KR101299123B1 - Cctv 카메라용 비가시 레이저 투광등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라가 촬영하는 피사체에 레이저가 투사되도록 투광등의 각도를 조절하며, 특히 야간에 카메라의 노출을 피하기 위해 비가시광선 파장대역의 레이저 출력을 높여 조명이 투사되도록 하는 것을 특징으로 하는 CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 투광등은, MCU의 제어에 따라 전방에 위치한 피사체를 영상촬영하는 카메라와 상기 카메라가 촬영하는 피사체에 레이저를 제공하되 MCU의 제어에 따라 카메라가 촬영하는 피사체에 레이저가 투사되도록 구동되는 투광등으로 이루어지는 영상인식부 및 상기 카메라와 투광등에 전원을 공급하는 전원공급모듈과 상기 투광등을 제어하여 광이 발산되도록 신호를 제공하는 LD드라이버 및 상기 카메라, 투광등 또는 LD드라이버를 제어하는 제어신호를 발생하는 MCU로 이루어지는 구동부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등 {Invisible Laser light for CCTV camera}

본 발명은 CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라가 촬영하는 피사체에 레이저가 투사되도록 투광등의 각도를 조절하며, 특히 야간에 카메라의 노출을 피하기 위해 비가시광선 파장대역의 레이저 출력을 높여 조명이 투사되도록 하는 것을 특징으로 하는 CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등에 관한 것이다.

감시카메라는 주간에는 조명없이 피사체를 촬영하여 감시가 가능하나, 야간에는 조명을 통해 촬영을 해야만 한다. 휴전선 인근의 전방 또는 은폐가 필요한 곳에 설치되는 감시카메라의 경우, 서치라이트와 같은 조명방식을 이용하게 되면 카메라의 위치가 노출되는 이유로 비가시광선영역인 적외선을 이용하여 조명이 이루어지곤 한다.

그러나, 적외선을 이용한 조명의 경우 가시영역이 짧아 원거리 피사체의 촬영이 불가능한 문제가 있고, 이를 해결하기 위해 2개 이상의 렌즈를 이용하며, 각 렌즈의 위치를 별도로 조정하여 초점을 맞추며 투광등을 투사하는 방식을 이용하고 있다.

국내등록특허공보 제10-0926178호 (등록일자: 2009. 11. 03.) 는 레이저 투광장치에 관한 것으로서, 렌즈가 기본적으로 2개(접안렌즈와 대물렌즈) 형성되어 있으며, 대물렌즈의 위치값을 미리 촬영거리별로 저장하여 놓은 상태에서 대물렌즈의 현재위치와 최적의 위치정보를 비교한 후 최적의 위치에 대물렌즈가 위치하도록 하는 것을 특징으로 하고 있다. 그러나 상기 기술은 대물렌즈의 위치값을 미리 설정하여 룩업테이블로 저장해야 하는 번거로움이 있으며, 피사체의 거리에 대해 레이저 빔의 출력제어없이 단순히 대물렌즈의 거리만을 조정하는 한계가 있다.

KR 10-0926178 B1 2009. 11. 03.

