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KR20150091578A - LED lighting control device for high speed photography - Google Patents

LED lighting control device for high speed photography Download PDF

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KR20150091578A
KR20150091578A KR1020140011974A KR20140011974A KR20150091578A KR 20150091578 A KR20150091578 A KR 20150091578A KR 1020140011974 A KR1020140011974 A KR 1020140011974A KR 20140011974 A KR20140011974 A KR 20140011974A KR 20150091578 A KR20150091578 A KR 20150091578A
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trigger signal
output unit
illumination
camera
trigger
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장기두
허문주
홍승표
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장기두
홍승표
허문주
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Abstract

The present invention relates to an LED illumination control device for a high-speed photographing camera, which comprises: a trigger signal output unit outputting a trigger signal to a high-speed photographing camera; and an illumination output unit being synchronized with the trigger signal to drive LED illumination for a time set by a control unit, wherein the control unit receives an external trigger input signal, drives the trigger signal output unit, and performs timing control so that the illumination output unit operates the LED illumination for the set time.

Description

고속 촬영을 위한 LED 조명 제어 장치{LED lighting control device for high speed photography}[0001] The present invention relates to an LED lighting control device for high-speed shooting,

본 발명은 산업용 고속 촬영 카메라의 고품질 영상을 확보할 수 있도록 한 고속 촬영을 위한 LED 조명 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an LED lighting control apparatus for high-speed photographing, which can ensure high-quality images of an industrial high-speed photographing camera.

일반적으로, 산업용 고속 촬영 카메라로 고속의 영상을 얻기 위해서는 높은 광량의 조도를 요구한다. 일반 실내 조명으로 높은 조도를 얻기 위해서는 매우 높은 파워가 요구되어 이를 충족하기위해서는 많은 광원, 예를 들면, LED가 필요하며 이로 인한 높은 비용과 소비 전력이 필요하게 된다. 고속 촬영은 촬영 프레임에 맞춰 충분한 조도가 공급되도록 하여야 하며 고품질의 영상으로 인정되기 위해서는 카메라의 셔터 노출과 동기되어 점멸하는 조명의 점등시간이 중요하다.Generally, in order to obtain a high-speed image with an industrial high-speed camera, high illumination intensity is required. In order to obtain a high illuminance with general indoor illumination, very high power is required. In order to satisfy such a high illumination, many light sources, for example, LEDs are required, resulting in high cost and power consumption. For high-speed shooting, sufficient illuminance should be supplied in accordance with the shooting frame. In order to be recognized as a high-quality image, lighting time of the blinking light synchronous with the shutter exposure of the camera is important.

즉, 조명 장치는 카메라의 셔터 노출에 동기하여 일정한 밝기의 광을 지속적, 안정적으로 제공하여야 하므로 조명장치의 안정적인 동기 점멸 동작이 요구된다.That is, since the lighting device must continuously and stably provide light of a constant brightness in synchronization with the shutter exposure of the camera, stable synchronous flashing operation of the lighting device is required.

그러나, 최근의 고속 카메라용 조명 장치에 따르면, 카메라의 셔팅 신호와 조명장치의 온/오프 점멸신호가 정밀하게 동기 되지 않는다. 이러한 문제의 해결 방안 중 한 방안으로서 FPGA를 사용하여 동기 시간을 단축하려는 솔루션이 있었으나, 실제로는 그 지연 원인이 포토커플러에 의해 발생하는 수십 ㎲의 지연 시간으로 인해 발생히기 때문에, 근본적으로 고품질의 영상을 얻는 데에는 문제점이 있었다. 한편, 이러한 문제점을 해결하기 위해 포토커플러를 사용하지 않는 방안도 고려할 수 있으나 이러한 경우 노이즈로 인한 오작동이 우려되므로 산업현장에서는 바람직하지 않다.However, according to the recent high-speed camera lighting apparatus, the camera's shutting signal and the on / off flickering signal of the lighting apparatus are not precisely synchronized. One of the solutions to this problem is to use a FPGA to reduce the synchronization time, but in reality, the delay is caused by the delay time of several tens of microseconds caused by the photocoupler, There has been a problem in obtaining. On the other hand, in order to solve such a problem, it is possible to consider not using the photocoupler, but in this case, it is not preferable in the industrial field because there is a concern about malfunction due to noise.

