KR20150069345A - 카메라 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 바렴ㅇ은 카메라 제어 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면 외부 환경의 조도를 산정하는 조도 산정부; 조리개의 구경을 제어하는 조리개 제어부; 및 ND 필터의 위치를 제어하는 ND 필터 제어부; 를 포함하고, 상기 조도 산정부가 산정한 조도가 기준값 이상이고 셔터 스피드가 고정되어 있을 때, 상기 조리개를 개구를 덮도록 ND 필터를 제어하는 카메라 시스템을 개시한다.

Description

카메라 제어 시스템{SYSTEM FOR CONTROLLING CAMERA}

본 발명은 카메라 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상 포화 방지를 위해 ND 필터의 위치를 제어할 수 있는 카메라 제어 시스템에 관한 것이다.

근래 들어 다양한 분야에서 다양한 용도로 감시 시스템에 대한 수요가 증가하고 있다. 일반적인 감시 시스템은 감시 대상 영역에 카메라를 설치하고, 카메라의 영상을 감시자가 모니터링하는 방법을 사용한다. 감시 시스템의 카메라는 야외에 설치되는 경우가 빈번하여, 주간 및 야간의 영상을 모두 안정적으로 획득할 수 있는 카메라 시스템이 필요하다.

한편, 카메라 조리개는 카메라에서 빛이 들어오는 구멍의 크기를 조절하여 렌즈를 통과하는 빛의 양을 조절하는 원반형태의 장치를 말한다. 조리개는 조리개의 수치가 클수록 렌즈에 달려있는 조절장치가 열리는 원의 크기가 작아져서 빛이 조금 들어오며, 조리개의 수치가 작을수록 열리는 원의 크기가 커져서 빛이 많이 들어오게 된다. 적절하게 빛의 양을 조절하지 영상이 포화된다.

또한, 셔터 스피드는 카메라 셔터가 열리는 시간의 길이를 말한며, 셔터 스피드가 빠를수록 셔터가 열리는 시간이 짧다. 전체 노출은 노출 시간, 곧 이미지 센서나 필름에 빛이 도달하는 시간과 비례한다. 주변 환경의 광량이 많을 때는 셔터 스피드를 빠르게 조절할 필요가 있다.

본 발명은 카메라 조리개가 최소 구경을 가질 때, 셔터 스피드를 더 이상 빠르게 할 수 없는 경우에도 ND 필터를 적용하여 영상이 포화되는 현상을 방지하는 것을 일 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.

본 발명은 외부 환경의 조도를 산정하는 조도 산정부; 조리개의 구경을 제어하는 조리개 제어부; 및 ND 필터의 위치를 제어하는 ND 필터 제어부; 를 포함하고, 상기 조도 산정부가 산정한 조도가 기준값 이상이고 셔터 스피드가 고정되어 있을 때, 상기 조리개를 개구를 덮도록 ND 필터를 제어하는 카메라 시스템을 개시한다.

본 발명에 있어서, 상기 조리개의 조리개의 구경이 최소일 때 상기 조리개의 개구를 덮도록 ND 필터를 제어할 수 있다.

본 발명에 있어서,

상기 셔터 스피드는 깜빡임 방지(anti-flicker) 모드에서 고정된 주파수를 가질 수 있다.

이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공된다.

본 발명에 의하면, 카메라 조리개가 최소 구경을 가질 때 ND 필터를 적용하여 영상이 포화되는 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 제어 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 광량에 따른 조리개의 동작과 셔터 스피드를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 광량에 따른 조리개와 ND 필터의 동작을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 비교예를 나타낸 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 제어 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.

도 1의 실시예에 따른 카메라 제어 시스템(100)은 제어부(110), 조도 산정부(120), 조리개 제어부(130), ND 필터 제어부(140), 및 셔터 스피드 제어부(150)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 제어 시스템(100)은 감시 카메라 내부의 시스템일 수 있다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(110)는 조도 산정부(120)로부터 조도 데이터를 획득하여 조리개 제어부(130), ND 필터 제어부(140), 셔터 스피드 제어부(150)를 제어하는 신호를 발생시킨다.

조도 산정부(120)는 카메라 외부 환경의 광량을 감지하여 카메라가 획득할 영상의 조도를 산정한다. 감시 카메라의 경우 야간 및 주간의 영상을 모두 획득하여야 하므로, 외부의 광량이 최대인 시점과 최소인 시점의 영상을 모두 뚜렷하게 얻을 수 있는 시스템이 필요하다. 따라서, 조도 산정부(120)는 본 발명의 제어부(110)가 조도에 따라 조리개, ND 필터 및 셔터 스피드를 제어할 수 있도록 조도를 산정하는 역할을 한다.

