KR0184032B1

KR0184032B1 - 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정장치

Info

Publication number: KR0184032B1
Application number: KR1019950068192A
Authority: KR
Inventors: 이봉구
Original assignee: 이대원; 삼성항공산업주식회사
Priority date: 1995-12-30
Filing date: 1995-12-30
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR970056976A

Abstract

줌렌즈군과; 포커스 렌즈군과; 상기 줌렌즈군의 와이드와 텔레로의 줌잉 동작을 선택하여 수행하기 위한 줌잉 선택 수단과; 상기 포커스 렌즈군의 전후 이동 동작을 선택하여 수행하기 위한 이동 선택 수단과; 인가되는 줌잉 신호에 따라 상기 줌렌즈군을 해당하는 위치로 이동시키는 줌렌즈군 구동 수단과; 인가되는 초점 조절 신호에 따라 상기 포커스 렌즈군을 해당하는 위치로 이동시키는 포커스 렌즈군 구동 수단과; 상기 줌렌즈군의 줌위치를 감지하는 줌렌즈군 위치 감지 수단과; 상기 포커스 렌즈군의 포커스 위치를 감지하는 포커스 렌즈군 위치 감지 수단과; 줌잉 선택 수단의 동작에 따라 해당하는 줌잉 신호를 출력하거나, 이동 선택 수단의 동작에 따라 해당하는 초점 조절 신호를 출력하여, 상기 줌렌즈군이나 포커스 렌즈군을 이동 가능한 범위내에서 단위 이동량만큼 해당하는 위치로 이동시켜가면서, 인가되는 AF값에 따라 줌렌즈군의 해당 줌위치에서의 포커스 렌즈군의 베스트 포커스 위치를 산출한 다음, 줌위치와 베스트포커스 위치차가 설계상의 와이드와 텔레위치에서의 베스트 포커스위치차에 근접하는 줌렌즈 위치를 구하여 핀트 조정을 수행하는 동작 제어 수단과; 입사되는 피사체의 휘도 신호에 따라 해당하는 AF값을 측정하는 자동 측거 수단으로 이루어지는 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정 장치는, 렌즈군을 통하여 입사되는 피사체의 휘도 신호에 따라 최적의 포커스 위치를 산출하여 그에 따라 자동으로 줌렌즈의 핀트 조정을 수행할 수 있다.

Description

비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정 장치

제1도는 종래의 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정 장치의 구성 블록도이고,

제2도는 종래의 비디오 카메라 줌렌즈의 궤적을 나타낸 그래프이고,

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정장치의 구성 블록도이고,

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 줌렌즈의 궤적을 나타낸 그래프이 다.

이 발명은 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트(Pint) 조정 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 이너 포커스 타입(inner focustype)의 비디오 카메라에 있어서, 렌즈군을 통하여 입사되는 피사체의 휘도 신호에 따라 최적의 포커스 위치를 산출하여 그에 따라 자동으로 줌렌즈의 핀트 조정을 수행하기 위한 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 비디오 카메라의 이너 포커스 타입의 줌렌즈는 고정된 물체에 대하여 줌렌즈군의 위치에 따라 포커스 렌즈의 위치가 달라지며, 제조 오차 등에 의하여 와이드(wide)에서의 기준 위치가 렌즈 세트마다 달라지게 된다.

상기와 같이 렌즈 세트마다 달라지는 와이드의 위치를 구하는 것을 핀트 조정이라 한다.

첨부한 제1도를 참조로 하여 종래의 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

제2도는 종래의 비디오 카메라 줌렌즈의 궤적을 나타낸 그래프이다.

첨부한 제1도에 도시되어 있듯이 종래의 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정 장치의 구성은, 포커스 렌즈군(45)과, 줌렌즈군(55)과, 줌렌즈군 구동부(40)와, 포커스 렌즈군 구동부(50)와, 텔레(tele) 스위치(S1)와, 와이드 스위치(S2)와, 니어(near) 스위치(S3)와, 파(far) 스위치(S4)와, 동작 제어부(30)로 이루어지고, 상기 포커스 렌즈군(45)과 줌렌즈군(55)를 입사한 피사체광은 CCD(60)를 통하여 전기적인 신호로 변환된 다음 영상 신호 처리부(70)로 입력되어 해당하는 영상 신호로 변환 처리된 다음, 모니터(80)에 표시된다.

