KR100757978B1 - 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신 장치 - Google Patents

광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라와 신호처리 장치간의 데이터 전송에 있어 고속의 장거리 전송을 구현할 수 있는 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신 장치에 관한 것이다.
본 발명은 검사 대상물의 이미지를 감지하는 카메라와, 카메라에서 감지한 이미지를 처리하는 시스템간의 데이터 전송을 수행하는 송수신 장치에 있어서, 상기 카메라에서 감지된 이미지 데이터를 입력받아 광 케이블을 통해 전송 가능한 광 신호 형태로 변환하는 송신장치; 그리고, 광 케이블을 통해 송신장치와 연결되어, 상기 송신장치에서 전송된 광 신호를 수신한 후 상기 시스템에서 처리 가능한 전기적인 이미지 데이터로 변환하여 출력하는 수신장치로 구성되는데 특징이 있다.
광 케이블, 스캔 카메라, 송수신 장치, 검사장비

Description

광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신 장치{camera link transmitting/receiving apparatus using optical fiber cable}
도 1은 종래 기술에 따른 코퍼 케이블을 이용한 데이터 전송 시스템을 나타내는 블록도
도 2는 본 발명에 따른 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신 장치를 나타내는 블록도
도 3은 도 2의 송신 장치 구성을 나타내는 블록도
도 4는 도 2의 수신 장치 구성을 나타내는 블록도
도 5는 본 발명의 카메라 링크 송수신 장치에서 다중 출력의 수신 장치 구성을 나타낸 블록도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 송신장치
110: 커넥터 120: 신호 변환부
130: DC 밸런스부 140: 병/직렬 변환부
150: 발광부 160: 광 모듈
200: 수신장치
210: 광 모듈 220: 수광부
230: 병/직렬 변환부 240: DC 밸런스부
250: 신호 변환부 260: 커넥터
본 발명은 카메라 링크 송수신 장치에 관한 것으로, 특히 카메라와 신호처리 장치간의 데이터 전송에 있어 고속의 장거리 전송을 구현할 수 있는 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 라인 스캔 카메라(line scan camera)는 영역 스캔 카메라와는 달리, 이미지 센서인 CCD(charge coupled device)의 배열이 한 줄로 되어 있어 일정 주기마다 한 라인의 영상 데이터를 출력한다.
따라서, 라인 스캔 카메라를 이용하면 높은 해상도의 영상을 비교적 빠른 시간에 한 라인씩 연속적으로 얻을 수 있다.
이러한 특징으로 인해 유리, 필름, 직물 원단, 철강 등의 생산 공정에서 제품을 검사하는 검사 장비로서 널리 사용되고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 라인 스캔 카메라(10)는 프레임 그래버(frame grabber)(20)와 연결 구성되는데, 상기 카메라(10)와 프레임 그래버(20)는 '3M' 또는 'InterConn'과 같은 코퍼 케이블(copper cable)(30)을 통해 연결된다.
이때, 상기 카메라(10)와 프레임 그래버(20)는 카메라 링크 표준(camera link standard)에 따른 인터페이스를 통해 데이터 송수신을 수행한다.
이러한 구성에 의하면, 상기 라인 스캔 카메라(10)는 코퍼 케이블(30)을 통해 촬영 영상의 이미지 데이터를 프레임 그래버(20)로 전송한다.
이때, 상기 프레임 그래버(20)는 라인 스캔 카메라(10)에서 전송한 이미지 데이터를 받아 처리하는 프로세싱 보드(processing board)로서, 일반 PC 환경에서 사용할 수 있도록 PCI 버스를 통해 메인 시스템과 연결된다.
종래의 카메라 링크 송수신은, 통상 26가닥의 코퍼 케이블(30)을 전송 매체로 하여 라인 스캔 카메라(10)와 프레임 그래버(20) 간의 데이터 전송이 이루어진다.
