KR101412189B1 - 줌 렌즈에 연동되어 적외선의 광량 및 발산각을 자동 조절하는 감시 카메라용 투광기 컨트롤러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감시 카메라에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피사체를 줌-인 또는 줌-아웃으로 촬영하기 위해서 줌 렌즈가 이동하는 때에 그에 맞추어 피사체를 조명하는 적외선의 광량 및 발산각을 자동으로 조절하여서, 불필요한 광 손실을 예방하면서 고품질의 감시 영상을 취득할 수 있는 줌 렌즈에 연동되어 적외선의 광량 및 발산각을 자동 조절하는 감시 카메라용 투광기 컨트롤러에 관한 것이다.
본 발명에 따른 줌 렌즈에 연동되어 적외선의 광량 및 발산각을 자동 조절하는 감시 카메라용 투광기 컨트롤러는 줌 렌즈의 구동을 제어하는 줌렌즈제어부; 투광기의 구동을 제어하는 투광기제어부; 상기 줌렌즈제어부를 통해 줌 렌즈의 초점거리에 관한 데이트를 취득하고, 취득된 줌 렌즈의 초점거리에 따라 상기 투광기제어부를 제어하여 투광기가 피사체를 조명하는 적외선의 광량 및 발산각이 조절되도록 하는 주제어부;를 포함하여 이루어진다.

Description

줌 렌즈에 연동되어 적외선의 광량 및 발산각을 자동 조절하는 감시 카메라용 투광기 컨트롤러{Controller of a footlight for CCTV automatically regulating amonnt of light and divergent angle by location of zoom lens}

본 발명은 감시 카메라의 투광기를 조절하는 투광기 컨트롤러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피사체를 줌-인 또는 줌-아웃으로 촬영하기 위해서 줌 렌즈가 이동하는 때에 그에 맞추어 피사체를 조명하는 적외선의 광량 및 발산각을 자동으로 조절하여서, 불필요한 광 손실을 예방하면서 고품질의 감시 영상을 취득할 수 있는 줌 렌즈에 연동되어 적외선의 광량 및 발산각을 자동 조절하는 감시 카메라용 투광기 컨트롤러에 관한 것이다.

감시를 목적으로 사용되는 감시 카메라의 경우 태양광이 확보되는 주간에는 일반 촬영으로 전방 영상을 촬영하게 되고, 광원의 확보가 어려운 야간에는 적외선 조명으로 전방 영상을 촬영하게 된다.

이와 같은 감시 카메라와 관련한 종래기술로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1069185호 "감시용 카메라에서의 피사체 접근 감시장치 및 방법", 등록번호 제10-0962434호 "감시 카메라", 등록번호 제10-0322758호 "줌 렌즈 일체형 주/야 감시용 카메라" 등이 개시되었다.

감시 카메라는 일반적으로 감시하는 영역에 피사체(침입자, 화재발생, 교통사고 발생 등)가 출현하면 이를 모니터링할 수 있도록 줌인과 줌아웃 기능을 갖는다. 그리고 줌인 또는 줌아웃으로 촬영하는 피사체의 거리가 달라지면 보다 선명한 영상을 얻기 위해서 피사체를 조명하는 적외선의 광량과 발산각을 조절하게 된다.

그런데 종래기술에서는 야간에 원거리 피사체를 감시하기 위해 줌인 또는 줌아웃하여 촬영할 때에 적외선 조명의 광량과 발산각을 수동으로 조절하고 있어서, 조절을 해야하는 번거로움과 불편이 있고, 한번에 정밀한 조절이 안되어서 여러번 반복해서 조절해야 하는 불편과 조절과정에서 촬영되는 영상의 선명도가 일정하지 못한 문제 등이 있다.

본 발명은 위와 같이 종래기술에 따른 감시 카메라에서 야간에 원거리 피사체를 줌인 또는 줌아웃으로 촬영할 때에 적외선 조명의 광량 및 발산각을 수동으로 조절함에 따른 문제를 해결하기 위해 안출된 발명으로서,

피사체의 모니터링을 위한 줌인 또는 줌아웃으로 줌렌즈제어부가 줌 렌즈를 이동시키면 주제어부가 자동으로 줌 렌즈의 초점거리에 맞게 투광기제어부를 제어하여 투광기가 피사체를 비추는 적외선 조명의 광량과 발산각을 조절하여 적외선 조명의 크기와 세기가 일정하게 되도록 하여, 적외선 조명을 수동으로 조절해야 하는 번거로움과 불편을 없애고, 촬영되는 영상의 품질을 높일 수 있는 줌 렌즈에 연동되어 적외선의 광량 및 발산각을 자동 조절하는 감시 카메라용 투광기 컨트롤러를 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 줌 렌즈에 연동되어 적외선의 광량 및 발산각을 자동 조절하는 감시 카메라용 투광기 컨트롤러는

줌 렌즈의 구동을 제어하는 줌렌즈제어부;

투광기의 구동을 제어하는 투광기제어부;

