KR19990039254A - 동화상 카메라 시스템에서 리드아웃 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모드 선택신호에 따라 임의의 프레임 비율로 영상신호를 출력할 수 있는 동화상용 카메라 시스템에 관한 것으로, 입사된 광신호를 전하로 변환하여 출력하는 고체촬상소자를 구비하는 동화상 카메라시스템에서 상기 고체촬상소자에 축적된 전하를 리드아웃하는 방법에 있어서, 단위 시간당 프레임의 수를 결정하기 위한 프레임 비율을 선택하는 단계; 입사된 광신호에 따라 고체촬상소자에 전하를 축적하는 단계; 고체촬상소자에 축적된 전하를 출력시키기 위한 게이트-온 신호를 필드 단위로 주기적으로 발생하는 단계; 상기 프레임 비율 선택에 따라 상기 게이트-온 신호를 인에이블하는 신호가 발생되면 고체촬상소자에 축적된 전하를 리드아웃하고, 그렇지 않으면 전하축적단계 및 게이트-온 신호 발생단계를 반복하는 단계; 고체촬상소자에 축적된 전하량에 따라 셔터속도를 결정하는 단계; 및 상기 셔터속도에 따라 상기 고체촬상소자에 축적된 전하를 제거하기 위한 소거펄스를 발생하여 고체촬상소자에 축적된 전하를 소거하는 단계를 포함함을 특징으로 하여, 2차원 고체촬상소자를 사용하는 카메라 시스템에서 입력되는 광신호의 휘도신호의 레벨에 관계없이 또한 필드 메모리나 프레임 메모리와 같은 별도의 하드웨어를 추가함이 없이도 영상신호의 프레임 비율을 임의로 조정할 수 있다.

Description

동화상 카메라 시스템에서 리드아웃 방법 및 그 장치
본 발명은 동영상의 입력매체로서 사용되는 동화상용 카메라 시스템에 관한 것으로서, 특히 모드 선택신호에 따라 임의의 프레임 비율로 영상신호를 출력할 수 있는 동화상용 카메라 시스템에 관한 것이다.
멀티미디어용 개인용 컴퓨터가 널리 보급되면서 영상 및 음성데이타를 처리하는 멀티미디어 관련 주변장치를 컴퓨터에 부가하는 추세가 늘고 있다. 특히 인간이 접하는 정보의 80% 이상을 점하는 영상데이타에 대한 처리 기술도 급속도로 발전하고 있다. 개인용 컴퓨터에서 영상정보를 인식시키는 방법으로는 스캐너 또는 스틸카메라를 이용하여 정지화상을 입력하는 방법, 그리고 동영상 카메라를 이용하여 동화상을 입력하는 방법 등이 있다.
동화상용 카메라 시스템에 포함된 2차원 고체촬상소자는 피사체에 조사된 광을 수신하는 수광부, 광신호를 전하로 변환하여 축적하는 축적부, 및 축적부에 집적된 전하를 전송받아 수평주기신호 및 수직주기신호에 따라 영상신호를 출력하는 수직전송부 및 수평전송부를 구비하여, 입사된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 출력한다. 카메라 시스템의 동작에 관련된 각종 신호를 발생하기 위한 타이밍 발생기는 NTSC의 경우 1/60 초마다, PAL의 경우 1/50 초마다 일정한 시간 간격으로 2차원 고체촬상소자에서 영상신호가 출력되게 제어한다. 그리고 프레임 방식의 고체촬상소자인 경우에는 NTSC의 경우 1/30 초마다, PAL의 경우 1/25 초마다 영상신호가 출력되게 제어한다.
