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KR100285817B1 - 적외선및자외선영역의촬영이가능한디지털스틸카메라 - Google Patents

적외선및자외선영역의촬영이가능한디지털스틸카메라 Download PDF

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Abstract

이 발명은 적외선 및 자외선 영역의 촬영이 가능한 디지털 스틸 카메라에 관한 것으로, 사용자에 의해 동작 상태가 변환되어, 선택된 빛의 파장 영역에 따라 해당하는 신호가 출력되는 조작키 입력부와; 각 파장 영역에 해당하는 빛에 의해 입력되는 각 영상에 해당하는 전기적인 영상 신호를 출력하는 다수개의 수광부와; 입력되는 제어 신호에 따라, 상기 다수개의 수광부에서 출력되는 각 파장 영역에 해당하는 영상 신호 중 하나의 영상 신호를 선택하여 영상 신호에 포함되어 있는 노이즈 성분을 제거하고 신호 처리를 실행하는 영상 신호 처리부와; 상기 조작키 입력부에서 출력되는 신호에 따라 사용자에 의해 선택된 빛의 파장 영역을 판정하여 판정된 파장 영역에 해당하는 영상 신호를 처리할 수 있도록, 영상 신호 처리부로 상기 제어 신호를 출력하는 동작 제어부를 포함하여 이루어져, 사용자에 의한 선택 동작에 의해 피사체를 촬영하기 위한 빛의 영역을 선택할 수 있으므로, 별도의 조명 장치를 이용하지 않아도 야간 촬영 동작이 가능하고, 가시 광선 영역을 제외한 다른 영역을 빛을 이용한 피사체 촬영을 위한 특수 목적의 카메라를 추가로 구입할 필요가 없으며, 일반적인 디지털 스틸 카메라의 구조를 이용 가능하므로 제작이 용이한 효과가 발생한다.

Description

적외선 및 자외선 영역의 촬영이 가능한 디지털 스틸 카메라{DIGITAL STILL CAMERA CAPABLE OF PHOTOGRAPHING OBJECTS WITH INFRA RED RAYS AND ULTRAVILOET RAY}
이 발명은 카메라에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 디지털 스틸 카메라(Digital Still Camera)에 관한 것이다.
디지털 기술의 발전에 따라 디지털 신호를 이용한 새로운 타입의 카메라 즉, 피사체의 영상을 0과 1로 표시되는 디지털 신호로 메모리에 저장하여 현상과 인화, 스캐닝 과정없이도 컴퓨터와 연결되어 저장된 영상을 컴퓨터로 바로 옮길 수 있는 디지털 스틸 카메라가 개발되어 신속하게 보급되고 있다.
상기 디지털 스틸 카메라는 씨씨디(CCD, Charge Coupled Device) 등의 촬상 소자를 이용하여 피사체에 대한 전기적인 영상 신호를 디지털 신호로 변환하여, 디지털 신호의 압축/복원 동작에 의해 촬영된 피사체에 대한 디지털 신호를 메모리에 저장 또는 출력 장치를 통해 해당 데이터를 출력한다.
따라서 이와 같은 원리에 따라 피사체의 촬영 동작을 실행하는 디지털 스틸 카메라는 기존의 일반 카메라처럼 별도의 필름을 이용할 필요없이 데이터를 저장하는 플로피 디스크나 메모리 카드 등에 촬영된 피사체의 영상 데이터를 저장한다.
그러므로 필름을 구입하여 정해진 촬영 매수만큼 촬영 동작을 실행한 후, 필름 현상소에 필름을 보관하여 몇시간 후에 촬영된 영상을 찾는 방법 대신, 상기 디지털 스틸 카메라의 등장으로 이미 장착되어 있는 메모리 카드 등에 촬영된 영상 신호가 순차적으로 저장되므로, 사용자는 촬영된 영상 데이터를 컴퓨터에 연결시켜 이용할 수 있다.
즉, 영상 데이터를 컴퓨터의 모니터 등에 출력하여, 별도의 현상 동작없이 곧바로 촬영된 영상을 확인할 수 있고, 촬영된 디지털 영상을 용이하게 확대하거나 변형시키는 등 원하는 대로 편집 동작을 실행할 수 있다.
