호신용 섬광 장치{FLASH DEVICE FOR SELF-PROTECTION }
본 발명은 위협 인물로부터 신변의 위협이 있을 경우 상기 위협 인물에게 순간적으로 강렬한 빛을 방출함으로써 위험 상황을 모면하도록 하며, 이와 함께 현장 상황이나 상기 위협 인물의 행동 등에 대한 영상을 촬영 및 수집함으로써 범죄에 대한 증거 데이터를 확보할 수 있는 호신용 섬광 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 강도나 절도 등 상해를 목적으로 접근하는 사람 또는 치한 등으로부터 자신을 보호하기 위한 호신용구는 그 형상 및 사용 상태에 따라 다양하게 제공되고 있다. 일 예로, 위협인물을 가격(加擊)하기 위한 호신봉, 비살상용 가스를 방사하는 가스분사기, 전류가 흐르는 전기충격기 등이 있다. 상기 호신봉은 다수의 절첩되는 절첩식 호신봉이 사용되고 있으며, 이러한 호신봉은 범인의 검거 및 진압용으로 경찰 또는 경호원 등의 특수한 집단에서 주로 사용된다. 그러나 상기와 같은 다양한 호신용구는 위협 인물을 제압하기 위한 수단으로 부피가 상대적으로 커서 호신용구를 휴대하기가 불편함은 물론 그 형상이 일반인들에게 혐오감을 준다는 이유로 주로 가방 또는 핸드백 등에 숨겨놓고 휴대하는 것이 일반적이므로 긴급한 상황에서 준비과정이 오래 걸리기 때문에 호신용구를 제대로 사용하지 못하게 되어 호신용구의 기능성을 상실하게 되는 문제점이 있다. 또한 통상의 호신용구는 고가이므로 경제적인 이유로 구입이 꺼려질 수밖에 없으며, 특히 상기 호신용구는 위협 인물과 신체접촉 상태 또는 근접 상태에서 사용되어야만 하기 때문에 사용자 본인이 상해를 입을 수도 있으며 위협 인물에게도 극도의 흥분상태를 유발함으로써 오히려 더욱 큰 위험을 초래할 수 있는 문제점이 있었다. 한편, 범죄 현장에 있어 증거채취는 매우 중요한 사법적인 관찰 요소가 아닐 수 없다. 그러나 단순한 목격 증언만으로서는 사법부의 판단에 유력한 증거가 될 수 없는 범죄가 대단히 많이 존재하게 된다. 보편적으로 우범지역 등을 순찰하는 순찰자 또는 경찰들은 범죄 발생의 증거확보를 위하여 목격하게 되는 범죄 발생시, 또는 그 이후의 상황을 스틸 카메라 또는 녹화용의 카메라로 기록하고 있으나, 일반인의 경우 범죄 현장에서 상기와 같은 영상 장비를 항상 휴대하기 어렵고 또한 장비를 휴대한다 하더라도 즉발성의 범죄 현장 발생 시점에서의 기록은 거의 불가능한 실정이다. 뿐만 아니라 핸드폰 등을 이용한 영상 촬영의 경우에도 야간이나 우천 시와 같은 악천후 환경에서는 장비의 광학적인 한계성으로 인하여 식별력 있는 영상의 수집이 어려워 현실성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 위협 인물에게 원거리에서도 호신용으로 작용할 수 있어 위협 상황의 모면과 사용자의 상해를 방지할 수 있도록 하며, 범죄 현장 상황이나 위협 인물의 행동 등에 대한 영상을 촬영 및 수집함으로써 범죄의 증거 데이터를 확보할 수 있는 호신용 섬광 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 호신용 섬광 장치는 전원을 공급하기 위한 휴대용 배터리; 상기 휴대용 배터리에 탈, 부착되어 휴대용 배터리의 전원을 공급받도록 구성되며 내부에 수용공간이 구비되고 전방에는 개구부가 구성되는 본체; 상기 개구부를 향하는 방향으로 광원이 조사되도록 상기 수용공간에 장착되며 복수의 엘이디 소자로 구성되어 섬광을 방출하는 섬광부; 상기 개구부를 향하는 방향으로 상기 수용공간에 장착되며 영상을 촬영하기 위한 카메라; 상기 휴대용 배터리로부터 전원을 공급받아 상기 섬광부 및 카메라의 작동을 선택적으로 제어하는 제어부; 및 상기 카메라에서 촬영되는 영상을 저장하기 위한 메모리;를 포함하는 것이 특징이다. 하나의 예로써, 상기 카메라의 작동에 따라 연동되어 위치정보를 생성하는 GPS모듈과, 상기 카메라에서 촬영된 영상정보와 시간정보 및 촬영 시점에서 상기 GPS모듈로부터 생성되는 위치정보를 취합하여 하나의 단위 데이터로 생성 및 출력하는 데이터처리모듈 및 상기 데이터처리모듈에서 출력되는 단위 데이터를 사용자가 기등록한 개인서버로 무선통신망을 통해 송신하는 송수신모듈을 포함하는 데이터저장부;를 더 포함할 수 있다. 