도 1은 종래 기술에 의한 2차원 고체촬상소자의 전하 축적 및 셔터 타이밍을 설명하기 위한 도면이다. 국제 규격에 따른 신호를 생성하기 위하여, NTSC의 경우에는 1/60 초마다, PAL의 경우에는 1/50 초마다 2차원 고체촬상소자의 출력이 리드아웃되어야 한다. 여기서, 수직구동클럭(VD)은 고체촬상소자에서의 리드아웃 동작의 기준신호로서 동작하며, XSG1 신호 및 XSG2 신호는 축적부의 전하를 수직전송부로 전달하는 게이트-온 클럭이며, 셔터소거펄스는 고체촬상소자에 축적된 전하를 제거하기 위한 펄스신호이다. 그리고 마지막에는 위 신호들에 따른 고체촬상소자에서의 전하 축적시간과 소거시간의 관계를 나타낸다.
게이트-온 클럭이 온되면 현재 축적된 전하는 수직전송부로 넘어가고 게이트-온 클럭이 오프되는 시점부터 다시 전하 축적이 시작된다. 이 때 일정한 셔터 타이밍을 얻기 위하여서는 필요한 축적시간 이외의 기간 동안 소거펄스에 의하여 포토 다이오드에 축적된 전하를 소거시킨다. 이전에 수직전송부로 전달된 전하는 포토 다이오드의 축적 동작과는 상관없이 1/60 초나 1/50 초 단위로 한 수평 라인씩 수평전송부로 전달되고, 수평전송부에서는 화상신호를 외부로 출력한다. 이러한 일련의 동작을 반복함으로써 카메라 시스템은 영상신호를 구성하고 셔터 속도를 제어할 수 있다.
동화상 신호처리에는 1초당 7.5 프레임에서 최대 30 프레임까지의 영상신호 처리용 데이터가 필요하다. 그러나, 전송용 모뎀의 특성, 프레임 버퍼의 사이즈 또는 카메라와 컴퓨터 간의 전송속도 등의 제약으로 인하여, NTSC의 경우에 7.5, 10, 12, 15, 20 프레임의 영상신호 또는 PAL의 경우에 6.5, 8, 10, 12.5, 16 프레임의 영상신호를 취사 선택하여 동화상 신호처리에 사용된다. 그러기 위해서는 프레임 저장용 메모리를 내장하여야 하므로 하드웨어가 복잡해지고, 또한 필드 단위나 프레임 단위로 영상신호를 선택하여 출력하므로 영상이 부드럽지 못한 문제점을 야기한다.
한편, 2차원 고체촬상소자를 이용하여 저조도 모드에서 촬상하는 경우 게이트-온 클럭을 매 필드마다 발생시키지 않고 포토 다이오드에 축적되는 시간을 길게 함으로써 광 축적량을 증가시킨다. 그러나 이 경우에는 리드아웃한 데이터를 저장하기 위한 메모리를 구비하여, 리드아웃하지 않은 필드에서는 메모리에 저장된 데이터를 출력시켜 주어야 하므로 하드웨어가 복잡해진다. 또한 정상의 조도를 갖는 영상을 촬상하는 경우에는 2차원 고체촬상소자의 포토 다이오드가 포화되는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 동화상 카메라 시스템에서 고체촬상소자에 축적된 전하를 임의의 프레임 비율로 리드아웃하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 동화상 카메라 시스템에서 고체촬상소자에 축적된 전하를 임의의 프레임 비율로 리드아웃하는 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 별도의 프레임용 버퍼를 사용하지 않으면서도 필드 인터레이스 방식의 2차원 고체촬상소자에 축적된 전하를 임의의 프레임 비율로 리드아웃할 수 있는 동화상 카메라 시스템을 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 2차원 고체촬상소자의 전하 축적 및 셔터 타이밍을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 동화상 카메라시스템에서 고체촬상소자에 축적된 전하를 리드아웃하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 도 2에서 설명된 본 발명에 따른 고체촬상소자의 전하 축적 및 셔터 타이밍을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 동화상 카메라 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 도 4에 도시된 고체촬상소자(42) 및 타이밍 제어기(47)의 상세한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 리드아웃 제어부(55)의 구체적인 실시예의 구성을 나타내는 블록도이다.
