KR950000413Y1

KR950000413Y1 - Ccd 자동조리개 구동회로

Info

Publication number: KR950000413Y1
Application number: KR92000078U
Authority: KR
Inventors: 이영수
Original assignee: 신용균; 금성하니웰 주식회사
Priority date: 1992-01-07
Filing date: 1992-01-07
Publication date: 1995-01-25
Also published as: KR930018973U

Abstract

내용 없음.

Description

CCD 자동조리개 구동회로

제1도는 종래 CCD조리개 구동회로 블럭구성도.

제2도는 제1도의 상세회로도.

제3도는 제1도에 따른 셔터속도제어를 보인 도표.

제4도는 본 고안의 CCD자동조리개 구동회로 블럭구성도.

제5도는 제4도의 상세회로도.

제6도는 (a) 내지 (c)는 제4도 연산증폭기 (OP₁₁), (OP₁₁) 및 조리개신호와 비교타이밍도.

제7도의 (a) 내지 (e)는 제4도에 따른 출력타이밍도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 영상처리부 12 : 적분기

13 : 증폭기 14 : 동기신호발생부

15 : 삼각파발진부 16 : 비교부

17 : 셔터속도제어부 OP₁₁-OP₁₃: 연산증폭기

Q₁₁, Q₁₂: 피엔피트랜지스터 R₁₁-R₁₉: 저항

VR₁₁, VR₁₂: 가변저항 C₁₁, C₁₂: 콘덴서

본 고안은 캠코더나 감시용 CCD(Charge Coupled Device)카메라, 비디오 도어폰용 카메라에 있어서 CCD에 입사되는 비의 밝기에 따라 CCD의 감도를 조정하는 것으로 특히, 셔터속도제어에 의한 조리개 조정을 할 수 없는 CCD구동용 집적회로를 사용하여 자동조리개 기능을 수행하는데 적당하도록 한 CCD자동조리개 구동회로에 관한 것이다.

일반적으로 CCD에 입사된 빛의 양에 따라 티브이 화면 같은 그림이 형성되는 빛에 양이 많으면 밝게 나타나고 빛에 양이 적으면 어둡게 나타난다.

이러한 신호를 적분하면 빛의 신호에 상응하는 직류전압을 얻을 수 있는데, 이 직류전압을 이용하여 적절한 직류전압(즉, 적절한 밝기의 티브이 화면이 얻어지는)이 되도록 CCD에 셔터속도를 조정한다.

그리고, 이 셔터속도를 조정함에 따라 화면의 밝기가 달라지는 원리를 설명하면 다음과 같다.

CCD는 입사되는 빛의 양에 따라 충전을 하도록 되어 있어서 입사되는 빛이 많으면 충전이 많이 형성되고 적으면 그 반대로 적게 형성된다. 따라서, 셔터는 일반 사진기에서 얼마나 빨리 필름에 입사되는 빛을 조정하느냐 하는 것으로, 빠른 물체를 찍으려면 빠른셔터속도(1/60→1/500초)로 해야 순간의 그림을 얻을 수 있고, CCD에서는 형성되는 충전을 얼마나 빠르게 방전시키느냐 하는 것으로 셔터 역할을 하도록 되어 있어서, 빠른 물체를 찍으려면 빨리빨리 방전시키고 새로운 그림에 의한 충전을 형성해야 한다. 이러한 원리는 빠른 물체를 촬영하는 것이 가능하지만 입사되는 빛의 양을 조절하는 역할도 한다.

즉, 빛의 양에 따라 달라지는 충전은 빛의 양뿐만아니라 충전하는 시간에 따라서도 달라지는 것으로, 오랜시간 충전하면 많은 빛을 받아들이고 짧은 시간동안 충전하면 적은 빛을 받아 들이는 것이다.

이와같은 종래의 CCD조리개 구동회로는 제1도와 제2도에 도시된 바와같이, 영상처리부(1)로부터 출력되는 신호(IRIS)를 저항(R₁), (R₂)과 접지콘덴서(C₁)에 의해 적분하는 적분기(2)와, 저항(R₃), (R₄) 및 가변저항(VR₁)에 의해 오프세트조정을 하는 연산증폭기(OP₁)에서 상기 적분기(2)의 출력을 입력받아 저항(R₅), (R₆)에 의해 증폭하는 증폭기(3)와, 상기 증폭기(3)의 출력전압을 각기 저항(R₁₁), (R₁₂)을 통해 연산증폭기((OP₂)의 비반전입력단(+)과 연산증폭기(OP₃)의 반전입력단(-)에 입력받아 그 반전입력단자(-)과 비반전입력단(+)에 가변저항 및 저항(VR₂, R₇, R₈), (VR₃, R₉, R₁₀)에 의해 설정된 최저한도값과 최고한도값을 비교하여 저항(R₁₃-R₁₆)을 통해 출력하는 제1, 2비교부(4), (5)와, 상기 제1, 2비교부(4), (5)의 출력(EEUA), (EENR)에 따라 셔터속도를 조정하여 화면의 밝기를 조절하도록 하는 CCD구동부(6)로 구성된다. 이와같이 구성된 종래의 기술동작은 먼저, 영상처리부(1)의 영상신호에 해당하는 조리개신호(IRIS)를 저항(R₁), (R₂) 및 접지콘덴서(C₁)에 의해 적분되어 직류화된다.

