KR890004225B1 - 칼라온도검출장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

칼라온도검출장치

제 1 도는 종래 칼라온도검출장치의 구성을 도시하는 사시도.

제 2 도는 또다른 종래 칼라온도검출장치의 구성을 도시하는 사시도.

제 3 도는 본 발명의 일실시예에 대한 구성도.

제 4 도는 본 발명의 일실시예에 사용되는 집광기의 구성을 도시하는 사시도.

제 5 도는 본 발명의 다른 실시예에 사용되는 집광기의 구성을 도시하는 사시도.

제 6(a) 도는 본 발명의 또다른 실시예에 사용되는 집광기의 구성을 도시하는 사시도.

제 6(b) 도는 제 6(a) 도에 도시한 집광기의 평면도.

제 7(a) 도는 본 발명의 또다른 실시예에 사용되는 집광기의 구성을 도시하는 사시도.

제 7(b) 도는 제 7(a) 도에 도시한 집광기의 평면도.

제 8 도는 제 4 도에 도시한 집광기의 단면도.

제 9 도는 본 발명의 또다른 실시예에 사용되는 집광기의 단면도.

제 10 도는 포토다이오우드의 스팩트럼감도 특성을 나타내는 그래프.

제 11 도는 칼라유리필터의 스팩트럼투과특성을 나타내는 그래프.

제 12 도는 본 발명의 또다른 실시예에 사용되는 집광기의 구성을 나타내는 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

8 : 집광기 9, 10 : 광전변환기

11 : 입사광 12, 13 : 광입사창

14, 15 : 광출사창 16 : 적색광투과필터

17 : 청색광투과필터 18 : 호울더

19 : 칼라온도판별유닛 20 : 출력신호

21, 22 : 집광각도 34, 35 : 수광면

36 : 구멍의 깊이 37, 38 : 중심축

39, 40 : 포토다이오우드 57, 58 : 대수압축기

59 : 미분증폭기 60 : 기준전압발생기

본 발명은 칼라비데오 카메라의 백색밸런스 조정장치용 조명광센서로 사용될 수 있는 칼라온도검출장치에 관한 것이다.

주지하는 바와같이, 칼라비데오카메라에 있어서 백색밸런스조정은 필요불가결한 조정기능중의 하나이다. 일반적으로, 백색밸런스의 조정은 백색피사체를 촬영하여서 행하게 되며, 카메라에 의해 얻어지는 3원색을 나타내는 전기신호의 밸런스는 백색영상이 텔레비젼수상기에 나타나도록 하여 조정한다. 그러나 간단한 비데오 카메라에 있어서는 조작성을 양호하게 하기 위하여 사용자에 의한 조작이 없이도 조명광을 계속적으로 검출하여 자동적으로 백색밸런스를 조정할 수 있는 완전자동조정기능이 요구되고 있다. 이와같이 조명광의 변화에 따라 자동백색밸런스조정을 행하는데 있어서는 비데오카메라의 촬상기능과는 별도로 조명광의 성질(괄량이 아니고, 광색 또는 3원색의 비율)을 검출할 수 있는 조명광센서가 필요하다.

이러한 조명광센서로는, 일본국 특허공보 소 48-106743호, 소 54-39046호 및 소 57-107296호와 일본국 실용신안공보 소 57-4354호, 소 57-152808호 및 소 58-6465호를 들 수 있다.

다음은 첨부된 도면을 참조하여 종래의 백색밸런스 조정용 칼라온도검출장치를 설명하겠다. 제 1 도는 일본국 공개특허공보 소 57-107296호에 기재된 종래 칼라온도검출장치의 일례를 도시한다. 모든 촬상조건하에 백색밸런스조정용 기준백색광을 얻기 위해서는 피사체 주위의 모든 빛을 집광하는 것이 필요하다. 제 1 도의 칼라온도 검출장치는 광확산판(1)(유백색판)을 사용한다. 광확산판(1)을 통과한 빛은 적색광투과필터(2) 및 청색투과필터(3)를 거쳐 2개포토다이오우드(4)(5)상에 각각 입사된다. 광전다이오우드가 발생하는 전기신호는 신호처리회로에 의해 처리된 다음, 입사광중 적색광과 청색광간의 광량의 비율에 대응하는 신호로 전환되고, 이 신호는 칼라온도검출장치의 출력신호로서 주어진다.

