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KR101101779B1 - 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템 - Google Patents

폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템 Download PDF

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Publication number
KR101101779B1
KR101101779B1 KR1020110015426A KR20110015426A KR101101779B1 KR 101101779 B1 KR101101779 B1 KR 101101779B1 KR 1020110015426 A KR1020110015426 A KR 1020110015426A KR 20110015426 A KR20110015426 A KR 20110015426A KR 101101779 B1 KR101101779 B1 KR 101101779B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
lighting
camera
sensitivity
shutter
Prior art date
Application number
KR1020110015426A
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English (en)
Inventor
전덕관
Original Assignee
주식회사 아몬텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아몬텍 filed Critical 주식회사 아몬텍
Priority to KR1020110015426A priority Critical patent/KR101101779B1/ko
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

본 발명은, 촬영구역에 설치된 복수개의 조명장치(200)의 점멸 셔터 구동신호에 기초하여 점등하고, 점등 주기를 셔터 개폐주기에 정확하게 맞출 수 있으며, 감도정보 획득부(150)로 획득하는 감도 신호를 검출하여 점등시점과 셔터 노출시점을 정확하게 맞추도록 조정할 수 있고, 또한, 동일한 구역 내에 복수개의 카메라(10)가 설치될 경우, 카메라 제어부(11)를 독립적으로 구비하여 각 카메라(10)의 셔터 구동신호를 일괄 제어함으로써, 셔터 구동신호에 의해 동기화되는 점등신호도 일괄적으로 제어되도록 하여서 더 적은 전력 소모로 동일한 촬영 감도 신호를 획득할 수 있는 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템에 관한 것이다.

Description

폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템{Lamp control system linked CCTV camera}
본 발명은 폐쇄회로텔레비젼 카메라에서 촬상을 위한 셔터 노출시간에 맞추어 조명장치를 점등시키는 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로 감시 또는 보안을 목적으로 하는 폐쇄회로텔레비젼(CCTV : Closed-Circuit Television) 시스템은, 감시영역의 영상을 카메라로 촬영하여 소정 길이의 영상전송선로를 통해 영상기록장치(녹화기)로 전송하고 전송한 영상을 기록하거나 모니터에 출력시키도록 구성되며, 주정차 단속 시스템, 주차관리 시스템, 도로 교통상황 감시 시스템, 하천 수위 감시 시스템 등에서 다양하게 적용된다.
그리고, 감시영역의 조도에 따라 어두우면 감시영역을 밝힐 수 있는 조명장치로서, 최근에서는 저소비전력, 장수명 및 유지관리 측면에서 우수한 엘이디(LED : light emitted diode)를 채용하고 있으며, 최근에는 조명을 밝게 하기 위해서 제논 플래시 램프(Xe flash lamp)도 사용된다. 이때 엘이디(LED)는 가시광선용 엘이디뿐만 아니라 적외선용 엘이디도 채용될 수 있다.
이와 같은 폐쇄회로텔레비젼 시스템에서 카메라는, 셔터(shutter)를 주기적으로 개폐하여 셔터를 열었을 때에 촬상소자에 빛을 받아들이고 셔터를 닫았을 때에 촬상소자에 충전된 전하를 스캔하여 영상에 대응되는 전기신호를 얻는다.
따라서, 카메라를 촬영할 때에는 셔터를 열었을 때에만 빛이 감시영역을 밝히더라도 촬영한 영상은 동일하게 되므로, 촬영을 위한 조명장치의 점멸 주기와 셔터의 개폐주기를 동기화하면 조명장치의 소비전력을 감소시키고 그에 따른 발열량도 줄여서 수명을 연장시킬 수 있는 장점을 갖는다.
이를 위한 종래기술로서, 공개특허 제10-1993-7001801호 '차량용 번호판 관찰용 감시장치'가 있었다. 상기 종래기술은 차량용 번호판의 이미지를 얻는 과정에서 조명기와 카메라를 동시에 작동시키도록 구성되어서 고-피크 출력의 펄스인 적외선을 조사하여 선명한 이미지를 얻더라도 소비전력을 감소시킬 수 있었다.
하지만, 상기 종래기술은 정지 영상을 얻기 위한 기술에 한정되어 있고, 폐쇄회로텔레비젼시스템에서 요구되는 동영상 촬영을 위한 조명제어 기술에 대해서는 개시하지 않았다.
