KR20180027063A - 감시 카메라용 차단 필터 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감시 카메라용 차단 필터 구동장치에 관한 것으로서 크기가 제한된 감시 카메라의 케이싱 내의 카메라 렌즈 전면에 설치되어 좁은 공간을 차지하면서도 효과적으로 가시광선 또는 적외선 차단 필터를 카메라 렌즈의 전면에 위치하는 제1위치와 카메라 렌즈와 간섭하지 않는 제2위치로 구동할 수 있는 감시 카메라용 가시광선 차단 필터 구동장치에 관한 것이다.
본 발명은, 감시용 카메라와 상기 카메라를 그 내부에 수용하는 케이싱을 구비하여 감시 영상을 촬영하는 감시 카메라에 적용되는 가시광선 또는 적외선 차단 필터를 구동하기 위한 장치에 있어서, 상기 카메라의 케이싱 상부에 마련되는 모터; 상기 모터의 회전축과 수직하게 결합하여 상기 모터에 의해 회전하는 캠유닛; 일단부가 상기 카메라 케이싱의 측면에 회전 가능하게 결합하는 암부재와, 상기 암부재의 타단부 쪽에 결합하는 본체와 상기 본체에 결합하는 가시광선 또는 적외선 차단 필터를 포함하는 필터유닛; 일단부는 상기 캠유닛과 결합하고 타단부는 상기 암부재에 결합하는 전달유닛; 을 포함하여 구성되며, 상기 캠유닛의 회전에 의해 상기 전달유닛이 이동하면서 상기 필터유닛의 차단필터가 상기 카메라의 렌즈 앞에 위치하는 제1위치와 상기 필터유닛의 차단필터가 상기 카메라 케이싱의 상면에 위치하여 렌즈와 간섭을 피하는 제2위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 감시 카메라용 차단 필터 구동장치를 제공한다.

Description

감시 카메라용 차단 필터 구동장치{Apparatus for Inserting/Extracting Day-light-cut or IR-cut Filters for Camera}

본 발명은 감시 카메라용 차단 필터 구동장치에 관한 것으로서 크기가 제한된 감시 카메라의 케이싱 내의 카메라 렌즈 전면에 설치되어 좁은 공간을 차지하면서도 효과적으로 가시광선 또는 적외선 차단 필터를 카메라 렌즈의 전면에 위치하는 제1위치와 카메라 렌즈와 간섭하지 않는 제2위치로 구동할 수 있는 감시 카메라용 차단 필터 구동장치에 관한 것이다.

종래 교통사고 감소·도로이용의 극대화·운전자의 편의 등의 목적으로 지능형차량 도로 시스템(Intelligent Vehicle Highway System : IVHS), 첨단차량 제어 시스템(Advanced Vehicle Control System : AVCS) 등을 포함하는 지능형 교통정보 시스템(ITS : Intelligent Transport System), 해안·휴전선·군부대 등 높은 등급의 보안이 필요한 장소의 경계 및 감시시스템, 건물·교량·철도 등 구조물의 건전성을 평가하기 위한 시스템 등 넓은 영역에서 사용되는 감시 카메라에 있어서 안개 등 악천후가 발생하면 식별력 있는 영상을 수집하기가 용이하지 않은 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위한 다양한 기술이 제시되고 있는데 그 일 예로 대한민국 특허등록 제1279374호에서는 “적어도 하나 이상의 아날로그 카메라와; 각각의 아날로그 카메라로부터 촬영된 아날로그 영상 신호를 디지털 영상 신호로 변환하는 ADC, 및 안개 화상 보정 IC 및 EEPROM을 구비하고, 상기 디지털 영상 신호를 입력받아 기상 효과(weather effect)에 따라 눈, 비, 안개, 해무, 연무, 황사, 연기에 의해 영상에 생기는 잡음을 보정하도록 영상의 YCbCr값 중에서 휘도 히스토리그램 Y값(휘도, luminance)에 따라 안개 유무를 판별하고, 기본 이미지(Bayer)인 영상에 포함된 객체들의 윤곽선의 엣지(edge)를 검출하여 고주파 성분의 엣지를 잘 보이도록 강조하며 영상 프레임의 시퀀스의 프레임마다 픽셀 당 8비트 컬러 영상을 24비트 컬러 확대 영상으로 변환하여 빈 공간을 보간법(interpolation)을 사용하여 인접 픽셀의 평균값으로 채우며, 비나 안개로 인한 뿌연 화상의 휘도 히스토그램을 작성하여 콘트라스트 보정과 색상 보정, 감마 보정을 실행함으로써 콘트라스트비를 향상시켜 기상효과에 따른 저조도 영상의 희미한 색을 선명한 화질의 영상으로 보정하는 안개제거 영상 보정장치(RTIE); 및 상기 안개제거 영상 보정장치에 연결되고, 유무선을 통해 적어도 하나 이상의 카메라의 각 채널의 영상을 저장하여 디스플레이하는 디지털 영상 저장 장치”로 이루어진 기술을 제시하고 있다.

