KR100285948B1 - Apparatus for compensating for trembling of hands in video camera - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for compensating for trembling of hands in a video camera is provided to obtain high-definition video information from a low-resolution CCD. CONSTITUTION: An apparatus for compensating for trembling of hands in a video camera includes a barrel master having a low-resolution CCD(24), a mirror for reflecting lights from an object, a driver(12) for driving the mirror in rolling and pitch directions, and a controller(14) for driving the driver according to trembling of the video camera. The apparatus further includes a signal modulator(40) that is connected to the controller and obtains a high-definition image from the low-resolution CCD, and an image processor(50) that is connected to the signal modulator and processes a hand's trembling compensation signal modulated by the signal modulator as an image.

Description

비디오 카메라의 고화질용 손떨림 보정장치Image stabilization device for video cameras

본 발명은 비디오 카메라의 고화질용 손떨림 보정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미러의 흔들림에 대한 손떨림 보정신호와 고화질용 반송신호를 가상기에 의해 합성하여 저분해능 고체 촬상소자로부터 고화질의 영상을 실현할 수 있도록 한 비디오 카메라의 고화질용 손떨림 보정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high-quality image stabilization device of a video camera, and more particularly, to realize a high-quality image from a low-resolution solid-state image pickup device by synthesizing a shake correction signal for a mirror shake and a high-quality carrier signal by a virtual machine. And a high image stabilization device of a video camera.

일반적으로, CCD(charge coupled device)와 같은 저분해능 고체 촬상소자를 이용한 캠코더 등의 비디오 카메라는 영상을 촬영하여 기록매체에 녹화하고, 녹화된 영상을 재생하기 위한 장치로서 최근 그 활용이 보편화되어 널리 사용된다.In general, a video camera such as a camcorder using a low resolution solid-state image pickup device such as a charge coupled device (CCD) is a device for capturing images, recording them on a recording medium, and reproducing the recorded images. Used.

그러나, 비디오 카메라는 통상 휴대하고 다니면서 물체를 촬영하기 때문에 불가피하게 손떨림이 발생되어 종종 그 영상이 흐트러지게 된다. 또한, 이러한 손떨림은 사용자의 숙련도, 또는 개인적인 특성에 의해 다소 그 정도의 차이는 있으나, 결국 촬영하고자 하는 영상의 초점 등이 흐트러져 특히, 고배율의 스크린에 투사할 경우 선명한 영상을 얻을 수 없는 단점이 있었다.However, video cameras usually carry a handheld object to shoot an object, which inevitably causes camera shake, which often causes the image to be disturbed. In addition, the camera shake is somewhat different depending on the user's skill or personal characteristics, but the focus of the image to be captured is disturbed, and thus, a sharp image cannot be obtained especially when projecting on a high magnification screen. .

이와 같은 단점을 해결하기 위한 종래의 손떨림 보정장치는 도 1에 도시된 바와같이, 도시되지 않은 렌즈경통과 이의 후방측에 결합되는 배럴 마스터 그리고, 피사체로부터의 광을 반사시키기 위한 미러(10)와 상기 미러를 롤링 및 피치방향으로 구동시키는 구동부(12) 및 이 구동부(12)에 연결되어 비디오 카메라의 흔들림에 따라 구동부를 구동시키기 위한 제어부(14)로 구성된다.Conventional image stabilization apparatus for solving the above disadvantages, as shown in Figure 1, the barrel barrel is coupled to the rear of the lens barrel not shown, and the mirror 10 for reflecting light from the subject and And a driving unit 12 for driving the mirror in the rolling and pitch direction, and a control unit 14 connected to the driving unit 12 to drive the driving unit as the video camera shakes.

