KR20110137053A - 오토 포커스 실패 판단 방법 - Google Patents

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Abstract

오토 포커스를 위해 이동되는 렌즈가 전체 이동 영역을 이동하면서 포커스 평가치를 검출하지 않더라도 신속하게 오토 포커스의 실패를 판단할 수 있는 오토 포커스 실패 판단 방법이 개시된다. 상기 오토 포커스 실패 판단 방법은, 오토 포커스를 위한 렌즈를 연속된 복수의 스텝으로 순차 이동시키는 단계와, 상기 렌즈가 이동되는 스텝마다 포커스 평가치를 산출하여 저장하는 단계와, 상기 렌즈가 이동된 스텝에서 산출된 포커스 평가치를 그 이전 스텝에서 산출된 포커스 평가치와 상호 비교하여 포커스 평가치의 증감을 판단하는 단계 및 상기 포커스 평가치의 증감이 증가 상태에서 감소 상태 또는 감소 상태에서 증가 상태로 변경되는 경우 오토 포커스가 실패한 것으로 판단하는 단계를 포함한다.

Description

오토 포커스 실패 판단 방법{METHOD FOR DECIDING FAILURE OF AUTO-FOCUS}
본 발명은 오토 포커스 실패 판단 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오토 포커스를 위해 이동되는 렌즈가 전체 이동 영역을 이동하면서 포커스 평가치를 검출하지 않더라도 신속하게 오토 포커스의 실패를 판단할 수 있는 오토 포커스 실패 판단 방법에 관한 것이다.
최근 휴대 전화, PDA 등과 같이 디스플레이 수단을 구비하는 이동식 소형 전자 기기들에는 디지털 카메라 기능이 내장되고 있다. 이러한 이동식 소형 전자 기기들에 포함되는 카메라 모듈에 사용되는 렌즈, 이미지 센서, 이미지 처리 프로세서 등에 관련된 기술이 비약적으로 발전함에 따라 일반적인 디지털 스틸 카메라에 포함되는 고급 촬영 기술들이 소형 카메라 모듈에도 적용되고 있는 추세이다.
이러한 기능 중의 하나로 촬영하고자 하는 피사체에 대한 초점을 자동으로 맞추는 오토 포커스 기능이 있다. 이 오토 포커스 기능은 렌즈의 위치를 사전 설정된 스텝으로 이동시키면서 이동된 위치에서 피사체를 촬영한 이미지에 대해 포커스 평가치를 산출하고, 이 포커스 평가치들의 피크를 검출하여 피크를 나타내는 렌즈위치를 포커스가 이루어지는 렌즈위치로 판단하는 방식으로 이루어질 수 있다.
이러한 오토 포커스를 위한 포커스 평가치는 각 스텝의 렌즈 위치에서 검출된 영상의 적어도 일부분에 대해 윤곽선 성분을 검출하는 고대역 통과 필터를 적용한 필터링값이 될 수 있다. 따라서, 선명한 윤곽선을 갖는 영상이나 영상의 일부 영역을 이용하여 오토 포커스를 수행하는 경우 명확한 포커스 평가치의 피크를 산출하여 최대 포커스 평가치를 갖는 렌즈 위치를 구함으로써 오토 포커스를 성공적으로 완료할 수 있다.
그러나, 맑은 하늘이나 단색의 벽면과 같이 구분되는 명확한 윤곽선이 없는 영상에 대해서는, 고대역 통과 필터를 적용한 필터링값에 피크가 나타나지 않으므로 오토 포커스를 위해 이동하는 렌즈가 이동 영역 전체를 이동한 후에 피크를 찾지 못하였음을 판단하고 오토 포커스가 실패하였음을 판단하게 된다.
이와 같이, 종래의 오토 포커스 방식은, 맑은 하늘이나 단색의 벽면과 같이 구분되는 명확한 윤곽선이 없는 영상에 대해 오토 포커스 실패를 판단하기 위해서 렌즈를 이동영역 전체로 이동시키면서 포커스 평가치를 구하는 과정을 수행하여야 하므로 오토 포커스 실패 판단에 소요되는 시간이 길어지며 불필요한 렌즈 이동을 통한 전력소모가 발생하는 등의 문제가 발생한다.