그런데 상기 기술에 의하면 정확한 악천후 발생 여부의 판단이 보장될 수 없는 문제가 있으며 악천후 시 촬영되는 영상은 피사체 자체가 구분되지 않는 경우가 많아 촬영된 영상의 복원에 의해 식별력 있는 영상이 수집되는 것이 용이하지 않은 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-1649256호에서는 적외선 차단필터와 가시광선 차단필터를 이용하여 하드웨어적으로 악천후 시에도 최적의 영상을 확보하기 위한 기술이 제시되었다.

그러나 전술한 특허는 적외선 차단필터나 가시광선 차단필터의 구동에 대한 메커니즘은 제안되지 않았으므로 보다 효과적으로 필터를 구동하기 위한 필터 구동수단에 대한 요구가 있다.

한편, 도 1 및 도 2는 감시 카메라의 케이싱(1) 내에 카메라(3)의 위치에 따라 카메라 렌즈(4)의 촬영 각이 달라지는 것을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1은 카메라(3)가 감시 카메라 케이싱(1)의 렌즈보호창(2)에 상대적으로 가까운 상태를 도시한 것이고, 도 2는 카메라(3)가 렌즈보호창(2)에 상대적으로 먼 상태를 도시한 것인데 도 1에 도시된 상태의 촬영각(θ₁)이 도 2에 도시된 상태의 촬영각(θ₂)에 비하여 상대적으로 큰 것을 알 수 있다. 따라서 카메라의 렌즈(4)와 렌즈보호창(2) 사이의 거리가 짧을수록 넓은 촬영각도가 확보되며 차단필터 구동시 이러한 특징을 고려할 필요가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1279374호 대한민국 등록특허 제10-1649256호

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 감시 카메라의 케이싱 내에 배치되는 카메라 렌즈와 감시 카메라의 케이싱에 마련되는 렌즈보호창 사이의 거리를 최소화하여 넓은 촬영각을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 카메라 폭 이외의 공간을 거의 차지 하지 않아 감시카메라의 케이싱 크기를 최소화하면서도 가시광선 차단필터나 자외선 차단필터를 효과적으로 구동할 수 있는 감시 카메라용 차단 필터 구동장치를 제공하는 것이다.

