KR100681832B1 - Camera using a number of charge coupled device - Google Patents

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Abstract

촬영 장치는 다수개의 촬상 소자를 구비한다. 그로 인해, 시스템 제어부에 의해 제어받는 타이밍 발생부에서 출력되는 타이밍 신호에 의해, CCD 구동 제어부는 다수개의 촬상 소자를 구동하기 위한 구동 신호를 출력한다. 따라서, CCD 구동 제어부에서 출력되는 구동 신호에 따라 구동 신호가 인가되는 촬상소자만 해당하는 전기 신호를 출력하므로, 각각의 촬상 소자는 각 설정된 주기만큼 촬상한 상에 해당하는 영상 신호를 출력하여 신호 처리할 수 있도록 한다. 그로 인해, 촬상 소자에서 출력되는 영상 신호를 실시간적으로 처리하기 위한 별도의 필드 메모리를 이용하지 않고도 실시간적으로 영상 신호를 처리하여 해당하는 화상을 실시간으로 출력하므로, 경비를 절감하고 설계의 자유도를 향상시키는 효과가 발생한다.The imaging device includes a plurality of imaging elements. Therefore, by the timing signal output from the timing generation part controlled by the system control part, the CCD drive control part outputs the drive signal for driving a plurality of imaging elements. Therefore, since only the image pickup device to which the drive signal is applied is outputted according to the drive signal output from the CCD drive controller, each image pickup device outputs an image signal corresponding to the image picked up for each set period, thereby processing the signal. Do it. As a result, the video signal is processed in real time and the corresponding image is output in real time without using a separate field memory for processing the video signal output from the imaging device in real time, thereby reducing the cost and freedom of design. Enhancement effect occurs.

CCD, 필드 메모리, 영상처리CCD, field memory, image processing

Description

다수개의 촬상 소자를 이용한 촬영 장치{CAMERA USING A NUMBER OF CHARGE COUPLED DEVICE}CAMERA USING A NUMBER OF CHARGE COUPLED DEVICE}

도 1은 종래 CCD 카메라의 개략적인 블록도이고, 1 is a schematic block diagram of a conventional CCD camera,

도 2는 이 발명의 실시예에 따른 CCD 카메라의 블록도이다. 2 is a block diagram of a CCD camera according to an embodiment of the present invention.

이 발명은 촬영 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면, CCD(Charge Coupled Device) 등의 촬상 소자를 이용한 촬영 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photographing apparatus, and more particularly, to a photographing apparatus using an imaging device such as a charge coupled device (CCD).

CCD(Charge Coupled Device) 등의 촬상 소자를 이용하는 CCD 카메라는 촬상 소자에 의해 촬상된 피사체에 대한 전기적인 영상 신호를 디지탈 신호로 변환한후, 신호 처리하여 촬상된 영상을 출력한다.A CCD camera using an imaging device such as a charge coupled device (CCD) converts an electrical video signal of a subject captured by the imaging device into a digital signal, and then processes the signal to output the captured image.

도 1을 참고로 하여 종래의 CCD 카메라의 구조 및 동작을 설명한다.Referring to Figure 1 will be described the structure and operation of a conventional CCD camera.

도 1은 종래 CCD 카메라의 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a conventional CCD camera.

도 1을 참고로 하여, 종래의 CCD 카메라의 구조를 설명하면, 촬상 소자와, 촬상 소자(1)와 연결된 자동 이득 조정부(2)와, 자동 이득 조정부(2)와 연결된 신호 변환부(3)와, 신호 변환부(3)와 연결된 필드 메모리(4)와, 필드 메모리(4)와 연 결된 신호 처리부(5)와, 각 장치(1∼5)와 연결된 타이밍 발생부(6)와, 타이밍 발생부(6)와 신호 변환부(3)와 필드 메모리(4) 및 신호 처리부(5)와 연결된 시스템 제어부(7)로 이루어진다.Referring to FIG. 1, the structure of a conventional CCD camera will be described. An imaging device, an automatic gain adjusting unit 2 connected to the imaging element 1, and a signal converting unit 3 connected to the automatic gain adjusting unit 2 are described. A field memory 4 connected to the signal converter 3, a signal processor 5 connected to the field memory 4, a timing generator 6 connected to the devices 1 to 5, timing It consists of a generator 6, a signal converter 3, a field memory 4 and a system controller 7 connected to the signal processor 5.