상술한 구성에 있어서는 몇 가지 문제점이 있다. 첫째, 피사체주위의 빛을 집광하는데 있어서 집광각도에 대한 구조적제한이 없기 때문에, 집광각도는 광학산판의 확산특성에 의해 결정되는 비교적 큰 각도로 된다. 최적집광각도는 촬상조건에 따라 변한다. 예컨대, 실내에서 실외의 전경을 촬영할때와 같이 시각이 비교적 좁은 원거리전경을 촬용할 경우에, 제 1 도의 칼라온도검출장치는 실내의 빛을 포함한 넓은 영역으로부터 입사되는 빛을 집광하게되고, 그 결과 부자연스러운 백색밸런스조정이 이루어진다. 따라서, 실용시의 집광각도는 조망각도와 일치하는 각도로 제함되어야하나, 제 1 도의 칼라온도 검출장치로는 이것이 불가능하였다. 둘째, 광확산판은 광량의 대량 손실을 유발하기 때문에 조명광이 적은 촬상조건하에서는 조명광의 검출이 불가능하다. 제 2 도는 일본국 실용신안공보 소 59-6465호에 기재된 또다른 종래의 칼라온도검출장치를 도시한 것으로, 이 칼라온도 검출장치에 있어서는 광확산판(6)을 원통(7)으로 둘러싸서 집광각도를 제한하게 된다. 그러나 이 경우에 있어서도 2개의 포토다이오우드(4)(5)에 각각 입사되는 대각선입사광량이 서로 불균형을 이루기 때문에 조명광의 칼라온도를 정확히 검출하는 것이 불가능하다.

따라서, 본 발명의 주목적은 집광각도의 적절한 제한에 의하여 간단한 구성으로 칼라온도를 정확히 검출할수 있고 광전소자간의 경사입사광량의 불균형이 해소된 칼라온도검출장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 집광기 및 광전소자의 형상오차 또는 치수오차에 관계없이 안정된 칼라온도검출성능을 가지는 칼라온도 검출장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 주위온도의 변화에 관계없이 칼라온도의 정확한 검출을 할 수 있는 칼라온도 검출장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 칼라온도검출장치는, 일정한 방향을 향해 동일형상으로 병렬배치된 다수의 광입사창과 입사광이 서로 홉합되지 않고 개별적으로 출사되도록 상기 일정방향을 향해 동일형상으로 병렬배치된 다수의 광출사창을 가지는 집광기와, 상기 다수의 광출사창을 통과한 빛이 각각 광전소자에 입사되게 할 수 있는 구조를 가진다.

각각의 광출사창의 면적은 광전소자의 대응수광부의 면적보다 좁게 되어있는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 칼라온도검출장치는 광전소자로부터의 전기신호를 받아서 입력전기신호간의 비율에 대응하는 전기신호를 발생하는 칼라온도판별유닛을 가진다. 상기 칼라온도판별유닛은 온도변화로 인한 오차를 보상하기 위한 온도보상회로를 포함한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시예를 상세히 설명하겠다.

제 3 도에 도시한 실시예는 2개의 광전변환기를 가진다. 제 3 도에 있어서, 집광기(8)와 광전변환기(9)(10)는 단면도로 도시한다. 집광기(8)는 입사광(11)을 향하고 있는 광입사창(12)(13)과 광전변환기(9)(10)을 향하고 있는 광출사창(14)(15)을 가진 2개의 동일형상의 구멍으로 구성된다. 입사광은 광입사창(12)(13)을 통하여 집광기(8)로 입사된 다음, 2개의 구멍을 통과하여 광출사창(14)(15)의 밖으로 출사된다. 광입사창과 광출사창사이에는 적색광투과필터(16)와 청색광투과필터(17)가 각각 배치된다. 광전변환기는 호울더(18)상에 병렬로 배열된 포토다이오우드이다. 포토다이오우드는 입사광을 전기신호로 변환한다. 이 전기신호는 칼라온도판별유닛(19)에 의해서 처리된다. 칼라온도판별유닛(19)은 입력전기신호의 비율과 일치하는 출력신호(20)를 제공한다. 출력신호는 비데오카메라의 백색밸런스를 조정하기 위한 제어신호로서 이용된다. 칼라온도판별유닛(19)의 구성에 관하여는 후에 상세히 설명한다.

