KR0164056B1 - 촬상소자의 영상신호에 흑레벨 부가회로 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

카메라 장치.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

촬상소자의 영상신호의 공백기간에 포함된 노이즈를 제거함에 있어 구조가 간단하며, 부가되는 흑 레벨을 안정적으로 공급하는 촬상소자의 영상신호에 흑 레벨 부가회로를 제공한다.

3. 발명의 해결 방법의 요지

카메라 장치에서 흑레벨부가회로는 상기 카메라 장치에서의 촬상 소자 출력신호인 영상신호를 출력하는 출력노드단자와, 상기 출력노드단자와 상기 흑 레벨을 부여하는 부가 노드 단자 사이에 위치하며, 제1흑레벨제어신호에 의거하여 스위칭온/오프하는 제1스위칭부와, 상기 부가 노드 단자 및 접지단자 사이에 위치하며, 상기 제1스위칭부의 스위칭온에 의해 상기 흑 레벨을 충전하는 충전부와, 상기 출력노드단자와 상기 부가 노드 단자와 출력단에 연결되며, 제2흑레벨제어신호에 의해 상기 영상 신호 및 상기 충전부의 신호를 선택하여 통로를 절충하는 제2스위칭부로 구성한다.

4. 발명의 중요한 용도

촬상소자에서 흑 레벨을 부가함에 있어 간단한 구조와, 안정된 레벨을 제공하기 위해 이를 구현한다.

Description

촬상소자의 영상신호에 흑 레벨 부가 회로

제1도는 종래의 촬상소자에서 영상신호에 흑 레벨 부가회로를 도시한 도면.

제2도는 일반적인 흑 레벨 부가회로에 대한 파형도.

제3도는 본 발명에 따른 촬상소자에서 영상신호에 흑 레벨 부가회로를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

SW1 : 제1스위칭부 SW2 : 제2스위칭부

30 : 캐패시터

본 발명은 카메라 장치에 관한 것으로, 특히 촬상소자에서 출력되는 영상신호의 공백기간에 흑 레벨을 부여할 수 있는 회로에 관한 것이다.

일반적으로 영상신호는 영상신호 가운데 동기신호를 부여할 수 있도록 공백기간이 있는데 특히 카메라에 있어서 촬상소자로부터 출력되는 영상신호는 공백기간동안에 광 흑 레벨(optical black level)을 포함하고 있다. 이때 여기서 상기 촬상소자는 렌즈 뒤에 위치하여 광신호를 전기신호로 변환하여 전하를 전송하기 위한 소자이다. 상기 광 흑 레벨은 촬상소자에서 일부를 차폐함으로써 광이 입사되지 않도록 하여 읽어내기 때문에 카메라 신호처리시의 기준 흑 레벨 신호로서 이용된다. 그리고 상기 흑 레벨 신호는 공백기간동안 계속 나타나는 것이 아니고 유효 영상신호의 앞과 뒤 부분에서 잠시 나타난다. 유효 영상기간과 흑 레벨 기간을 제외한 나머지 부분은 촬상소자에서 출력되지 않기 때문에 이부분에서의 신호는 불필요한 노이즈를 포함하게 된다. 그런데 상기 노이즈 기간에 영상신호의 주사에 필요한 동기신호를 부가해야 한다. 또한 일반적으로 영상신호를 표시하는 장치에서는 카메라에서와 같이 광 흑 레벨기간을 흑 기준 신호로 다루지 않기에 공백기간 전부를 일정한 레벨이 되도록 해야 한다. 이에 흑 레벨 부가회로는 촬상소자로부터 출력되는 영상신호에서 공백기간 특히 흑 레벨과 유효 영상신호구간을 제외한 구간에서도 흑 레벨을 부가하기 위한 장치가 필요하다.

종래의 촬상소자에서 영상신호에 흑 레벨 부가회로가 제1도에 도시되어 있다. 이하 상기 제1도를 참조하여 살펴보기로 한다.

촬상소자로부터 출력되는 영상신호 Vi는 클램프 장치 11에 입력된다. 동시에 촬상소자로부터 나오는 흑 레벨신호의 기간을 나타내는 제1흑레벨제어신호 C1는 상기 클램프 장치 11에 클럭 펄스신호로 인가되며, 기준전압발생부 15는 노드 N와 접지사이에 위치하여 기준전압 Vref을 클램프 장치 11와 스위칭부 SW의 제2단자 13에 인가한다. 상기 스위칭부 SW의 제1단자 12는 클램프 장치 11와 연결되며, 제2단자 13은 상기 노드 N과 연결되며 스위칭 단자 14는 출력단 Vo와 연결되어 있다. 이에 상기 스위칭부 SW은 제2흑레벨제어신호 C2가 하이레벨일 시 제2단자 13으로 스위칭되며, 로우레벨일 시 제1단자 12로 스위칭된다. 그리고 제2흑레벨제어신호 C2은 공백기간중에 노이즈 성분의 구간을 나타내는 펄스신호이며, 상기 스위칭부 SW의 제어신호로 인가된다.

