CCTV 카메라 전면부의 이물질 제거 장치
2009-03-12 CCTV뉴스
이 기술은 CCTV 카메라 렌즈 앞의 유리창의 이물 제거 장치에 관한 것으로 CCTV 카메라에 이물질 감지 센서를 추가하여 CCTV 카메라의 렌즈에 일정량의 이물질이 부착되면 이를 감지하고 와이퍼를 작동시켜 전면부의 이물질 자동으로 제거시키는 장치이다.
그림 1. 이물질 제거장치의 사시도
이 장치의 구성은 CCTV 카메라와 CCTV 카메라의 전면에 투명한 재질로 형성되는 보호막, CCTV 카메라의 측면에서 보호막을 향하는 방향으로 결합되어 보호막에 부착되는 이물질을 감지하는 이물 감지 센서를 포함하는 카메라 모듈 및 CCTV 카메라의 외부에 결합되어 와이퍼를 구동시키는 와이퍼 모터와 이물 감지 센서에서 감지된 이물의 양에 따라 와이퍼 모듈을 구동시키는 제어부로 구성되어 있다.
최근 CCTV는 산업용, 교육용, 의료용, 실내 방범용, 교통 관제용 감시, 방재용 및 사내의 화상정보 전달용 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 그러나 교육용이나 실내 방법용, 의료용, 방재용 및 사내의 화상정보 전달용과 같이 실내에 설치하는 CCTV 카메라의 경우에는 주변 환경의 변화가 적으므로 CCTV 카메라에서 촬영하는 영상의 질이 변화되는 경우가 적으나, 실외나 열악한 환경에서 작동되는 CCTV 카메라의 경우, 눈이나 비, 황사 바람과 같은 자연 현상에 의해 CCTV 카메라 렌즈 앞의 유리같은 투명한 보호막 부위에 이물질이 부착되어 CCTV 카메라에서 촬영하는 영상의 질이 현저히 낮아지거나 판독 불가능한 영상이 촬영되는 경우가 있다는 단점이 있다. 따라서 CCTV 카메라 렌즈앞의 보호막 부위에 부착되는 이물질들을 신속히 제거해야 하는데 종래에는 원격 조작되는 수동 와이퍼를 사용하여 이물질을 제거하거나관리자가 직접 이물질을 제거해야 했다. 그러나 수동 와이퍼를 사용하기 위해서는 관리자가 관리중인 CCTV의 상태를 일일이 점검하여 각각의 와이퍼를 작동시키고 이물질의 제거가 끝나면 다시 작동을 정지시켜야 하는 번거로움이 있으며, 관리자가 직접 이물질을 제거하는 경우에는 관리자가 CCTV 카메라가 설치된 곳으로 올라가야 하므로 사고 발생의 위험이 있다는 단점이 있었다.
또한, 현저한 기온차로 CCTV 카메라 렌즈나 렌즈 앞의 보호막 부위에 안개나 성에가 끼어서 CCTV 카메라에서 촬영하는 영상의 질이 낮아지는 경우가 발생하며 상기 수동 와이퍼의 경우에도 기온이 낮은 날에 눈이 내려서 결빙되어 부착되면 와이퍼만으로는 눈을 제거하기 어렵다는 단점이 있었다.
이와 같이 이 기술은 기존 기술의 불편함을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 카메라 렌즈 앞의 유리 같은 보호막에 이물질이 부착되는 것을 실시간으로 감지하여 이물질량에 따라 와이퍼를 자동으로 작동시켜 이물질을 제거하는 것이다. 또한 온도센서와 히터를 포함하여 일정 온도 이하로 기온이 낮아지면 히터를 자동으로 작동시켜 성에가 끼는 것을 방지하고 눈이 쌓일 경우 눈을 녹여 와이퍼로 제거가 용이하도록 해 어떤 환경 속에서도 양질의 CCTV 카메라 영상을 확보시켜주기 위한 기술이다.
CCTV 카메라 전면부의 이물질 제거 장치를 보다 구체적으로 살펴보면 그림 1은 CCTV 카메라 전면부의 이물질 제거 장치의 사시도이고, 그림 2는 이 발명의 제1 실시 예에 따른 CCTV 카메라 전면부의 이물질 제거 장치의 구성도이다.