하나의 예로써, 상기 카메라의 영상 촬영에 있어 적외선을 차단하는 적외선차단필터와 가시광선을 차단하는 가시광선차단필터를 포함하며, 상기 카메라의 전방에서 상기 적외선차단필터 또는 가시광선차단필터가 선택적으로 대면할 수 있도록 상기 본체에 장착되는 필터교체부;를 더 포함할 수 있다. 하나의 예로써, 상기 본체는, 원형으로 구성되며, 상기 개구부의 내주면을 따라 구성되는 가이드홈과 상기 가이드홈과 연통하도록 외주면의 일부가 절개되는 슬라이딩홀을 더 포함하며, 상기 필터교체부는, 상기 본체의 개구부에서 상기 가이드홈에 장착되어 회전하는 원형플레이트와, 상기 개구부의 중심축으로부터 카메라의 중심축까지의 반경과 동일한 회전 반경을 가지고 상기 원형플레이트에 일정 간격을 따라 구성되고 상기 적외선차단필터 및 가시광선차단필터가 각각 장착되는 한 쌍의 필터홀과, 상기 원형플레이트의 외주면에 장착되어 상기 본체의 슬라이딩홀을 통해 외부로 노출되는 회전돌기를 더 포함할 수 있다. 하나의 예로써, 상기 카메라로부터 촬영된 영상을 분석하여 영상 내에 주간, 야간 및 악천후 상태를 감지하고 감지 결과에 따라 상기 필터교체부의 제어신호를 선택적으로 생성 및 출력하는 악천후감지부; 및 상기 악천후감지부로부터 출력되는 제어신호를 수신하고 상기 제어신호에 의해 상기 원형플레이트의 회전 구동을 선택적으로 제어하는 구동부;를 더 포함할 수 있다. 하나의 예로써, 상기 적외선차단필터는, 유리렌즈와, 상기 유리렌즈의 일면 또는 양면에 도포되는 적외선차단코팅층을 포함하되, 상기 적외선차단코팅층은 이산화티탄 100중량부에 대해 이산화바나듐 5 내지 10중량부, 수산화알루미늄 1 내지 5중량부, 황산화철 1 내지 5중량부를 포함하는 적외선차단 분말을 용매에 분산시켜 150 내지 250℃에서 열경화에 의해 형성될 수 있다. 하나의 예로써, 상기 가시광선차단필터는, 유리렌즈와, 상기 유리렌즈의 일면 또는 양면에 도포되는 가시광선차단코팅층을 포함하되, 상기 가시광선차단코팅층은 카본블랙 100중량부에 대해 셀룰로오스아세테이트 5 내지 10중량부, 수산화알루미늄 1 내지 5중량부, 황산화철 1 내지 5중량부를 포함하는 가시광선차단 분말을 용매에 분산시켜 150 내지 250℃에서 열경화에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 호신용 섬광 장치는 부피가 작으며 현대인들이 흔히 휴대하고 다니는 휴대용 배터리에 장착되어 간단한 조작만으로도 사용할 수 있기 때문에 휴대성과 편의성이 우수한 이점이 있다. 또한 위협 인물에게 순간적으로 강렬한 빛을 방출하여 위협 인물의 돌발 행동을 저지하여 위협 상황을 모면할 수 있도록 하며, 원거리 사용 특성상 위협 인물은 물론 사용자 자신에게도 상해가 발생하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다. 특히 빛을 방출함과 동시에 범죄 현장 상황이나 위협 인물의 해동 등을 촬영한 영상을 수집함으로써 범죄의 증거 데이터를 확보할 수 있으며, 영상 촬영 환경에 있어 주간 및 야간은 물론 악천후 발생 여부를 감지하고 감지 결과에 따라 각 환경에 맞게 필터를 적용함으로써 피사체의 명확한 식별이 가능한 영상을 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 호신용 섬광 장치의 외형을 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 호신용 섬광 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 호신용 섬광 장치의 구성을 나타내는 분해사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터저장부의 구성을 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터교체부의 구성을 나타내는 도면.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터교체부의 작동 상태도이다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 도 1a 및 도 1b은 본 발명의 호신용 섬광 장치의 외형을 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 호신용 섬광 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 호신용 섬광 장치의 구성을 나타내는 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 데이터저장부의 구성을 나타내는 블록도이다. 