상기 줌렌즈제어부를 통해 줌 렌즈의 초점거리에 관한 데이트를 취득하고, 취득된 줌 렌즈의 초점거리에 따라 상기 투광기제어부를 제어하여 투광기가 피사체를 조명하는 적외선의 광량 및 발산각이 조절되도록 하는 주제어부;를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 주제어부는

상기 줌렌즈제어부가 전송하는 상기 줌 렌즈의 위치값으로부터 줌 렌즈의 초점거리를 계산하고,

계산된 줌 렌즈의 초점거리로부터 피사체의 거리를 계산하고,

계산된 피사체의 거리로부터 광량 및 발산각에 관한 데이터를 계산하여 상기 투광기제어부로 전송하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 줌 렌즈에 연동되어 적외선의 광량 및 발산각을 자동 조절하는 감시 카메라용 투광기 컨트롤러는 출현한 피사체의 모니터링을 위해 줌인 또는 줌아웃 되도록 줌 렌즈가 이동되어 초점거리가 변화된 경우에 그에 맞춰 자동으로 투광기가 발산하는 적외선 조명의 광량과 발산각이 조절되어서, 수동 조절을 해야하는 번거로움과 불편이 없고, 영상의 품질이 뛰어나고, 피사체를 벗어나 조명되는 적외선의 손실을 줄일 수 있는 줌 렌즈에 연동되어 적외선의 광량 및 발산각을 자동 조절하는 감시 카메라용 투광기 컨트롤러로 산업발전에 매우 유용한 발명이다.

도 1 은 본 발명에 따른 줌 렌즈에 연동되어 적외선의 광량 및 발산각을 자동 조절하는 감시 카메라용 투광기 컨트롤러의 블럭 구성도.
도 2 는 투광기제어부에서 광량 조절회로.
도 3 은 줌렌즈제어부에서 줌 렌즈 위치 조절회로.
도 4 는 주제어부 등에 구동전원을 공급하는 파워서플라이 회로.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 줌 렌즈에 연동되어 적외선의 광량 및 발산각을 자동 조절하는 감시 카메라용 투광기 컨트롤러에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명을 보다 상세하게 설명하기에 앞서,

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 줌 렌즈에 연동되어 적외선의 광량 및 발산각을 자동 조절하는 감시 카메라용 투광기 컨트롤러는 줌렌즈제어부(1), 투광기제어부(3), 주제어부(5)의 구성요소로 대별될 수 있다.

상기 줌렌즈제어부(1)는 줌 렌즈를 이동시켜 근거리와 원거리에 위치한 피사체가 선명하게 촬영되도록 한다. 즉, 상기 줌렌즈제어부(1)는 줌 렌즈의 초점거리를 조절한다.

상기 투광기제어부(3)는 야간에 피사체가 선명하게 촬영되도록 적외선을 조명하는 투광기의 광량과 발산각을 조절한다.

상기 주제어부(5)는 외부에서 입력되는 외부 제어신호에 따라 상기 줌렌즈제어부(1)에 명령신호를 전송하여 줌 렌즈의 초점거리가 조절되도록 하고, 줌렌즈제어부(1)로부터 줌 렌즈의 위치값을 전송받아서 피사체에 일정한 광량의 적외선이 조명되도록 광량 및 발산각에 대한 데이터 계산하고, 이를 명령신호로 투광기제어부(3)로 전송한다.

상기 주제어부(5)가 외부 제어신호로서 줌 렌즈의 이동 데이터를 전송받으면 주제어부(5)는 전동 줌렌즈제어부(1)에 모터 드라이버를 구동시키는 명령신호를 전송하고, 그에 따라 줌렌즈제어부(1)가 줌 모터를 회전시켜 줌 렌즈가 이동한다. 줌 렌즈가 이동하면 포텐셜미터의 저항값이 가변되고, 전동 줌렌즈제어부(1)는 이 저항값을 읽어 전압으로 변환하여 주제어부(5)에 전달한다.

참고로, 전동 줌 렌즈의 종류에 따라 포텐셜미터의 저항 출력이 아닌 전압 출력, 또는 통신 데이터를 출력하는 제품도 있다. 전압 출력일 경우 주제어부(5)에 변환 없이 바로 전달되며 통신 데이터를 출력하는 경우 주제어부(5)의 통신파트에 전달 된다.

상기 주제어부(5)는 줌렌즈제어부(1)가 전송한 전압값, 또는 통신 데이터값을 읽어 전동 줌 렌즈의 현재 위치를 기억한다.

상기 주제어부(5)는 전동 줌 렌즈의 현재 위치값을 이용하여 카메라 줌의 초점 거리를 계산하고, 계산된 초점 거리를 이용하여 현재 피사체의 거리와 피사체의 높이에 투광기가 어느 정도 크기의 빔폭과 광량의 적외선을 출력할 것인지를 결정(계산)하고, 결정된 값을 투광기 제어부로 전송하여 줌 렌즈의 이동에 따라 자동으로 투광기가 조명하는 적외선의 빔폭과 광량이 조절되도록 한다.

