KR101700658B1

KR101700658B1 - 초점 검출 장치가 구비된 일안 반사식 카메라 및 그의 촬영방법

Info

Publication number: KR101700658B1
Application number: KR1020080136972A
Authority: KR
Inventors: 문경환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2017-02-01
Also published as: US8059954B2; EP2204683A2; KR20100078654A; US20100166405A1; EP2204683A3; EP2204683B1

Abstract

초점 검출 장치가 구비된 일안 반사식 카메라 및 그의 촬영방법이 개시된다. 본 일안 반사식 카메라에 의하면, 픽셀들의 배치된 위치별로 결정된 서로 다른 크기의 픽셀들이 배치된 AF(Auto Focusing) 센서 및 픽셀들의 샘플링 레벨들을 기초로 초점을 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의해, 픽셀의 위치에 따라 픽셀의 크기를 조절함으로써 보다 넓은 AF 영역을 제공할 수 있다.

DSLR 카메라, 촬영장치, 초점검출장치

Description

초점 검출 장치가 구비된 일안 반사식 카메라 및 그의 촬영방법{Single lens reflex camera comprising a focus detecting apparatus and method for photographing}

본 발명은 일안 반사식 카메라 및 그의 촬영방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 보다 상세하게는 피사체에 대한 초점을 자동으로 검출하는 초점 검출 장치가 구비된 일안 반사식 카메라 및 그의 촬영방법에 관한 것이다.

멀티미디어 기기 및 인터넷이 보급됨에 따라, 사용자들은 자신이 촬영한 사진을 멀티미디어 기기에 보관하거나 인터넷 블로그에 업로드하는 일이 잦아지고 있다. 이에 따라, 카메라의 보유율은 해마다 증가하는 추세이다.

카메라는 뷰파인더의 형태에 따라 일안 반사식 카메라(Single Lens Reflex : SLR), 이안 반사식 카메라(TLR : Twin Lens Reflex) 및 레인지 파인더 카메라(Range Finder : RF) 등으로 분류된다.

일안 반사식 카메라(SLR)는 렌즈가 하나이고, 그 렌즈를 통해 물체를 확인함과 동시에 물체를 촬영하는 카메라이다. 이는, 렌즈를 통과한 빛을 거울로 90도 반사시켜 직접 눈으로 볼 수 있게 만든 것이다. 따라서, 사용자는 촬상 영역에 초점 이 맞았는지 또는 전경부터 배경까지 얼마나 선명하게 보이는지 여부를 뷰파인더를 통해서 직접 확인할 수 있는 장점이 있다.

이안 반사식 카메라(TLR)는 촬영용 렌즈와 뷰파인더용 렌즈를 포함하는 카메라이다. 이안 반사식 카메라는 촬영용 렌즈와 뷰파인더용 렌즈가 모두 포함되어 있으므로, 비교적 고가이고 중형 카메라에 사용된다.

레인지 파인더(RF) 카메라는 촬영렌즈에 의해 형성된 상과 비슷한 상을 보여주는 별도의 뷰파인더를 구비한 카메라이다. 하지만, 레인지 파인더 카메라는 뷰파인더가 촬영 렌즈와 연결이 되어 있지 않기 때문에, 촬영렌즈의 초점과 조리개가 변화하더라도 뷰파인더에서 보이는 화면은 변화가 없다는 단점이 있다. 레인지 파인더는 일반적으로 소형 카메라에 적용된다.

이와 같이, 3가지 방식의 카메라가 보편적으로 사용된다. 하지만, 일안 반사식 카메라는 촬영되는 화면을 사용자가 직접 확인할 수 있다는 장점이 있어 사용자의 선호도가 높다. 따라서, 최근에는 디지털 방식의 일안 반사식 카메라인 DSLR(Digital SLR)이 널리 보급되고 있다.

최근, 카메라에서는 자동으로 초점을 조절해주는 기능인 자동 초점(AF : Auto Focusing) 검출 기능이 지원된다. 일반적으로, AF 시스템은 AF 센선 상에 맺히는 두 이미지의 거리를 측정하고, 측정된 거리를 기초로 초점이 맞는 렌즈의 이동량을 계산하고, 렌즈를 이동시킴으로써 초점을 맞춘다.

종래의 일안 반사식 카메라에서는 광학적 비대칭성으로 인해 초점영역이 촬상된 이미지의 중심부분으로 한정되었으나, 최근에는 초점영역이 확장된 일안 반사 식 카메라를 찾는 사용자가 증가하고 있다.

그러나, 초점영역이 이미지 전체로 확장됨에 따라 광학적 비대칭성이 커짐에 따라 이미지의 중심에서 에지로 갈수록 촬상된 이미지의 초점이 맞지 않는 문제가 발생한다.

이러한, 광학적 비대칭성을 해결하기 위해 일안 반사식 카메라에 렌즈를 추가할 수는 있으나, 이 역시 카메라의 공간적 제약 및 카메라 크기가 커지는 문제때문에 여의치 않다.