상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 동화상 카메라시스템에서의 리드아웃 방법은, 입사된 광신호를 전하로 변환하여 출력하는 고체촬상소자를 구비하는 동화상 카메라시스템에서 상기 고체촬상소자에 축적된 전하를 리드아웃하는 방법에 있어서, 단위 시간당 프레임의 수를 결정하기 위한 프레임 비율을 선택하는 단계; 입사된 광신호에 따라 고체촬상소자에 전하를 축적하는 단계; 고체촬상소자에 축적된 전하를 출력시키기 위한 게이트-온 신호를 필드 단위로 주기적으로 발생하는 단계; 상기 프레임 비율 선택에 따라 상기 게이트-온 신호를 인에이블하는 신호가 발생되면 고체촬상소자에 축적된 전하를 리드아웃하고, 그렇지 않으면 전하축적단계 및 게이트-온 신호 발생단계를 반복하는 단계; 고체촬상소자에 축적된 전하량에 따라 셔터속도를 결정하는 단계; 및 상기 셔터속도에 따라 상기 고체촬상소자에 축적된 전하를 제거하기 위한 소거펄스를 발생하여 고체촬상소자에 축적된 전하를 소거하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기의 다른 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 동화상 카메라시스템에서 리드아웃 장치는, 피사체에 조사된 광을 수신하는 수광부, 상기 광신호를 전하로 변환하여 축적하는 축적부, 및 축적부에 집적된 전하를 전송받아 수평주기신호 및 수직주기신호에 따라 영상신호를 출력하는 전송부를 구비하여, 입사된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 고체촬상소자를 포함하는 동화상 카메라시스템에서, 상기 고체촬상소자에 축적된 전하를 리드아웃하는 장치에 있어서, 상기 축적부에 축적된 전하를 주기적으로 상기 전송부로 출력시키기 위한 게이트-온 신호를 필드 단위로 발생하기 위한 게이트-온 신호 발생수단; 상기 축적부에 축적된 전하를 제거하기 위한 소거펄스를 발생하기 위한 소거펄스 발생수단; 단위 시간당 고체촬상소자에서 출력되어야 할 프레임 수를 결정하기 위한 프레임 비율 선택신호에 따라 상기 게이트-온 신호를 인에이블하여 상기 축적부에 축적된 전하를 상기 전송부로 전송하고, 게이트-온 신호가 인에이블된 후 소정의 셔터 속도에 따라 상기 소거펄스를 인에이블하는 리드아웃 제어수단; 및 수평주기신호 및 수직주기신호를 발생하여 상기 전송부를 제어하는 전송제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 또 다른 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 동화상 카메라시스템은, 피사체에 조사된 광을 수신하는 수광부, 상기 광신호를 전하로 변환하여 축적하는 축적부, 및 축적부에 집적된 전하를 전송받아 수평주기신호 및 수직주기신호에 따라 영상신호를 출력하는 전송부를 구비하여, 입사된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 고체촬상소자; 상기 출력된 전기적 신호에서 영상신호 성분만을 추출하기 위하여, 영상신호 레벨 및 프리차지 레벨에 따라 코릴레이티드 더블 샘플링하고, 또한 광 영상신호의 밝기에 따른 레벨의 전기적 신호를 생성하기 위한 영상신호 추출수단; 상기 추출된 전기적 영상신호를 디지털 영상신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환수단; 상기 디지털 영상신호를 처리하여 컴포지트 비디오신호, 디지털 휘도신호 및 디지털 색차신호를 생성하여 출력하기 위한 디지털 카메라 프로세서; 및 단위 시간당 고체촬상소자에서 출력되어야 할 프레임 수를 결정하기 위한 프레임 비율 선택신호에 따라 상기 축적부에 축적된 전하를 주기적으로 상기 전송부로 출력시키기 위한 게이트-온 신호를 인에이블하여 상기 축적부에 축적된 전하를 상기 전송부로 전송하고, 게이트-온 신호가 인에이블된 후 소정의 셔터 속도에 따라 소거펄스를 인에이블하여 상기 축적부에 축적된 전하를 제거하고, 수평주기신호 및 수직주기신호를 발생하여 상기 전송부를 제어하는 타이밍 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 동화상 카메라시스템에서 고체촬상소자에 축적된 전하를 리드아웃하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 여기에 적용되는 2차원 고체촬상소자는 축적부와 전송부가 분리되어 있어 적절한 리드아웃(readout) 타이밍만 있으면 영상신호를 계속 축적할 수 있고, 출력 클럭을 인가하지 않으면 축적된 전하를 일정 시간 동안 저장할 수 있으며, 또한 소거펄스를 인가하여 축적된 전하를 소거시킴으로써 셔터 속도를 제어할 수 있는 것이다.
