KR20230099474A - 광각 조명 광학계 - Google Patents

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illumination optical
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구원모
김지석
최영수
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한화비전 주식회사
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Abstract

본 발명은 광각 조명 광학계에 관한 발명이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계는 베이스, 상기 베이스 상에 회전 가능하게 배치되며, 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리, 둘레 방향을 따라 복수 개의 광원이 소정의 간격으로 구비되며, 내측에 상기 렌즈 어셈블리가 배치되는 광원 플레이트 및 상기 광원 플레이트 상에서 연장되는 부분이 상기 복수 개의 광원의 내측에 배치되며, 적어도 일부가 반경 방향 외측으로 기울어져 연장되어, 상기 복수 개의 광원에서 조사된 광을 반사시키는 반사 플레이트를 포함한다.

Description

광각 조명 광학계{Wide-angle illumination optical system}
본 발명은 광학계에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 광각 조명 광학계에 관한 발명이다.
공공안전 및 시설 모니터링을 위해 주거 시설, 상업 시설 또는 공업 시설 등에 감시 카메라가 다수 설치되고 있다. 감시 카메라는 설치 목적과 기능에 따라 초점 거리가 고정된 고정 초점 렌즈, 줌 기능이 있는 줌 렌즈를 이용해 촬영을 하고, 경우에 따라 야간 촬영을 위해 적외선 조명을 이용한다.
최근에는 넓은 화각을 확보하기 위해 여러 개의 렌즈를 활용하는 감시 카메라가 증가하고 있다. 이러한 감시 카메라는 회전 및 틸팅 기능을 이용해 화각 범위를 최대화하고 있는데, 이와 같은 제품에 적외선 조명이 적용될 경우 적외선 조명도 함께 회전 및 틸팅되어야 한다. 그런데 적외선 조명은 일반적으로 중심부의 세기가 강하고, 주변부로 갈수록 세기가 약해져 감시 카메라가 촬영한 화면 상에서 음영이 생겨, 화면의 주변부와 피사체를 구분하기 어려운 경우가 발생할 수 있다.
이를 해결하기 위해 종래 기술로서 적외선 조명의 조사각과 렌즈의 조사각을 일치시키거나, 여러 개의 적외선 조명을 설치하여 적외선 조사각을 확대하는 방법이 있다. 그러나 이들 방법으로는 180도 이상의 조사각을 구현하기 어렵고, 주변부의 적외선 조명의 세기가 줄어들어 적외선 조명의 균일도가 일정하지 않은 문제가 있다. 또한 적외선 조명을 다수 설치해야 하기 때문에 비용과 공간을 낭비하는 문제가 있다.
전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.
일본공개특허공보 제2001-005063호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 발명으로, 조명의 균일도를 높이고, 넓은 화각을 확보할 수 있는 광학계를 제공한다.
다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계는 베이스, 상기 베이스 상에 회전 가능하게 배치되며, 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리, 둘레 방향을 따라 복수 개의 광원이 소정의 간격으로 구비되며, 내측에 상기 렌즈 어셈블리가 배치되는 광원 플레이트 및 상기 광원 플레이트 상에서 연장되는 부분이 상기 복수 개의 광원의 내측에 배치되며, 적어도 일부가 반경 방향 외측으로 기울어져 연장되어, 상기 복수 개의 광원에서 조사된 광을 반사시키는 반사 플레이트를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계에 있어서, 상기 반사 플레이트는 적어도 일부가 반경 방향 외측으로 기울어져 연장되어, 단부가 높이 방향으로 상기 복수 개의 광원의 적어도 일부와 중첩되도록 배치되는 경사부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계에 있어서, 상기 광원 플레이트의 상면에서 높이 방향으로 수직으로 연장되는 지지부 및 상기 지지부와 상기 경사부의 사이에 배치되고, 상기 지지부의 상단에서 상기 경사부를 향해 내측으로 오목하게 연장되는 만곡부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계에 있어서, 상기 지지부와 상기 광원은 아래의 식을 만족할 수 있다.