이에 따라, 렌즈의 추가없이 광학적 비대칭성을 해결하면서 보다 넓은 초점영역을 제공할 수 있는 일안 반사식 카메라 및 그의 촬영방법이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, AF 센선 상에 맺히는 이미지의 픽셀간 간격 또는 픽셀수를 조절하는 일안 반사식 카메라 및 그의 촬영방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 일안 반사식 카메라는, 서로 다른 크기의 픽셀들이 배치된 AF(Auto Focusing) 센서; 및 상기 픽셀들의 샘플링 레벨들을 기초로 초점을 제어하는 제어부;를 포함한다.

바람직하게는, 픽셀들의 크기는, AF 센서에서 출력되는 이미지가 갖는 최소 주기 내의 픽셀수를 기초로 AF 센서의 위치별로 결정될 수 있다. 이때, AF 센서에는, AF 센서의 위치별로 결정된 픽셀들의 크기에 대응되는 픽셀들이 배치될 수 있다.

또한, 바람직하게는, 제어부는, 결정된 피셀들의 크기를 기초로 AF 센서에서 출력되는 이미지를 나타내는 픽셀들의 샘플링 레벨을 보상할 수 있다.

또한, 바람직하게는, 픽셀들의 크기는, 이미지의 한 주기 내에 포함된 픽셀들의 크기가 서로 동일하도록 결정될 수 있다.

또한, 바람직하게는, 픽셀들의 크기는, 이미지의 한 주기 내에 포함된 픽셀들의 크기가 서로 다른 크기를 갖도록 결정될 수 있다.

또한, 바람직하게는, 픽셀들의 크기는, 두 개의 이미지에서 상호 대응되는 주기 내에 포함된 픽셀들의 수가 동일해지도록 결정될 수 있다.

또한, 바람직하게는, 두 개의 이미지의 각 주기 내에 포함된 픽셀들의 크기는, AF 센서에서 출력되는 두 개의 이미지가 가지는 주기 각각에 포함된 픽셀수가 기설정된 픽셀수가 되도록 결정될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 일안 반사식 카메라는, 서로 다른 간격으로 픽셀들이 배치된 AF(Auto Focusing) 센서; 및 상기 픽셀들의 샘플링 레벨들을 기초로 초점을 제어하는 제어부;를 포함한다.

바람직하게는, AF 센서에서 출력되는 두 개의 이미지의 각 주기 내에 포함된 픽셀들의 픽셀간 간격은, 두 개의 이미지가 가지는 주기 각각에 포함된 픽셀수가 두 개의 이미지 중 어느 하나의 이미지의 최소 주기 내에 포함된 픽셀의 개수가 되도록 결정될 수 있다. 이때, AF 센서에는, 결정된 픽셀들의 픽셀간격으로 픽셀들이 배치될 수 있다.

다른 한편, AF 센서에서 출력되는 두 개의 이미지의 각 주기 내에 포함된 픽 셀들의 픽셀간 간격은, 두 개의 이미지가 가지는 주기 각각에 포함된 픽셀수가 참조이미지의 기설정된 주기 내에 포함된 픽셀수가 되도록 결정될 수 있다.

또, 다른 한편, AF 센서에서 출력되는 두 개의 이미지의 각 주기 내에 포함된 픽셀들의 픽셀간 간격은, 두 개의 이미지가 가지는 주기 각각에 포함된 픽셀수가 기설정된 픽셀수가 되도록 결정될 수 있다.

다른 한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 일안 반사식 카메라는, 샘플링 레벨들을 기초로 산출된 개수의 픽셀들이 배치된 AF(Auto Focusing) 센서; 및 상기 픽셀들의 샘플링 레벨들을 기초로 초점을 제어하는 제어부;를 포함한다.

바람직하게는, 산출된 개수의 픽셀들은,AF 센서에서 출력되는 두 개의 이미지의 서로 대응되는 주기별로 포함되는 픽셀수의 최소공배수로 산출될 수 있다. 이때, AF 센서에는, 산출된 최소공배수의 픽셀들이 배치될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 픽셀의 위치에 따라 픽셀의 간격, 픽셀의 크기, 또는 인터폴레이션을 조절함으로써 보다 넓은 AF 영역을 가진 일안 반사식 카메라 및 그의 촬영방법을 제공할 수 있게 된다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, DSLR(Digital Single Lens Reflex) 카 메라의 구조를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, DSLR 카메라는 촬영렌즈(110), 조리개(115), 마운트(120), 메인 미러(130), 서브 비러(140), AF(Auto Focusing) 모듈(150), 포컬 플레인 셔터(160), 촬상영역(170), 포커싱 스크린(focusing screen)(180), 펜타 프리즘(185) 및 접안렌즈(190)로 구성된다.

촬영렌즈(110)는 피사체의 빛을 모아서 촬상영역(170)에 상이 맺히게 한다. 촬영렌즈(110)는 복수개의 렌즈들로 구성되어 있으며, 렌즈들은 기능별로 광학군을 형성한다.

또한, 촬영렌즈(110)에는 손떨림 보정장치(미도시) 및 AF 구동부(미도시)가 포함되어 있다. 손떨림 보정장치는 촬영시 사용자의 손떨림에 의한 사진의 화질열화를 방지하기 위한 장치이다. 그리고, AF 구동부는 AF 모듈(150)로부터 AF 정보를 수신하여 초점이 맞도록 렌즈를 구동시키는 장치이다.