또한 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터교체부의 구성을 나타내는 도면이며, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터교체부의 작동 상태도이다. 본 발명의 호신용 섬광 장치(10)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 휴대용 배터리(100), 상기 휴대용 배터리(100)에 탈, 부착되는 본체(200), 상기 본체(200)에 장착되는 섬광부(300)와 카메라(400) 및 이들을 제어하기 위한 제어부(500)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명에 있어 상기 휴대용 배터리(100)라 함은 모바일단말기는 물론 디지털카메라, 노트북 등을 포함한 휴대기기를 어디서나 충전할 수 있도록 한 통상의 예비 배터리를 의미하는 것으로, 휴대기기 자체적으로 내장된 배터리가 모두 소모되었을 경우 휴대기기의 전원 단자에 연결되어 충전을 수행하게 된다. 이러한 휴대용 배터리(100)는 충전 대상 휴대기기의 종류에 따라 별도의 젠더가 요구될 수 있으며, 그 크기에 따라 1,000 ~ 10,000mAh 용량 가질 수 있다. 그리고 상기 휴대용 배터리(100)는 외부에 노출되는 USB 포트(130)를 구비하여 충전 전원을 입력받을 수 있도록 하며, 충전 전력의 상태를 표시하기 위한 복수의 표시창이 구비될 수 있다. 한편 상기 휴대용 배터리(100)는 상기 본체(200)가 탈, 부착될 수 있도록 하며 상기 본체(200)가 장착될 경우, 내부에 저장된 전원을 상기 본체(200)로 전달 및 공급할 수 있도록 한다. 예를 들면 상기 휴대용 배터리(100)는 도 1a에 도시된 바와 같이 상기 본체(200)의 일부 또는 전체를 수용할 수 있는 수용홈(110)이 구성될 수 있으며, 상기 수용홈(110)에는 전원을 공급하기 위한 복수의 접속 단자(120)가 구비될 수 있다. 여기서 상기 휴대용 배터리(100)는 상기 복수의 접속 단자(120)를 통해 상기 본체(200)의 전원 공급은 물론 제어신호 또는 통신신호 등을 전달하기 위한 커넥터의 기능으로도 활용될 수 있도록 함으로써 휴대용 배터리(100)가 전원 공급 외에도 다양한 기능을 부가할 수 있는 확장성을 갖도록 함이 바람직하다. 상기 본체(200)는 내부에 수용공간(미도시)이 구비되어 있으며 수용공간에는 이하에서 설명하는 섬광부(300) 및 카메라(400) 등 호신용 섬광 장치(10)를 이루는 일부 구성들을 수용할 수 있도록 한다. 또한 상기 본체(200)는 전방에 개구부(210)가 구성되어 섬광부(300)로부터 방출되는 빛이 상기 개구부(210)를 통해 조사될 수 있도록 하며 상기 카메라(400)에 의한 영상 촬영이 가능하도록 한다. 그리고 상기 본체(200)는 앞서 설명한 휴대용 배터리(100)의 접속 단자(120)와 전기적으로 접속될 수 있도록 상호 대향하는 면에 동일한 접속 단자(미도시)가 구성될 수 있으며, 이러한 접속 단자들의 접속을 통해 전원 공급은 물론 부가적으로 휴대용 배터리(100)로부터 전달될 수 있는 제어신호나 통신신호 등을 입력받을 수 있도록 한다. 여기서 상기 본체(200)는 보편적인 플라스틱 재질로 이루어질 수 있으나 내충격성 등을 고려하여 금속 합금으로 구성됨이 바람직하다. 또한 상기 본체(200)는 상기 개구부(210)를 밀폐하기 위한 투명커버(240)를 구비하여 상기 수용공간에 수용 및 장착된 섬광부(300)나 카메라(400) 등을 보호할 수 있도록 한다. 상기 섬광부(300)는 상기 개구부(210)를 향하는 방향으로 광원이 조사되도록 상기 본체(200)의 수용공간에 장착되어 있으며 섬광 효과를 부가하기 위하여 고휘도의 엘이디 소자(LED ; Light Emitting Diode)가 복수로 구성됨이 타당하다. 