본 발명은 오토 포커스를 위해 이동되는 렌즈가 전체 이동 영역을 이동하면서 포커스 평가치를 검출하지 않더라도 신속하게 오토 포커스의 실패를 판단할 수 있는 오토 포커스 실패 판단 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
오토 포커스를 위한 렌즈를 연속된 복수의 스텝으로 순차 이동시키는 단계;
상기 렌즈가 이동되는 스텝마다 포커스 평가치를 산출하여 저장하는 단계;
상기 렌즈가 이동된 스텝에서 산출된 포커스 평가치를 그 이전 스텝에서 산출된 포커스 평가치와 상호 비교하여 포커스 평가치의 증감을 판단하는 단계; 및
상기 포커스 평가치의 증감이 증가 상태에서 감소 상태 또는 감소 상태에서 증가 상태로 변경되는 경우 오토 포커스가 실패한 것으로 판단하는 단계
를 포함하는 오토 포커스 실패 판단 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시형태에서, 상기 순차 이동시키는 단계는, 상기 렌즈가 상기 오토 포커스를 위해 이동하게 되는 전체 이동 영역의 일단부에서부터 상기 렌즈를 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시형태에서, 상기 오토 포커스가 실패한 것으로 판단하는 단계는, 상기 포커스 평가치의 증감이 증가 상태에서 감소 상태 또는 감소 상태에서 증가 상태로 변경되는 회수가 적어도 2회 이상인 경우 오토 포커스가 실패한 것으로 판단하는 단계일 수 있다.
본 발명의 일실시형태에서, 상기 포커스 평가치를 산출하여 저장하는 단계는, 상기 렌즈가 이동되는 스텝마다 영상을 획득하고, 상기 영상의 적어도 일부분에 고대역 통과 필터를 적용하여 산출되는 필터링값을 상기 포커스 평가치로 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 오토 포커스를 위해 이동되는 렌즈가 전체 이동 영역을 이동하면서 포커스 평가치를 검출하는 과정없이, 오토 포커스가 수행되는 초기에 신속하게 오토 포커스의 실패를 판단할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 오토 포커스 실패 판단 방법이 적용되는 카메라 모듈의 개략 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 오토 포커스 실패 판단 방법을 도시한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 오토 포커스 실패 판단 방법에 사용되는 포커스 평가치의 증감의 예를 도시한 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다는 점을 유념해야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 오토 포커스 실패 판단 방법이 적용되는 카메라 모듈의 개략 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 오토 포커스 실패 판단 방법이 적용되는 카메라 모듈은 오토 포커스를 위해 이동되는 렌즈(11)와 렌즈를 통해 입사되는 빛을 검출하는 이미지 센서(13)를 포함하는 렌즈 유닛(10)과, 이미지 센서(13)에서 검출된 이미지를 처리하고 오토 포커스를 위한 오토 포커스 평가치를 산출하는 신호처리부(20)와 사용자에 의한 제어 신호 및 오토 포커스 평가치에 따라 렌즈를 이동시키기 위한 명령을 생성하는 CPU(30)와 렌즈 이동 명령에 따라 렌즈(11)의 위치를 이동하기 위한 물리력을 제공하는 액추에이터를 구동하는 엑추에이터 구동부(40)와, 카메라 구동에 필요한 다양한 정보를 저장하는 롬/램(ROM/RAM)(50)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 렌즈 유닛(10)은 피사체의 이미지를 이미지 센서(13)로 결상시키는 복수의 렌즈(11)와, 상기 렌즈(11)가 오토 포커스 동작시 이동하는 통로가 되는 경통(14)과 이미지 센서(13)가 장착되는 회로기판(15)과 상기 렌즈(11)가 경통(14)을 따라 소정의 이동량으로 이동할 수 있는 물리력을 제공하는 액추에이터(12)를 더 포함할 수 있다. 상기 이미지 센서(13)는 CMOS(Complimentary Metal Oxide Semiconductor) 센서 또는 CCD(Charge Coupled Device) 센서를 채용할 수 있으며, 렌즈에 의해 결상된 이미지를 전기적인 이미지 신호로 변환할 수 있다. 상기 액추에이터(12)는 렌즈(11)의 1회 이동량 즉, 1 스텝을 정밀하게 제어할 수 있어야 하며, 이를 위해 스텝핑 모터, VCA(Voltage controlled Actuator), 압전 액추에이터(Piezo Actuator) 등을 채용할 수 있다.
신호처리부(20)는 이미지 센서(13)에서 출력되는 전기적인 이미지 신호의 컬러처리, 선명도 처리 등과 같은 화상처리를 수행하는 화상 신호 처리부(21)와 화상 신호 처리부(21)로부터 입력받는 이미지 신호에서 오토 포커스를 위한 포커스 평가치를 산출하는 AF 검출 처리부(22)를 포함할 수 있다. 상기 AF 검출 처리부(22)는 상기 이미지 신호의 적어도 일부분에 고대역 통과 필터를 적용하여 산출되는 필터링값을 포커스 평가치로 사용할 수 있다.
