KR20060007792A - 오토포커스 제어기능을 구비한 촬상장치 및 그 제어방법 - Google Patents

오토포커스 제어기능을 구비한 촬상장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

오토포커스 제어기능을 구비한 촬상장치 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명에 따르면, AF(Auto Focus) 데이터의 변화량에 기초하여 피사체의 이동여부를 판단하여, AF 데이터의 급격한 변화에 즉각 반응하지 않고 변화가 안정되면 초점을 다시 맞추도록 한다. 이에 의하여 주된 피사체가 아닌 순간적인 이동물이 이동한 경우에는 렌즈의 초점을 다시 제어하지 않게 된다. 또한 주된 피사체나 촬상장치가 빠르게 움직이는 경우에도 이에 따라 직접 반응하지 아니하고 피사체의 변화가 안정된 이후에 초점을 다시 맞추게 됨에 따라 결과적으로 더 빠른 시간내에 초점을 맞출 수 있다.
촬상장치, 오토 포커스, auto focus, 초점, 제어장치

Description

오토포커스 제어기능을 구비한 촬상장치 및 그 제어방법{Imaging device containing auto focus control function and method thereof}
도 1a 및 1b는 피사체의 이동에 따른 AF 데이터의 변화를 도시한 그래프,
도 2는 본 발명에 따른 오토포커스 제어기능을 구비한 촬상장치의 블럭도, 그리고
도 3은 본 발명에 따른 오토포커스 제어기능을 구비한 촬상장치의 동작설명에 제공되는 흐름도이다.
본 발명은 오토포커스 제어기능을 구비한 촬상장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대상 피사체가 아닌 방해물의 이동에 초점을 맞추지 않고 대상 피사체에 안정적으로 초점을 유지하도록 하는 오토포커스 제어기능을 구비한 촬상장치 및 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 촬상장치란 캠코더, 카메라와 같이 렌즈를 통해 입사되는 광신호를 전기신호로 광전변환한 후, 광전 변환된 영상신호에 대해, 소정의 영상 처리를 수행하여 촬상 동작을 수행하는 기기로서, 종래에는 오토 포커싱 및 메뉴얼 포커싱 방식 중 어느 하나에 의해, 포커싱을 수행하였다.
오토 포커싱 방식은, 렌즈로부터 소정 거리 구간에 대해 휘도에 근거한 콘트라스트(Contrast)를 데이터화한 값인 오토 포커스(AF:Auto Focus) 데이터(이하, 'AF 데이터'라고 함)가 최대가 되는 지점에 대해 자동적으로 포커스를 맞추는 방식으로, 자동적으로 가장 선명한 위치를 포커싱해준다.
종래의 오토 포커싱 방법에 의하면, 안정적으로 주된 피사체를 촬영중에, AF 데이터의 큰 변화를 감지하게 되면 바로 새로운 피사체에 초점을 맞추려고 한다. 이러한 특성 때문에 순간적으로 지나가는 방해물의 경우에도 초점을 다시 맞추려하고, 이에 따라 초점이 흐려지고 다시 주된 피사체에 초점을 맞추는 데 시간이 걸리게 된다.
도 1a 및 1b는 피사체의 이동에 따른 AF 데이터의 변화를 도시한 그래프이다. 도 1a는 주된 피사체 앞을 방해물이 이동하는 경우의 AF 데이터의 변화를 나타내며, 도 1b는 주된 피사체가 이동하는 경우의 AF 데이터의 변화를 나타낸다.
도 1b의 경우는 주된 피사체가 이동하는 경우이므로 초점을 맞추기 위한 렌즈의 속도에 문제가 없으나, 도 1a의 경우에는, 순간적인 AF 데이터의 변화에 대응하는 렌즈의 이동속도가 너무 떨어진다. 따라서, 피사체의 변화에 항상 초점을 맞추려고 대응하다보면, 계속 뒤늦은 대응을 하게 되어, 피사체가 안정된 후에도 오히려 초점을 맞추는데 시간이 더 걸리는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은, AF 데이터의 변화량을 분석하여 순간적인 방해물 에도 불구하고 안정적으로 초점을 맞출 수 있는 오토포커스 제어기능을 구비한 촬상장치 및 제어방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 렌즈를 통하여 입사되는 피사체의 광신호를 전기적인 영상신호로 광전변환하는 촬상장치의 오토포커스 제어방법은, 상기 영상신호의 휘도 차에 기초한 콘트라스트(Contrast)를 데이터화한 AF 데이터를 생성하는 단계, 상기 생성한 AF 데이터의 변화율을 확인하여 제 1기준값 이상의 변화가 있는 경우 상기 변화 이전과 이후의 상기 AF 데이터값을 비교하여 피사체가 이동한 것인지 상기 피사체가 아닌 방해물의 순간적인 이동인지 여부를 판단하는 단계 및 상기 판단결과, 상기 피사체가 이동한 것으로 판단되면, 상기 렌즈의 초점을 다시 제어하고 방해물인 경우는 현재의 초점을 유지하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 판단하는 단계는, 상기 변화율이 상기 제 1기준값 이상으로 변하는 경우, 상기 변화 직전의 AF 데이터를 저장하는 단계, 상기 저장하는 단계 이후에, 상기 AF 데이터의 변화율을 계속 확인하여 상기 제 1기준값 미만으로 떨어지는 시점의 AF 데이터를 읽어 오는 단계 및 상기 저장된 AF 데이터와 상기 떨어진 시점의 AF 데이터의 차이가 기 설정된 제 2기준값 이상인 경우 상기 피사체가 이동한 것으로 인식하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제 1기준값은, AF 데이터의 변화에 대하여 초점을 유지하도록 렌즈를 제어할 수 있는 최소의 시간당 AF 데이터의 변화율 이상의 값이다.
