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KR101273013B1 - 듀얼 렌즈를 이용한 네트워크 카메라 - Google Patents

듀얼 렌즈를 이용한 네트워크 카메라 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 카메라는 제1 입사 경로를 갖는 제1 렌즈와, 상기 제1 입사 경로와 다른 제2 입사 경로를 갖는 제2 렌즈; 상기 제1 입사 경로와 상기 제2 입사 경로가 만나는 지점에 배치되고, 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 통해 입사되는 빛을 반사하는 프리즘; 상기 프리즘을 회전시키기 위한 프리즘 구동부; 및 상기 프리즘 구동부를 통해 상기 프리즘을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

듀얼 렌즈를 이용한 네트워크 카메라{NETWORK CAMERA USING DUAL LENS}
본 발명은 네트워크 카메라에 관한 것으로, 특히 듀얼 렌즈를 이용한 네트워크 카메라에 관한 것이다.
근래, CCTV 카메라와 같은 영상 감시 카메라에도 새로운 변화가 생기고 있고, 바로 네트워크 카메라(network camera)의 출현도 그 변화 중 하나이다. 네트워크 카메라는 웹 카메라로서 불리우기도 하다. 네트워크 카메라는 CCD 카메라를 내장한 고성능의 임베디드(embedded) 시스템을 기본으로 영상을 디지털화하여 압축하고, 네트워크를 통하여 그 데이터를 전송하여 인터넷을 통해 어느 곳에서나 실시간으로 그 영상을 복원하여 볼 수 있도록 한다.
또한, 네트워크에 연결되어, 사용자가 네트워크를 통해 액세스하여 영상을 전송받고 카메라의 움직임을 제어할 수 있는 네트워크 카메라가 존재한다. 네트워크 카메라는 고유의 아이피 주소를 가지고 그 내부에 서버 프로그램이 설치되어 있으며, 원격 사용자는 이 아이피 주소를 통해 서버에 로그인하여 카메라로부터의 영상을 수신한다.
또한, 네트워크 카메라는 감시 영역의 사각을 없애기 위한 방법들이 도입되고 있다. 그 중에 하나가 어안렌즈를 사용하는 것이며, 다른 하나는 팬-틸트(Pan-Tilt) 기능을 갖는 렌즈를 사용하는 것이다.
하지만, 어안렌즈를 사용하는 경우, 초점 거리가 많이 짧아 왜곡 현상이 심하게 발생하며, 팬-틸트 기능을 갖는 렌즈를 사용하는 경우, 회전 및 기울임 동작을 구동하기 위한 복잡한 회로가 요구된다. 따라서, 네트워크 카메라의 사각을 효율적으로 없애기 위한 방법이 요구된다.
본 발명은 듀얼 렌즈를 이용하여 감시 영역의 사각을 방지하는 네트워크 카메라를 제공한다.
또한, 본 발명은 프리즘의 회전을 통해 입력 영상을 이미지 센서로 제공하는 네트워크 카메라를 제공한다.
본 발명은 제1 입사 경로를 갖는 제1 렌즈와, 상기 제1 입사 경로와 다른 제2 입사 경로를 갖는 제2 렌즈; 상기 제1 입사 경로와 상기 제2 입사 경로가 만나는 지점에 배치되고, 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 통해 입사되는 빛을 반사하는 프리즘; 상기 프리즘을 회전시키기 위한 프리즘 구동부; 및 상기 프리즘 구동부를 통해 상기 프리즘을 제어하는 제어부를 포함하는 네트워크 카메라를 제공한다.
또한, 본 발명은 프리즘을 회전하는 단계; 제1 회전 시점 동안 제1 렌즈를 통해 입사되는 빛을 제1 영상 신호로 변환하고, 제2 회전 시점 동안 제2 렌즈를 통해 입사되는 빛을 제2 영상 신호로 변환하는 단계; 상기 프리즘의 회전에 따라, 상기 제1 영상 신호와 제2 영상 신호를 교대로 생성하는 단계; 상기 제1 영상 신호 및 제2 영상 신호를 하나의 영상 프레임으로 결합하는 단계; 및 상기 결합된 영상 프레임을 데이터 송수신부로 전송하는 단계를 포함하는 네트워크 카메라의 영상 촬영 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 서로 다른 지향각을 갖는 두 개의 렌즈를 이용하여 감시 영역의 사각을 방지할 수 있다. 또한, 네트워크 카메라는 두 개의 렌즈를 통해 입력된 영상이 동일한 이미지 센서를 사용하므로, 안정적인 영상을 공급할 수 있다.
