KR100213946B1 - 고체 촬상 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재생 화면의 특정 범위에 영상을 표시하는 영상 신호를 얻는 고체 촬상 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 텔레비전계의 타이밍 발생회로와 찰상 소자계의 타이밍 발생 회로를 회로적으로 분리시킴으로써 재생 화면상의 영상의 표시 위치를 텔레비전계의 타이밍 발생 회로가 출력하는 트리거의 타이밍 변경에 의해 용이하게 변경할 수 있다. 따라서, 회로 구성을 간략화 할 수 있고, 촬상 장치의 비용 절감 및 소형 경량화에 유효하다.

Description

고체 촬상 장치
제1도는 본 발명의 고체 촬상 장치의 블럭도.
제2도는 타이밍 제어 회로의 블럭도.
제3도는 제2도의 각 신호의 타이밍도.
제4도는 종래의 촬상 장치의 블럭도.
제5도는 재생 화면의 모식도.
제6도는 제4도의 동작 타이밍도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : CCD 고체 촬상 소자 2 : 구동 회로
3V : 수직 전송 타이밍 발생 회로 3H : 수평 전송 타이밍 발생 회로
4 : 신호 처리 회로 5 : 포맷 회로
10 : 타이밍 제어 회로 20 : 텔레비전계 타이밍 발생 회로
30 : 촬상 소자계 타이밍 발생 회로
본 발명은 재생 화면의 특정 범위에 영상을 표시하는 영상 신호를 얻는 고체 촬상 장치에 관한 것이다.
TV 카메라를 이용한 감시 시스템 등에 있어서는, 재생 화면의 1/4 이나 1/9의 범위에 TV 카메라의 영상을 재생함으로써, 동시에 복수의 영상을 확인할 수 있도록 구성된다. 이와 같이, 재생 화면의 특정 범위에 TV 카메라의 영상을 재생하는 방법으로서는, 영상 정보를 적당한 화소 단위로 빼내거나 합성함으로써 영상 정보를 압축하는 것이나, 미리 화소 수가 적은 촬상 소자를 이용해서 TV 카메라를 구성하는 것이 고려된다. 이와 같은 경우, 동기 신호의 타이밍은 변경되지 않으므로, 영상 신호는 수평 주사 기간 및 수직 주사 기간의 특정 기간내에 영상 성분이 존재하게 된다.
제4도는 고체 촬상 장치의 개요를 도시한 블럭도이다. 프레임 전송 방식의 CCD 고체 촬상 소자(1)은 촬상부(1I), 축적부(1S) 및 수평 전송부(1H)로 이루어지고, 광전 변환에 따라 촬상부(1H)에서 발생하는 정보 전하를 축적부(1S)에 일단 전송 축적 하고, 축적부(1S)의 정보 전하를 수평 전송부(1H)를 통해 영상 신호 (Y)로서 출력한다. 이 CCD(1)는 촬상부(1I)의 수직 방향의 화소수가 재생 화면의 1/2의 화소수로 설정되어 있고, 이것에 대응해서 축적부 (1S)의 화소 수도 설정되어 있다.
한편, CCD(1)를 구동시키는 구동 회로(2)는 촬상부(2I)에 수직 전송 클럭(φv)를 공급하는 수직 전송 클럭 발생 회로(2V), 축적부 V(2S)에 축적 전송 클럭(φs)을 공급하는 축적 전송 클럭 발생 회로(2S) 및 수평 전송부(2H)에 수평 전송 클럭(φH)을 공급하는 수평 전송 클럭 H 발생 회로(2H)로 이루어지고, 수직 전송 타이밍 제어 회로(3V) 및 수평 전송 타이밍 제어 회로(3H)의 출력에 따라 CCD(1)를 펄스 구동 시킨다. 즉 수직 전송 클럭 발생 회로(2V)는 수직 전송 타이밍 신호(VT)에 따라 정보 전하를 축적부(1S)에 1 화면 단위로 전송하고, 축적 전송 클럭 발생 회로(2S)는 수평 전송 타이밍 신호(HT)에 따라 1 수평 라인 단위로 정보 전하를 수평 전송부(1H)에 전송한다. 그리고, 수평 전송 클럭 발생 회로(2H)는 축적부(1S)에서 전송된 정보 전하를 수평 주사 기간의 1/2의 기간에 전송 출력한다.