그러나, 코퍼 케이블을 이용한 종래의 카메라 링크 송수신 방식은 빠른 데이터 전송속도를 요구할수록 전송거리가 짧아지게 된다. 즉, 코퍼 케이블의 경우 케이블 길이가 길어지면 데이터의 장거리 전송이 어려워진다.
주로 사용되고 있는 40㎒ 구동 주파수의 카메라는 이미지 데이터를 대략 10m 가량 전송이 가능하며, 향후 주력이 될 80㎒ 구동 주파수의 고속 카메라 또한 전송 거리가 5m에 불과하다.
현재 새로이 개발되는 각종 검사 장비들은 검사 대상물의 크기가 커짐에 따라 장비 자체의 크기도 대형화될 뿐 아니라, 대상물을 감지하는 카메라와 카메라의 이미지 데이터를 처리하는 시스템(즉, 프레임 그래버)간의 설치 거리가 점점 멀어지고 있다.
즉, 종래의 코퍼 케이블을 적용한 검사장비들은 이미지 데이터의 전송 거리 상에 있어 많은 제한을 가지고 있다.
또한, 코퍼 케이블의 경우, 케이블간의 유도 작용에 의한 전자기 방해(Electro Magnetic Interference : EMI) 현상이 발생되어 주변 시스템에 전기적 영향을 미칠 수 있으며, 외부의 노이즈가 케이블을 통해 이동하는 데이터의 변질을 초래할 수 있다.
이를 해결하기 위해, 케이블 외부에 실드를 추가하더라도 장비에서 발생하는 각종 노이즈로부터 완벽한 차단이 불가능하며, 전송거리가 길어지고 구동 주파수가 올라가면서 노이즈로 인한 전송 데이터의 변질이 심각한 문제로 대두되고 있다.
특히, LCD 및 PDP 표면 검사 장비의 경우 송수신되는 이미지 데이터의 변질이 제품 자체의 품질을 결정하고, 검사 공정에서 노이즈로 인한 데이터 에러는 엄청난 손실을 초래할 수 있기 때문에 전송 라인 상의 데이터 변질 방지는 매우 중요한 문제이다.
그리고, 종래의 검사장비는 전체적인 이미지 처리 능력을 올리기 위한 방법으로 카메라의 이미지 정보를 여러 대의 시스템에 적용하여 처리하게 되는데, 종래의 경우 카메라의 출력을 여러 대의 시스템으로 분배하는 별도의 분배기를 사용해야만 가능하였다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 광섬유 케이블을 이용하여 기존의 코퍼 케이블로는 불가능한 고속의 장거리 전송을 지원하는 카메라 링크 송수신 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 데이터를 빠른 속도로 장거리로 전송하면서 EMI(Electro Magnetic Interference), RFI(Radio Frequency Interference)로 인한 데이터 변질을 근본적으로 해결하여 전송 신호의 특성(quality)을 높여 효율적인 데이터 처리가 가능하도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 별도의 분배기 없이 카메라의 이미지 정보를 여러 대의 시스템에 동시에 공급하여 분산 처리할 수 있도록 하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 검사 대상물의 이미지를 감지하는 카메라와, 카메라에서 감지한 이미지를 처리하는 시스템간의 데이터 전송을 수행하는 송수신 장치에 있어서, 상기 카메라에서 감지된 이미지 데이터를 입력받아서 스크램블(scramble)을 통해 부호화하는 DC 밸런스부를 구비하며 광 케이블을 통해 전송 가능한 광 신호 형태로 변환하는 송신장치; 그리고, 광 케이블을 통해 송신장치와 연결되어, 상기 송신장치에서 전송된 광 신호를 수신한 후 디-스크램블(de-scramble)을 통해 복원하는 DC 밸런스부를 구비하며 상기 시스템에서 처리 가능한 전기적인 이미지 데이터로 변환하여 출력하는 수신장치로 구성되며, 상기 카메라로부터 출력되거나 시스템으로 입력되는 이미지 데이터는 카메라와 시스템간에 정보 교환을 위한 RS-232 인터페이스 라인과 시스템의 제어명령을 카메라로 전달할 수 있는 4개의 제어라인과 이미지 데이터를 시스템으로 전송하기 위한 신호라인을 구비하는 카메라 링크(camera link) 규격에 따라 입출력되는 것을 특징으로 하는 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신 장치를 제공한다.