조리개 제어부(130)는 본 발명의 카메라의 조리개(10)의 구경을 제어하는 역할을 한다. 조리개 제어부(130)는 카메라 조리개(10)의 구경을 제어함으로써 는 화면 전체의 밝기 및 심도를 조절할 수 잇다.

조리개 제어부(130)가 사용 가능한 조리개 모드는 '자동' 및 '수동' 모드가 존재할 수 잇다. '자동'은 제어부(110)의 명령에 따라 조리개의 구경을 제어하여 자동적으로 화면의 밝기를 유지하는 모드이고, '수동'의 경우 조리개의 개방 정도를 사용자가 직접 제어하는 모드이다. 이때, 조리개 제어부(130)가 제어하는 조리개(10)의 최소 구경 값은 회절 한계를 만족시키는 조리개(10)의 개방값일 수 있다.

도 2는 광량에 따른 조리개의 동작과 셔터 스피드를 설명하기 위한 그래프이다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 조리개(10)는 광량이 증가할수록 구경이 감소하며, 광량이 기준치 이상이 되면 최소 구경 값을 갖는다.

ND 필터 제어부(140)는 ND 필터(20)의 위치를 조정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, ND 필터(20)는 조리개(10) 근방에서 일축을 따라 이동이 가능하도록 구비되어 있다.

ND 필터(20)는 필터의 이름(Neutral Density)처럼 컬러밸런스를 유지한 채 빛의 양을 정해진 만큼 줄여주는 역할을 하는 필터이다. 일반적으로 피사체가 지나치게 밝을 때 렌즈에 들어오는 빛의 양을 줄이기 위해 조리개(10)를 조이게 되면 조리개(10)의 수치가 커질수록 피사체의 심도는 점점 깊어지게 된다. 따라서 이럴 경우에 심도의 변화 없이 적정노출을 얻고자 할때 ND 필터를 사용하게 된다.

밝은 대낮에 야외에서 피사체를 저속 셔터로 촬영 하고자 할 경우에는 조리개(10)만으로는 셔터 속도를 많이 떨어뜨리기가 어렵다. 이러한 경우에 카메라에 유입되는 빛의 양을 강제적으로 줄이기 위해서 ND 필터(20)를 사용하게 된다.

기존의 감시 카메라에서는 ND 필터(20)는 조리개(10)의 일측에 고정되도록 구비되어 조리개(10)가 최소 구경이 되는 경우 무조건 조리개(10)의 개구가 ND 필터(20)에 의해 덮이도록 구비되었다. 즉, 감시 카메라 환경에서 조리개(10)의 구경이 최소가 될 때는 주간에서 빛이 포화된 경우라 가정하고, ND 필터(20)를 적용한 것이다. 그러나, 이와 같이 ND 필터를 고정하는 경우 야간에도 조리개(10)의 일측에 ND 필터(20)가 적용되므로 영상이 왜곡되는 문제점이 발생하였다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존과 달리 ND 필터(20)의 위치는 조리개(10)와 독립적으로 제어될 수 있으므로, 카메라 제어 시스템(100)은 산정된 조도에 따라 조리개(10)의 개방 정도에 관계없이 ND 필터(20)를 적용할 것인지 여부를 선택할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 제어 시스템(100)은 조리개(10)의 구경이 일정 이하로 감소하는 경우에도 무조건적으로 ND 필터(20)를 적용되는 것이 아니라 ND 필터(20)가 축을 따라 이동 가능하므로 상황에 따라 ND 필터(20)를 달리 적용할 수 있다.

셔터 스피드 제어부(150)는 본 발명의 카메라 제어 시스템(100)의 셔터 스피드를 제어하는 역할을 한다. 조도가 높을수록 셔터 스피드를 빠르게 제어하여 이미지 센서에 기록되는 빛의 포화 정도를 감소시킬 수 있다. 다시 도 2를 참조하면, 광량이 증가할수록 셔터 스피드는 빨라져 이미지 센서에 유입되는 광량을 감소시킬 수 있다.

셔터 스피드 제어부(150)가 제어하는 셔터 스피드 모두는 수동, 자동, 안티 플리커(anti-flicker, 깜빡임 방지) 모드가 가능하다. 자동 모드는 셔터 스피드를 자동으로 제어하는 모드로 화면의 밝기에 따라 셔터 스피드가 자동적으로 제어된다. 수동 모드는 수동으로 셔터 스피드를 조절할 수 있는 모드이다. 안티 플리커 모드의 경우 주위 조명과의 주파수 불일치로 화면 깜빡임(flicker)이 발생할 경우 사용된다.