집광각도(21)(22)는 광출사창의 크기, 구멍의 깊이 및 포토다이오우드의 수광부의 칩사이즈에 의해서 결정된다. 집광기는 구멍의 종축이 비데오카메라에 부착된 촬상렌즈의 광축과 평행을 이루도록 배치된다. 비데오카메라를 정상적인 촬상조건에 맞추고 그것을 전방, 즉 피사체쪽에서 보면, 2개의 광입사창은 동일한 모양을 가진다. 따라서, 입사광이 광입사창의 내부로 경사지게 입사된다 할지라도 각각의 포토다이오우드에 입사되는 광량은 서로 같다. 더우기, 광확산판을 사용하지 않기 때문에 광량의 손실이 최소한으로 감소된다. 그러나, 이러한 구성에 의하면, 비교적 짧은거리에서 집광기에 대하여 대각선 방향으로 강렬한 광원이 위치할 경우에, 2개의 포토다이오우드는 입사광량에 있어서 균형을 잃게된다. 하지만, 피사체는 비데오 카메라로부터 1m이내에 위치하는 경우가 드물고, 강렬한 광원도 역시 비데오 카메라와 비데오카메라로부터 비교적 근거리에 있는 피사체와의 사이에 위치하는 경우가 드물다. 따라서, 이러한 구성은 실용상 어떠한 문제도 유발하지 않는다.

제 4 도는 본 발명의 다른 실시예에 사용되는 집광기와 광전변환기를 도시한다. 이 실시예에 있어서, 광전변환기는 포토다이오우드이다. 포토다이오우드의 호울더는 제 4 도에 도시하지 않았다. 직육면체로 된 집광기(24)는 2개의 사각형구멍을 가지며, 이 사각형구멍에는 입사광을 향하는 광입사창(26)(27)과 포토다이오우드(28)(29)를 향하는 광출사창(30)(31)이 각각 착설된다. 입사광은 광입사창을 통하여 구멍내로 진입하여 광출사창을 통과한 다음, 청색광투과필터(32)와 적색투과필터(33)를 거쳐 포토다이오우드(28)(29)상에 입사된다. 포토다이오우드(28)(29)는 입사광을 전기신호로 변환한다. 이때, 집광각도는 포토다이오우드(28)(29)의 수광면(34)(35)의 사이즈, 구멍의 깊이(36) 및 광입사창(26)(27)의 사이즈에 의해서 결정된다. 이 실시예에 있어서, 광입사창과 광전변환기와의 사이에는 칼라필터가 배치되지만, 그 기능은 제 3 도의 실시예와 동일한다.

제 5 도에 도시한 또다른 실시예는 원형광입사창과 원형광출사창을 가진다. 이 실시예의 집광성능도 제 4 도에 도시한 실시예의 집광성능과 동일하다.

제 4 도 및 제 5 도의 실시예에 있어서, 광입사창과 광출사창의 사이즈 및 형상은 서로 동일하지만, 대응하는 광입사창, 광출사창 및 포토다이오우드의 중심축이 중심축(37)(38)상에 정렬되기만하면, 광입사창과 광출사창의 사이즈 및 형상이 상이해도 된다. 더우기, 제 4 도 및 제 5 도의 실시예에 있어서는 광입사창 및 광출사창의 형상이 원형 또는 사각형이지만, 이러한 형상이 한정적인 것은 아니며, 광입사창들이 서로 동일한 사이즈 및 형상으로 되어있고, 광출사창들이 서로 동일한 사이즈 및 형상으로 되어있기만 하면 어떠한 형상으로해도 무방하다.

제 6(a) 도, 제 6(b) 도, 제 7(a) 도, 제 7(b) 도는 집광기 및 광전변환기를 병형시킨 본 발명의 또다른 실시예를 도시한다. 이 실시예는, 집광기의 형상에 오차가 있고 기계가공이 정확히되지 않았거나 포토다이오우드의 치수에 오차가 있다 할지라도 조명광을 정확히 검출할 수 있다.