이 직류전압은 입력되는 영상신호에 따라 각각 다르게 되는데, 즉, CCD에 입력되는 빛의 양에 의해 다르므로 각각 직류로 변환전압을 제어범위내에 오도록 연산증폭기(OP₁)의 반전입력단(-)에 접속된 저항(R₅), (R₆) 값에 의해 증폭하고, 제어범위내에 자유로운 위치를 잡기위해 저항(R₃), (R₄) 및 가변저항(VR₁)으로 구성된 직류오프세트회로를 사용한다.

이렇게 출력된 빛의 양에 따라 변하는 직류전압은 저항(R₁₁-R₁₆)에 의해 연산증폭기(OP₂)의 비반전입력단(+)와 연산증폭기(OP₃)의 반전입력단(-)에 각각 입력된다. 이 연산증폭기(OP₂), (OP₃)에 입력된 직류전압은 가변저항(VR₂) 및 저항(R₇), (R₈)에 의해 설정되는 최저한도값과 가변저항(VR₃) 및 저항(R₉), (R₁₀)에 의해 설정되는 최고한도값에 의해 CCD구동부(6)내 입력단자(EEUA), (EENR)를 제어해 셔터속도를 변화시킨다.

즉, 제3도에 도시된 도표를 참조해 설명하면 다음과 같다.

연산증폭기(OP₁)의 출력전압이 빛의 양이 많이 계속 증가해 가변저항(VR₃)에 의해 설정된 최고한도값을 넘어서면 연산증폭기(OP₃)의 출력은 "로우레벨"이 된다. 동시에 이값은 가변저항(VR₂)에 의해 설정된 최저한도값을 훨씬 넘기때문에 연산증폭기(OP₂)의 출력은 "하이레벨"이 되어 셔터속도가 상승되기 시작한다.

즉, 연산증폭기(OP₁)의 출력전압은 빛이 많으면 높고 적으면 낮기 때문에 내려간다.

위와같이하여 CCD구동부(6)내 CCD조리개 기능을 행하게 된다.

그러나, 이와같은 종래의 CCD조리개 구동회로는 CCD구동집적회로를 전용으로 사용해야만 가능하지만 기술개발이 늦은 우리나라에서 생산되는 CCD 및 구동집적회로에는 이러한 셔터속도제어기능이 없어 CCD조리개를 행할 수 없게되는 문제점이 있었다.

본 고안은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 셔터속도제어에 의한 조리개 조정을 할 수 없는 CCD구동용 집적회로를 사용하여 셔터속도제어를 행하여 자동조리개 기능을 수행할 수 있는 CCD자동조리개 구동회로를 안출한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조해 설명하면 다음과 같다.

제4도는 본 고안의 CCD자동조리개 구동회로 블럭구성도이고, 제5도는 제4도의 상세회로도에서 이에 도시한 바와같이, 영상처리부(11)의 영상출력신호(IRIS)를 저항(R₁₁), (R₁₂) 및 접지콘덴서(C₁₁)에 의해 적분하는 적분기(12)와, 상기 적분기(12)의 출력전압을 저항(R₁₃), (R₁₄)에 의해 연산증폭기(OP₁₁)에서 반전증폭하고 접지된 가변저항(VR₁₁) 및 저항(R₁₁)을 통해 오프세트조정을 하는 증폭기(13)와, 카메라회로내에서 만들어지는 수직 구동신호(VD)를 출력하는 동기신호발생부(14)와, 상기 동기신호 발생부(14)의 출력에 의해 제어되는 피엔피 트랜지스터(Q₁₁)의 콜렉터 및 에미터단을 콘덴서(C₁₂) 및 접지저항(R₁₆)을 연산증폭기(OP₁₂)의 반전입력단(-)과 출력측에 접속하고 비반전입력단(+)에는 접지된 가변전항(VR₁₂)이 접속되어 삼각파 파형을 출력하는 삼각파발진부(15)와, 상기 증폭기(15)와 삼각파발진부(15)의 출력전압을 저항(R₁₇), (R₁₈)을 통해 연산증폭기(OP₁₃)의 비반전입력단(+)와 반전입력단(-)에 입력받아 비교하여 출력하는 비교부(16)와, 상기 비교부(16)의 출력전압을 에미터단에 고정셔터신호(FSS)를 입력받는 피엔피트랜지스터(Q₁₂)의 베이스에 입력하여 콜렉터단으로부터 가변셔터신호(VSS)가 출력되도록 하는 셔터속도제어부(17)로 구성한다. 이와같이 구성한 본 고안의 작용 및 효과를 제6도와 제7도의 타이밍도를 참조해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 영상처리부(11)의 영상출력신호(IRIS)를 저항(R₁₁), (R₁₂) 및 콘덴서(C₁₁)에 의해서 적분하여 직류값으로 만든다.