제5도는 재생 화면의 상태를 도시한 모식도이고, 제6도는 그 동작 타이밍을 도시한 타이밍도이다.
수직 전송 타이밍 제어 회로(3V) 및 수평 전송 타이밍 제어 회로(3H)는 각각 수직 동기 신호(VD) 및 수평 동기 신호(HD)에 따라 동작하는 것으로, 각 동기 신호(VD 및 HD)의 하강에 대해 일정 기간 늦게 전송 타이밍을 공급하도록 수직 전송 타이밍 신호(VT) 및 수평 전송 타이밍 신호(HT)를 출력한다. 수직 및 수평 전송 타이밍 제어 회로(3V 및 3H)는 각 타이밍 신호(VT 및 HT)의 동기 신호(VD 및 HD)에 대한 지연이 0-V/2 (V는 수직 주사 기간) 및 0-H/2 (H는 수평 주사 기간)에서 각각 설정되고, 이 기간의 설정에 따라 재생 화면상에 영상이 표시되는 위치가 결정된다. 예를 들면, 제6도에 도시한 바와 같이, 수직 전송 타이밍 신호(VT)가 수직 동기(VD)에 대해 V/3 지연되고, 수평 전송 타이밍 신호(HT)가 수평 동기 신호(HD)에 대해 H/2 지연되어 설정된 경우, 재생 화면상에는 제5도에 도시한 바와 같이 수직 방향의 1/3, 수평 방향의 1/2의 위치를 기준으로 해서 수직 및 수평 방향이 재생 화면의 1/2 영상(I)으로 표시된다. 여기서, 제6도에 파선으로 도시한 바와 같이 수직 전송 타이밍 신호(VT)의 지연을 V/2, 수평 전송 타이밍 신호(HT)의 지연을 H/3로 변경하면 수직 전성 클럭(φv), 수평 전송 클럭(φH) 등도 타이밍이 변경되어 VH재생 화면상에는 제5도에 파선으로 도시한 바와 같이 수직 방향의 1/2, 수평 방향의 1/3의 위치에서 영상(I')이 시작된다. 따라서, 수직 전송 타이밍 신호(VT)의 지연 설정에 따라 영상의 수직 방향의 표시 위치가 결정되고, 수평 전송 타이밍 신호(HT)의 지연 설정에 의해 영상의 수평 방향의 표시 위치가 설정된다. 여기서는, 영상 신호(Y)의 영상 기간이 수직 주사 기간 및 수평 주사 기간의 1/2 이므로 영상이 분리되지 않고 표시되도록 각 타이밍 신호(VT 및 HT)의 각 동기 신호(VD 및 HD)에 대한 지연이 최대인 V/2, H/2로 설정된다.
따라서, 영상 신호(Y)는 제6도에 도시한 바와 같이, 1V 및 1H의 1/2의 기간이 영상 기간으로 되어, 재생 화면에 대해 수직 및 수평 방향의 1/2로 축소된 영상을 나타낸다. 그리고, 영상 신호(Y)에 대해 수직 블랭킹 신호(VBL) 및 수평 블랭킹 신호(HBL)에 따라 영상 기간 외에 블랭킹이 걸려서 노이즈 제거가 도모된다.
그런데, 상기와 같이 고체 촬상 장치에 있어서는, 정보 전하의 전송 출력이 각 동기 신호(VD 및 HD)의 블랭킹 기간에 대해 지연 설정 되므로, 각 전송 타이밍 신호(VT 및 HT) 외에 영상 신호(Y)의 신호 처리에 필요한 각종 신호도 각 동기 신호(VD 및 HD)의 블랭킹 기간에 대해 지연 설정할 필요가 생긴다. 따라서, 영상의 표시 위치를 변경할 때마다 각 신호를 발생하기 위한 회로의 동작 모드를 변경할 필요가 있고, 그러기 위해서는 회로 구성이 복잡해진다는 문제가 생긴다. 특히, 소형화 및 조작의 간략화가 요망되는 감시 카메라등에 있어서는, 회로 구성의 복잡화 및 여기에 따르는 각 부분의 배선 증대가 문제로 된다.
