KR101976812B1 - Stroboscope using total shutter image sensor - Google Patents

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KR101976812B1 KR1020170124072A KR20170124072A KR101976812B1 KR 101976812 B1 KR101976812 B1 KR 101976812B1 KR 1020170124072 A KR1020170124072 A KR 1020170124072A KR 20170124072 A KR20170124072 A KR 20170124072A KR 101976812 B1 KR101976812 B1 KR 101976812B1
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Abstract

본 발명은 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 후두비디오 스트로보스코프용으로 활용될 수 있는 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프에 관한 것이다.
본 발명은, 하나의 영상 이미지를 저장하는 과정에서 카메라 이미지 프레임의 가장 첫 행부터 마지막 행까지 같은 시간에 셔터를 동작하여 빛을 받아들여 하나의 영상 이미지를 저장하여 모든 픽셀이 같은 시간 동안 노출되는 동시에 스트로보(strobo) 조명이 켜져서 이미지 센서의 타이밍(timing)에 종속되지 않는 토탈 셔터 방식을 사용하는 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)을 구비하는 카메라부(110)를 포함한다.
이에 의해, 디스플레이 모니터를 통해 표시된 후두의 영상을 관찰하는 동안 "왜곡 현상", "떨림 현상", "부분 노출 현상"이 발생되지 않아 육안관찰과 같이 우수한 화상을 제공할 수 있어, 뛰어난 진단 및 검사기능과 함께 기존의 관련 장비와의 시장 차별화로 경제적 산출을 기대할 수 있는 효과를 제공한다.The present invention relates to a stroboscope using a total shutter image sensor, and more particularly to a stroboscope using a total shutter image sensor that can be utilized for a laryngoscope video stroboscope.
In the process of storing one image, a shutter is operated at the same time from the first row to the last row of the camera image frame to receive light and store one image image, so that all the pixels are exposed for the same time And a camera module 110 including a total shutter image sensor module 111 using a total shutter mode in which strobe light is turned on and is not dependent on the timing of the image sensor.
As a result, "distortion", "trembling", and "partial exposure" are not generated during observation of the image of the larynx displayed through the display monitor, And provides the effect of expecting economic calculation by differentiating the market with existing related equipment.

Description

토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프{STROBOSCOPE USING TOTAL SHUTTER IMAGE SENSOR} STROBOSCOPE USING TOTAL SHUTTER IMAGE SENSOR USING TOTAL SHUTTER IMAGE SENSOR

본 발명은 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 후두비디오 스트로보스코프용으로 활용될 수 있는 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프에 관한 것이다. The present invention relates to a stroboscope using a total shutter image sensor, and more particularly to a stroboscope using a total shutter image sensor that can be utilized for a laryngoscope video stroboscope.

기존 스트로보스코프(Stroboscope)에서 사용하고 있던 CMOS 이미지 센서(CMOS Image Sensor)의 이미지 촬상을 위한 셔터(Shutter) 방식은 한 장의 화면(프레임)을 촬상하기 위하여, 전체 프레임이 노출될 때까지 프레임을 위에서 아래로 여러 순간에 걸쳐 빛에 반응하는 방식을 사용하고 있었다. 이때, 셔터란 비디오 캡처 과정 중 센서가 노출된 시간을 의미한다.In order to capture a single screen (frame), a shutter method for image capture of a CMOS image sensor, which was used in a conventional stroboscope, I was using a way to respond to light over several moments down. In this case, the shutter means the time when the sensor is exposed during the video capturing process.

도 1은 롤링 셔터 방식을 통해 하나의 영상 이미지를 저장하는 과정을 보여주는 예시이다. 기존의 방식으로 롤링 셔터(Rolling Shutter) 방식은 카메라 이미지 프레임의 가장 첫 행부터 마지막 행까지 순차적으로 셔터를 동작하여 빛을 받아들여 하나의 영상 이미지를 1/30초 또는 1/60초 마다 저장한다.FIG. 1 is an example showing a process of storing one image image through a rolling shutter method. In the conventional method, the Rolling Shutter method sequentially operates the shutter from the first row to the last row of the camera image frame to receive light and store one image every 1/30 seconds or 1/60 seconds .

그러나, 기존 스트로보스코프 상에서 이와 같은 롤링 셔터 방식을 사용할 경우, 아래와 같은 "왜곡 현상", "떨림 현상", "부분 노출 현상"이 발생할 수 있다.However, when such a rolling shutter system is used on an existing stroboscope, the following "distortion phenomenon", "shake phenomenon", and "partial exposure phenomenon" may occur.