본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명에 의하면, 고가의 렌즈 사용을 최소화하고 카메라가 촬영하는 피사체에 조명이 투사되도록 투광등의 각도조절이 가능하도록 하며, 비가시광선 파장대역의 광을 이용하여 CCTV 카메라의 촬영상황 노출이 방지되도록 하며, 비가시광선 파장대역 광의 출력을 높여 원거리 투사 및 촬영이 가능하도록 하는 CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등은, MCU의 제어에 따라 전방에 위치한 피사체를 영상촬영하는 카메라와 상기 카메라가 촬영하는 피사체에 레이저를 제공하되 MCU의 제어에 따라 카메라가 촬영하는 피사체에 레이저가 투사되도록 구동되는 투광등으로 이루어지는 영상인식부 및 상기 카메라와 투광등에 전원을 공급하는 전원공급모듈과 상기 투광등을 제어하여 광이 발산되도록 신호를 제공하는 LD드라이버 및 상기 카메라, 투광등 또는 LD드라이버를 제어하는 제어신호를 발생하는 MCU로 이루어지는 구동부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 투광등은, 전원공급모듈로부터 제공되는 전원을 레이저다이오드에 제공하는 전원입력모듈, 상기 전원입력모듈을 통해 제공되는 전원을 인가받은 상태에서 상기 LD드라이버에 의해 구동되어 900 ~ 1,000 nm 대역의 파장을 갖는 레이저를 발생시키는 레이저다이오드, 상기 레이저다이오드를 통해 발생된 레이저를 분산시키는 광분산모듈 및 상기 광분산모듈을 통해 분산되는 레이저를 외부로 투과시키는 광렌즈로 이루어지며, MCU의 제어신호에 따라 구동되는 투광등구동모듈에 의해 상기 카메라와 동일 평면상에서 좌측 또는 우측으로 구동됨으로써, 카메라가 촬영하는 피사체에 레이저가 투사되도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 광렌즈는, MCU의 제어신호에 따라 구동되는 렌즈구동모듈에 의해 전후로 구동됨으로써, 피사체에 투사되는 레이저의 직경을 조절할 수 있으며, 상기 MCU는 상기 레이저다이오드에 흐르는 전류의 세기를 제어함으로써 상기 카메라가 촬영하는 피사체에 투사되는 레이저의 세기를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 고가의 렌즈 사용을 최소화한 상태에서 투광등의 투사각을 조절함으로써, 카메라의 촬영지점에 대한 레이저의 투사가 가능한 장점이 있다.

또한 본 발명에 의하면, 비가시광선 파장대역의 광을 이용하기 때문에 카메라의 노출이 방지됨과 함께, 레이저다이오드를 흐르는 전류의 제어를 통해 레이저의 출력을 높이는 것이 가능하기 때문에 원거리 투사 및 촬영이 가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등의 외관을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등의 주요구성을 나타내는 블록도면.
도 3은 본 발명에 따른 CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등의 투광등을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등의 카메라와 투광등을 위에서 바라본 도면.
도 5는 본 발명에 따른 CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등을 이용하여 원거리 피사체를 촬영할 때 투광등의 조명 투사각이 제어되는 모습을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등의 투사각을 조절하는 일 실시 예를 나타내는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등의 외관을 나타내는 도면이며, 도 2는 주요구성을 나타내는 블록도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명은 카메라(110)와 투광등(120)으로 이루어지는 영상인식부(100)와 상기 영상인식부에 전원 및 제어신호를 제공하는 구동부(200)로 이루어지며, 필요에 따라 상기 영상인식부와 구동부를 덮는 커버(300)를 더 구비할 수 있다.

영상인식부(100)는 MCU(220)의 제어에 따라 전방에 위치한 피사체를 영상촬영하는 카메라(110)와, 상기 카메라가 촬영하는 피사체에 조명을 제공하되, 상기 MCU의 제어에 따라 카메라가 촬영하는 피사체에 조명이 투사되도록 구동되는 투광등(120)으로 이루어진다. 본 발명에서 상기 카메라와 투광등은 기본적으로 동일 평면상에 위치하는 것으로 하며, 상기 투광등의 투사각이 조절됨으로써 카메라가 촬영하는 피사체에 투광등에 의한 조명이 투사될 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 영상인식부를 형성하는 카메라(110)와 투광등(120)이 중심간거리(d)의 간격을 두고 상호 나란하게 위치한 모습을 보여주고 있다. 도 5는 원거리(L) 피사체(400)를 촬영할 때 투광등의 조명 투사각이 제어되는 모습을 나타내는 도면으로서, 도 5(a)는 카메라와 투광등이 상호 평행하게 위치하고 있음을 보여주며, 도 5(b)는 카메라가 촬영하는 피사체(400)를 향해 투광등의 투사각이 제어될 수 있음을 보여주고 있다.

