KR100365522B1 - 영상 출력레벨 제어기능을 구비한 카메라 및 그의 동작제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 듀얼렌즈로 입사되는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하여 주는 다수개의 감지수단과, 상기 감지수단에 의해 변환된 전기 에너지를 A/D 변환하는 A/D 변환수단과, 상기 A/D 변환된 빛 에너지를 이전에 개폐된 전자셔터의 개폐시간과 비교하기 위한 비교신호로 코드화하는 감지신호 처리수단과, 상기 코드화된 비교신호와 이전에 개폐된 상기 전자셔터의 개폐시간을 대비하여 상기 전자셔터의 개폐시간 조절여부를 판정하고, 그 결과에 따라 상기 전자셔터의 개폐시간을 조절하기 위한 제어신호를 CCD 모듈에서 처리되는 영상과 동기시켜 출력하는 동기화부 및 상기 동기화부의 제어신호에 의해 개폐되어 상기 듀얼렌즈를 통해 CCD 센서에 입사되는 빛의 양을 조절하는 전자셔터로 이루어진다.

본 발명에 의하면, CCD 센서에 입사되기 이전에 감지한 빛의 양으로 전자셔터의 개폐시간을 조절함으로써, CCD 센서에 입사되는 빛의 양이 실시간으로 조절되어 주변환경 변화에 맞는 보다 고화질의 영상을 얻을 수 있는 것이다.

Description

영상 출력레벨 제어기능을 구비한 카메라 및 그의 동작 제어방법{Video output level control function having camera and its drive control method}

본 발명은 영상 출력레벨 제어기능을 구비한 카메라 및 그의 동작 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 듀얼렌즈(dual lens)에 입사되는 빛의 밝기에 대응되게 전자셔터(electronic shutter)의 개폐시간을 조절하여 CCD 센서(Charge Coupled Device senser)에 입사되는 빛의 양을 실시간으로 조절할 수 있도록 하는 영상 출력레벨 제어기능을 구비한 카메라 및 그의 동작 제어방법에 관한 것이다.

일반적인 CCD 카메라에 있어, 영상의 출력레벨을 제어하는 방식으로는 자동 조리개 제어방식, AGC(Auto Gain Control) 회로를 이용한 영상레벨 제어방식, MGC(Manufacture Gain Control)에 의한 영상레벨 제어방식, 동력 조리개 제어에 의한 영상레벨 제어방식 등을 들 수 있다.

여기서, 출력된 영상의 출력레벨을 처리하여 렌즈의 조리개에 부착된 구동모터를 구동시키는 방식의 자동 조리개 제어방식은 은행의 감시시스템과 같은 외부감시용 CCD 카메라에 널리 사용되는 데, 이는 하나의 카메라로 여러 방향을 촬영시 양질의 영상을 제공하지 못한다.

또한, AGC 회로를 이용한 영상레벨 제어방식은 자가형 감시 카메라나 데스크탑(desk top)에 이용되는 CMOS 카메라/비디오 폰 등의 가정용에 적용되는 것으로서, 이는 영상출력을 피드백(feed back)한 후 이를 처리하여 AGC IC에 제공함으로써 영상 출력레벨을 제어한다.

이러한 AGC 회로를 이용하면 영상출력을 실시간으로 제어하지 못하고 획득하고자 하는 영상의 이전 영상에 대한 데이터를 이용하여 출력레벨을 제어하기 때문에 출력되는 영상의 출력레벨을 실시간으로 제어하지 못할 뿐만 아니라, 하나의 카메라로 여러 방향을 촬영시 양질의 영상을 얻을 수 없다.

그리고, 공장 자동화 시스템이나 내부 감시시스템에 채용되는 MGC에 의한 영상레벨 제어방식은 카메라 제조시 제조사에 의해 임의로 설정된 데이터에 의하여 영상 출력레벨을 일정하게 제어한다. 즉, 카메라 제조시 영상 출력레벨을 제어하기 위한 데이터가 하나로 설정되기 때문에 주변의 밝기변화에 대처하지 못한다.

마지막으로, 동력 조리개 제어에 의한 영상레벨 제어방식은 원격지 제어에 사용되는 방식으로서, 사용자가 렌즈 콘트롤러(lens controller)를 수동으로 구동하여 렌즈의 조리개 부분에 부착되어 있는 구동모터를 제어해야 한다. 그러나, 이는 구동모터의 구동시간이 길기 때문에 영상 출력레벨을 실시간으로 제어하는 데 한계를 갖는다.