여기서, 상기 송신장치는 상기 카메라에서 카메라 링크 규격에 따라 출력한 이미지 데이터를 광 케이블을 통해 전송 가능한 신호 형태로 변환하여 DC 밸런스부에 입력하는 신호 변환부와, 상기 DC 밸런스부에서 출력되는 신호를 직렬 형태의 신호로 변환하는 병/직렬 변환부와, 상기 병/직렬 변환부에서 변환된 직렬 형태의 신호를 광 신호로 변환하여 발광부와, 상기 발광부에서 변환된 광 신호를 송신 가능하도록 광 케이블에 연결되는 광 모듈을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 발광부는 VCSEL(vertical cavity surface emitting laser)를 이용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 수신장치는 상기 송신장치에서 전송한 광 신호를 수신 가능하도록 광 케이블에 연결되는 광 모듈과, 상기 광 모듈을 통해 상기 송신장치에서 전송한 광 신호를 수신하고, 상기 수신된 광 신호를 전기적인 신호로 출력하는 수광부와, 상기 수광부를 통해 입력되는 신호를 병렬 형태의 신호로 변환하여 DC 밸런스부에 입력하는 병/직렬 변환부와, 상기 DC 밸런스부를 통해 복원된 신호를 카메라 링크 규격에 따라 시스템에서 처리 가능한 이미지 데이터로 변환하는 신호 변환부를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 수광부는 포토 다이오드(photo diode)를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 검사 대상물의 이미지를 감지하는 카메라와, 카메라에서 감지한 이미지를 분산 처리하는 다수 시스템간의 데이터 전송을 수행하는 송수신 장치에 있어서, 상기 카메라에서 감지된 이미지 데이터를 입력받아서 스크램블(scramble)을 통해 부호화하는 DC 밸런스부를 구비하며 광 케이블을 통해 전송 가능한 광 신호 형태로 변환하는 송신장치; 그리고, 상기 송신장치와 광 케이블을 통해 연결됨과 아울러 다수의 시스템과 병렬 연결되어, 상기 송신장치에서 전송된 광 신호를 수신한 후 디-스크램블(de-scramble)을 통해 복원하는 DC 밸런스부를 구비하며, 상기 시스템에서 처리 가능한 전기적인 이미지 데이터로 변환하고 상기 변환된 이미지 데이터를 상기 시스템의 수만큼 복사한 후 출력하는 수신장치로 구성되며, 상기 카메라로부터 출력되거나 시스템으로 입력되는 이미지 데이터는 카메라와 시스템간에 정보 교환을 위한 RS-232 인터페이스 라인과 시스템의 제어명령을 카메라로 전달할 수 있는 4개의 제어라인과 이미지 데이터를 시스템으로 전송하기 위한 신호라인을 구비하는 카메라 링크(camera link) 규격에 따라 입출력되는 것을 특징으로 하는 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신 장치를 제공한다.
여기서, 상기 수신장치는 상기 송신장치에서 전송한 광 신호를 수신 가능하도록 광 케이블에 연결되는 광 모듈과, 상기 광 모듈을 통해 상기 송신장치에서 전송한 광 신호를 수신하고, 상기 수신된 광 신호를 전기적인 신호로 출력하는 수광부와, 상기 수광부를 통해 입력되는 신호를 병렬 형태의 신호로 변환하여 DC 밸런스부에 입력하는 병/직렬 변환부와, 상기 시스템에 대하여 일대 일로 구성되어 상기 DC 밸런스부에서 출력된 신호를 카메라 링크 규격에 따라 시스템에서 처리 가능한 이미지 데이터로 변환하는 신호 변환부를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신 장치의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신 장치를 나타낸 개념도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 송신장치 구성을 나타낸 블록도이고, 도 4는 본 발명의 수신장치 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명에 따른 카메라 링크 송수신 장치는, 카메라(10)와 시스템(20)간의 데이터 전송매체로 전자기적 노이즈로 인한 데이터 변질 우려가 없는 광 케이블(300)을 이용하는데 특징이 있다.