즉, "왜곡 현상"으로, 주로 빠른 수평 이동이나 느린 프레임 레이트 환경에서만 기울어짐 현상이 발생하기는 하지만 이에 따른 이미지를 왜곡하는 현상이 발생할 수 있다. 왜곡 현상이 나타나는 원인은, 기존 시스템에서 채택한 셔터 방식은 이미지 센서의 전체 화소를 동일한 순간에 읽어 들이지 못하기 때문에, 위부터 아래로 또는 아래에서 위로 한 줄씩 읽어 들이다 보니 카메라가 위 아래로 흔들리는 경우 촬영되는 이미지 역시 위 아래로 압축과 확대가 반복되면서 발생하는 젤로 현상(Jello Effect)과 가로로 빠르게 움직이는 물체가 기울어지는 스큐 현상(Skew Effect)이 나타나기 때문이다.That is, the image is distorted due to a "distortion phenomenon", which occurs mainly in a fast horizontal shift or in a slow frame rate environment only. The reason for the distortion is that the shutter system adopted in the existing system can not read all the pixels of the image sensor at the same moment, so if one line is read from top to bottom or from bottom to top, This is because the image also shows the jello effect that occurs when the compression and the enlargement are repeated up and down and the skew effect which tilts the horizontally fast moving object.

다음으로 "떨림 현상"으로, 떨림 현상은 영상을 잡아당겨 놓은 것 같은 늘어진 영상으로 보일 수 있으며, 이 현상에 대해서는 치명적으로 사후 보정이 불가능하다. 빠른 프레임은 느린 프레임에 비하여 적은 떨림을 보여주지만, 떨림 현상은 기존의 셔터 방식에서 나타나는 큰 단점이다.Next, as a "tremor phenomenon", the tremor phenomenon may be seen as a sagging image that seems to be pulled out of the image, which is not fatal for this phenomenon. Although the fast frame shows less shaking than the slow frame, the tremble is a big disadvantage in the conventional shutter system.

마지막으로 "부분 노출 현상"으로 롤링 셔터 방식의 경우, 일반적인 조명 환경에서 프레임의 일부를 노출하게 되고, 플래시가 터질 때 현재 셔터에 노출되고 있는 프레임이 밝게 변한다. 이러한 경우 검거나 어두운 띠 혹은 밝은 띠와 같이 현상이 이미지상에 나타날 수가 있다. 부분 노출 현상은 롤링 셔터 방식을 채용한 기존 스트로보스코프 상에서 가장 심각하게 대두하고 있는 단점이다.Finally, with the "partial exposure phenomenon", the rolling shutter method exposes a part of the frame in a normal lighting environment, and the frame currently exposed to the shutter changes brightly when the flash fires. In this case, the phenomenon may appear on the image, such as a blackout or a dark band or a bright band. The partial exposure phenomenon is the most serious disadvantage on the existing strobe scope using the rolling shutter method.

이에 따라 해당 기술분야에 있어서는 종래의 스트로보스코프에서 사용하고 있던 CMOS 이미지 센서에 있어서 셔터 방식의 문제점인 "왜곡 현상", "떨림 현상", "부분 노출 현상"을 해소하기 위한 기술개발이 요구되고 있다. Accordingly, in the related art, it is required to develop a technique for eliminating the "distortion phenomenon", the "trembling phenomenon", and the "partial exposure phenomenon" which are problems of the shutter system in the CMOS image sensor used in the conventional strobe scope .

대한민국 특허등록공보 등록번호 제10-1739050호 "연속광원으로도 구현 가능한 단속광원을 구비한 일체형 후두 스트로보스코프 장치(INTEGRATED STROBE FLASH LIGHT LARYNGEAL STROBOSCOPE APPARATUS EQUIPPED ALSO IMPLEMENTABLE WITH CONTINUOUS LIGHT SOURCE)"Korean Patent Registration No. 10-1739050 entitled " INTEGRATED STROBE FLASH LIGHT LARYNGEAL STROBOSCOPE APPARATUS EQUIPPED ALSO IMPLEMENTABLE WITH CONTINUOUS LIGHT SOURCE WITH CIRCUIT LIGHT SOURCE "

