KR0153968B1 - 인너 포커스 방식의 줌 렌즈 트래킹 조정 방법 - Google Patents

인너 포커스 방식의 줌 렌즈 트래킹 조정 방법

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Abstract

본 발명은 인너 포커스 방식에서 줌 렌즈의 트래킹을 조정하는 방법으로서, 베리에이터 렌즈(3)를 소정 거리씩 순차적으로 이동하면서 이동된 베리에이터 렌즈(3)에 대한 포커스가 맞추어지도록 마스터 렌즈(5)를 이동시키고 그 이동 거리를 각각 검출하는 단계(41,42,43,44)와; 상기 베리에이터 렌즈(3)의 이동에 대하여 초점이 맞추어지도록 상기 마스터 렌즈(5)가 이동한 거리가 설계치의 한계 거리내에 있는가를 판단하여 줌 렌즈의 폐기 여부를 결정하는 단계(45,46,47)와; 상기 베리에이터 렌즈(3)의 이동에 대하여 초점이 맞추어지도록 상기 마스터 렌즈(5)가 이동한 거리가 설계치의 한계 거리내에 있으면, 상기 베리에이터 렌즈의 이동에 대하여 초점이 맞추어지도록 상기 마스터 렌즈가 이동한 거리를 저장하여 줌 렌즈의 사용시 상기 베리에이터 렌즈의 이동에 따라 상기 저장된 거리만큼 상기 마스터 렌즈를 이동시키게 하는 단계(48)를 구비한다.
따라서, 본 발명은 베리에이터 렌즈(3)를 와이드 위치로부터 텔레 위치까지 소정 거리씩 이동시키며, 이동될 때마다 마스터 렌즈(5)를 이동시켜 초점이 맞추어지는 마스터 렌즈(5)의 이동 거리를 검출하므로써 베리에이터 렌즈(3)의 이동 거리에 따라 초점을 맞추는데 필요한 마스터 렌즈(5)의 이동 거리를 정확하게 검출할 수 있다는 효과가 있다.

Description

인너 포커스 방식의 줌 렌즈 트래킹 조정 방법
제1도는 종래의 인너 포커스 방식의 줌 렌즈계를 도시한 도면.
제2도는 종래의 인너 포커스 방식의 줌 렌즈 트래킹 조정 방법을 순차적으로 도시한 도면.
제3도는 본 발명에 따른 인너 포커스 방식의 줌 렌즈 트래킹 조정 방법을 행하기 위한 장치의 블럭도.
제4도는 본 발명에 따른 인너 포커스 방식의 줌 렌즈 트래킹 조정 방법의 흐름도.
제5도는 인너 포커스 방식의 줌 렌즈 트래킹 조정 방법에 의한 결과를 도시한 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 프론트 렌즈 3 : 배리에이터 렌즈
4 : 릴레이 렌즈 5 : 마스터 렌즈
6 : 아이리스 7 : OLPF
10 : 신호 처리부 20 : 렌즈 구동 제어부
본 발명은 인너 포커스(Inner Focus) 방식의 줌 렌즈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동적으로 초점을 맞추기 위하여 필요로 하는 기준점에 대한 정보를 정확히 검색할 수 있는 인너 포커스 방식의 줌 렌즈 트래킹 조정 방법에 관한 것이다.
제1도에는 일반적인 비디오 카메라에 이루어지는 줌 렌즈계의 구성도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이 줌 렌즈계는 촬상소자 등에 상을 맺히기에 충분한 빛을 통과시키는 프론트(Front) 렌즈(1), 주밍(Zooming) 기능을 담당하는 베리에이터(Variator) 렌즈(3), 베리에이터 렌즈(3)와 마스터 렌즈(5) 사이에 구성되어 베리에이터 렌즈(3)와 마스터 렌즈(5) 사이에 빛을 연계하며 수차 보정 등을 행하는 릴레이(Relay) 렌즈(4)와, 피사체의 위치에 따라서 포커싱(Focusing) 즉, 초점을 맞추며 주밍에 따라서 초점이 흐려지는 것을 보정하는 마스터(master) 렌즈(5)로 구성된다. 이러한 구성에서 이리스(Iris)(6)는 입사되는 광량을 조절하는 역할을 행한다. 여기서 부호(7)는 OLPF(Optical Low Pass Filter)이다.