셔터 스피드 제어부(150)는 조리개(10)의 구경 만으로는 이미지 센서로 유입되는 광량을 조절하기 부족하거나, 심도의 변경 없이 광량을 제어하기 위해 사용된다. 그러나, 안티 플리커 모드에서는 주위 조명과의 주파수를 맞추기 위해 1/100, 혹은 1/12 과 같은 고정된 셔터 스피드를 사용하므로 광량을 조절하는 추가적인 기능을 수행할 수 없다.

즉, 감시 카메라의 주간 환경에서는 외부의 광량이 기준치 이상이므로 조리개를 최소 구경으로 하는 동시에 셔터 스피드를 최대로 해야 하지만, 안티 플리커 모드의 경우 셔터 스피드가 고정되어 있으므로 화면이 포화된다. 본 발명은 이와 같이 조리개(10)가 최소 구경 상태에서 화면의 조도가 포화 상태에 있을 때 셔터 스피드가 고정되는 경우 기준치 이상의 광량으로 인해 화면이 포화되어 영상 왜곡이 발생하는 문제점을 해결할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 제어 시스템(100)은, 조리개(10)가 최소 구경으로 제어되어 더 이상 조리개(10)의 구경을 줄일 수 없는 한계 지점에서, ND 필터(20)를 사용할 수 있는 모드로 동작하여 조리개(10)의 개구부에 ND 필터(20)를 장착하는 것을 특징으로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 광량에 따른 조리개와 ND 필터의 동작을 나타낸 도면이다.

도 3의 (a)의 경우는 야간 상황을, (b)의 경우는 주간 상황을 예시한 것이다. (a)의 경우 광량이 부족하므로 조리개(10)는 최대 구경을 갖고, ND 필터(20)는 조리개(10)와 겹쳐지지 않도록 위치한다. (b)의 경우는 광량이 기준치 이상이므로 조리개(10)는 최소 구경을 갖고 ND 필터(20)는 조리개와 겹쳐지도록 위치할 수 있다. 이러한 방법으로 셔터 스피드가 고정되는 안티 플리커 모드에서도 셔터 스피드를 더 줄일 필요 없이 영상 포화를 방지할 수 있다.

ND 필터 제어부(140)는 조리개(10) 구경이 최소일 때 ND 필터(20)를 조리개의 개구와 겹쳐지도록 할 수도 있지만, 겹쳐지지 않게 축을 따라 이동시킬 수도 있다. 주간인 경우에도 날이 흐리거나 광량이 기준치를 초과하지 않는 경우가 발생할 수 있는데, 이 경우 조리개(10)를 최소 구경으로 줄이는 것 만으로도 영상의 포화를 방지할 수 있다. 이와 같은 경우 ND 필터 제어부(140)는 ND 필터(20)가 조리개(10)를 덮지 않도록 제어한다.

도 4는 도 3의 비교예를 나타낸 도면이다.

도 4의 (a)의 경우는 야간 상황에서, (b)의 경우는 주간 상황을 예시한 것이다. 도 3(a)의 경우와 달리, 도 4 (a)의 경우는 ND 필터(20)가 조리개(10) 개구의 일부 영역과 겹쳐진다. 이는, (b)와 같이 조리개(10)의 구경이 최소로 줄어드는 경우 ND 필터(20)가 조리개(10)의 개구를 덮도록 위해 조리개(10)의 일측에 고정되기 때문이다. 따라서, 도 4의 경우에는 야간 상황에도 일부 개구가 ND 필터(20)와 중첩되어 영상의 왜곡이 발생하고, 주간 상황에는 무조건 ND 필터(20)가 적용되므로 광량에 따라 차등적으로 ND 필터(20)를 적용하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항과 한정된 실시예 및 도면에 의하여 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정과 변경을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 카메라 제어 시스템 10: 조리개
20: ND 필터 110: 제어부
120: 조도 산정부 130: 조리개 제어부
140: ND 필터 제어부 150: 셔터 스피드 제어부

Claims (3)

1. 외부 환경의 조도를 산정하는 조도 산정부;
   조리개의 구경을 제어하는 조리개 제어부; 및
   ND 필터의 위치를 제어하는 ND 필터 제어부;
   를 포함하고, 상기 조도 산정부가 산정한 조도가 기준값 이상이고 셔터 스피드가 고정되어 있을 때, 상기 조리개를 개구를 덮도록 ND 필터를 제어하는 카메라 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 조리개의 조리개의 구경이 최소일 때 상기 조리개의 개구를 덮도록 ND 필터를 제어하는 카메라 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 셔터 스피드는 깜빡임 방지(anti-flicker) 모드에서 고정된 주파수를 갖는 카메라 시스템.

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