촬상 소자(1)는 피사체의 상을 촬상하여 해당하는 전기 신호를 자동 이득 조정부(2)로 출력하고, 자동 이득 조정부(2)는 입력되는 피사체의 상에 해당하는 전기 신호의 레벨 및 이득을 조정하여 이용 가능한 상태로 변환한다.The imaging device 1 captures an image of a subject and outputs a corresponding electrical signal to the automatic gain adjusting unit 2, and the automatic gain adjusting unit 2 adjusts the level and gain of the electrical signal corresponding to the input image of the subject. To switch to a usable state.

신호 변환부(3)는 아날로그/디지탈 변환부로 이루어져, 입력되는 아날로그 형태의 신호를 이용 가능한 디지탈 형태의 신호로 변환한다.The signal converter 3 comprises an analog / digital converter, and converts an input analog signal into an available digital signal.

필드 메모리(4)는 신호 변환부(3)에서 변환되어 인가되는 피사체 상에 해당하는 디지탈 영상 신호를 한 필드 단위로 저장하여, 신호 처리부(5)에서 필드 단위로 저장된 영상 신호를 순차적으로 처리하여 화상 신호로 출력한다. The field memory 4 stores a digital image signal corresponding to a subject converted and applied by the signal converter 3 in one field unit, and sequentially processes the image signal stored in a field unit in the signal processor 5. Output as an image signal.

타이밍 발생부(6)는 각 해당 장치(1∼5)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 신호를 출력하고, 시스템 제어부(7)는 타이밍 발생부(6)에서 인가되는 타이밍 신호에 따라 각각 신호 변환부(3)와 필드 메모리(4) 및 신호 처리부(5)의 동작을 제어한다.The timing generator 6 outputs a timing signal for controlling the operation timing of the corresponding devices 1 to 5, and the system controller 7 converts the signals according to the timing signal applied from the timing generator 6, respectively. The operation of the unit 3, the field memory 4, and the signal processor 5 is controlled.

그러면, 이와 같은 구조로 이루어져 있는 종래의 CCD 카메라의 동작을 설명한다. Next, the operation of the conventional CCD camera having such a structure will be described.

먼저, 촬상 소자(1)는 축적되는 빛을 전기적으로 변환하여 피사체의 상을 촬상한 후, 해당하여 전기적인 신호를 출력한다.First, the imaging device 1 electrically converts the accumulated light to capture an image of a subject, and then outputs an electrical signal correspondingly.

이 때, 시스템 제어부(7)의 동작에 의해 해당하는 피사체의 조도가 약 2룩스(lux)보다 밝은 상태로 판단되면, 시스템 제어부(7)는 타이밍 발생부(6)를 제어하여 촬상 소자(1)가 약 1/60초 미만의 시간 간격으로 빛을 축적시켜 해당하는 전기 신호를 출력할 수 있도록 한다. At this time, if the illuminance of the corresponding subject is determined to be brighter than about 2 lux by the operation of the system controller 7, the system controller 7 controls the timing generator 6 to control the imaging device 1. ) Accumulates light at intervals of less than about 1 / 60th of a second so that the corresponding electrical signal can be output.

반면에, 시스템 제어부(7)에 의해 판단된 피사체 조도가 약 2룩스보다 어두운 상태로 판단되면, 시스템 제어부(7)는 타이밍 발생부(6)를 제어하여 촬상 소자(1)의 빛의 축적 시간을 1/60초 이상으로 연장시켜 충분한 빛의 축적 동작을 실행한 후 해당하는 전기신호를 출력할 수 있도록 한다. On the other hand, when the subject illuminance determined by the system controller 7 is darker than about 2 lux, the system controller 7 controls the timing generator 6 to accumulate the light accumulation time of the imaging device 1. Is extended to 1/60 second or more to perform a sufficient light accumulation operation so that a corresponding electric signal can be output.

