KR20230085155A - 광학 장치 및 상기 광학 장치를 포함하는 광학 시스템 - Google Patents

광학 장치 및 상기 광학 장치를 포함하는 광학 시스템 Download PDF

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KR20230085155A
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adapter
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camera
focusing
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이지훈
송재선
김덕곤
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주식회사 삼양옵틱스
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Abstract

본 발명은 광학 장치에 관한 것으로서, 사용자 단말기로부터 수신된 제어 신호에 따라 초점을 조절하는 광학 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 광학 장치는 경통과, 포커싱 렌즈와, 상기 경통의 내부에서 상기 포커싱 렌즈를 이동시키는 구동부와, 사용자 단말기로부터 피사체와의 초점 거리를 조절하기 위한 초점 조절 명령을 수신하는 통신부, 및 상기 초점 조절 명령에 따라 상기 포커싱 렌즈의 위치를 이동시키기 위하여 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

광학 장치 및 상기 광학 장치를 포함하는 광학 시스템
본 발명은 광학 장치 및 상기 광학 장치를 포함하는 광학 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자 단말기로부터 수신된 제어 신호에 따라 초점을 조절하는 광학 장치 및 상기 광학 장치를 포함하는 광학 시스템에 관한 것이다.
머신 비전은 영상을 촬영하고, 처리하는 일련의 과정을 통하여 목적하는 결과를 도출하는 기술을 나타낸다. 예를 들어, 머신 비전은 광학계 및 처리계를 포함하여 구성될 수 있다. 광학계는 광을 수신하여 영상을 생성하는 역할을 수행하고, 처리계는 생성된 영상을 처리하여 결과값을 도출하는 역할을 수행한다.
산업 현장에서 머신 비전이 적용될 수 있다. 생산 라인에 구비된 광학계에 의해 제품의 생산 현황이 영상으로 생성되고, 사용자가 존재하고 있는 지점에서 처리계가 영상을 처리하여 사용자에게 제공할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 사용자 단말기로부터 수신된 제어 신호에 따라 초점을 조절하는 광학 장치 및 상기 광학 장치를 포함하는 광학 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 광학 장치는 경통과, 포커싱 렌즈와, 상기 경통의 내부에서 상기 포커싱 렌즈를 이동시키는 구동부와, 사용자 단말기로부터 피사체와의 초점 거리를 조절하기 위한 초점 조절 명령을 수신하는 통신부, 및 상기 초점 조절 명령에 따라 상기 포커싱 렌즈의 위치를 이동시키기 위하여 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 광학 시스템은 피사체에 대한 영상을 생성하는 카메라와, 상기 카메라에 결합되고, 입력된 광을 집중시켜 상기 카메라로 전달하는 광학 장치와, 상기 카메라에 의해 생성된 영상을 디스플레이하는 모니터링 장치, 및 상기 피사체와의 초점 거리를 조절하기 위한 초점 조절 명령을 상기 광학 장치로 송신하는 사용자 단말기를 포함하되, 상기 광학 장치는 상기 초점 조절 명령에 따라 상기 피사체에 대한 초점 거리를 조절한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 구동부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 거리 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 광학 장치와 카메라 간의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 포커싱 테이블을 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 포커싱 테이블이 이용되어 포커싱 렌즈의 위치가 이동하는 것을 나타낸 도면이다.
도 9는 사전에 설정된 거리만큼 포커싱 렌즈의 위치가 이동하는 것을 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 12는 사용자 단말기의 화면을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 장치를 나타낸 도면이다.
도 14는 광학 시스템의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 시스템(10)은 카메라(20), 광학 장치(30), 모니터링 장치(40) 및 사용자 단말기(50)를 포함하여 구성된다.
카메라(20)는 피사체에 대한 영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 카메라(20)는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등의 영상 센서를 포함할 수 있다. 카메라(20)로 입력된 광은 영상 센서에 의해 감지되고, 감지된 광이 전기 신호로 변환되어 디지털 영상이 생성될 수 있다.
광학 장치(30)는 카메라(20)에 결합되고, 입력된 광을 집중시켜 카메라(20)로 전달하는 역할을 수행한다. 이를 위하여, 광학 장치(30)는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈 중 적어도 하나는 피사체와의 초점 거리를 조절하기 위한 포커싱 렌즈일 수 있다 포커싱 렌즈는 위치가 조절될 수 있으며, 조절된 위치에 따라 피사체와의 초점 거리가 달라질 수 있다.
모니터링 장치(40)는 카메라(20)에 의해 생성된 영상을 디스플레이하는 역할을 수행한다. 모니터링 장치(40)는 카메라(20)에 대하여 원거리에 위치할 수 있다. 카메라(20)에 의해 생성된 영상은 유선 또는 무선으로 모니터링 장치(40)로 전달될 수 있다. 사용자는 모니터링 장치(40)를 통하여 카메라(20)에 의해 촬영된 영상을 확인할 수 있게 된다.