Figure pat00001
여기서 φ는 상기 광원의 수직 방향 조사각이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계에 있어서, 상기 경사부는 단부가 상기 광원의 중심에서 수직으로 연장되는 가상선 상에 위치하거나 상기 가상선보다 내측에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계에 있어서, 상기 광원 플레이트는 상기 복수 개의 광원이 등간격으로 배치되는 안착부 및 상기 반사 플레이트가 배치되며, 상기 안착부의 내측에 배치되고, 상기 안착부의 상면보다 높이 돌출되어 단차를 형성하는 돌출부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계에 있어서, 상기 광원 플레이트는 상기 광원 플레이트의 중심에서 상기 복수 개의 광원을 향해 연장되는 가상선 상에 배치되며, 상기 돌출부 상에 배치되는 복수 개의 제1 연결부를 포함하고, 상기 반사 플레이트는 상기 복수 개의 제1 연결부와 결합되는 복수 개의 제2 연결부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계에 있어서, 상기 복수 개의 광원은 등간격으로 4개 이상 배치되어, 수평 방향으로 360도의 조사각을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계에 있어서, 상기 광원 플레이트가 상기 반사 플레이트와 연결되는 위치인 제1 연결부는 상기 광원과 일렬로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계에 있어서, 상기 경사부의 단부의 x축 좌표는 상기 광원의 원점의 x축 좌표와 페어링을 이룰 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계는 촬상 수단과 조명 수단을 모두 구비하는 광학계로서, 복수 개의 광원으로부터 조사되는 광을 반사시켜 균일한 광 세기와 넓은 조사각을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계는 반사 플레이트를 통해 수평 방향으로 360도, 수직 방향으로 180도 이상의 조사각을 확보할 수 있으며, 균일한 광 세기를 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계의 분해 사시도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스, 광원 플레이트 및 반사 플레이트를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 플레이트 및 반사 플레이트를 확대하여 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 플레이트를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계의 수직 방향으로의 광 조사량을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계의 수평 방향으로의 광 조사량을 나타낸다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계(10)의 분해 사시도를 나타내고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스(100), 광원 플레이트(200) 및 반사 플레이트(300)를 나타내고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 플레이트(200) 및 반사 플레이트(300)를 확대하여 나타내고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 플레이트(200)를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계(10)는 촬상 수단과 조명 수단을 모두 구비하는 광학 장치로서, 예를 들어 조명 수단을 갖는 CCTV일 수 있다. 광각 조명 광학계(10)는 상업용지 또는 공업용지 등의 천장이나 벽 등에 설치되어, 주변을 촬상 및 감시할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계(10)는 베이스(100), 광원 플레이트(200), 반사 플레이트(300), 렌즈 어셈블리(400) 및 커버(500)를 포함한다.
베이스(100)는 광각 조명 광학계(10)의 다른 구성을 지지하며, 광원 플레이트(200) 및 렌즈 어셈블리(400)가 설치되는 공간을 제공한다. 예를 들어 베이스(100)는 광원 플레이트(200) 및 렌즈 어셈블리(400)와 연결되는 인쇄회로기판일 수 있다. 또는 베이스(100)는 내부 또는 외부에 인쇄회로기판, 전원 등을 포함할 수 있다.
베이스(100)의 형상 및 크기는 특별히 한정하지 않으며, 광원 플레이트(200), 반사 플레이트(300) 및 렌즈 어셈블리(400)에 대응되는 형상 및 크기를 가질 수 있다. 예를 들어 베이스(100)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 원형 플레이트 형상을 가질 수 있다.
베이스(100)는 일면에 광각 조명 광학계(10)의 다른 구성이 배치된 상태에서, 다른 면이 벽이나 천장 등에 부착될 수 있다. 베이스(100)를 고정하는 방법 및 수단은 특별히 한정하지 않으며, 볼트 및 너트, 용접 또는 접착제나 기타 클램핑 부재 등을 이용해 베이스(100)를 고정할 수 있다.
광원 플레이트(200)는 베이스(100)의 상면에 배치될 수 있다. 광원 플레이트(200)는 하나 이상의 광원을 포함하며, 베이스(100)에 배치된 상태에서 소정의 각도로 광을 조사할 수 있다.
일 실시예로 광원 플레이트(200)는 고리 형상을 가지며, 상면에는 복수 개의 광원(L)이 소정의 간격으로 둘레 방향을 따라 배치될 수 있다. 광원 플레이트(200)는 베이스(100)와 동일한 외경을 갖거나 그보다 작은 외경을 가질 수 있다. 또한 광원 플레이트(200)의 내측에는 렌즈 어셈블리(400)가 배치될 수 있다. 광원 플레이트(200)의 내측에 노출된 베이스(100)의 상면에 렌즈 어셈블리(400)가 배치되어, 광원 플레이트(200)의 광원(L)이 광을 조사하는 방향으로 화상을 촬상할 수 있다.