그로 인해, 주변 조도가 낮을 경우엔, 촬상 소자(1)에서 매 필드마다 전기적으로 변환된 영상 신호가 자동 이득 조정부(2)로 출력되는 것이 아니라, 2필드동안 축적하여 2필드만에 한번 출력하거나 또는 8 필드동안 출력하여 8 필드마다 한번 출력하므로, 촬상 소자(1)에서 출력되는 영상 신호의 출력 주기는 1/60초보다 길어지게 된다.Therefore, when the peripheral illuminance is low, the video signal electrically converted in every field in the imaging device 1 is not output to the automatic gain adjusting unit 2, but is accumulated for two fields and output once in only two fields. Alternatively, the output period of the video signal output from the imaging device 1 is longer than 1/60 second because the output is performed for 8 fields once for 8 fields.

이와 같이 촬상 소자(1)에서 주변 조도에 따라 빛의 축적 동작이 이루어져, 시스템 제어부(7)의 제어를 받는 타이밍 발생부(6)의 동작에 의해 해당 타이밍 신호에 따라 빛의 축적 상태에 따른 전기 신호가 해당 시기에 자동 이득 조정부(2)로 출력되면, 자동 이득 조정부(2)는 입력되는 전기 신호의 이득과 레벨을 조정하고 불필요한 노이즈 성분을 제거한 후 출력한다.In this manner, the light accumulating operation is performed in the imaging device 1 according to the ambient illuminance, and by the operation of the timing generator 6 under the control of the system control unit 7, the electricity is generated according to the accumulation state of light according to the timing signal. When the signal is output to the automatic gain adjusting unit 2 at the corresponding time, the automatic gain adjusting unit 2 adjusts the gain and level of the input electric signal, removes unnecessary noise components, and outputs it.

그런 다음, 자동 이득 조정부(2)에서 출력되는 신호는 신호 변환부(3)로 입력되어 아날로그 상태의 신호를 디지탈 상태의 신호로 변환하여, 필드 메모리(4)로 출력한다. Then, the signal output from the automatic gain adjusting section 2 is input to the signal converting section 3, converts an analog signal into a digital signal, and outputs it to the field memory 4.                         

촬상 소자(1)에서 약 1/60초 이상의 주기로 촬상된 빛의 전기 신호가 출력되므로, 촬상 소자(1)에서 출력되는 전기 신호를 신호 처리하여 화상 신호로 출력할 경우엔, 실시간의 영상이 출력되지 않아 화면의 깜박거림이 발생한다. Since the electrical signal of light picked up by the period of about 1/60 second or more is output from the imaging element 1, when the electrical signal output from the imaging element 1 is signal-processed and output as an image signal, a real-time image is output. Screen flickers.

그로 인해, 필드 메모리(4)에 촬상 소자(1)에서 출력되는 영상 신호를 순차적으로 기록한 후, 시스템 제어부(7)의 제어에 따라 일정한 시간 주기로 저장된 영상 신호를 신호 처리부(5)로 출력한다. 따라서, 신호 처리부(5)로 출력되는 영상신호는 실시간의 영상신호가 된다.Therefore, the video signals output from the imaging device 1 are sequentially recorded in the field memory 4, and then the video signals stored at regular time periods are output to the signal processing unit 5 under the control of the system control unit 7. Therefore, the video signal output to the signal processor 5 becomes a real time video signal.

이와 같이, 필드 메모리(4)를 통해 촬상 소자(1)에서 축적된 영상 신호가 실시간적으로 신호처리부(5)로 입력되면, 신호처리부(5)는 시스템 제어부(7)의 제어동작에 따라 입력된 영상 신호를 이용 가능한 상태로 처리하여 도시되지 않은 표시 장치를 통해 해당 화상을 표시할 수 있는 화상 신호를 출력한다.As described above, when the image signal accumulated in the imaging device 1 is input to the signal processor 5 in real time through the field memory 4, the signal processor 5 is input according to the control operation of the system controller 7. The processed video signal is processed in an available state, and an image signal capable of displaying the corresponding image is output through a display device (not shown).