상기 CPU(30)는 외부로부터 입력되는 제어신호(사용자 입력)에 따라 이미지 센서(13) 또는 신호 처리부(20) 또는 액추에이터 구동부(40)의 동작을 제어하여 카메라 모듈 전체를 제어한다.
상기 액추에이터 구동부(40)는 CPU(30)의 제어 명령에 따라 렌즈(11)를 이동시키기 위한 액추에이터(12)를 구동한다.
도 2는 본 발명에 따른 오토 포커스 실패 판단 방법을 도시한 흐름도이며, 도 3은 본 발명에 따른 오토 포커스 실패 판단 방법에 사용되는 포커스 평가치의 증감의 예를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오토 포커스 실패 판단 방법의 작용 및 효과를 더욱 상세하게 설명한다.
오토 포커스가 시작되면, 렌즈(11)는 경통(14) 내에서 사전 설정된 스텝으로 이동하면서 각 스텝에 대응되는 위치에서 영상을 획득하게 한다(S21).
상기 렌즈(11)는 오토 포커스가 진행되는 동안 액추에이터(11)에 의해 사전 설정된 스텝으로 이동하게 되는데, 오토 포커스를 개시할 때에, 상기 렌즈(11)는 오토 포커스를 위해 이동하게 되는 전체 이동 영역 중 가장 말단부로 이동하여, 말단부에서부터 사전 설정된 스텝으로 이동하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 렌즈(11)는 그 이동 범위 중 이미지 센서(13)에서 가장 가깝거나 가장 먼 위치에서부터 오토 포커스를 위한 스텝 이동을 시작하는 것이 바람직하다.
이어, 상기 렌즈(11)가 이동하게 되는 스텝마다 이미지 센서(13)에 의해 영상을 획득하고 이 획득된 영상의 전체 또는 적어도 일부분을 이용하여 포커스 평가치를 산출하고 이를 저장한다(S22).
렌즈(11)가 소정 스텝으로 이동하여 배치되면, 이미지 센서(13)는 렌즈(11)를 투과하여 결상되는 영상을 검출하고, 검출된 영상신호는 화상 신호 처리부(21)에서 적절한 영상처리가 이루어진다. 화상 신호 처리부(21)에서 출력되는 영상은 AF 검출 처리부(22)로 전달되고, AF 검출 처리부(22)는 전달된 영상의 전체 또는 적어도 일부를 이용하여 포커스 평가치를 산출한다.
상기 AF 검출 처리부(22)는 당업계에 알려진 다양한 방법으로 포커스 평가치를 산출할 수 있다. 바람직하게, 상기 AF 검출 처리부(22)는 영상의 적어도 일부에 대해 고대역 통과 필터(highpass filter)를 적용하여 얻어지는 필터링값을 포커스 평가치로 적용할 수 있다. 영상 신호에 고대역 통과 필터를 적용하게 되면 영상에 존재하는 윤곽선(edge) 성분만 남게 된다. 동일한 영상에서 포커스가 정확하게 이루어진 경우에는 윤곽선 성분이 더욱 증가하게 되므로 고대역 통과 필터를 적용하여 얻는 필터링값을 포커스 평가치로 이용할 수 있다.
상기 AF 검출 처리부(22)에 의해 출력되는 포커스 평가치는 CPU(30)에 의해 ROM/RAM(50)과 같은 저장부에 실시간으로 저장될 수 있다.
이어, ROM/RAM(50)과 같은 저장부에 저장된 포커스 평가치는 그 이전 스텝에서 저장된 포커스 평가치와 실시간으로 비교되고 그 증감여부가 판단된다(S23). 이러한 동작은 CPU(30)의 제어에 의해 수행될 수 있다. 다시 설명하면, 현재 렌즈(11) 위치에서 얻은 포커스 평가치가 AF 검출 처리부(22)에서 산출되어 저장되면, 상기 CPU(30)는 현재 렌즈(11) 위치의 직전 렌즈(11) 위치에서 산출되어 저장된 포커스 평가치와 현재 저장되는 포커스 평가치를 상호 비교하여 포커스 평가치가 증가하였는지 또는 감소하였는지를 판단한다.
이어, 상기 포커스 평가치의 증감이 증가 상태에서 감소 상태 또는 감소 상태에서 증가 상태로 변경되는지 확인하고(S24), 증감상태의 변동이 발생하는 경우 오토 포커스가 실패한 것으로 판단(S25)한다. 이러한 판단의 근거에 대해서 도 3을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 오토 포커스 실패 판단 방법에 사용되는 포커스 평가치의 증감의 예를 도시한 그래프이다.