렌즈경통의 선단에는 렌즈부(16)가 장착되고, 렌즈경통과 배럴 마스터 사이에는 피사체로부터 입사되는 광량을 조절할 수 있도록 조리개(도시되지않음)이 설치되며, 렌즈경통 내부에는 입사광의 배율을 확대 및/또는 축소시키기 위한 줌 렌즈(18)가 직선이동 가능하게 장착된다.A lens unit 16 is mounted at the tip of the lens barrel, and an aperture (not shown) is provided between the lens barrel and the barrel master to adjust the amount of light incident from the subject, and the magnification of the incident light is enlarged within the lens barrel. And / or a zoom lens 18 for reducing is mounted in a linearly movable manner.

배럴 마스터의 선단에는 고정렌즈가 고정되며, 배럴 마스터 내부에는 줌 렌즈(18)와 동일방향 및 속도로 이동하면서 수광면에 입사광의 초점을 결상시키기 위한 포커스 렌즈(22)가 장착되고, 후방벽면에는 저분해능 고체 촬상소자(24)가 고정된다.A fixed lens is fixed to the front end of the barrel master, and a focus lens 22 is mounted inside the barrel master to focus the incident light on the light receiving surface while moving in the same direction and speed as the zoom lens 18. The low resolution solid-state imaging device 24 is fixed.

미러(10)는 피사체와 렌즈부 사이에 일정각도로 기울어지게 설치되며, 미러 후면에는 비디오 카메라의 손떨림 발생시 이를 보정할 수 있도록 미러를 롤링 및/또는 피치방향으로 구동시키기 위한 구동부(12)가 결합되고, 구동부(12)에는 흔들림 정도를 감지한 신호에 따라 구동부(12)를 구동시키는 제어부가 연결된다.The mirror 10 is installed to be inclined at a predetermined angle between the subject and the lens unit, and the driving unit 12 for driving the mirror in the rolling and / or pitch direction is coupled to the rear surface of the mirror so as to compensate for the shaking of the video camera. In addition, the driving unit 12 is connected to a control unit for driving the driving unit 12 according to the signal sensed shaking.

구동부(12)는 리니어 모터(linear motor) 또는 보이스 코일 모터(voice coil motor)등이 사용된다.As the drive unit 12, a linear motor or a voice coil motor is used.

이와같이 구성된 종래의 손떨림 보정장치에 있어서는, 피사체로부터 입사되는 입사광이 미러(10)에 의해 직각으로 반사되면서 렌즈부(16)를 통과함과 동시에 직선 이동하는 줌 렌즈(18)를 통과하여 고배율로 확대되거나 또는 축소되고, 고정 렌즈(20)와 포커스 렌즈(22)를 거쳐 고체 촬상소자(24)의 수광면 상에 결상된다.In the conventional image stabilization device configured as described above, the incident light incident from the subject is reflected at right angles by the mirror 10 and passes through the lens portion 16 and passes through the zoom lens 18 that moves linearly at a high magnification. Or reduced and formed on the light-receiving surface of the solid-state imaging device 24 via the fixed lens 20 and the focus lens 22.

그 후, 결상된 입사광은 고체 촬상소자(24)로부터 전기적인 신호를 거쳐 디지털 영상신호로 변환되고, 디지털 영상신호는 다시 픽셀들을 스캔닝한 상태에서 필드 메모리에 저장된 후 필드 주파수로 출력하여 기록재생장치(도시되지않음)에서 영상을 녹화하게 된다.Thereafter, the formed incident light is converted into a digital video signal via an electrical signal from the solid-state image pickup device 24, and the digital video signal is stored in the field memory while scanning the pixels again, and then outputted at the field frequency and recorded and reproduced. The device (not shown) will record the image.

이때, 비디오 카메라로 촬영할 때, 발생되는 손떨림을 보정할 경우에 있어서는, 비디오 카메라의 흔림들 정도 즉, 흔들리는 각속도를 자이로센서(gyrosensor)(도시되지않음) 등의 센서에서 감지한 다음 이의 신호를 제어부로 출력하면, 제어부에서는 이의 신호에 따라 구동부(12)를 구동시킨다.At this time, in the case of correcting the hand shake generated when shooting with a video camera, the degree of shaking of the video camera, that is, the angular velocity of shaking, is detected by a sensor such as a gyrosensor (not shown), and then the signal thereof is controlled. When outputting, the control unit drives the driving unit 12 in accordance with the signal.