한편, 촬영렌즈(110)에는 조리개(115)가 포함되어 있다. 조리개(115)는 촬영렌즈(110)를 통과하는 빛의 양 및 화상의 심도를 조절한다. 즉, 조리개(115)를 넓히면, 촬영렌즈(110)는 보다 많은 빛을 통과시키게 되므로 사용자는 보다 밝은 사진을 촬영할 수 있게 된다. 이때, 조리개(115)를 넓히면 구경이 커지므로 사진의 심도는 낮아진다. 반면, 조리개(115)를 좁히면, 촬영렌즈(110)는 보다 적은 빛을 통과시키기게 되므로, 사진은 좀더 어둡게 촬영된다. 그리고 조리개(115)를 좁히면 구경이 작아지므로 심도가 깊은 사진을 얻을 수 있게 된다.

조리개(115)는 렌즈들 사이에 배치되므로 렌즈에 의해 상이 생긴다. 구체적으로, 조리개(115)의 앞쪽(피사체에서 조리개 사이)에 배치된 렌즈에 의해 형성되 는 조리개(115)의 허상을 입사동(entrance pupil)이라고 하고, 조리개(115)의 뒷쪽(조리개에서 촬상영역 사이)에 배치된 렌즈에 의해 형성된 조리개(115)의 허상을 사출동(exit pupil)이라고 한다. 특히, 사출동은 사진의 밝기에 주요한 역할을 하는 조리개(115)의 상이므로, 밝기 조절 및 AF 기능에 있어 중요한 요소가 된다.

마운트(120)는 촬영렌즈(110)와 카메라의 바디를 연결시켜주는 역할을 한다. 또한, 마운트(120)는 촬상영역(170)의 중심을 촬영렌즈(110)의 광축과 일치시켜준다. 또한, 마운트(120)는 렌즈의 교환이 가능하도록 착탈식으로 형성된다.

마운트(120)는 렌즈 마운트(123)와 바디 마운트(126)로 구성된다. 렌즈 마운트(123)와 바디 마운트(126)가 서로 맞물린 형태로 연결됨으로써, 촬영렌즈(110)는 카메라의 바디에 고정된다.

마운트(120)는 그 외에 백 포커스를 맞추는 기능을 하고, 촬영렌즈(110)와 카메라의 바디 사이에서 정보를 전달하는 기능을 수행한다.

메인 미러(130)는 촬영렌즈(110)를 통과한 빛을 일부는 투과시키고 나머지는 반사시킨다. 구체적으로, 메인 미러(130)는 촬영렌즈(110)를 통과한 빛의 일부를 사용자가 접안렌즈(190)를 통해 볼 수 있도록 포커싱 스크린(180)으로 반사시킨다. 그리고, 메인 미러(130)를 투과한 나머지 빛은 초점 검출에 사용된다.

메인 미러(130)를 통해 DSLR 카메라는 TTL(Through The Lens) 기능이 구현될 수 있게 된다. TTL 기능은 촬영렌즈(110)를 통과한 빛을 이용하여 뷰파인더, 측광, 측거 등의 기능을 수행하는 것이다.

구체적으로, TTL 뷰파인더는 촬영렌즈(110)를 통과한 빛을 반사시켜 사용자 가 촬영될 영상을 뷰파인더를 통해 직접 확인할 수 있게 하는 뷰파인더를 의미한다. TTL 측광은 촬영렌즈(110)를 통과한 빛을 이용하여 촬영될 영상의 밝기를 측정하는 것을 의미한다. 즉, TTL 측광은 자동 노출(AE : Auto Exposure) 조절 기능에 사용된다. TTL 측거는 촬영렌즈(110)를 통과한 빛을 이용하여 피사체에 대한 초점을 조절하는 것을 의미한다. 즉, TTL 측거는 자동 초점(AF : Auto Focusing) 검출 기능에 사용된다.

서브 미러(140)는 메인 미러(130)를 투과한 빛이 메인 미러(130)에 다시 반사되어 AF 모듈(150)로 입사되도록, 메인 미러(130)를 투과한 빛을 반사시킨다. 이를 위해, 서브 미러(140)는 메인 미러(130)와 예각(0도 초과, 90도 미만)을 이루도록 배치된다. 특히, 서브 미러(140)는 촬영 렌즈를 통과한 빛의 광축과 수직을 이루도록 배치될 수 있다. 하지만, 서브 미러(140)는 광축과 수직이 아니더라도, 서브 미러(140)에서 반사된 빛이 메인 미러(130)에 재반사되도록 배치될 수 있다.

이와 같이, 서브 미러(140)는 메인 미러(130)의 후단에 배치되고, 메인 미러(130)를 투과한 빛을 메인미러 방향으로 반사시킴으로써 하나의 광학 장치를 구성한다. 또한, 이 광학 장치는 AF 모듈(150)로 빛을 제공하는 역할을 수행한다.

