데이터 처리 장치 중 적어도 일부는 상기 광학 센서에 의해 공급된 신호가 이동하는 물체를 탐지하기 위하여 분석되도록 구성된다. 또한, 바람직한 실시예에서 발광 소자는 적어도 하나의 데이터 처리 장치에 의해 제어된다. 바람직한 실시예에서, 발광 소자 중 적어도 일부는 이동 물체의 함수로서 제어된다. 특히, 센서에 의해 탐지되는 영역에서 물체가 움직일 경우, 발광 소자의 적어도 한 부분이 활성화되거나 또렷하게 된다. 움직이는 물체가 특정 기간 내에 탐지되지 않은 경우, 제어기는 상기 발광 소자를 비활성화 하거나 흐리게 할 수 있다.

다른 바람직한 실시예에서, 적어도 두개, 바람직하게는 다수의 구조 단위는 적어도 하나의 데이터 처리 장치에 의해 제어된다. 이는 어떤 한 구조 단위로 물체가 접근할 경우, 예를 들어, 이를 다른 구조 단위로 알리기 위하여, 다수의 구조 단위가 서로 통신되도록 배치될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 물체의 움직임은, 예를 들어, 벡터 분석, 특히 광학 흐름을 분석함으로써 분석된다.

이는 또한 광학 신호, 특히, 가시(visible) 및/또는 비가시(invisible) 주파수 범위에서의 광 신호는 구조 단위의 광학 센서에 의해 감지되고, 다른 구조 단위로 전송되는 경우일 수 있다. 상기 신호는 광학 신호로서 통과될 수 있다. 이 경우, 구조 단위의 광학 센서에 의해 감지된 신호는 구조 단위에 포함되거나, 구조 단위와 분리되어 배열된 데이터 처리 장치로 전송된다. 데이터 처리 장치는 신호를 분석하고, 구조 단위의 발광 소자를 활성화시킨다. 상기 분석의 결과에 대한 작용으로 상기 광 발광 소자는 상응하는 신호를 방출한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 수신된 광학 신호는 다른 방법으로 데이터 처리 장치에 의해 전송될 수 있다. 예를 들면, 다른 데이터 처리 장치에서 유선 또는 무선으로 전송될 수 있다. 데이터 처리 장치에 의한 광학 신호의 분석은 디코딩 (decoding)을 포함할 수 있다. 이러한 광학 배치는 예를 들어, 물 위로 신호를 송신하기 위한 잠수함 등에 이용될 수 있다.

바람직한 실시예에서 광학 배치는 광학 센서와 발광 소자를 모두 포함한다. 따라서, 광학 배치는 360° 광수신 장치 및 360° 광송신 장치로서 사용될 수 있다. 또 다른 바람직한 실시예에서 광학 배치는 오직 독립된 360° 광수신 장치 또는 독립된 360° 광송신 장치로서 작동될 수 있다.

바람직한 실시예에서 적어도 하나의 데이터 처리 장치는 다음 중 적어도 하나를 수행하도록 구성된다.

- 적어도 하나의 광학 센서에 의해 검출된 신호의 분석.

- 움직이는 물체에 대한 검출, 특히 벡터 분석.

- 이미지 처리 알고리즘 실행, 특히 적어도 하나의 광학 센서에 의해 검출된 신호의 변환.

- 광 출력 장치에 의해 시각화 될 수 있는 신호의 생성, 특히 검출된 신호의 작용으로의 생성.

- 검출된 이동물체의 작용으로 적어도 하나의 광-발광 소자의 활성화 및/또는 비활성화, 특히 조광 증가 (dimming up) 및/또는 조광 감소 (dimming down)

- 검출된 이동물체의 작용으로의 여러 구조 단위의 제어.

- 첫 번째 구조 단위의 적어도 하나의 광학 센서에서 감지된 신호를 적어도 하나의 두 번째 구조 단위의 적어도 하나의 광학 센서로 또는 데이터 처리 장치로 전달.

