KR0183808B1 - Ccd 카메라의 전자 셔터 속도제어 시스템 - Google Patents

Abstract

CCD 카메라의 전자 셔터 속도제어 시스템이 포함되어 있다. 본 발명은, CCD에 입사되는 광량에 따라서 자동으로 셔터 속도를 증가 및 감소시킬 수 있으며, 외부에서 고정된 셔터 속도를 제공할 수도 있다.

또한 가변의 셔터 속도를 갖는 데, 낮은 셔터 속도 제어 구간에서는 전하 소거 펄스의 간격을 크게 하고, 높은 셔터 속도 제어 구간에서는 상기 전하 소거 펄스의 간격을 작게함으로써 최대 셔터 속도 제어를 1/125700초까지 가능하게 할 수 있는 장점이 있다.

Description

CCD 카메라의 전자 셔터 속도제어 시스템

제1도는 본 발명에 따른 전자 셔터 속도제어 시스템의 블럭도.

제2도는 제1도의 전하 소거 펄스 발생방법을 나타내는 타이밍도.

본 발명은 CCD 카메라의 전자 셔터 속도제어 시스템(System)에 관한 것으로, 특히 CCD에 입사되는 광량에 따라서 자동으로 셔터 속도를 증가 및 감소시킬 수 있으며, 또한 외부에서 고정된 셔터 속도를 제공할 수도 있는 CCD 카메라의 전자 셔터 속도제어 시스템에 관한 것이다.

CCD(Charge Coupled Device)를 이용한 카메라(Camera)에서는, 입사되는 광량을 조절하기 위하여 전자 셔터(Electrical Shutter)를 사용한다.

기본적으로 CCD에서의 전하 축적은 NTSC 방식에서 1/60초인데, 입사되는 외부 광량이 많은 경우에는 상기와 같은 시간으로 전하를 축적하게 되면, CCD에서의 전하 축적이 포화상태에 이르게 되어 원하는 화상을 얻을 수 없게 된다.

따라서 CCD에서는, 전하 축적의 포화상태를 막기 위해 특정시간(Te)동안 축적된 전하를 소거하고, 나머지 시간, 즉 Tc=1/60초-Te 동안만 전하를 축적함으로써 입사되는 광량을 조절할 수 있도록 한다.

상기 전하의 소거는 전하 소거 펄스(Pulse)에 의해 이루어지게 되며, 이와 같은 방법을 전자 셔터 속도제어(Electrical Shutter Speed Control)라 한다.

본 발명은 최고 1/125700초의 셔터 속도 제어가 가능하고, CCD에 입사되는 광량에 따라서 자동으로 셔터 속도를 증가 및 감소시킬 수 있으며, 또한 외부에서 고정된 셔터 속도를 제공할 수도 있는 CCD 카메라의 전자 셔터 속도제어 시스템(System)을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 CCD 카메라의 전자 셔터 속도제어 시스템은, 입사되는 빛을 전기적 신호로 변환하는 CCD와, 상기 CCD의 출력을 받아 영상 신호처리를 하는 프로세서(Processor)와, 상기 프로세서에서 신호처리된 출력신호를 이용해 입사된 빛의 양을 판단하여 셔터 속도의 증감 및 특정 모드(Mode)로의 정지(Hold)를 수행하는 셔터 모드 디텍터(Detector)를 갖는 CCD 카메라의 전자 셔터 속도제어 시스템에 있어서, 상기 셔터 모드 디텍터의 출력을 받아, 수직구동(Vertical Drive) 신호를 클락(Clock)으로 하여 셔터 제어를 위한 모드를 결정하는 셔터 모드 카운터(Counter); 상기 셔터 모드 카운터의 출력을 타임(Time) 형태로 변경하여 2진수 값을 출력하는 모드 타임 컨버터(Converter); 외부에서 고정된 셔터 속도 모드를 셋팅(Setting)하기 위하여 고정모드(Fixed Mode) 제어신호에 따른 2진수 값을 출력하는 고정모드 타임 컨버터; 제어신호를 클락으로하여 한 필드(Field)내에서의 실제 셔터 속도값을 발생하는 셔터 타이밍 제어 블럭; 상기 모드 타임 컨버터 또는 상기 고정모드 타임 컨버터에서 발생된 2진수의 출력값과 상기 셔터 타이밍 제어블럭에서 발생된 2진수의 출력값을 비교하여, 셔터 속도를 결정하는 전하 소거 펄스를 발생시키는 가변(Variable) 셔터 발생기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 모드 타임 컨버터, 상기 고정모드 타임 컨버터, 및 상기 셔터 타이밍 제어블럭에서 발생된 출력값은 12비트의 2진수 값이며, 상기 가변 셔터 발생기는 전하 소거 펄스를 한 필드 내에서 서로 다른 간격으로 발생함으로써 고속 및 높은 배율의 셔터 속도 제어를 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 전자 셔터 속도제어 씨스템의 블럭도이다.

