KR0179067B1 - Auto-focusing method and apparatus - Google Patents

Abstract

본 발명은 비디오 포커싱 방식의 자동 포커싱 장치 및 방법에 관한 것으로, 포커싱이 빠르고 정확하게 이루어지도록 하기 위한 것이다.The present invention relates to an automatic focusing apparatus and method of the video focusing method, so that the focusing is fast and accurate.

따라서, 본 발명은 카메라부(13), 신호증폭부(14), 필터부(15), 게이트 어레이(11) 및 마이컴(12)으로 구성되며 줌위치에 따라 포커싱 영역을 변화시키고 게인값을 조정하여 이루어진다.Therefore, the present invention is composed of the camera unit 13, the signal amplification unit 14, the filter unit 15, the gate array 11 and the microcomputer 12, and changes the focusing area and the gain value according to the zoom position. It is done by

Description

비디오 포커싱 방식에서의 자동 포커싱 장치 및 방법Automatic Focusing Device and Method in Video Focusing Method

제1도는 종래의 자동 포커싱 장치의 구성도.1 is a block diagram of a conventional automatic focusing apparatus.

제2도는 본 발명에 의한 자동 포커싱 장치의 구성도.2 is a block diagram of an automatic focusing apparatus according to the present invention.

제3도는 본 발명에 의한 자동 포커싱 방법의 흐름도.3 is a flowchart of an automatic focusing method according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 렌즈군 2 : CCD1: lens group 2: CCD

3 : 줌렌즈위치검출부 4 : 줌렌즈구동부3: zoom lens position detecting unit 4: zoom lens driving unit

5 : 포커스렌즈 위치검출부 6 : 포커스렌즈 구동부5: focus lens position detecting unit 6: focus lens driving unit

7 : 증폭기 8 : 게인조정부7: amplifier 8: gain adjustment unit

9 : BPF 10 : 필터선택부9: BPF 10: Filter Selection

11 : 게이트 어레이 12 : 마이컴11: gate array 12: microcomputer

13 : 카메라부 14 : 신호증폭부13 camera portion 14 signal amplifier

15 : 필터부 31 : 콘트라스트 검출회로15 filter unit 31 contrast detection circuit

32 : 콘트라스트 비교회로 33 : 게이팅지시회로32: contrast comparison circuit 33: gating instruction circuit

34 : 포커스 모터구동회로 35 : 자동 포커스 스위칭회로34: focus motor driving circuit 35: automatic focus switching circuit

36 : 포커스모터36: focus motor

본 발명은 비디오 포커싱 방식에 있어서, 자동 포커싱(Auto Focusing)장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an auto focusing apparatus and method in a video focusing scheme.

비디오 포커싱 방식은 영상출력신호중의 하나인 Y신호의 콘트라스트(Contrast)에 근거해서 자동 포커싱하는 것이다.The video focusing method automatically focuses on the contrast of the Y signal, which is one of the image output signals.

제1도는 종래의 자동 포커싱 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional automatic focusing apparatus.

종래의 자동 포커싱 장치는 제1도에 도시한 바와같이 Y신호에 근거해서 콘트라스트를 검출하는 콘트라스트 검출회로(31), 콘트라스트의 변화를 검사해서 포커스 모터의 구동방향과 포커싱의 최적의 핀트(Pint)상태를 결정하는 콘트라스트 비교회로(32), 포커스모터(36)를 구동시키는 포커스 모터구동회로(34), 콘트라스트가 기준치보다 낮을 때 순차적으로 영역을 변화시켜 Y신호가 상기 콘트라스트 검출회로(31)로 입력되도록 하는 게이팅지시회로(33) 및 자동 포커스 상태로 절환될 때 상기 게이팅 지시회로(33)를 초기 상태로 만들고 상기 포커스 모터 구동회로(34)에 구동전원을 인가하는 자동 포커스 스위칭회로(35)로 구성된다.In the conventional automatic focusing apparatus, as shown in FIG. 1, a contrast detection circuit 31 which detects contrast based on the Y signal, and an optimum pint of the driving direction of the focus motor and focusing by checking the change of contrast. The contrast comparison circuit 32 for determining the state, the focus motor driver circuit 34 for driving the focus motor 36, and the region are sequentially changed when the contrast is lower than the reference value so that a Y signal is transferred to the contrast detection circuit 31. A gating instruction circuit 33 for inputting and an auto focus switching circuit 35 for initializing the gating instruction circuit 33 and applying driving power to the focus motor driving circuit 34 when switched to the auto focus state. It consists of.