종래 동영상 촬영에 적용된 기술로서 공개특허 제10-2006-0127680호 '펄스식 적외선 레이저 조명기를 갖는 감시카메라'가 있었다. 상기 종래기술은, 레이저 다이오드의 발광주기와 카메라의 셔터 동작을 동기시키기 위해서, 레이저 다이오드의 주기적인 발광빛이 감시영역에 반사되어 돌아오면, 반사된 빛을 검출하여 클럭(clock)을 추출하고 추출한 클럭으로 카메라의 셔터를 동작하도록 구성되었다.
하지만, 상기 종래기술은 빛을 감지하는 연속 동작형 m-PD(photo diode)를 설치해야만 하고, m-PD 자체가 갖고 이는 측정오차 및 클럭 추출과정에서 발생되는 오차에 의해서 정확한 클럭 신호를 얻기 어려운 문제점을 갖고 있었고, 또한, 클럭 신호의 추출과정에서 소요되는 지연시간에 의해서 클럭 신호를 발광주기에 맞추기도 어려웠으며, 더욱이, 카메라 셔터의 개폐동작 주기는 촬영 영상을 위해 설정되는 값이어서 레이저 다이오드의 발광주기로 맞추게 되면 원하는 품질의 영상을 얻지 못하는 문제점도 있었다.
한편, 카메라에 의해 촬영되는 구역에는 복수개의 조명장치가 설치되는 데, 종래기술은 복수개의 조명장치를 카메라에 연동시켜 동시에 제어할 수 있게 구성되지도 아니 하는 한계가 있었다.
본 발명의 목적은, 촬영구역에 설치된 복수개의 조명장치의 점멸 셔터 구동신호에 기초하여 점등하고, 점등 주기를 셔터 개폐주기에 정확하게 맞출 수 있는 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 감도정보 획득부로 획득하는 감도 신호를 검출하여 점등시점과 셔터 노출시점을 정확하게 맞추도록 조정할 수 있는 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 동일한 구역 내에 복수개의 카메라가 설치될 경우, 카메라 제어부를 독립적으로 구비하여 각 카메라의 셔터 구동신호를 일괄 제어함으로써, 셔터 구동신호에 의해 동기화되는 점등신호도 일괄적으로 제어되도록 하여서 더 적은 전력 소모로 동일한 촬영 감도 신호를 획득할 수 있는 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템은, 카메라(10) 및 영상 처리장치(20)를 포함하여 구성되는 폐쇄회로텔레비젼 시스템에 연동되게 장착되어, 상기 카메라(10)의 촬영구역에 복수개로 설치된 조명장치(200)의 램프모듈(210)을 점등 제어하는 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템에 있어서, 상기 카메라(10)로부터 셔터 구동 신호를 입력받아 일정 시간 신호를 지연하여 지연된 신호를 출력하는 신호 지연부(110)와; 신호 지연부(110)로부터 지연된 셔터 구동 신호를 입력받아 동작 신호를 출력하는 신호 생성부(120)와; 조도신호를 입력받아 디지털 신호로 출력하는 A/D변환부(130)와; 상기 카메라(10)로부터 비디오 신호를 입력받아 촬상된 영상의 감도신호를 출력하는 감도정보 획득부(150)와; 신호 생성부(120), A/D변환부(130) 및 감도정보 획득부(150)로부터 각각 동작신호, 조도신호 및 감도신호를 입력받아서 주야를 판별하여 점등신호를 생성하고, 셔터 노출시점과 점등시점의 동기화를 위하여 신호 지연부(110)에 감도신호에 기초한 동기화 제어신호를 전송하는 마이컴(140); 및 마이컴(140)으로부터 점등신호를 입력받아 조명장치(200)에 전송하거나 조명장치(200)로부터 조도신호를 입력받는 근거리 통신모듈(160); 을 포함하여 구성되는 주제어장치(100); 촬영구역 내의 조도를 감지하고 조도신호를 생성하는 조도센서(230)와, 상기 주제어장치(100)로부터 생성된 점등신호를 전송받고, 조도신호를 주제어장치(100)에 전송하는 근거리 통신모듈(222)과, 근거리 통신모듈(222)로부터 입력되는 점등 신호에 따라 외부로부터 공급되는 전기를 단속하여 램프모듈(210)에 공급하는 램프모듈 드라이버(221)를 포함하여 구성된 조명제어부(220); 및 램프모듈 드라이버(221)에 의해 일정 주기로 점멸하는 램프모듈(210);을 포함하여 구성된 조명장치(200); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 카메라(10)와 함께 촬상구역에 설치된 복수개의 조명장치(200)의 점멸을 근거리 통신으로 카메라(10)의 셔터 동작에 동기시킬 수 있으며, 셔터 구동신호에 기초하여 점등신호를 생성하므로, 점등 주기를 셔터 개폐주기에 정확하게 맞출 수 있고, 점등구간에 대응되는 점등신호의 펄스폭도 정확하게 맞출 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 초기에 조명장치(200)의 점멸을 제어할 때에 조명장치(200)의 점등시점과 카메라(10) 셔터의 열림 시점이 일치하지 않는 경우에도 감도정보 획득부(150)로 획득하는 감도 신호를 검출하여 점등시점과 셔터 노출시점을 정확하게 맞추도록 조정할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 동일한 구역 내에 복수개의 카메라(10)가 설치될 경우, 카메라(10) 제어부를 독립적으로 구비하여 각 카메라(10)의 셔터 구동신호를 일괄 제어함으로써, 셔터 구동신호에 의해 동기화되는 점등신호도 일괄적으로 제어되도록 하여서 더 적은 전력 소모로 동일한 촬영 감도 신호를 획득할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은, 본 발명의 실시예에 따른 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템의 블록구성도.