또한 도면에 도시된 바 없으나 상기 섬광부(300)는 인쇄회로기판 상에 복수의 엘이디 소자가 배열된 형태로 구성될 수 있으며 안정화 회로, 역전압/전류 차단 회로 등 전원에 대한 보호회로가 내장될 수 있다. 그리고 상기 섬광부(300)은 제어부(500)의 제어에 의해 작동되어 위협 인물이나 범죄 의심 대상자에게 순간적으로 강력한 빛을 방출함으로써 위협 인물을 당혹스럽게 또는 무기력하게 하여 위협 인물의 돌발 행동을 저지시킬 수 있다. 이러한 섬광부(300)는 원거리 사용 특성상 위협 인물은 물론 사용자 자신에게도 상해가 발생하는 것을 방지하여 인명 피해를 최소화할 수 있게 된다. 상기 카메라(400)는 상기 개구부(210)를 향하는 방향으로 상기 본체(200)의 수용공간에 장착되며 영상을 촬영할 수 있다. 여기서 상기 카메라(400)는 상기 섬광부(300)에 의한 섬광 방출 시 영상 촬영에 영향을 최소화하기 위하여 가급적으로 상기 섬광부(300)와 최대한 이격된 상태로 배치함이 바람직하다. 상기 제어부(500)는 상기 휴대용 배터리(100)로부터 전원을 공급받아 상기 섬광부(300) 및 카메라(400)의 작동을 선택적으로 제어할 수 있다. 예를 들면 상기 제어부(500)는 상기 본체(200)의 수용공간 내에서 상기 섬광부(300)와 카메라(400)와 함께 수용될 수 있으며 앞서 설명한 상기 본체(200)의 접속 단자와 전기적으로 연결되어 이를 통해 휴대용 배터리(100)로부터 전원 등을 공급받을 수 있도록 한다. 이러한 제어부(500)는 상기 섬광부(300) 또는 카메라(400)의 작동을 제어하기 위한 하나 이상의 스위치(510)를 포함할 수 있는 바, 상기 스위치(510)는 상기 본체(200)의 외면에 형성될 수 있으나 도 1a에서 도시된 바와 같이 휴대용 배터리(100)의 외면에 형성될 수도 있으며 이 경우 상기 스위치(510)의 신호 전달은 상기 접속 단자(120)를 통해 이루어질 수 있음은 당연하다. 그리고 상기 제어부(500)는 상기 섬광부(300)와 카메라(400)의 작동을 제어함에 있어 상기 스위치(510)의 ON 상태가 유지되는 동안 상기 섬광부(300)와 카메라(400)가 동시에 작동되도록 할 수도 있으며, 상기 스위치(510)의 1회 ON만으로 상기 섬광부(300)와 카메라(400)가 설정된 제 1시간 동안 작동될 수 있도록 할 수 있다. 상기 제어부(500)의 제어 조건은 사용자의 설정에 의해 선택적으로 변경될 수 있음은 당연하다. 또한 상기 제어부(500)는 도면에 도시된 바 없으나, 호신용 섬광 장치(10)의 상태 정보를 표시하기 위한 디스플레이를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 제어부(500)는 이하에서 설명하는 메모리(600)의 총 저장공간과 사용 가능 저장공간은 물론 상기 휴대용 배터리(100)의 잔여 전원 등에 대한 상태 정보를 수집하고 이를 상기 디스플레이를 통해 표시할 수 있다. 한편 본 발명의 호신용 섬광 장치(10)는 상기 카메라(400)의 구동 시 카메라(400)에 의해 촬영되는 영상을 저장하기 위한 메모리(600)를 더 포함할 수 있다. 일 예로 상기 메모리(600)는 SD카드로 구성될 수 있다. 이 경우 상기 휴대용 배터리(100)는 상기 SD카드 형태의 메모리(600)를 수용하기 위한 SD카드 슬롯이 구성될 수 있다. 다른 예로 상기 메모리(600)는 상기 본체(200)의 수용공간에 내재되면서 외부 입출력을 지원하는 인터페이스가 본체(200) 또는 휴대용 배터리(100) 외부에 노출되도록 구성될 수 있다. 이러한 메모리(600)에는 카메라(400)에서 촬영된 영상뿐만 아니라 상기 제어부(500)의 설정 정보와 업데이트 정보 등을 입력받아 저장하거나, 저장된 영상 등을 외부의 출력기기로 출력할 수 있도록 한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 호신용 섬광 장치(10)는, 사용자의 설정 등에 의해 카메라(400)로부터 촬영된 영상은 물론 촬영시점에 대한 부가 정보들을 개인 서버(20)에 실시간으로 저장하기 위한 데이터저장부(700)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 상기 데이터저장부(700)는 상기 카메라(400)의 