KR20090122313A - 적외선 레이져 다이오드 확산조명을 이용한 감시카메라 - Google Patents

Abstract

본 고안은 적외선 레이져 다이오드 확산조명을 이용한 감시카메라에 관한 것으로서, 자세하게는 전동줌렌즈가 장착된 적외선 레이져 조명 출력부와; 전동줌렌즈가 장착된 적외선 카메라 촬영부로 구성되어 있으며, 이 두 부분은 같은 전동줌렌즈를 사용하여 동일한 포커스와 화각을 가져 촬영부의 감시영역과 같은 면적으로 조명 출력부에서 적외선 레이져를 렌즈를 통하여 확산시켜 조명으로 조사하여 반사된 적외선을 적외선 카메라로 무월광하에서도 원거리의 피사체를 식별할 수 있는 장치에 관한 것이다.

본 고안에 의하여 조명이 없는 야간에 적외선 LED를 사용해 100M 거리 이상의 사물은 인식하는데 어려움이 있었던 야간 감시카메라의 감시 영역을 500M 이상으로 확대할 수 있는 이점이 있다.

투광기, 레이져 다이오드, 인프라레드, 엘이디, 감시카메라, 씨씨티브이

Description

적외선 레이져 다이오드 확산조명을 이용한 감시카메라{ InfraRed Laser Diode Night Vision }

본 발명은 야간에 1Km 내외의 원거리를 볼 수 있는 감시카메라 장치이다. 원거리를 감시하기위해서는 원거리를 볼 수 있는 전동줌렌즈가 장착된 적외선 카메라로 일정 지역을 감시하게 되며, 조명으로 일반 적외선 LED로는 불가능한 원거리이므로 고출력 (1W이상)적외선 레이져 다이오드의 적외선 레이져 빔을 렌즈를 이용하여 확산 시킨 후 동일한 전동줌렌를 통하여 감시영역과 동일 지역을 조명하게 된다.

이 기능은 전동줌렌즈(망원렌즈)의 사양과 적외선 레이져 다이오드의 출력에 비례해서 야간에 더 먼 곳을 감시할 수 있게 된다.

본 고안은 적외선 레이져 다이오드 확산조명을 이용한 감시카메라에 관한 것으로서, 자세하게는 전동줌렌즈가 장착된 적외선 레이져 조명 출력부와; 전동줌렌즈가 장착된 적외선 카메라 촬영부로 구성되어 있으며, 이 두 부분은 같은 전동줌렌즈를 사용하여 동일한 포커스와 화각을 가져 촬영부의 감시영역과 같은 면적으로 조명 출력부에서 적외선 레이져를 렌즈를 통하여 확산시켜 조명으로 조사하여 반사된 적외선을 적외선 카메라로 무월광하에서도 원거리의 피사체를 식별할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 적외선 감시카메라는 적외선 LED의 출력의 한계로 인해 30~100M 내외의 근거리 감시용으로 사용되어 왔다.

이와 같이 종래의 기술 방식에 의할 경우에는 카메라 주위에 적외선 LED를 원형으로 배치해 조사하거나, 카메라 양옆으로 원통형으로 적외선 LED를 배치해 사용해 왔으나 적외선 LED의 출력에 한계가 있으므로 일반적인 거리 약 100M를 넘는 거리의 사용상에는 문제점이 있었다.

적외선 LED 수량을 기존 제품의 두배로 많이 사용한다고 해서 두배 먼거리를 밝게 조사할 수 있는 것은 아니다, 즉 야간에 50M의 시야를 확보하는데 적외선 LED가 50개가 사용된다면, 적외선 LED 100개를 사용하면 100M를 볼 수 있느냐의 문제이다. 실지로는 그렇지 않다는데 문제가 있다. 두배로 사용하면 같은 거리, 즉 50M 주변 만 더 밝을 뿐이지 거리가 두배가 되지는 않는다. 그 이유는 출력이 같으면 빛의 도달 거리가 같기 때문이다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 전동줌렌즈가 장착된 적외선 레이져 조명 출력부와; 전동줌렌즈가 장착된 적외선 카메라 촬영부로 구성되어 있으며, 이 두분은 동일한 포커스와 화각을 가져 카메라 촬영부의 감시영역과 같은 면적으로 조명 출력부에서 적외선 조명을 조사하여 무월광하에서도 원거리의 피사체를 식별할 수 있는 장치를 목적으로 한다.