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 디스플레이 모니터를 통해 표시된 후두의 영상을 관찰하는 동안 "왜곡 현상", "떨림 현상", "부분 노출 현상"이 발생되지 않아 육안관찰과 같이 우수한 화상을 제공할 수 있어, 뛰어난 진단 및 검사기능과 함께 기존의 관련 장비와의 시장 차별화로 경제적 산출을 기대할 수 있도록 하기 위한 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide an image display apparatus and a display method therefor which are free from "distortion", "tremor" The present invention provides a stroboscope that uses a total shutter image sensor to provide an excellent diagnostic and inspection function and to expect economical calculation by differentiating the market with existing related equipment.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프는, 하나의 영상 이미지를 저장하는 과정에서 카메라 이미지 프레임의 가장 첫 행부터 마지막 행까지 같은 시간에 셔터를 동작하여 빛을 받아들여 하나의 영상 이미지를 저장하여 모든 픽셀이 같은 시간 동안 노출되는 동시에 스트로보(strobo) 조명이 켜져서 이미지 센서의 타이밍(timing)에 종속되지 않는 토탈 셔터 방식을 사용하는 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)을 구비하는 카메라부(110)를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, a stroboscope using a total shutter image sensor according to an embodiment of the present invention includes a step of moving the shutter at the same time from the first row to the last row of the camera image frame in the course of storing one image image A total shutter image sensor using a total shutter method in which all the pixels are exposed for the same time while strobe light is turned on and are not dependent on the timing of the image sensor, And a camera unit (110) having a module (111).

이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프에 있어서, 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)을 구성하는 센서 이미지(111a)의 센서 사이즈는, 1/1.8”에서 1/2”사이인 것을 특징으로 한다.At this time, in the stroboscope using the total shutter image sensor according to another embodiment of the present invention, the sensor size of the sensor image 111a constituting the total shutter image sensor module 111 is 1 / 1.8 " to 1/2 &Quot;

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프에 있어서, 카메라부(110)는, 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)로부터 들어오는 RAW 데이터인 베이어 패턴(Bayer Pattern) 영상을 여러 가지 연산을 통해 가공하여, 컬러 재현과 화질의 선명함을 표현하는 프로세서로 AE(Automatic Exposure)/AWB(Automatic White-Balance)/AF(Automatic Focus)/DIS(Digital Image Stabilization)/저조도 보상 기능을 포함하는 영상 품질 개선 기능을 제공하는 이미지 처리 프로세서(Image Signal Processor, 'IPS')(112); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the stroboscope using the total shutter image sensor according to another embodiment of the present invention, the camera unit 110 may display a Bayer pattern image, which is RAW data received from the total shutter image sensor module 111, A processor that displays color reproduction and image clarity by processing through various calculations. It has AE (Automatic Exposure) / AWB (Automatic White Balance) / AF (Automatic Focus) / DIS (Digital Image Stabilization) (Image Signal Processor, " IPS ") 112 for providing an image quality improvement function including the image quality improvement function; And further comprising:

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프에 있어서, 카메라부(110)는, 하드웨어 구성으로 광 가이드 튜브(110a); 스트로보 광원부(120)와 연결되는 연결부(110b); 손잡이 역할을 하는 카메라 헤드 손잡이부(110d); 광 가이드 튜브(111a)가 장착되는 렌즈 부분이며, 카메라 헤드 손잡이부(110d) 전단 부분을 형성하여 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)과 영상 품질을 좌우하는 ISP(112)가 포함되어 있는 렌즈 어댑터(110c); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the stroboscope using the total shutter image sensor according to another embodiment of the present invention, the camera unit 110 includes a light guide tube 110a in a hardware configuration; A connection part 110b connected to the strobe light source part 120; A camera head handle 110d serving as a handle; A lens adapter to which a light guide tube 111a is attached and which forms a front end portion of the camera head handle 110d to include a total shutter image sensor module 111 and an ISP 112 110c); And a control unit.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프에 있어서, 카메라부(110)는, ISP(112)를 통하여 출력되는 영상을 뒷단의 디스플레이 컨트롤 시스템(130)과 연결되어 모니터와 같은 디스플레이 시스템을 통하여 영상을 출력하도록 하는 역할을 하는 카메라 케이블(110e); 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, in the stroboscope using the total shutter image sensor according to another embodiment of the present invention, the camera unit 110 is connected to the display control system 130 at the rear stage, A camera cable 110e for outputting an image through a display system such as a monitor; Further comprising:

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프에 있어서, 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)은, 센서 컨트롤 유닛(SCU)(111b)의 제어에 따라 단위 픽셀에서 출력되는 리셋 성분과 신호 성분에 기초하여 유효 신호 성분을 추출하는 상관 이중 샘플링 동작을 칼럼별로 수행한 뒤, 4채널/8채널/16채널 디지털 신호 출력을 수행하는 CDS/칼럼 회로(CDS(correlated-double sampling)/Column Circuit)(111c); 을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, in the stroboscope using the total shutter image sensor according to another embodiment of the present invention, the total shutter image sensor module 111 is configured to output the image data in units of pixels under the control of the sensor control unit (SCU) 111b A correlated double sampling operation for extracting an effective signal component on the basis of a reset component and a signal component is performed for each column and then a correlated double sampling (CDS) ) / Column Circuit 111c; Further comprising:

본 발명의 실시예에 따른 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프는, 디스플레이 모니터를 통해 표시된 후두의 영상을 관찰하는 동안 "왜곡 현상", "떨림 현상", "부분 노출 현상"이 발생되지 않아 육안관찰과 같이 우수한 화상을 제공할 수 있어, 뛰어난 진단 및 검사기능과 함께 기존의 관련 장비와의 시장 차별화로 경제적 산출을 기대할 수 있는 효과를 제공한다. The stroboscopic using the total shutter image sensor according to the embodiment of the present invention does not cause "distortion phenomenon", "tremor phenomenon", "partial exposure phenomenon" while observing the image of the larynx displayed through the display monitor, It is possible to provide excellent images as well as excellent diagnosis and inspection functions, and it is possible to expect economical calculation by differentiating the market with existing related equipment.

도 1은 롤링 셔터 방식을 통해 하나의 영상 이미지를 저장하는 과정을 보여주는 예시이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프(100)에서 이미지 센서에서 하나의 영상 이미지를 저장하는 과정을 보여주는 예시이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프(100)의 토탈 셔터 이미지 센서 사이즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 기존 롤링 셔터 방식과 본 발명에 따른 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프(100)에서의 토탈 셔터 방식의 Space-Time Sampling 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 토탈 셔터 방식에 대한 기존 롤링 셔터 방식의 단점을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 토탈 셔터 방식 기반의 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프(100) 중 ISP(112)의 내부 구조와 카메라부(110)의 전체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프(100)를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프(100)의 카메라부(110)를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is an example showing a process of storing one image image through a rolling shutter method.
2 is an illustration showing a process of storing one image image in the image sensor in the stroboscope 100 using the total shutter image sensor according to the embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the total shutter image sensor size of the stroboscope 100 using the total shutter image sensor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing a space-time sampling result of the total shutter system in the strobe scope 100 using the conventional rolling shutter system and the total shutter image sensor according to the present invention.
5 is a view for explaining a disadvantage of the conventional rolling shutter system for the total shutter system according to the present invention.
6 is a diagram showing the internal structure of the ISP 112 and the overall configuration of the camera unit 110 in the stroboscope 100 using the total shutter type image sensor according to the embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a stroboscopic 100 using a total shutter image sensor according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing the camera unit 110 of the stroboscope 100 using the total shutter image sensor according to the embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

토탈 셔터(Total Shutter) 방식은 기존 스트로보스코프에서 사용하던 셔터 방식의 단점을 보완하기 위하여, 기존과 다른 촬상 방식을 가진 이미지 센서를 적용하여 당사 스트로보스코프를 구현한다. In order to compensate for the shortcomings of the shutter method used in conventional stroboscopes, the Total Shutter method implements our stroboscopes by applying image sensors with different imaging methods.

본 발명에서 스트로보스코프가 사용하는 토탈 셔터 방식은 하나의 영상 이미지를 저장하는 과정에서 카메라 이미지 프레임의 가장 첫 행부터 마지막 행까지 같은 시간에 셔터를 동작하여 빛을 받아들여 하나의 영상 이미지를 저장한다. In the total shutter method used in the present invention, a shutter is operated at the same time from the first row to the last row of the camera image frame in the process of storing one image image, and the light is accepted to store one image image .