상기 주제어부(5)는 줌 렌즈의 위치(즉, 초점거리)에 따른 투광기제어부(3)로 투광기 렌즈를 계산된 위치로 이동시키도록 하는 펄스 제어신호를 전송하고, 그에 따라 투광기제어부(3)라 모터 드라이브를 구동시켜 투광기 렌즈를 이동시킴으로써 조명되는 적외선의 발산각을 조절한다.

그리고 도2의 광량조절회로를 참조하면, 상기 주제어부(5)는 투광기제어부(3)로 디지털 포텐셜미터를 가변시키도록 제어신호를 전송하고, 그에 따라 투광기제어부(3)가 투광기의 출력 전원 전압을 변동시킴으로써 투광기에서 출력되는 적외선의 광량을 조절한다.

도3은 줌렌즈제어부(1)의 회로도를 도시한 것이다.

도3의 회로도에서, 전동 줌 포테셜미터로서, R3 = R4= 1kΩ, VR2 = 5kΩ, 포텐셜미터에 공급되는 기준전압을 Vref라고 하면,

R3 = R4 이므로 VR2의 가변값과 R3를 더한 값을 VR2_high, VR2의 가변값과 R4를 더한 값을 VR2_low라 한다면 줌 렌즈의 현재 위치에 대한 전압값 (Vp)를 아래와 같이 계산 할 수 있다.

Vp = ( VR2_low x Vref ) / ( VR2_high + VR2_low )

또한, VR의 최저 전압값(V_min)과 최고 전압값(V_max)를 아래와 같이 계산 할 수 있다.

V_min = ( R4 * Vref ) / ( ( R3+VR2 )+R4 )

V_max = ( ( R4 + VR2 ) x Vref ) / ( R3 + ( R4 + VR2 ) )

전동 줌 렌즈의 초점 조정 범위 F_min ~ F_max 알고 Vp를 이용하여 현재 조정되어 있는 전동 줌 렌즈의 초점 거리(F)를 계산하면 아래와 같다.

F = ( Vp V_min ) x ( F_max F_min ) / ( V_max V_min )

초점 거리(f), 카메라의 CCD 크기(H)를 알고 사용자가 카메라 화면에 표시될 피사체의 높이(X)를 정하면 피사체의 거리(L)는 아래와 같이 구할 수 있다.

L = ( f x X ) / H

투광기가 피사체의 거리(L)와 사용자가 정해 놓은 피사체에 비추려는 빔 폭(H)을 알면 발산각(Wp)을 아래와 같이 계산 할 수가 있다.

Wp = ( 180/π ) x arctan( H / L )

투광기 렌즈의 조정 범위 F_min ~ F_max를 알고 발산각 범위 W_min ~ W_max를 알면 조정하려는 발산각(Wp)를 이용하여 렌즈 조정 위치를 아래와 같이 계산할 수 있다.

F = ( Wp W_min ) x ( F_max F_min ) / ( W_max W_min )

투광기의 출력(광량)과 발산각을 조절하는 과정을 다시 한번 정리하면 다음과 같다.

1. 전동 줌 렌즈의 줌 위치값을 읽어 줌 렌즈의 현재 초점거리를 계산한다.

2.사용자가 정해 놓은 x높이의 피사체 표시값을 이용하여 피사체 거리를 계산한다.

3.계산된 피사체 거리와 사용자가 정해놓은 피사체 빔 폭을 이용하여 투광기 발산각을 계산한다.

4.계산된 발산각이 되도록 투광기 렌즈를 이동시키고 투광기 거리에 따른 출력 테이블을 이용하여 투광기 출력을 조절한다.

5.현재 발산각 및 출력을 저장한다.

이하에서는 도4를 참조하여, 상기 주제어부(5), 줌렌즈제어부(1) 및 투광기제어부(3)에 구동전원을 공급하는 파워서플라이에 대하여 설명한다.

상기 파워서플라이는 상용전원을 입력받아 구동전원으로 변환하여 상기 주제어부(5) 등에 공급하는데, 상용전원에는 노이즈, 고조파, 서지, 전자파 등이 포함되어 있어 안정적이지 못하다.

교류의 상용전원을 직류의 구동전원으로 변환하는 일반적인 파워서플라이로서 아답터나 레귤레이터 등은 상용전원의 노이즈, 서지, 전자파 등을 일부 완화시키지만 불안정적적인 외부전원(즉, 상용전원)을 변환하여 부하측(즉, 주제어부(5) 등)으로 직접 공급하기 때문에 부하측으로 공급하는 전원 역시 안정적이지 못하다.

그래서 예를 들어, 부하측에 연결된 컴퓨터를 조작할 때 데이타 등이 순간적으로 사라지거나 TV 화면이 찌그러지고 오디오의 음질이 달라지는 경우 등은 대부분이 부하측의 전기장치 자체의 문제가 아니라 파워서플라이가 공급하는 전원의 불안정성 때문이다.