전술한 과제의 해결수단으로서 본 발명은,

감시용 카메라와 상기 카메라를 그 내부에 수용하는 케이싱을 구비하여 감시 영상을 촬영하는 감시 카메라에 적용되는 가시광선 또는 적외선 차단 필터를 구동하기 위한 장치에 있어서,

상기 카메라의 케이싱 상부에 마련되는 모터;

상기 모터의 회전축과 수직하게 결합하여 상기 모터에 의해 회전하는 캠유닛;

일단부가 상기 카메라 케이싱의 측면에 회전 가능하게 결합하는 암부재와, 상기 암부재의 타단부 쪽에 결합하는 본체와 상기 본체에 결합하는 가시광선 또는 적외선 차단 필터를 포함하는 필터유닛;

일단부는 상기 캠유닛과 결합하고 타단부는 상기 암부재에 결합하는 전달유닛; 을 포함하여 구성되며,

상기 캠유닛의 회전에 의해 상기 전달유닛이 이동하면서 상기 필터유닛의 차단필터가 상기 카메라의 렌즈 앞에 위치하는 제1위치와 상기 필터유닛의 차단필터가 상기 카메라 케이싱의 상면에 위치하여 렌즈와 간섭을 피하는 제2위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 감시 카메라용 차단 필터 구동장치를 제공한다.

상기 카메라는 내부에 적외선 차단 필터와 적외선 차단 필터 구동수단을 구비하고 있으며, 상기 필터유닛에는 가시광선 차단필터가 결합하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 카메라의 렌즈를 케이싱의 렌즈보호창에 최대한 접근시킨 상태에서 가시광선 또는 자외선 차단 필터를 구동할 수 있는 감시 카메라용 차단 필터 구동장치를 제공할 수 있다.

도 1 및 도 2는 케이싱 내의 카메라의 위치와 카메라의 촬영 각도를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 감시 카메라용 차단 필터 구동장치를 설명하기 위한 사시도.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 감시 카메라용 차단 필터 구동장치의 필터유닛의 움직임을 설명하기 위한 도면.
도 6 내지 도 9는 가시광선 필터를 사용한 촬영 영상과 사용하지 않은 촬영 영상을 비교하기 위한 사진.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하기로 한다.

도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 감시 카메라용 차단 필터 구동장치를 설명하기 위한 사시도, 도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 감시 카메라용 차단 필터 구동장치의 필터유닛의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 감시용 카메라와 그 카메라를 내부에 수용하는 케이싱을 구비하여 감시가 필요한 부분의 영상을 촬영하는 감시 카메라에 적용되는 가시광선 차단 필터 또는 적외선 차단 필터를 구동하기 위한(움직이기 위한) 장치에 관한 것이다. 현재 감시용 카메라는 여러 개의 렌즈와 zoom in 또는 zoom out을 위하여 그 렌즈를 구동하기 위한 수단을 포함하여 구성되는 모듈형태의 제품을 판매되는 경우가 많다. 일부 모듈의 경우 적외선 차단필터와 필터를 구동하기 위한 장치를 포함하고 있어서 주간에는 적외선 차단필터를 이용하여 적외선을 차단함으로써 더욱 선명한 촬영 영상을 확보하고 야간에는 적외선 차단필터를 제거한 상태에서 촬영을 함으로써 적외선 영상을 촬영할 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 배경기술에서 설명한 바와 같이 안개가 끼거나 비가 오는 등의 악천후 상황에서는 주간에도 가시광선 차단필터를 적용하여 촬영함으로써 더욱 선명한 영상을 얻을 수 있다. 그런데 이러한 카메라 모듈에 가시광선 필터나 그 가시광선 필터를 적용 또는 배제하기 위한 구성을 구비한 카메라 모듈은 제작되어 판매되지 않는다는 점에서 본 발명의 발명 동기이며, 이하 설명되는 실시예에서 감시용 카메라는 적외선 차단 필터를 그 내부에 포함하는 카메라 모듈이며, 가시광선 차단 필터를 구동한다.

본 실시예에 따른 감시 카메라용 차단 필터 구동장치는 도 3에 도시된 바와 같이 모터(10), 캠유닛(20), 필터유닛(30), 전달유닛(40)을 포함하여 구성된다.

