KR20160118594A - 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템에 관한 것으로, 구동 대상 장치(110)를 팬(PAN) 및 틸트(TILT) 구동을 시키는 팬-틸트 시스템에 있어서, 상기 구동 대상 장치(110)를 틸트(TILT) 구동을 시키는 틸트 작동부(120);와, 상기 틸트 작동부(120)에 연결되어 상기 틸트 작동부(120)를 팬(PAN) 작동 시키는 제 1 팬 작동부(130);와, 상기 제 1 팬 작동부(130)에 연결되어 상기 제 1 팬 작동부(130)를 팬(PAN) 작동시키는 제 2 팬 작동부(140);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템(100)에 관한 것이다.
본 발명에 의하는 경우, 기존의 팬-틸트 시스템에 비하여 빠른 속도로 팬 작동하는 것이 가능하므로, 물체를 추적하여 물체 방향을 지향하도록 하여야 하는 카메라나 레이저 등의 구동 대상 장치를 구동하는 데 있어서, 고속으로 이동하는 물체의 경우에도 용이하게 추적하는 것이 가능하다는 장점이 있다.

Description

고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템 {Multi-stage PAN-Tilt System}
본 발명은 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템에 관한 것으로, 구동 대상 장치(110)를 팬(PAN) 및 틸트(TILT) 구동을 시키는 팬-틸트 시스템에 있어서, 상기 구동 대상 장치(110)를 틸트(TILT) 구동을 시키는 틸트 작동부(120);와, 상기 틸트 작동부(120)에 연결되어 상기 틸트 작동부(120)를 팬(PAN) 작동 시키는 제 1 팬 작동부(130);와, 상기 제 1 팬 작동부(130)에 연결되어 상기 제 1 팬 작동부(130)를 팬(PAN) 작동시키는 제 2 팬 작동부(140);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템(100)에 관한 것이다.
통상적으로 팬-틸트 시스템은 하기 특허문헌 1의 "팬/틸트 돔형 카메라(대한민국 등록특허 제10-0558021호)에 개시된 것과 같이, 구동 대상 장치를 팬(PAN) 및 틸트(TILT) 구동을 시키는 기능을 가진다. 이러한 기존의 팬-틸트 시스템의 구성은 도 1에서 모식적으로 표현한 것과 같이 통상적으로 하나의 틸트 구동부(10)와 하나의 팬 구동부(20)로 구성된다.
한편, 상기 구동 대상 장치는 주로 감시 카메라와 같이 물체를 추적하여 물체 방향을 지향하도록 구동되어야 하는 특성을 가지는 장치로, 이에는 감시 카메라는 물론, 각종의 표적 추적 기능이 필요한 다양한 장치(예를 들어 각종 화기 또는 레이저 장치 등)가 포함된다.
이 경우, 추적하여 지향하여야 하는 물체가 고속으로 이동하는 물체인 경우, 특히 팬 작동 속도가 중요한 역활을 하게 된다. 즉, 틸트 기능은 그 회전축이 통상적으로 지면과 수평인 상태로 작동하므로, 수평면 상에서 이동하는 대다수의 이동 물체의 경우 틸트 작동 속도는 그리 빠를 것이 요구되지 않는 데 비하여, 팬 기능은 그 회전축이 통상적으로 지면에 수직인 상태로 작동하므로 수평면 상에서 이동하는 대다수의 이동 물체의 경우 이동 속도가 빠른 물체를 추적하여 지향하려면 팬 작동 속도 역시 빨라져야만 한다.