이와같이 적분기(12)에 의해 직류화된 전압을 증폭하기 위하여 저항(R₁₃), (R₁₄)에 의해 증폭도가 정해지는 연산증폭기(OP₁₁)의 반전입력단(-)에 입력하는데, 이 전압은 빛의 밝기에 비례하므로 빛이 밝으면 직류값이 낮고 어두우면 직류값이 높은 값으로 변한다.

이에따라, 기준값을 주기위해 상기 연산증폭기(OP₁₁)의 비반전입력단(+)에는 가변저항(VR₁₁) 및 저항(R₁₅)에 의한 직류오프세트를 주어 조정하도록 한다.

또한, 동기발생부(14)로 부터 출력되는 수직구동신호(VD)를 피엔피트랜지스터(Q₁₁)와 저항(R₆), 콘덴서(C₂), 연산증폭기(OP₁₂)에 의한 삼각파발진부(15)에 입력하여 삼각파로 바뀌어 출력하도록 한다.

그리고, 이와같이 출력되는 연산증폭기(OP₁)의 증폭된 영상신호의 직류화된 신호(A)는 저항(R₁₇)을 통해 연산증폭기(OP₁₃)의 비반전입력단(+)에 입력하고, 아울러 연산증폭기(OP₁₂)의 삼각파출력(B)을 저항(R₁₈)을 통해 연산증폭기(OP₁₃)의 반전입력단(-)에 입력하여 영상신호에 의한 직류전압과 비교된다.

즉, 제6도의 타이밍도에서와 같이 조리개신호와 비교되어 빛이 어두울때는 연산증폭기(OP₁₁),(OP₁₃)로부터 각각의 출력신호(A₁), (C₁)가 출력되고, 빛이 밝을때는 연산증폭기(OP₁₁)(OP₁₃)로부터 각각의 출력신호(A₂), (C₂)가 출력된다.

이렇게 비교된 신호의 출력은 스위칭피엔피트랜지스터(Q₁₂)의 베이스에 입력되므로 에미터단의 고정셔터신호(FSS)를 끊어주어 가변셔터신호(VSS)화되어 콜렉터단에 출력되어 이 신호에 의해 셔터속도제어하여 자동조리개 기능을 수행한다.

즉, 제7도에 도시된 타이밍도와 같이 빛의 밝기에 따라 듀티비가 다른 펄스(C₁), (C₂)가 (b)및(d)에서와 같이 연산증폭기(OP₁₃)로부터 출력되면, 피엔피트랜지스터(Q₁₂)는 연산증폭기(OP₁₃)의 출력이 로우일때만 온되어 가변셔터신호(VSS)를 (c) 및 (e)에서와 같이 출력하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 종래에는 CCD구동용 전용집적회로를 사용하여 자동조리개 기능을 셔터속도제어에 의해 수행하였지만 본 고안은 전용집적회로를 사용하지 않고 자동조리개 기능을 수행한 것이다.

즉, 일반적으로 CCD 및 주변집적회로는 자동조리개 기능이 없어 비데오 도어폰용 CCD카메라등에 적용할 수 없어서, 자동조리개 기능을 수행하여 국내개발 CCD를 비데오 폰등에 사용되는 CCD카메라에 사용할 수 있는 효과를 주게된다.

Claims

영상처리부(1)의 영상출력신호를 적분하여 직류화하는 적분기(12)와, 이 적분된 신호를 오프세트조정에 의해 반전증폭하는 증폭기(13)와, 동기발생부(14)로부터 출력되는 수직구동신호를 삼각파로 바뀌어 출력하는 삼각파발진부(15)와, 상기 증폭기(13) 및 삼각파발진부(15)의 출력전압을 비교출력하는 비교부(16)와, 상기 비교부(16)의 비교된 전압에 따라 입력되는 고정셔터신호를 가변셔터신호로 출력하여 자동조리개 기능을 수행하는 셔터속도제어부(17)로 구성함을 특징으로 하는 CCD 자동조리개 구동회로.