KR200201912Y1 - 영상적외선탐색기의 영상신호검출회로 - Google Patents

Abstract

본 고안은 영상적외선탐색기의 영상신호검출회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탐지된 물체에서 발산되는 적외선에서 영상신호롤 검출하는 영상신호검출회로에 관한 젓이다. 이 영상신호검출회로는 표적에서 발산되는 적외선 탐지시 다소자 적외선 검광기에 의해 탐지된 적외선 정보에서 영상신호를 검출하기 때문에 표적에 대한 정보를 정확하게 알 수 있을 뿐 만 아니라 주변 배경에 대한 표적 포착 능력이 뛰어난 효과가 있다.

Description

영상적외선탐색기의 영상신호검출회로.

제1도는 종래 기술에 따라 영상적외선탐색기에서 사용된 영상신호 검출회로 블럭도.

제2도는 제1도에 따른 일실시예.

제3도는 본 고안에 따라 영상적외선탐색기에서 사용되는 영상신호 검출회로 블럭도.

제4도는 제3도에 따른 일실시예.

본 고안은 영상적외선탐색기의 영상신호검출회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탐지된 물체에서 발산되는 적외선에서 영상신호를 검출하는 영상신호컴출회로에 관한 것이다.

영상적외선탐색기는, 크게 목표물을 탐색하거나 탐지하는 스캐너와, 상기 스캐너를 통해 탐지된 물체에서 발산되는 적외선을 추출하여 이를 영상정보로 변환시키는 적외선 검광기와, 상기 적외선 검광기에서 출력되는 영상정보에서 목표물에 따른 원하는 영상신호롤 검출하는 영상신호검출회로부와, 상기 영상신호검출회로부에서 검출된 영상신호에서 각종 정보, 에러정보를 검출하는 영상신호처리회로부로 구성된다.

즉, 영상적외선탐색기는 스캐너가 어떤 물체를 탐지해서 적외선을 감지하고 보내면, 적외선 검광기는 상기 적외선을 영상정보로 변화시키고, 영상신호검출회로부는 변환된 영상정보에서 표적신호를 검출하게 된다. 상기 검출된 표적신호는 영상신호처리회로부로 인가되어서 사용자가 필요한 각종 정보, 에러신호를 검출하여 구동부로 전달하므로서, 상기 구동부는 인가되는 신호에 의하여 제어를 받게 된다.

이와 같이 동작되는 영상적외선탐색기에서 본 명세서에서 구현하고자 하는 회로부는 영상신호검출회로부이다.

상기 적외선검광기에서 감지된 영상정보를 실제로 신호처리를 하는 회로는 영상신호처리회로부이지만, 이를 직접 처리하기에는 신호가 미약하고 노이즈도 많이 포함되어 있기 때문에 이러한 불필요한 신호를 제거해서 목표물에 대한 보다 뛰어난 표적신호를 검출하기 위하여 본 고안의 영상신호검출회로부가 구비되는 것이다.

다음은 종래 기술에 따라 사용되었던 영상신호검출회로부를 제1도를 참조하여 설명한다.

먼저 구성을 살펴본다. 특정 물체에서 발산되는 적외선은 레티클(reticle ; 1)로 입력되고, 상기 레티클의 출력은 검광기(3)로 입력된다. 상기 검광기(3)의 출력단자는 증폭기(5)의 입력단자와 접속하고, 상기 증폭기(5)의 출력단자는 믹서(13)의 제1입력단자와 접속한다.

상기 믹서(13)의 출력단자는 증폭/필터부(7)의 입력단자와 접속하고, 상기 증폭/필터부(7)의 출력단자는 출력신호의 이득을 조절하기 위한 자동이득조절부(9)의 입력단자 및 신호검출부(11)의 입력단자와 접속한다. 상기 자동이득조절부(9)는 출력단자를 상기 믹서(13)의 제2입력단자에 접속시키므로, 상기 자동이득조절부(9), 증폭/필터부(7), 믹서(13)는 이득조절을 위한 루프를 형성하는 것이다.

상기 신호검출부(11)는 입력신호에서 원하는 영상신호를 검출하여 출력한다.

그리고 제2도는 제1도에 따른 상세한 회로도를 도시하고 있다.

상기 구성에 따른 영상신호검출회로의 동작을 설명한다.

표적에서 발산되는 적외선은 레티클(1)과 적외선 검광기(3)를 통해 표적신호가 실린 미세한 전기적신호(즉, 이하 '영상신호'라고 한다)로 변환된다. 상기 영상신호로 변환된 신호는 전단증폭기(5)로 입력되어 소정만큼 증폭이 이루어져서 출력된다.