자동 포커스 상태로 절환되면 상기 자동 포커스 스위칭회로(35)는 상기 게이팅 지시회로(33)를 초기 상태로 만들고 상기 포커스 구동회로(34)에 구동전원을 인가한다. 상기 게이팅 지시회로(33)에 의해 영역이 선택되면 선택된 영역의 Y신호가 상기 콘트라스트 검출회로(31)에 들어간다.When switching to the auto focus state, the auto focus switching circuit 35 resets the gating indicating circuit 33 to the initial state and applies driving power to the focus driving circuit 34. When a region is selected by the gating indicating circuit 33, the Y signal of the selected region enters the contrast detection circuit 31.

상기 콘트라스트 검출회로(31)는 상기 Y신호로 부터 콘트라스트를 검출하여 상기 콘트라스트 비교회로(32)로 보낸다.The contrast detection circuit 31 detects the contrast from the Y signal and sends it to the contrast comparison circuit 32.

이때, 검출된 콘트라스트가 기준치보다 낮으면 상기 게이팅 지시회로(33)는 사용할 영역을 순차적으로 변화시켜 변경된 영역의 Y신호가 콘트라스트 검출회로(31)로 들어가게 한다.At this time, if the detected contrast is lower than the reference value, the gating indicating circuit 33 sequentially changes the area to be used so that the Y signal of the changed area enters the contrast detecting circuit 31.

상기와 같이 검출된 콘트라스트의 변화를 상기 콘트라스트 비교회로(32)에서 감지하여 포커스 구동방향을 판별하고 포커싱의 최적의 핀트상태를 결정한다.The contrast comparison circuit 32 detects the change of contrast detected as described above to determine the focus driving direction and to determine the optimal focus state of focusing.

즉, 종래에는 콘트라스트가 기준치 이하일 때 영역을 순차적으로 변화시켜 포커싱에 필요한 콘트라스트를 보상하는 방법을 사용하였다.That is, conventionally, a method of compensating contrast necessary for focusing by sequentially changing an area when the contrast is lower than a reference value has been used.

그러나 어두운 곳의 피사체라든지 흐린날의 야외 촬영일 경우 사용할 영역을 전체 영역으로 잡아 콘트라스트를 보상해도 Y신호레벨이 작아 검출되는 콘트라스트는 기준치 이하가 될 수도 있는 문제점이 있다.However, in the case of a subject in a dark place or outdoor shooting on a cloudy day, even if the area to be used is compensated for by using the entire area, the Y signal level is small and the detected contrast may be lower than the reference value.

또한 검출되는 콘트라스트가 기준치 이하가 되는 문제점이 해결되더라도 줌밍(zooming)이 텔레(Tele)단인 경우는 심도가 낮기 때문에 주위 피사체의 영향을 받아 포커싱이 최적의 핀트 상태가 되도록 하는데 어려운 문제점이 있다.In addition, even if the problem that the detected contrast is less than the reference value is solved, when zooming is a tele end, the depth is low, so it is difficult to make the focusing state optimal under the influence of the surrounding subject.

상기 문제점을 개선하기 위해 본 발명은 각 줌위치에 따라 포커싱 영역을 변화시키고 게인(Gain)값을 조절하므로써 자동 포커싱이 빠르고 정확하게 이루어지도록 하 기위한 자동 포커싱장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an automatic focusing apparatus and method for automatically focusing quickly and accurately by changing a focusing area and adjusting a gain value according to each zoom position.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;

제2도는 본 발명에 의한 자동 포커싱장치의 구성도이다.2 is a block diagram of an automatic focusing apparatus according to the present invention.