종래의 핀트 조정 방식은 사용자가 와이드 및 텔레를 선택하기 위하여 텔레 스위치(S1)나 와이드 스위치(S2)를 작동시키면, 컨트롤러인 동작 제어부(30)가 이를 감지하여 그에 따라 줌렌즈군 구동부(50)를 구동시켜 줌렌즈군(55)을 해당하는 위치로 이동시킨다.

또한, 사용자가 니어 스위치(S3)나 파 스위치(S4)를 작동시키면 이에 따라 동작 제어부(30)가 포커스 렌즈군 구동부(40)를 구동시켜 포커스 렌즈군(45)을 해당하는 위치로 이동시킨다.

핀트 조정을 하기 위한 제1단계는 줌렌즈를 설계치에 위치시킨 다음, 사용자가 모니터(80)를 보면서 포커스 렌즈군(45)을 이동시켜 베스트 포커스 위치(best focus)로 위치시키고, 이 때의 포커스 렌즈 위치를 FPW, 줌렌즈의 위치를 ZPW로 설정한다.

제2단계는 줌렌즈를 텔레와 와이드에서의 줌렌즈의 위치차의 설계치(dZP)만큼 텔레로 이동시키고, 이 때의 줌렌즈의 위치를 ZPT로 설정한다.

제3단계에서는 사용자가 모니터(80)를 보면서 포커스 렌즈를 이동시켜 다시 베스트 포커스 위치를 찾고, 이 때의 포커스 렌즈의 위치를 FPT로 설정한다.

제4단계는 상기에서 설정된 FPT와 FPW의 차이를 구하여 이를 dFPTW로 설정한 다음, 상기 FPT와 FPW의 차이값과 설계상의 텔레, 와이드의 포커스 렌즈의 위치차이인 dFP값을 비교한다.

제5단계는 상기에서 │dFPT-dFPW│값이 핀트 허용 오차 이내이면 핀트 조정이 완료된 것으로 판단하여 상기 FPW와 ZPW를 핀트값으로 설정하고, 상기 │dFPT-dFPW│값이 핀트 허용 오차를 벗어나면 포커스 렌즈를 dFP만큼 이동시키고 이 때의 포커스 렌즈의 위치를 FPW로 설정한다.

그리고, 사용자는 모니터(80)를 보면서 줌렌즈를 와이드로 이동시켜 베스트 포커스 위치를 잡고, 이 때의 줌렌즈의 위치를 ZPW로 설정하고 다시 상기한 제3단계부터 반복 수행하여 핀트 조정을 수행한다.

그러나, 상기한 종래의 핀트 조정 방식은 사용자가 모니터를 보면서 육안으로 베스트 포커스 위치를 찾아야 함으로 정확성이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 줌렌즈군 및 포커스 렌즈군을 스위치의 수동 조작에 따라 이동시켜야 함으로 불편하고, 핀트 조정시에 줌렌즈군을 수회에 걸쳐서 와이드에서 텔레로, 텔레에서 와이드로 이동시켜야 함으로 시간이 오래 소요되는 단점이 발생한다.