그리고, 광 케이블(300)을 이용한 양방향의 광통신을 구현하기 위해; 카메라 (10) 측에 연결되어 카메라(10)의 이미지 데이터를 광 신호로 변환 후 전송하거나 시스템(20)에서 전송한 광 신호 형태의 카메라 제어신호를 수신하는 송신장치(100)와, 시스템(20) 측에 연결되어 카메라(10)의 전반 동작을 제어하기 위한 제어신호를 광 신호로 변환 후 전송하거나 송신장치(100)에서 전송된 광 신호 형태의 이미지 데이터를 수신하는 수신장치(200)를 제공한다.
여기서, 상기 송신장치(100)는; 도 3에 도시한 바와 같이, 카메라(10)와 연결되어 카메라(10)에서 카메라 링크 규격에 따라 출력한 이미지 데이터를 입력받는 커넥터(110)와, 상기 커넥터(110)를 통해 입력된 이미지 데이터를 광 케이블(300)을 통해 전송 가능한 신호 형태로 변환하는 신호 변환부(120)와, 상기 신호 변환부(120)에서 변환된 신호를 스크램블(Scramble)을 통해 부호화하는 DC 밸런스부(130)와, 상기 DC 밸런스부(130)에서 출력되는 신호를 직렬 형태의 신호로 변환하는 병/직렬 변환부(140)와, 상기 병/직렬 변환부(140)에서 변환된 직렬 형태의 신호를 광 신호로 변환하여 발광부(150)와, 상기 발광부(150)에서 변환된 광 신호를 송신 가능하도록 광 케이블(300)에 연결되는 광 모듈(160)로 구성된다.
그리고, 상기 송신장치(100)는 시스템(20)에서 전송한 각종 신호를 수신하기 위한 수광부(170)를 더 포함하여 구성되고, 상기 수광부(170)를 통해 수신된 신호는 신호 송신 프로세스와는 역으로 처리하게 된다.
한편, 상기 수신장치(200)는; 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 송신장치(100)에서 전송한 광 신호를 수신 가능하도록 광 케이블(300)에 연결되는 광 모듈(210)과, 상기 광 모듈(210)을 통해 송신장치(100)에서 전송한 광 신호를 수신하고, 상 기 수신된 광 신호를 전기적인 신호로 출력하는 수광부(220)와, 상기 수광부(220)를 통해 입력되는 신호를 병렬 형태의 신호로 변환하는 병/직렬 변환부(230)와, 상기 병/직렬 변환부(230)에서 변환된 병렬 형태의 신호를 디-스크램블(de-scramble)을 통해 복원하는 DC 밸런스부(240)와, 상기 DC 밸런스부(240)를 통해 복원된 신호를 카메라 링크 규격에 따라 시스템(20)에서 처리 가능한 이미지 데이터로 변환하는 신호 변환부(250)와, 시스템(20)과 연결되어 상기 신호 변환부(250)에서 변환된 이미지 데이터를 시스템(20)으로 출력하는 커넥터(260)로 구성된다.
그리고, 상기 수신장치(200)는 시스템(20)에서 카메라(10)로 전송하고자 하는 각종 제어신호를 송신하기 위한 발광부(270)를 더 포함하여 구성되고, 상기 발광부(270)를 통해 송신하고자 하는 신호는 신호 수신 프로세스와는 역으로 처리하게 된다.