구동부(12)의 구동에 따라서 미러(10)가 롤링 및/또는 피치 방향으로 회전되므로 피사체로부터 입사되는 입사광의 광로를 변경하여 손떨림을 보정할 수 있는 것이다.Since the mirror 10 is rotated in the rolling and / or pitch direction according to the driving of the driving unit 12, the camera shake can be corrected by changing the optical path of the incident light incident from the subject.

그러나, 상기와 같이 미러(10)를 회전시켜 비디오 카메라의 손떨림을 보정할 수 있지만, 배럴 마스터에 고정된 고체 촬상소자(24)는 반도체 칩 상에서 형성되기 때문에 해상도 및 색수차가 저하됨은 물론 분해능이 낮아져 고화질의 영상을 실현시킬 수 없는 단점이 있었다.However, the camera 10 can be corrected by rotating the mirror 10 as described above. However, since the solid-state imaging device 24 fixed to the barrel master is formed on the semiconductor chip, resolution and chromatic aberration are lowered, and resolution is lowered. There was a disadvantage that can not realize high-quality video.

상기의 단점의 해소하기 위해서는 수광 영역내에 많은 수광 소자를 집적시켜 고체 촬상소자의 분해능을 높일 수 있지만, 이에 따른 반도체 설계 및 제조 부담이 커짐에 따라 경제적인 비용이 상승되는 문제점이 있었다.In order to solve the above disadvantages, the resolution of the solid-state imaging device can be increased by integrating many light-receiving elements in the light-receiving region, but there is a problem in that economic costs increase as the semiconductor design and manufacturing burden increases.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 비디오 카메라의 흔들림에 대한 손떨림 보정신호와 고화질 반송신호를 합성하는 가상기를 이용하여 고화질용 손떨림 보정 변조신호를 얻어냄으로써, 저분해능 고체 촬상소자로부터 고화질의 영상정보를 얻을 수 있는 비디오 카메라의 고화질용 손떨림 보정장치를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a high-quality image stabilization modulation signal by using a virtual machine that synthesizes the image stabilizer signal and the high-quality carrier signal for the shake of the video camera, low resolution An object of the present invention is to provide an image stabilization device for a high quality video camera capable of obtaining high quality image information from a solid state image pickup device.

제1도는 종래 비디오 카메라의 손떨림 보정장치를 개략적으로 도시한 구성도,1 is a configuration diagram schematically showing a camera shake correction apparatus of a conventional video camera,

제2도는 본 발명에 따른 비디오 카메라의 손떨림 보정장치를 도시한 구성도,2 is a block diagram showing an image stabilization device of a video camera according to the present invention,

제3도는 제2도의 손떨림 보정장치에서 보정 변조신호를 도시한 구성도이다.3 is a block diagram showing a correction modulated signal in the image stabilizer of FIG.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10 : 미러 12 : 구동부10 mirror 12 drive unit

14 : 제어부 16 : 렌즈부14 control unit 16 lens unit

18 : 줌렌즈 20 : 고정렌즈18: zoom lens 20: fixed lens

22 : 포커스렌즈 24 : 고체촬상소자22 focus lens 24 solid state image pickup device

40 : 신호변조부 42 : 손떨림보정용 정보신호부40: signal modulator 42: information signal for image stabilization