제1도를 참조하면, 상기 전자 셔터 속도제어 시스템은, 입사되는 빛을 전기적 신호로 변환하는 CCD(1), 상기 CCD(1)의 출력(CCD Out)을 받아 영상 신호처리를 하는 프로세서(2), 상기 프로세서(2)에서 신호처리된 출력신호(Y)를 이용해 입사된 빛의 양을 판단하여 셔터 속도의 증감 및 특정 모드로의 정지(Hold)를 수행하는 셔터 모드 디텍터(3), 상기 셔터 모드 디텍터(3)의 출력(SM0, SM1)을 받다 수직구동(Vertical Drive) 신호(VDC)를 클락으로 하여 셔터 제어를 위한 모드를 결정하는 셔터 모드 카운터(4), 상기 셔터 모드 카운터(4)의 출력(SMCO)을 타임(Time) 형태로 변경하여 12비트의 2진수 값을 출력(MTCO)하는 모드 타임 컨버터(5), 고정된 셔터 속도 모드를 셋팅(Setting)하기 위하여 고정모드 제어신호(FMCS)에 따른 12비트의 2진수 값을 출력(FMTCO)하는 고정 모드 타임 컨버터(6), 제어신호(MHDC)를 클락으로 하여 한 필드(Field)내에서의 실제 셔터 속도값을 발생하는 셔터 타이밍 제어 블럭(7), 상기 모드 타임 컨버터(5) 또는 상기 고정 모드 타임 컨버터(6)에서 발생된 12비트의 2진수의 출력값(MTCO 또는 FMTCO)과 상기 셔터 타이밍 제어블럭(7)에서 발생된 12비트의 2진수의 출력값(STCO)을 비교하여 셔터 속도를 결정하는 전하 소거 펄스(XSUB)를 발생시키는 가변(Variable) 셔터 발생기(8)를 구비한다.

제2도는 제1도의 전하 소거 펄스 발생방법을 나타내는 타이밍도이다.

이하 제1도의 본 발명에 따른 전자 셔터 속도제어 시스템의 동작을 제2도의 타이밍도를 참조하여 설명한다.

먼저 CCD(1)에 입사된 빛은 전기적 신호로 변환되어 프로세서(2)에서 영상 신호처리를 하게 된다.

상기 프로세서(2)에서 신호처리된 출력신호(Y)를 이용하여 입사된 빛의 양을 판단할 수 있으므로, 셔터 모드 디텍터(3)에서 셔터 속도의 증감 및 특정 모드로의 정지를 수행하게 되며, 상기 셔터 모드 디텍터(3)의 2개의 출력(SM0, SM1)에 따른 셔터 속도 모드는 아래의 표1과 같다.

다음에 상기 셔터 모드 디텍터(3)의 2개의 출력(SM0, SM1)은 셔터 모드 카운터(4)에 입력되어 셔터 제어를 하기 위한 모드를 결정하게 되는데, 상기 셔터 모드 카운터(4)는 제2도에 보여진 바와 가이 1/60초의 싸이클(Cycle)을 갖는 수직구동 신호(VDC)에 따라서 필드(Field) 별로 셔터의 상태를 제어하는 카운터 값을 출력(SMCO)한다.

본 발명에서는 153가지의 셔터 제어 모드를 갖도록 되어 있으나, 최대 셔터 속도 제어 값에 따라 상기 셔터 모드 카운터(4)의 크기를 다르게 할 수 있다.

이후 모드 타임 컨버터(5)가 상기 셔터 모드 카운터(4)의 출력(SMCO)을 받아 타임 형태의 출력(MTCO)로 변경하게 되는데, 표2에 상기 모드 타임 컨버터(5)의 출력 리스트(List)를 나타내었다.

상기 표2에서 셔터 모드 카운터 출력값은 현재 상태의 셔터 속도 제어 모드를 나타내며, 이값에 따라 셔터 속도값을 고정하였다.