흑 레벨 부가회로에 대한 파형도가 제2도에 도시되어 있다. 이하 상기 제1도 및 제2도를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

입력되는 영상 신호 Vi는 입력단에 인가되어 클램프 장치 11에 인가 된다. 이때 영상 신호 Vi의 파형도에서 영상신호 Vi는 유효영상구간 d4, 공백기간 d3, 광 흑 레벨구간 d1 및 노이즈 d2로 이루어진다. 그리고 제2도의 제1흑레벨제어신호 C1의 펄스신호는 광 흑 레벨구간 d1에서 펄스신호로 클램프 장치 11에 인가되면; 상기 클램프 장치 11은 광 흑 레벨에 대한 클램프 동작으로 기준 전압 Verf와 동일하게 된다. 이에 출력 영상 신호 V_O의 흑 레벨 전압은 기준전압 Verf와 같게 된다. 그리고 제2흑레벨제어신호 C2에 따라서 클램프 장치 11의 출력신호와 기준전압 Verf을 선택하여 출력한다. 그러므로 유효영상기간 d4및 광 흑 레벨기간 d1에서 스위칭부 SW은 제2흑레벨제어신호 C2가 로우레벨이므로 제1단자 12로 스위칭된다. 그러므로 클램프 장치 11의 출력신호가 스위칭되어 출력단 V₀에 인가되며, 노이즈 성분 구간 d2에서 스위칭부 SW은 제2흑레벨제어신호 C2가 하이레벨이므로 제2단자 13으로 수위칭되어 출력단 V₀에 인가된다. 이세 촬상소자에서 출력될 때의 공백기간 d3에 있었던 노이즈 신호는 출력신호 V₀의 파형도에서 보듯이 제거된다.

이에 종래의 문제점은 촬상소자로부터 출력되는 신호에서 광 흑 레벨을 기준전압 Verf으로 일치시키기 위해 광 흑 레벨에 대한 표본화(sampling)동작과 기준 전압 Verf과의 차이를 구하기 위한 연산장치와, 상기 연산장치의 결과를 신호에 반영하는 장치로 구성되는 클램프 장치 11가 필요하므로 장치가 복잡해진다. 그리고 클램프 장치 11가 정확히 동작되지 않으면 광 흑 레벨과 공백기간 d1에 부가되는 기준전압 Verf과의 차이가 발생하여 화면의 밝기가 변한다.

따라서 본 발명의 목적은 촬상 소자의 영상신호의 공백기간에 포함된 노이즈를 제거함에 있어 구조가 간단한 촬상신호의 영상신호에 흑 레벨 부가회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 촬상 소자의 영상신호의 공백기간에 부가되는 흑 레벨을 안정적으로 공급하는 촬상신호의 영상신호에 흑 레벨 부가회로를 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 카메라 장치의 흑 레벨부가 회로에 있어서, 상기 카메라 장치에서의 촬상 소자 출력신호인 영상 신호를 출력하는 출력노드단자와, 상기 출력노드단자와 흑 레벨을 부여하는 부가 노드 단자 사이에 위치하며, 제1흑레벨제어신호에 의거하여 스위칭온/오프하는 제1스위칭부와, 상기 부가 노드 단자 및 접지단자 사이에 위치하며, 상기 제1스위칭부의 스위칭온에 의해 상기 흑레벨을 충전하는 충전부와, 상기 출력노드단자와 상기 부가 노드 단자와 출력단에 연결되며, 제2흑레벨제어신호에 의해 상기 영상 신호 및 상기 충전부의 신호를 선택하여 통로를 절충하는 제2스위칭부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명될 것이다. 도면들중 동일한 구성요소들은 가능한한 어느곳에서든지 동일한 참조부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.

본 발명에 따른 촬상소자에서 영상신호에 흑 레벨 부가회로가 제2도에 도시되어 있다. 이하 상기 제2도를 참조하여 설명하기로 한다.