그러나 차세대의 보급형 카메라로 점차 사용 범위가 확대되고 있는 디지털 스틸 카메라에는 가시광선 영역의 빛을 촬영 렌즈로 입사시키므로 피사체의 촬영 동작이 이루어진다.
따라서, 야간에 피사체를 촬영할 경우엔 별도의 조명 장치를 이용해야 한다. 그러나, 야간에 동물 등의 생활 습관 등을 촬영하거나 감시 촬영을 실행하고자 할 경우엔 조명 장치를 이용할 수 없으므로, 별도의 조명 장치없이 촬영 동작이 가능한 특수 목적의 적외선 카메라 등을 사용해야 한다.
그로 인해, 촬영하고자하는 빛의 영역에 맞게 제작된 각각의 특수 카메라를 개별적으로 구입해야 하므로, 많은 경제적인 부담을 초래한다.
이 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하나의 카메라를 이용하여 선택된 빛의 영역에 해당하는 피사체의 촬영 동작을 실행하도록 하는 것이다.
도 1a는 이 발명의 제1 실시예에 따른 적외선 또는 자외선 영역의 촬영이 가능한 디지털 스틸 카메라의 블록도이고,
도 1b는 이 발명의 제2 실시예에 따른 적외선 영역의 촬영이 가능한 디지털 스틸 카메라의 블록도이고,
도 1c는 이 발명의 실시예에 따른 중앙 처리 장치의 제어 순서도이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 이 발명에서는,
사용자에 의해 동작 상태가 변환되어, 선택된 빛의 파장 영역에 따라 해당하는 신호가 출력되는 조작키 입력부와;
각 파장 영역에 해당하는 빛에 의해 입력되는 각 영상에 해당하는 전기적인 영상 신호를 출력하는 다수개의 수광부와;
입력되는 제어 신호에 따라, 상기 다수개의 수광부에서 출력되는 각 파장 영역에 해당하는 영상 신호 중 하나의 영상 신호를 선택하여 영상 신호에 포함되어 있는 노이즈 성분을 제거하고 신호 처리를 실행하는 영상 신호 처리부와;
상기 조작키 입력부에서 출력되는 신호에 따라 사용자에 의해 선택된 빛의 파장 영역을 판정하여 판정된 파장 영역에 해당하는 영상 신호를 처리할 수 있도록, 영상 신호 처리부로 상기 제어 신호를 출력하는 동작 제어부를 포함하여 이루어져 있다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 1a는 이 발명의 제1 실시예에 따른 적외선 또는 자외선 촬영이 가능한 디지털 스틸 카메라의 블록도이고, 도 1b는 이 발명의 제2 실시예에 따른 적외선 촬영이 가능한 디지털 스틸 카메라의 블록도이고, 도 1c는 이 발명의 실시예에 따른 중앙 처리 장치의 제어 순서도이다.
도 1a에 도시한 것처럼, 이 발명의 제1 실시예에 따른 구조는 다음과 같다.
적외선 영역에 해당하는 빛에 의해 입력되는 영상을 해당하는 전기적인 영상신호로 출력하는 제1 수광부(100)와, 자외선 영역에 해당하는 빛에 의해 입력되는 영상을 해당하는 전기적인 영상 신호로 출력하는 제2 수광부(200)와, 가시광선 영역에 해당하는 빛에 의해 입력되는 영상을 해당하는 전기적인 영상 신호로 출력하는 제3 수광부(300)와, 인가되는 제어 신호에 따라 상기 제1 내지 제3 수광부(100∼300)에서 입력되는 신호중 하나를 선택하여 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부(2)와, 상기 노이즈 제거부(2)와 연결되어 입력되는 신호를 필터링하고 증폭하는 노이즈 제거 및 증폭부(3)와, 상기 노이즈 제거 및 증폭부(3)에서 출력되는 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부(4)와, 상기 A/D 변환부(4)에서 출력되는 신호를 처리하여 디지털 신호 처리부(5)와, 상기 디지털 신호 처리부(5)와 연결되어 있는 필터(6)와, 상기 필터와 연결되어 있는 휘도 및 색신호 혼합부(7)와, 상기 디지털 신호 처리부(5)와 연결되어 있는 제1버퍼부(8)와, 제1버퍼부(8)와 연결되어 있는 프레임 메모리(9)와, 상기 프레임 메모리(9)와 연결되어 있는 메모리 제어부(10)와, 사용자에 의한 스위칭 동작에 따라 해당하는 스위칭 신호가 츨력되는 조작키 입력부(11)와, 상기 조작키 입력부(11)와 연결되어 조작키 입력부(11)의 신호 상태에 따라 상기 노이즈 제거부(2)의 동작을 제어하고, 피사체의 촬영 및 영상 재생 동작을 제어하는 중앙 처리 장치(12)와, 상기 프레임 메모리(9)와 연결되어 영상 신호의 압축 및 복원 동작을 실행하는 영상 압축/복원부(14)와, 상기 영상 압축/복원부(14)와 연결되어 있는 메모리 카드(15)를 포함하여 이루어져 있다.