먼저, 단위 시간당 프레임의 수를 결정하기 위한 프레임 비율을 선택한다(21). 전술한 바와 같이 통상적으로 NTSC 방식인 경우에는 1초당 7.5, 10, 12, 15 또는 20 프레임, PAL 방식인 경우에는 1초당 6.5, 8, 10, 12.5 또는 16 프레임 중 어느 하나를 선택한다.
고체촬상소자는 입사된 광신호에 따라 전하를 축적한다(22). 고체촬상소자에 축적된 전하를 출력시키기 위한 게이트-온 신호가 필드 단위로 주기적으로 발생된다(23). 프레임 비율 선택에 따라 게이트-온 신호를 인에이블하는 신호가 발생되면(24) 고체촬상소자에 축적된 전하를 리드아웃하고(25), 그렇지 않으면 전하축적과정(22)과 게이트-온 신호 발생과정(23)을 반복한다.
고체촬상소자에 축적된 전하를 리드아웃(25)한 후, 고체촬상소자에 축적된 전하량에 따라 셔터속도를 결정하고(26), 셔터속도에 따라 고체촬상소자에 축적된 전하를 제거하기 위한 소거펄스를 발생하여 고체촬상소자에 축적된 전하를 소거한다(27). 축적된 전하를 소거한 다음에는 다시 전하축적과정(22)부터 다시 반복한다.
이와 같이, 일정한 셔터 타이밍을 얻기 위해서는 필요한 축적시간을 제외하고는 소거펄스를 발생시켜 포토 다이오드에 축적된 전하를 소거시키며, 정해진 프레임 비율로 리드아웃되어 이미 수직전송부에 전달된 전하는 포토 다이오드에 의한 축적동작과 관계없이 한 수평 라인씩 수평전송부로 전달되고, 수평전송부에서는 수평 화상정보를 외부로 출력한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 프레임 비율 선택에 따라 게이트-온 신호를 인에이블하여 축적된 전하를 임의의 프레임 비율로 리드아웃할 수 있으며, 전하 전송 후에는 축적된 전하량에 따라 소거펄스를 인에이블하여 축적전하를 소거시킬 수 있다.
도 3은 도 2에서 설명된 본 발명에 따른 고체촬상소자의 전하 축적 및 셔터 타이밍을 나타내는 도면으로, NTSC의 경우에는 1/30 초마다, PAL의 경우에는 1/25 초마다 2차원 고체촬상소자의 출력이 리드아웃되게 하는 경우를 설명한다. 즉, 도 1에 도시된 타이밍도에 비하여 1/2의 프레임 비율로 리드아웃하는 경우이다.
여기서, 수직구동클럭(VD)은 고체촬상소자에서의 리드아웃 동작의 기준신호로서 동작하며, XSG1 신호 및 XSG2 신호는 전하를 수직전송부로 전달하는 게이트-온 클럭이며, 셔터소거펄스는 고체촬상소자에 축적된 전하를 제거하기 위한 펄스신호이며, 게이트-온 인에이블 신호는 프레임 비율에 따라 게이트-온 신호를 인에이블하는 신호이며, 소거펄스 인에이블 신호는 셔터 소거 펄스를 인에이블하는 신호이다. 그리고 마지막에는 위 신호들에 따른 고체촬상소자에서의 전하 축적시간과 소거시간의 관계를 나타낸다. 게이트-온 인에이블 신호는 두 번의 게이트-온 신호가 발생할 때마다 발생하고, 게이트-온 인에이블 신호에 의하여 전하가 전송된 뒤에 소거펄스 인에이블인 동안 소거펄스가 축적된 전하를 제거하기 위하여 발생된다.