보다 구체적으로, 본 발명에서 스트로보스코프가 사용하는 토탈 셔터 방식은 전체적인 픽셀 어레이의 모든 픽셀이 동일한 시간 간격에 이미지를 포착하고 포토다이오드에 의해 포착된 신호를 저장하기 위해서 픽셀 내 메모리 소자를 필요로 하는 방식이다. 도 2는 본 발명에 따른 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프에서 채택한 토탈 셔터 방식을 이용하는 이미지 센서 모듈(이하, 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(Total Shutter Image Sensor Module))(111)을 통해 하나의 영상 이미지를 저장하는 방식을 도 1과 대비하여 보여주는 일 실시예이다. More specifically, in the present invention, the total shutter scheme used by the stroboscope requires that all the pixels of the entire pixel array capture an image at the same time interval and store the signal captured by the photodiode, Method. FIG. 2 is a block diagram illustrating a system for storing a single image image through an image sensor module (hereinafter referred to as a total shutter image sensor module) 111 using a total shutter method adopted in a stroboscope using an image sensor according to the present invention. 1 in comparison with FIG.

도 2를 참조하면, 토탈 셔터 방식의 장점은, 모든 픽셀이 같은 시간 동안 노출되는 동시에 스트로보(strobo) 조명이 켜져서 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)의 타이밍(timing)에 종속되지 않는 곳에서 이미지 응용을 성공적으로 할 수 있다.2, the advantage of the total shutter approach is that all pixels are exposed for the same amount of time, while strobo lighting is turned on, so that the image is not dependent on the timing of the total shutter image sensor module 111 Application can be successful.

뿐만 아니라 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)은 도 3과 같이 기존 방식에 적용된 이미지 센서에 비하여, 센서 사이즈가 커진 형태로(기존 방식에 적용된 이미지 센서 사이즈: 1/3”, 본 발명에 적용된 토탈 셔터 이미지 센서 사이즈: 1/1.8”), 좀 더 많은 빛을 받아들일 수 있는 장점으로 인하여, 좀 더 밝고 선명한 화질의 이미지를 표현할 수 있다.3, the total shutter image sensor module 111 has a larger sensor size (an image sensor size of 1/3 "applied to the conventional system, a total shutter size of 1/3" applied to the present invention, Image sensor size: 1 / 1.8 "), and the advantage of being able to accept more light, it is possible to express a brighter and clearer image.

즉, 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)은 1/1.8” 내지 1/2” 범위를 벗어나서 적용할 경우 좀 더 밝은 영상을 구현할 수는 있지만, 해당 사이즈 이상의 이미지 센서를 카메라 단에 적용할 경우, 진료시 손잡이 역할을 하게 되는 헤드 부분인 렌즈 어댑터(110c, 도 8 참조)의 부피가 커지는 관계로 사용상에 불편함이 있어 해당 사이즈 이상의 이미지 센서 적용은 고려하지 않았다.That is, when the total shutter image sensor module 111 is applied outside the range of 1 / 1.8 " to 1/2 ", a brighter image can be realized. However, when an image sensor of a size or larger is applied to a camera end, The volume of the lens adapter 110c (refer to FIG. 8), which is a head portion serving as a handle of the time, is increased, so that it is inconvenient for use.

한편, 도 4는 기존 롤링 셔터 방식과 본 발명에 따른 토탈 셔터 방식의 Space-Time Sampling 결과를 나타내며, 도 4a는 기존 롤링 셔터 방식, 도 4b는 본 발명에 따른 토탈 셔터 방식을 나타낸다.4A and 4B illustrate a conventional rolling shutter system and a total-shutter system according to the present invention. FIG. 4A illustrates a conventional rolling shutter system, and FIG. 4B illustrates a total shutter system according to an embodiment of the present invention.

다음으로, 도 5는 본 발명에 따른 토탈 셔터 방식에 대한 기존 롤링 셔터 방식의 단점을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a view for explaining a disadvantage of the conventional rolling shutter system for the total shutter system according to the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 기존 롤링 셔터 방식의 경우 한 프레임의 이미지를 저장시, 순차적으로 각 행을 읽어 들여 저장하는 방식으로 인하여, 왜곡 현상", "떨림 현상", "부분 노출 현상" 등에 의해 영상 왜곡 및 검은 띠와 같은 현상이 나타나는 단점이 있는 반면, 본 발명에서 채용한 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)은 한 장의 이미지를 저장시 모든 픽셀이 동시에 노출되는 형태이므로 기존 시스템 상에서 가지고 있던 단점을 보완할 수 있는 장점이 있다. Referring to FIGS. 4 and 5, in the conventional rolling shutter method, a distortion phenomenon, a trembling phenomenon, and a partial exposure phenomenon are caused by a method of sequentially reading and storing each frame when an image of one frame is stored, However, the total shutter image sensor module 111 employed in the present invention is a type in which all the pixels are exposed at the same time when storing a single image, There is an advantage that the disadvantage can be compensated.