본 발명도 이처럼 주제어부(5) 등에 공급되는 전원이 불안정하면, 줌 렌즈의 구동, 줌 렌즈의 위치 계산, 투광기의 구동, 투광기의 광량 및 발산각 계산 등에 오류가 발생될 수 있기 때문에, 야간에도 보다 완벽한 모니터링을 수행하기 위해서는 안정적인 구동전원의 공급이 필요하다.

이와 같이 주제어부(5) 등에 안정적인 구동전원을 공급하도록 본 발명은 새로운 개념의 파워서플라이를 제안한다.

본 발명에 제안하는 파워서플라이는 제1배터리(BAT1), 제2배터리(BAT2), 충전부(10), 방전전원공급부(20), 절환부(30), 제어부(40)의 구성요소로 대별된다.

다수개 구비되는 배터리(BAT1, BAT2)는 상기 절환부(30)를 통해 각각 상기 충전부(10)측이나 방전전원공급부(20)측으로 선택적으로 연결된다. 즉, 각각의 배터리(BAT1, BAT2)는 충전부(10)측에 연결된 때에는 방전전원공급부(20)측에서는 분리되고, 방전전원공급부(20)측에 연결된 때에는 충전부(10)측에서는 분리된다.

상기 충전부(10)는 외부에서 입력되는 외부전원으로 상기 제1배터리(BAT1)와 제2배터리(BAT2)를 충전시킨다.

상기 충전부(10)는 입력단(J1)에 연결되어 외부전원을 평활하는 캐패시터(C2)와, 정류하는 다이오드(D1)를 포함한다.

상기 방전전원공급부(20)는 상기 제1배터리(BAT1)와 제2배터리(BAT2)에서 방전되는 전원을 출력단(J2)에 연결된 부하측으로 공급한다.

상기 방전전원공급부(20)는

상기 제1배터리(BAT1)와 제2배터리(BAT2)가 방전하여 입력하는 전원을 정전압화하여 출력하는 정전압레귤레이터(IC2)와,

상기 정전압레귤레이터(IC2)가 출력하는 전원을 평활하고 정류하여 출력단(J2)에 연결되는 부하측으로 공급하는 캐패시터(C7, C8)와 다이오드(D2),

상기 정전압레귤레이터(IC2)의 출력전압을 피드백하여 정전압레귤레이터(IC2)가 항시 일정한 크기의 정전압을 출력하도록 하는 캐패시터(C14)와 저항(R4, R5),

상기 정전압레귤레이터(IC2)의 출력 전압 크기를 조절하도록 하는 볼륨저항(VR1)을 포함한다.

상기 절환부(30)는 상기 제1배터리(BAT1)와 제2배터리(BAT2)를 각각 상기 충전부(10) 또는 방전전원공급부(20)에 선택적으로 연결한다.

상기 절환부(30)로 본 발명에서는 마그넷스위치와, 전자기력으로 마그넷스위치를 구동시키는 구동코일로 구성되는 릴레이를 사용하였다.

그리고 본원발명의 릴레이로서 마그넷스위치는 두 전원라인(즉, +전원라인과 -전원라인)을 모두 동시에 오픈 또는 쇼트시키는 한 쌍으로 이루어지는 것을 사용하여 배터리(BAT1, BAT2)와 충전부(10) 또는 방전전원공급부(20)의 전기적 연결을 보다 완벽하게 분리 차단하도록 하여, 보다 고품질의 전원을 공급하도록 하였다.

상기 절환부(30)는 상기 제1배터리(BAT1)의 전방과 후방에 각각 연결되어 배터리(BAT1, BAT2)가 충전 또는 방전되도록 하는 제1전방릴레이(K1)와 제1후방릴레이(K3), 상기 제2배터리(BAT2)의 전방과 후방에 각각 연결되어 배터리(BAT1, BAT2)가 충전 또는 방전되도록 하는 제2전방릴레이(K2)와 제2후방릴레이(K4)로 구성된다.

상기 제어부(40)는 상기 방전전원공급부(20)로 입력되는 배터리(BAT1, BAT2)의 방전 전압을 감지하고, 감지 결과에 따라 상기 절환부(30)를 제어하여 제1배터리(BAT1)와 제2배터리(BAT2) 중 어느 한 배터리(BAT1, BAT2)는 상기 충전부(10)에 연결되고 다른 배터리(BAT1, BAT2)는 상기 방전전원공급부(20)에 연결되도록 한다.

상기 제어부(40)는 감지부(41), 구동부(43), 락기능부(45), 해제부(47)를 포함하여 이루어진다.

상기 감지부(41)는

상기 방전전원공급부(20)로 입력되는 제1배터리(BAT1) 또는 제2배터리(BAT2)의 방전 전원을 전압 분배하여 감지하는 분배저항(R2, R3)와,

상기 분배저항(R2, R3)을 통해 감지된 방전전압과 비교를 위해 기준전압(즉, 기준치)를 설정하는 저항(R1), 제너다이오드(D3), 캐패시터(C3)와,

반전단자와 비반전단자로 기준전압과 방전전압을 입력하여 비교하는 비교기(IC1B)와,

상기 비교기(IC1B)의 비교신호에 따라 온오프 구동되는 포토커플러(PT1-1)를 포함한다.