그로 인해, 깜박거리지 않는 화상이 표시장치로 실시간적으로 출력된다. As a result, a non-blinking image is output to the display device in real time.

이와 같이, 화면의 깜박거림 현상을 방지하여 실시간적으로 화상을 표시하기 위해서는 촬상 소자(1)에서 출력되는 전기 신호를 일정 시간동안 저장한 후 일정 주기마다 출력하는 별도의 필드 메모리(4)를 반드시 장착해야 한다.As described above, in order to prevent screen flicker and display images in real time, a separate field memory 4 which stores an electric signal output from the imaging device 1 for a predetermined time and outputs it at a predetermined cycle must be provided. It must be fitted.

그러므로, 필드 메모리(4)의 동작을 제어해야 하므로, 신호 처리 시간이 증가하고, 제조 비용이 증가하는 문제가 발생한다. Therefore, since the operation of the field memory 4 must be controlled, a problem arises in that the signal processing time increases and the manufacturing cost increases.

따라서 이 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 필드 메모리 없이도 실시간적으로 화상이 출력될 수 있도록 하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to enable an image to be output in real time without a field memory.

이러한 과제를 해결하기 위한 이 발명에 따른 촬영 장치는 다수개의 촬상소자를 장착하여, 각각 정해진 주기마다 촬상된 상에 해당하는 영상 신호를 출력한다.The photographing apparatus according to the present invention for solving this problem is equipped with a plurality of imaging elements, and outputs an image signal corresponding to the image picked up at each predetermined period.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 이 발명의 실시예에 따른 CCD 카메라에 대하여 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 종래 기술과 동일한 구조로 이루어져, 같은 동작을 실행하는 부분은 종래와 동일한 도면 부호를 부여한다. Then, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the CCD camera according to an embodiment of the present invention the most preferred embodiment that can be easily implemented by those of ordinary skill in the art. The parts having the same structure as in the prior art, and performing the same operation are given the same reference numerals as in the prior art.

다수개의 촬상 소자(11∼1n)와, 다수개의 촬상 소자(11∼1n)와 연결된 자동이득 조정부(2)와, 자동 이득 조정부(2)와 연결된 신호 변환부(3)와, 신호 변환부(3)와 연결된 신호 처리부(41)와, 다수개의 촬상 소자(11∼1n)와 연결된 CCD 구동제어부(51)와, 각 장치(11∼1n, 2, 3, 41, 51)와 연결된 타이밍 발생부(61)와, 이밍 발생부(61)와 신호 변환부(4) 및 CCD 구동 제어부(51)와 연결된 시스템 제어부(71)로 이루어진다. A plurality of imaging elements 11 to 1n, an automatic gain adjusting unit 2 connected to the plurality of imaging elements 11 to 1n, a signal converting unit 3 connected to the automatic gain adjusting unit 2, and a signal converting unit ( 3, a signal processing unit 41 connected to 3), a CCD drive control unit 51 connected to a plurality of imaging elements 11 to 1n, and a timing generating unit connected to each of the devices 11 to 1n, 2, 3, 41 and 51. And a system controller 71 connected to the miming generator 61, the signal converter 4, and the CCD drive controller 51. As shown in FIG.

다수개의 촬상 소자(11∼1n)는 피사체의 상을 각각 촬상하여 해당하는 전기 신호를 자동 이득 조정부(2)로 출력하고, 자동 이득 조정부(2)는 입력되는 피사체의 상에 해당하는 전기 신호의 레벨 및 이득을 조정하여 이용 가능한 상태로 변환한다.The plurality of imaging elements 11 to 1n respectively image an image of a subject and output a corresponding electric signal to the automatic gain adjusting unit 2, and the automatic gain adjusting unit 2 is configured to display an electric signal corresponding to the input image of the subject. Adjust the level and gain to make it available.