그림 2. 이물질 제거 장치의 구성도
CCTV 카메라 전면부의 이물질 제거 장치는 그림 1과 같이 CCTV 카메라(110)와 하나 이상의 히터(120) 및 이물 감지 센서(130)로 구성된 카메라 모듈(100)과 상기 카메라 모듈(100)의 외부에 결합되어 제어부(210)와 온도 센서(220) 및 와이퍼 모터(230)를 구비한 와이퍼 모듈(230) 및 와이퍼(300)를 포함하여 구성된다.
카메라 모듈은 그림 3에 도시된 바와 같이 CCTV 카메라와 하나 이상의 히터와, 이물 감지 센서의 전면에 렌즈 보호를 위해 투명한 재질로 형성된 보호막이 형성되며, 보호막은 유리나 투명 플라스틱을 사용하는 것이 바람직하다.
CCTV 카메라는 전면부에 형성된 렌즈를 사용하여 영상을 촬영하는 구성으로 일반적인 CCTV 카메라이다. 히터는 겨울에 CCTV 카메라의 렌즈나 보호막에 성에가 끼거나, 눈이 보호막에 부착된 상태로 얼어 버릴 경우에 이를 제거하기 위해 열을 발산하는 구성으로 상기 보호막의 후면에 위치하면서 CCTV 카메라를 둘러싸는 형태로 다수의 히터가 결합된다.
이물 감지 센서는 보호막에 부착되는 이물질을 감지하는 구성으로 그림 1에 도시된 바와 같이 CCTV 카메라의 측면에서 상기 보호막을 향하는 방향으로 결합된다.
또한 이물 감지 센서는 탐지 신호를 발산하고, 보호막에 부착된 빗방울이나 눈 결정, 황사와 같은 이물질에 반사된 탐지 신호를 수신하며 수신한 탐지 신호의 전압 변화에 따라 보호막에 부착된 이물질의 종류나 량을 감지하는 반사형 포토인터렙트(phorointerrupters) 센서로 수신한 탐지 신호의 전압값을 제어부로 전송한다.
이 반사형 포토인터렙트 센서는 보호막에 부착된 이물질이 없으면 탐지 신호의 전압변화가 없고, 빗물이나 다른 투명한 이물이 부착되면 이물량에 따라 탐지 신호의 전압이 낮게 변화하며, 투명하지 않은 이물이 부착되면 탐지 신호의 전압이 높게 변화하는 센서이다. 이 감지 센서는 수신한 탐지 신호의 전압을 증폭하여 제어부로 전송하여 보호막에 부착된 이물질의 종류나 양을 분석할 수 있도록 한다.
그리고 제어부는 이물 감지 센서와 온도 센서에서 전송되는 정보 및 와이퍼, 히터를 동작시키기 위한 기준 조건을 비교하여 이물 감지 센서와 온도 센서에서 전송되는 정보가 기준 조건을 충족하면 그에 따라 와이퍼나 히터를 동작시키는 구성이다.
제어부에는 와이퍼와 히터를 동작시키기 위한 기준 조건이 저장되어 있으며 히터를 동작시키기 위한 기준 조건은 일정 이하의 온도이고, 와이퍼를 동작시키기 위한 기준 조건은 기준 전압보다 낮거나 높은 전압 값이다.
또 기준 전압은 와이퍼에 전혀 이물질이 묻지 않았을 경우에 탐지되는 탐지 신호의 전압값을 기준으로 투명한 이물질이 CCTV 카메라의 촬영에 방해되지 않을 정도로 묻은 범위를 나타내는 하한값과 불투명한 물질이 CCTV 카메라의 촬영에 방해 되지 않을 정로도 묻은 범위를 나타내는 상한 값 사이의 전압 값을 의미한다. 제어부로는 마이크로 컴퓨터(MICOM)를 사용하는 것이 바람직하며 온도 센서는 와이퍼 모듈이 설치된 장소의 기온을 감지하여 제어부로 전송하는 구성이다.
와이퍼 모터는 와이퍼를 회전시켜 보호막에 부착된 이물질을 제거하는 구성으로 기아드 스테핑(Geard stepping) 모터를 사용하는 것이 바람직하고 와이퍼는 상기 와이퍼 모듈의 와이퍼 모터에 결합되어 상기 카메라 모듈의 보호막에서 이동하여 보호막에 결합된 이물을 제거하는 구성이다.
도면의 주요 부분에 대한 보호의 설명
100 : 카메라 모듈
110 : CCTV 카메라
115 : 보호막
120 : 히터
130 : 이물 감지 센서
200 : 와이퍼 모듈
300 : 와이퍼