이러한 렌즈계의 구성에서 각각의 렌즈계마다 가공 오차나 조립 오차들에 의해 조금씩 다른 조립 기준점을 갖는다. 렌즈계의 설계값에 따라 비디오 카메라 내부의 자동 초점 기능을 수행하려면 각 렌즈계마다 기준점을 찾아야 하며, 이를 트래킹(Tracking)조정이라고 한다.
이때, 이전의 적외선을 사용한 능동(Active) 자동 포커스의 경우에는 프렌지 백(Flange Back) 조정이라 하여 기구적으로 조정을 행한다. 그러나, 인너 포커스의 경우는 줌 렌즈계 즉, 베리어에이터 렌즈계와 포커스 렌즈계 즉, 마스터 렌즈계의 위치를 알 수 있는 기구적 장치는 없고 위치 센서를 달아 전기적 신호로 알아내는 방법을 사용하였다. 이때, 베리에이터 렌즈계의 이동을 위하여 DC 모터를 사용하고 마스터 렌즈계의 이동을 위하여 스텝 모터을 사용하는 경우 위치 센서로는 가변 저항인 엔코더와 포토 인터럽터(Photo Interupter)를 주로 사용한다.
제2도(a),(b),(c)에는 이러한 구성을 갖는 인너 포커스 방식 줌 렌즈의 트래킹을 조정하는 순서가 도시되어 있다. 이러한 트래킹 조정 순서를 순차적으로 설명하면 다음과 같다.
1. 자동 시준기(Auto Collimator)를 이용하여 무한 거리의 피사체(평행 광선)를 기준 위치에 놓는다.
2. 베리에이터 렌즈(3)를 엔코더의 출력이 와이드(Wide)단 기준 위치에 놓는다.
3. 마스터 렌즈(5)를 움직여 초점 즉, 포커스를 조정한다.
4. 마스터 렌즈(5)를 설계 상의 와이드-텔레(Tele)간의 펄스 차이만큼 텔레단으로 이동시킨다.
5. 베리에이터 렌즈(3)를 설계상의 텔레-와이드간의 전압 차이만큼 이동시킨다.
6. 마스터 렌즈(5)를 움직여 초점을 조정한다.
7. 단계(2)에서 얻은 마스터 렌즈(5)의 위치와 단계(6)에서 얻은 마스터 렌즈(5)의 위치 차이를 구한다. 이결과, 규격에 맞으면 조정 작업을 끝내고, 규격을 벗어난 경우 단계(2)의 작업부터 다시 시작한다.
8. 조정 완료.
상술한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이 종래의 트래킹 조정 방법은 베리에이터 렌즈를 와이드단 또는 텔레 위치로 위치시키고, 그 위치에서 마스터 렌즈를 이동시키면서 포커스를 조정하는 방법이다.
그러나, 이러한 방법은 베리에이터 렌즈와 마스터 렌즈를 이동시키는 모터를 같은 전압차나 펄스로 앞뒤로 이동시켰을 때에, 제자리에서 조금 벗어나는 이력 현상이 발생할 수 있으며 정확하게 기준점을 찾기 어렵고, 설계값에서 아주 벗어난 렌즈계의 경우에는 불량 여부를 판별하기 어렵다는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 베리에이터 렌즈를 미소 이동시키고, 그 이동 위치에 따라 포커스가 맞추어지도록 마스터 렌즈를 이동시켜 베리에이터 렌즈와 마스터 렌즈와의 관계를 측정하므로써 트래킹을 조절하는 인너 포커스 방식의 줌 렌즈 트래킹 조정 방법을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 인너 포커스 방식에서 줌 렌즈의 트래킹을 조정하는 방법으로서, 베리에이터 렌즈를 소정 거리씩 순차적을 이동하면서 이동된 베리에이터 렌즈에 대한 포커스가 맞추어지도록 마스터 렌즈를 이동시키고 그 이동 거리를 각각 검출하는 단계와; 상기 베리에이터 렌즈의 이동에 대하여 초점이 맞추어지도록 상기 마스터 렌즈가 이동한 거리가 설계치의 한계 거리내에 있는가를 판단하여 줌 렌즈의 폐기 여부를 결정하는 단계와; 상기 베리에이터 렌즈의 이동에 대하여 초점이 맞추어지도록 사익 마스터 렌즈가 이동한 거리가 설계치의 한계 거리내에 있으면, 상기 베리에이터 렌즈의 이동에 대하여 초점이 맞추어지도록 상기 마스터 렌즈가 이동한 거리를 저장하여 줌 렌즈의 사용시 상기 베리에이터 렌즈, 이동에 따라 상기 저장된 거리만큼 상기 마스터 렌즈를 이동시키게 하는 단계를 구비하는 인너 포커스 방식의 줌 렌즈 트래킹 조정 방법에 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제3도는 본 발명에 따른 인너 포커스 방식의 줌 렌즈 트래킹 조정 방법을 행하기 위한 인너 포커스 방식의 줌 렌즈의 트래킹을 조절하기 위한 장치의 개략 블록도이다.