상기 포토커플러(PT1-1)의 신호는 상기 락기능부(45)를 통해 상기 구동부(43)로 전달되어 상기 절환부(30)를 구동시키게 된다.

상기 포토커플러(PT1-1)는 입력측과 출력측이 전기적으로 절연되어, 배터리(BAT1, BAT2)의 방전 전원(즉, 감지부(41)에 감지되는 전원)이 제어부(40)에 악영향을 미치지 않도록 한다.

상기 구동부(43)는 상기 감지부(41)의 포토커플러(PT1-1)가 출력하는 감지신호를 상기 락기능부(45)를 통해 펄스 형태의 신호로 입력받아 상기 절환부(30)의 온오프를 제어한다.

상기 구동부(43)는

상기 감지부(41)로부터 감지신호를 입력받고, 그에 따라 상기 절환부(30)로 제어신호를 출력하는 플립-플랍 CPU(IC5B)와,

상기 플립-플랍 CPU(IC5B)와 상기 절환부(30) 사이에 구비되어 상기 제1배터리(BAT1)와 제2배터리(BAT2) 각각이 충전부(10) 또는 방전전원공급부(20)에 선택적으로 연결되도록 하는 논리소자로서 NAND게이트(IC4A, IC4B, IC4C, IC4D)와, NOT게이트(IC3A, IC3B, IC3E, IC3F)를 포함한다.

상기 플립-플랍 CPU(IC5B)는 상기 제1배터리(BAT1)와 제2배터리(BAT2)에 서로 반대되는 제어신호(0 또는 1)를 출력하여 제1배터리(BAT1)와 제2배터리(BAT2) 중 어느 한 배터리(BAT1, BAT2)는 충전부(10)측에 연결되고 다른 배터리(BAT1, BAT2)는 방전전원공급부(20)에 연결되도록 두개의 출력단(Q, 1Q)을 갖고,

상기 NOT게이트로서 IC3A, IC3B는 상기 절환부(30)로서 제1배터리(BAT1)의 전후방에 연결되는 제1전방릴레이(K1)와 제1후방릴레이(K3)가 서로 반대로 작동(온 또는 오프)되도록 하고, 제2배터리(BAT2)의 전후방에 연결되는 제2전방릴레이(K2)와 제2후방릴레이(K4)가 서로 반대로 작동(온 또는 오프)되도록 하여, 상기 제1배터리(BAT1)와 제2배터리(BAT2)가 각각 상기 충전부(10) 또는 방전전원공급부(20)에 선택적으로 연결되도록 한다.

그리고 상기 플립-플랍 CPU(IC5B)의 두 출력단(Q, 1Q)은 동시에 서로 반대되는 제어신호, 즉, 0(Low)과 1(High)을 출력하는 것이 아니고, 먼저 주가되는 출력단(충전부(10)에 연결되어 있는 제1배터리(BAT1) 또는 제2배터리(BAT2)를 방전전원공급부(20)로 연결시키도록 하는 출력단으로서, 주가되는 출력단은 교대로 바뀌게 됨)으로 제어신호를 출력하고 나서 일정시간 딜레이 타임(1초~2초 정도)을 갖고 다른 출력단에서 제어신호를 출력하도록 하는 것이 바람직하다.

이는 예를 들어, 제1배터리(BAT1)를 방전전원공급부(20)에서 충전부(10)로 연결하고, 제1배터리(BAT1)를 충전부(10)에서 방전전원공급부(20)로 연결하는 동작이 동시에 일어나는 경우(즉, 두 출력단(Q, 1Q)이 동시에 서로 반대되는 제어신호를 출력하는 경우) 극히 짧은 시간동안 방전전원공급부(20)에의 전원공급의 공백이 발생될 수 있으며, 배터리(BAT1, BAT2)의 교체시에 배터리(BAT1, BAT2)가 방전하는 초기 전압의 불안정이 발생될 수 있으므로 이를 예방하기 위한 것이다.

즉, 방전전원공급부(20)에 연결되어 있는 제1배터리(BAT1)를 충전부(10)로 교체 연결하기 전에 제2배터리(BAT2)를 방전전원공급부(20)로 교체 연결하여 전원공급의 공백이 발생되지 않으면서 제2배터리(BAT2)의 방전이 안정화된 후에 제1배터리(BAT1)를 충전부(10)로 교체 연결하여 방전전원공급부(20)를 통해 부하측으로 공급되는 전원의 안정성을 높인다.

상기 락기능부(45)는 상기 감지부(41)에서 감지되는 기준치 이하의 감지신호가 상기 구동부(43)로 일정시간 유지되어 전달이 되도록 한다.