도 4는 본 발명에 따른 동화상 카메라 시스템의 구성을 도시한 블록도로서, 카메라 시스템은 입사된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 전하결합소자(Charge Coupled Device)와 같은 2차원 고체촬상소자(42), 고체촬상소자(42)에서 출력된 전기적 신호에서 영상신호 성분만을 추출하기 위하여, 영상신호 레벨 및 프리차지 레벨에 따라 코릴레이티드 더블 샘플링하고, 또한 광 영상신호의 밝기에 따른 레벨의 전기적 신호를 생성하는 코릴레이티드 더블 샘플링 및 자동이득 조절기(Correlated Double Sampling and Automatic Gain Controller; CDS & AGC)(43), 전기적 영상신호를 디지털 영상신호로 변환하는 아나로그 디지털 변환기(44), 디지털 영상신호를 처리하여 컴포지트 비디오신호, 디지털 휘도신호 및 디지털 색차신호를 생성하여 출력하는 디지털 카메라 프로세서(45), 고체촬상소자(42)의 포토 다이오드에 축적된 전하를 수직전송부로 넘겨주는 게이트-온 클럭 및 수직 전송부 구동 클럭을 3상태 레벨로 합성하여 변환하며, 고체촬상소자(42)의 전자 셔트 기능을 구현하기 위한 소거 펄스의 레벨을 고체촬상소자의 동작 전압 레벨에 적절하도록 변환하는 수직 드라이버(Vertical Driver)(46), 카메라 시스템에 필요한 제어를 수행하는 마이크로 프로세서(48), 그리고 카메라시스템의 각 부분에 필요한 신호를 발생하는 타이밍 생성기(47) 등을 포함한다.
광학적 영상신호가 렌즈(41)를 통하여 2차원 고체촬상소자(42)에 입사되면 2차원 고체촬상소자의 표면에 있는 포토 다이오드는 광전변환 특성에 따라 광학적인 영상신호를 전기적인 신호로 변환한다. 전기적 영상신호는 타이밍 생성기(47)에서 생성된 수직전송 클럭에 동기되어 하나의 수평주사라인씩 수평전송부로 전달되고, 수평전송펄스에 의하여 고체촬상소자(42)의 외부로 출력된다.
여기서, 고체촬상소자(42)에서의 리드아웃 동작을 제어하기 위하여, 타이밍 생성기(47)는 단위 시간당 고체촬상소자에서 출력되어야 할 프레임 수를 결정하기 위한 프레임 비율 선택신호에 따라 축적부에 축적된 전하를 주기적으로 수직전송부로 출력시키기 위한 게이트-온 신호를 인에이블하는 신호를 발생하여 축적부에 축적된 전하가 수직전송부로 전송되도록 하고, 게이트-온 신호가 인에이블된 후 소정의 셔터 속도에 따라 소거펄스를 인에이블하는 신호를 발생하여 축적부에 축적된 전하가 제거되도록 한다. 또한 타이밍 생성기(47)는 입력된 발진 클럭을 1/2 또는 1/3 분주하여 시스템 클럭을 생성하고, 시스템 클럭으로부터 고체촬상소자(42)의 수평전송부를 구동하는 제1구동클럭 H1 및 제2구동클럭 H2, 고체촬상소자(42)의 출력부에 위치한 리셋 게이트를 구동하는 리셋 게이트 클럭 RG, CDS & AGC(43)로 공급되어 고체촬상소자로부터 출력된 영상신호를 샘플링 및 홀딩(Sampling and Holding)하는데 필요한 데이터 레벨 샘플링 클럭 SHP 및 프리차지 레벨 샘플링 클럭 SHD, 그리고 아날로그 디지털 변환기(44) 및 디지털 카메라 프로세서(45)에 사용되는 클럭 등을 생성한다.