사용자 단말기(50)는 피사체와의 초점 거리를 조절하기 위한 초점 조절 명령을 광학 장치(30)로 송신할 수 있다. 본 발명에서 사용자 단말기(50)는 휴대폰, 스마트폰, 노트북 또는 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 단말기일 수 있으나, 본 발명의 사용자 단말기(50)가 휴대용 단말기에 한정되는 것은 아니다.
사용자 단말기(50)는 무선으로 광학 장치(30)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말기(50)와 광학 장치(30) 간의 통신 방식은 블루투스 또는 와이파이 등과 같은 근거리 무선 통신일 수 있다.
광학 장치(30)는 초점 조절 명령에 따라 피사체에 대한 초점 거리를 조절할 수 있다. 전술한 바와 같이, 광학 장치(30)는 위치 조절이 가능한 포커싱 렌즈를 포함할 수 있는데, 초점 조절 명령이 수신된 경우 광학 장치(30)는 초점 조절 명령에 따라 포커싱 렌즈의 위치를 조절하는 것이다. 이에, 피사체와의 초점 거리가 조절되고, 초점 거리가 조절된 영상이 모니터링 장치(40)를 통해 확인될 수 있다.
초점 조절 명령은 광학 장치(30)에 구비된 포커싱 렌즈의 위치에 대한 식별 부호를 포함할 수 있다. 광학 장치(30)는 복수의 식별 부호를 저장할 수 있으며, 복수의 식별 부호 각각에 포커싱 렌즈의 위치를 대응시켜 저장할 수 있다. 식별 부호가 수신된 경우 광학 장치(30)는 저장된 복수의 식별 부호 중 수신된 식별 부호에 대응하는 포커싱 렌즈의 위치를 추출하고, 해당 위치로 포커싱 렌즈를 이동시킬 수 있다.
복수의 피사체와의 초점 거리가 사전에 결정된 경우 사용자는 각 피사체와의 초점 거리에 대응하도록 식별 부호 및 위치를 광학 장치(30)에 저장시킬 수 있다. 그리고, 카메라(20)에 의해 특정 피사체가 촬상되는 경우 사용자는 해당 피사체에 대응하는 초점 거리로 광을 집중시키도록 광학 장치(30)를 조절할 수 있다. 이를 위하여, 사용자는 사용자 단말기(50)를 이용하여 식별 부호가 포함된 초점 조절 명령을 광학 장치(30)로 송신할 수 있다.
또는, 초점 조절 명령은 광학 장치(30)에 구비된 포커싱 렌즈의 이동 방향을 포함할 수 있다. 이동 방향이 수신된 경우 광학 장치(30)는 사전에 설정된 거리만큼 해당 이동 방향으로 포커싱 렌즈를 이동시킬 수 있다. 여기서, 이동 방향은 초점 거리를 감소시키는 방향이거나 초점 거리를 증가시키는 방향일 수 있다. 즉, 이동 방향은 광축(Ax)에 평행할 수 있다.
피사체와의 초점 거리를 미세하게 조절하고자 하는 경우 사용자는 사용자 단말기(50)를 이용하여 이동 방향이 포함된 초점 조절 명령을 광학 장치(30)로 송신할 수 있다. 이에, 광학 장치(30)는 해당 이동 방향으로 사전에 설정된 거리만큼 포커싱 렌즈를 이동시켜 초점 거리를 조절할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 9를 통하여 광학 장치(30)의 구성 및 기능에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 구동부의 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 2에 도시된 거리 센서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치(30)는 경통(110), 조리개(120), 렌즈(130), 구동부(140), 통신부(220), 제어부(230) 및 거리 센서(240)를 포함하여 구성된다.
경통(110)은 밀폐된 공간을 제공하여 렌즈(130) 및 구동부(140)를 수용할 수 있다. 경통(110)은 개구를 포함할 수 있고, 외부 광은 해당 개구를 통해 경통(110)의 내부로 유입될 수 있다.
조리개(120)는 경통(110)의 개구에 구비되어 경통(110)으로 유입되는 광의 양을 조절하는 역할을 수행한다. 조리개(120)는 경통(110)의 개구 중 적어도 일부를 차단할 수 있다. 조리개(120)가 경통(110)의 개구를 차단하는 정도에 따라 개구를 통해 유입되는 광의 양이 달라질 수 있다.
렌즈(130)는 경통(110)으로 유입되는 광을 집중시키는 역할을 수행한다. 광학 장치(30)는 복수의 렌즈(130)를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈(130) 중 적어도 하나는 포커싱 렌즈(131)일 수 있다. 포커싱 렌즈(131)는 경통(110)의 내부에서 위치가 이동될 수 있다. 예를 들어, 포커싱 렌즈(131)는 광축(Ax)에 평행한 방향으로 위치가 이동될 수 있다. 포커싱 렌즈(131)의 위치가 변경됨에 따라 렌즈(130)의 초점 거리가 변경될 수 있다.