즉, 일단 상기 감지부(41)에서 기준치 이하의 감지신호가 입력되면, 그 이후에 상기 감지부(41)에서 기준치 이상의 감지신호가 입력되더라도 일정시간 동안에는 상기 구동부(43)에 기준치 이하의 감지신호가 지속적으로 입력되도록 락을 걸어준다.

방전에 따른 배터리(BAT1, BAT2)의 방전 전압은 거시적으로는 선형적으로 감소하지만 미시적으로 완전하게 선형적으로 감소하는 것이 아니라 미세하게나마 요동하며 감소한다. 그리하여 배터리(BAT1, BAT2)의 방전 전압이 기준치 이하로 떨어졌다가도 순간적으로 기준치 이상으로 올라가기도 한다.

따라서 배터리(BAT1, BAT2)의 방전 전압이 기준치 이하로 떨어진 뒤에 충전부(10)에 연결되어 있던 배터리(BAT1, BAT2)가 방전전원공급부(20)로 교체 연결되기 전의 짧은 순간에 감지부(41)에서 기준치 이상의 감지신호와 다시 기준치 이하의 감지신호가 감지된다고 하여, 후에 감지되는 감지신호에 반응하여 구동부(43)가 작동을 하게 되면 오류가 발생되거나 구동부(43)가 손상을 입을 수 있다.

그래서 감지부(41)에서 기준치 이하의 감지신호가 일단 감지되면, 충전부(10) 연결되어 있는 배터리(BAT1, BAT2)가 방전전원공급부(20)에 안정적으로 교체 연결되기까지 상기 락기능부(45)가 상기 감지부(41)에서 감지된 기준치 이하의 감지신호가 변하지 않도록 락을 걸어 상기 구동부(43)로 전달한다.

상기 락기능부(45)는

상기 감지부(41)의 포토커플러(PT1-1)가 전달하는 기준치 이하의 감지신호(1;하이신호)에 턴온되는 싸이리스터(Q2)와,

상기 싸이리스터(Q2)가 턴온되면 턴오프되어 구동전원용 레귤레이터(IC6)의 출력 전압을 펄스 신호로하여 상기 구동부(43)의 플립-플랍 CPU(IC5B)로 입력하는 트랜지스터(Q3)를 포함한다.

상기 락기능부(45)의 싸이리스터(Q2)는 상기 해제부(47)와 연동하여, 해제부(47)에서 해제 신호가 입력되기 전에는 턴오프되지 아니함으로써, 일정시간 동안 상기 구동부(43)에 기준치 이하의 감지신호가 유지되어 입력되도록 한다.

상기 해제부(47)는 상기 감지부(41)에서 기준치 이하의 감지신호가 입력되어 상기 구동부(43)가 상기 충전부(10)에 연결되어 있던 배터리(BAT1, BAT2)를 상기 방전전원공급부(20)로 안전하게 교체 연결시킨 후에 상기 락기능부(45)의 락을 해제하여, 교체된 배터리(BAT1, BAT2)의 방전 전압이 기준치 이하로 떨어진 것이 감지부(41)에서 감지되면 락기능부(45)가 정상적으로 락을 걸어주고 구동부(43)가 정상적으로 제어신호를 출력하도록 한다.

상기 해제부(47)는

상기 감지부(41)에서 기준치 이하의 감지신호가 있어 상기 락기능부(45)를 통해 상기 구동전원용 레귤레이터(IC6)의 출력 전압이 펄스 신호로 CPU(IC5B)에 입력되기 시작하면 충전이 시작되는 캐패시터(C10)와,

평시에는 턴오프 상태에 있다가 상기 CPU(IC5B)에 펄스 신호가 입력되면 턴온되고, 상기 캐패시터(C10)의 완충으로 펄스 신호의 입력이 차단되면 턴오프되는 제1트랜지스터(Q4)와,

상기 제1트랜지스터(Q4)가 턴온되면 턴온되어 상기 구동전원용 레귤레이터(IC6)의 출력전원을 상기 락기능부(45)의 싸이리스터(Q2)로 공급하여 싸이리스터(Q2)의 턴온 상태를 유지시키고, 상기 제1트랜지스터(Q4)가 턴오프되면 턴오프되어 상기 구동전원용 레귤레이터(IC6)의 출력전원이 상기 싸이리스터(Q2)에 공급되는 것을 차단하여 싸이리스터(Q2)를 턴오프시키는 제2트랜지스터(Q1)를 포함한다.

상기 제어부(40)의 작용을 다시 정리하면 아래와 같다.

상기 감지부(41)에서 기준치 이하의 방전 전압이 감지되면, 포토커플러(PT1-1)가 턴온되어 구동전원용 레귤레이터(IC6)의 출력전원이 락기능부(45)의 싸이리스터(Q2)에 공급되어 턴온된다.

싸이리스터(Q2)가 턴온되면 구동전원용 레귤레이터(IC6)의 출력전원이 하이 펄스 신호로 CPU(IC5B)로 입력된다.