AF(Auto Focusing) 모듈(150)은 후술될 제어부(270)의 제어에 의해 피사체에 대한 초점이 맞았는지 여부를 확인하는 역할을 한다. 또한, AF 모듈(150)은 초점이 맞지 않은 경우, 제어부(270)의 제어에 의해 초점이 맞춰지도록 촬영렌즈(110)의 구동부(미도시)에 구동신호를 전송한다. AF 모듈(150)에 대한 상세한 설명은 도 3을 참고로 추후 설명한다.

포컬 플레인 셔터(160)는 카메라 바디의 초점면(Focal plane)에 가까운 촬상영역(170) 바로 앞에 설치되며, 선막, 후막으로 부르는 두 장의 검정 커튼(고무를 입힌) 또는 금속 막으로 구성된다. 포컬 플레인 셔터(160)는 촬영 시에 선막이 열려 촬상영역(170)이 빛에 노출되고, 후막이 닫혀 촬상영역(170)의 빛이 다시 차단되는 형태의 셔터방식이다. 따라서, 포컬 플레인 셔터(160)는 선막과 후막의 시간차를 이용하여 셔터 스피드를 조절하게 된다. 또한, 선막과 후막의 진행방향에 따라 가로주행 방식 및 세로주행 방식이 있으나, 세로주행 방식이 주로 사용된다.

포컬 플레인 셔터(160)는 촬영 도중에 렌즈 교환을 자유롭게 할 수 있고, 큰 구경의 렌즈를 설치 할 수 있으며, 고속 셔터를 쉽게 구현할 수 있고, 중간링, 컨버터등도 끼워 쓸 수 있다는 장점이 있다. 하지만, 포컬 플레인 셔터(160)는 셔터막이 달리는 동안(처음과 끝이) 달라져 노광 얼룩이 생기는 때가 있고, 스트로브 동조 촬영에서는 대부분 1/250초 이상의 고속 셔터를 구현할 수 없다는 단점이 있다.

이외에도 셔터의 종류는, 렌즈 셔터(Lens Shutter), 돈톤 셔터(Thornton Shutter), 라이트 벨류 셔터(Light Value Shutter) 등이 있다.

촬상영역(170)은 피사체의 상에 대한 감광이 이루어지는 부분이다. 필름 카메라의 경우, 촬상영역(170)에 필름이 놓여진다. 하지만, 디지털 카메라의 경우는, 촬상영역(170)에 이미지 센서들이 배열된다. 본 실시예에서는 디지털 카메라인 DSLR의 경우에 대해 설명한다.

DSLR 카메라의 촬상영역(170)에는 피사체의 상을 감광하기 위한 이미지 센서 가 분포되어 있다. 디지털 카메라에 쓰이는 이미지 센서는 보통 크게 CCD(charge coupled devices)와 CMOS(complementary metal oxide semi-conductor)로 나뉘며 방식은 다르지만 기본원리는 동일하다.

포커싱 스크린(focusing screen)(180)은 매트면과 프레넬(fresnel) 렌즈로 구성된다. 매트면은 촬영시의 초점면과 광학적으로 등가적인 위치에 배치된다. 따라서, 매트면에는 촬영 화상과 동일한 화상이 나타나게 된다. 프레넬 렌즈는 매트면을 통과한 빛을 다시 집광시켜, 사용자가 접안렌즈(190)를 통해 더욱 밝은 상을 볼 수 있게 한다.

펜타 프리즘(185)은 오각형 형태의 프리즘을 의미한다. 펜타 프리즘(185)은 포커싱 스크린(180)에 결상된 정립역상(상하는 똑바로이고, 좌우는 반대인 상)을 정립정상(상하좌우 모두 똑바로인 상)으로 변환하는 기능을 한다. 따라서, 사용자는 눈으로 보는 것과 동일한 형태의 촬영될 영상을 뷰파인더를 통해 확인할 수 있게 된다.

접안 렌즈(190)는 사용자가 포커싱 스크린(180)에 결상된 상을 확인할 수 있도록, 1미터 전방에 허상을 만들어 준다. 따라서, 사용자는 접안 렌즈(190)를 통해 촬영될 영상을 확인할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일안 반사식 카메라에 대한 블럭도이다.

도 2를 참조하면, 본 일안 반사식 카메라는, 렌즈부(210), 촬상부(220), 신호처리부(230), 저장부(240), 디스플레이(250), AF모듈(260) 및 제어부(270)를 포함한다.

렌즈부(210)는 피사체의 크기를 확대 또는 축소시킬 수 있는 줌렌즈(미도시), 피사체의 초점을 조절하는 포커스렌즈(미도시) 및 광량을 조절하는 조리개(120)를 포함하며, 외부 피사체로부터 광신호를 수신한다.

촬상부(220)는 렌즈부(210)를 통해 입사되는 피사체의 광신호를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 촬상소자이다.

신호처리부(230)는 촬상부(220)에서 출력된 전기적 신호에 대해 이득 조정, 잡음제거, 감마보정, 휘도신호 분리 및 영상신호 압축 등의 신호처리를 한다. 신호처리부(230)는 신호처리된 영상을 디스플레이(240)에 디스플레이하고, 저장부(250)에 저장한다. 여기서, 디스플레이(240)는 뷰 파인더를 나타낸다.

