KR20010011047A

KR20010011047A - 영상촬영장치의 광량 자동 조절장치 및 방법

Info

Publication number: KR20010011047A
Application number: KR1019990030243A
Authority: KR
Inventors: 홍성빈
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-07-24
Filing date: 1999-07-24
Publication date: 2001-02-15

Abstract

본 발명은 영상촬영장치의 광량 자동 조절장치에 있어서, 광투과율을 전기적으로 조절가능한 가변 광투과소자가 일체형으로 결합된 고체촬상소자와, 상기 고체촬상소자로부터 출력되는 전기적인 신호를 영상신호로 처리하여 출력하는 신호처리부와, 상기 신호처리부로부터 입력되는 상기 영상신호를 이용해 상기 고체촬상소자로 입사되는 광량을 측정하여 상기 고체촬상소자로 입사되는 광량이 상기 고체촬상소자의 정상 동작을 위한 미리 설정된 기준범위내에서 유지되도록 상기 광투과소자의 광투과율을 조절하는 제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

Description

영상촬영장치의 광량 자동 조절장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING STRENGTH OF LIGHT OF LIGHT INA CAMCORDER}

본 발명은 영상촬영장치에 관한 것으로, 특히 가변 광투과소자가 일체형으로 결합된 고체촬상소자(Charge Coupled Device:이하 "CCD"라 함)를 구비하는 영상촬영장치의 광량 자동 조절장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로 CCD는 카메라나 캠코더에 장착되어 피사체의 광신호를 전기적인 신호(촬상영상신호)로 변환하여주는 소자를 말한다.

도 1은 상기 CCD를 이용하여 영상을 촬영하는 영상촬영장치중 하나인 캠코더내 카메라계의 블록 구성을 개략적으로 도시한 것으로, 상기 도 1을 참조하면, 렌즈부(10)는 줌렌즈(zoom lens), 포커스렌즈(focus lens) 등을 포함하고 있다. 줌렌즈는 줌모터(12)에 의해 광축방향으로 전후 이동되어 피사체의 배율이 확대 및 축소되도록 하는 렌즈이고 포커스렌즈는 포커스모터(14)에 의해 광축방향으로 전후 이동되어 피사체의 포커스가 맞아지도록 하는 렌즈이다. 상기 줌모터(12)와 포커스모터(14) 각각은 제어부(28)에 의해 제어되는 줌모터 구동부(16)와 포커스모터 구동부(18)에 의해 구동된다. 상기 렌즈부(10)후단에 위치하는 조리개(20)는 조리개 구동부(26)에 의해 구동되는 조리개 메터에 의해 개폐되어 입사 광량을 조절한다. 조리개 구동부(26)는 제어부(28)에 의해 제어되어 상기 조리개 메터를 구동시키며, 또한 홀 센서(hall sensor)를 구비하여 상기 조리개(20)의 개폐정도를 감지하고 감지된 값을 제어부(28)으로 출력한다. CCD(Charge Coupled Device)(22)는 렌즈부(10) 및 조리개(20)를 통과한 피사체의 광신호를 전기적 신호(촬상영상신호)로 변환출력한다. 신호처리부(Digital Signal Processor)(24)는 영상처리를 위한 영상신호처리부 및 오토포커싱(auto focusing)을 위한 로직부 등을 포함하며, 디지털변환된 1필드분의 촬상영상신호를 NTSC(National Television System Committe) 또는 PAL(Phase Alternation by Line)방식의 영상신호(Y,C)로 처리하여 VCR계로 출력한다.

한편, 상기한 바와 같은 종래 캠코더내 카메라계에서는 CCD에 입사되는 광량을 조절하기 위해 기구적 조리개를 CCD앞에 부착하여 사용하고 있다.

즉, CCD로부터 얻어진 전기적인 신호를 신호처리부에서 영상신호로 신호처리하여 제어부로 피드백(Feedback)시키면 제어부에서는 신호처리부로부터 입력되는 영상신호를 이용하여 현재 CCD로 입사되는 광량을 측정하여 항상 일정한 범위내에 속하는 광량이 CCD로 입사되도록 조리개의 광투과율을 제어하였다. 이는 CCD에 입사되는 광량이 너무 많거나 적은 경우 CCD가 제대로 동작하지 않기 때문인 것으로, 조리개를 제어하여 CCD에 입사되는 광량을 일정하게 조절하는 것은 CCD를 구비하는 영상촬영장치에서는 매우 중요한 부분이다.