그래서, 본 발명은 재생 화면의 특정 범위에 영상을 비추는 고체 촬상 장치의 회로 구성의 간략화를 도모하고, 소형화에 적응하도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 특징 으로 하는 것은 수광한 영상을 광전 변환하여 영상 패턴에 따라 정보 전하를 발생하는 고체 촬상 소자와, 상기 정보 전하를 수직 방향으로 전송함과 동시에 수직 방향으로 전송된 상기 정보 전하를 1 수평 라인 마다 전송 출력해서 영상 신호를 얻는 구동수단과, 소정의 텔레비전 방식에 따라 상기 고체 촬상 소자의 주사 타이밍을 설정하는 타이밍 설정 수단을 구비한 고체 촬상 장치에 있어서, 상기 타이밍 설정 수단은 상기 텔레비전 방식에 따른 동기 신호를 발생해서 상기 영상 신호의 포맷을 설정하는 제1신호 발생 회로와, 상기 구동 수단의 동작 타이밍을 설정하는 제2신호 발생 회로로 이루어지고, 상기 제1신호 발생 회로의 출력에 기초한 타이밍으로 상기 제2신호 발생 회로가 동작을 개시하는 것이다.
본 발명에 따르면, 영상신호의 포맷을 설정하기 위한 신호를 발생하는 회로(제1신호 발생 회로)와, 고체 촬상 소자의 구동 타이밍을 설정하기 위한 신호를 발생하는 회로(제2신호 발생 회로)를 분리해서 구성함으로써, 제1신호 발생 회로에서 제2신호 발생 회로로 공급하는 동작 개시를 위한 신호의 타이밍의 변경에 따라 동작 모드가 가변 설정된다.
본 발명의 한 실시예를 도면에 따라 설명한다.
제1도는 본 발명의 고체 촬상 정치의 블럭도이다. 이 도면에서 CCD(1) 및 구동회로(2)는 제4도와 동일하고, 동일 부분에는 동일 부호를 붙인다.
본 발명의 특징은 각 부분의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 제어 회로(10)가 영상 신호(Y)를 소정의 텔레비전 방식으로 포맷화 하기 위한 포맷 신호(TVF)를 발생하는 텔레비전계 타이밍 발생 회로(20)와, CCD(1)의 구동 타이밍을 결정하기 위한 타이밍 신호(CDT)를 발생하는 촬상 소자계 타이밍 발생 회로(30)로 구성 되는 것이다. 즉, 타이밍 제어 회로(10)는 일정 주기의 기본 클럭(CK)을 받아서 동작하며, 포맷 신호(TVF) 및 타이밍 신호(CDT)를 발생하도록 구성되어 있고, 촬상 소자계 타이밍 발생 회로(30)가 텔레비전계 타이밍 발생 회로(20)에서의 트리거에 의해 동작을 개시함으로써, 제6도와 같이 수직 주사 기간 및 수평 주사 기간의 특정 기간에 영상 성분이 중첩된다.
타이밍 제어 회로(10)에서 출력되는 타이밍 신호(CDT)는 구동 회로(2)로 공급됨과 동시에 CCD(1)에서의 영상 신호(Y0)에 대한 샘플링, 블랭킹 등의 처리를 행하는 신호 처리 회로(4)로 공급된다. 따라서, 신호 처리 회로(4)는 CCD(1)의 구동 타이밍에 동기하여 동작 하고, CCD(1)에서 출력되는 영상 신호(Y0)에 대해 소정의 처리를 하여 포맷 회로(5)에 공급한다.
포맷 회로(5)는 신호 처리 회로(4)의 영상 신호(Y1)에 수직동기 성분 및 수평 동기 성분을 포함하는 동기 신호를 중첩해서 소정의 텔레비전 방식에 따라 영상 신호(Y2)를 출력하도록 구성되어 있고, 타이밍 제어 회로(10)의 텔레비전계 타이밍 발생 회로(20)에서의 포맷 신호(TVF)가 공급된다.