상기 전단증폭기(5)에서 소정만큼 증폭이 이루어진 영상신호는 후단의 신호검출부(11)에서 표적신호의 검출에 용이하도록, 증폭/필터부(7)에서 2차 증폭과 잡음성신호의 제거를 위한 필터링이 이루어진다. 이때 상기 자동이득조절부(9)는 큰 입력신호에 대해서 상기 증폭/필터부(7)의 출력을 다시 증폭/필터부(7)의 입력단으로 피드백(feedback)시켜서 상기 증폭/필터부의 출력신호의 크기가 일정해지도록 조절한다.

상기와 같은 과정을 통해 신호검출부(11)로 입력된 신호에서 표적신호가 검출되는 것이다. 상기 검출된 표적신호는 다음단의 영상신호처리회로부(도시하지 않음)로 인가되어서 필요한 신호처리가 이루어지는 것이다.

그러나 종래의 영상신호검출회로는 표적에서 발산되는 적외선 탐지시 단소자 검광기를 사용하여 신호검출을 하기 때문에 표적이 하나의 점으로만 인식되어 표적에 대한 정확한 정보를 얻기가 어려운 문제점이 있었다.

따라서 본 고안의 목적은 표적에서 발산되는 적외선을 다소자 적외선 검광기로 감지하므로서 표적 포착 능력을 강화할 수 있는 영상신호검출회로를 제공함에 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명한다.

제3도는 본 고안에 따른 영상적외선탐색기의 영상신호검출회로를 도시한 블럭도이다.

먼저 구성을 설명한다. 표적에서 발산되는 적외선은 다소자 적외선 검광기(15)로 입력되고, 상기 다소자 적외선 검광기(15)의 우수 픽셀들에 의한 신호가 출력되는 제1출력단자는 증폭부(25)의 입력단자와 접속한다. 그리그 상기 다소자 적외선 검광기(15)의 기수 픽셀들에 의한 신호가 출력되는 제2출력단자는 제2증폭부(65)의 입력단자와 접속한다.

상기 다소자 적외선 검광기(15)는 내부적으로 128개의 픽설(pixel)들로 구성되어 있으며, 이 픽셀들은 검광기 내부 구조상 64개의 우수 픽셀들과 64개의 기수 픽셀들로 나누어지며, 이에 따라 탐지된 적외선 신호도 우수 픽셀들에 의한 영상신호와 기수 픽셀들예 의한 영상신호로서 두가지 신호가 발생하게 되면, 또한 상기 두 신호 사이에는 시간 지연(3H = 228㎲)이 존재하게 된다. 따라서 실제로 필요할 신호는 시간 지연이 없는 하나의 영상신호이므로 후단에서 두신호의 시간지연을 제거시킨 후 멀티플랙서에 의하여 하나의 신호로 합성하게 된다. 이 부분의 설명은 후단에서 상세히 한다.

상기 입력신호를 신호처리하기에 적정한 소정 크기로 증폭하는 제1증폭부(25)의 출력단자는 입력신호의 최대 크기와 최소 크기의 차를 검출하는 제1클림핑(CLAMPPING)회로(30)의 입력단자와 접속한다. 그리그 상기 클램핑 회로(30)의 출력단자는 입력신호를 샘플링하고 일정시간 유지하는 제1샘플 앤드 홀드(SANPLE AND HOLD)부(35)의 입력단자와 접속한다.

상기 제1샘플 앤드 홀드(35)의 출력단자는 각 픽셀들 사이의 오프셋(OFFSET) 값을 보상하는 제1오프셋보상부(40)의 입력단자 및 차동증폭부(45)의 입력단자에 접속한다.

상기 차동증폭부(45)의 출력단자는 상기 샘플 앤드 홀드(35)와 오프셋보상부(40)에 의해 발생된 DC 오프셋을 제거하기 위한 고역필터(50)의 입력단자와 접속한다. 상기 고역필터(50)의 출력단자는 멀티플렉서(55)의 제1입력단자와 접속한다.

한편, 상기 다소자 적외선 검광기(15)의 기수 픽셀들에 의한 신호가 출력되는 제2출력단자는 신호 처리에 적절한 크기로 신호를 증폭하는 제2증폭부(65)의 입력단자와 접속한다.

