KR20020086480A - 고체 촬상 소자의 구동 방법 및 카메라 - Google Patents

고체 촬상 소자의 구동 방법 및 카메라 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고체 촬상 소자의 구동 방법 및 이 구동 기능을 구비한 카메라에 관한 것이다. 본 발명의 고체 촬상 소자의 구동 방법 및 카메라는 조명의 주파수에 따라서, 혹은 밝기에 따라서 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경한다. 또는, 밝기에 따라서 촬상 소자의 프레임 레이트의 변경과 전자 셔터의 구동을 함께 하도록 한다. 이것에 의해, 플리커의 발생을 억제하고, 촬상 가능한 밝기 조건을 확대하는 것을 가능하게 한다.

Description

고체 촬상 소자의 구동 방법 및 카메라{Method for driving solid-state imaging device and camera}
고체 촬상 소자를 구비한 카메라를 사용하여 형광등 조명하에서 동화상을 촬상하면, 플리커(flicker)가 발생하는 것이 알려져 있다. 즉, 형광등의 주파수는 장소에 따라서 다르고, 예를 들면, 일본 국내에서는 동쪽 지역이 50㎐, 서쪽 지역이 60㎐이다. 한편, 종래의 TV 시스템에서는 NTSC 방식이 60필드/s, 30프레임/s, PAL 방식이 50필드/s, 25프레임/s로 프레임 레이트가 고정되어 있다. 따라서, 형광등 조명하에서는 2A/n(A는 형광등의 주파수, n은 1, 2, 3, 4, ‥) 이외의 필드 레이트로 동화상을 촬상하면 플리커가 발생한다. 종래는 이러한 플리커를 경감하기 위해서, 2A/n의 전자 셔터를 차단하여 전하를 버림으로써 전하 축적 시간을 플리커에 맞추었다.
또한, 종래, 광학 조리개를 구비하지 않은 촬상 카메라에서는 밝은 장소에서 촬영할 때에 빠른 전자 셔터를 차단하여 전하를 버림으로써, 고체 촬상 소자의 동적 범위(dynamic range)에 들어가도록 광량을 조정하였다.
상술한 바와 같이, 종래, 고체 촬상 소자를 구비한 카메라에 있어서의 플리커 대책, 광량 조정에서는 어느 경우나 프레임 레이트를 고정한 상태에서 전하를 버림으로써 촬상 조건을 조명에 맞추도록 하였다.
본 발명은 고체 촬상 소자의 구동 방법 및 이 구동 기능을 구비한 카메라에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 카메라의 실시예를 도시하는 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *
1 : 카메라2 : 고체 촬상 소자
3 : 타이밍 발생부4 : 조명 조건/밝기 조건 판정부
5 : 카메라 시스템 신호 처리부
본 발명은 광전 변환된 전하를 버리지 않고 유효 활용을 가능하게 하여, 조명하에서의 플리커 대책, 촬영 장소에서의 밝기의 조정을 가능하게 한 고체 촬상 소자의 구동 방법 및 이 구동 기능을 구비한 카메라를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 고체 촬상 소자의 구동 방법은 조명의 주파수에 따라서 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경하도록 한다. 본 발명에서는 조명의 주파수에 따라서 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경하기 때문에, 광전 변환된 전하를 버리지 않고 플리커의 제거, 또는 경감이 가능하게 된다.
본 발명에 따른 고체 촬상 소자의 구동 방법은 밝기에 따라서 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경하도록 한다. 본 발명에서는 옥외의 밝기, 혹은 실내에서의 조명의 밝기에 따라서, 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경하기 때문에, 광전 변환된 전하를 버리지 않고 광량 조정이 가능하게 된다. 촬상 가능한 조명 조건이 확대된다.
본 발명에 따른 고체 촬상 소자의 구동 방법은 밝기에 따라서, 촬상 소자의 프레임 레이트의 변경과 전자 셔터의 구동을 함께 하도록 한다. 본 발명에서는 촬영 장소의 밝기에 따라서, 촬상 소자의 프레임 레이트의 변경과 전자 셔터를 조합하기 때문에, 더욱 촬상 가능한 조명 조건이 확대된다.
본 발명에 따른 카메라는 조명의 주파수에 따라서 고체 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경하는 기능을 구비하여 이루어진다. 본 발명의 카메라에서는 조명의 주파수에 따라서 고체 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경하는 기능을 갖기 때문에, 광전 변환된 전하를 버리지 않고 플리커가 제거되거나 또는 경감된 동화상의 촬상이 가능하게 된다.