한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 카메라의 구성도;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 렌즈 부의 구성도;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 카메라의 영상 촬영 방법을 나타낸 도면.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 실시 예는 듀얼 렌즈를 이용하여 감시 영역의 사각을 방지하는 네트워크 카메라를 제공한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 대해 첨부된 도면들을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 카메라의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 네트워크 카메라(100)는 렌즈 부(110), 이미지 센서부(120), 디지털 신호 처리부(130), 데이터 송수신부(140) 및 제어부(150)를 포함한다. 이하 설명에서는 상기 네트워크 카메라(100)의 동작에 있어서 본 발명의 내용과 관련 없는 부분에 대해서는 생략하도록 한다.
렌즈 부(110)는 두 개의 렌즈를 포함하며, 상기 두 개의 렌즈를 통해 서로 다른 2개의 영상을 촬영한다.
이미지 센서부(120)는 상기 렌즈부(110)를 통해 입력된 광으로부터 아날로그 데이터를 생성하며, 아날로그/디지털 변환부(미도시)는 상기 이미지 센서부(120)에서 출력되는 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환한다. 물론, 상기 이미지 센서부(120)의 특성에 따라 상기 아날로그/디지털 변환부가 필요 없는 경우도 있을 수 있다. 여기서, 상기 이미지 센서부(120)는 CCD(Charge Coupled Device) 소자 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 소자가 사용될 수 있다.
상기 이미지 센서부(120)로부터 출력된 영상 데이터는 메모리(미도시)를 거쳐 디지털 신호 처리부(130)에 입력될 수 있고, 상기 메모리를 거치지 않고 바로 디지털 신호 처리부(130)에 입력될 수도 있다. 또한, 상기 영상 데이터는 사용자의 요구 또는 사양에 따라 상기 제어부(150)로 입력될 수도 있다. 여기서, 상기 메모리는 ROM 또는 RAM 등을 포함하는 개념이다.
디지털 신호 처리부(130)는 필요에 따라 감마(gamma) 보정, 화이트 밸런스 조정 등의 디지털 신호 처리를 할 수 있다. 상기 디지털 신호 처리부(130)로부터 출력된 영상 데이터는 상기 메모리(미도시)에 저장되거나 또는 상기 데이터 송수신부(140)로 전달된다.
데이터 송수신부(140)는 유/무선 네트워크를 통해 촬영된 영상을 실시간으로 사용자 또는 관리자에게 전송한다.
상기 유선 네트워크를 이용하여 영상 데이터를 전송하는 경우, 상기 데이터 송수신부(140)는 영상 데이터를 유선 통신에 적합한 스트리밍 신호로 변환하여 전송한다. 가령, 상기 유선 통신으로는 이더넷(Ethernet) 방식으로 TCP/IP, UDP/IP, RTP 등의 인터넷 프로토콜 중 적어도 하나의 방식을 이용할 수 있다.
한편, 상기 무선 네트워크를 이용하여 영상 데이터를 전송하는 경우, 상기 데이터 송수신부(140)는 와이 파이(Wi-Fi)와 같은 근거리 무선 통신을 이용하여 영상 데이터를 전송할 수 있다.
제어부(150)는 네트워크 카메라(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 본 실시 예에서, 상기 제어부(150)는 듀얼 렌즈를 통해 서로 다른 영상을 촬영하고, 상기 촬영된 영상을 하나의 이미지 센서부(120)에서 처리하는 일련의 동작들을 제어한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 렌즈 부의 구성을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 렌즈 부(110)는 제1 렌즈(112), 제2 렌즈(114), 프리즘(116) 및 프리즘 구동부(118)를 포함한다. 한편, 본 실시 예에서, 상기 렌즈 부(110)의 전체적인 형상이 돔 형태로 구성되는 것을 예시하고 있으나, 이를 제한하지는 않는다.