또한, 원거리를 보기위해서는 포커싱때 손 떨림현상이 없는 고정된 전동줌렌즈가 사용되어야 하며, 이 전동줌렌즈를 통하여 적외선 카메라로 촬영할 수 있는 면적과 같은 면적을, 확산 렌즈를 사용하여 전동줌렌즈에 맞게 적외선 레이져를 확산 시킨 후 촬영시 사용하는 동일한 전동줌렌즈로 통과시켜 동일한 면적을 조명하는 것을 목적으로 한다.

또한, 고출력의 적외선 레이져 디아오드(1W 이상)에서 출력되는 집중된 적외선 레이져 빔을 확산 렌즈를 이용해 전동줌렌즈의 렌즈 크기에 맞게 확산 시킨 후, 전동줌렌즈를 통하여 조절 가능한 면적으로만 확산하여 원거리로 조명하는 것을 목적으로 한다.

또한, 카메라가 장착된 전동줌렌즈와 조명부가 장착된 전동줌렌즈가 원거리의 같은 면적을 촬영하고 조명하기 위해서는 카메라와 조명이 장착된 각각의 전동줌렌즈를 설치 후 미세오차를 보정해 줄 수 있는 지그를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이상 설명한 본 고안에 의하여 카메라를 낮과 밤에도 사용 가능한 Day & Night 카메라를 사용하여 주간은 물론이며, 야간에는 적외선 레이져 조명장치를 사용하여 무월광하에서도 근거리와 원거리를 원격으로 감시가 가능한 이점이 있다.

또한, 500M 이상의 원거리 감시에서 주야간으로 의심스러운 피사체를 전동줌렌즈를 통해 확대해서 더 정확하게 대상을 파악할 수 있는 이점이 있다.

또한, 현재까지는 야간에 적외선 LED로 원거리를 감시하는 것이 불가능했으나 이 기술로 야간에 원거리 감시가 가능하다는 이점이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로서, 자세하게는 동일사양의 전동줌렌즈를 사용하며, 그리고 동일 피사체를 향해 나란히 배열되어 있는 적외선 레이져 출력부와 적외선 카메라 촬영부로 구성되어 있으며, 그 구성으로는 2개 의 전동줌렌즈(1)와; 2개의 전동줌렌즈를 동시에 줌 인/아웃과 포커싱을 할 수 있는 1개의 내장된 콘트롤부(2)와; 적외선 카메라 촬영부의 전동줌렌즈에 장착되어 있는 적외선 카메라(21)와; 적외선 레이져 출력부의 전동줌렌즈에는 적외선 레이져 빔을 전동줌렌즈의 렌즈 크기에 맞게 확산시킬 수 있는 확산 렌즈가 장착되어 있는 미세 포커싱이 가능한 미세 포커스 조절장치부(11)와; 적외선 레이져 빔을 발생시키는 고출력 적외선 레이져 다이오드 모듈부(16)와; 적외선 레이져 다이오드의 열을 식혀 줄 수 있는 방열부(12)와; 적외선 카메라와 고출력 레이져 다이오드의 전류와 전압을 일정하게 유지 시키는 전원공급부(14)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 두개의 동일한 전동줌렌즈는 원거리의 같은 면적을 감시하고 조명하는 중요 부품으로 설치시 생길 수 있는 기구오차의 보정을 위해 고정된 두개의 전동줌렌즈 중에 1개는 뒷부분을 좌우, 상하로 미세조정이 가능한 하우징에 포함된 지그(3)를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 2개의 동일한 전동줌렌즈는 외부에서 각각 동시에 줌과 포커스를 맞추기 위해서 한번의 명령으로 1개의 내장된 콘트롤부(2)를 통하여 동시에 같은 명령이 전달되어 2개의 전동줌렌즈가 동시에 같은 목표를 향해 줌과 포커스를 맞추는 것이 바람직하다.