본 발명에 따른 카메라는 밝기에 따라서 고체 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경하는 기능을 구비하여 이루어진다. 본 발명의 카메라에서는 옥외의 밝기, 혹은 실내의 조명의 밝기에 따라서, 고체 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경하는 기능을 갖기 때문에, 광전 변환된 전하를 버리지 않고 밝은 상태에서 어두운 상태까지의 광범위한 조명 조건하에서의 촬상이 가능하게 된다.
본 발명에 따른 카메라는 밝기에 따라서 고체 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경하는 기능과 전자 셔터 기능을 구비하여 이루어진다. 본 발명의 카메라에서는 밝기에 따라서 고체 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경하는 기능과 전자 셔터 기능을 갖기 때문에, 더욱 광범위한 조명 조건하에서 광량 조정된 촬상이 가능하게 된다.
본 발명에 따른 고체 촬상 소자의 구동 방법에 의하면, 광전 변환된 전하를 버리지 않고 조명에 의한 플리커의 발생을 억제할(플리커를 제거하거나 혹은 경감함) 수 있다.
또한, 밝기에 따라서 프레임 레이트를 변경함으로써 광량을 조정할 수 있기 때문에, 촬상 가능한 밝기 조건을 확대할 수 있다. 즉, 밝은 상태에서 어두운 상태까지의 넓은 범위에서 촬상을 가능하게 한다. 전자 셔터 기능을 아울러 사용할 때는 또한 촬상 가능한 밝기 조건을 확대할 수 있다.
본 발명에 따른 카메라에 의하면, 전자 셔터 기능을 사용하지 않고, 플리커가 억제된 동화상을 촬상할 수 있다.
또한, 밝기에 따라서 프레임 레이트를 변경하기 때문에, 광전 변환된 전하를 버리지 않고 광범위한 밝기 조건하에서의 촬상이 가능하게 된다. 전자 셔터 기능을 함께 사용할 때는 더욱 광범위한 밝기 조건하에서의 촬상이 가능하게 된다.
본 발명에 의하면, 광전 변환된 전하를 버리지 않고 프레임 레이트의 변경으로, 플리커 대책, 광량 조정을 가능하게 하기 때문에, 플리커 대책에서는 감도의 향상을 도모할 수 있고, 광량 조정에서는 받아들이는 정보량이 커서, 밝을 때의 프레임 레이트를 올릴 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 고체 촬상 소자의 구동 방법 및 카메라의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 구동 방법을 이용한 카메라의 일 실시예를 도시한다. 동 도면은 카메라의 전체의 구성을 도시한다.
본 실시예에 따른 카메라(1)는, 예를 들면, CCD 촬상 소자, CMOS형 촬상 소자 등의 고체 촬상 소자(2)와 이 고체 촬상 소자(2)를 구동하기 위한 구동 펄스를 작성하는 타이밍 발생부(3)와 촬영 장소에서의 조명의 조건(예를 들면, 형광등의 주파수, 조명의 광 강도(밝기) 등), 혹은 옥외에서의 밝기 등을 판정하는 조명 조건/밝기 조건 판정부(4)와 카메라 시스템 신호 처리부(5)를 구비하여 구성된다.
이 카메라(1)에서는 고체 촬상 소자(2)가 타이밍 발생부(3)로부터의 구동 펄스로 구동하여, 그 출력 단자(tout)로부터 화상에 따른 출력 신호가 출력되고, 이 출력 신호가 조명 조건/밝기 조건 판정부(4)에 입력된다. 조명 조건/밝기 조건 판정부(4)에서는 이 출력 신호에 기초하여 촬영 장소의 조명 상태, 혹은 옥외, 실내의 밝기를 검지하고, 또한 그에 따른 고체 촬상 소자(2)의 프레임 레이트를 타이밍 발생부(3)에 지시한다.
예를 들면, 플리커의 원인이 되는 조명의 주파수를 검지하여, 플리커를 억제하는 조건인 2A/n(A는 형광등의 주파수, n은 1, 2, 3 ‥)을 만족하는 프레임 레이트를 타이밍 발생부(3)에 지시한다. 조명의 주파수의 검지는 CCD 촬상 소자의 경우 촬상 영역의 전체의 명암의 주기로부터 검지할 수 있고, CM0S의 경우 밝기가 가로 줄무늬가 되기 때문에 그 개수로 검지할 수 있다.
또한, 밝기를 검지하여, 전하를 버리지 않고 광량 조정할 수 있는 프레임 레이트를 타이밍 발생부(3)에 지시한다. 밝기의 검지는 고체 촬상 소자(2)로부터의 출력 신호가 피크 레벨에 있는 화소의 면적을 검출하여 밝기를 검지한다.
이 조명 조건, 혹은 밝기 조건에 따른 조명 조건/밝기 조건 판정부(4)로부터의 프레임 레이트의 변경 지시는 카메라 시스템 신호 처리부(5)로도 보내진다.