그러므로, 이 발명의 목적은 상기한 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정을 하는데 있어서, 렌즈군을 통하여 입사되는 피사체의 휘도 신호에 따라 최적의 포커스 위치를 산출하여 그에 따라 자동으로 줌렌즈의 핀트 조정을 수행하기 위한 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정 장치를 제공하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은,

줌렌즈군과;

포커스 렌즈군과;

상기 줌렌즈군의 와이드와 텔레로의 줌잉 동작을 선택하여 수행하기 위한 줌잉 선택 수단과;

상기 포커스 렌즈군의 전후 이동 동작을 선택하여 수행하기 위한 이동 선택 수단과;

인가되는 줌잉 신호에 따라 상기 줌렌즈군을 해당하는 위치로 이동시키는 줌렌즈군 구동 수단과;

인가되는 초점 조절 신호에 따라 상기 포커스 렌즈군을 해당하는 위치로 이동시키는 포커스 렌즈군 구동 수단과;

상기 줌렌즈군의 줌위치를 감지하는 줌렌즈군 위치 감지 수단과;

상기 포커스 렌즈군의 포커스 위치를 감지하는 포커스 렌즈군 위치 감지 수단과;

줌잉 선택 수단의 동작에 따라 해당하는 줌잉 신호를 출력하거나, 이동 선택 수단의 동작에 따라 해당하는 초점 조절 신호를 출력하여, 상기 줌렌즈군이나 포커스 렌즈군을 이동 가능한 범위내에서 단위 이동량만큼 해당하는 위치로 이동시켜가면서, 인가되는 AF값에 따라 줌렌즈군의 해당 줌위치에서의 포커스 렌즈군의 베스트 포커스 위치를 산출한 다음, 줌위치와 베스트포커스 위치차가 설계상의 와이드와 텔레위치에서의 베스트 포커스위치차에 근접하는 줌렌즈 위치를 구하여 핀트 조정을 수행하는 동작 제어 수단과;

상기 포커스 렌즈군과 줌렌즈군을 통하여 입사되는 피사체의 휘도 신호에 따라 해당하는 AF값을 측정하는 자동 측거 수단으로 이루어진다.

상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정 장치의 구성 블록도이고,

첨부한 제3도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정 장치의 구성은, 포커스 렌즈군(45)과, 줌렌즈군(55)과, CCD(60)와, 영상 신호 처리부(70)와, 포커스 렌즈군 구동부(40)와, 줌렌즈군 구동부(50)와, 동작 제어부(30)와, 줌렌즈군 위치 감지부(10)와, 포커스 렌즈군 위치 감지부(20)와, 텔레 스위치(S1)와, 와이드 스위치(S2)와, 니어 스위치(S3)와, 파 스위치(S4)와, 자동 측거부(90)로 이루어진다.

상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정 장치의 작용은 다음과 같다.

이 발명의 실시예에 따라 핀트 조정을 하는 방법은 줌렌즈를 설계상의 와이드 위치보다 더 와이드 위치로 이동시킨 다음, 포커스 렌즈를 이동시켜 현재 줌렌즈에 따른 베스트 포커스 위치를 구하여 해당하는 위치로 포커스 렌즈를 위치시키고, 이 때의 줌렌즈 위치와 포커스 렌즈의 위치를 저장한다.

다음에, 줌렌즈의 위치를 세분화하여 설계상의 와이드 위치보다 앞쪽부터 텔레 방향으로 이동시키면서 보간법처리하여, 각각의 현재 줌렌즈의 위치와 설계상의 텔레와 와이드의 줌위치차를 가산한 줌위치에서의 베스트 포커스 위치를 구한다.

상기에서 각각의 현재 줌렌즈의 위치와 설계상의 텔레와 와이드의 줌위치차를 가산한 줌위치와 산출된 베스트 포커스 위치차가 설계상의 와이드와 텔레 위치에서의 베스트 포커스 위치차에 근접하는 줌렌즈의 위치를 구하면, 이 대의 줌위치와 포커스 위치가 와이드 핀트값이 된다.

상기와 같은 원리에 따라 이 발명의 실시예에 따른 핀트 조정 방법을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

먼저, 포커스 렌즈군(45)과 줌렌즈군(55)을 통과한 피사체 상은 CCD(60)를 통하여 전기적인 신호로 변환된 다음 영상 신호 처리부(70)로 입력된다.

상기 영상 신호 처리부(70)는 입력되는 피사체 신호를 처리하여 해당하는 영상 신호를 모니터(80)로 출력하고, 피사체의 휘도 신호를 자동 측거부(90)로 출력한다.