이에 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해서, 카메라의 셔팅 신호에 빠르게 동기하여 반응하는 LED 조명 점멸을 구현하여 고품질의 해상도를 제공할 수 있는 고속 촬영을 위한 LED 조명 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above-described problems, it is an object of the present invention to provide an LED lighting control apparatus for high-speed photographing which can provide a high-quality resolution by realizing flashing of an LED lighting that reacts quickly to a camera's shutting signal do.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위해, 고속 촬영 카메라로 트리거 신호를 출력하는 트리거 신호출력부와, 상기 트리거 신호와 동기화하여 제어부로부터 설정된 시간동안 LED조명을 구동하는 조명출력부를 포함하고, 상기 제어부는 외부 트리거 입력 신호를 수신하고 상기 트리거 신호 출력부를 구동하며 상기 조명출력부가 설정된 시간 동안 LED 조명을 구동하도록 타이밍 제어하는 것을 특징으로 하는 고속 촬영을 위한 조명 제어 장치를 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a high-speed photographing apparatus including a trigger signal output unit for outputting a trigger signal by a high-speed photographing camera, and a lighting output unit for driving the LED lighting for a set time from the control unit in synchronization with the trigger signal, Wherein the timing control unit receives timing signals from the external trigger input signal, drives the trigger signal output unit, and controls the timing of the illumination output unit to drive the LED illumination for a predetermined period of time.

여기에서, 상기 트리거 신호 출력부는 LED 조명이 온(ON)한 후 상기 카메라로 트리거 신호를 동기하여 보내는 것을 특징으로 한다.Here, the trigger signal output unit may synchronize the trigger signal with the camera after the LED illumination is turned on.

또한, 상기 트리거 신호가 인가되면 소정의 지연 시간 이후에 소정의 펄스 시간 동안 상기 카메라의 셔팅을 위한 트리거 출력 신호와 LED 조명 점멸 출력 신호가 동기화되는 것을 특징으로 한다.In addition, when the trigger signal is applied, the trigger output signal for the camera's shaking and the LED lighting flicker output signal are synchronized for a predetermined pulse time after a predetermined delay time.

본 발명에 따르면, 카메라의 셔팅용 트리거 신호에 정밀하게 동기하여 반응하는 LED 조명 점멸을 구현하여 고품질의 영상을 제공하는 데에 우수한 효과가 있다.According to the present invention, there is an advantageous effect in providing a high-quality image by realizing flashing of an LED illumination which reacts precisely with a trigger signal for shaking of a camera.

도1은 본 발명에 따른 조명 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도.
도2는 본 발명에 따른 조명 제어 장치의 작동을 나타낸 동작 블록도.
도3은 본 발명에 따른 조명 제어 장치에서 트리거 신호에 대한 카메라 셔팅 신호 및 LED 조명의 점멸 신호의 작동 관계를 나타낸 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 트리거 신호 출력부
20 : 조명 출력부
30 : 제어부
40 : 카메라1 is a block diagram showing a configuration of a lighting control apparatus according to the present invention;
2 is an operational block diagram illustrating the operation of the lighting control apparatus according to the present invention.
3 is a graph showing an operating relationship between a camera shuttering signal for a trigger signal and a flashing signal of an LED illumination in a lighting control apparatus according to the present invention.
Description of the Related Art
10: Trigger signal output section
20:
30:
40: camera

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명에 따른 조명 제어 장치를 도시한 블록도이다. 도1에 따르면, 본 발명에 따른 고속 촬영을 위한 조명 제어 장치는 트리거 신호 출력부(10)와, 조명출력부(20) 및 외부 트리거 신호를 입력받고 타이밍 제어하는 제어부(30)를 포함한다.1 is a block diagram showing a lighting control apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 1, a lighting control apparatus for high-speed photographing according to the present invention includes a trigger signal output unit 10, a lighting output unit 20, and a control unit 30 that receives and receives timing signals from an external trigger signal.

트리거 신호 출력부(10)는 고속 촬영 카메라(40)로 셔팅용 트리거 신호를 보내는 역할을 한다. 여기에서, 본 발명에 따른 조명 제어 장치에는, LED 조명으로서 바람직하게는 스트로브(strobe)식 LED 조명을 채택한다. 스트로브 LED 조명 특성상 빠른 응답을 요구하므로 트리거 신호 출력부(10)는 조명출력부(20)와 동기 출력 되어야 하며, 제어부(30)는 설정된 시간 동안 조명출력부(20)를 제어하는 역할을 한다.The trigger signal output unit 10 serves to send a trigger signal for the shutter to the high-speed shooting camera 40. [ Here, in the lighting control apparatus according to the present invention, strobe-type LED lighting is preferably adopted as LED lighting. The trigger signal output unit 10 must be synchronized with the illumination output unit 20 and the control unit 30 controls the illumination output unit 20 for a predetermined time.