제 8 도는 제 4 도에 도시한 집광기의 단면도이다. 이 도면에서 보는바와 같이, 수광부(41)(42)는 각 포토다이오우드(39)(40)의 중심부에 위치하지 않는다. 따라서, 각개의 중심출(44)(45)과 그에 대응하는 수광부의 중심축(46)(47)은 정렬되지 않아서 집광각도(48)(49)의 크기 및 방향이 달라진다. 그 결과, 입사광이 대각선방향에서 집광기로 입사될 경우에는, 포토다이우드(39)(40)의 입사광향이 불균형을 이루게된다. 제 8 도의 실시예에 있어서 중심축이 편위만을 생각할 경우에는, 실용상 포토다이오우드(39)(40)의 위치오차, 포토다이오우드의 형상에 대한 수광부의 위치오차, 또는 수광부의 정위치로부터의 편위, 기울기, 각 이탈등이 발생할 수도 있다. 그러므로, 각 부품들을 정확히 가공하여 조립하지 않으면, 빛이 대각선 방향으로 집광기에 입사될경우에 2개의 포토다이오우드는 입사광량에 있어서 불균형을 이루게된다. 따라서 이러한 구성의 집광기는 칼라온도탐지기로서 비데오카메라에 실용화될 수 없다. 제 6(a) 도는 집광기 및 광전변환기유닛의 형상을 도시하는 사시도이고, 제 6(b) 도는 제 6(a) 도의 집광기를 피사체측에서 본 정면도이다. 포토다이우드(28)(29)의 수광부(34)(35)의 사이즈는 광출사창(50)(51)의 사이즈보다 크다. 따라서, 포토다이오우드의 수광면의 실제 사이즈는 광출사창의 사이즈와 동일하고, 그 결과, 수광면의 포토다이오우드의 조립공차내에서 위치오차를 가지더라도 2대의 포토다이오우드간의 입사광량은 거의 균형을 이루게된다. 광입사창 및 광출사창의 형성정밀도와 위치정밀도는 집광기를 주조로 성형하므로써 비교적 쉽게 맞출 수 있다. 집광각도는 광입사창의 사이즈, 광출사창의 사이즈 및 광입사창과 광출사창간의 거리에 의해서만 결정되기 때문에, 그것의 설계는 극히 간단하다.

제 7(a) 도는 본 발명의 또다른 실시예에 대한 사시도이다. 직육면체형 집광기(24)는 크기가 같은 2개의 원형입사창(26)(27)과 크기가 같은 2개의 원형출사창(52)(53)을 가진다. 이 실시예에 있어서 집광기(24)를 제외한 나머지 구성은 제 6(a) 도에 도시한 실시예의 구성과 동일하다. 제 7(b) 도는 제 7(a) 도에 도시한 집광기(24)를 피사체측에서 본 정면도이다. 광출사창(52)(53)의 사이즈는 포토다이오우의 수광면의 사이즈보다 훨씬 적다. 그러므로, 포토다이오우드의 형상 및 조립오차는 수광면의 실제 사이즈에 거의 영향을 미치지 않는다. 더우기, 이 실시예의 원형입사창 및 원형출사창은 주조에 의하지 않더라도 다른 성형방법에 의해서 비교적 정확하고 용이하게 성형할 수 있다.

이상에서는 광전소자로서 포토다이오우드를 사용하는ㄴㄴ 본 발명의 대표적인 실시예를 설명하였지만, 광전변화기능을 갖는 것이기만 하면 포토다이오우드 대신에 어떠한 광전소자를 사용하여도 무방하다.

이상의 설명에서 명백히 알 수 있는바와 같이, 적색광투과필터와 청색광투과필터는 광출사창과 포토다이오우드사이, 도는 광입사창과 광출사창사이에 배치하여서 동일한 집광기능을 가지게 할 수도 있다.

제 9 도는 본 발명의 또다른 실시예에 사용되는 집광기의 광전변환 유닛의 형상을 도시하는 단면도이다. 이 실시예에 있어서, 제 3 도의 포토다이오우드의 집광기(8)을 파지하기 위한 호울더(18)는 단일의 집광기(54)와 일체로 형성된다. 이 구성에 의하면 호울더의 위치를 조정하거나 호울더(18)과 집광기(8)를 접착제로 접찰할 필요가 없으므로 칼라온도검출장치의 생산 및 조립이 용이하다.