작동에 따라 연동되어 위치정보를 생성하는 GPS모듈(710)과, 상기 카메라(400)에서 촬영된 영상정보 및 시간정보 촬영 시점에서 상기 GPS모듈(710)로부터 생성되는 위치정보를 취합하여 하나의 단위 데이터로 생성 및 출력하는 데이터처리모듈(720) 및 상기 데이터처리모듈(720)에서 출력되는 단위 데이터를 사용자가 기등록한 개인서버(20)로 무선통신망을 통해 송신하는 송수신모듈(830)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때 상기 개인서버(20)의 수신 주소는 적어도 하나 이상 지정될 수 있으며, 외부 입력을 통해 상기 메모리(600)에 저장될 수 있다. 이처럼 본 발명의 호신용 섬광 장치(10)는 카메라(400)의 작동 시 장치 자체적으로 촬영된 영상을 수집 및 저장할 수도 있으며, 선택적으로 사용자가 설정한 개인서버(20)로 촬영된 영상을 송신할 수 있음에 따라 혹시 모를 사용자의 범죄 피해나 장치의 분실 시에도 데이터를 확보할 수 있는 이점이 있다. 한편 본 발명의 호신용 섬광 장치(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 카메라(400)의 전방에서 구비되는 필터교체부(800)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 필터교체부(800)는 상기 카메라(400)의 영상 촬영에 있어 적외선을 차단하는 적외선차단필터(810)와 가시광선을 차단하는 가시광선차단필터(820)를 포함하며, 상기 카메라(400)의 전방에서 상기 적외선차단필터(810) 또는 가시광선차단필터(820)가 선택적으로 대면할 수 있도록 상기 본체(200)에 장착될 수 있다. 예를 들면, 상기 본체(200)는 원형으로 구성되며 상기 개구부(210)의 내주면을 따라 구성되는 가이드홈(230)과 상기 가이드홈(230)과 연통하도록 외주면의 일부가 절개되는 슬라이딩홀(220)을 포함하여 필터교체부(800)의 장착공간과 연동 구조를 제공할 수 있다. 그리고 상기 필터교체부(800)는 상기 본체(200)의 개구부(210)에서 상기 가이드홈(230)에 장착되어 회전하는 원형플레이트(850)와, 상기 개구부(210)의 중심축으로부터 카메라(400)의 중심축까지의 반경과 동일한 회전 반경을 가지고 상기 원형플레이트(850)에 일정 간격을 따라 구성되고 상기 적외선차단필터(810) 및 가시광선차단필터(820)가 각각 장착되는 한 쌍의 필터홀(811, 821)을 포함할 수 할 수 있다. 여기서 상기 원형플레이트(850)의 경우 상기 한 쌍의 필터홀(811, 821)을 제외한 나머지 영역은 투명재질로 구성되거나 도 3 등에 도시된 바와 같이 상기 섬광부(300)와 대면할 수 있는 영역은 절개부(830)를 구성하여 섬광부(300)의 빛 방출이 제한되지 않도록 구성됨이 타당하다. 그리고 상기 필터교체부(800)는 상기 원형플레이트(850)의 외주면에 장착되어 상기 본체(200)의 슬라이딩홀(220)을 통해 외부로 노출되는 회전돌기(840)를 포함하여 사용자가 상기 회전돌기(840)를 선택적으로 회전시킴으로써 카메라(400)의 전방에 적외선차단필터(810) 또는 가시광선차단필터(820)가 위치할 수 있도록 하는 것이다. 상기 필터교체부(800)의 적외선차단필터(810) 및 가시광선차단필터(820)는 촬영 환경을 사용자가 직접 판단하여 적절하게 적용할 수 있다. 다른 예로서 상기 필터교체부(800)의 적외선차단필터(810) 및 가시광선차단필터(820)는 카메라(400)로부터 촬영된 영상을 분석하여 주간, 야간 및 눈이나 비가 내리는 악천후 상황을 판단하고 그 결과에 따라 자동으로 선택되도록 구성될 수 있다. 구체적으로 본 실시 예에서는 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이 상기 카메라(400)로부터 촬영된 영상을 분석하여 영상 내에 주간, 야간 및 악천후 상태를 감지하고 감지 결과에 따라 상기 필터교체부(800)의 제어신호를 선택적으로 생성 및 출력하는 악천후감지부(900)와, 상기 악천후감지부(900)로부터 출력되는 제어신호를 수신하고 상기 제어신호에 의해 상기 원형플레이트(850)의 회전 구동을 선택적으로 제어하는 구동부(1000)를 포함할 수 있다. 