도 2 는, 본 발명의 실시예에 따른 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템이 독립공간 내에 복수 구성된 예시도이다.
이하에서 본 발명의 실시예에 따른 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 은, 본 발명의 실시예에 따른 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템의 블록구성도이다.
도 1 에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템은, 카메라(10)와, 카메라(10)로부터 획득한 영상 정보를 화면상에 표시하거나 저장하는 영상 처리장치(20)와, 카메라(10)에 장착되어서 카메라(10)의 셔터(shutter)의 노출 시점에 맞게 조명장치(200)의 점등 신호를 생성하는 주제어장치(100) 및 주제어장치(100)로부터 점등 신호를 제공 받아 일정 주기로 점등되는 조명장치(200)를 포함하여 구성된다.
카메라(10)는, 렌즈로 들어오는 빛을 촬상소자를 이용하여 전기 신호인 비디오 신호로 변환하는 촬상모듈(12) 및 촬상모듈(12)의 광량을 조절하는 셔터(shutter)의 개폐 시점을 결정하고, 주제어장치(100) 또는 영상 처리장치(20)에 촬상모듈(12)로부터 획득한 비디오신호 또는 셔터의 개폐신호를 제공하는 카메라 제어부(11)를 포함하여 구성된다.
촬상모듈(12)은, 렌즈로 들어오는 빛을 촬상소자를 이용하여 전기 신호인 비디오 신호로 변환하며, CCD(charge couple device)모듈 또는 CMOS(comlementary metal oxide semiconductor)모듈로 구성된다. 촬상모듈(12)은 셔터가 열리는 노출시간(exposure duration)에 빛을 받아 촬상소자에 전하를 충전하고, 셔터를 닫아 다음에 셔터를 열기 전까지 대기하는 셔터 지연시간에는 촬상소자에 충전된 전하를 스캔하여 비디오 신호를 생성한다. 이때, 촬상되는 1개의 프레임(frame) 이미지는 even 프레임과 odd 프레임으로 이루어지는데, even 프레임과 odd 프레임을 얻기 위해서 각각 셔터를 열고 닫는 동작이 이루어지며, 따라서, 1개의 프레임 이미지를 획득하기 위해서는 2회의 셔터 노출시간 및 셔터 지연시간이 필요하다. 통상적으로 1초의 동영상을 구현하기 위해서는 30개의 프레임이 요구되고, 따라서 하나의 even 프레임 또는 odd 프레임을 획득하기 위해서는 1000ms/(30*2)=16.6ms의 시간이 소요되며, 이 중 셔터 노출시간은 0.61ms, 셔터 지연시간은 15.99ms로 이루어진다. 그리고, 이러한 셔터 노출시간 및 셔터 지연시간은 하술할 카메라 제어부(11)에 의해 결정된다.
카메라 제어부(11)는, 셔터 동작 신호를 생성하여 셔터의 개폐 시점을 결정함으로써 촬상모듈(12)이 빛에 노출되는 시간을 조절하고, 셔터 동작 신호를 주제어장치(100)에 제공하여 조명장치(200)의 점등 신호가 생성될 수 있도록 하며, 촬상모듈(12)로부터 생성된 비디오 신호를 영상 처리장치(20)에 전송하거나 주제어장치(100)에 제공하여 조명장치(200)의 점등과 셔터 노출시간이 동기화될 수 있도록 한다.