또한, 적외선 레이져 다이오드에서 출력되는 레이져 빔이 전동줌렌즈의 크기에 맞게 확산될 수 있도록 확산 렌즈 모듈부(11)를 적외선 레이져 다이오드와 전동줌렌즈 사이에 두는 것이 바람직하다.

또한, 확산렌즈는 적외선 레이져 빔을 받아서 전동줌렌즈의 렌즈 크기에 맞게 확산시켜야 함으로 미세 확산 조절이 가능한 포커스조절장치(11)에 장착되어 전동줌렌즈에 장착되는 것이 바람직하다.

또한, 적외선 레이져 다이오드는 발열과 렌즈와의 중심문제를 해결하기 위해서 전동줌렌즈에 포커스조절장치(11)를 장착하고 포커스조절장치(11)에 방열판(12)을 장착하고 방열판에 적외선 레이져 다이오드(16)를 장착하는 것이 바람직하다.

또한, 적외선 레이져 다이오드는 사람의 눈으로 확인할 수 없는 파장 대역이어야 하며, 확산되어도 원거리에 도달할 수 있는 고출력 적외선 레이져 다이오드인 것이 바람직하다.

이하 도면과 함께 본 발명에 관해 살펴보기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생 략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

그러므로 그 정의는 적외선 레이져 다이오드 확산조명을 이용한 감시카메라를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하 도 1은 적외선 레이져 다이오드 확산조명을 이용한 감시카메라의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 조명부(B)와 촬영부(A)의 전체 구성도 이며, 도 3은 적외선 레이져 다이오드와 방열판 그리고 레이져 빛을 확산 시키는 포커스 조절장치 구성도이며, 도 4는 적외선 레이져를 확산 시켜 전동줌렌즈의 끝단 렌즈의 면적에 맞추는 포커스 조절장치의 단면도 이다.

도면에 표시된 바와 같이 본 발명은 크게 전동줌렌즈가 장착된 적외선 레이져 조명 출력부(B)와; 전동줌렌즈가 장착된 적외선 카메라 촬영부(A)로 구성된다.

상기의 전동줌렌즈와 적외선카메라의 구성자체는 공지의 기술이므로 상세설명 기술은 생략하기로 한다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 전동줌렌즈는 조명부(B)와 촬영부(A)의 목적인 조명과 영상획득의 목표와 면적이 같으므로 나란히 쌍으로 배열되는 것이 바람직하다.

자세하게는 상기의 나란히 쌍으로 배열된 전동줌렌즈는 원거리의 동일한 목표를 조명하고 촬영하는 장치이므로 수 mm의 오차로도 서로 다른 부분을 조명 및 촬영하게 될 것이기 때문에 전동줌렌즈샤시(3)에서 2개의 전동줌렌즈를 정밀하게 잡아주고 기구적인 오차를 정밀하게 보정해줄 수 지그가 있는 것이 바람직하다.

상기의 나란히 쌍으로 배열된 전동줌렌즈는 1개의 제어부(2)를 통해서 각각 동시에 동일한 제어가 가능한 것이 바람직하다

도 3의 적외선 레이져 다이오드(16)와 포커스조절장치(11) 그리고 전동줌렌즈는 적외선 레이져가 목표물까지 정확하게 도달하기 위해서 중심축을 정확하게 확보할 수 있어야 한다.