구동부(140)는 경통(110)의 내부에서 포커싱 렌즈(131)를 이동시키는 역할을 수행한다. 예를 들어, 구동부(140)는 모터의 형태로 제공되어 회전력을 발생시킬 수 있다. 회전력은 포커싱 렌즈(131)를 수평 이동시키기 위한 힘으로 전환되고, 포커싱 렌즈(131)는 광축(Ax)을 따라 이동할 수 있게 된다.
통신부(220)는 사용자 단말기(50)로부터 피사체와의 초점 거리를 조절하기 위한 초점 조절 명령을 수신할 수 있다. 통신부(220)는 사용자 단말기(50)로부터 무선으로 초점 조절 명령을 수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(220)와 사용자 단말기(50) 간의 통신 방식은 블루투스 또는 와이파이와 같은 근거리 무선 통신일 수 있다.
제어부(230)는 통신부(220)를 통하여 수신된 초점 조절 명령에 따라 포커싱 렌즈(131)의 위치를 이동시키기 위하여 구동부(140)를 제어할 수 있다. 구동부(140)는 제어부(230)의 제어 명령에 따라 동작하여 포커싱 렌즈(131)의 위치를 이동시킬 수 있다. 도 3을 참조하여 설명하면, 구동부(140)의 동작에 따라 포커싱 렌즈(131)는 광축(Ax)을 따라 이동할 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 거리 센서(240)는 피사체(60)와의 거리를 감지하는 역할을 수행한다.
예를 들어, 거리 센서(240)는 광을 조사하고, 피사체(60)에 의해 반사된 광을 수광함으로써 피사체(60)와의 거리를 감지하거나, 초음파를 송신하고, 피사체(60)에 의해 반사된 초음파를 수신함으로써 피사체(60)와의 거리를 감지할 수 있다. 그러나, 본 발명의 거리 센서(240)에 의한 거리 감지 방식이 광 및 초음파에 의해 한정되는 것은 아니다.
제어부(230)는 거리 센서(240)에 의해 감지된 거리에 따라 포커싱 렌즈(131)를 이동시키도록 구동부(140)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(230)는 거리 센서(240)와 포커싱 렌즈(131) 간의 거리를 고려하여 피사체(60)에 대한 초점 거리를 산출하고, 해당 초점 거리에 대응되도록 포커싱 렌즈(131)의 위치를 이동시킬 수 있다.
피사체(60)에 대한 초점 거리가 사전에 결정되지 않은 경우 사용자는 거리 센서(240)에 의해 감지된 거리를 기초로 초점 거리가 생성되도록 하고, 이에 따라 포커싱 렌즈(131)의 위치를 이동시킬 수 있다.
다시 도 2를 설명하면, 경통(110), 포커싱 렌즈(131) 및 구동부(140)는 렌즈 모듈(100)에 포함되고, 통신부(220) 및 제어부(230)는 중계 모듈(200)에 포함될 수 있다. 여기서, 중계 모듈(200)은 하우징(210) 및 거리 센서(240)를 더 포함할 수 있다. 하우징(210)의 내부 또는 외부에 통신부(220), 제어부(230), 거리 센서(240)가 구비되어 일체화될 수 있다.
렌즈 모듈(100) 및 중계 모듈(200)은 서로 구별되는 객체로서, 렌즈 모듈(100) 및 중계 모듈(200)은 상호간에 탈착될 수 있다. 즉, 사용자는 선택적으로 렌즈 모듈(100) 및 중계 모듈(200)을 결합시키거나 렌즈 모듈(100) 및 중계 모듈(200)의 결합을 해제할 수 있다. 상호간의 탈착을 위하여 렌즈 모듈(100)은 제1 어댑터(310)를 포함하고, 중계 모듈(200)은 제2 어댑터(320)를 포함할 수 있다.
제1 어댑터(310)는 중계 모듈(200)과의 결합을 위하여 구비될 수 있다. 제2 어댑터(320)는 제1 어댑터(310)와의 결합을 위하여 구비될 수 있다. 즉, 제1 어댑터(310) 및 제2 어댑터(320)가 서로 결합되거나 결합 해제될 수 있는 것이다. 예를 들어, 제1 어댑터(310) 및 제2 어댑터(320)는 나사 결합될 수 있으나, 제1 어댑터(310)와 제2 어댑터(320) 간의 결합 방식이 나사 결합 방식에 한정되는 것은 아니다.
중계 모듈(200)은 카메라(20)와의 결합을 위한 제3 어댑터(330)를 포함할 수 있다. 제2 어댑터(320)와 제3 어댑터(330)의 사이에는 전력 중계선(250)이 구비될 수 있고, 제1 어댑터(310)와 구동부(140)의 사이에는 전력 전달선(150)이 구비될 수 있다. 전력 중계선(250)은 제3 어댑터(330)로 공급된 전력을 제2 어댑터(320)로 전달하는 역할을 수행한다. 전력 전달선(150)은 제1 어댑터(310)로 공급된 전력을 구동부(140)로 전달하는 역할을 수행한다. 제3 어댑터(330)로 공급되는 전력은 카메라(20)로부터 공급되는 것일 수 있다.