본 발명에 의한 자동 포커싱장치는 제2도에 도시한 바와같이 카메라부(13), 신호증폭부(14), 필터부(15), 게이트 어레이(11) 및 마이컴(12)으로 구성된다.The automatic focusing apparatus according to the present invention is composed of a camera section 13, a signal amplifier section 14, a filter section 15, a gate array 11, and a microcomputer 12 as shown in FIG.

상기 카메라부(13)는 다수의 렌즈로 구성된 렌즈군(1)에 렌즈위치검출부(3), 줌렌즈구동부(4), 포커스 렌즈위치검출부(5), 포커스 렌즈구동부(6)를 연결하고, 신호증록부(14)로 신호를 출력하는 CCD(Charge Coupled Device)(2)를 포함하여 구성된다. 상기 줌렌즈위치검출부(3)와 포커스 렌즈위치검출부(5)는 각각 줌렌즈와 포커스렌즈의 위치를 검출하여 상기 마이컴(12)에 알려주고, 상기 줌렌즈구동부(4)와 포커스 렌즈구동부(6)는 상기 마이컴(12)으로 부터 출력되는 제어신호에 따라 각 렌즈를 구동시킨다.The camera unit 13 connects a lens position detecting unit 3, a zoom lens driving unit 4, a focus lens position detecting unit 5, and a focus lens driving unit 6 to a lens group 1 composed of a plurality of lenses. It comprises a CCD (Charge Coupled Device) 2 which outputs a signal to the recorder 14. The zoom lens position detecting unit 3 and the focus lens position detecting unit 5 detect the positions of the zoom lens and the focus lens, respectively, and inform the microcomputer 12 of the zoom lens driving unit 4 and the focus lens driving unit 6. Each lens is driven in accordance with the control signal output from (12).

상기 CCD(2)는 광학계의 광신호를 전기신호로 바꾸어서 상기 신호증폭부(14)로 출력한다.The CCD 2 converts an optical signal of an optical system into an electrical signal and outputs the electrical signal to the signal amplifier 14.

상기 신호증폭부(14)는 증폭기(7)와 게인(Gain)조정부(8)로 구성된다.The signal amplifier 14 is composed of an amplifier 7 and a gain adjuster 8.

상기 게인조정부(8)는 상기 마이컴(12)의 제어를 받아 상기 증폭기(7)의 게인값을 조절하고, 상기 증폭기(7)는 상기 CCD(2)를 통해 출력되는 전기신호를 증폭하여 상기 필터부(15)로 출력한다.The gain adjusting unit 8 controls the gain value of the amplifier 7 under the control of the microcomputer 12, and the amplifier 7 amplifies an electric signal output through the CCD 2 to filter the filter. Output to section 15.

상기 필터부(15)는 BPF(Band Pass Filter) 1, 2, 3으로 구성된 필터(9)와 필터선택부(10)로 구성된다.The filter unit 15 includes a filter 9 composed of band pass filters 1, 2, and 3 and a filter selector 10.

상기 필터(9)는 상기 증폭기(7)로 부터 출력되는 신호를 BPF 1, 2, 3를 통해 각각 필터링하고, 상기 필터선택부(10)는 스위칭회로로 구현되며 상기 마이컴(12)의 제어에 따라 BPF 1, 2, 3 중 하나를 선택하여 원하는 주파수 대역폭의 신호를 게이트 어레이(11)로 출력한다.The filter 9 filters the signals output from the amplifier 7 through BPFs 1, 2, and 3, respectively, and the filter selector 10 is implemented as a switching circuit and controls the microcomputer 12. Accordingly, one of BPFs 1, 2, and 3 is selected to output a signal having a desired frequency bandwidth to the gate array 11.

상기 게이트 어레이(11)는 상기 필터선택부(10)로 부터 출력되는 신호로 화면을 영역 분할하고 각각 분할된 영역의 평가치(Focus Value)를 구해서 상기 마이컴(12)으로 출력한다.The gate array 11 divides the screen into a signal output from the filter selector 10, obtains an evaluation value of each divided region, and outputs the calculated values to the microcomputer 12.