일반적으로, 네트워크 카메라에 사용되는 렌즈의 화각(angle of view)은 60° 내지 90°이다. 그런데, 본 발명의 실시 예에 따른 렌즈 부(110)는 서로 다른 지향각을 갖는 두 개의 렌즈를 사용하여 120° 내지 180°의 화각을 얻을 수 있다. 여기서, 상기 화각은 카메라로 포착하는 장면의 시야를 의미한다.
제1 렌즈(112) 및 제2 렌즈(114)는 서로 다른 방향을 바라보도록 설계될 수 있다. 가령, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 렌즈(112)는 좌측 45도 방향을 바라보도록 배치될 수 있고, 상기 제2 렌즈(114)는 우측 45도 방향을 바라보도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 렌즈(112) 및 제2 렌즈(114)는 일체로 형성되어 Y자 모양의 구조를 형성할 수 있다.
이러한 구조를 통해, 상기 제1 렌즈(112)는 제1 입사 경로를 통해 빛을 수신하고, 상기 제2 렌즈(114)는 제2 입사 경로를 통해 빛을 수신한다.
프리즘(또는 반사 거울, 116)은 제1 입사 경로와 제2 입사 경로가 만나는 지점에 배치될 수 있다. 상기 프리즘(118)은 제1 입사 경로 또는 제2 입사 경로를 통해 들어온 빛을 반사하여 이미지 센서부(120)로 제공한다. 이때, 상기 프레임(116)은 자신의 회전을 통해 제1 렌즈(112)와 제2 렌즈(114)를 통해 각각 입사되는 빛을 상기 이미지 센서부(120)로 제공할 수 있다.
이러한 회전을 통해, 상기 프리즘(116)은 제1 시간 구간(또는 회전 시점) 동안에 제1 렌즈(112)를 통해 입사되는 빛을 상기 이미지 센서부(120)로 제공하고, 제2 시간 구간(또는 제2 회전 시점) 동안에 제2 렌즈(114)를 통해 입사되는 빛을 상기 이미지 센서부(120)로 제공하는 과정을 반복하게 된다.
이미지 센서부(120)는 상기 렌즈부(110)를 통해 입력된 빛을 전기적 신호로 변환한다. 즉, 상기 이미지 센서부(120)는 촬상 소자로 CCD(Charge Coupled Device) 소자를 사용하는 경우, 상기 렌즈 부(110)를 통해 입력된 빛을 아날로그 신호로 변환한다. 한편, 상기 촬상 소자로 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 소자를 사용하는 경우, 상기 렌즈 부(100)를 통해 입력된 빛을 디지털 신호로 변환한다.
한편, 제1 렌즈(112) 및 제2 렌즈(114)를 통해 입력되는 영상은 별개의 이미지 센서부(120)가 아닌 동일한 이미지 센서(120)를 사용하므로, 해당 네트워크 카메라는 안정적인 영상을 제공할 수 있다.
디지털 신호 처리부(130)는 제1 렌즈(112)를 통해 입력되는 제1 영상 신호와 제2 렌즈(114)를 통해 입력되는 제2 영상 신호를 하나의 영상 데이터로 처리할 수 있다. 즉, 상기 디지털 신호 처리부(130)는 제1 영상 신호와 제2 영상 신호를 결합하고, 상기 결합된 영상 신호에서 중첩되는 영역의 영상 신호를 제거할 수 있다. 이때, 상기 중첩되는 영역의 영상 신호는 상기 제1 렌즈(112)와 제2 렌즈(114)의 촬영 범위가 중첩되는 영역의 영상 신호를 의미한다.
상기 디지털 신호 처리부(130)는 제1 영상 신호 및 제2 영상 신호를 하나의 영상 프레임 단위로 결합하고, 상기 결합된 영상 프레임을 데이터 송수신부(140)로 제공한다.
프리즘 구동부(118)는 제어부(150)의 제어에 따라 단위 시간당 미리 결정된 회전수로 회전하도록 상기 프리즘(116)을 구동한다. 이때, 상기 프리즘 구동부(118)는 상기 프리즘(116)에 고정된 회전축을 구동함으로써 상기 프리즘(116)을 회전시킬 수 있다. 여기서, 상기 회전축은 상기 프리즘(116)에 수직 방향으로 고정되어 형성되는 것이 바람직하다.