44 : 고화질용 반송신호부 46 : 가상기44: high quality carrier signal 46: virtual machine

50 : 영상처리부50: image processing unit

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 렌즈경통의 후방측에 결합된 저분해능 고체 촬상소자를 갖는 배럴 마스터와 렌즈경통과 피사체 사이에 설치되어 상기 피사체로부터의 광을 반사시키기 위한 미러와 상기 미러를 롤링 및 피치방향으로 구동시키는 구동부 및 상기 구동부에 연결되어 비디오 카메라의 흔들림에 따라서 상기 구동부를 구동시키기 위한 제어부가 구비되는 비디오 카메라의 손떨림 보정장치에 있어서, 상기 제어부에 연결되어 상기 저분해능 고체 촬상소자로부터 고분해능의 영상을 얻기 위한 고화질용 신호변조부와; 상기 고화질용 신호 변조부에 연결되어 상기 고화질용 신호변조부로부터 출력된 고화질용 손떨림 보정 변조신호를 영상으로 처리하기 위한 영상 처리부가 마련된 것에 의해 달성된다.A feature of the present invention for achieving the above object, a barrel master having a low-resolution solid-state imaging device coupled to the rear side of the lens barrel and a lens barrel and a mirror for reflecting light from the subject is installed between the subject And a driving unit for driving the mirror in a rolling and pitch direction, and a control unit connected to the driving unit and configured to drive the driving unit according to the shaking of the video camera. A high quality signal modulator for obtaining a high resolution image from a resolution solid-state image sensor; It is achieved by being provided with an image processor connected to the high-definition signal modulator for processing the high-quality image stabilization modulation signal output from the high-definition signal modulator as an image.

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 고화질용 신호변조부는 상기 비디오 카메라의 흔들림에 대한 손떨림 보정신호를 감지한 후 이를 정보신호로 출력하는 손떨림 보정용 정보신호부와 일정한 주파수 및 크기를 갖는 고화질용 반송신호부와 상기 손떨림 보정용 정보신호부 및 고화질용 반송신호부에서 출력된 주파수를 합성하여 고화질용 손떨림 보정 변조신호를 출력하는 가상기로 구비된 것에 의해 달성된다.The high-definition signal modulator according to a preferred embodiment of the present invention detects a hand shake correction signal for shaking of the video camera and outputs it as an information signal, and a high-quality carrier signal unit having a constant frequency and size. And a virtual machine for synthesizing the frequencies output from the image stabilization information signal unit and the high quality carrier signal unit and outputting a high quality image stabilization modulation signal.

이하, 본 발명에 따른 비디오 카메라의 고화질용 손떨림 보정장치의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a high-quality image stabilization apparatus of a video camera according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 고화질용 손떨림 보정장치를 도시한 도면으로서, 피사체와 렌즈경통의 선단에 장착된 렌즈부 사이에는 입사각도를 변경하면서 입사광을 반사시키기 위한 미러(10)가 일정 각도로 기울어지게 설치되고, 상기 미러(10) 후면에는 비디오 카메라의 손떨림 발생시 이를 보정할 수 있도록 구동부(12)가 결합되고, 구동 액츄에이터에는 흔들림 정도를 감지한 신호에 따라 구동부(12)를 구동시키는 제어부(14)가 연결된다.2 and 3 are diagrams illustrating an image stabilization apparatus for a high definition according to the present invention, wherein a mirror 10 for reflecting incident light while changing an angle of incidence between a subject and a lens unit mounted at the tip of the lens barrel is fixed. It is installed to be inclined at an angle, and the driving unit 12 is coupled to the rear surface of the mirror 10 so as to compensate for the shaking of the video camera, and the driving actuator drives the driving unit 12 according to a signal that detects the degree of shaking. The control unit 14 is connected.

제어부(14)에는 저분해능 고체 촬상소자로부터 고분해능의 영상을 얻을 수 있도록 고화질용 신호변조부(40)가 연결되고, 고화질용 신호변조부(40)에는 이로부터 출력된 고화질의 영상을 처리하기 위한 영상 처리부(50)가 연결된다.The control unit 14 is connected to a high quality signal modulator 40 so as to obtain a high resolution image from a low resolution solid-state image pickup device, and the high quality signal modulator 40 is used to process a high quality image output therefrom. The image processor 50 is connected.