제1 어댑터(310)와 제2 어댑터(320)는 전력의 전달을 위한 전력 단자(미도시)를 각각 포함할 수 있다. 전력 중계선(250)을 통해 공급된 전력은 제2 어댑터(320)에서 제1 어댑터(310)로 전달되고, 이어서 전력 전달선(150)을 통해 구동부(140)로 공급될 수 있다.
이와 같이, 제3 어댑터(330)를 통하여 카메라(20)로부터 구동부(140)의 동작을 위한 전력이 공급되고, 공급된 전력은 제2 어댑터(320) 및 제1 어댑터(310)를 통하여 구동부(140)로 전달될 수 있다.
제3 어댑터(330)와 제어부(230)의 사이에는 제1 제어 중계선(261)이 구비되고, 제어부(230)와 제2 어댑터(320)의 사이에는 제2 제어 중계선(262)이 구비될 수 있다. 또한, 제1 어댑터(310)와 구동부(140)의 사이에는 제어 전달선(160)이 구비될 수 있다.
제3 어댑터(330)는 카메라(20)로부터 포커싱 렌즈(131)의 동작을 위한 제어 신호를 수신할 수 있다. 제어 신호는 제1 제어 중계선(261)을 통해 제어부(230)로 전달될 수 있다. 제어부(230)는 수신된 제어 신호에 따라 포커싱 렌즈(131)의 동작을 위한 제어 명령을 생성할 수 있다. 제어 명령은 제2 제어 중계선(262)을 통해 제2 어댑터(320)로 전달될 수 있다.
제1 어댑터(310)와 제2 어댑터(320)는 제어 신호의 전달을 위한 제어 단자(미도시)를 각각 포함할 수 있다. 제2 제어 중계선(262)을 통해 전달된 제어 명령은 제2 어댑터(320)에서 제1 어댑터(310)로 전달되고, 이어서 제어 전달선(160)을 통해 구동부(140)로 전달될 수 있다.
이와 같이, 제3 어댑터(330)를 통하여 카메라(20)로부터 구동부(140)의 동작을 위한 제어 신호가 입력될 수 있다. 제어 신호는 제어부(230)로 전달되고, 제어부(230)는 제어 신호에 따라 구동부(140)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(230)는 제어 신호에 대응하는 제어 명령을 생성하여 구동부(140)로 전달하는 것이다.
이상은 제어부(230)가 제어 신호에 대응하는 제어 명령을 생성하는 것을 설명하였으나, 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 제어부(230)는 수신된 제어 신호를 그대로 구동부(140)로 전달할 수도 있다. 즉, 제2 제어 중계선(262) 및 제어 전달선(160)을 통해 제어 신호가 전달되는 것으로서 구동부(140)는 전달된 제어 신호에 따라 동작하여 포커싱 렌즈(131)의 위치를 이동시킬 수 있다.
도 5는 광학 장치와 카메라 간의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 광학 장치(30)와 카메라(20)는 탈착될 수 있다.
카메라(20)는 제4 어댑터(340)를 포함할 수 있다. 제4 어댑터(340)는 중계 모듈(200)과의 결합을 위하여 구비될 수 있다. 중계 모듈(200)에 구비된 제3 어댑터(330)는 제4 어댑터(340)와의 결합을 위하여 구비될 수 있다. 즉, 제3 어댑터(330) 및 제4 어댑터(340)가 서로 결합되거나 결합 해제될 수 있는 것이다. 예를 들어, 제3 어댑터(330) 및 제4 어댑터(340)는 나사 결합될 수 있으나, 제3 어댑터(330)와 제4 어댑터(340) 간의 결합 방식이 나사 결합 방식에 한정되는 것은 아니다.
제1 어댑터(310)와 제2 어댑터(320)가 결합되고, 제3 어댑터(330)와 제4 어댑터(340)가 결합됨으로써 광학 장치(30)와 카메라(20) 간의 결합이 수행될 수 있다. 또한, 제3 어댑터(330)와 제4 어댑터(340) 간의 결합이 해제됨으로써 광학 장치(30)와 카메라(20) 간의 결합이 해제되고, 제1 어댑터(310)와 제2 어댑터(320) 간의 결합이 해제됨으로써 렌즈 모듈(100)과 중계 모듈(200) 간의 결합이 해제될 수 있다.
제4 어댑터(340)에는 전력 공급선(21) 및 제어 공급선(22)이 연결될 수 있다. 제3 어댑터(330)와 제4 어댑터(340)는 전력의 전달을 위한 전력 단자(미도시)를 각각 포함하고, 제어 신호의 전달을 위한 제어 단자(미도시)를 각각 포함할 수 있다. 전력 공급선(21)을 통해 공급된 전력은 제4 어댑터(340)에서 제3 어댑터(330)로 전달될 수 있다. 또한, 제어 공급선(22)을 통해 공급된 제어 신호는 제4 어댑터(340)에서 제3 어댑터(330)로 전달될 수 있다.