카메라 제어부(11)는 촬상모듈(12)과 함께 카메라(10)의 내부에 포함되는 구조로 도시하고 설명하였으나, 유사한 구역 또는 벽 등으로 구분된 개별적 독립공간에 복수개의 카메라(10)가 설치될 경우 이를 총괄하여 제어하는 별도의 제어장치로서 구성될 수도 있다. 이 경우 카메라 제어부(11)는 촬상모듈(12)의 셔터 구동 신호를 생성하고 셔터 구동 신호 및 촬상모듈(12)로부터 촬상된 비디오 신호를 주제어장치(100)에 전송하거나 비디오 신호를 영상 처리장치(20)에 전송하여 모니터(21)에 표시되거나 녹화기(22)에 녹화되도록 제어하는 장치를 의미하고, 카메라(10)는 하나의 독립적 기계장치로서의 의미보다는 카메라(10) 제어부와 촬상모듈(12) 등으로 이루어진 카메라(10) 시스템으로서의 의미로 해석되어야 바람직할 것이다.
영상 처리장치(20)는, 카메라(10)로부터 전송받은 영상을 화면상에 출력하는 모니터(21)와 영상을 저장하는 녹화기(22)를 포함하여 구성된다.
주제어장치(100)는, 카메라(10)로부터 셔터 구동 신호 및 비디오 신호를 전송받고, 하술할 조명장치(200)로부터 조도신호를 전송받아 조도신호로부터 점등 신호의 생성 여부를 결정하고, 셔터 구동신호로부터 조명장치(200)의 점등신호를 생성하며, 비디오 신호로부터 감도신호를 획득하여 점등 신호와 셔터신호가 동기화될 수 있도록 한다.
이를 위하여 주제어장치(100)는 카메라(10)의 셔터 구동 신호를 입력받아 일정 시간 신호를 지연하여 지연된 신호를 출력하는 신호 지연부(110)와, 신호 지연부(110)로부터 지연된 셔터 구동 신호를 입력받아 동작 신호를 출력하는 신호 생성부(120)와, 조도신호를 입력받아 디지털 신호로 출력하는 A/D변환부(130)와, 카메라(10)로부터 비디오 신호를 입력받아 촬상된 영상의 감도신호를 출력하는 감도정보 획득부(150)와, 신호 생성부(120), A/D변환부(130), 감도정보 획득부(150)로부터 각각 동작신호, 조도신호, 감도신호를 입력받아 주야를 판별하여 점등신호를 생성하고, 셔터 노출시점과 점등시점의 동기화를 위하여 신호 지연부(110)에 감도신호에 기초한 동기화 제어신호를 전송하는 마이컴(140) 및 마이컴(140)으로부터 점등신호를 입력받아 조명장치(200)에 전송하거나 조명장치(200)로부터 조도신호를 입력받는 근거리 통신모듈(160)을 포함하여 구성된다.
신호 지연부(110)는, 카메라(10)의 카메라(10) 제어부로부터 셔터 구동 신호를 입력받아 일정 시간 신호를 지연하여 지연된 신호를 신호 생성부(120)에 제공한다.
이를 좀 더 상세히 설명하면, 신호 지연부(110)는 신호 생성부(120)에서 동작신호를 생성하여 마이컴(140)이 동작신호에 의해 조명장치(200)를 점등할 때, 조명장치(200)의 점등시점과 카메라(10)의 셔터 개방시점이 일치되도록 카메라(10)의 셔터 구동신호를 지연시킨다. 다시말해, 신호 지연부(110)는, 주제어장치(100)의 신호 지연부(110)를 제외한 각부 및 조명장치(200)는 신호의 입력과 출력 사이에 각 소자의 특성에 의한 지연시간이 고정되어 있고, 카메라(10) 또한 셔터 구동신호의 입력으로부터 셔터가 개방되기까지의 일정한 지연시간이 발생하게 되는데, 이러한 신호의 최종 작동시점인 카메라(10) 셔터의 개방시점과 조명장치(200)의 점등시점을 동기화하기 위하여 주제어장치(100) 및 조명장치(200)의 작동 시발점을 설정하기 위한 구성이 된다.
따라서, 신호 지연부(110)는 조명장치(200)의 점등시점과 카메라(10) 셔터의 개방시점을 동기화하기 위하여 입력받은 카메라(10) 셔터 구동신호를 지연시켜 출력하게 되는데, 이때, 지연 시간은 마이컴(140)의 동기화판정수단에 의하여 결정된다.
신호 생성부(120)는, 신호 지연부(110)로부터 지연된 셔터 구동신호를 입력받아 마이컴(140)의 각부가 동작하는 동작신호를 마이컴(140)에 전달한다. 생성되는 신호는 0 내지 10ms의 폭을 갖는 펄스파 또는 구형파로 이루어질 수 있다.