고화질용 신호변조부(40)는 제어부(14)에서 출력된 비디오 카메라의 흔들림에 대한 손떨림 보정신호를 감지한 후 이를 정보신호로 출력하는 손떨림 보정용 정보신호부(42)와 고화질 영상을 위한 일정한 주파수 및 크기를 갖는 고화질용 반송 신호부(44) 그리고, 손떨림 보정용 정보신호부(42)와 고화질용 반송신호부(44)에서 출력된 주파수를 합성하여 고화질용 손떨림 보정 변조신호를 출력하기 위한 가상기(modulator)(46)로 구비된다.The high-definition signal modulator 40 detects a shake correction signal for shaking of the video camera output from the controller 14 and outputs it as an information signal, and a constant frequency for the high-definition image. And a virtual machine for outputting a high-quality image stabilization modulated signal by synthesizing the high-quality carrier signal unit 44 having a size and a frequency output from the image stabilizer information signal unit 42 and the high-quality carrier signal unit 44. (modulator) 46 is provided.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 고화질용 손떨림 보정장치의 작용을 상세하게 설명한다.The operation of the image stabilization device for high image according to the present invention configured as described above will be described in detail.

피사체로부터 입사되는 입사광이 미러(10)에 의해 직각으로 반사되면서 렌즈부(16)를 통과함과 동시에 직선 이동하는 줌 렌즈(18)를 통과하여 고배율로 확대되거나 또는 축소되고, 고정렌즈(20)와 포커스 렌즈(22)를 거쳐 저분해능 고체 촬상 소자(24)의 수광면 상에 결상된다.The incident light incident from the subject is reflected by the mirror 10 at right angles, passes through the lens unit 16, and simultaneously passes through the zoom lens 18 which moves linearly. And an image are formed on the light receiving surface of the low resolution solid-state imaging device 24 via the focus lens 22.

이때, 비디오 카메라의 촬영시 손떨림 신호가 없을 경우에는, 제어부(14)에서는 이를 감지한 후 구동부(12)를 구동시키지 않고, 이와 동시에 손떨림 보정용 정보신호부(42)로 정보신호를 출력하지 않으며, 가상기(46)에는 단지 고화질용 반송신호부(44)에서 출력된 신호가 입력되고, 입력된 신호를 영상처리부(50)로 출력하여 저분해능 고체 촬상소자로(24)부터 고화질의 영상을 얻을 수 있도록 한다.At this time, when there is no shake signal when the video camera is photographed, the controller 14 detects this and does not drive the driver 12, and at the same time does not output the information signal to the shake correction information signal unit 42. The virtual machine 46 receives only the signal output from the high quality carrier signal unit 44, and outputs the input signal to the image processing unit 50 to obtain a high quality image from the low resolution solid-state image pickup device 24. To help.

한편, 비디오 카메라의 촬영시 손떨림이 발생할 경우에는, 비디오 카메라의 흔들리는 각속도를 센서로 감지한 다음 이의 신호를 제어부(14)로 출력하면, 제어부(14)에서는 제어부(14)에서는 이의 신호에 따라 구동부(12)를 구동시킴과 동시에 고화질용 손떨림 정보신호부(42)로 전달한다.On the other hand, when the shaking of the video camera occurs, the sensor detects the shaking angular velocity of the video camera and then outputs a signal thereof to the controller 14, the controller 14 in the control unit 14 in accordance with the signal of the drive unit At the same time as driving (12), it is transmitted to the high image quality shake signal unit (42).

그 후, 손떨림 정보신호부(42)에서는 감지된 손떨림 보정신호를 정보신호로 변환한 다음 가상기(46)로 전달하면, 가상기(46)에서는 전달된 정보신호와 고화질용 반송신호부(44)에서 전달된 신호를 합성한 고화질용 손떨림 보정 변조신호를 영상 처리부(50)로 출력한다.Thereafter, the camera shake information signal unit 42 converts the detected camera shake correction signal into an information signal, and then transfers the signal to the virtual machine 46. The virtual machine 46 transfers the transmitted information signal and the high quality carrier signal unit 44. ) Outputs a high-quality image stabilization modulated signal synthesized from the signal transmitted to the image processor 50.