제1 어댑터(310) 및 제3 어댑터(330)는 동일한 형상을 갖는 것일 수 있다. 따라서, 제1 어댑터(310)와 제4 어댑터(340) 간의 결합 및 결합 해제가 수행될 수도 있다. 예를 들어, 중계 모듈(200)이 배제된 상태에서 렌즈 모듈(100)을 카메라(20)에 결합시키거나 렌즈 모듈(100)을 카메라(20)에서 결합 해제하는 것이 가능하다. 제1 어댑터(310)와 제4 어댑터(340)가 결합된 경우 전력 공급선(21)을 통해 공급된 전력은 제4 어댑터(340)에서 제1 어댑터(310)로 전달될 수 있다. 또한, 제어 공급선(22)을 통해 공급된 제어 신호는 제4 어댑터(340)에서 제1 어댑터(310)로 전달될 수 있다.
도 6은 포커싱 테이블을 나타낸 도면이고, 도 7 및 도 8은 포커싱 테이블이 이용되어 포커싱 렌즈의 위치가 이동하는 것을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 포커싱 테이블(70)은 식별 부호 및 포커싱 위치를 포함할 수 있다.
포커싱 테이블(70)은 복수의 식별 부호를 포함하고, 각 식별 부호에 대하여 포커싱 위치가 대응될 수 있다.
제어부(230)는 포커싱 테이블(70)을 참조하여 포커싱 렌즈(131)의 위치를 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 사용자 단말기(50)로부터 수신된 초점 조절 명령은 포커싱 렌즈(131)의 위치에 대한 식별 부호를 포함할 수 있다. 제어부(230)는 포커싱 테이블(70)에 포함된 복수의 식별 부호 중 초점 조절 명령에 포함된 식별 부호에 대응하는 포커싱 위치로 포커싱 렌즈(131)를 이동시키도록 구동부(140)를 제어할 수 있다. 즉, 제어부(230)는 식별 부호에 대응하는 포커싱 위치를 추출하고, 해당 포커싱 위치에 대응하는 제어 명령을 생성하여 구동부(140)로 전달할 수 있다. 구동부(140)는 제어 명령에 따라 동작하여 포커싱 렌즈(131)의 위치를 이동시킬 수 있다.
도 7을 참조하여 설명하면, 식별 부호에 대응하는 포커싱 위치는 사전에 결정될 수 있다.
도 7은 식별 부호 1에 대응하는 포커싱 위치에 포커싱 렌즈(131)가 유지되고 있는 것을 도시하고 있다.
도 8을 참조하면, 구동부(140)는 제어 명령에 따라 포커싱 렌즈(131)의 위치를 이동시킬 수 있다.
초점 조절 명령에 식별 부호 4가 포함된 경우 제어부(230)는 식별 부호 4에 대응하는 포커싱 위치로 포커싱 렌즈(131)를 이동시키기 위한 제어 명령을 생성할 수 있다. 제어 명령은 구동부(140)로 전달되고, 구동부(140)는 식별 부호 4에 대응하는 포커싱 위치로 포커싱 렌즈(131)를 이동시킬 수 있다.
이와 같은 방식으로 사전에 설정된 포커싱 위치로 포커싱 렌즈(131)를 이동시키는 것이 간편하게 수행될 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 포커싱 테이블(70)에 포함된 복수의 식별 부호 및 복수의 식별 부호 각각에 대응하는 포커싱 위치는 편집되어 저장될 수 있다. 예를 들어, 거리 센서(240)가 이용되어 피사체(60)에 대한 초점 거리가 새롭게 생성된 경우 사용자는 해당 초점 거리에 대응하는 포커싱 위치를 식별 부호에 대응시킬 수 있다. 또는, 후술하는 바와 같이 사용자는 포커싱 렌즈(131)의 위치를 미세 조절할 수 있다.
새로운 포커싱 위치는 기존의 식별 부호에 대응되거나 새로운 식별 부호에 대응되어 저장될 수 있다. 사용자는 새로운 포커싱 위치에 대응하는 식별 부호를 선택함으로써 포커싱 렌즈(131)의 위치를 조절할 수 있다.
도 9는 사전에 설정된 거리만큼 포커싱 렌즈의 위치가 이동하는 것을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 구동부(140)는 사전에 설정된 거리(D)만큼 포커싱 렌즈(131)의 위치를 이동시킬 수 있다.
사용자 단말기(50)로부터 수신된 초점 조절 명령은 포커싱 렌즈(131)의 이동 방향을 포함할 수 있다. 제어부(230)는 사전에 설정된 거리(D)만큼 해당 이동 방향으로 포커싱 렌즈(131)를 이동시키도록 구동부(140)를 제어할 수 있다. 구동부(140)는 제어 명령에 따라 동작하여 포커싱 렌즈(131)의 위치를 이동시킬 수 있다.