근거리 통신모듈(160)은, 마이컴(140)에서 생성한 점등신호를 조명장치(200)에 전송하거나 조명장치(200)의 조도센서(230)로부터 획득한 조도신호를 전송받기 위한 구성으로서, 조명장치(200)의 근거리 통신모듈(222)과 연결되며, 유선의 통신선을 이용하거나 또는 지그비통신, 블루투스 통신 또는 UWB통신 등과 같은 무선통신방식 등 다양한 근거리 통신방식이 이용될 수 있으며, 본 발명의 기재에서 그 방식을 특정하는 것은 아니다.
A/D변환부(130)는, 근거리 통신모듈(160)로 전송된 아날로그 조도신호를 근거리 통신모듈(160)로부터 제공받아 디지털 신호로 변환하여 마이컴(140)에 전달한다.
감도정보 획득부(150)는, 카메라(10)의 촬상소자에 촬상된 영상의 감도신호를 카메라(10)로부터 전송되는 비디오 신호에서 획득하여 마이컴(140)에 전달한다.
감도신호는 카메라(10)의 촬상소자에 입사되는 빛의 광량에 따라 휘도 및 신호 레벨이 변동되는 것을 이용할 수 있으며, 상술한 신호 레벨은 광량에 따른 영상 신호의 크기를 나타내는 것으로서, 예를 들면 전압 크기의 레벨로 설명할 수 있으며, 광량이 적을수록 전압 크기가 낮아지는 특성을 이용하는 것이다.
이러한 비디오 신호의 감도신호는, 후술할 마이컴(140)에서 생성되는 점등 신호에 의해 조명장치(200)가 점등될 때, 조명장치(200)의 점등시점과 카메라(10)의 셔터 개방시점의 일치 여부를 판별하는 근거가 된다. 즉, 조명장치(200)의 점등시점과 카메라(10)의 셔터 개방시점이 일치하면 조명장치(200)에서 발산된 빛이 카메라(10)의 촬상소자에 입사되어 비디오 신호의 감도신호가 높게 나오지만, 상술한 두 시점이 일치하지 않으면 비디오 신호의 감도신호가 낮게 나오기 때문이다.
마이컴(140)은, 주야 판정수단(141), 점등신호 생성수단(142) 및 동기화 판정수단(143)으로 이루어지며, 상술한 신호 생성부(120), A/D변환부(130) 및 감도정보 획득부(150)로부터 각각 동작신호, 조도신호 및 감도신호를 입력받아 주야를 판별하여 점등신호를 생성하고, 셔터 노출시점과 점등시점의 동기화를 위하여 신호 지연부(110)에 감도신호에 기초한 동기화 제어신호를 전송한다.
주야 판정수단(141)은, A/D변환부(130)로부터 조도신호를 입력받아 입력받은 신호값으로부터 주간 또는 야간을 판별한다. 이때, 주야 판정수단(141)은 신호 생성부(120)로부터 동작신호를 입력받는 때에 조도신호의 입력을 차단하게 되는데, 이는 최초입력 이후 조도신호를 판별한 결과 야간인 상황으로 판단하여 점등신호를 생성하여 조명장치(200)를 점등할 때, 조명장치(200)의 점등시에도 조도신호를 계속적으로 입력받으면 주야를 판정하는데 오차가 발생하기 때문이다. 따라서, 주야 판정수단(141)은 신호 생성부(120)로부터 동작신호가 입력되는 시점에 조도신호의 입력을 차단하고, 신호 생성부(120)의 동작신호가 차단되는 시점에 다시 조도신호의 입력이 활성화되도록 하여 측정 오차를 줄일 수 있게 된다. 조도신호의 주야판정은 신호 생성부(120)의 동작신호에 의해 활성화된 후 차단되기까지의 입력값을 적분하여 계산된 값과 미리 설정한 수치를 비교하는 방법 또는 활성화된 후 차단되기까지의 입력시간 중에서 샘플링하여 선별된 조도신호값의 평균값과 미리 설정한 수치를 비교하는 방법 등 여러가지 신호 비교 방법이 적용될 수 있으며, 신호 생성부(120)의 동작신호 입력시점으로부터 차단시점까지를 제외한 시점에서의 측정으로서 주야를 판별하는 것이면 어느 것이든 가능하다.
한편, 주야 판정수단(141)은 판정된 정보를 점등신호 생성수단(142) 및 동기화 판정수단(143)에 제공한다. 주간의 경우 점등신호 및 동기화 제어신호를 생성할 필요가 없고, 따라서 점등신호 생성수단(142) 및 동기화 판정수단(143)을 구동하는데 필요한 전력 소모를 줄일 수 있기 때문이다.
점등신호 생성수단(142)은, 주야 판정수단(141)으로부터 주야 판정 정보를 제공받아 조명장치(200)를 점등하기 위한 점등 신호를 생성하여 근거리 통신모듈(160)에 제공한다.