신호 변환부(3)는 아날로그/디지탈 변환부로 이루어져, 입력되는 아날로그 형태의 영상 신호를 이용 가능한 디지탈 형태의 신호로 변환한다.The signal converter 3 comprises an analog / digital converter, and converts an input analog video signal into an available digital signal.

신호 처리부(41)는 신호 변환부(3)에서 디지탈 상태로 변환된 영상 신호를 순차적으로 처리하여 표시 가능한 화상 신호로 출력한다. The signal processor 41 sequentially processes the video signal converted into the digital state by the signal converter 3 and outputs the image signal as a displayable image signal.

타이밍 발생부(61)는 각 해당 장치(11∼1n, 2, 3, 41, 51, 71)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 신호를 출력하고, 시스템 제어부(71)는 타이밍 발생부(6)에서 인가되는 타이밍 신호에 따라 각각 신호 변환부(3)와 신호 처리부(41) 및 CCD구동 제어부(51)의 동작을 제어한다.The timing generator 61 outputs a timing signal for controlling the operation timing of the corresponding devices 11 to 1n, 2, 3, 41, 51, and 71, and the system controller 71 is the timing generator 6. The operation of the signal converter 3, the signal processor 41, and the CCD driving controller 51 is controlled in accordance with the timing signal applied from the controller.

이와 같은 구조로 이루어져 있는 이 발명의 실시예에 따른 동작은 다음과 같다.Operation according to an embodiment of the present invention having such a structure is as follows.

먼저, 시스템 제어부(71)의 제어 동작에 따라 타이밍 발생부(61)는 CCD 구동제어부(51)로 다수개의 촬상 소자(11∼1n)를 각각 구동시키기 위한 구동신호를 출력한다. First, according to the control operation of the system controller 71, the timing generator 61 outputs drive signals for driving the plurality of imaging elements 11 to 1n to the CCD drive controller 51, respectively.

따라서, 다수개의 촬상 소자(11∼1n)는 CCD 구동 제어부(51)에서 인가되는 구동 신호에 따라 축적되는 빛을 전기적으로 변환하여 피사체의 상을 촬상한 후 해 당하는 전기 신호를 출력한다.Therefore, the plurality of imaging elements 11 to 1n electrically convert the light accumulated according to the drive signal applied from the CCD drive control unit 51 to capture the image of the subject and then output the corresponding electric signal.

그러나 이때, 다수개의 촬상 소자(11∼1n)는 피사체의 상을 촬상한 후, CCD 구동 제어부(51)에서 인가되는 구동 신호에 따라 각각 순차적으로 해당 전기 신호를 출력한다.However, at this time, the plurality of imaging elements 11 to 1n capture an image of the subject, and sequentially output corresponding electric signals in accordance with a driving signal applied from the CCD driving control unit 51.

그로 인해, 만약 촬상 소자가 2개로 구성되어 있을 경우엔, 촬상 소자는 서로 번갈아 축적한 상의 전기 신호를 출력하므로, 2필드만에 한번씩 전기 신호를 출 력한다.Therefore, if the image pickup device is composed of two, the image pickup device outputs the electrical signals alternately accumulated in each other, and thus outputs the electrical signal once every two fields.

이와 같이, 다수개의 촬상 소자(11∼1n)는 CCD 구동 제어부(51)에서 출력되는 구동 신호에 따라 정해진 주기마다 순차적으로 각 촬상된 상에 해당하는 전기신호를 자동 이득 조정부(2)로 출력하여, 실시간적인 신호 출력이 이루어질 수 있도록 한다. As described above, the plurality of imaging devices 11 to 1n sequentially output electrical signals corresponding to the images captured by the automatic driving controller 2 at predetermined intervals according to the driving signals output from the CCD driving controller 51. In addition, real-time signal output can be achieved.