바람직하게는, 상기 제 2기준값은, 렌즈의 초점을 다시 맞출 필요가 없는 정도의 상기 AF 데이터의 변화량 이상의 값이다.
또한 본 발명에 따른 오토포커스 제어기능을 구비한 촬상장치는 렌즈를 통해 입사되는 피사체의 광신호를 영상신호로 변환하는 촬상소자부, 상기 촬상소자부의 영상신호를 자동 이득제어(Auto Gatin Control)한 다음 디지털 신호로 변환하는 데이터처리부, 상기 데이터처리부의 영상 신호의 휘도 차에 기초한 콘트라스트(Contrast)를 데이터화한 AF 데이터를 생성하는 DSP(Digital Signal Processing)부, 및 상기 DSP부의 AF 데이터의 변화량을 계산하여, AF 데이터의 변화량이 기 설정된 제 1기준값 이상인 경우에 그 직전의 AF 데이터를 저장한 AF 데이터와, 계속 상기 AF 데이터의 변화량을 계산하여 상기 제 1기준값 미만으로 떨어지는 시점의 AF 데이터와의 차이가 제 2기준값 이상인 경우에 상기 렌즈의 초점을 다시 맞추기 위한 포커싱 제어신호를 생성하는 오토포커스제어장치를 포함한다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 오토포커스 제어기능을 구비한 촬상장치의 블럭도이다.
본 발명에 따른 촬상장치는 캠코더, 카메라 등을 포함하며, 렌즈를 통해 입사되는 광신호를 전기신호로 광전변환한 후, 광전 변환된 영상신호에 대해, 소정의 영상 처리를 수행하여 촬상 동작을 수행한다.
도 2를 참조하면, 촬상장치는, 렌즈부(201), 촬상소자부(203), 데이터처리부(205), DSP부(Digital Signal Processing)(207), 포커스모터 구동부(209), 포커스 모터(211) 및 오토포커스제어장치(213)를 포함한다.
렌즈부(201)는 포커스모터(211)에 의해 광축방향 앞뒤로 움직이면서 피사체의 초점을 맞추는 포커스 렌즈 및 광량을 조절하는 조리개를 포함하며, 외부 피사체로부터 광신호를 수신한다.
촬상소자부(203)는 타이밍 발생부(미도시)에서 발생된 수평 수직 촬상 구동 펄스에 따라 동작하며, 렌즈부(201)를 통해 입력되는 피사체의 광신호를 하나의 필드분의 영상 신호로 변환하여 출력한다. 촬상소자부(203)는 CCD(Charge Coupled Device)등의 촬상소자가 포함된다.
데이터처리부(205)는 촬상소자부(203)에서 변환된 영상 신호의 이득을 자동 이득제어(Auto Gatin Control)한 다음, 디지털 신호로 변환한다.
DSP부(207)는 화면(미도시)에 영상을 출력하기 위해 ADC(207)에서 출력된 디지털 영상 신호에 대해 소정의 처리를 수행하며, 영상 신호의 휘도 차에 기초한 콘트라스트(Contrast)를 데이터화한 AF 데이터를 산출한다.
포커스모터 구동부(209)는 오토포커스제어장치(213)로부터 수신한 오토 포커싱을 위한 제어신호에 따라 포커스모터(211)를 구동하여 렌즈부(201)의 포커스 렌즈를 광축방향 앞뒤로 움직이면서 피사체의 초점을 맞춘다.
오토포커스제어장치(213)는 본 발명에 따른 제어 프로그램이 저장된 메모리(미도시)를 내장하며, AF 데이터에 기초하여, 본 발명의 오토포커스 제어방법에 의해 포커스 렌즈를 제어하기 위한, 포커싱 제어신호를 생성한다.