이동 방향을 이용한 포커싱 렌즈(131)의 이동은 초점 거리의 미세 조절에 이용될 수 있다. 이를 위하여, 이동 방향에 따른 사전에 설정된 거리(D)는 식별 부호에 따른 인접한 포커싱 위치 간의 거리에 비하여 작게 형성될 수 있다.
식별 부호에 따른 포커싱 렌즈(131)의 위치 조절이 수행된 이후에 사용자는 초점 거리를 미세하게 조절하고자 할 수 있다. 이러한 경우 사용자는 사용자 단말기(50)를 통하여 이동 방향이 포함된 초점 조절 명령을 송신할 수 있다. 광학 장치(30)는 수신된 초점 조절 명령에 따라 초점 거리를 미세하게 조절할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 사용자 단말기의 화면을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 사용자 단말기(50)의 화면은 촬상 영상(51), 초점 거리(52), 식별 버튼(53) 및 미세 조절 버튼(54)을 포함할 수 있다.
촬상 영상(51)은 카메라(20)에 의해 촬영된 영상을 나타낸다. 해당 영상은 카메라(20)로부터 직접 수신된 것이거나 모니터링 장치(40)로부터 수신된 것일 수 있다. 카메라(20) 및 모니터링 장치(40)와의 통신이 가능하지 않은 경우 촬상 영상(51)은 제거될 수 있다.
초점 거리(52)는 광학 장치(30)에 의해 제공되고 있는 현재의 초점 거리를 나타낸다. 광학 장치(30)는 포커싱 렌즈(131)의 위치를 참조하여 현재의 초점 거리를 산출할 수 있다. 산출된 초점 거리는 사용자 단말기(50)로 송신되고, 사용자 단말기(50)는 이를 출력할 수 있다.
광학 장치(30)는 실시간으로 초점 거리를 송신하거나 이벤트가 발생한 경우에 초점 거리를 송신할 수 있다. 예를 들어, 식별 부호에 따른 포커싱 렌즈(131)의 위치가 조절되거나, 이동 방향에 따른 포커싱 렌즈(131)의 위치가 조절되거나, 거리 센서(240)가 이용된 초점 거리가 판단된 경우 광학 장치(30)는 초점 거리를 송신할 수 있다. 사용자 단말기(50)는 초점 거리를 수신할 때마다 이전에 출력된 초점 거리를 새로운 초점 거리로 갱신하여 출력할 수 있다.
식별 버튼(53)은 식별 부호를 선택하기 위한 사용자 명령을 입력 받을 수 있다. 식별 버튼(53)은 복수 개가 구비될 수 있다. 각 식별 버튼(53)에 인접하여 해당 식별 버튼(53)에 대응하는 초점 거리(53a)가 표시될 수 있다. 사용자는 표시된 초점 거리(53a)를 참조하여 식별 버튼(53)을 선택할 수 있다.
사용자는 복수의 식별 버튼(53) 중 하나를 선택할 수 있다. 식별 버튼(53)이 선택된 경우 대응하는 식별 부호가 포함된 초점 조절 명령이 송신될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 식별 버튼 4를 선택한 경우 식별 부호 4를 포함하는 초점 조절 명령이 송신될 수 있다.
미세 조절 버튼(54)은 초점 거리를 미세하게 조절하고자 하는 사용자 명령을 입력 받을 수 있다. 식별 부호에 따라 초점 거리를 조절한 이후에 초점 거리를 미세하게 조절하고자 하는 경우 사용자는 미세 조절 버튼(54)을 선택할 수 있다.
도 10은 이미지의 형태로 식별 버튼(53) 및 미세 조절 버튼(54)이 제공된 것을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것으로서 물리적인 버튼의 형태로 식별 버튼 및 미세 조절 버튼이 제공될 수도 있다.
미세 조절 버튼(54)이 선택된 경우 사용자 단말기(50)의 화면은 초점 거리를 미세하게 조절할 수 있도록 하는 미세 조절 화면으로 전환될 수 있다. 도 11을 참조하여 설명하면, 미세 조절 버튼(54)이 선택된 경우 사용자 단말기(50)의 화면에서 식별 버튼(53)이 제거되고, 방향 버튼(55a, 55b) 및 편집 버튼(56)이 표시될 수 있다.
방향 버튼(55a, 55b)은 포커싱 렌즈(131)의 이동 방향을 선택하기 위한 사용자 명령을 입력 받을 수 있다. 방향 버튼(55a, 55b)은 감소 버튼(55a) 및 증가 버튼(55b)을 포함할 수 있다. 초점 거리를 감소시키고자 하는 경우 사용자는 감소 버튼(55a)을 선택할 수 있다. 또는, 초점 거리를 증가시키고자 하는 경우 사용자는 증가 버튼(55b)을 선택할 수 있다.