그런데 상기한 바와 같은 종래 기구적 조리개에 의한 광량 조절은 기구적인 오차로 인하여 광투과율의 정밀한 제어가 어려우며, 기구적인 제약조건으로 소형화에 한계가 있는 문제점이 있었다. 또한 조리개를 기구적으로 구동해야 함에 따라 많은 소비전력이 필요한 문제점이 있었다.

상술한 바와 같이 종래 CCD를 구비한 영상촬영장치에서 기구적 조리개에 의한 광량 조절은 기구적인 오차로 인하여 광투과율의 정밀한 제어가 어려우며, 기구적인 제약조건으로 소형화에 한계가 있는 문제점이 있었다. 또한 조리개를 기구적으로 구동해야 함에 따라 많은 소비전력이 필요한 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 CCD를 구비한 영상촬영장치에서 좀더 정밀하게 입사광량을 조절할 수 있도록 하는 광량 자동 조절장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 CCD를 구비한 영상촬영장치의 소형화가 가능하도록 하는 광량 자동 조절장치 및 방법을 제공함에 있다.

도 1은 통상적인 캠코더내 카메라계의 개략적인 블록 구성도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광량 조절장치의 블록 구성도,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 LCD가 일체형으로 결합된 CCD의 단면도,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 조광글래스가 일체형으로 결합된 CCD의 단면도,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광량 조절장치에서의 광량 조절을 위한 동작 제어흐름도.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 영상촬영장치의 광량 자동 조절장치에 있어서, 광투과율을 전기적으로 조절가능한 가변 광투과소자가 일체형으로 결합된 고체촬상소자와, 상기 고체촬상소자로부터 출력되는 전기적인 신호를 영상신호로 처리하여 출력하는 신호처리부와, 상기 신호처리부로부터 입력되는 상기 영상신호를 이용해 상기 고체촬상소자로 입사되는 광량을 측정하여 상기 고체촬상소자로 입사되는 광량이 상기 고체촬상소자의 정상 동작을 위한 미리 설정된 기준범위내에서 유지되도록 상기 광투과소자의 광투과율을 조절하는 제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 처리 흐름과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 영상촬영장치중 고체촬상소자를 구비한 캠코더내 카메라계에서 입사광량을 조절하는 장치의 블록 구성을 도시한 것이다. 상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에의 CCD(200)에는 종래 CCD(22)로 입사되는 광량을 조절하기 위한 조리개(20) 대신 가변 광투과소자가 일체형으로 구비된다. 상기 가변 광투과소자라 함은 광투과율을 전기적으로 조절가능한 소자를 말하는 것으로, 여러 가지 소자들이 있겠으나 본 발명의 실시 예에서는 특히, LCD(Liquid Crystal Display)(202)와 조광유리(Electrochromic Window: 이하 "ECW"라 함) 등과 같은 가변 광투과소자를 예를 들어 설명하기로 한다. 즉, 제어부(206)는 CCD(200)로부터 전기적인 신호로 출력되어 신호처리부(204)를 통해 신호처리되어 피드백되는 영상신호를 이용하여 CCD(200)로 입사되는 광량을 측정한 후, CCD(200)로 입사되는 광량이 기준 범위내에 속하지 않는 경우 CCD(200)에 일체형으로 결합된 LCD(202) 나 ECW에 가해지는 전계를 제어하여 광투과율을 제어함으로써 CCD(200)로 입사되는 광량을 조절하게 되는 것이다. 상기 광량 조절 동작을 상기 LCD(202)와 ECW가 일체형으로 결합된 CCD(200)의 단면을 보인 도 3과 도 4를 참조하여 좀더 상세히 설명하기로 한다.

먼저 상기 도 3을 참조하면, 도 3의 (a)는 LCD(202)가 결합된 CCD(200)의 단면을 도시한 것이고, 도 3의 (b)는 상기 도 3의 (a)에 도시된 CCD(200)의 LCD(202)결합구조를 좀더 상세히 보여주기 위해 확대한 것이다. 상기 도 3의 (a)에서 보여지는 바와 같이, LCD(202)가 결합된 CCD(200)는 종래 CCD(22)전면에 부착되던 투명유리 대신 LCD(202)를 결합하여 구성한다. 상기 LCD(202)는 상기 도 3의 (b)에서 보여지는 바와 같이 상/하면에 부착된 투명유리와 투명전극 사이에 액정을 부착한 구조로 이루어지며, 제어부(206)로부터 상기 투명전극에 가해지는 전계에 따라 규칙성있는 배열로 변화되어 광투과율을 변화시키는 액정에 의해 입사광의 투과율을 조절하여 CCD셀에 입사되는 광량을 조절하게 되는 것이다.