도 5는 도 4에 도시된 고체촬상소자(42) 및 타이밍 생성기(47)의 상세한 구성을 나타내는 블록도이다. 고체촬상소자(51)는 피사체에 조사된 광을 수신하는 수광부(511), 포토 다이오드와 같은 소자로 구성되어 광신호를 전하로 변환하여 축적하는 축적부(513), 및 축적부에 집적된 전하를 전송받아 수직주기신호 및 수평주기신호에 따라 영상신호를 출력하는 수직전송부(517) 및 수평전송부(519)를 구비하여, 입사된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 영상신호를 출력한다. 타이밍 생성기는 셔터 속도를 결정하기 위한 셔터 제어부(53), 프레임 비율 선택신호(SEL)에 따라 게이트-온 신호를 인에이블하고 셔터 속도에 따라 소거펄스를 인에이블하는 리드아웃 제어부(55), 및 수평주기신호 및 수직주기신호를 발생하여 수평전송기(519) 및 수직전송부(517)를 제어하는 수평주기신호 발생부(59) 및 수직주기신호 발생부(57)를 구비한다.
셔터 제어부(53)는 필드 단위로 축적된 전하량에 따라 셔터 속도를 결정한다. 즉, 셔터 제어부(53)는 촬상된 피사체의 밝기 값인 오토 익스포져(Auto Exposure) 데이타에 따라 셔터 속도를 결정한다.
리드아웃 제어부(55)는 축적부에 축적된 전하를 주기적으로 수직전송부로 출력시키기 위한 게이트-온 신호를 필드 단위로 발생하고, 축적부에 축적된 전하를 제거하기 위한 소거펄스를 발생하고, 단위 시간당 고체촬상소자에서 출력되어야 할 프레임 수를 결정하기 위한 프레임 비율 선택신호(SEL)에 따라 게이트-온 신호를 인에이블하여 축적부(513)에 축적된 전하를 수직전송부(517)로 전송하고, 게이트-온 신호가 인에이블된 후 소정의 셔터 속도에 따라 소거펄스를 인에이블하여 축적부의 전하를 소거한다.
수평주기신호 발생부(59)는 시스템 클럭을 카운팅하여 비디오신호의 수평주기(NTSC인 경우 63.5 μsec, PAL인 경우 64.0 μsec)로 반복되는 신호를 생성하며, 수직주기신호 발생부(59)는 수평주기신호를 입력받아 NTSC 방식의 경우에 1050을 카운팅하여 525 라인을 정의하는 수직주기신호를 생성하고, PAL 방식의 경우에 1250을 카운팅하여 625 라인을 정의하는 수직주기신호를 생성한다.
도 6은 도 5에 도시된 리드아웃 제어부(55)의 구체적인 실시예의 구성을 나타내는 블록도이다. 리드아웃 제어부는 제어신호 SEL 및 수직구동신호(VD)에 따라 프레임 비율에 관한 모드신호를 발생하는 모드입력부(61), 수직구동신호(VD)에 따라 필드 수를 카운팅하는 필드 카운터(62), 모드신호에 따라 게이트-온 신호를 인에이블하는 신호를 발생하기 위한 게이트-온 인에이블러(63) 및 셔터 제어신호에 따라 소거펄스를 인에이블하는 신호를 발생하기 위한 셔터 인에이블러를 포함한다.
모드입력부(71)는 수직구동신호(VD) 및 단위 시간당 프레임 수를 결정하기 위한 신호(SEL)를 입력받아, 프레임 비율에 관한 모드신호를 발생한다. 여기서, 선택신호(SEL)은 NTSC 방식인 경우에는 1초당 7.5, 10, 12, 15 또는 20 프레임, PAL 방식인 경우에는 1초당 6.5, 8, 10, 12.5 또는 16 프레임 중 어느 하나를 선택하게 하며, 외부의 스위치나 마이크로 프로세서로부터 입력되며, 복수의 프레임 비율 데이타를 저장하는 레지스터를 구비하여, 레지스터에 저장된 데이터 중 하나를 선택하게 할 수 있다.