상기 악천후감지부(900)의 감지과정을 개략적으로 설명하면, 영상의 밝기 분석을 통해 주간 또는 야간 상황을 판단할 수 있으며, 이후 공지 기술에 따른 다양한 영상 분석 기법을 통해 주간 악천후 및 야간 악천후의 감지 과정을 수행할 수 있다. 상기와 같은 악천후감지부(900)의 분석에 따른 상기 필터교체부(800)의 연동관계를 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 이하에서 설명한다. 상기 악천후감지부(900)가 영상으로부터 주간 악천후감지 과정으로 분석하는 경우 상기 악천후감지부(900)는 상기 원형플레이트(850)를 시계방향으로 회전시키도록 하는 제어신호를 구동부(1000)로 출력하여 도 6a에 도시된 바와 같이 필터교체부(800)의 적외선차단필터(810)가 카메라(400)의 전방에서 대면하도록 함으로써 가시광선만 포함된 영상이 상기 카메라(400)에 수집되도록 한다. 상기 적외선차단필터(810)가 사용되는 이유는 주간에 적외선이 매우 강하게 나타나기 때문에 카메라(400)에 구비된 촬상소자를 통해서 수집되는 영상은 퍼짐 현상으로 인하여 피사체가 흑색으로 표현되고 피사체 주변은 적색 계열로 표현되기 때문에 주간에 적외선을 차단하고 가시광선만을 받아들이도록 하여 더욱 선명한 영상이 수집되도록 할 수 있도록 하기 위함이다. 또한 상기 악천후감지부(900)가 주간 악천후감지 과정에서 악천후를 감지하는 경우 상기 악천후감지부(900)는 상기 원형플레이트(850)를 반시계방향으로 회전시키도록 하는 제어신호를 구동부(1000)로 출력하여 도 6c에 도시된 바와 같이 적외선차단필터(810)가 카메라(400)의 전방에서 벗어나도록 하고 상기 가시광선차단필터(820)가 카메라(400)의 전방에서 대면하도록 함으로써 적외선만 포함된 영상이 상기 카메라(400)에 수집되도록 한다. 즉 악천후 발생 시 가시광선을 차단함에 따라 흑백 영상을 수집하게 되고 적외선을 투과함에 따라 비, 눈, 해무, 우박, 연기, 안개 등과 같은 악천후에서 적외선 파장이 통과되기 때문에 악천후에 대한 영향을 전혀 받지 않아서 식별력 있는 영상을 획득할 수 있는 것이다. 한편 상기 악천후감지부(900)가 영상으로부터 야간 악천후감지 과정으로 분석하는 경우 상기 악천후감지부(900)는 상기 원형플레이트(850)를 원래 위치로 복귀시키도록 하는 제어신호를 구동부(1000)로 출력하여 도 6b에 도시된 바와 같이 카메라(400)의 전방에 적외선차단필터(810)는 물론 가시광선차단필터(820)가 위치하지 않도록 함으로써 투명의 원형플레이트(850)를 그대로 투과하여 영상을 수집할 수 있도록 한다. 이와 같이 적외선과 가시광선 모두가 포함된 영상을 수집하는 이유는 저조도 특성을 활용한 것인데 구체적으로는 야간에 빛과 적외선이 약하기 때문에 촬영이 가능하도록 적외선과 가시광선이 모두 포함된 영상을 수집하여 야간에서도 화질을 보상받을 수 있게 되는 것이다. 또한 상기 악천후감지부(900)가 야간 악천후감지 과정에서 악천후를 감지하는 경우 상기 악천후감지부(900)는 상기 원형플레이트(850)를 반시계방향으로 회전시키도록 하는 제어신호를 구동부(1000)로 출력하여 도 6c에 도시된 바와 같이 는 바와 같이 상기 가시광선차단필터(820)가 카메라(400)의 전방에서 대면하도록 함으로써 적외선만 포함된 영상이 상기 카메라(400)에 수집되도록 하는 것이다. 적외선만 포함된 영상이 상기 카메라(400)에 수집되도록 하는 이유는 상기에서 언급한 바와 동일하며 “악천후를 감지하는 경우”는 상기 악천후감지부(900)에서 기설정된 시정거리를 계산하여 임계치 미만인 경우를 악천후 상태로 파악하여 제어신호를 출력할 수 있다. 한편 본 발명에서는 상기 필터교체부(800)의 적외선차단필터(810)와 가시광선차단필터(820)가 상호 카메라(400)와 연동하도록 하여 상황에 따라 더욱 식별력이 있는 영상이 수집되도록 하는데, 도 5에 도시된 바와 같이 각 필터(810, 820)를 구성함에 있어 유리렌즈(812, 822)의 일면 또는 양면에 적외선차단코팅층(813) 및 가시광선차단코팅층(823)이 도포되도록 하여 각각 적외선 및 가시광선이 차단되도록 구성될 수 있다. 