방향 버튼(55a, 55b)이 선택된 경우 대응하는 이동 방향이 포함된 초점 조절 명령이 송신될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 감소 버튼(55a)을 선택한 경우 초점 거리를 감소시키는 이동 방향이 포함된 초점 조절 명령이 송신될 수 있다. 한편, 사용자가 증가 버튼(55b)을 선택한 경우 초점 거리를 증가시키는 이동 방향이 포함된 초점 조절 명령이 송신될 수 있다. 초점 조절 명령이 수신된 경우 광학 장치(30)는 사전에 설정된 거리(D)만큼 초점 조절 명령에 포함된 이동 방향으로 포커싱 렌즈(131)를 이동시킬 수 있다.
미세 조절 화면은 편집 버튼(56)을 포함할 수 있다. 초점 거리가 미세하게 조절된 이후에 해당 초점 거리를 식별 부호에 대응시켜 저장하고자 하는 경우 사용자는 편집 버튼(56)을 선택할 수 있다.
도 11은 이미지의 형태로 방향 버튼(55a, 55b) 및 편집 버튼(56)이 제공된 것을 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것으로서 물리적인 버튼의 형태로 방향 버튼 및 편집 버튼이 제공될 수도 있다.
편집 버튼(56)이 선택된 경우 사용자 단말기(50)의 화면은 식별 부호에 초점 거리를 대응시켜 저장할 수 있도록 하는 저장 화면으로 전환될 수 있다. 도 12를 참조하여 설명하면, 편집 버튼(56)이 선택된 경우 사용자 단말기(50)의 화면에서 방향 버튼(55a, 55b) 및 편집 버튼(56)이 제거되고, 식별 버튼(57) 및 저장 버튼(58)이 표시될 수 있다.
식별 버튼(57)은 현재의 초점 거리를 대응시켜 저장하고자 하는 식별 부호를 선택하기 위한 사용자 명령을 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 현재의 초점 거리에 대하여 식별 부호 4에 대응시켜 저장하고자 하는 경우 사용자는 식별 버튼 4를 선택할 수 있다.
저장 버튼(58)은 사용자에 의해 선택된 식별 버튼(57)을 현재의 초점 거리에 대응시켜 저장하도록 하는 사용자 명령을 입력 받을 수 있다. 식별 버튼 4가 선택된 상태에서 저장 버튼(58)이 선택된 경우 사용자 단말기(50)는 선택된 식별 부호가 포함된 저장 명령을 생성하여 광학 장치(30)로 송신할 수 있다.
저장 명령을 수신한 광학 장치(30)는 수신된 저장 명령에 따라 포커싱 테이블(70)을 갱신할 수 있다. 예를 들어, 광학 장치(30)는 현재의 초점 거리에 대응하는 포커싱 렌즈(131)의 포커싱 위치와 저장 명령에 포함된 식별 부호에 대응시켜 포커싱 테이블(70)을 갱신할 수 있다. 포커싱 테이블(70)의 갱신은 광학 장치(30)의 제어부(230)에 의해 수행될 수 있다.
일단 포커싱 테이블(70)이 갱신된 이후에 광학 장치(30)는 갱신된 포커싱 테이블(70)에 따른 포커싱 렌즈(131)의 위치 이동을 수행할 수 있다. 즉, 식별 부호 4의 포커싱 위치가 변경된 이후에 식별 부호 4가 포함된 초점 조절 명령이 수신된 경우 광학 장치(30)는 변경된 포커싱 위치로 포커싱 렌즈(131)를 이동시킬 수 있다.
이상은 렌즈 모듈(100) 및 중계 모듈(200)을 포함하여 광학 장치(30)가 제공된 것을 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 광학 장치(30)는 단일체로 제공될 수도 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 장치를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 장치(80)는 경통(410), 조리개(420), 렌즈(430), 구동부(440), 통신부(450), 제어부(460) 및 거리 센서(470)를 포함하여 구성될 수 있다.
렌즈(430)는 포커싱 렌즈(431)를 포함할 수 있다. 경통(410), 조리개(420), 렌즈(430), 구동부(440), 통신부(450), 제어부(460) 및 거리 센서(470)는 전술한 경통(110), 조리개(120), 렌즈(130), 구동부(140), 통신부(220), 제어부(230) 및 거리 센서(240)의 기능 및 형태가 동일하거나 유사하므로 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
경통(410), 조리개(420), 렌즈(430), 구동부(440), 통신부(450), 제어부(460) 및 거리 센서(470)는 단일체로 구성될 수 있다. 즉, 경통(410), 조리개(420), 렌즈(430), 구동부(440), 통신부(450), 제어부(460) 및 거리 센서(470)가 하나의 모듈로 제작되어 활용될 수 있는 것이다.