제어부(150)는 상기 프리즘 구동부(118)를 제어하여 상기 프리즘(116)을 회전시킬 수 있다. 또한, 상기 제어부(150)는 상기 프리즘의 단위 시간당 회전수를 가변할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 카메라의 영상 촬영 방법을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 310 단계에서, 제어부는 프리즘 구동부를 통해 프리즘을 회전시킨다. 이때, 상기 제어부는 해당 프리즘이 단위 시간당 미리 설정된 회전수로 회전하도록 제어한다.
320 단계 및 330 단계에서, 제어부는 이미지 센서부를 이용하여 제1 렌즈를 통해 입사되는 빛을 제1 영상 신호로 변환하고, 제어부는 동일한 이미지 센서부를 이용하여 제2 렌즈를 통해 입사되는 빛을 제2 영상 신호로 변환한다. 그리고, 상기 프리즘의 회전에 따라, 상기 제1 영상 신호와 제2 영상 신호를 교대로 생성된다.
340 단계에서, 제어부는 제1 렌즈를 통해 입력된 제1 영상 신호와 제2 렌즈부를 통해 입력된 제2 영상 신호를 결합하여 하나의 영상 프레임을 생성한다.
350 단계에서, 제어부는 데이터 송수신부를 통해 상기 결합된 영상 프레임을 사용자 또는 관리자에 전송한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 네트워크 카메라는 서로 다른 지향각을 갖는 두 개의 렌즈를 이용하여 감시 영역의 사각을 방지할 수 있다.
한편 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 네트워크 카메라 110 : 렌즈부
120 : 이미지 센서부 130 : 디지털 신호 처리부
140 : 데이터 송수신부 150 : 제어부

Claims (7)

  1. 제1 입사 경로를 갖는 제1 렌즈와, 상기 제1 입사 경로와 다른 제2 입사 경로를 갖는 제2 렌즈;
    상기 제1 입사 경로와 상기 제2 입사 경로가 만나는 지점에 배치되고, 상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 통해 입사되는 빛을 반사하는 프리즘;
    상기 프리즘을 회전시키기 위한 프리즘 구동부;
    상기 프리즘에 의해 반사된 빛을 전기적 영상 신호로 변환하는 이미지 센서부;
    상기 이미지 센서부를 통해 변환되는 복수의 영상 신호를 하나의 영상 프레임으로 생성하는 디지털 신호 처리부; 및
    상기 프리즘 구동부를 통해 상기 프리즘을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 디지털 신호 처리부는,
    상기 제 1 렌즈를 통해 입사되는 빛에 의해 변환된 영상 신호와, 상기 제 2 렌지를 통해 입사되는 빛에 의해 변환된 영상 신호를 하나의 영상 프레임으로 생성하는 네트워크 카메라.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 이미지 센서부는,
    상기 제1 렌즈 및 프리즘을 통해 입력된 빛을 제1 영상 신호로 변환하고, 상기 제2 렌즈 및 프리즘을 통해 입력된 빛을 제2 영상 신호로 변환하며,
    상기 디지털 신호 처리부는,
    상기 제1 영상 신호와 제2 영상 신호를 결합하여, 하나의 영상 프레임을 생성하는 네트워크 카메라.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 프리즘 구동부를 제어하여 상기 프리즘을 단위 시간당 미리 결정된 회전수로 동작하도록 하는 네트워크 카메라.
  6. 프리즘을 회전하는 단계;
    제1 회전 시점 동안 제1 렌즈를 통해 입사되는 빛을 제1 영상 신호로 변환하고, 제2 회전 시점 동안 제2 렌즈를 통해 입사되는 빛을 제2 영상 신호로 변환하는 단계;
    상기 프리즘의 회전에 따라, 상기 제1 영상 신호와 제2 영상 신호를 교대로 생성하는 단계;
    상기 제1 영상 신호 및 제2 영상 신호를 하나의 영상 프레임으로 결합하는 단계; 및
    상기 결합된 영상 프레임을 데이터 송수신부로 전송하는 단계를 포함하는 네트워크 카메라의 영상 촬영 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 회전 단계는,
    제어부의 제어에 따라, 상기 프리즘을 단위 시간당 미리 결정된 회전수로 동작하는 네트워크 카메라의 영상 촬영 방법.
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