다음으로 상기 도 4를 참조하면, 도 4의 (a)는 ECW가 결합된 CCD의 단면을 도시한 것이고, 도 4의 (b)는 상기 도 4의 (a)에 도시된 CCD의 ECW 결합구조를 좀더 상세히 보여주기 위해 확대한 것이다. 상기 도 4의 (a)에서 보여지는 바와 같이, ECW가 결합된 CCD는 LCD가 결합된 경우와 마찬가지로 종래 CCD(22)전면에 부착되던 투명유리 대신 ECW를 결합하여 구성하며, 이때 상기 ECW는 상기 도 4의 (b)에서 보여지는 바와 같이 상/하면에 부착된 투명유리와 투명전극 사이에 일렉트로크로믹 필름(Electrochromic film)을 부착하고, 상기 일렉트로크로믹 필름사이에는 유전체(Electrolyte)를 형성한 구조로 이루어진다. 이때 제어부(206)로부터 상기 투명전극에 전계가 가해지면 유전체의 배열에 변화가 발생하며, 상기 유전체 배열의 변화에 따라 광투과율이 변화됨으로써 CCD셀에 입사되는 광량이 조절되게 되는 것이다. 즉, 상기 ECW는 LCD와 그 구조에 있어서 상이할 뿐 상기 LCD와 마찬가지로 제어부(206)로부터 인가되는 전계에 따라 CCD로 입사되는 광량을 조절하게 된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광투과율을 전기적으로 조절가능한 가변 광투과소자가 일체형으로 결합된 CCD를 구비하는 영상촬영장치에서 입사광량을 조절하기 위한 동작 제어 흐름도를 도시한 것이다. 이하 상기 도 2 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 특히 본 발명의 실시 예에서는 설명의 편의상 상기 가변 광투과소자가 LCD인 경우를 예를 들어 설명할 것이나 상기한 ECW 등과 같은 다른 가변 광투과소자에도 동일하게 적용될 것이다.

먼저 캠코더를 이용하여 녹화를 수행하고자 하는 사용자로부터의 녹화요구가 있는 경우 제어부(206)는 (500)단계에서 이에 응답하여 (502)단계로 진행해서 녹화동작에 필요한 캠코더내 해당 각부를 구동시킨다. 이에 따라 렌즈부(10)를 통해 입력된 피사체의 광신호가 CCD(200)로 입력되어 전기적인 신호로 변환되며, 상기 CCD(200)로부터 출력되는 전기적인 신호는 신호처리부(204)를 통해 영상신호(Y,C) 처리되어 VCR계(도시하지 않았음)로 출력된다. 이때 상기 신호처리부(204)로부터 출력되는 영상신호는 제어부(206)로도 피드백되는데 제어부(206)는 (504)단계에서 상기 신호처리부(204)로부터 피드백되는 피사체의 영상신호를 입력하여 CCD(200)의 입사광량을 측정하게 된다. 이때 만일 상기 (504)단계에서 측정된 CCD(200)의 입사광량이 미리 설정된 기준범위의 상한 기준치를 초과하는 경우 제어부(206)는 (506)단계에서 이에 응답하여 (508)단계로 진행해서 LCD(202)의 광투과율이 낮아지도록 LCD(202)의 투명전극으로 가해지는 전계를 조절하여 CCD(200)로 입사되는 광량을 적게 조절한다. 여기서 상기 미리 설정된 기준범위라 함은 CCD(200)가 정상적으로 동작할 수 있는 CCD입사광량의 범위를 말하는 것으로, 제어부(206)는 CCD(200)의 정상적인 동작을 위해 CCD(200)로 입사되는 광량이 항상 상기 기준범위내에서 유지되도록 제어해야 한다. 다시 흐름도에 따른 제어부(206)의 동작을 설명하면, 상기 (504)단계에서 측정된 CCD(200)의 입사광량이 상기 미리 설정된 기준범위의 하한 기준치보다 미달되는 경우 제어부(206)는 (510)단계에서 이에 응답하여 (512)단계로 진행해서 LCD(202)의 광투과율이 높아지도록 LCD(202)의 투명전극으로 가해지는 전계를 조절하여 CCD(200)로 입사되는 광량을 많게 조절한다. 이어 제어부(206)는 (514)단계로 진행하여 사용자로부터의 녹화 종료 요구가 있는지 여부를 검사하여 녹화 종료 요구가 없는 경우에는 상기 (504)단계로 돌아가서 다시 상기 (504)∼(514)단계를 수행하고, 녹화 종료 요구가 있는 경우에는 이에 응답하여 상기 피사체 촬영을 위한 해당 각부의 구동을 중지시켜서 녹화동작을 종료하게 된다.