일 실시예로 광원 플레이트(200)는 안착부(210) 및 돌출부(220)를 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 안착부(210)는 광원 플레이트(200)의 외측에 배치되는 고리 형상의 영역으로, 안착부(210)에는 복수 개의 광원(L)이 소정의 간격으로 배치될 수 있다. 광원(L)의 종류는 특별히 한정하지 않으며, 다양한 파장 및 세기의 광을 조사하는 광원(L)이 이용될 수 있다. 예를 들어 광원(L)은 LED 적외선 광원일 수 있다.
일 실시예로 복수 개의 광원(L)은 서로 동일한 간격으로 배치될 수 있다. 예를 들어 도 4에 나타낸 바와 같이, 광원 플레이트(200)의 중심 O를 중심으로 인접하는 2개의 광원(L)을 연장하는 가상선 사이의 각도는 ?틔? 일정할 수 있다. 이와 같이 복수 개의 광원(L) 사이의 각도를 일정하게 유지함으로써 광원(L)의 조사각 및 광 세기를 균일하게 유지할 수 있다.
도 4에는 6개의 광원(L)을 나타냈으나 그 개수는 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어 광원(L)은 5개 이하 또는 7개 이상 구비될 수 있다. 다만 수평 방향으로 360도의 조사각을 유지하기 위해 광원(L)은 4개 이상 구비되는 것이 바람직하다.
돌출부(220)는 안착부(210)의 내측에 배치되는 영역으로, 안착부(210)의 상면보다 높이 돌출되어 안착부(210)와 단차를 형성할 수 있다. 예를 들어 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 돌출부(220)의 상면에는 반사 플레이트(300)가 배치될 수 있다. 또한 돌출부(220)가 돌출되는 원점의 위치는 P0일 수 있다.
일 실시예로 돌출부(220)는 안착부(210)의 상면에서 높이 H만큼 돌출되며, 높이 H는 광원(L)의 원점(LO), 즉 광원(L)에서 광이 조사되는 원점의 높이보다 아래에 위치할 수 있다.
일 실시예로 광원 플레이트(200)는 하나 이상의 제1 연결부(230)를 더 포함할 수 있다. 제1 연결부(230)는 반사 플레이트(300)의 제2 연결부(340)와 연결되는 부분으로, 광원 플레이트(200)와 반사 플레이트(300)를 연결하는 역할을 한다. 예를 들어 제1 연결부(230)는 돌출부(220) 상에 소정의 간격으로 복수 개 배치될 수 있다.
일 실시예로 복수 개의 제1 연결부(230)는 돌출부(220) 상에 형성된 구멍으로, 복수 개의 제2 연결부(340)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 보다 구체적으로 도 1에 나타낸 바와 같이, 상면에서 보았을 때 제1 연결부(230) 및 제2 연결부(340)는 서로 중첩되도록 배치될 수 있다. 그리고 체결 부재(E)를 통해 제1 연결부(230)와 제2 연결부(340)가 연결될 수 있다. 또한 도면에는 나타내지 않았으나, 베이스(100)의 상면에도 제1 연결부(230) 및 제2 연결부(340)에 대응되는 결합공이 형성될 수 있다. 이에 따라 제1 연결부(230) 및 제2 연결부(340)를 관통한 체결 부재(E)는 베이스(100)의 상기 결합공에 삽입되어, 베이스(100) 상에 광원 플레이트(200) 및 반사 플레이트(300)를 고정할 수 있다.
일 실시예로 제1 연결부(230)는 광원 플레이트(200)의 중심 O에서 복수 개의 광원(L)을 향해 연장되는 가상선(VL) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어 도 4에 나타낸 바와 같이, 복수 개의 광원(L)은 안착부(210) 상에 중심 O를 기준으로 대칭되도록 배치될 수 있다. 그리고 제1 연결부(230)는 이들 광원(L)과 중심 O를 연장하는 가상선(VL) 상에, 돌출부(220) 상에 배치될 수 있다. 이에 따라 도 4에 나타낸 바와 같이, 가상선(VL) 상에는 중심 O를 기준으로 최외측에는 한 쌍의 광원(L)이 배치되고, 그 내측에는 한 쌍의 제1 연결부(230)가 배치될 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 광원 플레이트(200)와 반사 플레이트(300)가 연결되는 위치인 제1 연결부(230)와 광원(L)을 일렬로 배치시킬 수 있다. 이를 통해 광원(L)과 반사 플레이트(300)의 높이를 일정하게 유지할 수 있으며, 이에 따라 실제 설계 데이터와 동일한 광조사각을 유지할 수 있다.