이를 좀 더 상세히 설명하면, 점등신호 생성수단(142)은 주야 판정수단(141)의 판정 정보가 주간이면 점등신호를 생성하지 않고, 판정 정보가 야간일 경우에만 판정 점등 신호를 생성하여 근거리 통신모듈(160)에 제공한다. 이때 생성되는 점등신호는 미리 설정된 폭의 펄스를 가지는 신호일 수 있으며, 이 경우 펄스의 폭은 조명장치(200)가 1회에 점등되는 시간을 결정하게 된다.
동기화 판정수단(143)은, 감도정보 획득부(150)로부터 감도신호를 입력받아 조명장치(200)의 점등시점과 카메라(10)의 셔터 노출시점을 동기화한다.
이를 좀 더 상세히 설명하면, 동기화 판정수단(143)은 주야 판정수단(141)으로부터 주야 판정 정보를 제공받고, 제공받은 판정 정보가 야간일 경우에 동기화 판정을 하며, 감도정보 획득부(150)로부터 입력받은 감도신호를 판정하여 신호 지연부(110)에 동기화 제어신호를 전송한다.
동기화 판정 과정에 대해 살펴보면, 동기화 판정수단(143)은 주야 판정수단(141)으로부터 제공받은 주야 판정 정보가 야간이고, 감도정보 획득부(150)로부터 입력받은 감도신호가 설정된 수치 이하일 경우에 이를 셔터 노출시점과 점등시점이 일치하지 않은 것으로 판단하여 신호 지연부(110)의 지연시간을 쉬프트(shift)하는 동기화 제어신호를 신호 지연부(110)에 전송한다. 이 경우, 동기화 제어신호가 전송하는 동기화 제어신호는 신호 지연부(110)의 지연시간이 0 내지 16.6ms의 범위 내에서 일정 간격 순차적으로 쉬프트될 수 있도록 하는 것이 바람직하며 쉬프트 도중 감도정보 획득부(150)로부터 입력되는 감도신호가 최대가 되는 쉬프트의 량을 획득하고 이를 동기화된 지연시간으로 획득한다. 이는 카메라(10)에서 촬영되는 1개의 프레임은 even 및 odd 두개의 프레임으로 구성되며, 1초에 30개의 프레임이 요구되므로 even 또는 odd 프레임 중 하나의 프레임 촬영에 있어서 셔터 구동신호가 16.6ms마다 발생하기 때문이다. 동기화 제어신호에 의해 쉬프트되는 간격은 미리 설정된 수치 예를 들어 0.5ms로 설정할 수도 있고, 이 경우 동기화 완료까지 약 34번의 셔터구동시간인 최대 564.4ms의 시간이 소요되며, 보다 정확한 동기화를 위하여 사용자로부터 쉬프트 간격을 입력받을 수 있다.
한편, 동기화가 이루어진 후 동기화 판정수단(143)은 신호 지연부(110)에 전송할 동기화된 지연시간을 저장하고, 저장된 동기화된 지연시간을 신호 지연부(110)에 전송하여 셔터 노출시점과 조명장치(200) 점등시간을 동기화할 수 있도록 하며, 감도정보 획득부(150)로부터 입력받는 감도신호가 설정수치 이상 유지될 경우 반복적인 동기화 과정을 생략하여 소모전력을 감소하고 동기화과정에서 발생하는 프레임 손실을 방지한다. 이때, 신호 지연부(110)는 최종적으로 입력된 동기화 제어신호에 의하여 카메라(10)의 셔터 구동신호를 지연시켜 출력하게 되며 이는 일정 주기를 가지는 펄스파의 형태를 취할 수 있다.
조명장치(200)는, 카메라(10)가 설치되는 촬영구역 내에 복수개가 구비되며, 각 조명장치(200)는 주제어장치(100)로부터 생성된 점등신호를 전송받고, 조도신호를 주제어장치(100)에 전송하는 근거리 통신모듈(222)과, 근거리 통신모듈(160)로부터 입력되는 점등신호에 따라 외부로부터 공급되는 전기를 단속하여 램프모듈(210)에 공급하는 램프모듈 드라이버(221)로 구성된 조명제어부(220), 램프모듈 드라이버(221)에 의해 일정 주기로 점멸하는 램프모듈(210) 및 외부의 조도를 감지하고 조도신호를 생성하여 근거리 통신모듈(222)에 제공하는 조도센서(230)를 포함하여 구성된다.