다음으로, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 토탈 셔터 방식 기반의 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프(100) 중 ISP(112)의 내부 구조와 카메라부(110)의 전체적인 구성을 나타내는 도면이다. 6 is a diagram showing the internal structure of the ISP 112 and the overall configuration of the camera unit 110 in the stroboscope 100 using the image sensor based on the total shutter method according to the embodiment of the present invention.

카메라부(110)는 이미지 센서 모듈인 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)과 ISP(112)를 포함할 수 있다.The camera unit 110 may include a total shutter image sensor module 111, which is an image sensor module, and an ISP 112.

본 발명에서 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)이란 반도체가 빛에 반응하는 성질을 이용하여 이미지를 재생해내는 장치를 나타내는바, 각각의 피사체에서 나오는 각기 다른 빛의 밝기 및 파장을 감지하여 전기적인 값을 읽어내는 장치이다, 이 전기적인 값을 ISP(112)에서 신호 처리가 가능한 레벨로 만들어 주는 것이 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)의 역할이다. In the present invention, the total shutter image sensor module 111 refers to a device that reproduces an image by using a property of a semiconductor to react with light. The device detects the brightness and wavelength of each light emitted from each subject, The total shutter image sensor module 111 plays the role of making the electrical value to a level that enables the signal processing by the ISP 112.

즉, 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)이라 함은 광학 영상(Optical image)을 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자로서, 이 중 전하결합소자(CCD; Charge Coupled Device)는 개개의 MOS 캐패시터가 서로 매우 근접한 위치에 있으면서 전하 캐리어가 캐패시터에 저장되고 이송되는 소자이며, 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)은 제어회로(Control circuit) 및 신호처리회로(Signal processing circuit)를 구비한 ISP(112)를 주변회로로 사용하는 CMOS 기술을 이용하여 화소 수만큼 MOS 트랜지스터를 만들고 이것을 이용하여 차례차례 출력(Output)을 검출하는 스위칭 방식을 채용하는 소자이다, CMOS 이미지센서는 저전력 소비라는 큰 장점이 있기 때문에 휴대폰 등 개인휴대용 시스템에 매우 유용하다. 따라서, 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)은 PC(Personal Computer)용 카메라, 의학용, 완구용 등 다양하게 그 응용이 가능하며 특히 후두비디오 스트로보스코프용으로 큰 장점을 가질 수 있다. That is, the total shutter image sensor module 111 is a semiconductor device for converting an optical image into an electric signal, and a charge coupled device (CCD) among them is a device in which individual MOS capacitors are very close to each other And the charge carrier is stored and transferred to the capacitor, and the total shutter image sensor module 111 is a device that is connected to the ISP 112 having a control circuit and a signal processing circuit as a peripheral circuit A CMOS image sensor is a device that employs a switching method that uses CMOS technology to make MOS transistors as many as the number of pixels and sequentially detect output by using the CMOS transistors. Since CMOS image sensors have a great advantage of low power consumption, Very useful for systems. Accordingly, the total shutter image sensor module 111 can be applied to a variety of applications such as a camera for a personal computer (PC), a medical device, a toy, and the like, and can have a great advantage particularly for a laryngoscope video stroboscope.

본 발명에서 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)은 한 화소에 한 개의 색 필터만을 가지고 있어, 찍고자 하는 이미지를 모삭 패턴(Mosaic pattern, 베이어 패턴(Bayer pattern))으로 얻는다.In the present invention, the total shutter image sensor module 111 has only one color filter in one pixel, so that an image to be photographed is obtained as a Mosaic pattern (Bayer pattern).

다음으로, 본 발명에서 카메라부(110)에, 이미지 퀄리티에 직접적으로 연관이 되는 별도의 하드웨어 이미지 처리 프로세서(Image Signal Processor: 이하, 'IPS')(112)를 적용하여 좀 더 나은 영상을 제공할 수 있는 방법을 채택한다.Next, in the present invention, a separate hardware image processing processor (hereinafter referred to as 'IPS') 112 directly related to image quality is applied to the camera unit 110 to provide a better image I adopt a method that can do this.