윤곽선이 거의 존재하지 않는 맑은 하늘이나 단색의 벽면과 같은 영상에 대해 오토 포커스를 수행하는 경우에는 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 포커스 평가치에 피크가 나타나지 않으면서 좁은 범위의 증감이 반복되는 형태를 갖는다. 따라서, 도 3의 (a)에 도시한 것과 같은 포커스 평가치를 갖는 영상의 경우에, 렌즈가 이동 영역의 전체를 이동하더라도 오토 포커스를 완료하지 못하게 된다.
이에 반해, 선명한 윤곽선을 갖는 영상에 대해 오토 포커스를 수행하는 경우에는 도 3의 (b)에 도시한 것과 같이 가장 선명한 에지를 갖는 영상이 촬상되는 렌즈의 위치에서 확연한 피크가 나타나게 된다. 따라서, 오토 포커스의 평가치도 일정하게 상승되는 구간과 일정하게 하강하는 구간이 연속적으로 발생한다.
따라서, 본 발명은 도 3의 (a)에 도시된 것과 같은 오토 포커스 평가치를 갖는 영상에 대해 신속한 오토 포커스 실패를 판단하기 위해 각 스텝의 렌즈 위치에서 산출된 오토 포커스 평가치를 그 이전 스텝의 렌즈 위치에서 판단된 오토 포커스 평가치와 비교하여 오토 포커스 평가치의 증가 또는 감소 여부를 판단한다(S23). 이어, 이러한 오토 포커스의 평가치 증가 또는 감소에 변동이 발생하는 경우(S24), 다시 설명하면 오토 포커스 평가치가 증가하다 감소하는 경우 또는 감소하다 증가하는 경우가 발생하는 경우(S24), 도 3의 (a)와 같이 오토 포커스를 수행할 수 없는 영상으로 판단하고 조기에 오토 포커스 실패를 결정한다(S25).
가장 간단하게는, 오토 포커스를 수행한 후 세 스텝의 렌즈 위치에서 포커스 평가치가 산출되면, 두 번의 증감 여부를 판단할 수 있다. 그러나, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 오토 포커스를 수행할 수 없는 영상이라고 할지라도 포커스 평가치가 증가되거나 감소되는 구간이 2회 이상 반복될 수 있고, 도 3의 (b)에서와 같이 피크가 발생하는 전후에서는 포커스 평가치의 증감이 변경되는 구간이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는, 상기 포커스 평가치의 증감이 증가 상태에서 감소 상태 또는 감소 상태에서 증가 상태로 변경되는 회수가 적어도 2 회 이상인 경우 오토 포커스가 실패한 것으로 판단하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 오토 포커스를 위해 이동되는 렌즈가 전체 이동 영역을 이동하면서 포커스 평가치를 검출하는 과정없이, 오토 포커스가 수행되는 초기에 신속하게 오토 포커스의 실패를 판단할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 렌즈 유닛 11: 렌즈
12: 액추에이터 13: 이미지 센서
14: 경통 15: 센서 기판
20: 신호 처리부 21: 화상신호 처리부
22: AF 검출 처리부 30: CPU
40: 액추에이터 구동부 50: ROM/RAM

Claims (4)

  1. 오토 포커스를 위한 렌즈를 연속된 복수의 스텝으로 순차 이동시키는 단계;
    상기 렌즈가 이동되는 스텝마다 포커스 평가치를 산출하여 저장하는 단계;
    상기 렌즈가 이동된 스텝에서 산출된 포커스 평가치를 그 이전 스텝에서 산출된 포커스 평가치와 상호 비교하여 포커스 평가치의 증감을 판단하는 단계; 및
    상기 포커스 평가치의 증감이 증가 상태에서 감소 상태 또는 감소 상태에서 증가 상태로 변경되는 경우 오토 포커스가 실패한 것으로 판단하는 단계
    를 포함하는 오토 포커스 실패 판단 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 순차 이동시키는 단계는,
    상기 렌즈가 상기 오토 포커스를 위해 이동하게 되는 전체 이동 영역의 일단부에서부터 상기 렌즈를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오토 포커스 실패 판단 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 오토 포커스가 실패한 것으로 판단하는 단계는,
    상기 포커스 평가치의 증감이 증가 상태에서 감소 상태 또는 감소 상태에서 증가 상태로 변경되는 회수가 적어도 2회 이상인 경우 오토 포커스가 실패한 것으로 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 오토 포커스 실패 판단 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 포커스 평가치를 산출하여 저장하는 단계는,
    상기 렌즈가 이동되는 스텝마다 영상을 획득하고, 상기 영상의 적어도 일부분에 고대역 통과 필터를 적용하여 산출되는 필터링값을 상기 포커스 평가치로 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 오토 포커스 실패 판단 방법.
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