여기서 각 코팅층(813, 823)은 유리렌즈(812, 822)에 스핀코팅(spin coating), 딥코팅(deep coating), 스프레이 코팅(spray coating), 옵셋 프린팅(offset printing), 붓 또는 스펀지를 이용한 코팅, 또는 액상 코팅 방법 등의 다양한 방법 중 하나를 사용하여 일면에 도포한 후, 150 ~250℃의 온도로 가열처리하여 코팅층이 형성되도록 하는데 이러한 열경화과정에서 코팅층에 미세균열이 발생되어 적외선 또는 가시광선의 차단 효과가 저해되는 것이며 또한 결로가 생기는 경우 이러한 결로에 의해 적외선 또는 가시광선의 차단효과의 저해는 물론 피차단광선의 투과를 방해하여 결국 식별력 있는 영상의 수집을 방해할 수 있게 되는 것이다. 이에 본 발명에서는 하기와 같은 실시 예들을 제시하고 있다. 우선 상기 적외선차단필터(810)는 유리렌즈(812)에 일면 또는 양면에 적외선차단코팅층(813)이 도포되되, 상기 적외선차단코팅층(813)은 이산화티탄 100중량부에 대해 이산화바나듐 5 내지 10중량부, 수산화알루미늄 1 내지 5중량부, 황산화철 1 내지 5중량부를 포함하는 적외선차단 분말을 용매에 분산시켜 150 내지 250℃에서 열경화에 의해 형성되는 예를 제시한다. 여기서 용매는 물 또는 알코올 용매를 사용하는 것이 타당하다. 상기 이산화티탄은 태양광 중 적외선 영역의 빛을 차단하는 특성을 갖는 나노 금속 산화물로 이러한 이산화티탄은 적외선 반사에 의해 적외선을 차단하는 기능에 더하여 광산화 반응을 통해 코팅층 표면을 친수화시키는 기능도 수행하게 된다. 즉 코팅층 표면의 친수화에 의해 표면에 결로의 발생을 방지하게 되는 것이다. 상기 이산화바나듐(VO2)은 특정 온도 이상에서 전기저항이 감소하여 투광성이 감소하는 광학적 물성 변화를 이용하여, 열변성 물질로서 사용한다. 상기 이산화바나듐은 상온에 비교적 근접한 온도인 70(상전이 온도)에서 반도체에서 도체로 전기적인 특성이 변화하는데, 반도체 영역에서는 온도 증가에 따라 부(negative)의 전기저항 특성을 나타내고 상전이 온도 이하까지 온도 증가에 따라 지수적으로 전기저항이 감소하게 된다. 이와 같이 이산화바나듐이 더 첨가됨에 의해 전기저항을 감소시켜 적외선차단 효율을 배가시키게 되는 것이다. 상기 수산화알루미늄은 열경화 과정에서 발생되는 열을 흡수하여 삼산화알루미늄과 물로 분해가 되는 것이다. 즉 경화열을 저감시켜 온도균열을 제어하도록 하는 것이다. 또한 용매로 물이 사용되는 경우 열경화과정에서 물이 증발하여 이러한 물의 증발에 의해 균열이 발생되는데 수산화알루미늄을 첨가함에 의해 열을 흡수함과 동시에 삼산화알루미늄과 물로 분해되어 증발되는 물을 보충함으로써 보습기능도 수행하게 되는 것이다. 이에 더하여 열경화과정에서 남은 잉여수들이 급격히 증발하여 건조되는 것을 막아줌으로써 자기수축을 제어할 필요가 있으며 이러한 증발에 의해 코팅층 표면의 건조에 의한 소성수축에 의한 균열을 제어할 필요가 발생된다. 이에 본 발명에서는 황산화철이 더 배합되도록 하는데 황산화철은 반응의 속도를 지연시켜 지속적인 반응이 유도되도록 하는 것으로 페이스트의 자기수축을 제어하게 되는 것이다. 즉 반응지연을 목적으로 첨가되는 황산화철의 첨가에 의해서 페이스트의 수축을 상당히 억제할 수 있다. 이것은 황산화철이 열경화과정에서 침상결정을 생성시켜 그 침상결정의 성장압에 의하여 페이스트를 조밀한 구조로 유도하기 때문이다. 즉, 다수의 미세한 침상결정이 발달됨에 따라 팽창압을 얻음으로 수축에 의한 영향을 줄일 수 있으며, 이에 자기수축에 의한 미세균열을 제어할 수 있게 되는 것이다. 또한 가시광선차단필터(820)는 유리렌즈(822)에 일면 또는 양면에 가시광선차단코팅층(823)이 도포되되, 상기 가시광선차단코팅층(823)은 카본블랙 100중량부에 대해 셀룰로오스아세테이트 5 내지 10중량부, 수산화알루미늄 1 내지 5중량부, 황산화철 1 내지 5중량부를 포함하는 가시광선차단 분말을 용매에 분산시켜 150 내지 250℃에서 열경화에 의해 형성되는 예를 제시한다. 상기 카본블랙은 가시광선 흡광률이 적외선 흡광율보다 현저히 높아 가시광선 차단의 소재로서 첨가되는 것이다. 그런데 카본블랙은 헤이즈의 발생을 유발하는 문제가 있는데 이러한 헤이즈의 발생으로 표면에 결로발생을 유발할 수 있는 문제가 있다. 