그런 다음, 자동 이득 조정부(2)는 입력되는 전기 신호의 이득과 레벨을 정하고 불필요한 노이즈 성분을 제거한 후, 신호 변환부(3)로 출력되어 아날로그 상태의 신호 상태를 이용 가능한 디지탈 상태의 신호로 변환하여 신호 처리부(41)로 출력한다.Then, the automatic gain adjustment unit 2 determines the gain and level of the input electrical signal, removes unnecessary noise components, and then outputs the signal to the signal conversion unit 3 to convert the analog signal state into an available digital state signal. To the signal processor 41.

따라서, 신호 처리부(41)는 디지탈 상태로 변환된 영상 신호를 시스템부(71)의 제어 동작에 따라 일반적인 영상 신호 처리 동작을 실행하여 도시하지 않은 표시 장치로 출력하여 촬상된 화상을 표시할 수 있는 화상 신호가 출력된다. Therefore, the signal processing unit 41 can execute the general video signal processing operation according to the control operation of the system unit 71 and output the image signal converted into the digital state to a display device (not shown) to display the captured image. The image signal is output.

이와 같이, 다수개의 촬상 소자(11∼1n)를 이용하여, CCD 구동 제어부(51)에서 출력되는 제어 신호가 가해지는 촬상 소자에서만 해당 전기 신호를 출력하도록 하여, 별도의 필드 메모리를 이용하지 않고도 실시간적으로 촬상 소자(11∼1n)에서 출력되는 영상 신호를 처리하여 실시간적인 화상 처리가 가능하다.In this way, by using the plurality of imaging elements 11 to 1n, the electrical signal is output only to the imaging element to which the control signal output from the CCD drive control unit 51 is applied, thereby real-time without using a separate field memory. It is possible to process a video signal output from the imaging elements 11 to 1n, thereby real-time image processing.

실시간의 화상 출력을 위해 이용되는 필드 메모리 없이도 실시간 영상 처리가 가능하므로, 별도의 필드 메모리를 위한 경비를 절감하고, 설계의 자유도를 향상한다.Real-time image processing is possible without the field memory used for real-time image output, thereby reducing the cost for the separate field memory, and improves the degree of freedom of design.

Claims (2)

촬상 소자를 이용한 촬영 장치에 있어서,In the imaging device using the imaging device, 피사체의 상을 촬상하여, 해당하는 전기 신호를 출력하는 다수개의 촬상부;A plurality of imaging units for imaging an image of a subject and outputting corresponding electric signals; 인가되는 타이밍 신호에 따라 상기 다수개의 촬상부의 동작 상태를 제어하여, 각각의 촬상부가 설정된 주기만큼 순차적으로 촬상된 상에 해당하는 전기 신호를 각각 출력할 수 있도록 하는 촬상 구동 제어부;An imaging driving controller which controls an operation state of the plurality of imaging units according to an applied timing signal, so that each imaging unit can output an electrical signal corresponding to an image captured sequentially by a set period; 상기 다수개의 촬상부에서 출력되는 전기 신호를 이용 가능한 상태의 영상신호로 변환하는 신호 변환부;A signal converter converting the electrical signals output from the plurality of imaging units into video signals in an available state; 상기 다수개의 촬상부에서 출력되는 각각의 전기 신호의 이득을 조정하고, 불필요한 노이즈 성분을 제거하여 상기 신호 변환부로 출력하는 자동 이득 조정부; An automatic gain adjusting unit for adjusting gains of the electric signals output from the plurality of image capturing units, removing unnecessary noise components, and outputting them to the signal converting unit; 인가되는 타이밍 신호에 따라 상기 신호 변환부에서 출력되는 영상 신호를 처리하여 화상을 출력하기 위한 화상 신호를 출력하는 신호 처리부; 및A signal processor for processing an image signal output from the signal converter according to an applied timing signal and outputting an image signal for outputting an image; And 상기 신호 처리부와 촬상 구동 제어부의 동작을 제어하기 위한 타이밍 신호를 출력하는 타이밍 발생부A timing generator for outputting a timing signal for controlling the operation of the signal processor and the imaging drive control unit. 를 포함하는 촬영 장치. Shooting device comprising a. 삭제delete
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