이때, 본 발명의 송신장치(100)와 수신장치(200)에 적용하는 발광부(150, 270)는 통상 레이저 다이오드(laser diode)를 이용하나, 장거리 통신을 위해서는 다이오드 면에서 빛을 방출하는 VCSEL(vertical cavity surface emitting laser)를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수광부(170, 220)는 광 케이블(300)을 통해 송신장치(100)로부터 전송되는 광 신호를 입력으로 하여 광 신호에 상응하는 전기적 신호를 출력하는 광 리미팅 앰프(limiting amplifier) 수신기에 해당하며, 포토 다이오드(photo diode)로 구성되는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 카메라 링크 송수신장치의 동작을 도 3과 도 4를 통해 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 검사대상물을 감지하는 카메라(10)와, 카메라(10)에서 출력된 이미지데이터를 처리하는 프레임 그래버(frame grabber)를 포함한 시스템(20)은 카메라 링크 표준에 따라 데이터 송/수신을 수행한다.
통상, 카메라 링크 규격은 카메라(10)와 시스템(20)의 정보를 서로 주고받을 수 있도록 별도의 RS-232 라인(SerTC(serial to camera), SerTFG(serial to frame grabber))과, 카메라(10)로 시스템(20)의 제어명령을 전달하기 위한 4개의 제어라인(CC1~CC4)(camera commands)과, 카메라(10)의 이미지 데이터를 시스템(20)으로 전달하기 위한 신호라인(7-bit serialized LVDS signals)이 규정되어 있다
즉, 본 발명은 도시한 바와 같이 송신장치(100)와 수신장치(200)간의 양방향 광전송이 가능하도록 카메라 링크 표준에 따른 RS-232 라인과, 제어라인 및 신호라인으로 구성된다.
그리고, 상기 카메라(10)와 시스템(20) 간의 송수신 데이터는 카메라 링크 표준에 따라 LVDS(low voltage differential signal) 신호 형태를 가진다.
이하, 카메라(10)와 시스템(20)간의 이미지 데이터 전송과정을 상세히 설명한다.
먼저, 카메라(10)는 시스템(20)으로 전송하고자 하는 이미지 데이터를 기본적으로 LVDS 디지털 신호 형태로 변환하여 출력한다.
이때, 상기 카메라(10)에서 출력된 LVDS 신호는 커넥터(110)를 거쳐 송신장치(100)로 입력되게 된다.
이렇게 입력된 LVDS 신호는 DC 밸런스 기능을 구현하기에 적합한 형태인 TTL/LVTTL 신호로 변환하여 출력한다.
이때, 상기 신호 변환부(120)는 이미지 데이터인 R, G, B 각각 8비트와, 수평 동기신호(HSYNC), 수직 동기신호(VSYNC), DE(data enable), 클럭(CLK) 각각 1비트로 이루어진 총 28비트의 TTL/LVTTL 신호를 출력한다.
이어, 상기 DC 밸런스부(130)는 신호 변환부(120)에서 TTL/LVTTL 신호로 변환된 신호를 스크램블(scramble)을 통해 부호화 혹은 암호화시킨 후 출력한다.
상기 카메라(10)의 이미지 데이터를 광 신호로 변환하기 위해서는 DC 밸런스 기능이 필수적이다. 상기 DC 밸런스부(130)에서는 각각의 데이터 라인마다 신호 상태를 체크하여 DC 밸런스를 유지할 수 있도록 각 신호 라인을 변형한 후, 수신장치(200)에서 다시 원래 형태의 신호로 복원할 수 있도록 관련 정보를 함께 실어 전송하게 된다.
이렇게 부호화 혹은 암호화된 TTL/LVTTL 신호는 병렬 데이터 형태로 형성되는데, 이를 상기 병/직렬 변환부(140)에서 직렬 데이터 형태로 변환하여 출력한다.
본 발명은, 카메라(10)의 이미지 데이터를 장거리 전송함과 아울러 최소의 전송 라인을 이용할 수 있도록 하기 위해 복수의 패러럴(parallel) 데이터를 시리얼 라이즈(serialized)하게 된다.
