KR100955554B1 - 디지털 카메라 및 카메라로 피사체를 촬영하는 방법 - Google Patents

Abstract

이 카메라는 피사체(10)용 이웃하는 조명 회로(플래시광)를 구비한 게이싱(2)을 포함한다. 이 카메라는 CMOS 기술로 제조된 매트릭스 센서(14)를 사용해서 한 행씩 이미지를 판독한다. 복수의 행들이 플래시광에 대해 감광성이 되는 일정 시간 동안, 이 복수의 행에 대응하는 시간에 피사체를 조명한다.

Description

디지털 카메라 및 카메라로 피사체를 촬영하는 방법{DIGITAL CAMERA ADAPTED FOR TAKING IMAGES WITH A FLASHLIGHT AND CORRESPONDING METHOD}

본 발명은 피사체의 사진을 찍는 디지털 타입의 카메라에 관한 것으로, 통합 시간(integration period)이라 불리는 일정 시간을 갖는 감광 소자 장치를 포함하되, 여기에는 감광 소자의 초기화 회로 및 이 소자로부터 들어오는 광 데이터를 수신하는 출력 회로가 접속되며, 이 카메라는 피사체를 조명하는 조명 회로를 더 포함한다.

본 발명은 또한 조명 장치를 사용해서 사진을 찍는 방법에 관한 것이다.

위에 언급된 조명 장치는 실제로 사진 촬영시에 자주 사용되는 전자 플래시광에 의해 구현된다.

본 발명의 특히 중요한 응용은 저렴하고, 에너지 소비가 적은 CMOS 타입의 감광 소자가 사용되는 디지털 사진술이다.

이러한 종래 장치는 일본 특허 공개 제 09-326952호로부터 알 수 있다. 이 알려진 장치에서, 이미지는 움직이는 선형 장치에 의해 분석된다. 이러한 움직임 은 그 메커니즘 구현에 비용이 많이 들기 때문에 불편한 것으로 여겨지고 있다.

본 발명은 위에 언급한 결점을 갖지 않는 도입부에 설명한 타입의 장치를 제안한다.

이를 위해서, 이러한 장치는 감광 소자 장치가 매트릭스로 이루어진 감광 소자의 행으로 형성된 타입이고, 이는 출력 회로와 함께 감광 소자를 판독하고 그 통합 시간을 정의하며 소자를 0으로 리셋하는 제어 회로를 포함하며, 광 회로를 개시해서 그들의 통합 시간 동안 둘 이상의 행의 소자들에 대해 적어도 하나의 플래시광이 출현(appearance)하는 시간을 측정하는 광 제어 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 카메라로 피사체의 사진을 찍는 방법은

통합 시간이라 불리는 시간 동안, 행 및 열로 배치되어 피사체의 사진 영상을 형성하는 감광 소자의 매트릭스를 사용하는 단계와,

이 카메라에 접속된 제어부를 가진 조명 장치를 사용하는 단계와,

각각의 행에 대해서 이른바 통합 시간이라 불리는 시간 동안, 시간별로 한 행씩 이미지를 분석하는 단계와,

통합 시간 동안 둘 이상의 행에 대응하는 시간에 적어도 하나의 플래시광을 개시하는 단계

를 포함한다.

본 발명의 이러한 측면은 한정되지 않은 예로서 이하 설명되는 실시예를 참조하면서 자명해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 도시하는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 매트릭스에 사용되는 감광 소자의 행의 분석을 도시하는 도면,

도 3은 감광 소자의 행의 작용을 도시하는 도면,

도 4는 본 발명의 제 1 실시예의 동작을 도시하는 도면,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예의 동작을 도시하는 도면.

도 1에서, 도시된 카메라는 플래시광 장치(4)가 이웃하는 케이싱(2)을 포함하며, 피사체(10)는 조명을 받은 이후에 적절하게 촬영될 수 있는데, 이는 피사체가 그늘에 있다고 가정되기 때문이다. 플래시광은 기본적으로 2가지 상황에서 사용된다.

플래시광 없이 사진을 찍기에는 장면이 어두운 경우,

또는 피사체가 광을 등지고 있는 경우. 따라서 플래시광은 보충 광(fill-in light)의 역할을 하여, 그늘진 부분을 조명한다.