한편, 카메라(40)는 동영상 및 정지 영상을 촬상하는 것으로, 트리거 신호 출력부(10)의 트리거 출력신호를 지원하는 카메라로 작용할 수 있다.On the other hand, the camera 40 captures a moving image and a still image, and can act as a camera supporting a trigger output signal of the trigger signal output unit 10. [

조명출력부(20)는 트리거 신호 출력부(10)로부터 수신된 트리거 신호에 카메라(40)와 동기하여 제어부(30)에서 설정한 시간 동안 LED조명을 제어한다. 상기 트리거출력은 카메라의 셔팅 신호로 보내주며 이 셔팅 신호는 카메라(40)가 영상을 구성하는 각각의 프레임을 촬영하기 위해 셔터를 동작시키는 신호를 의미한다.The illumination output unit 20 controls the LED illumination for the time set by the control unit 30 in synchronization with the camera 40 to the trigger signal received from the trigger signal output unit 10. [ The trigger output is sent to the camera as a shuttering signal, which means that the camera 40 operates the shutter to photograph each frame of the image.

그리고, 제어부(30)는 외부 트리거 입력을 수신하고 트리거 출력을 보내며 설정 시간을 조명출력부(20)로 설정하는 역할을 한다.The control unit 30 receives an external trigger input, sends a trigger output, and sets a set time to the illumination output unit 20. [

제어부(30)로는 바람직하게는 통상의 마이컴이 채택될 수 있다. 제어부(30)는 전류량을 아날로그 전압으로 출력하여 소비 전력을 확인할 수 있어서 과전류 제한 기능을 가진다. 본 발명에 따른 제어부(30)에서는 비젼 조명 제어에 적합한 과전류 제한을 위해 내부 5A 전류 검출 기능을 가진다.As the control unit 30, a typical microcomputer can be adopted. The control unit 30 has an overcurrent limiting function by outputting an amount of current as an analog voltage to confirm power consumption. The control unit 30 according to the present invention has an internal 5A current detection function for limiting the overcurrent suitable for the vision illumination control.

한편, 과전류 제한 기능을 구현하기 위해서는, 본 발명의 조명 제어 장치의 출력단에는 과전류가 인가될 때 이를 차단하기 위한 퓨즈와, 과전압이 유입되는 경우 이를 차단하는 과전압 차단기와 서지어레스터가 포함될 수 있다.Meanwhile, in order to implement the overcurrent limiting function, an output terminal of the lighting control apparatus of the present invention may include a fuse for blocking the overcurrent when it is applied, an overvoltage breaker for blocking the overvoltage when the overcurrent is applied, and a surge raster.

또한, 제어부(30)는 RS232 및 RS485 통신을 통해 출력단의 동시 제어를 용이하게 할 수 있다.In addition, the control unit 30 can facilitate the simultaneous control of output terminals through RS232 and RS485 communication.

한편, 본 발명에 따른 조명 제어 장치에 적용되는 클록(clock)으로는 바람직하게는 48Mhz를 사용하며 그 이상도 사용될 수 있다.On the other hand, as the clock applied to the lighting control apparatus according to the present invention, 48 MHz is preferably used, and more may be used.

이상 설명한 본 발명에 따른 고속 촬영을 위한 조명 제어 장치의 작동은 다음과 같이 이루어진다.The operation of the illumination control apparatus for high-speed photographing according to the present invention is as follows.

도2는 본 발명에 따른 조명 제어 장치의 작동을 나타낸 동작 블록도이고, 도3은 본 발명에 따른 조명 제어 장치에서 트리거 신호에 대한 카메라 셔팅 신호 및 LED 조명의 점멸 신호의 작동 관계를 나타낸 그래프이다.FIG. 2 is a block diagram showing the operation of the lighting control apparatus according to the present invention. FIG. 3 is a graph showing an operating relationship between a camera shouting signal for a trigger signal and a flashing signal of an LED illumination in the lighting control apparatus according to the present invention .

외부 트리거입력(TRG1)으로부터 제어부(30)로 인가되면, 도3에 도시된 바와 같이, 딜레이 시간(t DELAY) 동안 지연 후 원 펄스 시간(t pulse) 동안 카메라 셔팅(CAM1)과 LED 조명의 작동 출력(OUTPUT/CH1)의 동기화된다.When the external trigger input TRG1 is applied to the control unit 30, the camera shake (CAM1) and the operation of the LED illumination during the original pulse time (t pulse) after the delay for the delay time (t DELAY) Output (OUTPUT / CH1) is synchronized.

여기에서, 트리거 신호 입력 후 딜레이 시간(t DELAY) 동안의 지연 발생은 임의 조절이 가능하며 지연을 하지 않는 경우(OFF 상태)가 발생할 수도 있다.Here, the occurrence of the delay during the delay time (DELAY) after the trigger signal input can be arbitrarily adjusted and the case where the delay is not performed (OFF state) may occur.