촬상소자로부터 출력되는 영상신호 Vi는 입력단을 통해 출력노드 N1에 인가된다. 제1스위칭 SW1은 출력노드 N1과 부가 노드 N2사이에 위치하며, 제1흑레벨제어신호 C2에 의해 스위칭된다. 이에 하이레벨의 제1흑레벨제어신호 C2가 인가될 시 상기 제1스위칭 SW은 스위칭온된다. 그리고 상기 부가노드 N2와 접지단사이에 위치한 캐패시터 30은 상기 제1스위칭 SW가 스위칭온될 시 인가되는 신호를 충전한다. 그리고 제2스위칭 SW2는 제1단자 31은 출력노드 N1과 연결되며, 제2단자 32는 부가노드 N2와 연결되며, 스위칭단자 33은 출력단 V₀과 연결된다. 또한 상기 제2스위칭 SW2칭 SW2은 제2흑레벨제어신호 C2에 의해 제어된다. 즉, 로우레벨의 제2흑레벨제어신호 C2가 입력될 시 제1단자 31로 스위칭되며, 하이레벨의 제2흑레벨제어신호 C2가 입력될 시 제2단자 32로 스위칭되어 출력노드 N1의 영상신호 Vi와 캐패시터 30의 충전신호를 출력단 V₀에 선택하여 인가한다.

상기 제2도 및 상기 제3도의 구성을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

유효 영상신호 Vi는 출력노드 N1에 인가된다. 이때 제1흑레벨제어신호 C1은 로우레벨이므로 제1스위칭 SW1은 턴오프이고, 제2흑레벨제어신호 C2도 로우레벨이므로 제2스위칭 SW2는 제1단자 31로 스위칭되어 있다. 이에 유효 영상신호구간 d4에서는 입력되는 신호 그대로 출력된다. 그리고 제1흑레벨제어신호 C1이 하이레벨로 천이되는 시점인 공백기간 d3의 광 흑 레벨 기간 d1에서 제1스위칭 SW1가 턴온되어 캐패시터 30에 상기 광 흑 레벨의 전압이 충전된다. 그리고 이때에도 제2스위칭 SW2은 제1단자 31로 스위칭되어 있으므로 출력단 V₀에는 광 흑 레벨이 그대로 출력된다. 이후 제2흑레벨제어신호 C2가 하이레벨로 천이되는 시점인 노이즈 구간 D3에서 제2스위칭 SW2는 제2단자 32로 스위칭되고, 제1스위칭 SW1은 턴오프된다. 이에 캐패시터 30에 충전된 신호는 부가 노드 N2, 스위칭된 제2단자 32를 통해 출력단 V₀에 인가된다. 여기서 상기 충전신호는 광 흑 레벨과 동일하므로 제2도의 출력전압 V₀파형도와 같이 도시된다. 그리고 노이즈 구간 d3이 끝나는 시점에서 상기 제2흑레벨제어신호 C2가 로우레벨로 천이되어 상기 제2스위칭 SW2의 스위칭 단자 33은 제1단자 31로 스위칭된다. 그리하여 출력노드 N1에 인가되는 영상신호 Vi는 출력단 V₀에 인가된다.

전술한 바와 같이 캐패시터 30을 이용하여 광 흑 레벨을 충전시켜 영상 신호의 노이즈 구간 d1에 방전하여 노이즈 성분을 제거하는 동시에 공백기간 d3에 광 흑 레벨을 유지한다. 그리고 클램프 장치 11를 제거하여 회로가 간단해진다.

Claims (4)

1. 카메라 장치에서 흑 레벨 부가 회로에 있어서, 상기 카메라 장치에서의 촬상 소자 출력신호인 영상신호를 출력하는 출력노드단자와, 상기 출력노드단자와 상기 흑 레벨을 부여하는 부가 노드 단자 사이에 위치하며, 제1흑레벨제어신호에 의거하여 스위칭온/오프하는 제1스위칭수단과, 상기 부가 노드 단자 및 접지단자 사이에 위치하며, 상기 제1스위칭 수단의 스위칭온에 의해 상기 흑 레벨을 충전하는 충전수단과, 상기 출력노드단자와 상기 부가 노드 단자와 출력단에 연결되며, 제2흑레벨제어신호에 의해 상기 영상 신호 및 상기 충전수단의 신호를 선택하여 통로를 절충하는 제2스위칭수단으로 구성됨을 특징으로 하는 촬상소자의 영상신호에 흑 레벨 부가 회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1흑레벨제어신호는, 상기 영상신호의 공백기간에서 광 흑 레벨 기간을 나타내는 펄스신호임을 특징으로 하는 촬상 소자의 영상신호에 흑 레벨 부가회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2흑레벨제어신호는, 상기 영상 신호의 공백기간에서 상기 광 흑 레벨 기간을 제외한 기간을 나타내는 펄스 신호임을 특징으로 하는 촬상 소자의 영상신호에 흑 레벨 부가회로.
4. 제1항에 있어서, 상기 충전수단이, 캐패시터로 구현됨을 특징으로 하는 촬상 소자의 영상신호에 흑 레벨 부가회로.