상기 마이컴(12)은 상기 카메라부(13), 신호증폭부(14), 필터부(15) 및 게이트 어레이(11)를 제어하고 상기 카메라부(13)와 게이트 어레이(11)로 부터 받은 정보를 통해 자동 포커싱을 수행한다.The microcomputer 12 controls the camera unit 13, the signal amplifier 14, the filter unit 15, and the gate array 11, and receives information from the camera unit 13 and the gate array 11. Perform auto focusing via.

제3도는 본 발명에 의한 자동 포커싱 방법의 흐름도이다.3 is a flowchart of an automatic focusing method according to the present invention.

먼저 줌위치검출부(3)로 부터 현재의 줌위치를 입력받고(16), 상기 줌위치별로 증폭기의 게인값을 조정한다(17).First, the current zoom position is input from the zoom position detector 3 (16), and the gain value of the amplifier is adjusted (17) for each zoom position.

상기 게이트 어레이(11)로 부터 각 영역별 평가치를 입력받아(18) 현재의 줌위치가 텔레(Tele)단인지 와이드(Wide)단인지 검색한다(19).The evaluation value for each region is input from the gate array 11 to search whether the current zoom position is a tele end or a wide end (19).

현재의 줌위치가 텔레단이면 영역 1, 2를 선택하고 영역 1, 2의 평가치가 자동 포커싱을 하기에 충분한지 검색하여(20), 충분하면 영역 1, 2를 선택하고(21), 영역 1, 2 의 평가치를 합하여(22), 자동 포커싱을 행한다.If the current zoom position is the tele end, select areas 1 and 2 and search if the evaluation values of areas 1 and 2 are sufficient for autofocusing (20), if enough, select areas 1 and 2 (21), and area 1 , The two evaluation values are added (22) to perform auto focusing.

상기 현재의 줌위치검색단계(19)에서 현재의 줌위치가 와이드단이거나, 상기 영역 1, 2의 평가치검색단계(20)에서 영역 1, 2의 평가치가 자동 포커싱을 하기에 충분하지 않으면 전체 영역을 선택하여(23), 전체 영역의 평가치를 합한다(24), 합한 전체영역의 평가치가 자동 포커싱을 하기에 충분한지 검색하여(25) 충분하면 자동포커싱을 행하고 충분하지 않으면 평가치에 따라 충분할 정도로 증폭기(7)의 게인값을 조정해서 상기 각 영역별로 평가치를 입력시키는 단계(18)로 진행하여 반복 수행한다(26).If the current zoom position is the wide end in the current zoom position search step 19 or the evaluation values of the areas 1 and 2 in the evaluation value search step 20 of the areas 1 and 2 are not sufficient for autofocusing, The area is selected (23), the evaluation values of the whole area are summed (24), the search is performed to see if the evaluation values of the total area are sufficient for autofocusing (25), and if it is sufficient, autofocusing is performed. In step 26, the gain value of the amplifier 7 is adjusted to a degree, and the evaluation value is inputted to each of the regions.

상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명은 줌위치에 따라 자동 포커싱에 필요한 영역을 가변시키고 평가치에 따라 증폭기의 게인값을 조정하여 평가치가 거의 없는 피사체에 대해서도 포커싱을 이룰 수 있으며 포커스 렌즈의 이동방향을 빨리 결정하여 자동 포커싱을 빠르게 수행할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention configured and operated as described above, the area required for auto focusing may be changed according to the zoom position, and the gain value of the amplifier may be adjusted according to the evaluation value to achieve focusing on a subject having almost no evaluation value, and the moving direction of the focus lens. It is effective to quickly determine auto focus and perform auto focusing.

Claims (5)