광학 장치(80)는 카메라(20)와의 결합을 위한 어댑터(480)를 포함할 수 있다. 어댑터(480)의 형태 및 기능은 전술한 제3 어댑터(330)의 형태 및 기능과 동일할 수 있다. 어댑터(480)를 통하여 카메라(20)로부터 구동부(440)의 동작을 위한 전력이 공급될 수 있다.
도 13에 도시된 광학 장치(80)는 카메라(20)에 결합된 상태에서 사용자 단말기(50)로부터 초점 조절 명령을 수신함에 따라 포커싱 렌즈(431)의 위치를 조절하여 피사체(60)에 대한 초점 거리를 조절할 수 있다.
도 14는 광학 시스템의 예시적인 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 광학 시스템(10)은 서로 다른 초점 거리를 갖는 피사체(61, 62, 63)에 대한 모니터링 정보를 제공할 수 있다.
광학 장치(30)가 결합된 카메라(20)의 촬상 영역으로 서로 다른 초점 거리를 갖는 피사체(61, 62, 63)가 진입할 수 있다. 카메라(20)에 의해 촬영된 영상은 모니터링 장치(40)를 통하여 확인될 수 있다.
사용자는 사용자 단말기(50)를 이용하여 각 피사체(61, 62, 63)에 대응하는 초점 거리로 조절되도록 할 수 있다. 사용자 단말기(50)는 입력된 사용자 명령에 따라 초점 조절 명령을 송신하고, 광학 장치(30)는 수신된 초점 조절 명령에 따라 초점 거리를 조절할 수 있다.
한편, 특정 피사체(61, 62, 63)의 초점 거리가 식별 부호에 대응되어 저장되어 있지 않은 경우 사용자는 광학 장치(30)에 구비된 거리 센서에 의해 초점 거리가 조절되도록 하거나, 미세 초점 조절을 통하여 초점 거리가 조절되도록 할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 경통;
    포커싱 렌즈;
    상기 경통의 내부에서 상기 포커싱 렌즈를 이동시키는 구동부;
    사용자 단말기로부터 피사체와의 초점 거리를 조절하기 위한 초점 조절 명령을 수신하는 통신부; 및
    상기 초점 조절 명령에 따라 상기 포커싱 렌즈의 위치를 이동시키기 위하여 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 광학 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 초점 조절 명령은 상기 포커싱 렌즈의 위치에 대한 식별 부호를 포함하고,
    상기 제어부는 복수의 식별 부호 중 상기 식별 부호에 대응하는 포커싱 위치로 상기 포커싱 렌즈를 이동시키도록 상기 구동부를 제어하는 광학 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 초점 조절 명령은 상기 포커싱 렌즈의 이동 방향을 포함하고,
    상기 제어부는 사전에 설정된 거리만큼 상기 이동 방향으로 상기 포커싱 렌즈를 이동시키도록 상기 구동부를 제어하는 광학 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    피사체와의 거리를 감지하는 거리 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 감지된 거리에 따라 상기 포커싱 렌즈를 이동시키도록 상기 구동부를 제어하는 광학 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 경통, 포커싱 렌즈 및 구동부는 렌즈 모듈에 포함되고,
    상기 통신부 및 제어부는 중계 모듈에 포함되며,
    상기 렌즈 모듈 및 상기 중계 모듈은 탈착 가능한 광학 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 렌즈 모듈은 상기 중계 모듈과의 결합을 위한 제1 어댑터를 포함하고,
    상기 중계 모듈은,
    상기 제1 어댑터와의 결합을 위한 제2 어댑터; 및
    카메라와의 결합을 위한 제3 어댑터를 포함하는 광학 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제3 어댑터를 통하여 상기 카메라로부터 상기 구동부의 동작을 위한 전력이 공급되고,
    상기 공급된 전력은 상기 제2 어댑터 및 제1 어댑터를 통하여 상기 구동부로 전달되는 광학 장치.
  8. 피사체에 대한 영상을 생성하는 카메라;
    상기 카메라에 결합되고, 입력된 광을 집중시켜 상기 카메라로 전달하는 광학 장치;
    상기 카메라에 의해 생성된 영상을 디스플레이하는 모니터링 장치; 및
    상기 피사체와의 초점 거리를 조절하기 위한 초점 조절 명령을 상기 광학 장치로 송신하는 사용자 단말기를 포함하되,
    상기 광학 장치는 상기 초점 조절 명령에 따라 상기 피사체에 대한 초점 거리를 조절하는 광학 시스템.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 초점 조절 명령은 상기 광학 장치에 구비된 포커싱 렌즈의 위치에 대한 식별 부호를 포함하고,
    상기 광학 장치는 상기 식별 부호에 대응하여 저장된 포커싱 위치로 상기 포커싱 렌즈를 이동시키는 광학 시스템.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 초점 조절 명령은 상기 광학 장치에 구비된 포커싱 렌즈의 이동 방향을 포함하고,
    상기 광학 장치는 사전에 설정된 거리만큼 상기 이동 방향으로 상기 포커싱 렌즈를 이동시키는 광학 장치.
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