AF 모듈(260)은 제어부(270)의 제어에 의해 촬영된 피사체의 초점을 검출하고, 피사체의 초점이 맞춰지도록 촬영렌즈(110)의 구동부(미도시)에 구동신호를 전송한다.

제어부(270)는 AF 모듈(260)에서 출력되는 이미지에 포함된 픽셀들의 샘플링 레벨을 기초로 픽셀의 위치마다 다르게 픽셀의 크기를 조절하고, 조절된 픽셀의 크기로 배치된 픽셀들의 샘플링 레벨을 보상한다. 그리고, 제어부(270)는 조절된 픽셀 크기로 배치된 픽셀들의 샘플링 레벨을 보상하고, 샘플링 레벨이 보상된 두 이미지를 상관연산하여 두 이미지의 초점을 맞춘다.

이하에서는 도 3을 참고하여, AF 모듈(260) 및 제어부(270)에서 초점을 검출하는 과정에 대해 보다 상세하게 기술한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, DSLR의 초점 검출 장치의 구조를 상세히 도시한 도면이다. 도 3에서 도 1과 중복되 는 부분의 설명은 생략한다.

도 3의 초점 검출 장치는 위상차 검출방식을 이용한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, AF 모듈(260)은 필드 렌즈(151), 반사 미러(152), 시야 마스크(153), separating 렌즈(154), 필터(155) 및 AF 센서(156)로 구성된다.

필드 렌즈(151)는 AF 모듈(260)로 입사되는 빛을 모아주는 기능을 한다. 또한, 필드 렌즈(151)는 시야 마스크(153)의 상을 촬영렌즈(110)의 사출동에 투영한다.

반사 미러(152)는 필드렌즈(151)를 통해 입사된 빛을 AF 센서(156) 방향으로 반사시킨다. 반사 미러(152)는 카메라 바디의 공간을 활용하기 위해 빛의 경로를 변경시키는 목적으로 배치된다.

시야 마스크(153)는 AF 센서(156)에 결상하는 빛을 2개로 나누는 역할을 한다. 따라서, 시야 마스크(153)에는 2개의 슬릿 형태의 구멍이 형성되어 있다.

separating 렌즈(154)는 시야 마스크(153)를 통과한 두 개의 빛을 AF 센서(156)에 결상시킨다. 따라서, separating 렌즈(154)는 볼록렌즈 두 개로 구성된다.

필터(155)는 가시광선 영역 이외의 빛을 필터링한다. 예를 들면, 필터(155)는 적외선을 필터링하도록 적외선 컷 필터가 배치될 수 있다. 이는, 가시광선 이외의 빛에 의해 AF 센서(156)가 동작하여 발생하는 오차를 방지하기 위함이다.

AF 센서(156)는 특정 영역에 배치된 복수개의 광전소자들로 구성된다. AF 센서(156) 내에는 AF 영역의 특정 지점에 대응되는 부분에 쌍을 이루어 광전소자들이 배치된다. 여기서, 광전소자의 일 예로는 포토다이오드를 들 수 있으며, AF 센서(156)에는 복수개의 포토다이오드들이 배치되고, 이하에서는 포토다이오드를 픽셀로 칭하여 설명하기로 한다.

AF 센서(156)는 시야 마스크(153)를 통과하여 결상된 두 개의 빛에 대응되는 아날로그 신호를 샘플링하여 전기적 신호로 변환하여 출력한다.

그러면, 제어부(270)는 AF 센서(156)에서 출력되는 쌍을 이루는 광전소자들의 출력을 비교하여, 피사체의 초점이 맞는지 여부를 검출하게 된다. 여기서, 광전소자들의 출력은 아날로그 신호를 샘플링한 신호레벨을 나타내며, 샘플링된 신호레벨의 일 예로는 휘도레벨을 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것이 아니라, 샘플링된 신호레벨로 색도레벨이 될 수 있음은 물론이다.

제어부(270)는 AF 센서(156)에서 출력되는 두 이미지의 휘도레벨을 기초로 두 이미지의 각 주기별로 픽셀의 크기를 조절하여 피사체의 초점이 맞는지 여부를 검출하여 피사체의 초점을 맞춘다.

이하에서는 도 4 및 도 5를 참고하여, 제어부(270)에서 픽셀의 크기를 조절하는 과정에 대해 보다 상세하게 기술한다. 도 4는 본 발명에 따른 일안 반사식 카메라의 동작방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 AF센서에서 출력되는 픽셀별 샘플링 레벨을 도시한 도면이다.

먼저, 제어부(270)는 AF 센서(156)에 결상된 A 및 B 이미지 중 어느 하나를 참조이미지(reference image)로, 나머지 하나를 기준이미지(standard image)로 결정한다. 이때, 참조이미지 또는 기준이미지로 결정하는 방법은 기설정될 수 있으 며, 특정 조건에 의해 설정될 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 A 이미지를 참조이미지로, B 이미지를 기준이미지로 기설정된 경우로 한정하여 설명하기로 한다.