그 영상은 감광 소자들로 이루어진 감광 장치(14) 상의 대물렌즈(12)에 의해 형성된다. 전자 회로(16)는 총체적인 동작을 관리하고, 피사체(10)의 조명을 셀 장치(14)에 의한 이미지 분석의 함수로서 동기화시킬 수 있게 한다. 사진을 찍는 셔터는 스위치(18)로 도시되어 있다. 이 케이싱(2)에는 광 측정 회로(20)가 추가되어서 센서로 보내져 오는 광을 측정한다. 알려진 바와 같이, 회로(20)는 감광 다이오드(22)를 사용한다. 촬영된 사진은 전자 회로(16)의 일부를 형성하는 메모리(26)에 저장된다. 사실상 메모리는 케이싱(2)에 삽입될 수 있는 메모리 디스크의 형태로 주로 제공된다. 따라서 저장되는 사진은 디지털 형태로 재구성되고 렌더링되어서 액세스부(30)에서 사용가능하게 된다. 이러한 광 정보의 판독은, 장치(14)의 출력 회로의 기능 및 플래시광 장치(4)의 광 제어 기능을 제공하는 전자 회로(16)에 의해 수행된다. 또한 이 회로(16)는 소자의 0으로의 리셋, 판독 및 그 통합 시간을 제어한다. 이는 둘 이상의 행의 소자들에 관련된 적어도 하나의 플래시광이 통합 시간 동안 계속 존재하도록 플래시광 장치(4)를 제어한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 장치(14)는 감광 소자의 매트릭스의 형태를 취한다. 이는 도 2에 도시되어 있다. 이 매트릭스는 예컨대, 도면에서, L1 내지 L480으로 나타나 있는 480개와 같은 특정 수의 행 및 R1 내지 R640으로 나타나 있는 640개와 같은 특정 수의 열로 이루어진다. 많은 수의 배선을 방지하기 위해서, 다양한 셀이 개별적으로 어드레싱될 수는 없고, 행마다 어드레싱될 수 있다. 따라서, 행 디멀티플렉서(35)는 스위칭되는 행의 소자의 다양한 광 데이터를 수집할 수 있다. 행(RS)은 각각의 행을 0으로 리셋할 수 있다. 스위치(37)는 이 행 각각에 대한 제어를 행할 수 있다. 이들 소자는 전자 회로(16)의 제어하에 있다.

도 3은 장치(14)의 행에 대해 처리가 어떻게 이루어지는지 나타내고 있다. 시점 t0은 매트릭스의 전체 행을 0으로 리셋하는 시점을 나타낸다. Δt는 감광 소자에 대해 광 또는 플래시광이 작용하는, 경과시간을 의미하는 이른바 통합 시간을 나타낸다. 통합 시간은 상승 톱니파로 표현된다. 이 시간 동안 플래시광의 광은 이 통합 시간 동안의 어느 때라도 고려될 수 있다. 시간 ΔtR은 이 행의 소자의 광 데이터를 연속해서 생성하는 데 필요한 시간이다.

도 4는 본 발명에 따른 장치의 제 1 동작 모드를 설명한다. 예컨대 L1 내지 L480으로 이루어진 매트릭스에 대한 제 1 모드가 설명된다.

제 1 행 SYN에는 동기화 신호가 도시되어 있다. 제 1 신호 TP1은 사진 촬영 개시와 관련된다. 이는 셔터(18)를 누르는 것으로 이루어진다. 이 신호는 매트릭스의 모든 행이 0으로 리셋되게 해서(톱니파의 하강 에지), 이미지의 광 데이터를 저장할 수 있도록 연속적으로 프롬프트한다. 신호(TP2)는 매트릭스의 마지막 행(L480)의 통합 시간의 개시 이후에 나타난다. 이들 2개의 신호간의 경과 시간은 프레임 시간(TRM)으로서 간주된다. 이 시간 이후에, 다양한 행이 시간 TR1, TR2, TR3...TR480 동안 연속해서 판독된다. 이 판독 시간은 시간 TRR을 갖는다.

본 발명에 따르면, 플래시광 FLSH은 신호 TP2에 대응하는 시점 동안 트리거된다. 빗금친 부분은 이 시점이 매트릭스의 소자의 행의 모든 집적 시간에 공통이라는 것을 나타낸다. 플래시광이 가능한 공통 기간(DI)은 다음 식(1)으로 주어진다.

DI = SET-TRM + 1 (1)

이 식에서,

SET는 센서의 노출 시간, 즉 장치가 촬영될 피사체의 광을 조명받는 시간이다.

TRM은 판독 프레임 기간이다.