그러나, 이러한 빠른 팬 작동 속도를 확보하기 위하여 기존에는 팬 작동 구동 수단(예를 들어 스템 모터 등)의 작동 속도를 빠르게 하는 것에만 치중하였으나, 이 경우 작동 속도가 빠른 팬 작동 구동 수단의 경우 그 비용이 급격히 증가하는 것은 물론, 물리적으로 작동 속도에 한계가 있을 수밖에 없다는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-0558021호
본 발명은, 상기한 기존 발명의 문제점을 해결하여, 고속으로 작동하는 특수한 구동 수단을 사용하지 않고도, 다단 팬 작동 구조에 의하여 기존의 팬-틸트 시스템에 비하여 빠른 속도로 팬 작동하는 것이 가능하므로, 물체를 추적하여 물체 방향을 지향하도록 하여야 하는 카메라나 레이저 등의 구동 대상 장치를 구동하는 데 있어서, 고속으로 이동하는 물체의 경우에도 용이하게 추적하는 것이 가능한 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템을 제공한느 것을 그 과제로 한다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템은, 구동 대상 장치(110)를 팬(PAN) 및 틸트(TILT) 구동을 시키는 팬-틸트 시스템에 있어서, 상기 구동 대상 장치(110)를 틸트(TILT) 구동을 시키는 틸트 작동부(120);와, 상기 틸트 작동부(120)에 연결되어 상기 틸트 작동부(120)를 팬(PAN) 작동 시키는 제 1 팬 작동부(130);와, 상기 제 1 팬 작동부(130)에 연결되어 상기 제 1 팬 작동부(130)를 팬(PAN) 작동시키는 제 2 팬 작동부(140);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 통상 속도의 팬 작동시에는 상기 제 1 팬 작동부(130) 또는 제 2 팬 작동부(140) 중 어느 하나만이 팬 작동을 하고, 고속의 팬 작동시에는 상기 제 1 팬 작동부(130)와 상기 제 2 팬 작동부(140)가 서로 연동하여 함께 팬 작동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 틸트 작동부(120)는, 틸팅 베이스(122)에 틸팅 구동 수단(123)에 의해 구동되는 틸팅축(121)을 통하여 상기 구동 대상 장치(110)가 설치되는 것을 특징으로 하고, 상기 제 1 팬 작동부(130)는 제 1 회전 베이스(131)에 제 1 팬 구동 수단(132)에 의해 구동되는 제 1 팬 축(133)을 통하여 상기 틸트 작동부(120)가 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 제 2 팬 작동부(140)는 제 2 회전 베이스(141)에 제 2 팬 구동 수단(142)에 의해 구동되는 제 2 팬 축(133)을 통하여 상기 제 1 팬 작동부(130)가 설치되는 것을 특징으로 하되, 상기 제 1 팬 축(133)과 상기 제 2 팬 축(133)은 서로 연장선 상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 틸팅 구동 수단(123), 제 1 팬 구동 수단(132) 및 제 2 팬 구동 수단(142)은 각각 스텝 모터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 팬 축(133) 및 상기 제 2 팬 축(133)에는 각각 슬립 링(Slip-ring)(미도시)이 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하는 경우, 기존의 팬-틸트 시스템에 비하여 빠른 속도로 팬 작동하는 것이 가능하므로, 물체를 추적하여 물체 방향을 지향하도록 하여야 하는 카메라나 레이저 등의 구동 대상 장치를 구동하는 데 있어서, 고속으로 이동하는 물체의 경우에도 용이하게 추적하는 것이 가능하다는 장점이 있다.
도 1: 기존 발명의 일 실시예에 의한 팬-틸트 시스템의 모식도.
도 2: 본 발명의 일 실시예에 의한 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템의 모식도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스을 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 발명의 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템은, 도 2에 나타낸 것과 같이 구동 대상 장치(110)를 팬(PAN) 및 틸트(TILT) 구동을 시키는 팬-틸트 시스템에 있어서, 상기 구동 대상 장치(110)를 틸트(TILT) 구동을 시키는 틸트 작동부(120)와, 상기 틸트 작동부(120)에 연결되어 상기 틸트 작동부(120)를 팬(PAN) 작동 시키는 제 1 팬 작동부(130)와, 상기 제 1 팬 작동부(130)에 연결되어 상기 제 1 팬 작동부(130)를 팬(PAN) 작동시키는 제 2 팬 작동부(140)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이 경우 제 3 팬 작동부, 제 4 팬 작동부와 같이 더 많은 단 수의 팬 작동부를 적층하여 구성하는 것도 가능하다.
이 경우, 구동 제어를 간단하게 수행하고 작동의 효율을 높이기 위하여 통상 속도의 팬 작동시에는 상기 제 1 팬 작동부(130) 또는 제 2 팬 작동부(140) 중 어느 하나만이 팬 작동을 하고, 소정 회전 속도 이상의 고속의 팬 작동시에는 상기 제 1 팬 작동부(130)와 상기 제 2 팬 작동부(140)가 서로 연동하여 함께 팬 작동하는 것이 바람직하다. 이 경우 고속 팬 작동을 활성화 시키는 상기 소정의 회전 속도는 통상적으로 상기 제 1 팬 작동부(130) 또는 제 2 팬 작동부(140) 중 하나의 최고 회전 속도의 70~100% 범위에서 결정되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 틸트 작동부(120)는 도 2에 나타낸 것과 같이, 틸팅 베이스(122)에 틸팅 구동 수단(123)에 의해 구동되는 틸팅축(121)을 통하여 상기 구동 대상 장치(110)가 설치되는 것이 가능하다. 또한, 상기 제 1 팬 작동부(130)는 도 2에 나타낸 것과 같이 제 1 회전 베이스(131)에 제 1 팬 구동 수단(132)에 의해 구동되는 제 1 팬 축(133)을 통하여 상기 틸트 작동부(120)가 설치되는 것이 가능하며, 상기 제 2 팬 작동부(140)는 제 2 회전 베이스(141)에 제 2 팬 구동 수단(142)에 의해 구동되는 제 2 팬 축(133)을 통하여 상기 제 1 팬 작동부(130)가 설치되는 것이 가능하다. 이 경우, 상기 제 1 팬 축(133)과 상기 제 2 팬 축(133)은 서로 연장선 상에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 틸팅 구동 수단(123), 제 1 팬 구동 수단(132) 및 제 2 팬 구동 수단(142)은 다양한 실시예를 통하여 구성되는 것이 가능하며, 그 일시예로 상기 틸팅 구동 수단(123), 제 1 팬 구동 수단(132) 및 제 2 팬 구동 수단(142)은 정교한 작동 제어가 가능하도록 각각 스텝 모터를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 틸팅 구동 수단(123), 제 1 팬 구동 수단(132) 및 제 2 팬 구동 수단(142)은 상기 스텝 모터들에 직결되는 것도 가능하며, 감속 및 구동력 증가를 위하여 감속 기어나 감속 풀리벨트를 이용하여 구현되는 것도 가능하다.