투광등의 투사각 조절은 구동부에 구비된 MCU의 제어에 의해 이루어지며, 상기 MCU가 투광등구동모듈을 구동함으로써 투광등의 좌우 이동이 이루어질 수 있다. 도 6은 투광등구동모듈(127)에 의해 투광등의 투사각이 제어되는 일 실시 예의 도면으로서, 투광등의 후면 하부에 형성된 기아연결구조를 통해 투광등구동모듈에 의한 구동력이 투광등에 전달됨으로써, 상기 투광등이 좌우로 이동될 수 있음을 보여주고 있다.

본 발명의 MCU(220)는 카메라를 제어하여 일정 거리에 위치한 피사체를 촬영하도록 지시할 수 있다. 즉, 카메라의 초점을 조절함으로써 촬영 위치에 있는 피사체를 촬영할 수 있으며, 이에 따라 투광등의 투사각을 제어하여 카메라가 촬영하는 피사체를 투광등이 정확하게 투사하도록 할 수 있다.

도 5(b)를 참조하면, 카메라(110)가 원 거리(L) 전방에 위치한 피사체(400)를 촬영하도록 MCU에 의해 제어되는 경우, 투광등의 투사각(θ)이 상기 MCU에 의해 함께 제어되어 피사체에 대해 정확한 투사가 이루어짐을 알 수 있다. MCU(220)에 의한 투사각 제어는 예를 들면, 카메라(110)와 투광등(120)의 중심간거리(d)와 카메라(또는 투광등)와 피사체(400)와의 거리를 알면 쉽게 이루어질 수 있다. 즉,

과 같이, 중심간거리(d)와 거리(L)를 이용하여 투사각(θ)이 정해지게 되므로, MCU는 상기 투사각만큼 투광등을 이동하게 되면, 카메라가 촬영하는 피사체에 대한 정확한 조명이 가능하게 된다.

도 3은 본 발명의 투광등(120)을 나타내는 도면으로서, 상기 투광등은 전원입력모듈(121), 레이저다이오드(122), 광분산모듈(124) 및 광렌즈(125)로 구비되어 있다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 전원입력모듈은 구동부(200)에 구비된 전원공급모듈(230)로부터 제공되는 전원을 레이저다이오드에 제공하게 된다. 본 발명은 상용 AC전원을 그대로 상기 레이저다이오드에 제공할 수 있거나, 또는 상용 AC전원을 DC 10 ~ 20V로 정류하여 제공할 수도 있다.

상기 전원입력모듈을 통해 제공된 전원을 통해 레이저다이오드(122)로부터 레이저가 발생하게 된다. 상기 레이저다이오드는 전원입력모듈(121)을 통해 제공된 전원을 인가받은 상태에서 구동부(200)의 LD드라이버(210)를 통해 구동되게 되며, 900 ~ 1,000 nm 대역의 파장을 갖는 레이저를 발생하게 된다. 상기 900 ~ 1,000 nm 대역의 파장은 380 ~ 780 nm의 가시광선 파장대역을 벗어난 비가시 대역으로서, 본 발명은 야간에 카메라의 노출없이 투사가 가능하도록 상기 비가시 대역의 파장을 이용하도록 한다.

상기 레이저다이오드를 통해 발생된 레이저는 광케이블(123)을 거쳐 광분산모듈(124)을 통해 분산된다. 상기 레이저다이오드를 통해 발생된 레이저는 직진성이 강한 특성이 있기 때문에, 조명을 위해 적절히 분산되도록 제어할 필요가 있다. 따라서, 레이저가 상기 광분산모듈을 통해 분산됨으로써 일정 영역을 갖는 피사체의 촬영이 원활하게 이루어질 수 있다.

본 발명의 영상인식부(100)와 커버(300)의 재질은 상기 레이저다이오드(122)로부터 발생되는 열이 외부로 효과적으로 발산될 수 있도록 열전도율이 좋은 물질로 이루어지도록 하며, 본 발명에서는 상기 영상인식부, 커버 및 구동부의 외부케이스를 알루미늄재질로 함으로써, 열발산이 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다. 또한, 상기 투광등의 표면 또한 알루미늄 재질로 함으로써 열이 효과적으로 발산되도록 하되, 열 발산 표면적을 넓히기 위해 외부표면을 주름관 형태로 구성할 수도 있다.