이 식의 모든 파라미터는 하나의 행의 판독 시간들(TR1=TR2=TR3...등..)로 표현된다. 이 식은 예시적으로 사용되는 것보다 크기가 큰 픽셀의 매트릭스에 대해 유효하다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 설명하고 있다. 이 제 2 실시예에 따르면, 이 장치에 형성되는 이미지는 여러 부분으로 나누어진다. 피사체를 조명하기 위해서, 상기 여러 부분의 수와 같은 개수 k의 광이 사용된다. 도 5에서, 도면이 너무 커지는 것을 방지하기 위해서 적은 수의 행 Le1 내지 Le12이 도시되어 있다. 플래시광의 수는 FLSH1, FLSH2, FLSH3, FLSH4의 4개이다. 이러한 4개의 플래시광을 사용해서, 도 5에 도시된 것보다 더 많은 수의 행을 처리할 수 있다. 플래시광의 수를 결정하기 위해서 식(2)가 사용된다.

k=보다 큰 정수(TRM/SET) (2)

플래시광의 지속 시간은 하나의 행(TRi)의 지속 시간보다 더 길 필요는 없고, 2개의 플래시광을 분리하는 시간은 SET와 같다. 이 식은 예시적으로 사용되는 것보다 더 큰 픽셀 매트릭스에 대해서 유효하다.

SET는 플래시광의 수의 함수로서 감소된다는 것을 알아야 한다. SET의 감소는 k가 4분의 3을 초과하면 더 이상 유효값이 아니게 된다. 도 5로 돌아가면, 플래시광 FLSH1은 행 Le1, Le2 및 Le3를 노출시키고, 플래시광 FLSH2는 행 Le4, Le5 및 Le6을 노출시키고, 플래시광 FLSH3는 행 Le7, Le8 및 Le9를 노출시키고, 플래시광 FLSH4은 행 Le10, Le11 및 Le12를 노출시킨다.

노출된 이미지가 균일하게 조명되도록, 각각의 플래시광의 강도는 같은 값을 가져야 한다. 이는 피사체의 조명의 함수로서 주어진 값에 이르면, 플래시광의 광을 포획하는 플래시광 측정 회로(20)에 의해 획득된다. 따라서, 다른 플래시광을 사용해서 한정된 값이 도달되기에 충분한 에너지가 남아 있다.

Claims (5)

1. 피사체의 사진을 촬영하는 디지털 카메라에 있어서,

   통합 시간(integration period)이라 불리는 시간 기간 동안에 작동하는 감광 소자들의 배열과,

   피사체를 조명하는 조명 회로를 포함하되,

   상기 감광 소자들에는 상기 감광 소자에 대한 초기화 회로 및 상기 감광 소자로부터 들어오는 광 데이터를 수신하는 출력 회로가 접속되고,

   상기 감광 소자들의 배열은 매트릭스로 배열된 감광 소자들의 행(row)들로 형성되는 타입이고,

   상기 디지털 카메라는

   상기 감광 소자를 0으로 리셋하고, 상기 출력 회로와 함께 상기 감광 소자를 판독하며, 감광 소자의 통합 시간을 정의하는 제어 회로와,

   상기 조명 회로를 개시시켜서 둘 이상의 행에 있는 감광 소자들에 대해 그들의 통합 시간 동안 적어도 하나의 플래시광이 출현(appearance)하는 시간을 결정하는 광 제어 회로를 포함하고,

   상기 감광 소자들의 "n"개의 행 세트 각각에 공통인 통합 시간에 각각으로 발생하는 "n"개의 플래시광이 상기 감광 소자들의 "n"개의 행 세트에 대해 이용되며,

   상기 플래시광이 상기 피사체의 조명의 함수로서 정의된 값을 유지하도록 조명 측정 회로가 제공되는

   디지털 카메라.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 카메라로 피사체를 촬영하는 방법에 있어서,

   상기 카메라는 통합 시간(integration period)이라 불리는 시간 기간 동안에 작동하는 감광 소자들의 배열과, 피사체를 조명하는 조명 회로를 포함하고, 상기 감광 소자들에는 상기 감광 소자에 대한 초기화 회로 및 상기 감광 소자로부터 들어오는 광 데이터를 수신하는 출력 회로가 접속되고, 상기 감광 소자들의 배열은 매트릭스로 배열된 감광 소자들의 행(row)들로 형성되는 타입이며,

   상기 방법은,

   전자 회로에 의해 상기 감광 소자들의 행을 0으로 리셋하고, 상기 출력 회로와 함께 상기 감광 소자를 판독하며, 감광 소자의 통합 시간을 정의하는 단계와,

   광 제어 회로에 의해 상기 조명 회로를 개시시켜서 상기 감광 소자들의 "n"개의 행 세트들의 각각에 대해, 그들 각각의 통합 시간 동안 "n"개의 플래시광이 출현(appearance)하는 시간을 결정하는 단계와,

   상기 감광 소자들의 "n"개의 행 세트들의 각각에 대해 공통인 통합 시간에 각각으로 발생하는 "n"개의 플래시 광을 상기 감광 소자들의 "n"개의 행 세트들에 대해 이용하는 단계와,

   조명 측정 회로에 의해 상기 플래시광이 상기 피사체의 조명의 함수로서 정의된 값을 유지하도록 동작하는 단계를 포함하는

   카메라로 피사체를 촬영하는 방법.

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