상기 모터(10)는 상기 카메라 케이싱의 상부에 설치된다. 상기 모터(10)로는 양방향 회전이 가능하고 정밀한 제어가 가능한 모터를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 카메라 케이싱이란 카메라 모듈을 감싸는 구성을 통칭하는 표현으로서 시중에서 판매중인 카메라 모듈의 케이싱을 지칭할 수도 있고, 시판중인 카메라 모듈을 감싸는 별도의 케이싱을 지칭할 수도 있다.

상기 모터(10)는 제어센서(11)에 의해 그 회전축의 회전 정도가 제어되는데 후술할 암부재(31)와 제어센서(11)의 간섭에 의해 모터(10)가 제어된다.

상기 캠유닛(20)은 상기 모터(10)의 회전축에 수직하게 결합하는 구성으로서 캠의 역할을 수행한다.

상기 필터유닛(30)은 암부재(31), 본체(32) 및 차단 필터(33)로 구성된다.

상기 암부재(31)는 일단부가 상기 카메라 케이싱의 측면에 회전 가능하게 결합하는 한 방향으로 긴 형태의 구성으로서 본 실시예에서는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍이 각각 카메라 케이싱의 양 측면에 각각 회전 가능하게 결합한다.

상기 본체(32)는 상기 암부재(31)의 타단부에 암부재(31)와 수직하게 결합하는 구성으로서 본 실시예에서는 그 양단부가 한 쌍의 암부재(31)의 타단부와 각각 결합하고 있다.

상기 차단 필터(33)는 상기 본체(32)에 결합하여 가시광선 또는 자외선을 차단하기 위한 구성으로서 앞서 설명한 바와 같이 본 실시예에서는 가시광선 차단필터이다.

상기 전달유닛(40)은 상기 캠유닛(20)의 회전을 상기 필터유닛(30)의 운동으로 전환하기 위한 구성으로서 일단부는 상기 캠유닛(20)에 결합하고 타단부는 상기 암부재(31)에 결합한다.

이하에서는 전술한 구성에 의해 가시광선 차단필터가 구동되는 메커니즘에 대하여 설명함으로써 본 발명 각 구성의 기능, 작용 및 효과의 설명에 갈음하기로 한다.

가시광선 차단필터(33)는 도 5에 도시된 바와 같이 카메라의 렌즈 앞에 위치하여 렌즈로 입사하는 가시광선을 차단하는 제1위치와 도 3에 도시된 바와 같이 카메라 케이싱의 상면에 위치하여 카메라 렌즈와의 간섭이 없어 가시광선을 차단하지 못하는 제2위치 사이에서 이동한다.

우선 도 3에 도시된 제2위치에서 모터(10)의 회전축이 도면상 시계방향으로 회전하면 상기 모터의 회전축에 결합한 캠유닛(20)이 함께 회전하면서 전달부재(40)가 움직이면서 암부재(31)와 본체(32)가 도면상 시계방향으로 움직이면서 도 4에 도시된 상태를 거쳐 도 5에 도시된 제1위치로 이동하게 된다.

가시광선 차단필터가 제1위치에서 제2위치로 움직이는 것은 앞서 설명한 제2위치에서 제1위치로 움직이는 것과 반대 방향의 모터 회전에 의해 이루어진다.

본 발명의 구성을 따를 경우 카메라의 렌즈와 케이싱의 렌즈보호창 사이에 가시광선 차단필터가 배치되게 되면서도 카메라 렌즈와 렌즈보호창 사이에는 암부재(31)의 일부와 본체(32) 및 가시광선 차단필터(33)만이 배치되는데 카메라 렌즈와 가시광선 차단필터(33) 사이의 거리는 가시광선 차단필터(33)가 움직이면서 카메라의 렌즈와 간섭이 발생하지 않을 정도면 되므로 카메라 렌즈와 렌즈보호창 사이에 배치되는 구성을 최소화할 수 있고 따라서 카메라 렌즈와 렌즈보호창 사이의 거리를 최소화할 수 있는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 구성에 의할 경우 카메라의 케이싱 폭과 거의 유사한 공간내에서 차단필터(33)를 구동할 수 있는 장점이 있다. 차단필터(33)를 좌우방향으로 슬라이드할 경우 차단필터(33)의 폭에 해당하는 공간이 확보되어야 하므로 감시 카메라의 전체적인 폭(좌우방향의 길이)이 커져야 하는 단점이 발생하고, 차단필터(33)를 상하방향으로 슬라이드를 할경우 역시 차단 필터(33)의 높이에 해당하는 공간이 확보되어야 하므로 감시 카메라의 전체적은 두께(상하방향의 길이)가 커져야 하는 문제점이 발생하는데 본 발명의 구성을 취할 경우 이러한 문제를 해결할 수 있다.