프레임 레이트의 변경이 지시된 타이밍 발생부(3)에서는 지시된 프레임 레이트에 따른 구동 펄스를 작성하고, 이 구동 펄스를 고체 촬상 소자로 보낸다. 고체 촬상 소자에서는 이 구동 펄스에 의해 지시된 프레임 레이트로 구동된다. 고체 촬상 소자(2)로부터의 출력 신호는 카메라 시스템 신호 처리부(5)로도 보내지고, 영상 신호로 변환된다. 카메라 시스템 신호 처리부(5)에는 상술한 바와 같이 조명 조건/밝기 조건 판정부(4)로부터의 프레임 레이트의 지시가 보내지고 영상 신호에 프레임 레이트의 정보도 더해진다. 이렇게 하여, 조명하에서, 혹은 옥내외에서의 동화상 등의 촬상을 양호하게 할 수 있다. 카메라 시스템 신호 처리부(5)로부터 출력된 영상 신호는 소정의 표시 장치, 혹은 녹화 장치에 공급된다.
본 실시예에 의하면, 예를 들면, 형광등 조명하에서 촬상할 때, 고체 촬상 소자(2)로부터의 출력 신호에 의해, 조명 조건/밝기 조건 판정부(4)에서 조명 상태를 검지하고, 예를 들면, 플리커의 원인이 되는 조명의 주파수를 검지하였으면, 조명 조건/밝기 조건 판정부(4)로부터 플리커를 억제할 수 있는 프레임 레이트로 변경하도록 타이밍 발생부(3)에 지시하고, 타이밍 발생부(3)로부터 변경 지시된 프레임 레이트로 이루어지는 구동 펄스를 고체 촬상 소자(2)에 공급함으로써, 고체 촬상 소자(2)로부터는 플리커가 제거되거나 또는 경감된 출력 신호를 얻을 수 있다.
또한, 조명 조건/밝기 조건 판정부(4)에서 피사체가 밝은 상태인지 어두운 상태인지를 검지하면, 조명 조건/밝기 조건 판정부(4)로부터 그 광량에 따른 프레임 레이트로 변경하도록 타이밍 발생부(3)에 지시하여, 예를 들면, 지나치게 밝은 경우에는 프레임 레이트를 올리는 지시를, 어두우면 프레임 레이트를 내리는 지시를 발생하여, 타이밍 발생부(3)로부터 변경 지시된 프레임 레이트의 구동 펄스를 고체 촬상 소자(2)에 공급함으로써, 고체 촬상 소자로부터는 적절한 밝기로 조정된 출력 신호를 얻을 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 카메라(1)에 의하면, 전자 셔터를 사용하지 않고 고체 촬상 소자의 프레임 레이트를 조명 조건에 맞춤으로써, 플리커가 제거되거나 혹은 경감된 동화상을 촬상할 수 있다. 또한, 밝고 어두움에 따라서 고체 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경함으로써, 촬상 소자의 동적 범위를 살린 촬상 조건을 설정할 수 있다. 이에 의해서, 촬상 가능한 밝기 조건(옥외의 밝기 조건, 및 실내의 조명 조건을 포함함)을 확대할 수 있다. 소위 동적 범위의 확대를 도모할 수 있다.
본 실시예에서는, 플리커 대책, 광량 조정에 있어서, 광전 변환된 전하를 버리지 않고 유효하게 활용할 수 있다. 이 때문에, 플리커 대책에 있어서는, 전자 셔터에 의한 경우에 비교하여 감도의 향상을 도모할 수 있다. 광량 조정에 있어서는, 받아들이는 정보량이 크고, 밝을 때의 프레임 레이트를 올릴 수 있다. 또, 프레임 레이트의 상한은 카메라 및 표시 장치, 녹화 장치에서의 구동 주파수가 낮은 쪽으로 결정된다.
프레임 레이트의 상한이라도 밝기가 포화되는 조건하(옥외, 실내의 조명하 등을 포함함)에서는, 전자 셔터의 기능도 함께 사용하여 광량을 조정한다. 이것에 의해서, 더욱 촬상 가능한 밝기 조건(옥외의 밝기 조건 및 실내의 조명 조건을 포함함)을 확대할 수 있다.
현재, 퍼스널 컴퓨터용의 모니터 등에서는 임의의 프레임 레이트를 선택하는 동화상 표시 수단을 구비하는 것이 일반적으로 존재한다. 본 실시예에 따른 고체 촬상 소자의 구동 방법, 혹은 카메라는 이와 같은 임의의 프레임 레이트를 선택하는 동화상 수단을 구비한 표시 장치를 사용하는 경우에 적용하기 적절하다.

Claims (6)

  1. 조명의 주파수에 따라서 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경하는 것을 특징으로 하는, 고체 촬상 소자의 구동 방법.
  2. 밝기에 따라서 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경하는 것을 특징으로 하는, 고체 촬상 소자의 구동 방법.
  3. 밝기에 따라서 촬상 소자의 프레임 레이트의 변경과 전자 셔터의 구동을 함께 행하는 것을 특징으로 하는, 고체 촬상 소자의 구동 방법.
  4. 조명의 주파수에 따라서 고체 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는, 카메라.
  5. 밝기에 따라서 고체 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는, 카메라.
  6. 밝기에 따라서 고체 촬상 소자의 프레임 레이트를 변경하는 기능과 전자 셔터 기능을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 카메라.
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