오토포커스제어장치(213)는 AF 데이터의 변화가 없는 안정적인 포커스 제어 중에, AF 데이터의 큰 변화가 있더라도 즉각 초점을 조정하지 않고, 그 변화를 감시하여 주된 피사체의 이동에 대하여만 포커스 렌즈를 움직이고, 주된 피사체가 아닌 이동물이 (이하 '방해물'이라 함)이 주된 피사체 앞을 이동하는 경우에는 포커스 렌즈를 움직이지 않으므로 안정적인 포커스 제어를 수행한다.
오토포커스제어장치(213)는 피사체의 이동에 따른 AF 데이터의 변화율을 계산하여, 기 설정된 제 1기준값 이상이 되면 변화직전의 AF 데이터량을 저장한다. 그리고 제 1기준값 이상의 변화율이 나타나기 시작하고 다시 제 1기준값 이하의 변화율로 떨어지게 되면, 현재의 AF 데이터량을 읽어, 저장된 변화직전의 AF 데이터와 비교하여 기 설정된 제 2기준값 이상인 경우에만 주된 피사체의 이동으로 판단하고 새로운 초점을 찾기 위한 포커싱 제어신호를 생성한다.
바람직하게는, 제 1기준값은, AF 데이터의 변화에 대하여 포커스 모터(211)를 제어하여 순조롭게 초점을 바꿀 수 있는 정도의 시간당 AF 데이터의 변화율 이상의 값이 해당된다. 따라서, 방해물이 주된 피사체 앞을 이동하더라도 그 AF 데이터의 변화가 적어 오토포커스제어장치(213)의 제어에 의하여 바뀌는 초점을 유지할 수 있다면 본 발명이 실시되지 아니하고 AF 데이터의 변화에 따라 오토포커스제어장치(213)는 새로운 포커싱 제어신호를 생성한다.
바람직하게는, 제 2기준값은 주된 피사체가 현재 위치의 근처에서 이동하는 정도로 발생할 수 있는 AF 데이터의 변화량으로서, 이에 따라 오토포커스제어장치(213)가 초점을 다시 맞출 필요가 없는 정도의 AF 데이터의 변화량 이상의 값이 될것이다.
도 1a의 경우를 예로 들어 설명하면, a 직후에 제 1기준값 이상의 AF 데이터 변화율을 나타내고, 그 변화율이 b에서 제 1기준값 미만으로 떨어지게 됨을 볼 수 있다. 이때 a지점에서의 AF 데이터값과 b지점에서의 AF 데이터 값의 차이가 제 2기준값 c미만으로 거의 차이가 없다. 그러므로 오토포커스제어장치(213)는 방해물의 이동으로 판단하고 현재의 초점을 유지하며, 포커싱 제어신호를 생성하지 않는다.
도 1b의 경우를 예로 들어 설명하면, 제 1기준값 이상의 AF 데이터 변화율이 나타나기 직전인 d의 값과 다시 제 1기준값 미만의 AF 데이터 변화율이 나타나는 e지점의 AF 데이터 값의 차이가 제 2기준값 c보다 휠씬 크게 나타난다. 따라서 오토포커스제어장치(213)는 주된 피사체의 이동으로 판단하고 새로운 포커싱 제어신호를 생성하여 포커스모터 구동부(209)에 전달한다.
이러한 것은 주된 피사체가 빠르게 이동하는 경우에도, 오토포커스제어장치(213)가 AF 데이터의 변화에 즉각 반응하지 않고, 피사체가 다시 안정된 이후에 초점을 맞추게 되므로 결과적으로 더 빠른 시간에 초점을 맞출 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 오토포커스 제어기능을 구비한 촬상장치의 동작설명에 제공되는 흐름도이다.
이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 촬상장치의 제어방법을 설명한다.
오토포커스제어장치(213)는 DSP부(207)로부터 전달되는 AF 데이터의 증감 추세를 감시한다(S301).
오토포커스제어장치(213)는 AF 데이터의 변화가 감지되면 AF 데이터의 변화율을 계산한다. 그리고 AF 데이터의 변화율이 기 설정된 제 1기준값 이상인지 여부 를 판단한다(S303).
오토포커스제어장치(213)는 AF 데이터 변화율이 제 1기준값 이상이면, 변화율이 제 1기준값 이상이 되기 직전의 AF 데이터 값을 저장한다. 도 1a의 경우에는 a, 도 1b의 경우에는 d 의 값을 저장한다. 그리고 오토포커스제어장치(213)는 이러한 AF 데이터의 변화에 바로 반응하여 포커싱 제어신호를 생성하지 않고 기다린다(S305).
오토포커스제어장치(213)는 AF 데이터의 변화율이 제 1기준값 이상인지 여부를 계속 판단하면서, 변화율이 제 1기준값 미만으로 떨어지기를 기다린다(S307).