상기 투광등(120)은 표면이 알루미늄 재질로 이루어지며 또한 밀폐구조를 형성하게 되는데, 광분산모듈을 통해 분산된 레이저가 알루미늄 재질의 상기 투광등의 표면을 반사하며 빛의 손실없이 외부로 투사되게 된다. 도 3을 참조하면, 광분산모듈(124)을 통과한 레이저가 광렌즈(125)를 통과하여 외부로 발산됨을 알 수 있다. 이때 레이저가 상기 광분산모듈을 통해 분산되어 투광등의 표면에 부딪히는 경우에도 전면의 상기 광렌즈를 통해 외부로 투사될 수 있게 된다.

상기 광렌즈(125)는 투광등의 전면에 형성되며, 투광등의 내부표면과 밀폐되도록 상호 연결되며, 피사체에 투사되는 광의 직경이 조절될 수 있도록 투광등의 전후로 구동되도록 한다. 도 3을 참조하면, 광렌즈가 전면 B방향으로 전진하여 위치하는 경우 피사체에 투사되는 광의 직경이 커질 수 있으며, 후면 A방향으로 후진하여 위치하는 경우 피사체에 투사되는 광의 직경이 작아질 수 있다.

광렌즈의 전후 구동은 렌즈구동모듈(126)을 통해 이루어질 수 있으며, 전후구동방식은 특별히 제한되지 않으나, 도 6과 같이 기어동력전달방식을 사용하는 것도 가능하다. 이 경우 도 6의 투광등구동모듈이 렌즈구동모듈로, 투광등이 광렌즈로 대체되는 경우 광렌즈의 전후 구동이 가능하게 된다. 또한, 본 발명의 광렌즈는 빛을 모을 수 있는 볼록렌즈로 하되, 단면만 볼록렌즈로 형성해도 무방하며, 렌즈를 하나만 사용하는 것이 가능하기 때문에 제조단가가 절감되는 효과가 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 MCU(220)는 전원공급모듈(230)로부터 전원을 공급받으며, 카메라(110), LD드라이버(210) 및 투광등(120)을 제어할 수 있다.

상기 MCU는 제어신호를 통해 카메라가 촬영할 피사체에 영상의 중심이 맞춰지도록 제어할 수 있다. 이때 피사체와 카메라와의 거리가 측정될 수 있으며, 측정된 거리를 토대로 투광등구동모듈을 구동하여 투광등의 투사각을 제어할 수 있다.

피사체와 카메라와의 거리에 따라 투사되는 광(레이저)의 직경을 달리할 필요가 있다. 상기 MCU는 광렌즈를 전후로 구동시키는 렌즈구동모듈 제어신호를 발생함으로써 피사체에 투사되는 광의 직경을 늘이거나 줄일 수 있다. 예를 들면, 거리 : 광직경 = 100m : 4m = 250m : 10m = 500m : 20m = 1km : 40m 등이 되도록 광렌즈를 전후 구동함으로써, 거리에 따라 촬영되는 범위가 달라지도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 MCU는 전원입력모듈을 통해 레이저다이오드에 입력되는 전류를 제어할 수 있다. 전류제어를 통해 카메라가 촬영하는 피사체에 투사되는 레이저의 세기를 조절할 수있으며, 레이저다이오드에 가해지는 영향을 최소화한 상태에서 원거리에 위치한 피사체의 촬영이 가능하게 된다.

레이저다이오드에 인가되는 전압을 조절하는 경우, 전압의 크기에 따라 상기 레이저다이오드가 소산될 우려가 있는 반면, 일정 전압이 인가되는 상황에서 흐르는 전류를 조절하는 경우 레이저다이오드에 가해지는 충격이 없이 출력을 조절하는 것이 가능하다. 원거리에 대한 조명이 효과적으로 이루어지기 위해서는 레이저다이오드를 통한 레이저출력을 증가시킬 필요가 있다.