필드 카운터(72)는 필드 단위로 발생되는 수직구동신호(VD)에 따라 필드 수를 카운팅한다. 게이트-온 인에이블러(73)는 모드입력부(71)에서 출력된 모드신호 및 필드 카운터(72)에서 출력된 필드 수를 입력받아, 모드신호에 따른 프레임 수에 대응하는 필드 수가 카운팅될 때 게이트-온 신호를 인에이블하는 신호를 발생한다. 소거펄스 인에이블러(74)는 게이트-온 신호가 인에이블된 후 소정의 셔터 제어신호, 즉 셔터속도에 따라 소거펄스를 인에이블하는 신호를 발생한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 리드아웃 방법 및 그 장치에 의하면, 출력되는 영상신호의 프레임 비율을 임의로 설정하고 설정된 비율에 따라 리드아웃 비율을 가변하여 고체촬상소자로부터 영상신호가 출력되도록 함으로써, 2차원 고체촬상소자를 사용하는 카메라 시스템에서 입력되는 광신호의 휘도신호의 레벨에 관계없이 또한 필드 메모리나 프레임 메모리와 같은 별도의 하드웨어를 추가함이 없이도 영상신호의 프레임 비율을 임의로 조정할 수 있다.

Claims (10)

  1. 입사된 광신호를 전하로 변환하여 출력하는 고체촬상소자를 구비하는 동화상 카메라시스템에서 상기 고체촬상소자에 축적된 전하를 리드아웃하는 방법에 있어서,
    단위 시간당 프레임의 수를 결정하기 위한 프레임 비율을 선택하는 단계;
    입사된 광신호에 따라 고체촬상소자에 전하를 축적하는 단계;
    고체촬상소자에 축적된 전하를 출력시키기 위한 게이트-온 신호를 필드 단위로 주기적으로 발생하는 단계;
    상기 프레임 비율 선택에 따라 상기 게이트-온 신호를 인에이블하는 신호가 발생되면 고체촬상소자에 축적된 전하를 리드아웃하고, 그렇지 않으면 전하축적단계 및 게이트-온 신호 발생단계를 반복하는 단계;
    고체촬상소자에 축적된 전하량에 따라 셔터속도를 결정하는 단계; 및
    상기 셔터속도에 따라 상기 고체촬상소자에 축적된 전하를 제거하기 위한 소거펄스를 발생하여 고체촬상소자에 축적된 전하를 소거하는 단계를 포함함을 특징으로하는 동화상 카메라시스템에서의 리드아웃 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소정의 프레임 비율 선택단계는
    NTSC 방식인 경우에 단위 시간당 7.5, 10, 12, 15 또는 20 프레임 중 어느 하나를 선택함을 특징으로하는 동화상 카메라시스템에서의 리드아웃 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 소정의 프레임 비율 선택단계는
    PAL 방식인 경우에 단위 시간당 6.5, 8, 10, 12.5 또는 16 프레임 중 어느 하나를 선택함을 특징으로하는 동화상 카메라시스템에서의 리드아웃 방법.