상기 제2증폭부(65)의 출력단자는 상기 기수 픽설예 대한 신호의 최대 크기와 최소 크기의 차를 검출하는 제2클탬핑(CLAMPPING)회로(70)의 입력단자와 접속한다. 그리고 상기 클램핑 회로(70)의 출력단자는 입력신호를 샘플링하고 일정시간 유지하는 제2샘플 앤드 홀드(SAHPLE AMD HOLD)부(75)의 입력단자와 접속한다.

상기 제2샘플 앤드 홀드(75)의 출력단자는 각 픽셀들 사이의 오프셋(OFFSET) 값을 보상하는 제2오프셋보상부(85)의 입력단자 및 차동증폭부(80)의 입력단자예 접속한다.

상기 차동증폭부(80)의 출력단자는 상기 우수픽셀에 대한 신흐와의 위상차를 같게 하기 위한 3H 라인 지연부(90)의 입력단자와 접속하고, 상기 3H 라인 지연부(90)의 출력단자는 상기 샘플 앤드 홀드, 오프셋 보상부, 3H 라인 지연부의 DC 오프셋을 제거하기 위한 제2고역필터(95)의 입력단자와 접속한다.

상기 제2고역필터의 출력단자는 상기 멀티플렉서(55)의 제2입력단자와 접속하고, 상기 멀티플렉서(55)는 제1,2입력단자로 입력되는 두 신호를 합성시킨다. 상기 멀티플렉서(55)의 출력단자는 영상신호크기조정부(60)의 입력단자와 접속한다.

더불어 상기 다소자적외선검광기(15), 제1,2클램핑회로(30,70), 제1,2샘플 앤드 홀드(35,75), 멀티플렉서(55), 3H 라인 지연부(90)들이 필요한 시점에서 신호를 출력할 수 있도록 동기를 맞추어 주는 클럭신호가 클럭발생부(20)에서 발생되어 있게된다.

상기 구성에 의한 본 고안에 따른 영상신호검출회로의 동작을 상세히 설명한다.

표적에서 발산되는 적외선은 다소자 적외선 검광기(15)로 입력되어, 우수 픽셀에 대한 영상신호와 기수픽셀에 대한 영상신호로 변환되어 출력된다.이때 상기 두 신호 사이에는 시간 지연(3H = 228㎲)이 존재하게 되며, 상기 다소자 적외선 검광기의 신호처리는 클럭 발생부(20)에서 인가하는 클럭신호에 동기하여 이루어진다.

상기 클럭발생부(20)는 상기 다소자 적외선 검광기 외에도 상기 구성 설명에서 상술하였듯이 다른 회로부로도 클럭신호를 인가하여, 신호 처리의 동기를 조절하도록 한다. 상기 클럭발생부의 핵심 구성 소자는 EPROM인데 필요로 하는 클럭신호의 데이타값을 파일 형태로 EPROM에 입력하고 출력측에서 신호 파형을 획득한다.

상기 우수 픽셀에 대한 영상신호는 제1증폭부(25)로, 기수 픽셀에 대한 영상신호는 제2증폭부(65)로 입력되어, 신호처리에 용이하도록 적정한 크기로 증폭된다.

상기 제1,2증폭부(25,65)의 출력신호는 제1,2클램핑회로(30,70)로 입력된다. 상기 클램핑회로로 입력된 신호는 각 픽셀의 기준준위가 그라운드가 아니라 각 픽셀마다 각기 다른 DC 오프셋 값을 가지고 있으므로, 입력신호의 각 주기의 + 피크값을 일정 간격(1㎲)으로 샘플링을 해서 한주기 동안 유지하고, 상기 샘플링된 값을 -(음)으로, 샘플링이 되지 전원신호 값을 +(양)으로 하여, 두 신호의 차를 출력하므로로서 각 픽셀의 기준 준위가 동일하게 그라운드가 되도록 한다.

상기 클램핑회로의 출력은 제1,2샘플 앤드 홀드(35,75)로 입력되어서 각 주기의 최대치를 샘플링하여 일정기간 유지한다.

상기 제1,2샘플 앤드 홀드의 출력은 제1,2오프셋보상부(40,80)로 입력되는데, 상기 오프셋보상부는 EPROM에 의한 오프셋 파형 발생회로와 차동증폭기로 구성되어, 상기 EPROM에 각 픽셀들의 고유 특성을 인해 발생되는 각 픽셀들의 오프셋값들을 미리 파악하여 그 데이타값을 입력하고, 이로 인해 발생되는 파형을 차동증폭기의 -단자에 입력하는 한편 상기 데이타값을 +단자에 입력하여 그 차를 구해 각 픽셀들의 오프셋값을 보상한다.