오토포커스제어장치(213)는 AF 데이터의 변화율이 제 1기준값 미만으로 떨어지면, 현재의 AF 데이터 값을 읽어 기 저장된 AF 데이터 값과의 차이를 구한다. 그리고 오토포커스제어장치(213)는 그 차이가 제 2기준값 이상인지 여부를 판단한다(S309).
오토포커스제어장치(213)는 S309 단계의 판단결과, 차이가 제 2기준값 이상이면, 주된 피사체의 이동으로 판단하고, 현재의 AF 데이터 값을 기준으로 새로운 포커싱 제어신호를 생성함으로써 포커스 모터를 기동하여 초점을 다시 맞춘다. 도 1b의 경우가 해당된다(S311).
S309 단계의 판단결과 차이가 제 2기준값 미만이면, 방해물이 주된 피사체 앞을 지나간 것으로 판단하고 , 현재의 초점을 유지하며 새로운 포커싱 제어신호를 생성하지 아니한다. 도 1a의 경우가 해당된다.
이와 같은 방법에 의해, 오토포커스 제어기능을 구비한 촬상장치의 제어동작 이 수행된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, AF 데이터가 일정기준이상 큰 변화를 하더라도 즉시 포커스 모터를 기동하지 아니하고, AF 데이터의 변화가 안정된 이후에 제어하도록 함으로써, 방해물인가를 판단하여 주된 피사체의 이동의 경우에만 초점을 다시 맞추도록 제어할 수 있다. 따라서 안정적인 포커스 제어가 가능하다. 또한 주된 피사체나 촬상장치가 빠르게 움직이는 경우에도 이에 따라 직접 반응하지 아니하고 피사체의 변화가 안정된 이후에 초점을 다시 맞추게 됨에 따라 결과적으로 더 빠른 시간내에 초점을 맞출 수 있다.
또한, 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 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (5)

  1. 렌즈를 통하여 입사되는 피사체의 광신호를 전기적인 영상신호로 광전변환하는 촬상장치의 오토포커스 제어방법에 있어서,
    상기 영상신호의 휘도 차에 기초한 콘트라스트(Contrast)를 데이터화한 AF 데이터를 생성하는 단계;
    상기 생성한 AF 데이터의 변화율을 확인하여 제 1기준값 이상의 변화가 있는 경우 상기 변화 이전과 이후의 상기 AF 데이터값을 비교하여 피사체가 이동한 것인지 상기 피사체가 아닌 방해물의 순간적인 이동인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단결과, 상기 피사체가 이동한 것으로 판단되면, 상기 렌즈의 초점을 다시 제어하고 방해물인 경우는 현재의 초점을 유지하는 단계:를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 오토포커스 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 변화율이 상기 제 1기준값 이상으로 변하는 경우, 상기 변화 직전의 AF 데이터를 저장하는 단계;
    상기 저장하는 단계 이후에, 상기 AF 데이터의 변화율을 계속 확인하여 상기 제 1기준값 미만으로 떨어지는 시점의 AF 데이터를 읽어 오는 단계; 및
    상기 저장된 AF 데이터와 상기 떨어진 시점의 AF 데이터의 차이가 기 설정된 제 2기준값 이상인 경우 상기 피사체가 이동한 것으로 인식하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치의 오토포커스 제어방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1기준값은, AF 데이터의 변화에 대하여 초점을 유지하도록 렌즈를 제어할 수 있는 최소의 시간당 AF 데이터의 변화율 이상인 것을 특징으로 하는 촬 상장치의 오토포커스 제어방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2기준값은, 렌즈의 초점을 다시 맞출 필요가 없는 정도의 상기 AF 데이터의 변화량 이상인 것을 특징으로 하는 촬상장치의 오토포커스 제어방법.
  5. 렌즈를 통해 입사되는 피사체의 광신호를 영상신호로 변환하는 촬상소자부;
    상기 촬상소자부의 영상신호를 자동 이득제어(Auto Gatin Control)한 다음 디지털 신호로 변환하는 데이터처리부;
    상기 데이터처리부의 영상 신호의 휘도 차에 기초한 콘트라스트(Contrast)를 데이터화한 AF 데이터를 생성하는 DSP(Digital Signal Processing)부; 및
    상기 DSP부의 AF 데이터의 변화량을 계산하여, AF 데이터의 변화량이 기 설정된 제 1기준값 이상인 경우에 그 직전의 AF 데이터를 저장한 AF 데이터와, 계속 상기 AF 데이터의 변화량을 계산하여 상기 제 1기준값 미만으로 떨어지는 시점의 AF 데이터와의 차이가 제 2기준값 이상인 경우에 상기 렌즈의 초점을 다시 맞추기 위한 포커싱 제어신호를 생성하는 오토포커스제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오토포커스 제어기능을 구비한 촬상장치.
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