도2에 도시된 조명출력을 위해서 바람직하게는 제1, 제2, 제3 및 제4 출력 채널을 가지며 더 이상의 수십 채널도 제어할 수 있다. 이 때 동기 출력은 조명 제어 장치의 커넥터 최대 전류가 3.5A이므로 전류량을 증가시켜야 할 경우 제1, 제2 채널을 외부에서 병렬로 사용할 경우 전류량을 2배(3.5A+3.5A)로 높일 수 있다.For the illumination output shown in FIG. 2, it preferably has first, second, third, and fourth output channels and can control more than a few tens of channels. In this case, when the maximum current of the connector of the lighting control device is 3.5A, the amount of current can be increased to twice (3.5A + 3.5A) when the first and second channels are used in parallel from the outside .

이러한 본 발명에 따른 소정 시간 이후 출력 동작은 별도의 타이머가 없이 이루어지므로, 일반적인 LED 조명 장치에 타이머 출력 기능이 적용된 LED 조명 제어 장치로 구현될 수 있다.Since the output operation after the predetermined time according to the present invention is performed without a separate timer, it can be realized as an LED lighting control apparatus to which a timer output function is applied to a general LED lighting apparatus.

이로써, 본 발명에 따른 조명 제어 장치는 종래 산업 현장에서 고속 촬영을 통한 검사 장비에서 필요한 PLC나 컴퓨터 등에서 별도로 시간을 제어하여야 하는 불편함과 타이머를 별도를 설치하는 데에 따른 OFF지연 타이머/ON타이머의 부가적 비용에 대한 부담을 해소할 수 있다.Thus, the lighting control apparatus according to the present invention is inconvenient to separately control the time in a PLC or a computer required in an inspection apparatus through high-speed shooting in a conventional industrial field and an OFF delay timer / ON timer The burden on the additional cost of the system can be solved.

또한, 본 발명에 따른 조명 제어 장치에서 트리거 신호 출력부(10)는 LED 조명이 먼저 온(ON)한 후 카메라(40)로 트리거 신호를 주도록 작동한다. 이는 종래 카메라로부터 출력한 후 조명을 온(ON)하는 방식과 달리 카메라(40)의 셔팅 신호와 LED 조명의 점멸 출력 신호를 더욱 정밀하게 동기시키는 효과를 제공한다. 이로써, 본 발명에 따른 조명 제어 장치는 동기의 정확성을 높여 고해상도의 영상을 구현할 수 있다.Further, in the illumination control apparatus according to the present invention, the trigger signal output section 10 operates to give a trigger signal to the camera 40 after the LED illumination first turns on. This provides an effect of more precisely synchronizing the shuttering signal of the camera 40 and the blinking output signal of the LED illumination, unlike the conventional method of turning on illumination after outputting from the camera. Thus, the illumination control apparatus according to the present invention can enhance the accuracy of synchronization and realize a high-resolution image.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 밑 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention may be embodied in other forms without departing from the spirit or scope of the invention.

Claims (3)

고속 촬영 카메라로 트리거 신호를 출력하는 트리거 신호 출력부와,
상기 트리거 신호와 동기화하여 제어부로부터 설정된 시간동안 LED조명을 구동하는 조명출력부를 포함하고,
상기 제어부는 외부 트리거 입력 신호를 수신하고 상기 트리거 신호 출력부를 구동하며 상기 조명출력부가 설정된 시간 동안 LED 조명을 구동하도록 타이밍 제어하는 것을 특징으로 하는 고속 촬영을 위한 조명 제어 장치.A trigger signal output unit for outputting a trigger signal to the high-
And a light output unit for driving the LED light for a predetermined time from the control unit in synchronization with the trigger signal,
Wherein the control unit receives the external trigger input signal, drives the trigger signal output unit, and controls the timing of the illumination output unit to drive the LED illumination for a set time. 제1항에 있어서, 상기 트리거 신호 출력부는 LED 조명이 온(ON)한 후 상기 카메라로 트리거 신호를 동기하여 보내는 것을 특징으로 하는 고속 촬영을 위한 조명 제어 장치.2. The illumination control apparatus according to claim 1, wherein the trigger signal output unit synchronizes the trigger signal with the camera after the LED illumination is turned on. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 트리거 신호가 인가되면 소정의 지연 시간 이후에 소정의 펄스 시간 동안 상기 카메라의 셔팅을 위한 트리거 출력 신호와 LED 조명 점멸 출력 신호가 동기화되는 것을 특징으로 하는 고속 촬영을 위한 조명 제어 장치.3. The method according to claim 1 or 2, wherein when the trigger signal is applied, the trigger output signal for the camera's shaking and the LED lighting flicker output signal are synchronized for a predetermined pulse time after a predetermined delay time. Lighting control device for shooting.
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