일 실시예로 광원 플레이트(200)는 복수 개의 세그먼트로 이루어질 수 있다. 예를 들어 도 4에 나타낸 바와 같이, 광원 플레이트(200)는 중심 O을 중심으로 대칭인 한 쌍의 세그먼트(200a, 200b)로 이루어질 수 있다. 한 쌍의 세그먼트(200a, 200b)는 고리를 이등분한 형상을 가질 수 있다. 한 쌍의 세그먼트(200a, 200b)의 단부는 유격 d를 가질 수 있으며, 유격 d는 광원(L) 간의 각도가 ?틘? 유지하도록 설정될 수 있다.
이와 같이 광원 플레이트(200)를 복수 개의 세그먼트로 구성함으로써, 광원 플레이트(200)를 베이스(100) 및 반사 플레이트(300)에 보다 용이하게 결합할 수 있다.
반사 플레이트(300)는 광원 플레이트(200) 상에 배치되어, 광원(L)에서 조사된 광을 반사시킨다. 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 반사 플레이트(300)는 광원 플레이트(200)에 대응되는 고리 형상을 가질 수 있으며, 광원 플레이트(200)의 상면에 배치되어 반경 방향 외측으로 연장될 수 있다.
일 실시예로 반사 플레이트(300) 중 광원 플레이트(200) 상에서 연장되는 부분은 광원(L)의 내측에 배치되고, 적어도 일부가 반경 방향 외측으로 기울어져 연장될 수 있다. 일 실시예로 반사 플레이트(300)는 광원 플레이트(200)의 돌출부(220) 상에 배치될 수 있다.
일 실시예로 반사 플레이트(300)는 지지부(310), 만곡부(320) 및 경사부(330)를 포함할 수 있다.
지지부(310)는 광원 플레이트(200)의 상면에서 일 방향(예를 들어 도 3의 Y축 방향)으로 연장될 수 있다. 일 실시예로 지지부(310)는 반사 플레이트(300) 중 광원 플레이트(200)의 상면과 수직으로 연장되는 부분을 나타낼 수 있다. 또한 지지부(310)는 위치 Ps까지 연장될 수 있다.
일 실시예로 지지부(310)와 광원(L)은 아래의 식을 만족할 수 있다.
Figure pat00002
여기서 φ는 광원(L)의 수직 방향 조사각일 수 있다. 또한 φ는 180도 이하, 바람직하게는 160도 이하, 보다 바람직하게는 150도일 수 있다.
즉 지지부(310)의 최대 높이인 위치 Ps의 y축 좌표는, 광원(L)의 원점(LO)의 x축 좌표를 광원(L)의 수직 방향 조사각의 절반의 탄젠트 값으로 나눈 값에 광원(L)의 원점(LO)의 y축 좌표를 더한 값과 같거나 그보다 클 수 있다. 이와 같은 구성을 만족함으로써, 광원(L)으로부터 조사되는 광의 세기를 균일하게 유지할 수 있다.
보다 구체적으로 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계(10)의 수직 방향으로의 광 조사량을 나타내고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계(10)의 수평 방향으로의 광 조사량을 나타낸다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 구성을 만족하는 본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계(10)는 수직 방향으로 180도 이상, 보다 구체적으로 210도에 걸쳐 균일한 광 세기를 유지할 수 있으며, 수평 방향으로는 전 방향, 즉 360도에 걸쳐 균일한 광 세기를 유지할 수 있다.
만곡부(320)는 지지부(310)와 경사부(330)의 사이에 배치되고, 지지부(310)의 상단에서 경사부(330)를 향해 반경 방향 외측으로 소정의 곡률을 갖고 연장될 수 있다. 예를 들어 도 3에 나타낸 바와 같이, 지지부(310)의 상단, 즉 광원 플레이트(200)의 상면에서 수직으로 연장되는 영역의 단부인 위치 Ps에서 만곡부(320)가 연장될 수 있다. 또한 만곡부(320)는 내측을 향해, 즉 반사 플레이트(300)의 중심을 향해, 오목한 형상을 가질 수 있다.