  4. 피사체에 조사된 광을 수신하는 수광부, 상기 광신호를 전하로 변환하여 축적하는 축적부, 및 축적부에 집적된 전하를 전송받아 수평주기신호 및 수직주기신호에 따라 영상신호를 출력하는 전송부를 구비하여, 입사된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 고체촬상소자를 포함하는 동화상 카메라시스템에서, 상기 고체촬상소자에 축적된 전하를 리드아웃하는 장치에 있어서,
    상기 축적부에 축적된 전하를 주기적으로 상기 전송부로 출력시키기 위한 게이트-온 신호를 필드 단위로 발생하기 위한 게이트-온 신호 발생수단;
    상기 축적부에 축적된 전하를 제거하기 위한 소거펄스를 발생하기 위한 소거펄스 발생수단;
    단위 시간당 고체촬상소자에서 출력되어야 할 프레임 수를 결정하기 위한 프레임 비율 선택신호에 따라 상기 게이트-온 신호를 인에이블하여 상기 축적부에 축적된 전하를 상기 전송부로 전송하고, 게이트-온 신호가 인에이블된 후 소정의 셔터 속도에 따라 상기 소거펄스를 인에이블하는 리드아웃 제어수단; 및
    수평주기신호 및 수직주기신호를 발생하여 상기 전송부를 제어하는 전송제어수단을 포함하는 것을 특징으로하는 동화상 카메라시스템에서 리드아웃 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 리드아웃 제어수단은
    단위 시간당 프레임 수를 결정하기 위한 신호를 입력받아, 프레임 비율에 관한 모드신호를 발생하는 모드입력수단;
    필드 수를 카운팅하는 필드 카운팅수단;
    상기 모드신호에 의하여 결정된 프레임 수에 대응하는 필드 수가 카운팅될 때 상기 게이트-온 신호를 인에이블하는 신호를 발생하기 위한 게이트-온 인에이블수단; 및
    게이트-온 신호가 인에이블된 후 소정의 셔터 속도에 따라 상기 소거펄스를 인에이블하는 신호를 발생하기 위한 셔터 인에이블수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 동화상 카메라시스템에서 리드아웃 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 모드입력수단은
    NTSC 방식인 경우에는 7.5, 10, 12, 15, 또는 20 프레임 중 어느 하나를 선택할 수 있음을 특징으로하는 동화상 카메라시스템에서 리드아웃 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 모드입력수단은
    PAL 방식인 경우에는 6.5, 8, 10, 12.5, 또는 16 프레임 중 어느 하나를 선택할 수 있음을 특징으로하는 동화상 카메라시스템에서 리드아웃 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 모드입력수단은
    복수의 프레임 비율 데이타를 저장하는 레지스터를 구비하여, 상기 레지스터에 저장된 데이타 중 하나를 선택함을 특징으로하는 동화상 카메라시스템에서 리드아웃 장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 셔터 인에이블수단은
    필드 단위로 축적된 전하량에 따라 셔터 속도를 결정함을 특징으로하는 동화상 카메라시스템에서 리드아웃 장치.
  10. 피사체에 조사된 광을 수신하는 수광부, 상기 광신호를 전하로 변환하여 축적하는 축적부, 및 축적부에 집적된 전하를 전송받아 수평주기신호 및 수직주기신호에 따라 영상신호를 출력하는 전송부를 구비하여, 입사된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 고체촬상소자;
    상기 출력된 전기적 신호에서 영상신호 성분만을 추출하기 위하여, 영상신호 레벨 및 프리차지 레벨에 따라 코릴레이티드 더블 샘플링하고, 또한 광 영상신호의 밝기에 따른 레벨의 전기적 신호를 생성하기 위한 영상신호 추출수단;
    상기 추출된 전기적 영상신호를 디지털 영상신호로 변환하기 위한 아날로그 디지털 변환수단;
    상기 디지털 영상신호를 처리하여 컴포지트 비디오신호, 디지털 휘도신호 및 디지털 색차신호를 생성하여 출력하기 위한 디지털 카메라 프로세서; 및
    단위 시간당 고체촬상소자에서 출력되어야 할 프레임 수를 결정하기 위한 프레임 비율 선택신호에 따라 상기 축적부에 축적된 전하를 주기적으로 상기 전송부로 출력시키기 위한 게이트-온 신호를 인에이블하여 상기 축적부에 축적된 전하를 상기 전송부로 전송하고, 게이트-온 신호가 인에이블된 후 소정의 셔터 속도에 따라 소거펄스를 인에이블하여 상기 축적부에 축적된 전하를 제거하고, 수평주기신호 및 수직주기신호를 발생하여 상기 전송부를 제어하는 타이밍 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 동화상 카메라시스템.
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