그리고, 참조이미지 및 기준이미지 각각에서 주기가 가장 짧은 구간에 기설정된 최소크기의 픽셀들이 배치되면, 제어부(270)는, 참조이미지의 기준픽셀수를 계산한다(S410). 여기서, 기준픽셀수는, 참조이미지의 최소 주기 내에 배치된 픽셀수를 나타내며, 주기는 광학계의 설계 시에 기설정된다.

즉, 제어부(270)는 AF 센서(156)에서 출력되는 참조이미지가 가지는 최소 주기동안 배치된 최소 크기의 픽셀 수를 계산한다.

이어, 제어부(270)는 참조이미지 및 기준이미지의 각 주기별로 픽셀수가 기준픽셀수가 되도록 픽셀의 크기를 결정한다(S420). 이때, 제어부(270)는 픽셀 크기를 10

내지 15

로 결정할 수 있다.

구체적으로, 도 5를 참조하면, AF 모듈 공정과정에서 참조이미지가 갖는 주기중 주기가 가장 짧은 구간인 T1에 기설정된 최소 크기의 픽셀들이 배치된다. 이때, 픽셀의 최소 크기는 10

로 기설정된다. 그리고, 제어부(270)는 T1내에 위치한 픽셀 수를 산출하여 기준픽셀수로 결정한다.

이때, 제어부(270)는 참조이미지 및 기준이미지의 모든 구간 내에 위치한 픽셀의 수가 기준픽셀수가 되도록 픽셀의 크기를 결정한다(S430).

구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(270)는 T2 및 T3 주기 내에 위치한 픽셀수가 기준픽셀수인 4개가 되도록 픽셀의 크기를 결정한다. 즉, 제어 부(270)는, 주기가 44

인 T2 내에 4개의 픽셀이 위치하도록 각 픽셀의 크기를 11

로 결정하고, 주기가 60

인 T3 내에 4개의 픽셀이 위치하도록 각 픽셀의 크기를 15

로 결정한다.

그리고, 제어부(270)는 동일한 방법으로 기준이미지의 각 주기별로 픽셀의 크기를 결정하고, AF 센서(156)에는 결정된 픽셀의 크기에 따라 픽셀들이 배치된다. 이를 통해, 제어부(270)에 의해 크기가 조절된 픽셀들이 AF 센서(156)에 재배치함으로써 AF 센서(156)의 크기 역시 변경될 수 있다.

그리고, 제어부(270)는 크기가 조절된 픽셀들이 재배치된 AF 센서(156)에서 출력되는 픽셀들의 휘도레벨을 보상한다(S440). 이때, 제어부(270)는 S430단계에서 한 주기동안 조절된 픽셀의 크기만큼 휘도레벨을 보상(normalize)한다.

구체적으로, 픽셀의 크기가 10

이고, 휘도레벨이 100인 구간에서 픽셀의 크기가 20

로 조절되어 휘도레벨이 200이된 경우를 예로 들면, 제어부(270)는 휘도레벨을 픽셀크기가 증가된 배수로 나눔으로써(200*1/2=100) 휘도레벨을 보상한다.

이어, 제어부(270)는 휘도레벨이 조정된 참조이미지와 기준이미지를 상관연산하고(S450), 상관연산 결과값을 기초로 초점거리를 계산한다.

그리고, 제어부(270)는 계산된 초점거리를 기초로 촬영렌즈(110)가 이동되도록 제어함으로써 피사체의 초점을 맞춘다(S460). 여기서, 상관연산을 통해 초점을 검출하는 것은 당해분야에서 이미 잘 알려진 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

지금까지, AF센서(260)에 결상된 A, B 이미지의 샘플링된 신호레벨을 기초로 주기마다 픽셀의 크기를 조절함으로써 초점을 검출하는 일안 반사식 카메라의 동작에 대해 설명하였다. 이하에서는, 도 6을 참조하여, A, B 이미지에서 픽셀간 간격을 조절함으로써 초점을 검출하는 일안 반사식 카메라의 동작에 대해 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일안 반사식 카메라에서 초점을 검출하는 방법을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

제어부(270)는 AF 센서(260)에서 출력되는 이미지가 갖는 주기 중 주기가 최소인 구간에서의 픽셀수를 산출한다. 이때, AF 센서 제조시 공정과정에서 주기가 가장 짧은 영역에 최소크기의 픽셀들이 배치된다.

그리고, 제어부(270)는 A이미지 및 B이미지의 주기내에 위치한 픽셀의 개수가 산출된 기준픽셀수가 되도록 픽셀간 간격을 결정한다. 이때, 모든 구간의 픽셀 크기는 동일하다. 여기서, 주기가 가장 짧은 영역에 최소크기의 픽셀들이 배치되 는 것으로 한정하여 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것이 아니라 픽셀크기는 기설정될 수 있다.