도시된 바와 같이 고체 촬상 소자는 신호 처리부(10)에 연결되어 있으며, 렌즈 구동 제어부(20)는 신호 처리부(10)에서 처리된 신호를 입력하도록 구성되어 있다.
이러한 구성에서 렌즈 구동 제어부(20)는 통상 마이크로 프로세서 등으로 구성되며 줌 렌즈의 트래킹을 조절하기 위하여 제4도에 도시된 바와 같은 작용을 행하게 된다.
즉, 렌즈 구동 제어부(20)는 단계(41)에서 도시하지 않은 DC모터를 제어하여 베리에이터 렌즈(3)를 와이드 위치로 이동시키고 단계(42)로 진행한다. 그리고, 렌즈 구동 제어부(20)는 베리에이터 렌즈(3)를 텔레 위치로 소정 거리 이동시킨 후에 단계(43)로 진행한다. 단계(43)에서 렌즈 구동 제어부(20)는 베리에이터 렌즈(3)의 이동 거리에 대응하여 초점이 맞추어지도록 마스터 렌즈(5)를 이동시킨다. 이와 같이 초점을 맞추는 방법으로서는 고체 촬상 소자(30)에 초점이 잘 맞을수록 화상 정보의 고주파 성분이 증가되므로, 렌즈 구동 제어부(20)는 신호 처리부(10)에서 처리된 신호의 고주파 성분이 높아지는 방향으로 마스터 렌즈(5)를 이동시키면 될 것이다. 이때, 마스터 렌즈(5)를 이동시키는 수단은 상술한 바와 같이 도시하지 않은 스텝 모터를 사용한다.
그리고, 렌즈 구동 제어부(20)는 단계(44)에서 마스터 렌즈(5)가 이동하여 초점이 맞추어졌는가를 판단하여 초점이 맞추어진 경우에는 단계(45)로 진행하고, 초점이 맞추어지지 않은 경우에는 단계(43)로 귀환하므로써 초점이 맞추어질 때까지 단계(43),(44)들을 수행한다.
단계(45)로 진행한 렌즈 구동 제어부(20)는 소정 거리씩 베리에이터 렌즈(3)를 소정 횟수 이동시켰는가를 판단하여, 이동시킨 경우에는 단계(46)로 진행하나, 이동시키지 않은 경우에는 단계(42)로 귀환한다. 여기서 베리에이터 렌즈(3)를 이동시키는 횟수는 베리에이터 렌즈(3)를 와이드 위치에서 텔레 위치까지 이동시키는데 필요한 횟수로 설정한다. 즉, 본 발명에서는 베리에이터 렌즈(3)를 와이드 위치로부터 텔레 위치까지 소정 거리씩 이동시키며, 이동될 때마다 마스터 렌즈(5)를 이동시켜 초점을 맞추는 것이다. 따라서, 이러한 과정을 수행하게 되면 베리에이터 렌즈(3)의 이동때마다 초점을 맞추기 위하여 필요한 마스터 렌즈(5)의 이동 거리 즉, 베리에이터 렌즈(3)와 마스터 렌즈(5)와의 거리 관계 즉, 상대 거리 값이 검출될 것이다.