상기 제1 수광부(100)는 적외선 영역의 빛을 통과시키는 적외선 필터(101)와, 상기 적외선 필터(101)를 통과한 빛에 의해 입력되는 영상을 입사하는 렌즈(102)와, 상기 렌즈(102)를 통해 입사되는 영상을 전기적인 영상 신호로 변환하는 제1 CCD(103)로 이루어져 있다.
상기 제2 수광부(200)는 자외선 영역의 빛을 통과시키는 자외선 필터(201)와, 상기 자외선 필터(201)를 통과한 빛에 의해 입력되는 영상을 입사하는 렌즈(202)와, 상기 렌즈(202)를 통해 입사되는 영상을 전기적인 영상 신호로 변환하는 제2 CCD(203)로 이루어져 있다.
또한 제3 수광부(300)는 가시광선 영역의 빛에 의해 입력되는 영상을 입사하는 렌즈(302)와, 상기 렌즈(302)를 통해 입사되는 영상을 전기적인 영상 신호로 변환하는 제3 CCD(303)로 이루어져 있다.
그러면, 도 1b를 참고로 하여, 이 발명의 제1 실시예에 따른 동작을 상세히 설명한다.
먼저, 중앙 처리 장치(12)는 조작키 입력부(11)에서 입력되는 신호를 판독한다(S11). 상기 조작키 입력부(11)는 사용자에 의해 스위치 상태가 변환되어 피사체의 촬영 및 재생 또는 촬영하고자하는 빛의 영역을 선택하기 위한 제어 신호가 입력된다.
그러므로 중앙 처리 장치(12)는 조작키 입력부(11)에서 입력되는 신호를 판독하여, 사용자에 의해 선택되는 촬영하고자 하는 빛의 영역을 판정한다(S12).
그리고 판정된 영역에 해당하는 빛의 촬영 동작이 이루어지도록, 조작키 입력부(11)에 의해 선택된 영역의 빛에 해당하는 영상을 선택할 수 있도록 중앙 처리 장치(12)는 노이즈 제거부(2)로 해당 상태의 제어 신호를 출력한 후, 조작키 입력부(11)를 통해 입력되는 제어 신호에 따른 피사체 제어 동작을 실행한다(S14).
그로 인해, 노이즈 제거부(2)는 제1 내지 제3 수광부(100∼200)에서 입력되는 신호 중 중앙 처리 장치(12)에서 입력되는 제어 신호에 따라 해당하는 영역의 신호만을 처리한다.
따라서, 중앙 처리 장치(12)에서 입력되는 제어 신호에 따라, 제1 내지 제3 수광부(100∼300)와 연결된 채널 중에서 해당하는 하나의 채널이 선택되면, 노이즈 제거부(2)는 제1 내지 제3 수광부(100∼300) 중 해당하는 채널을 통해 입력되는 영상 신호에 포함되어 있는 노이즈 성분을 제거한 후, 다시 노이즈 제거 및 증폭부(3)로 입력되는 해당 영상 신호만을 필터링하여 노이즈 제거한 후 소정 크기로 증폭하여 용이하게 이용할 수 있도록 한다.
