KR100255729B1 - Apparatus for infrared image - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 영상 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적외선 영상 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly to an infrared imaging apparatus.
일반적인 적외선 영상 장치의 동작은 영상화시키기 위한 물체로부터 열에 따른 상을 감지하고 그 열 상을 수직 주사와 수평 주사하여 열 상을 전기적인 아날로그 신호로 변환시키기 위해 검출기(미도시)에 인가한다. 이 검출기에서 검출된 전기적인 아날로그 신호는 디지털 신호로 변환하여 영상 출력을 위한 신호로 처리된 후 다시 아날로그 신호로 처리되어 영상 출력된다. 적외선 영상 장치는 영상 출력이 일반 텔레비젼 화면과 같은 RS170 형태이기 때문에 유효 수직 라인은 480이상 수평 화소는 600 이상이 되어야 통상적으로 보는데 지장이 없다. 일반적인 전하 결합 소자(CCD : Charge Couple Device) 카메라와 같이 검출기 화소수가 수직*수평이 480*600 이상의 수량이 되면 별도의 주사장치 없이 화면을 재생할 수 있다. 그러나 열을 감지하는 검출기는 수직 라인이 약 8∼120 라인 정도이며 수평으로 1∼8 정도의 화소수만 갖는 부품밖에 없기 때문에 화면 프레임(Frame) 재생 시간 이내에 수직으로 주사를 하고 수평으로 주사를 해야만 원하는 영상 출력을 얻을 수 있다. 일반 검출기 화소수인 480*600으로 화면을 재생하기 위해서 120*8의 수직*수평 화소 라인을 화면 재생 시간이내에 수직으로 1회 주사 시에 수평으로 60회 주사하고, 이와 같은 주사 방식을 사용하여 수평으로 4회 주사를 반복해야 원하는 영상 출력을 얻을 수 있다. 즉 물체에 대한 열 상을 감지하여 그 열 상을 수직 주사기가 텔레비젼 화면에 맞는 주사를 해야하고 수직 주사와 동기가 맞게 수평 주사를 하여 검출기는 매 주사 시마다 신호를 받아들여 순차적으로 저장하여 텔레비젼 영상과 같은 신호를 만들어 낸다.The operation of a general infrared imaging apparatus detects an image according to a heat from an object to be imaged, and applies the detector to a detector (not shown) to convert the thermal image into an electrical analog signal by vertically and horizontally scanning the thermal image. The electrical analog signal detected by the detector is converted into a digital signal, processed into a signal for image output, and then processed into an analog signal and outputted as an image. Infrared imaging devices have the same type of video output as RS170, so the effective vertical line should be at least 480 and the horizontal pixels should be at least 600. Like a typical Charge Couple Device (CCD) camera, when the number of detector pixels is 480 * 600 or more, the screen can be reproduced without a separate scanning device. However, since the heat detecting detector has only about 8 to 120 lines of vertical lines and only parts having 1 to 8 pixels horizontally, it is necessary to scan vertically and horizontally within the screen frame playback time. You can get video output. In order to reproduce the screen at 480 * 600, which is the normal number of detector pixels, 120 * 8 vertical * horizontal pixel lines are scanned horizontally 60 times in a single vertical scan within the screen reproduction time. You can repeat the 4 scans to get the desired image output. In other words, the thermal image of the object is detected, and the vertical syringe has to scan the TV screen, and the horizontal scan is synchronized with the vertical scan. Produces the same signal.
그러나 적외선 영상 장치는 주사 시간을 화면 프레임 시간에 맞추기 위해 고속으로 주사해야 하고 이러한 고속 주사 장치 때문에 시스템의 크기가 커지며 전력 소모가 많아 수명이 단축되는 문제점이 있었다.However, the infrared imaging apparatus needs to scan at high speed in order to match the scanning time to the screen frame time, and due to the high speed scanning apparatus, there is a problem in that the size of the system is increased and power consumption is high and the life is shortened.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 수직 주사를 커버할 수 있는 480이상의 검출기를 사용하여 수평 주사만으로 영상 출력을 할 수 있는 적외선 영상 장치를 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide an infrared imaging device capable of outputting the image only by horizontal scanning using more than 480 detectors that can cover the vertical scanning.