본 발명의 목적은, 듀얼렌즈를 통해 입사되는 빛의 양을 이용하여 CCD 센서로부터 출력되는 영상 출력레벨을 실시간으로 조절할 수 있도록 하는 영상 출력레벨 제어기능을 구비한 카메라 및 그의 동작을 제어하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.

즉, 본 발명의 목적은 카메라의 CCD 센서에서 처리되는 영상의 출력레벨을실시간으로 조절하여 고화질의 영상을 제공하고자 하는 데 있다.

도1은 본 발명에 따른 영상 출력레벨 제어기능을 구비한 카메라를 나타내는 구성도이다.

도2는 본 발명에 따른 영상 출력레벨 제어기능을 구비한 카메라에서 영상 출력레벨을 제어하는 순서를 나타내는 흐름도이다.

도3은 본 발명에 따른 영상 출력레벨 제어기능을 구비한 카메라에서 듀얼렌즈 부분을 나타내는 사시도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

1 : CdS 센서 2 : A/D 변환기

3 : 감지신호 처리부 4 : 동기화부

5 : 듀얼렌즈 6 : 전자셔터

7 : CCD 센서 8 : CCD 모듈

9 : 미러형 렌즈 10 : 적외선 필터

11 : 마이크로 렌즈

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상 출력레벨 제어기능을 구비한 카메라는, 듀얼렌즈로 입사되는 빛 에너지를 소정의 영상으로 변환하는 CCD 센서를 구비한 카메라에 있어서, 듀얼렌즈로 입사되는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하여 주는 다수개의 감지수단; 상기 감지수단에 의해 변환된 전기 에너지를 A/D 변환하는 A/D 변환수단; 상기 A/D 변환된 빛 에너지를 이전에 개폐된 전자셔터의 개폐시간과 비교하기 위한 비교신호로 코드화하는 감지신호 처리수단; 상기 코드화된 비교신호와 이전에 개폐된 상기 전자셔터의 개폐시간을 대비하여 상기 전자셔터의 개폐시간 조절여부를 판정하고, 그 결과에 따라 상기 전자셔터의 개폐시간을 조절하기 위한 제어신호를 CCD 모듈에서 처리되는 영상과 동기시켜 출력하는 동기화부; 및 상기 동기화부의 제어신호에 의해 개폐되어 상기 듀얼렌즈를 통해 CCD 센서에 입사되는 빛의 양을 조절하는 전자셔터가 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 적어도 하나 이상의 CdS 센서 등이 사용되는 상기 감지수단은 상기 듀얼렌즈(dual lens)에 입사되는 입사광의 갯수와 일대일로 대응되게 설치되는 것이 적절하다.

상기한 카메라의 동작을 제어하기 위한 방법은, 듀얼렌즈로 입사되는 빛 에너지를 소정의 영상으로 변환하는 카메라의 동작을 제어하는 카메라의동작 제어방법에 있어서, 듀얼렌즈로 입사되는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 단계; 상기 전기 에너지를 A/D 변환하는 단계; 상기 A/D 변환된 빛 에너지를 이전에 개폐된 전자셔터의 개폐시간과 비교하기 위한 비교신호로 코드화하는 단계; 상기 코드화된 비교신호와 이전에 개폐된 상기 전자셔터의 개폐시간을 대비하여 상기 전자셔터의 개폐시간 조절여부를 판정하고, 그 결과에 따라 상기 전자셔터의 개폐시간을 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 단계; 및 상기 제어신호로 상기 전자셔터를 개폐시켜 상기 듀얼렌즈를 통해 CCD 센서에 입사되는 빛의 양을 조절하는 단계가 구비되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 동기화부로부터 제공되는 제어신호에 의해 개폐되는 상기 전자셔터는 상기 CCD 모듈에서 처리되는 영상과 동기되어 개폐되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면들에 의거하여 본 발명에 대한 구성 및 동작을 상세히 서술한다.