상기의 정확한 중심축 확보를 위하여, 포커스조절장치(11)와 적외선 레이져 다이오드(16)의 결합은 다이오드 특성상 발열부분을 해결하면서 중심축을 고정하기위해 방열판으로 두 부분을 고정하며, 포커스 조절장치(16)와 전동줌렌즈의 고정은 C 또는 CS 마운트로 고정하는 것이 바람직하다.

도 4의 적외선 레이져 다이오드(16)에서 발생한 적외선 레이져 빔을 전동줌렌즈의 렌즈에 맞춰서 확산시키기 위해서는 렌즈(111)를 미세하게 조절해서 전동줌렌즈의 렌즈의 크기에 맞춰서 확산 면적을 조절하는 것이 바람직하다.

도 2의 조명부(B)와 촬영부(A)는 2개의 전동줌렌즈에 적외선 카메라(21)와 적외선 레이져 다이오드(16)를 각각 장착하는 것이 바람직하다.

자세하게는 전동줌렌즈와 적외선 카메라 그리고 전동줌렌즈와 레이져 장치 이 두 부분은 단순하게 각각 중심축을 잡는 것이 세밀하게 제어될 것이며, 각각의 장치에서 발생되는 열이 다른 부분에 영향을 미치게 될 것을 사연에 방지하는 효과가 있다.

대단위 산업체, 항만, 국방, 산불감시등의 규모가 큰 지역을 야간에 감시하기 위해서 50M 또는 100M 마다 감시카메라를 설치하여 감시한다는 것은 많은 감시 인력과 카메라가 필요하다. 그러나 1KM 또는 2KM 마다 카메라를 설치하여 줌인.아웃하여 세밀한 감시가 된다면 비용절감 및 정밀한 감시가 가능하다. 특히 무월광인 자연환경에 취약한 국방과 해양 부분은 필수 장비라 할수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 적외선 레이져 다이오드 확산조명을 이용한 감시카메라의 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 적외선 레이져 다이오드 확산조명을 이용한 감시카메라의 사시도.

도 3는 전동줌렌즈와 적외선 레이져 다이오드의 연결 메카니즘 장치를 도시한 사시도.

도 4는 전동줌렌즈에 적외선 레이져 다이오드 빔을 확산하는 각도를 조절하는 포커스 조절 장치를 도시한 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

A. 촬영부(전동줌렌즈를 통해 반사된 적외선을 적외선 카메라의 촬상소자에 촬상)

B. 조명부(전동줌렌즈를 통해 적외선 레이져 다이오드의 레이져 빔을 조사)

1. 렌즈 2. 내장 전동줌렌즈 제어부

3. 전동줌렌즈 샤시

11. 포커스 조절장치(전동줌렌즈에 적외선 레이져 다이오드 빔을 확산하는 각도를 조절하는 포커스 조절 장치)

12. 방열판 13. 손잡이

14. 전원부 15. 냉각팬

16. 적외선 레이져 다이오드 21. 적외선 카메라부

111. 112. 렌즈 113. 미세 포커스 조절장치

Claims (3)

1. 적외선 레이져 다이오드의 레이져 빔을 확산렌즈를 이용하여 전동줌렌즈의 크기에 맞게 확산하여 전동줌렌즈를 통해 조사하는 조명부와 반사된 적외선을 전동줌렌즈를 통해 적외선 카메라의 촬상소자에 적외선 영상을 촬상하는 촬영부의 쌍으로 구성되며, 촬영부와 조명부는 각각 원거리의 조절 가능한 같은 면적을 감시하고 조명하는 쌍의 지그.
2. 1개의 직선 점으로 출력되는 레이져 빔을 전동줌렌즈의 렌즈 크기에 맞게 확산 시킬 수 있는 확산 렌즈가 장착된 지그.
3. 2개의 전동줌렌즈를 한 번의 명령으로 외부에서 각각 동시에 줌과 포커스를 제어할 수 있는 콘트롤 지그.

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