이하에서는 도 6 내지 도 9를 참조하면서 가시광선 차단필터에 의해 가시광선을 차단한 영상과 가시광선 차단필터를 사용하지 않는 영상을 비교함으로써 그 효과에 대하여 설명하기로 한다.

우선 도 6은 가시광선을 차단하지 않은 상태로 촬영한 화면이다. 안개에 의해 아래쪽에 위치한 나무들이 선명하지 않은 것을 확인할 수 있다. 이에 비하여 가시광선 차단필터에 의해 가시광선이 차단된 상태로 촬영된 영상인 도 7에서는 사진 아래쪽의 나무가 도 6의 사진에 비하여 현저하게 선명한 것을 확인할 수 있다. 이처럼 악천후에는 가시광선 차단필터를 이용하여 더욱 선명한 촬영 영상을 확보할 수 있음을 확인할 수 있다.

도 8 및 도 9는 짙은 색 필름으로 코팅된 차량을 촬영한 사진이다. 가시광선을 차단하지 않은 촬영 영상인 도 8에서는 차량의 내부가 전혀 촬영되지 않지만, 가시광선을 차단한 촬영 영상인 도 9에서는 차량의 내부를 상대적으로 선명하게 촬영할 수 있음을 확인할 수 있으며, 이러한 특징을 활용하면 고속도로 버스전용 차로에서 규정된 인원이 탑승하지 않은 채로 달리는 버스를 단속하기 위한 수단으로 사용될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명함으로써 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 제공하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 않는 범위 안에서 다양한 형태의 감시 카메라용 차단 필터 구동장치로 구체화될 수 있다.

10 : 모터 20 : 캠유닛
30 : 필터유닛 40 : 전달유닛

Claims (2)

1. 감시용 카메라와 상기 카메라를 그 내부에 수용하는 케이싱을 구비하여 감시 영상을 촬영하는 감시 카메라에 적용되는 가시광선 또는 적외선 차단 필터를 구동하기 위한 장치에 있어서,
   상기 카메라의 케이싱 상부에 마련되는 모터;
   상기 모터의 회전축과 수직하게 결합하여 상기 모터에 의해 회전하는 캠유닛;
   일단부가 상기 카메라 케이싱의 측면에 회전 가능하게 결합하는 암부재와, 상기 암부재의 타단부 쪽에 결합하는 본체와 상기 본체에 결합하는 가시광선 또는 적외선 차단 필터를 포함하는 필터유닛;
   일단부는 상기 캠유닛과 결합하고 타단부는 상기 암부재에 결합하는 전달유닛; 을 포함하여 구성되며,
   상기 캠유닛의 회전에 의해 상기 전달유닛이 이동하면서 상기 필터유닛의 차단필터가 상기 카메라의 렌즈 앞에 위치하는 제1위치와 상기 필터유닛의 차단필터가 상기 카메라 케이싱의 상면에 위치하여 렌즈와 간섭을 피하는 제2위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 감시 카메라용 차단 필터 구동장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 카메라는 내부에 적외선 차단 필터와 적외선 차단 필터 구동수단을 구비하고 있으며, 상기 필터유닛에는 가시광선 차단필터가 결합하는 것을 특징으로 하는 감시 카메라용 차단 필터 구동장치.
   
   
   

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