제2도는 타이밍 제어 회로(10)의 구성을 도시한 블럭도이고, 제3도는 각 신호의 타이밍도로 (a)는 수평 주사 기간, (b)는 수직 주사 기간을 각각 나타낸다.
텔레비전계 타이밍 발생 회로(20)는 H 주기 및 V 주기로 동작 하는 카운터(21 및 22), 이 카운터(21 및 22)의 출력을 각각 디코드 하는 디코더(23 및 24) 및 이 디코더(23 및 24)의 출력에서 포맷 신호 (TVF)를 합성하는 펄스 합성 회로(25)로 이루어지고, 소정의 텔레비전 방식에 따른 수직 주사 신호(VD), 수평 동기 신호(HD) 등으로 이루어지는 포맷 신호(TVF)를 출력한다. 카운터(21)는 기본 클럭(CK)으로 카운트되어 그 출력을 디코드하는 디코더(23)의 출력에 의해 리셋트된다. 디코더(23)는 카운터(21)의 동작 주기가 소정의 텔레비전 방식의 수평 주사 기간에 일치하도록 설정되어 있고, 따라서 H 주기의 타이밍 신호(HT1)를 발생한다. 카운터(22)는 H 주기의 타이밍 신호(HT2)로 카운트되어 그 출력을 디코드하는 디코더(24)의 출력으로 리셋트된다. 이 디코더(24)는 카운터(22)의 동작 주기가 텔레비전 방식으로 수직 주사 기간에 일치하도록 설정되고, V 주기에서 카운터(22)를 리셋트함으로써 V 주기의 타이밍 신호(VT1)를 발생한다. 그래서, 펄스 합성 회로(25)는 타이밍 신호(HT1및 VT1)에 기초해서 수평 동기 신호(HD), 수직 동기 신호(VD)를 포함하는 포맷 신호(TVF)를 작성한다.
한편, 촬상 소자계 타이밍 발생 회로(30)는 텔레비전계 타이밍 발생 회로(20)와 마찬가지로 카운터(31 및 32), 이 카운터(31 및 32)의 출력을 디코드하는 디코더(33 및 34) 및 펄스 합성 회로(35)로 이루어지고, 디코더(33)는 H 주기의 타이밍 신호(HT2)를 발생해서 디코더(34)가 V 주기의 타이밍 신호(VT2)를 발생함과 동시에, 이들 타이밍 신호(HT2및 VT2)에서 펄스 합성 회로(35)가 고체 촬상 소자의 구동 타이밍 신호(CDT)를 작성한다. 여기서, 카운터(31 및 32)는 텔레비전계 타이밍 발생 회로(20)에서, 구체적으로 디코더(23 및 24)에서의 스타트 신호(HS 및 VS)에 따라 각각 동작을 개시하도록 구성 되어 있고, 이들 스타트 신호(HS 및 VS)를 수신하면 기본 클럭(CK) 및 타이밍 신호(HT1)의 카운트를 개시한다. 이 스타트 신호(HS 및 VS)는 동기 신호에 영상 성분이 중첩되는 타이밍을 지정해서 재생 화면상의 영상의 표시 위치를 결정하는 것으로, 제2도에 도시한 바와 같이 타이밍 신호(HT1및 VT1)에 대해 각각 (LH및 LV) 만큼 지연 설정된다. 즉, 촬상 소자계 타이밍 발생 회로(30)는 텔레비전계 타이밍 발생 회로(20)에 대해 수평 주사 레벨에서 LH지연되고, 수직 H 주사 레벨에서 LV지연되어 동작하고, 영상 신호를 포맷화하는 TV 포맷신호(TVF)에 대해 수평 주사 타이밍에서 LH, 수직 주사 타이밍 H에서 LV지연되어 고체 촬상 소자를 구동시킨다. 따라서, 영상 V성분은 동기 신호의 수평 주사 기간 및 수직 주사 기간의 도중에 중첩되어 재생 화면의 특정 범위에 영상이 표시된다.