따라서 CCD에 일체형으로 결합된 LCD의 광투과율을 전기적으로 제어하여 CCD로 입사되는 광량이 항상 일정 기준범위내에서 유지되도록 쉽게 제어할수 있음으로써 조리개가 필요없게 되며, 또한 종래 기구적인 조리개보다도 더 정밀한 입사광량의 조절이 가능하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 CCD에 광투과율을 전기적으로 조절가능한 가변 광투과소자를 일체형으로 결합하여 구성하고, 상기 가변 광투과소자의 광투과율을 전기적으로 제어하여 CCD로 입사되는 광량이 항상 일정 기준범위내에서 유지되도록 쉽게 조절할 수 있음으로 해서 조리개 없이도 더 정밀한 입사광량의 조절이 가능하게 되며, 또한 기구적인 조리개가 필요하지 않게 되어 조리개를 위한 공간이 필요없게 됨으로써 하드웨어적인 부피를 줄일 수 있게 되는 이점이 있다.

Claims

영상촬영장치의 광량 자동 조절장치에 있어서,

광투과율을 전기적으로 조절가능한 가변 광투과소자가 일체형으로 결합된 고체촬상소자와,

상기 고체촬상소자로부터 출력되는 전기적인 신호를 영상신호로 처리하여 출력하는 신호처리부와,

상기 신호처리부로부터 입력되는 상기 영상신호를 이용해 상기 고체촬상소자로 입사되는 광량을 측정하여 상기 고체촬상소자로 입사되는 광량이 상기 고체촬상소자의 정상 동작을 위한 미리 설정된 기준범위내에서 유지되도록 상기 가변 광투과소자의 광투과율을 조절하는 제어부를 구비함을 특징으로 하는 영상촬영장치의 광량 자동 조절장치.
제1항에 있어서, 상기 가변 광투과소자는,

엘.씨.디(LCD)임을 특징으로 하는 영상촬영장치의 광량 자동 조절장치.
제1항에 있어서, 상기 가변 광투과소자는,

조광유리(ECW)임을 특징으로 하는 영상촬영장치의 광량 자동 조절장치.
광투과율을 전기적으로 조절가능한 가변 광투과소자가 일체형으로 결합된 고체촬상소자와, 상기 고체촬상소자로부터 출력되는 전기적인 신호를 영상신호로 처리하여 출력하는 신호처리부와, 상기 가변 광투과소자의 광투과율을 제어하는 제어부를 구비하는 영상촬영장치에서 고체촬상소자로 입사되는 광량을 조절하는 방법에 있어서,

상기 신호처리부로부터 신호처리된 피사체의 영상신호를 입력받는 과정과,

상기 피사체의 영상신호를 이용하여 상기 고체촬상소자로 입사되는 광량을 측정하는 과정과,

상기 측정된 광량이 상기 고체촬상소자의 정상 동작을 위해 미리 설정된 기준범위내 상한 기준치를 초과하는 경우에는 상기 가변 광투과소자의 광투과율이 낮아지도록 제어하여 상기 고체촬상소자의 입사광량을 적게 조절하는 과정과,

상기 측정된 광량이 상기 미리 설정된 기준범위내 하한 기준치에 미달하는 경우에는 상기 가변 광투과소자의 광투과율이 높아지도록 제어하여 상기 고체촬상소자의 입사광량을 많게 조절하는 과정을 구비함을 특징으로 하는 영상촬영장치의 광량 자동 조절방법.