줌렌즈 및 포커스렌즈를 통과한 입사광을 전기신호로 광전변환하는 카메라수단; 상기 카메라수단에서 광전변환된 신호를 가변증폭하는 신호증폭수단; 상기 신호증폭수단에 의해 가변증폭된 출력신호를 원하는 주파수 대역의 신호로 필터링하는 필터수단; 상기 필터수단에서 출력되는 신호로 화면을 다수영역으로 분할하고 선택된 임의의 한영역에 해당하는 포커스 평가치를 검출하는 평가치 검출수단; 상기 평가치검출수단의 검출결과와 상기 줌렌즈의 위치에 따라 상기 신호증폭수단의 증폭율을 가변제어하는 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비디오 포커싱 방식에서의 자동 포커싱장치.Camera means for photoelectric conversion of incident light passing through the zoom lens and the focus lens into an electrical signal; Signal amplifying means for variable amplifying the photoelectrically converted signal from the camera means; Filter means for filtering the output signal variably amplified by the signal amplifying means to a signal having a desired frequency band; Evaluation value detection means for dividing the screen into a plurality of areas by the signal output from the filter means and detecting a focus evaluation value corresponding to any one selected area; And control means for varying the amplification factor of the signal amplifying means according to the detection result of the evaluation value detecting means and the position of the zoom lens. 제1항에 있어서, 상기 카메라수단은 줌렌즈의 위치를 검출하여 상기 제어수단으로 출력하는 줌렌즈위치검출수단, 상기 제어수단으로부터 출력되는 제어신호에 따라 줌렌즈를 구동시키는 줌렌즈 구동수단, 광학계의 광신호를 전기신호로 변환하여 상기 신호증폭수단으로 출력하는 CCD로 구성되는 것을 특징으로 하는 비디오 포커싱방식에서의 자동 포커싱장치.According to claim 1, wherein the camera means is a zoom lens position detection means for detecting the position of the zoom lens and output to the control means, a zoom lens driving means for driving the zoom lens in accordance with a control signal output from the control means, the optical signal of the optical system An automatic focusing apparatus in a video focusing method, comprising: a CCD for converting into an electrical signal and outputting the signal to the signal amplifying means. 제1항에 있어서, 상기 신호증폭수단은 상기 카메라수단으로 부터 출력되는 전기신호를 증폭하는 증폭수단과, 상기 제어수단으로 부터 출력되는 제어신호에 따라 상기 증폭수단의 이득값을 조정하는 이득 조정 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 비디오 포커싱 방식에서의 자동 포커싱장치.2. The apparatus according to claim 1, wherein the signal amplifying means includes amplifying means for amplifying an electrical signal output from the camera means, and gain adjusting means for adjusting a gain value of the amplifying means in accordance with a control signal output from the control means. Automatic focusing apparatus in the video focusing method, characterized in that consisting of. 상기 필터수단은 상기 신호증폭수단으로부터 출력되는 신호를 각각 필터링하는 다수의 밴드패스필터, 및 상기 제어수단의 제어에 따라 다수의 필터로 부터 출력되는 신호중 원하는 주파수 대역폭의 신호를 선택하는 필터선택수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 비디오 포커싱 방식에서의 자동 포커싱장치.The filter means includes a plurality of band pass filters for filtering the signals output from the signal amplification means, and filter selection means for selecting a signal having a desired frequency bandwidth from the signals output from the plurality of filters under the control of the control means. Automatic focusing apparatus in the video focusing method, characterized in that the configuration. 다수의 영역으로 분할된 포커스영역중 선택된 임의의 한 포커스 영역으로 부터 포커스평가치를 검출하는 제1단계와; 상기 제1단계의 검출결과 포커스평가치가 일정값이하이면 포커스영역이 최대가 되도록 포커스영역을 선택하는 제2단계와; 상기 제2단계이후 제1단계를 반복하여 검출된 포커스평가치가 일정값 이하이면 현재의 줌렌즈의 위치를 검출하는 제3단계와; 상기 제3단계의 검출결과 줌렌즈가 텔레(tele)단에 위치하고 있으면 커스영역으로 입력되는 입력신호의 레벨을 증폭시키는 제4단계를 포함하여 구동함에 의해 포커싱이 수행되는 것을 특징으로 하는 비디오 포커싱 방식에서의 자동 포커싱방법.Detecting a focus evaluation value from any one selected focus area among the focus areas divided into a plurality of areas; A second step of selecting a focus area such that the focus area is maximized when the focus evaluation value of the first step is less than or equal to a predetermined value; A third step of detecting a current position of the zoom lens if the detected focus evaluation value is repeated or less than a predetermined value after repeating the first step after the second step; In the video focusing method of claim 3, when the zoom lens is positioned at the tele end, the focusing is performed by driving the zoom lens to include a fourth step of amplifying the level of the input signal input to the focus area. Automatic focusing method.