조명제어부(220)는, 카메라(10)로 촬영하는 구역에 설치되는 복수개의 조명장치(200)에 각각 하나씩 장착되어서 카메라(10)의 셔터 열림 동작에 맞게 주기적으로 램프모듈(210)을 점등시키며, 주제어장치(100)로부터 전송받는 점등신호에 따라 외부로부터 공급되는 전기를 단속하여 램프모듈(210)에 공급하는 램프모듈 드라이버(221)와, 주제어장치(100)와 통신하여 점등신호를 전송받거나 또는 조도센서(230)로부터 생성된 조도신호를 주제어장치(100)에 전송하는 근거리 통신모듈(222)을 포함하여 구성된다. 이때, 근거리 통신모듈(222)은 주제어장치(100)의 근거리 통신모듈(160)과 통신하기 위한 구성으로서, 주제어장치(100)의 근거리 통신모듈(160)과 동일한 통신방식으로 이루어진다.
램프모듈(210)은, 램프모듈 드라이버(221)에 의해 단속되는 전기에 의하여 점멸을 반복하며, 램프모듈(210)의 점등시기는 카메라(10)의 셔터 노출시간과 동기화되어 카메라(10)의 셔터가 노출되는 시간에만 점등하도록 함으로써 전력 소모를 최소화할 수 있게 된다.
조도센서(230)는, 주위의 밝기에 따라 조명장치(200)의 점등을 제한하는 역할을 하며, 카메라(10)가 설치된 촬영구역의 조도를 감지하고 조도신호를 생성하여 주제어장치(100)에 제공한다. 즉, 조도센서(230)는 카메라(10)의 촬영구역 내 조도가 램프모듈(210)의 점등 없이 촬영 가능할 만큼 충분히 밝으면 램프모듈(210)을 소등시키기 위한 구성으로서, 실리콘 포토셀이나 CDS 포토셀로 구성될 수 있다.
도 2 는, 본 발명의 실시예에 따른 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템이 독립공간 내에 복수 구성된 예시도이다.
도 2 를 참조하면, 유사한 구역 또는 벽 등으로 구분된 개별적 독립 공간에 복수개의 카메라(10)가 설치될 경우 카메라(10)와 조명장치(200)를 연동하기 위한 예시로서, 카메라 제어부(11) 및 주제어장치(100)를 별도의 독립적인 구성으로 적용한 것이다.
아파트 지하주차장 또는 대형 마트의 주차장 등 기둥을 제외한 공간이 개방되어서 카메라(10) 1대로 촬영하기에는 공간이 매우 넓은 곳에 적용 가능한 구성으로서, 촬영구역 내에 하나의 카메라 제어부(11) 및 주제어장치(100), 복수개의 카메라(10) 및 조명장치(200)를 포함하여 구성된다.
이 경우, 각 카메라(10)는 촬상소자 및 셔터 등 비디오 신호를 획득하는 장치로 구성된 클라이언트역할을 하는 촬상모듈(12)과, 주제어장치(100) 및 각각의 촬상모듈(12)로 셔터 구동신호를 전송하고, 각 촬상모듈(12)로부터 비디오 신호를 입력받아 주제어장치(100) 및 영상 처리장치(20)에 제공하는 서버 역할을 하는 카메라 제어부(11)로 구성될 수 있다. 이때, 촬상모듈(12)과 카메라 제어부(11)는 유선 또는 무선으로 통신하여 제어신호 및 비디오 신호를 송수신할 수 있다.
주제어장치(100)는 카메라(10)의 카메라 제어부(11)로부터 셔터 구동신호 및 비디오 신호를 제공받아 셔터 동작시점과 조명장치(200)의 점등시점을 동기화하는데, 이때 동일한 셔터 구동신호에 의해 복수개의 카메라(10)가 동시에 셔터를 개방하게 되므로 각 조명장치(200) 또한 복수개가 동시에 점등된다. 이 경우 빛의 간섭에 의해 각 조명장치(200)가 개별적으로 점등되는것에 비해 같은 전력으로 더 밝은 조도를 형성할 수 있게 되는데, 감도정보 획득부(150)에 의해 획득된 감도신호 값이 설정된 값을 초과하는 경우, 즉, 감도 신호값이 너무 높을 경우에 주제어장치(100)는 생성되는 점등신호의 펄스 폭을 줄여 셔터 노출시간동안 촬상소자에 입사되는 빛의 양을 줄일 수 있고, 따라서 더 적은 전력소모로 개별적으로 조명장치(200)를 점등했을 경우와 동일한 감도 신호값을 획득할 수 있게 된다.
한편, 이 경우 조명장치(200)의 근거리 통신모듈(222)는 각 조명장치(200)별로 각각 구성될수도 있고, 촬상모듈(12)별 촬영구역 내의 조명장치(200)을 총괄하는 하나의 근거리 통신모듈(222)로서 구성될 수도 있으며, 이때의 근거리 통신모듈(222)는 네트워크 허브와 같은 역할을 한다.