도 1은 본 발명에 따른 적외선 영상 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.1 is a block diagram showing the configuration of an infrared imaging apparatus according to the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 장치 중 검출기의 상세도 이다.FIG. 2 is a detailed view of the detector of the apparatus shown in FIG. 1.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제를 해결하기 위한 적외선 영상 장치는 피사체로부터 제공되는 적외선 신호를 감지하여 영상화시키는 영상 처리 장치에 있어서, 상기 피사체로부터 감지한 적외선 신호를 편향시키고 이 신호와 동기가 맞게 적외선 신호를 수평으로 주사하는 주사부; 상기 주사부로부터 주사된 적외선 신호의 수직 라인을 커버할 수 있는 있을 정도의 화소로 구성되고 상기 적외선 신호의 크기에 따라 전기적인 아날로그 신호를 검출하는 검출부; 및 상기 검출부에서 검출된 전기 적인 아날로그 신호를 영상 신호로 처리하는 신호 처리부를 포함하는 것이 바람직하다.An infrared imaging apparatus for solving the technical problem to be achieved by the present invention is an image processing apparatus for sensing and imaging an infrared signal provided from a subject, and deflects the infrared signal detected from the subject and is synchronized with the signal A scanning unit scanning a signal horizontally; A detector configured to cover the vertical line of the infrared signal scanned from the scan unit and detecting an electrical analog signal according to the magnitude of the infrared signal; And a signal processor configured to process the electrical analog signal detected by the detector as an image signal.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 적외선 영상 장치의 구성을 보이는 블록도 이다.1 is a block diagram showing the configuration of an infrared imaging apparatus according to the present invention.
도 1에 도시된 장치는 영상으로 출력하고자 하는 피사체로부터 제공되는 적외선을 감지하는 적외선 광학부(100), 적외선 광학부(100)에서 감지한 적외선에 의한 피사체의 상을 편향시키는 반사부(105), 반사부(105)로부터 편향된 피사체의 상을 수평으로 주사하는 수평 주사부(110), 수평 주사부(110)로부터 주사된 피사체의 상에 대한 적외선 신호의 수직 라인을 커버할 수 있는 있을 정도의 화소로 구성되고 이 적외선 신호의 크기에 따라 전기적인 아날로그 신호를 검출하는 검출부(115), 검출부(115)에서 검출되는 전기적인 아날로그 신호를 증폭하는 증폭부(120), 증폭부(120)에서 증폭된 전기적인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부(ADC : Analog-Digital Converter)(125), 시스템 타이밍 콘트롤(STC : System Timing Control) 신호에 의해 아날로그-디지털 변환부(125)에서 변환시킨 디지털 신호를 선택적으로 통과시키는 멀티플렉서(MUX : MUltipleX)(130), 멀티플렉서(130)에서 선택적으로 통과시킨 디지털 신호를 아날로그 영상 신호로 변환하는 디지털-아날로그 변환부(DAC : Digital-Analog Converter)(135), 디지털-아날로그 변환부(135)에서 변환시킨 아날로그 영상 신호중 비디오 신호만을 추출하는 비디오 신호 처리부(Video Signal Processor)(140), 비디오 신호 처리부(140)에서 추출한 비디오 신호를 화면에 디스플레이 하는 디스플레이부(145)로 구성된다.The apparatus shown in FIG. 1 includes an infrared
도 2는 도 1에 도시된 장치 중 검출기의 상세도 이다.FIG. 2 is a detailed view of the detector of the apparatus shown in FIG. 1.
이어서, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Next, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
적외선(Infrared Ray) 영상 장치는 야간에 잘 보이지 않는 물체의 형상을 확인하기 위해 그 물체에서 감지되는 열에 따른 상을 전기적인 신호로 변환하여 영상화시키는 장치이다.An infrared ray imaging apparatus is an apparatus that converts an image according to heat detected from an object into an electrical signal to image an object that is difficult to see at night.
적외선 광학부(100)는 영상으로 출력하고자 하는 피사체로부터 제공되는 적외선을 감지한다. 적외선 광학부(100)는 전하 결합 소자 카메라와 비교 시에 렌즈에 해당하는 부분으로 피사체로부터 제공되는 가시광선이나 자외선은 통과할 수 없고 열, 즉 적외선만 통과하여 열에 따른 상을 감지하도록 되어 있는 검정색 렌즈이다.The infrared
반사부(105)는 적외선 광학부(100)에서 감지한 적외선에 의한 피사체의 상을 편향시킨다. 여기서 반사부(105)는 종래의 수직 주사기(미도시)에 대체된다. 일반 검출기의 수직*수평 라인은 480*600이고, 본 발명에 따른 검출부(115)의 수직 라인은 480이므로 별도의 수직 주사기 없이도 화면을 재생시킬 수 있기 때문에 적외선 광학부(100)에서 출력되는 따른 적외선에 의한 피사체의 상을 수직 라인을 반사부(105)를 이용하여 편향시킨다.The
수평 주사부(Horizontal Scan)(110)는 반사부(105)로부터 반사된 적외선에 의한 피사체의 상을 수평으로 주사시킨다. 일반적인 전하 결합 소자 카메라는 수직*수평 라인은 480*600 이면 별다른 주사기가 없어도 화면이 재생되나 적외선 영상 장치의 검출부(115)에는 수평 화소가 4이기 때문에 화면 프레임 재생 시간 이내에 수평으로 150회 고속 주사를 시켜 화면을 재생할 수 있게 된다.The
검출부(115)는 수평 주사부(110)로부터 주사된 피사체의 상에 대한 적외선 신호의 수직 라인을 커버할 수 있는 있을 정도의 화소로 구성되고 이 적외선 신호의 크기에 따라 전기적인 아날로그 신호를 검출한다. 검출부(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 수직*수평 화소가 480*4로 구성되어 수직 주사는 필요가 없고 수평 주사만 하면 피사체의 적외선에 따른 상에 대한 전기적인 아날로그 신호를 검출부(115)로부터 검출할 수 있다.The
즉 일반 검출기 화소수인 480*600으로 화면을 재생하기 위해서 480*4의 수직*수평 화소 라인을 화면 재생 시간이내에 수직으로 1회 주사 시에 수평으로 150회 주사하여 원하는 영상 출력을 얻을 수 있다. 적외선에 의한 피사체의 상에 대한 적외선을 감지하여 그 열 상을 수직 주사기가 텔레비젼 화면에 맞는 주사를 해야하고 수직 주사와 동기가 맞게 수평 주사를 하여 검출기는 매 주사 시마다 신호를 받아들여 순차적으로 저장하여 텔레비젼 영상과 같은 신호를 만들어 낸다.That is, in order to reproduce the screen with the normal number of detector pixels, 480 * 600, a 480 * 4 vertical * horizontal pixel line can be scanned 150 times horizontally in one vertical scan within the screen reproduction time to obtain a desired image output. When the infrared image of the subject is detected by infrared rays, the vertical syringe should scan the image on the TV screen, and the horizontal scanning is performed in synchronization with the vertical scan.The detector receives signals and stores them sequentially. Produces a signal like a television picture.