하이 펄스 신호의 입력과 동시에 제1트랜지스터(Q4)가 턴온되고, 제1트랜지스터(Q4)의 턴온에 따라 제2트랜지스터(Q1)가 턴온됨으로써, 구동전원용 레귤레이터(IC6)의 출력전원이 싸이리스터(Q2)에 공급되어 포터커플러(PT1-1)의 동작과 상관 없이 싸이리스터(Q2)는 계속적으로 턴온되어 있도록 한다. 즉, 락이 걸리도록 한다.

그리고 하이 펄스 신호의 입력과 동시에 구동전원용 레귤레이터(IC6)의 출력전원은 캐패시터(C10)에 공급되어 충전이 시작되고,

일정시간 경과로 캐패시터(C10)가 완충되면 펄스 신호로서 구동전원용 레귤레이터(IC6)의 출력전원이 제1트랜지스터(Q4)에 공급되는 것이 차단되어 제1트랜지스터(Q4)는 턴오프되고,

제1트랜지스터(Q4)는 턴오프되면 즉시 제2트랜지스터(Q1)도 턴오프되어, 제2트랜지스터(Q1)를 통해 싸이리스터(Q2)로 공급되던 구동전원용 레귤레이터(IC6)의 출력전원도 차단되고, 이 상태에서는 이미 충전부(10)에 연결되어 있는 배터리(BAT1, BAT2)가 방전전원공급부(20)에 교체 연결되어 감지부(41)는 기준치 이상의 방전 전압을 감지하고 있고, 그에 따라 포토커플러(PT1-1)는 턴오프 상태에 있으므로, 상기 싸이리스터(Q2)에는 제2트랜지스터(Q1)를 통해서도 포토커플러(PT1-1)를 통해서도 구동전원용 레귤레이터(IC6)의 출력전원이 공급되지 아니하므로 싸이리스터(Q2)는 턴오프되고,

싸이리스터(Q2)가 턴오프되면 락기능부(45)의 트랜지스터(Q3)가 턴온되고, 그에 따라 구동전원용 레귤레이터(IC6)가 CPU(IC5B)에 공급하던 출력전원이 차단되어 CPU(IC5B)는 로우 펄스신호가 입력되어, 다음에 감지부(41)가 감지하는 기준치 이하의 감지신호를 받을 준비를 한다.

그리고 전술한 바와 같이 상기 플립-플랍 CPU(IC5B)는 서로 반대되는 제어신호를 출력하되, 반대되는 두 출력신호는 딜레이 타임을 갖고 출력되도록 하는 것이 바람직한데, 이 딜레이 타임은 플립-플랍 CPU(IC5B) 내에서 자체적으로 설정될 수도 있지만, 위와 같이 플립-플랍 CPU(IC5B)에 하이 펄스신호가 입력되면 선행 제어신호가 출력되고 뒤에 로우 펄스신호가 입력되면 후행 제어신호를 출력하도록 할 수도 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 줌 렌즈에 연동되어 적외선의 광량 및 발산각을 자동 조절하는 감시 카메라용 투광기 컨트롤러에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 줌렌즈제어부 3 : 투광기제어부
5 : 주제어부

Claims (2)

1. 줌 렌즈의 구동을 제어하는 줌렌즈제어부;
   투광기의 구동을 제어하는 투광기제어부;
   상기 줌렌즈제어부를 통해 줌 렌즈의 초점거리에 관한 데이터를 취득하고, 취득된 줌 렌즈의 초점거리에 따라 상기 투광기제어부를 제어하여 투광기가 피사체를 조명하는 적외선의 광량 및 발산각이 조절되도록 하는 주제어부; 및
   상기 주제어부, 줌렌즈제어부 및 투광기제어부에 안정적인 구동전원을 공급하는 파워서플라이;를 포함하여 이루어지는 줌 렌즈에 연동되어 적외선의 광량 및 발산각을 자동 조절하는 감시 카메라용 투광기 컨트롤러에 있어서,
   
   상기 줌렌즈제어부는
   줌 렌즈를 이동시켜 근거리 또는 원거리에 위치한 피사체가 선명하게 촬영되도록 초점거리를 조절하고,
   줌 렌즈의 위치값을 상기 주제어부에 전송하고,
   
   상기 주제어부는
   상기 줌렌즈제어부가 전송하는 상기 줌 렌즈의 위치값을 이용하여 줌 렌즈의 초점거리를 계산하고,
   계산된 줌 렌즈의 초점거리로부터 피사체의 거리를 계산하고,
   계산된 피사체의 거리로부터 광량 및 발산각에 관한 데이터를 계산하여 상기 투광기제어부로 전송하며,
   
   상기 투광기제어부는
   주제어부가 전송하는 제어신호에 따라 디지털 포텐셜미터를 가변시키고,
   출력 전원 전압을 변동시켜 투광기에서 출력되는 적외선의 광량을 조절하고,
   