본 발명에서 ISP(112)란, 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)로부터 들어오는 RAW 데이터인 베이어 패턴(Bayer Pattern) 영상을 여러 가지 연산을 통해 가공하여, 컬러 재현과 화질의 선명함 등을 표현하는 프로세서를 의미하며, AE(Automatic Exposure)/AWB(Automatic White-Balance)/AF(Automatic Focus)/DIS(Digital Image Stabilization)/저조도 보상 기능 등 영상 품질 개선에 필요한 여러 가지 기능을 지원한다.In the present invention, the ISP 112 is a processor that processes a Bayer pattern image, which is RAW data received from the total shutter image sensor module 111, through various calculations to express color reproduction and sharpness of image quality And supports various functions necessary for image quality improvement such as AE (Automatic Exposure) / Automatic White-Balance (AWB) / Automatic Focus (AF) / DIS (Digital Image Stabilization) / Low Light Compensation.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프(100)를 나타내며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프(100)의 카메라부(110)를 나타내는 도면이다.FIG. 7 shows a stroboscope 100 using a total shutter image sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a block diagram of a stroboscope 100 using a total shutter image sensor according to an embodiment of the present invention. Fig.

도 7 및 도 8을 참조하면, 카메라부(110)의 하드웨어 구성은 광 가이드 튜브(110a)와, 스트로보 광원부(120)와 연결되는 연결부(110b), 렌즈 어댑터(110c), 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)이 적용되어 있는 카메라 헤드 손잡이부(110d), 디스플레이 컨트롤 시스템(130)과 연결되는 케이블(110e)로 구성이 되어 있다.7 and 8, the hardware configuration of the camera unit 110 includes a light guide tube 110a, a connection unit 110b connected to the strobe light source unit 120, a lens adapter 110c, a total shutter image sensor module A camera head handle 110d to which a camera 111 is applied, and a cable 110e connected to the display control system 130. [

광 가이드 튜브(110a)는 진료 또는 수술 시, 인체 내에 삽입되어 병변부 또는 수술 부위에 해당하는 후두 등을 관찰하는 용도로 사용되는 부분이며, 연결부(110b)는 스트로보 광원부(120)와 연결되는 역할을 한다.The light guide tube 110a is inserted into a human body during a medical examination or surgery and is used for observing a lesion or a larynx corresponding to a surgical site. The connection portion 110b is connected to the strobe light source 120 .

렌즈 어댑터(110c)는 광 가이드 튜브(111a)가 장착되는 렌즈 부분이며, 손잡이 역할을 하는 카메라 헤드 손잡이부(110d) 부분에는 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)과 영상 품질을 좌우하는 ISP(112)가 포함되어 있는 부분이다.The lens adapter 110c is a lens portion on which the light guide tube 111a is mounted and includes a total shutter image sensor module 111 and an ISP 112 for controlling the image quality on the camera head handle 110d, Is included.

카메라 케이블(110e)은 ISP(112)를 통하여 출력되는 영상을 뒷단의 디스플레이 컨트롤 시스템(130)과 연결되어 모니터와 같은 디스플레이 시스템을 통하여 영상을 출력하도록 하는 역할을 한다.The camera cable 110e connects the image output through the ISP 112 to the display control system 130 of the rear stage to output an image through a display system such as a monitor.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been disclosed in the present specification and drawings, and although specific terms have been used, they have been used only in a general sense to easily describe the technical contents of the present invention and to facilitate understanding of the invention , And are not intended to limit the scope of the present invention. It is to be understood by those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100 : 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프
110 : 카메라부
110a : 광 가이드 튜브
110b : 연결부
110c : 렌즈 어댑터
110d : 카메라 헤드 손잡이부
110e : 케이블
111 : 토탈 셔터 이미지 센서 모듈
112 : ISP
120 : 스트로보 광원부
130 : 디스플레이 컨트롤 시스템100: Stroboscopes with a total shutter image sensor
110:
110a: light guide tube
110b:
110c: Lens adapter
110d: camera head handle portion
110e: Cable
111: Total Shutter Image Sensor Module
112: ISP
120: Strobe light source part
130: Display control system

Claims (9)