따라서, 비디오 카메라를 사용하여 일반촬영시 손떨림이 발생되면, 구동부(12)의 구동에 의해 피사체로부터 입사되는 입사광의 광로를 변경하여 손떨림을 보정함과 동시에 손떨림 정보신호와 고화질용 반송신호가 합성되어 저분해능 고체 촬상소자에서 고화질의 영상을 얻을 수 있는 것이다.Therefore, when hand shake occurs during normal shooting using a video camera, the drive unit 12 changes the optical path of incident light incident from the subject to correct hand shake, and at the same time, a hand shake information signal and a high quality carrier signal are synthesized. High-quality images can be obtained from a low resolution solid-state image pickup device.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 비디오 카메라의 고화질용 손떨림 보정장치에 의하면, 비디오 카메라의 흔들림에 대한 손떨림 보정신호와 고화질 반송신호를 합성하는 가상기를 이용하여 고화질용 손떨림 보정 변조신호를 얻어냄으로써, 저분해능 고체 촬상소자로부터 고화질의 영상정보를 얻을 수 있다.As described above, according to the high-quality image stabilization apparatus of the video camera according to the present invention, by obtaining a high-quality image stabilization modulation signal by using a virtual machine that synthesizes the image stabilizer signal and the high-quality carrier signal for the shake of the video camera, High quality image information can be obtained from a resolution solid-state image sensor.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구 범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Such changes are intended to fall within the scope of the claims.

Claims (2)

렌즈경통의 후방측에 결합된 저분해능 고체 촬상소자를 갖는 배럴 마스터와 렌즈경통과 피사체 사이에 설치되어 상기 피사체로부터의 광을 반사시키기 위한 미러와 상기 미러를 롤링 및 피치방향으로 구동시키는 구동부 및 상기 구동부에 연결되어 비디오 카메라의 흔들림에 따라서 상기 구동부를 구동시키기 위한 제어부가 구비되는 비디오 카메라의 손떨림 보정장치에 있어서, 상기 제어부에 연결되어 상기 저분해능 고체 촬상소자로부터 고분해능의 영상을 얻기 위한 고화질용 신호변조부와; 상기 고화질용 신호변조부에 연결되어 상기 고화질용 신호변조부로부터 출력된 고화질용 손떨림 보정 변조신호를 영상으로 처리하기 위한 영상 처리부가 마련된 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 고화질용 손떨림 보정장치.A barrel master having a low resolution solid-state image sensor coupled to the rear side of the lens barrel, a mirror installed between the lens barrel and the subject, and a driving unit for driving the mirror in a rolling and pitch direction to reflect light from the subject; and In the video camera shake correction device having a control unit for driving the driving unit in response to the shaking of the video camera, the high-quality signal for connecting to the control unit to obtain a high resolution image from the low-resolution solid-state image sensor A modulator; And a video processing unit connected to the high quality signal modulator to process the high quality image stabilization modulated signal output from the high quality signal modulator as an image. 제1항에 있어서, 상기 고화질용 신호변조부는 상기 비디오 카메라의 흔들림에 대한 손떨림 보정신호를 감지한 후 이를 정보신호로 출력하는 손떨림 보정용 정보신호부와 일정한 주파수 및 크기를 갖는 고화질용 반송신호부와 상기 손떨림 보정용 정보신호부 및 고화질용 반송신호부에서 출력된 주파수를 합성하여 고화질용 손떨림 보정 변조신호를 출력하는 가상기로 구비된 것을 특징으로 하는 비디오 카메라의 고화질용 손떨림 보정장치.According to claim 1, wherein the high-definition signal modulator for detecting the image stabilization signal for shaking of the video camera and outputting it as an information signal for image stabilization information signal unit and a high-quality carrier signal having a constant frequency and size and And a virtual machine for synthesizing the frequencies output from the image stabilization information signal unit and the high quality carrier signal unit and outputting a high quality image stabilization modulation signal.
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