즉, 주기가 T1인 구간에서 픽셀의 크기 및 픽셀간 거리가 10

인 경우를 예로 들면, 제어부(270)는 T2구간의 픽셀수가 T1구간의 픽셀수(4개)와 동일하도록 픽셀간 거리를 11

로 결정한다. 그러면, T2구간 내의 픽셀들은 11

의 간격으로 AF 센서 상에 배치된다. 마찬가지로, 제어부(270)는 T3구간에서 4개의 픽셀들의 픽셀간 거리를 15

결정하고, 겨정된 픽셀 간격으로 픽셀들이 AF 센서 상에 배치된다. 이때, 픽셀의 크기는 10

로 동일하다.

그리고, 제어부(270)는 픽셀간 간격이 조절된 AF 센서(270)에서 출력되는 A 및 B 이미지에서 각 주기별로 두 이미지를 상관연산하고, 상관연산 결과값을 기초로 초점을 검출한다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일안 반사식 카메라에서 초점을 검출하는 방법을 설명하기 위해 제공되는 도면이다.

제어부(270)는 A,B 이미지에서 각 주기별로 픽셀 수를 산출하고, 각 주기마다 A,B 이미지의 픽셀수의 최소공배수를 산출한다. 그러면, AF 모듈의 공정과정에서 A,B 이미지의 각 주기 내에 위치한 픽셀 수가 산출된 최소공배수가 되도록 픽셀 사이마다 픽셀들이 삽입된다. 즉, A,B 이미지의 주기 각각에 대응되는 AF 센서 상의 픽셀이 배치된 주기 각각에 픽셀들이 추가삽입되어 AF 센서(270)에는, 산출된 최소공배수의 픽셀들이 배치된다.

구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, A이미지의 T_L1내의 픽셀수는 6, B이미지의 T_R1내의 픽셀수는 10인 경우를 예로 들면, 제어부(270)는 6,10의 최소공배수인 30을 산출하고, T_L1 및 T_R1내의 픽셀 개수가 30이 되도록 각 픽셀 사이사이에 픽셀이 추가된다.

즉, T_L1구간에는 24개의 픽셀들이 삽입되고, T_R1구간에는 20개의 픽셀들이 삽입된다. T_L2, T_R2,T_L3,및 T_R3구간에 대해서도 동일한 방법에 의해 픽셀들이 삽입된 다. 이를 통해, AF 센서(270)에 배치된 픽셀 사이사이에 산출된 최소공배수만큼 픽셀이 추가됨에 따라 AF 센서(270)의 크기가 커질 수 있다.

이때, 두 이미지의 대응되는 주기동안 픽셀수가 최소공배수가 되도록 픽셀들이 삽입되는 것으로 한정되는 것이 아니라, 두 이미지에서 대응되는 주기 내에 위치한 픽셀의 배수를 산출하고, 두 이미지의 대응되는 주기동안 픽셀수가 산출된 배수가 되도록 픽셀들이 삽입될 수 있다. 즉, T_L1 및 T_R1내의 픽셀 개수가 60이 되도록 각 픽셀 사이사이에 픽셀들이 추가될 수 있다.

그리고, 제어부(270)는 픽셀이 삽입되어 각 주기마다 동일한 픽셀수를 가지는 A,B 두이미지를 상관연산하고, 상관연산 결과값을 기초로 피사체의 초점을 검출한다.

한편, 본 발명에 따른 일안 반사식 카메라에서는 한 주기동안 픽셀의 크기가 동일하게 설정되는 것으로 한정하여 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것이 아니라, 픽셀의 위치마다 픽셀의 크기가 상이하도록 한 주기 내에서도 픽셀의 크기를 다르게 설정할 수 있다. 즉, T1의 첫번 째 픽셀의 크기는 10

, T2의 첫번 째 픽셀의 크기는 11

로 산출된 경우를 예로 들면, 마이콤(195)은 T1내에 위치한 첫번째 픽셀을 제외한 다른 픽셀의 크기를 10 내지 11

로 조절할 수 있다.

다른 한편, 본 발명에 따른 일안 반사식 카메라에서는 최소 주기 내에 포함된 픽셀의 개수를 기준픽셀수로 결정하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것이 아니라, 기준픽셀수는 기설정될 수 있다. 즉, 마이콤(195)은 AF 센서(260)에서 출력되는 두 이미지의 주기별로 픽셀의 개수가 기준픽셀수가 되도록 픽셀의 크기를 조절할 수 있다.

다른 한편, 본 발명에 따른 일안 반사식 카메라에서는 픽셀의 크기, 픽셀간 간격, 및 픽셀의 개수를 제어부에서 결정하는 것으로 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것이 아니라, 일안 반사식 카메라와 연결된 외부장치에서 픽셀의 크기, 픽셀간 간격, 및 픽셀의 개수를 결정할 수 있다.