다음은 제 3 도를 참조하여 본 발명의 목적중 하나를 달성하기 위한 조치, 즉 온도변화에 대한 센서출력신호의 안정화에 관하여 설명한다. 광전변환기(9)(10)의 출력신호(55)(56)는 각각 기호 I_R과 I_B로 표시된다. 칼라온도판별유닛(19)은 제 1 대수압축기(57),, 제 2 대수압축기(58), 미분증폭기(59) 및 기준전압발생기(60)로 구성된다. 전기출력신호 I_R과 I_B는 각각 작동증폭기(61)(62)와 다이오우드(63)(64)를 가지는 제 1 대수압축기(57) 및 제 2 대수압축기(58)로 전해진다. 다이오우드(63)(64)의 순방향전압(V_F)과 순방향전류(I_F)간의 관계는 하기식으로 표시된다.

IF=Ig·exp(qVF/kT)

상기식에서는 Ig는 역포화전류이고, q는 기본전기량이고, k는 볼쯔만 상수이고, T는 절대온도이다. 이 식을 이용하면, 기호 VR 및 VB로 표시되는 출력신호(65)(66)는 다음식으로 나타낼 수 있다.

VR=VS-VFR=VS-(kT/q)·loge(IR/IS)

VB=VS-VFR=VS-(kT/q)·loge(IB/IS)

상기식에서 VFR, VFB는 각각 다이오우드(63)(64)의 순방향 전압이고, VS는 단자(67)에 인가되는 기준전압이다.

출력신호(VR)(VB)는 작동증폭기(68)와 저항(70)(71)(72)을 가지는 미분증폭기(59)로 공급된다. 미분증폭기(59)는 출력신호 VR과 VB간의 차이에 상당하는 기호 V0의 미분신호(20)를 제공한다. 미분증폭기(59)의 이득을 G라 할때, 미분신호 V0는 다음식으로 표시된다.

V0=G(VR-VB)=G·(kT/q)·loge(IB/IR)+VP [1]

상기식에서 VP는 단자(73)에 인가된 기준전압이다.

상기 식[1]로부터 명백히 알 수 있는 바와같이, 미분신호 V는 전류신호 I과 I간의 비율에 비례한다. 그러므로, 미분신호 V0 명광의 광량과는 관계가 없고 조명광의 칼라에 관계된다. 그러나, 상술한 구성에 있어서는 온도변화를 다룰 적절한 수단이 없기 때문에, 백색밸런스를 조정하기 위한 칼라온도검출장치로서 이 구성을 실용화하기는 곤란하다. 온도변화로 인한 출력신호 V0 변화요인은 다음과 같다.

①작동증폭기의 오프셋전압 및 바이어스전류의 온도에 의한 변화와, 저항의 온도에 의한 변화 및 고유의 변화.

②다이오우드(63)(64)의 고유온도특성.

③포토다이오우드특성과 칼라필터특성의 온도에 의한 변화.

상기 원인 ①과 관련된 부푼성능의 온도에 의한 변화는 불가피한 것이기 때문에, 출력신호의 변화를 감소시키기 위해서는 회로설계를 최적화하고 부품선택에 신중을 기하는 것이 부엇보다 중요하다. 상기 원인 ②에 있어서는, 절대온도(T)가 출력신호에 직접적인 영향을 주기는 하지만, 출력신호는 절대온도에 비례하여 변화하는 것이기 때문에 온도보상이 비교적 용이하다. 예컨대, 미분 증폭기(59)의 이득(G)은 저항(69)(70)과 저항 (71)(72)간의 비율에 따라 변화하므로, 온도보상저항(이하 "온도감지저항"으로 칭함)을 저항(69)(70으로 사용할 경우에는, 상기 이득(G)을 온도상승에 따라 직접적으로 감소시켜서 kT/q값의 온도에 의한 변화를 방지할 수 있고, 그에 따라 출력신호 V0는 온도변화에 관계없이 안정화된다. 포토다이오우드와 칼리필터의 특성이 온도에 의하여 변화하는 결과, 출력신호 V0를 변화시키게 되는 상기 원인 ③에 있어서는, 부품에 따라서로 다른 온도보상수단을 필요로하기 때문에, 아직 이렇다 할만한 온도보상 방법이 제안된바 없다. 비데오카메라용 칼라온도검출장치는 직사광선 등과 같은 강렬한 조명을 받거나 온도조건의 범위가 넓은 경우에도 작동이 안정되고 내구성이 있어야 한다. 따라서, 신뢰성이 높은 칼라유리필터를 칼라필터로서 사용해야 한다.