그리고, A/D 변환부(4)로 입력되어, 이용 가능한 디지털 신호로 변환된 후, 디지털 신호 처리부(5)로 입력된다.
상기 디지털 신호 처리부(5)에서 입력되는 영상 신호의 특성에 따라, 즉, 가사광선의 영역, 적외선 영역 또는 자외선 영역에 해당하는 특성에 맞게 색신호와 휘도 신호를 분리하여 신호 처리한 후 필터(6)를 통과하여 휘도 및 색신호 혼합부(7)를 통해 이용 가능한 영상 신호로 출력한다. 따라서, 상기 휘도 및 색신호 혼합부(7)에서 출력되는 영상 신호를 이용하여, 제1 내지 제3 수광부(100∼300)를 통해 입력되는 실시간의 영상을 곧바로 확인할 수 있다.
또한, 디지털 신호 처리부(5)를 통과한 영상 신호를 제1 버퍼부(8)에 임시 저장된 후, 프레임 메모리(9)에 순차적으로 저장된다.
따라서 조작키 입력부(11)를 통해 피사체의 촬영 동작이 이루어질 경우엔, 중앙 처리 장치(12)를 메모리 제어부(10)로 해당하는 제어 신호를 출력하여, 프레임 메모리(9)의 해당 번지에 저장되어 있는 영상 신호를 제2 버퍼부(13)를 통해 영상 압축/복원부(14)로 입력하여, 조작키 입력부(11)에 의해 선택된 압축율로 영상 압축 동작을 실행한 후 메모리 카드(15)에 순차적으로 저장된다.
조작키 입력부(11)를 통해 압축된 영상을 복원시키기 위한 제어 신호가 입력되면, 중앙 처리 장치(12)는 메모리 제어부(10)로 해당 제어 신호를 출력하여, 메모리 카드(15)의 해당 번지에 저장되어 있는 영상 신호를 판독하여 영상 압축/복원부(14)에 의해 원래의 영상 신호로 복원할 수 있도록 한다.
이와 같이, 가시 광선이나, 자외적 또는 적외선만을 통과시킨 후, 해당 광선에 따라 입력되는 영상 신호중 하나의 영상 신호를 선택하여 처리하므로 가시 광선 영역뿐만 아니라 적외선 또는 자외선 영역에 있는 빛을 이용하여 피사체의 촬영 동작을 실행한다.
다음에는 도 1b를 참고하여 이 발명의 제2 실시예의 구조 및 동작에 대하여 설명한다.
이 발명의 제2 실시예의 구조는, 적외선 영역의 빛을 이용하여 피사체를 촬영하기 위한 제1 수광부(1000)의 구조만 도 1b에 도시한 것과 같이 다르고, 가시광선 영역의 빛을 이용하여 피사체를 촬영하기 위한 수광부(300)의 구조는 동일하다.
또한 제1수광부(1000)를 제외한 나머지 구조는 도 1a에 도시한 구성과 동일하므로 구조 설명은 생략한다.
도 1b에 도시한 것처럼, 적외선 영역의 빛을 이용하여 피사체를 촬영하기 위한 제1 수광부(1000)는 렌즈(1001)와, 상기 렌즈(1001)를 통해 입력되는 영상을 증폭하는 적외선 증폭기(1002)와, 상기 적외선 증폭기(1002)를 통과한 빛의 초점 거리를 조절하기 위한 딜레이 렌즈(1003)와, 딜레이 렌즈(1003)를 통해 입사되는 영상을 해당하는 전기적인 영상 신호로 변환하는 CCD(1004)로 이루어져 있다.
상기 적외선 증폭기(1002)는 적은 양의 빛을 증폭시키는 역할을 하고, 특히 적외선에 더욱 민감하게 작용하여, 적외선의 증폭 효과가 탁월하다.
따라서 매우 적은 양의 빛과 함께 영상이 렌즈(1001)를 통해 입력되면 적외선 증폭기(1002)의 증폭 동작에 의해, 빛이 증폭되고 이때 가시광선보다 적외선의 증폭 정도가 현저하게 크기 때문에, 적외선 빛을 통해 입력되는 영상이 결상된다.