만곡부(320)는 위치 PS에서 위치 PC까지 연장될 수 있다. 만곡부(320)는 지지부(310)와 경사부(330) 사이를 부드럽게 연결하는 곡면을 제공함으로써, 반사 플레이트(300) 및 이를 포함하는 광각 조명 광학계(10)의 성능 및 제조를 보장한다.
경사부(330)는 만곡부(320)에서 반경 방향 외측으로 연장된다. 예를 들어 도 3에 나타낸 바와 같이, 경사부(330)는 만곡부(320)의 단부인 위치 PC에서 위치 PR까지 연장될 수 있다. 일 실시예로 경사부(330)의 기울기는 위치 PC에서의 접선의 기울기와 동일할 수 있다.
일 실시예로 경사부(330)는 높이 방향으로 복수 개의 광원(L)의 적어도 일부와 중첩될 수 있다. 예를 들어 도 3에 나타낸 바와 같이, 경사부(330)의 아래에는 광원(L)이 배치될 수 있으며, 광원(L)의 원점(LO)을 포함하여 광원(L)의 적어도 일부는 경사부(330)와 Y축 방향으로 중첩될 수 있다.
일 실시예로 경사부(330)는 광원(L)과 페어링을 이룰 수 있다. 즉 경사부(330)의 위치는 광원(L)에 대응되는 위치를 가질 수 있다. 예를 들어 경사부(330)는 복수 개의 광원(L)에 대응되는 복수 개의 지점을 가질 수 있다. 특히 경사부(330)는 위치 PC에서 직선으로 연장되며, 위치 PR의 x축 좌표는 광원(L)의 원점(LO)의 x축 좌표와 동일할 수 있다. 경사부(330)의 단부의 x축 좌표는 광원(L)의 원점(LO)의 x축 좌표와 동일할 수 있다. 이를 통해 광원(L)의 광 조사량을 일정하게 유지할 수 있다. 또한 경사부(330)에 의해 반사되어 손실되는 광의 에너지를 최소화할 수 있다.
다른 실시예로 경사부(330)의 단부는 광원(L)의 원점(LO)보다 반경 방향으로 내측에 배치될 수 있다. 즉 위치 PO를 원점으로 했을 때, 위치 PR의 x축 좌표는 광원(L)의 원점(LO)의 x축 좌표보다 작을 수 있다.
일 실시예로 반사 플레이트(300)는 복수 개의 제2 연결부(340)를 더 포함할 수 있다. 제2 연결부(340)는 반사 플레이트(300)의 내측, 보다 구체적으로 지지부(310), 만곡부(320) 및 경사부(330)의 내측에 배치되는 구멍일 수 있다. 복수 개의 제2 연결부(340)는 각각 복수 개의 제1 연결부(230)에 대응되도록 배치될 수 있다. 제2 연결부(340)는 체결 부재(E)를 통해 제1 연결부(230)와 연결될 수 있다.
일 실시예로 반사 플레이트(300)는 복수 개의 세그먼트로 이루어질 수 있다. 예를 들어 도 1에 나타낸 바와 같이 반사 플레이트(300)는 광원 플레이트(200)의 세그먼트(200a, 200b)와 마찬가지로 서로 대칭인 2개의 세그먼트로 이루어질 수 있다. 반사 플레이트(300)의 각각의 세그먼트는 광원 플레이트(200)의 세그먼트(200a, 200b)에 대응될 수 있다.
렌즈 어셈블리(400)는 광각 조명 광학계(10)의 일측에 배치되어, 주변을 촬상한다. 렌즈 어셈블리(400)는 적어도 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 예를 들어 렌즈 어셈블리(400)는 4개 이상의 렌즈를 포함할 수 있다. 각각의 렌즈는 베이스(100)의 중심축을 기준으로 서로 독립적으로 회동할 수 있다. 일 실시예로 렌즈 어셈블리(400)는 베이스(100)의 상면에, 그리고 광원 플레이트(200)와 반사 플레이트(300)의 내측에 배치될 수 있다.
일 실시예로 렌즈 어셈블리(400)가 베이스(100) 상에 배치된 상태에서 각각의 렌즈는 반사 플레이트(300)보다 높게 배치될 수 있다.