하나의 영상 이미지를 저장하는 과정에서 카메라 이미지 프레임의 가장 첫 행부터 마지막 행까지 같은 시간에 셔터를 동작하여 빛을 받아들여 하나의 영상 이미지를 저장하여 모든 픽셀이 같은 시간 동안 노출되는 동시에 스트로보(strobo) 조명이 켜져서 이미지 센서의 타이밍(timing)에 종속되지 않는 토탈 셔터 방식을 사용하는 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)을 구비하는 카메라부(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프.In the process of storing one image, a shutter is operated at the same time from the first row to the last row of the camera image frame to receive light and store one image image, so that all the pixels are exposed for the same time, ) Includes a camera section (110) having a total shutter image sensor module (111) using a total shutter method that does not depend on the timing of the image sensor when the illumination is turned on. Stroboscope used. 제1항에 있어서,
상기 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)을 구성하는 센서 이미지(111a)의 센서 사이즈는, 1/1.8”에서 1/2”사이인 것을 특징으로 하는 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프.The method according to claim 1,
Wherein the sensor size of the sensor image (111a) constituting the total shutter image sensor module (111) is between 1 / 1.8 " and 1/2 ". 제1항에 있어서, 카메라부(110)는,
상기 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)로부터 들어오는 RAW 데이터인 베이어 패턴(Bayer Pattern) 영상을 여러 가지 연산을 통해 가공하는 이미지 처리 프로세서(Image Signal Processor, 'IPS')(112); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프.The camera system according to claim 1, wherein the camera unit (110)
An image processing processor ('IPS') 112 for processing a Bayer pattern image, which is RAW data received from the total shutter image sensor module 111, through various calculations; Further comprising a total shutter image sensor. 제3항에 있어서, 상기 이미지 처리 프로세서(Image Signal Processor, 'IPS')(112)는,
컬러 재현과 화질의 선명함을 표현하는 프로세서로 영상 품질 개선 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프.4. The apparatus of claim 3, wherein the image processing processor ('IPS') 112 comprises:
A stroboscope using a total shutter image sensor, characterized by providing a function of improving the image quality with a processor expressing color reproduction and sharpness of image quality. 제4항에 있어서, 상기 영상 품질 개선 기능은,
AE(Automatic Exposure), AWB(Automatic White-Balance), AF(Automatic Focus)/DIS(Digital Image Stabilization), 저조도 보상 기능 중 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프.The image quality improvement method according to claim 4,
Wherein at least one of an AE (Automatic Exposure), an AWB (Automatic White-Balance), an AF (Automatic Focus) / DIS (Digital Image Stabilization) and a low illumination compensation function is used. 제4항에 있어서, 상기 카메라부(110)는,
하드웨어 구성으로 광 가이드 튜브(110a); 스트로보 광원부(120)와 연결되는 연결부(110b); 손잡이 역할을 하는 카메라 헤드 손잡이부(110d);을 포함하는 것을 특징으로 하는 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프.The apparatus of claim 4, wherein the camera unit (110)
A light guide tube 110a in hardware configuration; A connection part 110b connected to the strobe light source part 120; And a camera head grip part (110d) serving as a handle. ≪ RTI ID = 0.0 > [10] < / RTI > 제6항에 있어서, 상기 카메라부(110)는,
상기 광 가이드 튜브(111a)가 장착되는 렌즈 부분이며, 카메라 헤드 손잡이부(110d) 전단 부분을 형성하여 상기 토탈 셔터 이미지 센서 모듈(111)과 영상 품질을 좌우하는 ISP(112)가 포함되어 있는 렌즈 어댑터(110c); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프.The apparatus of claim 6, wherein the camera unit (110)
A lens portion to which the light guide tube 111a is mounted and which forms a front end portion of the camera head handle portion 110d and includes the total shutter image sensor module 111 and an ISP 112 Adapter 110c; Wherein the stroboscope comprises a plurality of stroboscopes. 제7항에 있어서, 상기 카메라부(110)는,
상기 ISP(112)를 통하여 출력되는 영상을 뒷단의 디스플레이 컨트롤 시스템(130)과 연결되어 모니터와 같은 디스플레이 시스템을 통하여 영상을 출력하도록 하는 역할을 하는 카메라 케이블(110e); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토탈 셔터 이미지 센서를 이용하는 스트로보스코프.

The apparatus of claim 7, wherein the camera unit (110)
A camera cable 110e connected to the rear display control system 130 for outputting an image output through the ISP 112 through a display system such as a monitor; Further comprising a total shutter image sensor.

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