예를 들어, 상기 병/직렬 변환부(140)는 18:1 시리얼 라이즈 방식을 적용할 수 있다.
이와 같이 상기 병/직렬 변환부(140)를 통해 직렬 신호로 변환된 데이터는 발광부(150)를 거쳐 광 케이블(300)을 통해 수신장치(200)로 전송 가능한 광 신호로 변환한다.
그리고, 상기 발광부(150)에서 변환된 광 신호는 광 모듈(160)을 거쳐 광 케이블(300)을 따라 수신장치(200)로 전송된다.
한편, 상기 수신장치(200)는 광 케이블(300)에 연결된 광 모듈(210)을 통해 송신장치(100)에서 전송한 광 신호를 수신하게 된다.
이후, 상기 수신장치(200)의 수광부(220)는 광 모듈(210)을 통해 수신된 광 신호를 입력하고, 상기 입력된 광 신호의 세기에 상응하는 전기적인 데이터를 출력한다.
그리고, 상기 수광부(220)에서 직렬 형태로 출력되는 데이터는 병/직렬 변환부(230)로 전달되어 병렬 형태의 데이터로 변환하게 되며, 상기 송신장치(100)의 병/직렬 변환부(140)와 대응하여 1:18 패러럴 변환 방식을 적용한다.
이때, 상기 DC 밸런스부(240)는 병/직렬 변환부(230)에서 병렬로 변환되어 출력되는 데이터를 디 스크램블(de-scramble)을 통해 송신장치(100)에서 송신했던 데이터 형태인 TTL/LVTTL 신호로 복원시킨다.
이렇게 상기 DC 밸런스부(240)에서 복원된 TTL/LVTTL 신호는 신호 변환부(250)를 통해 디지털 전송 방식에 따른 LVDS 포맷의 신호로 변환 후 출력된다.
이어 상기 신호 변환부(250)에서 출력되는 LVDS 신호는 커넥터(260)를 통해 연결된 시스템(20)으로 전송된다.
이후, 상기 시스템(20)은 광 케이블(300)을 이용한 송/수신 인터페이스를 통 해 카메라(10)로부터 전송된 이미지 데이터를 신호 처리하게 된다.
한편, 카메라(10)와 시스템(20)간의 RS-232 신호(SerTC, SerTFG) 및 제어신호(CC1~CC4) 송수신은 상기에서 설명한 이미지 데이터의 신호 처리 과정과 동일한 방식으로 이루어지며 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
더 나아가, 본 발명은 상기 카메라(10)의 이미지를 처리하는데 있어 단일 시스템으로의 이미지 처리에 한계가 있을 경우 카메라(10)에서 출력되는 데이터 양에 따라 두 대 또는 그 이상의 시스템을 병렬로 연결하여 이미지를 분산 처리하게 된다.
이때, 다수의 시스템으로 동일한 이미지를 전달하기 위해 상기 수신장치(200)에서 이미지 데이터를 다중 출력하도록 설계한다.
본 실시예에서 상기 수신장치(200)의 DC 밸런스부(240)는 FPGA(Field Programable Gate Array)를 사용하여 구현하는데, 디 스크램블되어 TTL/LVTTL 형태로 복원된 원신호를 시스템의 수만큼 복사한 후 동일한 이미지 데이터를 다중 출력하도록 설계한다.
다시 말해, 상기 DC 밸런스부(240)는 광 컨버터 기능과 아울러 데이터 분배기 기능을 동시에 수행하게 된다.
이를 위해, 도 5에 도시한 바와 같이 도 3과 도4의 동일 구성에서 이미지 분산 처리를 위해 추가하고자 하는 시스템(20')을 수신장치(200)의 DC 밸런스부(240)에 병렬 연결한다.