그러나 칼라유리필터의 스펙트럼투과율은 온도에 따라 변화한다. 그럼에도 불구하고, 아직까지는 온도에 의한 스펙트럼투과특성의 변화를 보상하기 위한 수단이 제안된바 없기 때문에 종래의 구성은 실용성이 결여된 상태로 남아있다.

제10도는 포토다이오우드(9)(10)의 스팩트럼감도특성의 일례를 도시한다. 주로 가시광선에 감응하는 포토다이오우드 또는 주로 적외선 및 가시광선에 감응하는 통상의 실리콘 포토다이오우드는 적외선흡수필터와 병용된다. 제11도는 칼라유리필터(16)(17)(곡선 74와 75)의 스팩트럼투과특성의 일례를 도시한다. 적색광투과필터 및 청색투과필터는 투과율이 높고, 광량의 손실이 적으며, 두 가지 특성을 용이하게 구분할 수 있는 것으로 선택해야 한다.

비데오카메라의 3원색 분리특성을 고려할때, 청색광으로부터 적색광을 분리하는 경계광파장은 550nm정도이다. 따라서, 파장 550nm의 빛에 대한 투과율이 약 50%인 필터(74)를 적색유리필터로 사용한다. 파장이 500nm 이하인 빛을 투과시키는 적색광투과필터(75)는 청색유리필터로서 사용된다. 제 1 광전변환기 및 제 2 광전변환기는 상술한 포토다이오우드와 칼라필터를 사용하여 구성한다.

온도에 의한 포토다이오우드(9)(10) 및 칼라필터(74)(75)의 특성 변화를 면밀하게 검사하였다. 포토다이오우드(9)(10)에 최대스펙트럼 감도값에 대응하는 광파장은 온도에 따라 변화하였으며, 일반적인 감도도 온도에 따라 변화하였다. 그러나, 스펙트럼감도 특성곡선의 상대적인 변화는 중요한 것이 아니며, 대부분의 경우에 있어서 상기 변화가 출력신호 V0에 미치는 영향은 무시할 수 있을 정도로 작았다. 제11도에 도시한 바와같이, 칼라필터(74)의 투과파장범위는 온도상승에 따라 화살표방향으로 이동한다. 이러한 변화는 포토다이오우드의 감도가 가장 큰 파장범위내에서 발생하기 때문에, 그 영향은 현저하게 나타난다. 온도상승은 칼라필터의 투과파장범위를 장파장범위쪽으로 이동시키는 원인이 되고, 그렇게되면 포토다이오우드에 입사되는 광의 파장범위가 좁아져서 적색광선에 대한 감도는 청색광에 대한 감도에 비해 약화된다. 상술한 식[1]로부터 알수 있는 바와같이, 적색광에 대한 감도의 저하는 출력신호 IR의 감소원인이 되고, 이때 칼라온도검출장치의 출력신호의 크기는 log(IB/IR)에 비례하여 증가한다. 온도에 대한 출력신호의 증가모우드는 거의 선형이다. 따라서 출력신호 V0는 기준전위신호를 온도상승율과 동일한 비율로 감소시켜서 상술한 변화를 보상하므로써 안정화할 수 있다.

제 3 도에 도시한 회로는 온도감지저항(76), 저항(77)(78) 및 기준전위신호(73)를 발생키 위한 기준전압발생기(60)로서의 작동증폭기(79)를 가진 임피던스변환기를 이용하여 온도보상특성의 가변적인 설계를 가능케한다.

제 3 도의 실시예에 있어서는, 각 포토다이오우드(9)(10)와 다이오우드(63)(64)의 극성을 변환하고 칼라필터(16)(17)를 서로 교환하더라도, 출력신호(20)는 상술한 식[1]로 표시할 수 있기 때문에 제 3 도에 도시한 온도보상방법을 채용할 수 있다. 더우기, 출력신호(20)는 log(IR/IB)에 비례하므로, 포토다이오우드(9)(10)와 다이오우드(63)(64)의 극성을 변환할 경우에 있어서 온도에 의한 칼라필터의 특성변화가 출력신호에 미치는 영향은 저항(76)(77)과 저항(78)를 서로 교환하므로써 보상할 수 있다. 또, 제 3 도의 실시예에 있어서 칼라필터(16)(17)를 서로 교환할 경우에 출력신호(20)는 log(IR/IB)에 비례하게 되므로, 상술한 방식으로 기준전압발생기(60)의 저항을 서로 교환하기만 하면 온도에 의한 칼라필터의 변화를 보상할 수 있다. 저항(77) 또한 저항(78)이 가변저항일 경우에는 온도보상 뿐만 아니라 대수 압축기(57)(58) 및 미분증폭기(59)의 오프셋조정까지도 가능하다.