딜레이 렌즈(1003)는 CCD(1004)에 맺히는 후 초점 거리(Back Focal Length)를 조절하여, 일반 광학계를 이용할 수 있도록 하는 것이다.
이와 같이 적외선 영역의 빛을 이용하여 영상을 촬영하기 위해, 적외선 증폭기(1002)를 이용할 경우에도, 도 1a 및 도 1c를 참고로 하여 설명한 이 발명의 제1 실시예의 동작과 동일하게 이루어진다.
즉, 조작키 입력부(11)를 통해 입력되는 신호에 의해 사용자가 선택된 빛의 영역이 가시 광선 영역일 경우엔, 노이즈 제거부(2)에서 제3 수광부(300)를 통해 입력되는 신호를 처리한다. 그러나, 사용자에 의해 선택된 빛의 영역이 적외선 영역일 경우엔, 제1 수광부(1000)에서 출력되는 신호를 처리한 후, 노이즈 제거 및 증폭부(3)로 출력하여, 제1 실시예에서 설명한 일반적인 디지털 스틸 카메라의 제어동작을 실행한다. 이 때 노이즈 제거부(2) 이후의 상세한 동작 설명은 이 발명의 제1실시예와 동일하므로 생략한다.
사용자에 의한 선택 동작에 의해 피사체를 촬영하기 위한 빛의 영역을 선택할 수 있으므로, 별도의 조명 장치를 이용하지 않아도 야간 촬영 동작이 가능하고, 가시 광선 영역을 제외한 다른 영역을 빛을 이용한 피사체 촬영을 위한 특수 목적의 카메라를 추가로 구입할 필요가 없다.
또한, 일반적인 디지털 스틸 카메라의 구조를 이용 가능하므로, 제작이 용이하다.

Claims (2)

  1. 사용자에 의해 동작 상태가 변환되어, 선택된 빛의 파장 영역에 따라 해당하는 신호가 출력되는 조작키 입력부와;
    적외선 영역에 해당하는 빛에 의해 입력되는 영상을 해당하는 전기적인 영상 신호로 출력하는 제1 수광부와;
    자외선 영역에 해당하는 빛에 의해 입력되는 영상을 해당하는 전기적인 영상 신호로 출력하는 제2 수광부와;
    가시광선 영역에 해당하는 빛에 의해 입력되는 영상을 해당하는 전기적인 영상 신호로 출력하는 제3 수광부와;
    입력되는 제어 신호에 따라, 상기 다수개의 수광부에서 출력되는 각 파장 영역에 해당하는 영상 신호 중 하나의 영상 신호를 선택하여 영상 신호에 포함되어 있는 노이즈 성분을 제거하고 신호 처리를 실행하는 영상 신호 처리부와;
    상기 조작키 입력부에서 출력되는 신호에 따라 사용자에 의해 선택된 빛의 파장 영역을 판정하여 판정된 파장 영역에 해당하는 영상 신호를 처리할 수 있도록, 영상 신호 처리부로 상기 제어 신호를 출력하는 동작 제어부
    를 포함하고,
    상기 제1수광부는,
    입력되는 빛을 입사하는 렌즈(1001)와,
    상기 렌즈(1001)를 통해 입력되는 빛을 증폭하는 적외선 증폭기(1002)와,
    상기 적외선 증폭기(1002)를 통과한 빛의 초점 거리를 조절하기 위한 딜레이 렌즈(1003)와;
    상기 딜레이 렌즈(1003)을 통과하여 출력되는 영상을 해당하는 전기적인 영상 신호로 변환하는 촬상 소자(1004)를 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 적외선 및 자외선 영역의 촬영이 가능한 디지털 스틸 카메라.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 수광부는
    자외선 영역의 빛을 통과시키는 자외선 필터(201)와,
    상기 자외선 필터(201)를 통과한 빛에 의해 입력되는 영상을 입사하는 렌즈(202)와,
    상기 렌즈(202)를 통해 입사되는 영상을 전기적인 영상 신호로 변환하는 촬상 소자(203)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 적외선 및 자외선 영역의 촬영이 가능한 디지털 스틸 카메라.
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