본 발명에서는 10 ~ 20W(와트)의 고출력이 가능한 레이저다이오드를 사용하며, 이를 통해 500m 이상의 원 거리에 위치한 피사체에 대해서도 촬영이 가능하도록 할 수 있다. 레이저다이오드의 출력이 약할 경우, 레이저가 원 거리까지 도달할 가능성이 낮아지게 되는데, 원 거리 조명을 위해서는 레이저다이오드를 통해 발생되는 레이저의 출력을 높게 올릴 필요가 있다.

본 발명에 의하면, 카메라가 촬영하는 피사체와의 거리에 따라 레이저다이오드에 인가되는 전류의 세기가 MCU를 통해 자동으로 조절될 수 있으며, 필요에 따라서는 전류의 세기를 수동으로 조절가능하도록 함으로써 원 거리의 피사체에 대한 영상촬영이 용이하게 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, 고가의 렌즈 사용을 최소화한 상태에서 투광등의 투사각을 조절함으로써, 카메라의 촬영지점에 대한 레이저의 투사가 가능하며, 비가시광선 파장대역의 광을 이용하기 때문에 카메라의 노출이 방지됨과 함께, 레이저다이오드를 흐르는 전류의 제어를 통해 레이저의 출력을 높이는 것이 가능하여 원거리 투사 및 촬영이 가능한 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로서 이해되어야 하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

100: 영상인식부
110: 카메라 120: 투광등
121: 전원입력모듈 122: 레이저다이오드
123: 광케이블 124: 광분산모듈
125: 광렌즈 126: 렌즈구동모듈
127: 투광등구동모듈
200: 구동부
210: LD드라이버 220: MCU
230: 전원공급모듈
300: 커버 400: 피사체
d: 중심간거리 θ: 투사각

Claims (5)

1. CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등에 있어서,
   MCU의 제어에 따라 전방에 위치한 피사체를 영상촬영하는 카메라와, 상기 카메라가 촬영하는 피사체에 레이저를 제공하되, MCU의 제어에 따라 카메라가 촬영하는 피사체에 레이저가 투사되도록 구동되는 투광등으로 이루어지는 영상인식부; 및
   상기 카메라와 투광등에 전원을 공급하는 전원공급모듈과, 상기 투광등을 제어하여 광이 발산되도록 신호를 제공하는 LD드라이버 및 상기 카메라, 투광등 또는 LD드라이버를 제어하는 제어신호를 발생하는 MCU로 이루어지는 구동부;
   로 이루어지며,
   상기 투광등은, 상기 전원공급모듈로부터 제공되는 전원을 레이저다이오드에 제공하는 전원입력모듈; 상기 전원입력모듈을 통해 제공되는 전원을 인가받은 상태에서, 상기 LD드라이버에 의해 구동되어 900 ~ 1,000 nm 대역의 파장을 갖는 레이저를 발생시키는 레이저다이오드; 상기 레이저다이오드를 통해 발생된 레이저를 분산시키는 광분산모듈; 및 상기 광분산모듈을 통해 분산되는 레이저를 외부로 투과시키는 광렌즈;로 이루어지며,
   상기 광렌즈는, 상기 MCU의 제어신호에 따라 구동되는 렌즈구동모듈에 의해 전후로 구동됨으로써 피사체에 투사되는 레이저의 직경을 조절하고, 단면만 볼록렌즈로 형성된 상태에서 투광등의 전면에 형성되며, 상기 투광등의 내부표면과 밀폐되도록 상호 연결되며,
   상기 영상인식부, 커버 및 투광등 표면의 재질은, 열전도율이 좋은 알루미늄재질로 하되, 상기 투광등의 외부표면은 열 발산 표면적을 넓히기 위해 주름관 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 투광등은,
   상기 MCU의 제어신호에 따라 구동되는 투광등구동모듈에 의해 상기 카메라와 동일 평면상에서 좌측 또는 우측으로 구동됨으로써, 카메라가 촬영하는 피사체에 레이저가 투사되도록 하는 것을 특징으로 하는 CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 MCU는,
   상기 레이저다이오드에 흐르는 전류의 세기를 제어함으로써, 상기 카메라가 촬영하는 피사체에 투사되는 레이저의 세기를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 CCTV 카메라용 비가시 레이저 투광등.
   

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