검출부(115)로 입력되는 열 상을 전기적인 아날로그 신호로 변환시키는 원리는 검출부(115)로 입력되는 신호는 피사체의 적외선의 크기에 따른 신호이기 때문에 온도가 존재한다. 따라서 검출부(115)에서는 적외선 크기, 즉 온도에 따라 상이한 컬러의 형태로 나타나는 피사체로부터 컬러에 따라 전압을 설정하여 그 컬러 값에 따른 아날로그 신호를 출력하면 된다. 검출부(115)에서 출력되는 전기적인 아날로그 신호는 매 주사시 마다 순차적으로 저장부(미도시)에 저장된다.The principle of converting the thermal image input to the
증폭부(120)는 검출부(115)에서 검출된 전기적인 아날로그 신호를 증폭한다. 검출부(115)에서 출력되는 피사체에 대한 전기적인 아날로그 신호는 미약할 뿐만 아니라 잡음 또한 섞여 있기 때문에 영상 신호를 출력하기가 어렵게 된다. 따라서, 증폭부(120)는 검출부(115)에서 출력되는 피사체에 대한 전기적인 아날로그 신호를 증폭하여 확실하고 깨끗한 신호를 출력한다.The
아날로그-디지털 변환부(125) 증폭부(120)에서 증폭된 전기적인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시킨다. 증폭부(120)에서 증폭된 전기적인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 이유는 신호 처리를 확실하게 하기 위해서이다. 아날로그 신호에서 영상 신호를 출력하게 되면 잡음이나 기타 다른 문제에 의해 확실한 영상 출력을 얻을 수가 없으며 또한 이 아날로그 신호는 많은 다른 블록들을 거쳐 영상 신호로 출력되기 때문에 데이터 처리를 용이하게 하기 위해 디지털 신호로 변환시킨다.The analog-
멀티플렉서(130)는 시스템 타이밍 콘트롤 신호에 의해 아날로그-디지털 변환부(125)에서 변환시킨 디지털 신호를 선택적으로 통과시킨다. 원하지 않은 물체의 적외선이 입력되었다 하더라도 멀티플렉서(130)에서 통과시키지 않으면 영상 신호로 출력되지 않게 된다. 이것을 제어하는 신호가 시스템 타이밍 콘트롤 신호이다.The
디지털-아날로그 변환부(135)는 멀티플렉서(130)에서 선택적으로 통과시킨 디지털 신호를 아날로그 영상 신호로 변환시킨다. 데이터 처리가 다된 신호를 다시 아날로그 신호로 변환시키게 되는데 이 신호가 바로 영상 신호가 된다.The digital-
비디오 신호 처리부(140)는 디지털-아날로그 변환부(135)에서 변환시킨 아날로그 영상 신호중 비디오 신호만을 추출한다. 영상 신호에는 오디오 신호(Audio Signal)와 비디오 신호가 있는데 본 발명에서 원하는 신호는 비디오 신호이기 때문에 비디오 신호만을 추출한다.The
디스플레이부(145)는 비디오 신호 처리부(140)에서 추출한 비디오 신호를 화면에 디스플레이 한다.The
본원발명에서 증폭부(120), 아날로그-디지털 변환부(125), 멀티플렉서(130), 디지털-아날로그 변환부(135), 비디오 신호처리부(140), 디스플레이부(145)는 하기에 신호처리부로 대체된다.In the present invention, the
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 화면 재생 시에 수직 주사기를 제거하기 때문에 구성이 간단해 지고 시스템의 전력 소모가 감소되기 때문에 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, since the vertical syringe is removed during screen reproduction, the configuration is simplified and the power consumption of the system is reduced, thereby improving reliability.
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