10 : 카메라 11 : 카메라 제어부
12 : 촬상모듈 20 : 영상 처리장치
100 : 주제어장치 110 : 신호 지연부
120 : 신호 생성부 140 : 마이컴
141 : 주야 판정수단 142 : 점등신호 생성수단
143 : 동기화 판정수단 150 : 감도정보 획득부
200 : 조명장치 230 : 조도센서

Claims (4)

  1. 카메라(10) 및 영상 처리장치(20)를 포함하여 구성되는 폐쇄회로텔레비젼 시스템에 연동되게 장착되어, 상기 카메라(10)의 촬영구역에 복수개로 설치된 조명장치(200)의 램프모듈(210)을 점등 제어하는 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템에 있어서,
    상기 카메라(10)로부터 셔터 구동 신호를 입력받아 신호를 지연하여 지연된 신호를 출력하는 신호 지연부(110)와; 신호 지연부(110)로부터 지연된 셔터 구동 신호를 입력받아 동작 신호를 출력하는 신호 생성부(120)와; 조도신호를 입력받아 디지털 신호로 출력하는 A/D변환부(130)와; 상기 카메라(10)로부터 비디오 신호를 입력받아 촬상된 영상의 감도신호를 출력하는 감도정보 획득부(150)와; 신호 생성부(120), A/D변환부(130) 및 감도정보 획득부(150)로부터 각각 동작신호, 조도신호 및 감도신호를 입력받아서 주야를 판별하여 점등신호를 생성하고, 셔터 노출시점과 점등시점의 동기화를 위하여 신호 지연부(110)에 감도신호에 기초한 동기화 제어신호를 전송하는 마이컴(140); 및 마이컴(140)으로부터 점등신호를 입력받아 조명장치(200)에 전송하거나 조명장치(200)로부터 조도신호를 입력받는 근거리 통신모듈(160); 을 포함하여 구성되는 주제어장치(100);
    촬영구역 내의 조도를 감지하고 조도신호를 생성하는 조도센서(230)와, 상기 주제어장치(100)로부터 생성된 점등신호를 전송받고, 조도신호를 주제어장치(100)에 전송하는 근거리 통신모듈(222)과, 근거리 통신모듈(222)로부터 입력되는 점등 신호에 따라 외부로부터 공급되는 전기를 단속하여 램프모듈(210)에 공급하는 램프모듈 드라이버(221)를 포함하여 구성된 조명제어부(220); 및 램프모듈 드라이버(221)에 의해 점멸하는 램프모듈(210);을 포함하여 구성된 조명장치(200);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마이컴(140)은, 상기 신호 생성부(120)로부터 동작신호의 입력이 감지되면 조도신호의 입력을 차단하고, 조도신호의 입력이 차단된 때까지 입력된 조도신호의 값으로서 주간 또는 야간을 판정하는 것을 특징으로 하는 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 주제어장치(100)는, 주야 판정 정보가 야간이고, 상기 감도정보 획득부(150)로부터 입력받은 감도 신호가 설정된 수치 이하일 경우 상기 신호 지연부(110)의 지연시간을 순차적으로 쉬프트(shift)하는 동기화 제어신호를 신호 지연부(110)에 전송하며, 입력되는 감도신호가 최대가 되는 쉬프트의 량을 획득하여 동기화된 지연시간으로 저장하고 신호 지연부(110)에 제공함으로써, 상기 신호 지연부(110)로부터 균일하게 지연된 셔터 구동신호가 출력되도록 하는 것을 특징으로 하는 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 카메라(10)는, 복수개 설치되는 촬상모듈(12)과, 각각의 촬상모듈(12)로 동일한 셔터 구동신호를 전송하고, 각 촬상모듈(12)로부터 비디오 신호를 입력 받아 주제어장치(100) 및 영상 처리장치(20)에 제공하는 하나의 카메라 제어부(11)로 구성되며,
    상기 주제어장치(100)는, 상기 카메라(10)로부터 셔터 구동신호 및 비디오 신호를 제공받아 복수개의 조명장치(200)를 동시에 점등하는 점등신호를 생성하고, 상기 감도정보 획득부(150)에 의해 획득된 감도신호가 설정된 값을 초과하는 경우 생성되는 점등신호의 펄스 폭을 줄여 셔터 노출시간동안 촬상소자에 입사되는 빛의 양을 줄이는 것을 특징으로 하는 폐쇄회로텔레비젼 카메라 연동형 조명 제어시스템.
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