상기와 같은 과정을 통해서 오프셋값이 보상된 제1오프셋보상부의 출력신호는 고역필터(50)로 입력되어서, 상기 제1샘플 앤드 홀드(35)와 오프셋보상부(40)예 의해 발생된 DC 오프셋을 제거한다.

그리고 상기 제2오프셋보상부의 출력신호는 3H 라인 지연부(90)로 입력되어서, 상기 다소자 적외선 검광기를 구성하고 있는 우수 픽셀들과 기수 픽셀 들의 공간적 배열에 의해 발생되는 우수 픽셀 영상신호와 기수 픽셀 영상신호 사이의 3H 시간 지연을, 3H 빠른 기수 픽셀 영상신호를 3H 지연시킴으로서 두 영상신호 사이의 위상차를 같게 한다.

상기 3H 라인 지연부(90)의 출력은 고역필터로 입력되어, 상기 제2샘플 앤드 올드(75), 오프셋 보상부(85), 3H 라인 지연부(90)에 의해 발생된 DC 오프셋을 제거한다.

상기 제1,2고역 필터의 출력신호는 멀티플렉서(55)로 입력되어, 하나의 영상신호로 합성된다. 상기 멀티플렉서의 출력신호는 영상신호크기조정부(60)로 입력되어서, 신호 처리하기에 적당한 크기로 조절되어 출력된다.

상기와 같은 과정을 통해서 검출된 영상신호는 영상 적외선 탐색기의 영상신호처리회로부(도시하지 않음)으로 인가되어 각종 정보, 에러신호를 검출하게 되는 것이다.

그리고 제4도에 제3도에 따른 상세한 회로도를 일실시예로서 도시하고 있다.

이상 상술한 바와 같이 본 고안에 따른 영상신호검출회로는 표적에서 발산되는 적외선 탐지시 다소자 적외선 검광기에 의해 탐지된 적외선 정보에서 영상신호를 검출하기 때문에 표적에 대한 정보를 정보를 정확하게 알 수 있을 뿐 만 아니라 주변 배경에 대한 표적 포착 능력이 뛰어난 효과가 있다.

Claims (1)

1. 각 회로에 제공하기 위한 기준클럭신호를 발생하는 클럭발생기(20)와; 표적에서 발산되는 적외선을 입력하고, 상기 클럭발생기의 클럭신호에 동기하여 우수픽셀에 대한 영상신호와 기수픽셀에 대한 영상신호로 변환시켜 출력하는 다소자 적외선 검광기(15)와; 상기 클럭발생기의 클럭신호에 동기하여, 각 픽셀들의 최대크기와 최소크기의 차를 검출하는 제1,2클램핑회로(30,70)와; 상기 클럭발생기의 클럭신호에 동기하여, 상기 제1,2클램핑회로의 출력을 입력하고, 각 주기의 최대치를 샘플링하여 일정기간 유지하는 제1,2샘플 앤드 홀드(35,75)와; 상기 제1,2샘플 앤드 홀드의 출력을 입력하고, 각 픽셀들의 오프셋값을 보상하는 제1,2오프셋보상부(40,85)와; 상기 제1오프셋보상부(40)의 출력을 입력하고, 상기 제1샘플 앤드 홀드(35)와 오프셋보상부(40)에 의해 발생된 DC 오프셋을 제거하는 고역필터(50)와; 상기 클럭발생부의 클럭신호에 동기하여, 상기 제2오프셋보상부(85)의 출력을 입력하고, 상기 입력신호인 기수 픽셀 영상신호를 3H 지연시킴으로서 우수 영상신호와 사이의 위상차를 같게하는 3H 라인 지연부(90)와; 상기 3H 라인 지연부의 출력을 입력하고, 상기 제2샘플 앤드 홀드(75), 오프셋 보상부(85), 3H 라인 지연부(90)에 의해 발생된 DC 오프셋율 제거하는 제2고역필터(95)와; 상기 클럭발생기의 클럭신호에 동기하여, 상기 제1,2교역 필터의 출력신호를 입력해서 하나의 영상신호로 합성하는 멀티플렉서(55)와; 상기 멀티플렉서의 출력신호를 입력해서, 신호 처리하기에 적당한 크기로 조절되어 출력하는 영상신호크기조정부(60)로 구성한 것을 특징으로 하는 영상적외선탐색기의 영상신호검출회로.