상기 추가된 시스템(20')은 신호 변환부(250')와 커넥터(260')를 일대 일로 포함 구성하여 상기 DC 밸런스부(240)의 출력포트에 연결된다.
이러한 구성에 의하면, 상기 수신장치(200)의 DC 밸런스부(240)는 카메라(10)에서 전송된 이미지 데이터를 복원한 후 상기 복원된 이미지 데이터를 시스템(20, 20') 수만큼 복사하여 동시에 출력한다.
이때, 각 시스템(20, 20')은 DC 밸런스부(240)에서 출력된 동일한 이미지 데이터를 전달받아 이미지를 각각 처리하게 된다.
따라서, 본 발명은 광 케이블(300)을 전송매체로 하여 카메라(10)와 시스템(20)간의 데이터를 전송하며, 카메라(10)와 시스템(20)간의 데이터 전송이 가능하도록 광 케이블(300)을 이용한 송/수신 인터페이스를 제공한다.
그리고, 수신장치(200) 측 DC 밸런스부(240)에서 데이터 분배 기능을 수행하여 별도의 분배기 없이 이미지 분산 처리 시스템을 구현할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 카메라와 이미지 데이터를 처리하는 시스템간의 데이터 전송을 광 케이블을 이용한 인터페이스를 통해 구현함으로써 장거리의 데이터 전송이 가능하다. 기존의 코퍼 케이블을 이용한 경우 5 내지 10m 전송 가능하던 것을 광 케이블을 이용함으로써 최대 500m 이상 전송이 가능해 진다.
둘째, 광 케이블을 이용함으로써 전자기적인 노이즈로 인한 데이터 변질 문제를 근본적으로 해결하여 전송 선로상의 신호 특성을 보장한다. 즉, 전자기적인 노이즈에 전혀 영향을 받지 않기 때문에 데이터 전송 측면에서의 시스템 신뢰도가 향상될 뿐 아니라 보다 정확한 데이터 처리로 검사 장비의 처리 성능을 향상시킬 수 있다.
셋째, 별도의 분배기 없이 이미지 데이터를 다중 출력하여 다수의 시스템을 통해 카메라의 이미지를 분산 처리함으로써 보다 간단한 시스템 구현으로 이미지 처리 능력을 극대화시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 검사 대상물의 이미지를 감지하는 카메라와, 카메라에서 감지한 이미지를 처리하는 시스템간의 데이터 전송을 수행하는 송수신 장치에 있어서,
    상기 카메라에서 감지된 이미지 데이터를 입력받아서 스크램블(scramble)을 통해 부호화하는 DC 밸런스부를 구비하며 광 케이블을 통해 전송 가능한 광 신호 형태로 변환하는 송신장치; 그리고,
    광 케이블을 통해 송신장치와 연결되어, 상기 송신장치에서 전송된 광 신호를 수신한 후 디-스크램블(de-scramble)을 통해 복원하는 DC 밸런스부를 구비하며 상기 시스템에서 처리 가능한 전기적인 이미지 데이터로 변환하여 출력하는 수신장치로 구성되며,
    상기 카메라로부터 출력되거나 시스템으로 입력되는 이미지 데이터는 카메라와 시스템간에 정보 교환을 위한 RS-232 인터페이스 라인과 시스템의 제어명령을 카메라로 전달할 수 있는 4개의 제어라인과 이미지 데이터를 시스템으로 전송하기 위한 신호라인을 구비하는 카메라 링크(camera link) 규격에 따라 입출력되는 것을 특징으로 하는 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신장치는
    상기 카메라에서 카메라 링크 규격에 따라 출력한 이미지 데이터를 광 케이블을 통해 전송 가능한 신호 형태로 변환하여 DC 밸런스부에 입력하는 신호 변환부와,
    상기 DC 밸런스부에서 출력되는 신호를 직렬 형태의 신호로 변환하는 병/직렬 변환부와,
    상기 병/직렬 변환부에서 변환된 직렬 형태의 신호를 광 신호로 변환하여 발광부와,
    상기 발광부에서 변환된 광 신호를 송신 가능하도록 광 케이블에 연결되는 광 모듈을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 발광부는
    VCSEL(vertical cavity surface emitting laser)를 이용하는 것을 특징으로 하는 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신장치는
    상기 송신장치에서 전송한 광 신호를 수신 가능하도록 광 케이블에 연결되는 광 모듈과,
    상기 광 모듈을 통해 상기 송신장치에서 전송한 광 신호를 수신하고, 상기 수신된 광 신호를 전기적인 신호로 출력하는 수광부와,
    상기 수광부를 통해 입력되는 신호를 병렬 형태의 신호로 변환하여 DC 밸런스부에 입력하는 병/직렬 변환부와,
    상기 DC 밸런스부를 통해 복원된 신호를 카메라 링크 규격에 따라 시스템에서 처리 가능한 이미지 데이터로 변환하는 신호 변환부를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수광부는 포토 다이오드(photo diode)를 이용하는 것을 특징으로 하는 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신장치.