이에 본 발명에서는 카본블랙과 함께 셀룰로오스아세테이트가 더 첨가되도록 하여 코팅층의 표면을 친수화 함으로써 결로발생을 제어하도록 하는 것이다. 그 외 수산화알루미늄 및 황산화철은 상기에서 언급한 바와 동일하므로 그 설명은 생략한다. 한편 유리렌즈(812, 822)에 상기 적외선차단코팅층(813) 및 상기 가시광선차단코팅층(823)을 도포하기 전에 유리렌즈(812, 822) 표면을 세정하는 것이 바람직한데 이러한 세정에 의해 유리렌즈(812, 822)와 코팅층(813, 823)의 부착력 및 평활도를 향상시킬 수 있게 되는 것이다. 유리렌즈(812, 822)에는 소량의 실리콘, 철, 구리 등의 금속성분이 혼합되어 존재하고 유리렌즈(812, 822)의 평활도 등을 위해 에칭 등에 의해 표면처리를 하게 된다. 종래에는 에칭을 위해 일반적으로 3 내지 20% 수산화나트륨을 사용하므로, 이 알칼리 수용액에 의해 상기 소량의 실리콘, 철 등의 금속성분은 상기 알칼리 수용액에 녹지 않아 돌출된 상태로 소재 표면에 잔류하게 되고 이것이 부착력 및 평활도를 저하시키는 요인으로 작용한다. 이러한 돌출된 이물질을 제거하기 위하여 종래에는 고농도의 질산수용액을 사용하고, 상기 고농도의 질산수용액에서 녹지 않는 실리콘 성분에 의한 이물질을 제거하기 위하여 불산을 추가하여 혼합 수용액을 사용한다. 그런데 이러한 질산사용에 의한 다량의 산화질소(NOx) 가스가 배출되고 불산사용에 의한 불산가스가 배출되고 폐수 중으로는 고농도의 질산성 질소가 발생하여 고농도의 질산성 질소의 처리가 용이하지 않은 문제가 있었다. 이에 본 발명에서는 유리렌즈(812, 822)의 표면처리과정에서 표면에 잔류하는 이물질을 제거하기 위한 처리액으로 황산 40 내지 50중량부, 아스코빅 액시드 3 내지 6중량부, 디노닐 나프틸 술폰산 암모늄염 1 내지 3중량부 및 잔부가 물인 처리액을 제시한다. 상기 처리액은 종래 질산 대신 황산을 주제로 사용하는 바, 그 배합이 50중량부를 초과하면 유리렌즈(812, 822) 모재성분까지 과에칭하는 경향이 있어서 바람직하지 않고, 40중량부 미만이면 이물질 제거효율이 미미하여 상기와 같이 한정하는 것이다. 이에 더하여 상기 처리액에는 아스코빅 액시드와 디노닐 나프틸 술폰산 암모늄염이 상기 범위로 더 첨가되도록 한다. 상기 황산과 같이 강산으로 처리하면 경우에 따라 세척액의 pH가 산화철, 산화망간 등 금속산화물의 PZC보다 낮은 경우 표면이 양전하를 띠게 되며, pH가 낮으면 낮을수록 그 전하량이 증가된다. 산에 의하여 용출된 다양한 음이온은 처리액의 pH가 낮을수록 용출된 음이온이 용해되지 않고 잔류하는 산화철, 산화망간 등 금산화물에 재흡착이 된다. 더욱이, 강산의 처리액을 사용하는 경우 산화철, 산화망간 등 금속산화물의 용해도도 높아지지만, 용해되지 않고 잔류하는 산화철, 산화망간등 금속산화물이 세척액의 pH가 낮게 형성되면서 매우 강한 흡착제로 작용한다는 것이다. 이에 용출된 음이온 등이 산화철, 산화망간 등 금속산화물에 강하게 흡착되어 결국 이물질 제거효율이 오히려 저하되는 문제점이 있다. 이에 본 발명에서는 이물질을 제거하기 위해 황산으로 처리하여 pH를 낮추되 이에 더하여 아스코빅 액시드를 첨가하여 용출된 음이온이 산화되는 것을 방지함으로써 재흡착에 의한 이물질 제거효율이 저하되는 것을 제어하는 것이다. 이에 더하여 본 발명에서는 상기 처리액에 아스코빅 액시드가 포함되도록 하면서 디노닐 나프틸 술폰산 암모늄염이 더 포함되도록 한다. 이와 같이 디노닐 나프틸 술폰산 암모늄염이 더 포함되도록 하는 이유는 아스코빅 액시드에 의해 용출된 이온이 산화하는 것을 방지하며 동시에 디노닐 나프틸 술폰산 암모늄염에 의해 수분흡수를 통해 흡착을 방지함으로써 상기 아스코빅 액시드에 의해서도 처리되지 않은 재흡착물의 발생을 제어토록 하는 것이다. 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
100 : 휴대용 배터리 200 : 본체
300 : 섬광부 400 : 카메라
500 : 제어부 600 : 메모리
700 : 데이터저장부 710 : GPS모듈
720 : 데이터 처리모듈 730 : 송수신모듈
800 : 필터교체부 810 : 적외선차단필터
820 : 가시광선차단필터 900 : 악천후감지부
1000 : 구동부 |