이상에서는 본 발명을 2세트의 광전변환기를 사용하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이러한 구성에 국한되지 않고 3개이상의 광전변환기를 가진 구성에도 적용될 수 있다. 제12도 3세트의 광전변환기를 가지는 집광기의 구성을 도시한다. 제12도를 참조하면, 집광기(79)는 병렬로 배치된 동일형상의 광입사창(80)(81)(82)과 병렬로 배치된 동일형상의 광출사창(83)(84)(85)으로 구성된다. 입사광은 광출사창(83)(84)(85)을 통과한다음, 칼라필터(86)(87)(88)를 지나서 포토다이오우드(89)(90)(91)상에 각각 입사된다. 포토다이오우드(89)(90)991)에 입사되는 각각의 광량은 그에 대응하는 전기신호로 변환된다. 집광각도와, 광손실량등의 집광기의 특성에 대한 설계는 2세트의 광전변환기를 가지는 집광기의 설계와 동일하다. 칼라필터도 역시 2세느의 광전변환기를 가지는 집광기와 마찬가지로 광입사창과 광출사창사이에 배치된다. 더우기, 광투과창의 형상은 제12도에 도시한 바와같은 직사각형에만 국한되는 것이 아니고, 광입사창과 광출사창의 형상이 서로 같기만 하면 어떠한 형상으로해도 무방하다. 또, 2세트의 광전변환기를 가진 집광기와 마찬가지로, 광출사창을 포토다이오우드(89)(90)(91)의 수광면(92)(93)(94)보다 작은 형상으로 성형하면 고정밀도의 집광기능이 얻어진다. 3세트의 광전변환기를 사용할 경우에는, 적색, 녹색, 청색의 3원색을 투과시키는 3개의 칼라필터를 착설한다. 이와같이 3개의 칼라필터를 사용할 경우에, 칼라온도판별유닛(19)은 3개의 전기입력신호를 받아서 그 입력신호의 비율에 대응하는 신호를 발생기키도록 설계된다.

이상의 설명에서 주지하는 바와같이, 본 발명에 따른 칼라온도검출장치는 동일형상으로 병렬배치된 일련의 광입사창과 동일형상으로 병렬배치된 일련의 광출사창 및 일련의 광전변환기를 가진 집광기로 구성되며, 입사광을 광입사창 및 광출사창을 통하여 대응 광전변환기 상에 분리 입사시키도록 되어 있다.

이러한 본 발명의 구성에 의하면, 칼라온도검출장치의 제조가 비교적 용이하고, 광입사창과 광출사창간의 거리 및 광입사창의 사이즈만을 변화시키면 집광각도를 쉽게 조정할 수 있는데다가, 광학산판을 제거하므로써 손실광량을 감소시킬 수 있고, 광전변환기 사이의 입사광량의 불균형이 최소화되는 효과를 제공한다. 또, 광출사창의 사이즈가 광전변환기의 수광면의 사이즈보다 작을 경우에는, 광전변환기의 수광면의 형상이 광출사창의 형성과 동일하다. 따라서, 대각선방향의 입사광에 의해 야기되는 광전변환기 사이의 입사광향에 있어서의 불균형은 최소한으로 해소되고, 집광각도는 광입사창의 사이즈, 광출사창의 사이즈 및 광입사창과 광출사창간의 거리를 선택적으로 결정하므로써 적당히 조정할 수 있다. 더우기, 적색유리 필터와, 청색유리필터와, 조명광을 2개의 전기신호로 변환하는 포토다이오우드와, 대수압축기와, 상기 2개의 전기신호간의 비율을 검지하는 미분증폭기를 가진 구성에 있어서는, 온도변화로 인한 칼라필터의 특성변화로 야기되는 조명광검출신호의 변화량을 미분증폭기의 기준전위를 변화시켜서 보상하므로써 가변적인 온도조건하에서도 안정된 조명광의 검출을 행할 수 있다. 따라서, 본 발명을 비데오카메라의 백색밸런스 조정용 칼라온도검출장치에 응용하면, 가변적인 온도조건하에서도 극히 안정된 조정이 가능하게 된다.