커버(500)는 광각 조명 광학계(10)의 외측을 감싸도록 배치된다. 유리 또는 플라스틱 등 투명한 재질로 이루어지는 커버(500)는 반구형 또는 구의 일부를 절단한 형상을 가질 수 있다. 커버(500)는 내부 공간을 구비하며, 베이스(100) 상에 배치된 상태에서 내부에 광원 플레이트(200), 반사 플레이트(300) 및 렌즈 어셈블리(400)가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계(10)는 촬상 수단과 조명 수단을 모두 구비하는 광학계로서, 복수 개의 광원(L)으로부터 조사되는 광을 반사시켜 균일한 광 세기와 넓은 조사각을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광각 조명 광학계(10)는 반사 플레이트(300)를 통해 수평 방향으로 360도, 수직 방향으로 180도 이상의 조사각을 확보할 수 있으며, 균일한 광 세기를 유지할 수 있다.
이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.
실시예에서 설명하는 특정 기술 내용은 일 실시예들로서, 실시예의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다. 발명의 설명을 간결하고 명확하게 기재하기 위해, 종래의 일반적인 기술과 구성에 대한 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재는 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 표현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
발명의 설명 및 청구범위에 기재된 "상기" 또는 이와 유사한 지시어는 특별히 한정하지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 지칭할 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 또한, 실시예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시예들이 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
10: 광각 조명 광학계
100: 베이스
200: 광원 플레이트
300: 반사 플레이트
400: 렌즈 어셈블리
500: 커버
L: 광원

Claims (10)

  1. 베이스;
    상기 베이스 상에 회전 가능하게 배치되며, 하나 이상의 렌즈를 포함하는 렌즈 어셈블리;
    둘레 방향을 따라 복수 개의 광원이 소정의 간격으로 구비되며, 내측에 상기 렌즈 어셈블리가 배치되는 광원 플레이트; 및
    상기 광원 플레이트 상에서 연장되는 부분이 상기 복수 개의 광원의 내측에 배치되며, 적어도 일부가 반경 방향 외측으로 기울어져 연장되어, 상기 복수 개의 광원에서 조사된 광을 반사시키는 반사 플레이트;를 포함하는, 광각 조명 광학계.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 플레이트는 적어도 일부가 반경 방향 외측으로 기울어져 연장되어, 단부가 높이 방향으로 상기 복수 개의 광원의 적어도 일부와 중첩되도록 배치되는 경사부;를 포함하는, 광각 조명 광학계.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 광원 플레이트의 상면에서 높이 방향으로 수직으로 연장되는 지지부; 및
    상기 지지부와 상기 경사부의 사이에 배치되고, 상기 지지부의 상단에서 상기 경사부를 향해 내측으로 오목하게 연장되는 만곡부;를 포함하는, 광각 조명 광학계.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 지지부와 상기 광원은 아래의 식을 만족하는, 광각 조명 광학계.
    Figure pat00003

    여기서 φ는 상기 광원의 수직 방향 조사각이다.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 경사부는 단부가 상기 광원의 중심에서 수직으로 연장되는 가상선 상에 위치하거나 상기 가상선보다 내측에 위치하는, 광각 조명 광학계.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 광원 플레이트는
    상기 복수 개의 광원이 등간격으로 배치되는 안착부; 및
    상기 반사 플레이트가 배치되며, 상기 안착부의 내측에 배치되고, 상기 안착부의 상면보다 높이 돌출되어 단차를 형성하는 돌출부;를 포함하는, 광각 조명 광학계.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 광원 플레이트는 상기 광원 플레이트의 중심에서 상기 복수 개의 광원을 향해 연장되는 가상선 상에 배치되며, 상기 돌출부 상에 배치되는 복수 개의 제1 연결부를 포함하고,
    상기 반사 플레이트는 상기 복수 개의 제1 연결부와 결합되는 복수 개의 제2 연결부를 포함하는, 광각 조명 광학계.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 광원은 등간격으로 4개 이상 배치되어, 수평 방향으로 360도의 조사각을 갖는, 광각 조명 광학계.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 광원 플레이트가 상기 반사 플레이트와 연결되는 위치인 제1 연결부는 상기 광원과 일렬로 배치되는, 광각 조명 광학계.
  10. 제2 항에 있어서,
    상기 경사부의 단부의 x축 좌표는 상기 광원의 원점의 x축 좌표와 페어링을 이루는, 광각 조명 광학계.
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