그리고, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, DSLR(Digital Single Lens Reflex) 카메라의 구조를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 일안 반사식 카메라에 대한 블럭도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, DSLR의 초점 검출 장치의 구조를 상세히 도시한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 일안 반사식 카메라의 동작방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 AF센서에서 출력되는 픽셀별 샘플링 레벨을 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일안 반사식 카메라에서 초점을 검출하는 방법을 설명하기 위해 제공되는 도면, 그리고

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

210 : 렌즈부 220 : 촬상부

230 : 신호처리부 240 : 디스플레이

250 : 저장부 260 : AF 모듈

270 : 제어부

Claims

피사체의 상을 감광하기 위한 이미지 센서;

상기 이미지 센서와 별개로 설치되며, 서로 다른 크기의 픽셀들이 배치된 AF(Auto Focusing) 센서; 및

상기 AF 센서에서 출력되는 두 개의 이미지에 대응하는 상기 픽셀들의 샘플링 레벨들을 기초로 초점을 제어하는 제어부;를 포함하며,

상기 픽셀들의 크기는 상기 샘플링 레벨들을 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 일안 반사식 카메라.
제 1항에 있어서,

상기 픽셀들의 크기는,

상기 AF 센서에서 출력되는 상기 두 개의 이미지 중 어느 하나의 이미지가 갖는 최소 주기 내의 픽셀수를 기초로 상기 AF 센서의 위치별로 결정되고,

상기 AF 센서에는,

상기 AF 센서의 위치별로 상기 결정된 픽셀들의 크기에 대응되는 픽셀들이 배치되는 것을 특징으로 하는 일안 반사식 카메라.
제 2항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 결정된 픽셀들의 크기를 기초로 상기 AF 센서에서 출력되는 상기 두 개의 이미지를 나타내는 픽셀들의 샘플링 레벨을 보상하는 것을 특징으로 하는 일안 반사식 카메라.
제 2항에 있어서,

상기 픽셀들의 크기는,

상기 두 개의 이미지의 한 주기 내에 포함된 픽셀들의 크기가 서로 동일하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 일안 반사식 카메라.
제 2항에 있어서,

상기 픽셀들의 크기는,

상기 두 개의 이미지의 한 주기 내에 포함된 픽셀들의 크기가 서로 다른 크기를 갖도록 결정되는 것을 특징으로 하는 일안 반사식 카메라.
제 2항에 있어서,

상기 픽셀들의 크기는,

상기 두 개의 이미지에서 상호 대응되는 주기 내에 포함된 픽셀들의 수가 동일해지도록 결정되는 것을 특징으로 하는 일안 반사식 카메라.
제 1항에 있어서,

상기 두 개의 이미지의 각 주기 내에 포함된 픽셀들의 크기는,

상기 AF 센서에서 출력되는 상기 두 개의 이미지가 가지는 주기 각각에 포함된 픽셀수가 기설정된 픽셀수가 되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 일안 반사식 카메라.
피사체의 상을 감광하기 위한 이미지 센서;

상기 이미지 센서와 별개로 설치되며, 서로 다른 간격으로 픽셀들이 배치된 AF(Auto Focusing) 센서; 및

상기 AF 센서에서 출력되는 두 개의 이미지에 대응하는 상기 픽셀들의 샘플링 레벨들을 기초로 초점을 제어하는 제어부;를 포함하며,

상기 AF 센서의 픽셀들의 간격은 상기 샘플링 레벨들을 기초로 결정되는 것을 특징으로 하는 일안 반사식 카메라.
제 8항에 있어서,

상기 AF 센서에서 출력되는 두 개의 이미지의 각 주기 내에 포함된 픽셀들의 픽셀간 간격은,

상기 두 개의 이미지가 가지는 주기 각각에 포함된 픽셀수가 상기 두 개의 이미지 중 어느 하나의 이미지의 최소 주기 내에 포함된 픽셀의 개수가 되도록 결정되고,

상기 AF 센서에는,

상기 결정된 픽셀들의 픽셀간격으로 픽셀들이 배치되는 것을 특징으로 하는 일안 반사식 카메라.
제 8항에 있어서,

상기 AF 센서에서 출력되는 두 개의 이미지의 각 주기 내에 포함된 픽셀들의 픽셀간 간격은,

상기 두 개의 이미지가 가지는 주기 각각에 포함된 픽셀수가 참조이미지의 기설정된 주기 내에 포함된 픽셀수가 되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 일안 반 사식 카메라.
제 8항에 있어서,

상기 AF 센서에서 출력되는 두 개의 이미지의 각 주기 내에 포함된 픽셀들의 픽셀간 간격은,

상기 두 개의 이미지가 가지는 주기 각각에 포함된 픽셀수가 기설정된 픽셀수가 되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 일안 반사식 카메라.
피사체의 상을 감광하기 위한 이미지 센서;

상기 이미지 센서와 별개로 설치되며, 샘플링 레벨들을 기초로 산출된 개수의 픽셀들이 배치된 AF(Auto Focusing) 센서; 및

상기 AF 센서에서 출력되는 두 개의 이미지에 대응하는 상기 픽셀들의 샘플링 레벨들을 기초로 초점을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 일안 반사식 카메라.
제 12항에 있어서,

상기 산출된 개수의 픽셀들은,

상기 AF 센서에서 출력되는 두 개의 이미지의 서로 대응되는 주기별로 포함되는 픽셀수의 최소공배수로 산출되고,

상기 AF 센서에는,

상기 산출된 최소공배수의 픽셀들이 배치되는 것을 특징으로하는 일안 반사식 카메라.