   상기 파워서플라이는
   상기 주제어부 등에 구동전원을 공급하는 제1배터리 및 제2배터리와,
   외부에서 입력되는 외부전원을 정류하여 상기 제1배터리 및 제2배터리를 충전하는 충전부와,
   기준치 이하의 감지신호로 인하여 상기 충전부의 차단 시 상기 제1배터리 및 제2배터리에서 방전되는 전원을 출력단에 연결된 부하 측으로 공급하는 방전전원공급부와,
   상기 제1배터리와 제2배터리를 각각 상기 충전부 또는 방전전원공급부에 선택적으로 연결하는 절환부와,
   상기 방전전원공급부로 입력되는 상기 제1배터리 및 제2배터리의 방전 전압을 감지하고, 감지 결과에 따라 상기 절환부를 제어하여 제1배터리 또는 제2배터리 중 어느 한 배터리는 상기 충전부에 연결되고 다른 배터리는 상기 방전전원공급부에 연결되도록 하는 제어부를 포함하여 이루어지되,
   
   상기 제어부는
   상기 제1배터리 및 제2배터리에서 기준치 아하의 방전 전압을 감지하는 감지부;
   상기 감지부의 포토커플러가 출력하는 감지신호를 펄스 형태의 신호로 입력받아 상기 절환부의 온오프를 제어하는 구동부;
   상기 감지부에서 감지되는 기준치 이하의 감지신호가 상기 구동부로 일정시간 유지되어 전달이 되도록 하는 락기능부; 및
   상기 감지부에서 기준치 이하의 감지신호가 입력되어 상기 구동부가 상기 충전부에 연결되어 있던 배터리를 상기 방전전원공급부로 안전하게 교체 연결 시킨 후에 상기 락기능부의 락을 해제하여, 교체된 배터리의 방전 전압이 기준치 이하로 떨어지는 것이 감지부에서 감지되면 락기능부가 정상적으로 락을 걸어주고 구동부가 정상적으로 제어신호를 출력하도록 하는 해제부;를 포함하고,
   
   상기 감지부는
   방전 전원을 전압 분배하여 감지하는 분배저항(R2, R3)와,
   상기 분배저항(R2, R3)을 통해 감지된 방전전압과 비교를 위해 기준전압(즉, 기준치)를 설정하는 저항(R1), 제너다이오드(D3) 및 캐패시터(C3)와,
   반전단자와 비반전단자로 기준전압과 방전전압을 입력하여 비교하는 비교기(IC1B)와,
   상기 비교기(IC1B)의 비교신호에 따라 온오프 구동되는 포토커플러(PT1-1)를 포함하고,
   
   상기 구동부는
   상기 감지부로부터 감지신호를 입력받고, 그에 따라 상기 절환부로 제어신호를 출력하는 플립-플랍 CPU(IC5B)와,
   상기 플립-플랍 CPU(IC5B)와 상기 절환부 사이에 구비되어 상기 제1배터리(BAT1)와 제2배터리(BAT2) 각각이 충전부 또는 방전전원공급부에 선택적으로 연결되도록 하는 논리소자로서 NAND게이트(IC4A, IC4B, IC4C, IC4D)와, NOT게이트(IC3A, IC3B, IC3E, IC3F)를 포함하며,
   
   상기 락기능부는
   상기 감지부의 포토커플러(PT1-1)가 전달하는 기준치 이하의 감지신호에 턴온되는 싸이리스터(Q2)와,
   상기 싸이리스터(Q2)가 턴온되면 턴오프되어 구동전원용 레귤레이터(IC6)의 출력 전압을 펄스 신호로 하여 상기 구동부의 플립-플랍 CPU(IC5B)로 입력하는 트랜지스터(Q3)를 포함하고,
   
   상기 해제부는
   상기 감지부에서 기준치 이하의 감지신호가 있어 상기 락기능부를 통해 상기 구동전원용 레귤레이터(IC6)의 출력 전압이 펄스 신호로 CPU(IC5B)에 입력되기 시작하면 충전이 시작되는 캐패시터(C10)와,
   평시에는 턴오프 상태에 있다가 상기 CPU(IC5B)에 펄스 신호가 입력되면 턴온되고, 상기 캐패시터(C10)의 완충으로 펄스 신호의 입력이 차단되면 턴오프되는 제1트랜지스터(Q4)와,
   상기 제1트랜지스터(Q4)가 턴온되면 턴온되어 상기 구동전원용 레귤레이터(IC6)의 출력전원을 상기 락기능부의 싸이리스터(Q2)로 공급하여 싸이리스터(Q2)의 턴온 상태를 유지시키고, 상기 제1트랜지스터(Q4)가 턴오프되면 턴오프되어 상기 구동전원용 레귤레이터(IC6)의 출력전원이 상기 싸이리스터(Q2)에 공급되는 것을 차단하여 싸이리스터(Q2)를 턴오프시키는 제2트랜지스터(Q1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 줌 렌즈에 연동되어 적외선의 광량 및 발산각을 자동 조절하는 감시 카메라용 투광기 컨트롤러.
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