Claims (10)

1. 일정방향을 향해 병렬배치된 동일형상을 가지는 일련의 광입사창(12, 13)과 각각의 광입사창으로 입사된 입사광이 서로 혼합됨이 없이 개별적으로 출사되도록 상기 대응입사창과 평행하게 병렬배치된 동일형상을 가지는 일련의 광출사팡(14, 15)으로 구성된 집광수단(8)과, 광출사창(14, 15)을 통과한 출사광을 전기신호로 변환하는 일련의 광전변환수단(9), (10)과, 상기 광전변환수단에 의해 주어지는 전기신호를 받아서 피사체주위의 평균광칼라에 대응하는 신호를 발생시키는 칼라온도판별수단(19)을 구비하여서된 것을 특징으로 하는 칼라온도검출장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광전변환수단은 포토다이오우드(9, 10)이고, 상기 광출사상(14, 15)의 면적은 포토다이오우드의 수광부(34, 35)의 면적보다 작은 것을 특징으로 하는 칼라온도검출장치.
3. 일정방향을 향해 병렬배치된 동일형상을 가지는 2개의 광입사창(12, 13)과 각각의 광입사창으로 입사된 입사광이 서로 혼합됨이 없이 개별적으로 출사되도록 상기 대응입사창과 평행하게 병렬배채된 동일 형상을 가지는 2개의 광출사창(14, 15)으로 구성된 집광수단(8)과, 광출사창을 통과한 출사광을 전기신호로 변환하는 제 1 광전변환수단(9) 및 제 2 광전변환수단(10)과, 2개의 광전변환수단에 의해 주어지는 전기신호를 받아서 피사체주위의 평균광칼라에 대응하는 신호를 발생시키는 칼라온도판별수단(19)을 구비하여서된 것을 특징으로하는 칼라온도검출장치.
4. 제 3 항에 있어서, 광입사창(12, 13)중의 하나와 그에 대응하는 광출사창(14, 15)중의 하나와 이 사잉에는 적색광투과필터(16) 또는 청색광투과필터(17)가 배치된 것을 특징으로 하는 칼라온도검출장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 적색광투과필터(16) 또는 청색광투과필터(17)는 광출사창(14, 15)중의 하나오 그에 대응하는 광전변환수단(9, 10)의 하나와의 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 칼라온도검출장치.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 광전변환수단(9, 10)은 포토다이오우드(28, 29)이고, 상기 광출사창(14, 15)의 면적은 포토다이오우드의 수광부(34, 35)의 면적보다 작은것을 특징으로 하는 칼라온도검출장치.
7. 제 3 항에 있어서, 상기 칼라온도판별수단(19)은, 제 1 및 제 2 광전변환수단(9, 10)으로부터의 출력신호를 각각의 대수신호로 변환하는 제 1 대수압축기(57) 및 제 2 대수압축기(58)와, 제 1 대수압축기 및 제 2 대수압룩기로부터의 대수신호를 받아서 대수신호간의 차이를 검출하는 미분증폭기(59)와, 미분증폭기에 기준전위신호를 공급하는 기준전압발생기(60)로 구성된 것을 특징으로 하는 칼라온도검출장치.
8. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 광전변환수단(19)은 주로 청색광만을 투과시키는 칼라유리필터(17)와 하나의 포토다이오우드로 구성되고, 상기 제 2 광전변환수단(10)은 주로 적색광만을 투과시키는 칼라유리필터(16)와 하나의 포토다이오우드로 구성된 것을 특징으로 하는 칼라온도검출장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 칼라온도판별수단(9)은, 제1 및 제 2 광전변환수단(9, 10)으로부터의 출력신호를 각각의 대수신호로 변환하는 제1 및 제 2 대수압축기(57, 58)와, 제1 및 제 2 대수압축기로부터의 대수신호간의 차이를 검출하는 미분증폭기(59)와, 미분증폭기에 기준전위신호를 인가하는 기준전압 발생기(60)로 구성된 것을 특징으로 하는 칼라온도검출장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 기준전압발생기(60)는, 온도에 의한 칼라유리필터의 특성변화에 따른 영향을 보상할 수 있도록 기준전위신호를 변화시킬 수 있게 된 것을 특징으로 하는 칼라온도검출장치.

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