본 발명은 도1 및 도3에 도시한 것처럼, 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 다수개의 센서로 이루어진 CdS 센서(1)가 A/D 변환기(2)에 접속되어 빛 에너지에 대응하는 전기 에너지를 A/D 변환기(2)에 제공할 수 있도록 되어 있다. 특히, 다수개의 CdS 센서(1)가 듀얼렌즈(5)에 입사되는 다수개의 입사광에 대응되게 일대일로 설치되어 듀얼렌즈(5)로 입사되는 입사광을 방향이나 기타 주변환경에 관계없이 보다 정확하게 감지할 수 있다.

여기서, 듀얼렌즈(5)의 일 예를 설명하면, 전후방 혹은 좌우측으로부터 입사되는 입사광이 CCD 센서(7)에 입사되도록 듀얼렌즈(5)의 내부에는 두 개의 미러형 렌즈(9)가 소정의 각도를 갖도록 내설되어 있다.

그리고, 미러형 렌즈(9)와 CCD 센서(7) 사이에 입사광 중 적외선을 필터링하는 적외선 필터(10)와 적외선 필터(10)를 통과한 빛 에너지를 모아 CCD 센서(7)에 조사하는 마이크로 렌즈(11)가 내설되어 CCD 센서(7)에 입사되는 빛 에너지를 처리하고 있다.

이렇게 다수개의 CdS 센서(1)와 연결된 A/D 변환기(2)가 감지신호 처리부(3)에 접속되어 다수개의 CdS 센서(1)로부터 제공되는 전기 에너지를 A/D 변환하여 후단의 감지신호 처리부(3)에 공급하도록 구성되어 있다.

이 감지신호 처리부(3)는 A/D 변환된 감지신호를 코드화한 비교신호를 동기화부(4)에 인가할 수 있도록 연결되며, 이 동기화부(4)에 CCD 모듈(8)이 연결되어 CCD 모듈(8)에서 처리되는 영상과 동기화부(4)로부터 출력되는 제어신호가 서로 동기되도록 구성되어 있다.

이렇게 코드화된 비교신호와 동기신호가 제공되는 동기화부(4)는 코드화된 비교신호와 이전에 개폐된 전자셔터(6)의 개폐시간을 대비하여 전자셔터(6)의 개폐시간 조절여부를 판정하고, 그 결과에 따라 전자셔터(6)의 개폐시간을 조절하기 위한 제어신호를 CCD 모듈(8)로부터 제공되는 동기신호와 동기되게 생성한다. 그리고, 동기화부(4)는 제어신호를 전자셔터(6)에 제공할 수 있도록 연결되어 있다.

이러한 제어신호를 제공받아 개폐되는 전자셔터(6)의 전후에 듀얼렌즈(5)와 CCD 센서(7) 및 CCD 모듈(8)이 각각 설치되어 듀얼렌즈(5)를 통해 CCD 센서(7)에 입사되는 빛의 양을 조절한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 도2에 의해 설명한다.

듀얼렌즈(5)에 입사되는 빛 에너지를 다수개의 CdS 센서(1)에 의해 전기 에너지로 변환한 후 이를 A/D 변환기(2)로 출력한다(S21)(S22). 즉, 전자셔터(6)의 개폐시간을 실시간으로 제어하기 위하여 CCD 센서(7)에 입사되기 이전의 빛을 감지하는 것이다.

그리하면, A/D 변환기(2)는 입사되는 빛 에너지에 대응하는 전기 에너지를 A/D 변환(S23)하여 감지신호 처리부(3)에 제공한다. 이어서, 감지신호 처리부(3)는 전자셔터(6)의 이전 개폐시간과 대비할 수 있도록 전기 에너지를 비교신호로 코드화하여 동기화부(4)에 제공한다(S24).

이렇게 코드화된 비교신호를 제공받은 동기화부(4)는 메모리에 저장된 전자셔터(6)의 이전 개폐시간에 대한 데이터와 비교신호를 대비하여 전자셔터(6)의 개폐시간을 이전과 달리 조절할지 여부를 결정한다(S25). 즉, 이전에 입사되었던 빛의 양과 현재 입사되는 빛의 양을 대비하여 빛의 양에 변화가 있는지를 확인하고, 변화시 CCD 센서(7)에 입사되는 빛의 양을 조절하는 것이다.