바람직한 실시예에서, 벨트 렌즈와 이미지 센서 시스템은 폐쇄된 구조 단위로서 공통의 케이스(housing) 내에 위치된다. 이 시리즈의 가장 컴팩트한 디자인은 이미지 센서를 가지는 심볼 제공형 기능 유닛 (symbol-providing functional unit)이며, 이 센서는 실린더 또는 원통형 케이싱 형태로 렌즈의 특성에 특수하게 부합된다. 예를 들면, 이는 희미한 빛 조건에서 다가오는 물체를 감지하여 LED 광원을 활성화 시키기 위한 가로등과, 빛 신호를 통해 데이터를 수신하는 가로등에서 공간-절약 방식에 이용될 수 있다. 정전류원에 연결되고, 포토다이오드 매트릭스로 디자인된 멀티 채널 이미지 센서는 벨트 렌즈에 의해 직접적으로 전송된 아날로그 이미지 신호를 받고, 중앙 전자 제어에 위치한 아날로그 멀티플렉서로 이를 전달한다. 신호는 AD 변환기에 의해 디지털화되며, 추가적인 처리를 위해 기존의 컴퓨터 장치에 전송된다. 모니터는 물체의 이동 과정을 심볼화된 시각화하는 인터페이스와 연결될 수 있다. 이는 또한 움직임의 벡터 분석을 실행할 수 있다.

용어 ‘심벌(symbol)-제공’은 낮은 해상도의 물체 이미지로서 광학 센서로부터 수신된 이미지 정보, 바람직하게는 소프트웨어에 의해 처리된 이미지 정보를 광학 출력 장치(예를 들어, 모니터)에 표시될 수 있다는 것을 나타낸다. 바람직한 실시예에서, 감지된 물체가 점멸되거나 했을 경우에 기하학적 기호로서 물체의 감지가 재생된다.

이미지 제공 기능의 바람직한 실시예에 따르면, 벨트 렌즈에 의해 발생된 아날로그 이미지 데이터는 환형 렌즈와 결합된 원뿔형 거울에 의해 통상적인 평면 이미지 센서 또는 디지털 카메라에 편향(deflected)되고, 디지털화 되며, 컴퓨터에 의한 추가적으로 처리 및 분석된다. 카르테시안 좌표 (Cartesian coordinate)로 변환된 주변의 왜곡된 이미지는 실시간 검색 또는 연속 검색으로 연결된 모니터에 시각화 할 수 있다.

광 경로의 방향을 반전시키는 벨트 렌즈의 적용은 다른 바람직한 실시예를 구성한다. LED 광원이 렌즈의 중심 부근에 배치되고, 그 광각은 양면이 볼록한 단면에 의해 발생된 벨트 렌즈의 초점 광선과 동일 선상 또는 평행하게 된다. 출구로부터 나오는 빛 광선은, 예를 들어 가로등의 동작에 필요한 특정 원추형의 빛을 생성한다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 360° 카메라 유닛은 벨트 렌즈/ 벨트 렌즈 광학 시스템을 통해 주변 환경을 모니터링하기 위해 제공된다. 벨트 렌즈/벨트 렌즈 광학 시스템은 아날로그 이미지 정보를 직접 광 경로에서 검출영역으로부터 실리더 또는 원통형 케이싱의 형태인 중앙에 정렬된 이미지 센서로 보낸다. 이미지 센서의 아날로그 데이터는 추가 처리를 위하여 멀티플렉스나 AD 변환기를 경유하여 별도의 컴퓨터 유닛으로 보내진다. 정전류원과 출력을 연결하는 이미지 센서와 벨트 렌즈/ 벨트 렌즈 광학 시스템은 하우징과 함께 PIN 번호와 어디에 속하는지에 따라 결정된다. 그러므로, 컴팩트 기능 단위는 광 신호를 통하여 데이터를 송수신 하기에 적절하다.

또 다른 바람직한 실시예에서, 벨트 렌즈 광학 시스템에 의해 제공된 아날로그 이미지 신호는 원뿔형의 거울에 의해 편향된다. 그리고 먼저, 환형 렌즈를 통해 통합된 영역 이미지 센서에 전달된다. 그 후 디지털화 된 데이터는 케이블 또는 무선으로 추가 처리를 위한 별도의 컴퓨터로 전송된다. 별도의 디지털 카메라는 선별된 응용을 위하여 영역 이미지 센서를 제거하여 이를 인터페이스에 탑재할 수 있다.