단계(46)로 진행한 렌즈 구동 제어부(20)는 단계(41-45)들에 의하여 검출된 베리에이터 렌즈(3)와 마스터 렌즈(5)와의 관계 즉, 상대 거리값과 기설정된 설계치 값을 비교하여 소정 값 이상이 차이가 나는지 즉, 사용이 불가능한 상태인지를 판단한다.
제5도의 좌표내 그래프(A)는 인너 포커스 방식의 줌 렌즈에서의 베리에이터 렌즈(3)가 와이드 위치로부터 텔레 위치까지 각 위치에 대하여 초점이 맞추어지는 마스터 렌즈의 위치값을 설정한 설계치 값을 나타내고, 그래프(B),(C)는 각각 상기 단계(41-45)들을 수행하여 검출한 값들을 나타낸다.
이러한 그래프(A,B,C)에서 그래프(B)는 설계 값(A)의 와이드 위치 및 텔레 위치까지 초점을 충분히 맞출 수 있으나, 그래프(C)는 와이드 위치는 초점을 맞출 수 있으나, 텔레 위치는 초점을 맞출 수 없음을 알 수 있다.
단계(46)에서 이러한 설계치 값과 실지로 검출된 값을 비교한 렌즈 구동 제어부(20)는 제5도의 그래프(C)와 같이 초점을 맞출 수 없는 경우에는 단계(47)로 진행하여 도시하지 않는 표시부 등을 구동시켜 트래킹 조정을 행한 인너 포커스 방식의 줌 렌즈는 사용이 불가능하므로 폐기할 것을 표시한다.
그러나, 렌즈 구동 제어부(20)는 단계(46)에서 제4도의 그래프(B)와 같이 와이드 위치 및 텔레 위치 모두에 대하여 초점을 맞출 수 있는 경우에는 단계(48)로 진행하여 베리에이터 렌즈(3)가 와이드 위치로부터 텔레 위치까지 각 위치에 대하여 초점이 맞추어지는 마스터 렌즈의 위치값을 저장하여 둠으로써 사용자가 베리에이터 렌즈(3)를 이동시킴에 따라서 마스터 렌즈(5)를 자동으로 이동시켜 초점을 맞출 수 있게 한다.
이와 같이 본 발명은 베리에이터 렌즈를 와이드 위치로부터 텔레 위치까지 소정 거리씩 이동시키며, 이동될 때마다 마스터 렌즈를 이동시켜 초점이 맞추어지는 마스터 렌즈의 이동 거리를 검출하므로써 베리에이터 렌즈의 이동 거리에 따라 초점을 맞추는데 필요한 마스터 렌즈의 이동 거리를 정확하게 검출할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 베리에이터 렌즈의 이동 거리에 따라 초점을 맞추는데 필요한 마스터 렌즈의 이동 거리를 정확하게 검출할 수 있어 설계값에서 아주 벗어난 렌즈계의 불량 여부를 정확하게 판별할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 인너 포커스 방식에서 줌 렌즈의 트래킹을 조정하는 방법으로서, 베리에이터 렌즈(3)를 소정 거리씩 순차적으로 이동하면서 이동된 베리에이터 렌즈(3)에 대한 포커스가 맞추어지도록 마스터 렌즈(5)를 이동시키고 그 이동 거리를 각각 검출하는 단계(41,42,43,44)와; 상기 베리에이터 렌즈(3)의 이동에 대하여 초점이 맞추어지도록 상기 마스터 렌즈(5)가 이동한 거리가 설계치의 한계 거리내에 있는가를 판단하여 줌 렌즈의 폐기 여부를 결정 및 표시하는 단계(45,46,47)와; 상기 베리에이터 렌즈(3)의 이동에 대하여 초점이 맞추어지도록 상기 마스터 렌즈(5)가 이동한 거리가 설계치의 한계 거리내에 있으면, 상기 베리에이터 렌즈(3)의 이동에 대하여 초점이 맞추어지도록 상기 마스터 렌즈(5)가 이동한 거리를 저장하여 줌 렌즈 사용시 상기 베리에이터 렌즈(3)의 이동에 따라 상기 저장된 거리만큼 상기 마스터 렌즈(5)를 이동시키게 하는 단계(48)를 구비하는 인너 포커스 방식의 줌 렌즈 트래킹 조정 방법.
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