한편, 회전 각도가 제한적인 틸트 구동과 달리, 360° 이상 연속적인 회전이 필요하기도 한 팬 작동의 특징을 고려하여, 상기 제 1 팬 축(133) 및 상기 제 2 팬 축(133)에는 각각 전력 및 신호선들을 회전 가능하게 연결할 수 있는 슬립 링(Slip-ring)(미도시)이 설치되는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명의 일 실시예에 의한 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템에 의하는 경우, 기존의 팬-틸트 시스템에 비하여 빠른 속도로 팬 작동하는 것이 가능하므로, 물체를 추적하여 물체 방향을 지향하도록 하여야 하는 카메라나 레이저 등의 구동 대상 장치를 구동하는 데 있어서, 고속으로 이동하는 물체의 경우에도 용이하게 추적하는 것이 가능하다는 장점이 있다.
이상에서, 도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 다단 고속 팬 기능 감시 카메라
110: 감시 카메라부
111: 환형 조명부 112: 주변 감지 센서부
120: 틸트 작동부
121: 틸팅축 122: 틸팅 베이스
123: 틸팅 구동 수단
130: 제 1 팬 작동부
131: 제 1 회전 베이스 132: 제 1 팬 구동 수단
133: 제 1 팬 축
140: 제 2 팬 작동부
141: 제 2 회전 베이스 142: 제 2 팬 구동 수단
143: 제 1 팬 축

Claims (5)

  1. 구동 대상 장치(110)를 팬(PAN) 및 틸트(TILT) 구동을 시키는 팬-틸트 시스템에 있어서,
    상기 구동 대상 장치(110)를 틸트(TILT) 구동을 시키는 틸트 작동부(120);
    상기 틸트 작동부(120)에 연결되어 상기 틸트 작동부(120)를 팬(PAN) 작동 시키는 제 1 팬 작동부(130);
    상기 제 1 팬 작동부(130)에 연결되어 상기 제 1 팬 작동부(130)를 팬(PAN) 작동시키는 제 2 팬 작동부(140);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템(100).
  2. 청구항 제 1항에 있어서,
    통상 속도의 팬 작동시에는 상기 제 1 팬 작동부(130) 또는 제 2 팬 작동부(140) 중 어느 하나만이 팬 작동을 하고,
    소정 회전 속도 이상의 고속의 팬 작동시에는 상기 제 1 팬 작동부(130)와 상기 제 2 팬 작동부(140)가 서로 연동하여 함께 팬 작동하는 것을 특징으로 하는 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템(100).
  3. 청구항 제 2항에 있어서,
    상기 틸트 작동부(120)는, 틸팅 베이스(122)에 틸팅 구동 수단(123)에 의해 구동되는 틸팅축(121)을 통하여 상기 구동 대상 장치(110)가 설치되는 것을 특징으로 하고,
    상기 제 1 팬 작동부(130)는 제 1 회전 베이스(131)에 제 1 팬 구동 수단(132)에 의해 구동되는 제 1 팬 축(133)을 통하여 상기 틸트 작동부(120)가 설치되는 것을 특징으로 하며,
    상기 제 2 팬 작동부(140)는 제 2 회전 베이스(141)에 제 2 팬 구동 수단(142)에 의해 구동되는 제 2 팬 축(133)을 통하여 상기 제 1 팬 작동부(130)가 설치되는 것을 특징으로 하되,
    상기 제 1 팬 축(133)과 상기 제 2 팬 축(133)은 서로 연장선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템(100).
  4. 청구항 제 3항에 있어서,
    상기 틸팅 구동 수단(123), 제 1 팬 구동 수단(132) 및 제 2 팬 구동 수단(142)은 각각 스텝 모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템(100).
  5. 청구항 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 팬 축(133) 및 상기 제 2 팬 축(133)에는 각각 슬립 링(Slip-ring)(미도시)이 설치되는 것을 특징으로 하는 고속 다단 팬 기능을 가지는 팬-틸트 시스템(100).
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