상기 모드 타임 컨버터(5)가 상기 고정된 셔터 속도값을 12비트의 2진수의 타임값으로 변경하는 이유는, 셔터 타이밍 제어블럭(7)에서 발생되는 한 필드 내에서의 실제 셔터 속도값과의 비교를 위한 것이다.

또한 상기 셔터 타이밍 제어블럭(7)은 제2도에 보여진 바와 같이 1/8H 클락(MHDC)으로 카운팅된 출력(STCO)을 발생시키며, 이는 최고 2102까지 카운팅된다.

다음에 상기 모드 타임 컨버터(5)의 출력값(MTCO)과 상기 셔터 타이밍 제어블럭(7)의 출력값(STCO)이 가변 셔터 발생기(8)에서 서로 비교되어 두 값이 일치하는 지점에서 전하 소거 펄스(XSUB)가 발생되게 된다.

상기 셔터 타이밍 제어블럭(7)에서 만들어지는 전자 셔터 펄스(Electrical Shutter Pulse)는, 제2도에 보여진 바와 같이 한 필드 구간 내에 서로 다른 펄스 구간을 가짐으로써 가변 셔터 제어 (Variable Shutter Control)를 가능하게 한다.

또한 상기 전자 셔터 펄스(ESP)는, 싸이클당 1H(63.5us) 펄스 폭(1hpc)을 갖는 구간, 1/2H(1/2hpc), 1/4H(1/4hpc), 그리고 1/8H(1/8hpc) 펄스 폭을 갖는 구간으로 각각 구성되어 있다.

상기와 같은 구현은 셔터 속도가 느릴 경우에는 셔터 속도 간격을 크게 하고, 셔터 속도가 빠른 구간에서는 셔터속도 간격을 작게함으로써 고속 및 높은 배율의 셔터 속도 제어가 가능하게 한다.

따라서 상술한 본 발명에 따른 CCD 카메라의 전자 셔터 속도제어 시스템은, CCD에 입사되는 광량에 따라서 자동으로 셔터 속도를 증가 및 감소시킬 수 있으며, 외부에서 고정된 셔터 속도를 제공할 수도 있다.

또한 가변의 셔터 속도를 갖는데, 낮은 셔터 속도 제어 구간에서는 전하 소거 펄스의 간격을 크게 하고, 높은 셔터 속도 제어 구간에서는 상기 전하 소거 펄스의 간격을 작게 함으로써 최대 셔터 속도 제어를 1/125700초까지 가능하게 할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 입사되는 빛을 전기적 신호로 변환하는 CCD와, 상기 CCD의 출력을 받아 영상 신호처리를 하는 프로세서와, 상기 프로세서에서 신호처리된 출력신호를 이용해 입사된 빛의 양을 판단하여 셔터 속도의 증감 및 특정 모드로의 정지를 수행하는 셔터 모드 디텍터를 갖는 CCD 카메라의 전자 셔터 속도제어 시스템에 있어서, 상기 셔터 모드 디텍터의 출력을 받아, 수직구동 신호를 클락으로 하여 셔터 제어를 위한 모드를 결정하는 셔터 모드 카운터; 상기 셔터 모드 카운터의 출력을 타임 형태로 변경하여 2진수 값을 출력하는 모드 타임 컨버터; 외부에서 고정된 셔터 속도 모드를 셋팅(Setting)하기 위하여 고정모드 제어신호에 따른 2진수 값을 출력하는 고정모드 타임 컨버터; 제어신호를 클락으로하여 한 필드 내에서의 실제 셔터 속도값을 발생하는 셔터 타이밍 제어 블럭; 상기 모드 타임 컨버터 또는 상기 고정모드 타임 컨버터에서 발생된 2진수의 출력값과 상기 셔터 타이밍 제어블럭에서 발생된 2진수의 출력값을 비교하여, 셔터 속도를 결정하는 전하 소거 펄스를 발생시키는 가변 셔터 발생기를 구비하는 것을 특징으로 하는 CCD 카메라의 전자 셔터 속도제어 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 모드 타임 컨버터, 상기 고정모드 타임 컨버터, 및 상기 셔터 타이밍 제어블럭에서 발생된 출력값은 12비트의 2진수 값인 것을 특징으로 하는 CCD 카메라의 전자 셔터 속도제어 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 가변 셔터 발생기는 전하 소거 펄스를 한 필드 내에서 서로 다른 간격으로 발생함으로써 고속 및 높은 배율의 셔터 속도 제어를 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 CCD 카메라의 전자 셔터 속도제어 시스템.