이와 같이 텔레비전계 타이밍 발생 회로(20)와 촬상 소자계 타이밍 발생 회로(30)를 회로적으로 분리해서 구성하면 텔레비전계 타이밍 발생 회로(20)에서 출력되는 스타트 신호(HS 및 VS)의 타이밍 변경에 의해 재생 화면상의 영상의 표시 위치를 용이하게 가변 설정할 수 있다. 따라서, 촬상 소자의 구동 타이밍을 얻기 위한 타이밍 발생 회로(10)의 구성을 간략화할 수 있다.
본 발명에 따르면, 텔레비전계의 타이밍 발생 회로와 촬상 소자계의 타이밍 발생 회로를 회로적으로 분리함으로써, 재생 화면상의 영상의 표시 위치를 텔레비전계의 타이밍 발생 회로가 출력 하는 트리거의 타이밍 변경에 의해 용이하게 변경할 수 있다. 따라서, 회로 구성을 간략화할 수 있고, 촬상 장치의 코스트 저하 및 소형 경량화에 유효하다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 프레임 전송 방식의 고체 촬상 소자를 이용한 경우를 예시했으나, 인터라인 전송 방식이나 프레임 인터라인 전송 방식의 고체 촬상 소자를 이용한 경우에도 동일하게 실현할 수 있다.

Claims (6)

  1. 주화면의 일부에 소정의 화상을 삽입하기 위한 고체 촬상 장치에 있어서 : (a) 수신된 화상을 광전 변환하고, 영상 패턴에 따른 정보를 포함하는 일련의 전하들을 발생시키기 위한 고체 촬상 소자; (b) 상기 전하들을 수직으로 전송하고, 희망하는 삽입(inset) 영상 신호를 얻기 위해 각 수평 라인마다 상기 수직으로 전송된 전하들을 출력하기 위한 구동 수단; 및 (c) 주화면의 텔레비전 시스템에 따라서 상기 고체 촬상 소자의 독출 타이밍 및 표시 주사 타이밍을 설정하기 위한 주사 타이밍 설정 수단을 포함하고, 상기 주사 타이밍 설정수단은 상기 주화면의 텔레비전 시스템에 따라서 동기 신호를 발생시키고 상기 주화면에 따라 상기 영상 신호의 포맷을 고정적으로 설정하기 위한 표시 주사 타이밍 신호 발생 회로 및 상기 구동 수단의 독출 동작 타이밍을 발생시키기 위한 독출 타이밍 신호 발생 회로를 포함하여, 상기 고체 촬상 소자의 상기 독출 동작 타이밍이 상기 표시 주사 타이밍 신호에 기초하여 조절될 수 있고, 상기 표시 주사 타이밍 신호 발생 회로는 상기 주화면의 수평 동기 신호에 동기하여 제어되는 수평 동기 카운터 및 상기 주화면의 수직 동기 신호에 동기하여 제어되는 수직 동기 카운터를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고체 촬상 소자는 CCD 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 표시 주사 타이밍 신호 발생 회로는, 상기 수평 동기 카운터 및 수직 동기 카운터의 출력을 주화면내에 있어서의 삽입 화면의 표시 개시 위치를 정하는 지연량 만큼 지연시키는 수평 지연 디코더 및 수직 지연 디코더를 더 포함하고, 상기 독출 타이밍 신호 발생 회로는, 표시 주사 타이밍 신호의 수평 및 수직 동기 카운터에 대응하는 수평 및 수직 동기 카운터, 및 상기 수평 동기 카운터 및 수직 동기 카운터의 출력을 각각 삽입 화면의 표시 기간분 만큼 출력하는 수평 독출 디코더 및 수직 독출 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 수평 및 수직 지연 디코더와 수평 및 수직 독출 디코더는 각각 외부에서 지연량을 설정할 수 있는 지연 회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 표시 주사 타이밍 신호 발생 회로는 주화면의 동기 신호와 동기하기 위한 위상 동기 루프(PLL) 회로를 포함 하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 표시 주사 타이밍 신호 발생 회로는 주화면의 동기 신호와 동기 하기 위한 다이렉트 리셋트 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
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