따라서, 본 발명은360° 뷰를 위해서 개발된 벨트 렌즈/ 벨트 렌즈 광학 시스템을 중앙에 배치된 이미지 센서 시스템과의 조합으로 제공하며, 이는 바람직하게는 조감도(bird’s-eye view)로부터 움직이는 물체를 신뢰성 있게 감지하고 해석하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 광학 배치의 “광축” (optical axis)은 벨트 렌즈의 축대칭축과 각을 이루는 것이 바람직하며, 상기 각은 정상각 (right axis)과는 벗어나 있다. 원뿔형 케이스는 본 발명에 따른 광학 배치의 “광축”으로 불리우며, 원뿔형 케이스는 벨트 렌즈와 같은 단면을 갖는 렌즈의 광축이 벨트 렌즈의 축대징 축에 대하여 회전할 때에 생성된다. 축 대칭 축과 벨트 렌즈의 “광학 축”에 의해 둘러싸인 각도는 바람직하게는 약 30°에서 약80°, 더욱 바람직하게는 약 40°에서 약 70°, 더더욱 바람직하게는 약 60°일 수 있다. 이는 효과적으로 동작하며, 어떤 것과도 기술적 측면에서 쉽게 통합될 수 있는 360° 모니터링 시스템이다. 바람직한 실시예에서 벨트 렌즈는 빠른 렌즈 속도를 가지며, 이동 분석 기능으로 주변을 모니터링하는 중앙 이미지 센서 시스템을 가지는 것으로 설계된 것이 특징이다.

다음에 표시되는 도면은 본 발명에 따른 360° 카메라 장치의 한 실시예이다

도 1은 케이스(housing)과 벨트 렌즈를 통해 심벌(symbol) 제공형 360° 카메라 유닛을 개략적으로 도식화한 단면도이다. 케이싱 내에 배치된 포토다이오드 배치를 가지는 이미지 센서의 원통형 몸체를 완전한 모습 (complete view)으로 관찰할 수 있다.

도 2는 아날로그 출력을 위한 고리모양의 렌즈, 원뿔면 거울, 벨트 렌즈 및 하우징을 통한 이미지를 제공하는 360° 카메라 유닛을 도식화한 단면도이다. 이미지 센서 (6) 또는 디지털 카메라의 배열을 위한 인터페이스가 도시되어 있다.

도1의 모식도는 하우징 (3) 내에 배치된 본 발명의 360° 카메라 유닛의 구성 요소를 나타낸다. 흥미로운 것은 고속 벨트 렌즈 (1)의 기하학 및 광학 매개변수이다. 고속 벨트 렌즈 (1)는 투명 물질로 만들어지며, 효과적으로 주변의 이동하는 이미지를 직선 광 경로에서 중앙부에 배치된 원통형 케이싱 형태의 이미지 센서 (2)로 효과적으로 전송하기 위하여 양면이 볼록한 (biconvex) 형상의 단면을 가진다. 센서로 아날로그 이미지 신호를 직접 전송하는 것은 서로 다른 면에서 광 경로가 편향된 경우 일반적으로 발생하는 손실을 방지하고, 따라서, 열악한 빛 조건에서도 성공적으로 사용될 수 있도록 한다.

기능 유닛의 주요 응용은 움직이는 물체를 신뢰성있게 검출하는 것, 광 신호를 통해 데이터를 수신하고, 기술적 과정을 제어하기 위한 운동 분석하는 것일 수 있다. 이동 처리는 기하학적 심벌(symbol)로 주변의 움직이는 이미지를 변환하여 시각화하였다. 하우징 (3)은 기존 사용 조건에 따라 필요한 보호 정도로 설계되었다.