다시 말하면, 동기화부(4)는 위에서와 같이 듀얼렌즈(5)에 입사되는 빛의 양에 변화가 생겨 CCD 센서(7)에 입사되는 빛의 양을 조절해야 하는 경우, 지금까지 전자셔터(6)에 제공되던 제어신호를 변화된 빛의 양에 맞도록 조정(S26)하여 전자셔터(6)에 제공한다. 이때 동기화부(4)는 CCD 센서(7)로부터 입력되는 영상을 처리하여 후단으로 출력하는 CCD 모듈(8)로부터 제공되는 동기신호에 입력받아 전자셔터(6)에 제공되는 제어신호를 동기시킨다(S27). 이에 따라 듀얼렌즈(5)를 통한 빛의 양을 조절하여 CCD 센서(6)에 입사되도록 하는 전자셔터(6)의 개폐동작과 CCD 모듈(8)에서 처리되는 영상이 서로 동기되어 고화질의 영상을 후단으로 출력할 수 있다.

특히, 전자셔터(6)의 개폐동작이 CCD 센서(7) 혹은 CCD 모듈(8) 등과 같이 전자셔터(6)의 후단에서 처리되는 영상을 기초로 제어되는 것이 아니라 전자셔터(6)의 전방에 있는 듀얼렌즈(5)에 입사되는 빛의 양을 기초로 제어되기 때문에 CCD 센서(6)에 입사되는 빛의 양을 실시간으로 제어할 수 있는 것이다.

따라서 본 발명에 의하면, CCD 센서에 입사되기 이전에 감지한 빛의 양으로 전자셔터의 개폐시간을 조절함으로써, CCD 센서에 입사되는 빛의 양이 실시간으로 조절되어 주변환경 변화에 맞는 보다 고화질의 영상을 얻을 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에속함은 당연한 것이다.

Claims (5)

1. 듀얼렌즈로 입사되는 빛 에너지를 소정의 영상으로 변환하는 CCD 센서를 구비한 카메라에 있어서,

   상기 듀얼렌즈로 입사되는 입사광과 일대일로 대응되는 개수를 가지며, 상기 듀얼렌즈로 입사되는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 CdS 센서;

   상기 CdS 센서에 의해 변환된 전기 에너지를 A/D 변환하는 A/D 변환부;

   상기 A/D 변환된 빛 에너지를 이전에 개폐된 전자셔터의 개폐시간과 비교하기 위한 비교신호로 코드화하는 감지신호 처리부;

   상기 코드화된 비교신호와 이전에 개폐된 상기 전자셔터의 개폐시간을 대비하여 상기 전자셔터의 개폐시간 조절여부를 판정하고, 그 결과에 따라 상기 전자셔터의 개폐시간을 조절하기 위한 제어신호를 CCD 모듈에서 처리되는 영상과 동기시켜 출력하는 동기화부; 및

   상기 동기화부의 제어신호에 의해 개폐되어 상기 듀얼렌즈를 통해 CCD 센서에 입사되는 빛의 양을 조절하는 전자셔터;

   가 구비되는 것을 특징으로 하는 영상 출력레벨 제어기능을 구비한 카메라.
2. 삭제
3. 삭제
4. 듀얼렌즈로 입사되는 빛 에너지를 소정의 영상으로 변환하는 카메라의 동작을 제어하는 카메라의 동작 제어방법에 있어서,

   듀얼렌즈로 입사되는 빛 에너지를 상기 듀얼렌즈로 입사되는 입사광과 일대일로 대응되는 CdS 센서로 검출한 후 전기 에너지로 변환하는 단계;

   상기 전기 에너지를 A/D 변환하는 단계;

   상기 A/D 변환된 빛 에너지를 이전에 개폐된 전자셔터의 개폐시간과 비교하기 위한 비교신호로 코드화하는 단계;

   상기 코드화된 비교신호와 이전에 개폐된 상기 전자셔터의 개폐시간을 대비하여 상기 전자셔터의 개폐시간 조절여부를 판정하고, 그 결과에 따라 상기 전자셔터의 개폐시간을 조절하기 위한 제어신호를 출력하는 단계; 및

   상기 제어신호로 상기 CCD 모듈에서 처리되는 영상과 동기되도록 상기 전자셔터를 개폐시켜 상기 듀얼렌즈를 통해 CCD 센서에 입사되는 빛의 양을 조절하는 단계;

   가 구비되는 것을 특징으로 하는 카메라의 영상 출력레벨 제어방법.
5. 삭제