  6. 검사 대상물의 이미지를 감지하는 카메라와, 카메라에서 감지한 이미지를 분산 처리하는 다수 시스템간의 데이터 전송을 수행하는 송수신 장치에 있어서,
    상기 카메라에서 감지된 이미지 데이터를 입력받아서 스크램블(scramble)을 통해 부호화하는 DC 밸런스부를 구비하며 광 케이블을 통해 전송 가능한 광 신호 형태로 변환하는 송신장치; 그리고,
    상기 송신장치와 광 케이블을 통해 연결됨과 아울러 다수의 시스템과 병렬 연결되어, 상기 송신장치에서 전송된 광 신호를 수신한 후 디-스크램블(de-scramble)을 통해 복원하는 DC 밸런스부를 구비하며, 상기 시스템에서 처리 가능한 전기적인 이미지 데이터로 변환하고 상기 변환된 이미지 데이터를 상기 시스템의 수만큼 복사한 후 출력하는 수신장치로 구성되며,
    상기 카메라로부터 출력되거나 시스템으로 입력되는 이미지 데이터는 카메라와 시스템간에 정보 교환을 위한 RS-232 인터페이스 라인과 시스템의 제어명령을 카메라로 전달할 수 있는 4개의 제어라인과 이미지 데이터를 시스템으로 전송하기 위한 신호라인을 구비하는 카메라 링크(camera link) 규격에 따라 입출력되는 것을 특징으로 하는 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 송신장치는
    상기 카메라에서 카메라 링크 규격에 따라 출력한 이미지 데이터를 광 케이블을 통해 전송 가능한 신호 형태로 변환하여 DC 밸런스부에 입력하는 신호 변환부와,
    상기 DC 밸런스부에서 출력되는 신호를 직렬 형태의 신호로 변환하는 병/직렬 변환부와,
    상기 병/직렬 변환부에서 변환된 직렬 형태의 신호를 광 신호로 변환하여 발광부와,
    상기 발광부에서 변환된 광 신호를 송신 가능하도록 광 케이블에 연결되는 광 모듈을 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 수신장치는
    상기 송신장치에서 전송한 광 신호를 수신 가능하도록 광 케이블에 연결되는 광 모듈과,
    상기 광 모듈을 통해 상기 송신장치에서 전송한 광 신호를 수신하고, 상기 수신된 광 신호를 전기적인 신호로 출력하는 수광부와,
    상기 수광부를 통해 입력되는 신호를 병렬 형태의 신호로 변환하여 DC 밸런스부에 입력하는 병/직렬 변환부와,
    상기 시스템에 대하여 일대 일로 구성되어 상기 DC 밸런스부에서 출력된 신호를 카메라 링크 규격에 따라 시스템에서 처리 가능한 이미지 데이터로 변환하는 신호 변환부를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광 케이블을 이용한 카메라 링크 송수신장치.
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