도2의 모식도는 하우징 (3)에 배열된 본 발명에 따른 360° 카메라 장치의 변형된 형태에 대한 구성요소를 도식화한 것이다. 변형되지 않은 벨트 렌즈 (1)과 상기 기술된 기능 유닛에 대해서, 광 경로의 편향이 요구된다. 이 목적을 달성하기 위해, 원추형 거울 (4)은 벨트 렌즈 (1) 중심에 배치된다. 이전의 기본 본체는 미세 기계 가공 및 고광택 코팅된 표면을 갖는 플라스틱으로 구성되어 있다. 편향된 아날로그 이미지 정보의 이미지 사이즈는 환형 렌즈 (5)에 의해 하우징 (3)의 내부에 배치된 영역 이미지 센서 (6) 또는 기존의 연결 장치의 외부에 장착된 디지털 카메라에 조절된다. 상기 환령 렌즈 (5)는 제로 메니스커스(zero meniscus) 단면을 갖는 투명 물질로 구성된다. 이미지-제공 표현을 위한 기능 유닛의 적합성으로 인해, 이 기술 과정 및 개체 안전 영역 (object safety area) 내에서 이미지 비교를 참조하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명은 상기 나타낸 바람직한 실시예에 한정되지 않으며, 오히려, 본 발명에 따른 배열을 활용하는 많은 이형(variants), 심지어 근본적으로 다른 디자인을 갖는 것까지 고려될 수 있다.

참조 번호 목록
1 벨트 렌즈
2 원통형 케이싱 형태의 이미지 센서
3 틀
4 원추면 거울
5 환상 렌즈
6 평면 이미지 센서

Claims (10)

1. 적어도 하나의 벨트 렌즈(belt lens)(1); 및 적어도 하나의 벨트 렌즈의 광 경로(beam path)에 적어도 부분적으로 배치된 적어도 하나의 광학 센서(2)를 포함하며, 상기 벨트 렌즈는 광 신호를 반사하지 않고 통과시키도록 배열된 것을 특징으로 하는 광학 배치(optical arrangement).
   
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 센서(2)는 실질적으로 실린더 또는 원통형 케이싱(casing) 형태인 적어도 하나의 광학 센서 (2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 배치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 센서 (2)의 적어도 일부는 적어도 하나의 벨트 렌즈의 광 경로에 직접 배치되고/배치되거나, 적어도 하나의 빛-반사, 빛-편향 및/또는 굴절 소자가 적어도 하나의 벨트 렌즈 (1)의 적어도 한 부분과 적어도 하나의 광학 센서 (2)의 적어도 하나의 부분 사이의 광경로에 배치되는 것을 특징으로 하는 광학 배치.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광학 센서(2)는 다이오드, 특히 포토다이오드(photodiodes)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 배치.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 배치는 적어도 하나의 발광 소자, 특히 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 배치.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 배치는 적어도 하나의 데이터 처리 유닛을 포함하며, 광학 센서(2)의 적어도 일부 및 또는 상기 발광 소자의 적어도 일부가 적어도 일시적으로 상기 적어도 하나의 데이터 처리 유닛과 통신 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 광학 배치.
   
7. 제1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 벨트 렌즈 (1)의 적어도 하나 및 상기 광학 센서(2)의 적어도 하나는 하나의 공통 구조 단위에 배치되는 것을 특징으로 하는 광학 배치.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 공통 구조 단위는 적어도 하나의 데이터 처리 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 배치.
   
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 복수의 구조 단위들은 상기 데이터 처리 장치의 하나를 통해 서로 통신 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 광학 배치.
   
10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터 처리 장치의 적어도 하나는 다음의 기능 중 적어도 하나 이상을 수행하도록 설정된 것을 특징으로 하는 광학 배치;
    - 적어도 하나의 광학 센서에 의해 검출된 신호의 분석.
    - 움직이는 물체에 대한 검출, 특히 벡터 분석.
    - 이미지 처리 알고리즘 실행, 특히 적어도 하나의 광학 센서에 의해 검출된 신호의 변환.
    - 광 출력 장치에 의해 시각화 될 수 있는 신호의 생성, 특히 검출된 신호의 작용으로의 생성.
    - 검출된 이동물체의 작용으로 적어도 하나의 광-발광 소자의 활성화 및/또는 비활성화, 특히 조광 증가 (dimming up) 및/또는 조광 감소 (dimming down)
    - 검출된 이동물체의 작용으로의 여러 구조 단위의 제어.
    - 첫 번째 구조 단위의 적어도 하나의 광학 센서에서 감지된 신호를 적어도 하나의 두 번째 구조 단위의 적어도 하나의 광학 센서로 또는 데이터 처리 장치로 전달.

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