상기 자동 측거부(90)는 입력되는 피사체의 휘도 신호의 고주파 성분에 비례하는 AF값을 동작 제어부(30)로 출력하고, 동작 제어부(30)는 입력되는 AF값에 따라 초점이 정확하게 맞았는지의 여부를 판단한다.

이 발명의 실시예에 따른 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정을 수행하기 위하여 다음과 같이 각 변수값을 설정한다.

포커스 렌즈군(45)의 이동 가능한 범위의 최소치를 FPmin, 최대치를 FPmax로 설정하고, 포커스 렌즈군(45)의 단위 이동량을 최소치 FPmin와 최대치 FPmax를 N등분하여 dFP로 설정한다.

그리고, 줌렌즈군(55)의 이동 가능한 범위의 최소치를 ZPmin, 최대치를 ZPmax로 설정하고, 줌렌즈군(55)의 단위 이동량을 최소치 ZPmin와 최대치 ZPmax를 N등분하여 dZP로 설정한다.

또한, 설계상의 텔레에서의 줌렌즈군(55)의 위치를 ZPT, 와이드에서의 줌렌즈군(55)의 위치를 ZPW, 텔레에서의 포커스 렌즈군(45)의 위치를 FPT, 와이드에서의 포커스 렌즈군(45)의 위치를 FPW 로 설정한다.

먼저, 동작 제어부(30)는 줌렌즈군 구동부(50)를 구동시켜 줌렌즈군(55)을 이동 가능한 범위의 최소치 ZPmin로 이동시킨 다음, 줌렌즈군 위치 감지부(10)에서 출력되는 줌렌즈군의 위치값을 ZP1으로 설정하여 도시하지 않은 메모리에 저장한다.

다음에, 포커스 렌즈군 구동부(40)를 구동시켜 포커스 렌즈군(45)을 이동 가능한 범위의 최소치 FPmin로 이동시킨 다음, 이 때의 AF값을 측정하여 AFV1으로 설정한다.

상기에서 동작 제어부(30)가 AF값을 측정하기 위하여 측거 신호를 출력하면, 자동 측거부(90)는 측거 신호에 따라 영상 신호 처리부(70)에서 인가되는 수직 동기 신호의 입력 여부를 대기한 다음, 수직 동기 신호가 입력된 다음부터 영상 신호 처리부(70)에서 인가되는 휘도 신호를 처리하여, 인가되는 휘도 신호의 고주파 성분에 비례하는 AF값을 산출하여 동작 제어부(30)로 출력한다.

이 때, 상기 자동 측거부(90)는 데이터 신호와 함께 산출된 AF값을 동작 제어부(30)로 출력한다.

상기 동작 제어부(30)는 상기 자동 측거부(90)에서 데이터 신호가 입력되면, 그 때 자동 측거부(90)에서 출력되는 AF값을 현재의 포커스 렌즈군(45)의 위치에 따른 AF값을 인식하여 그 값을 저장한다.

상기에서 동작 제어부(30)는 포커스 렌즈군(45)을 이동 가능한 범위의 최소치 FPmin로 이동시키고, 상기와 같은 동작에 따라 자동 측거부(90)에서 출력되는 AF값을 측정하여 AFV1으로 설정한 다음, 포커스 렌즈군(45)을 단위 이동량 dFP만큼씩 N회 이동시키면서 그 때의 AF값을 측정함으로써, 줌렌즈군(55)의 한 위치에 대하여 포커스 렌즈군(45)을 이동 가능한 범위내에서 스캐닝(scanning)한 AF값인 AF(i)(i=1∼N)을 측정한다.

상기에서 줌렌즈군(55)의 한 위치에 대한 포커스 렌즈군(45)의 이동 가능한 범위 내에서의 AF(i)(i=1∼N)값을 측정한 다음, 동작 제어부(30)는 산출된 AF값이 최대가 되는 i값을 구하여 이 값을 i피크값으로 설정한다.

상기에서 측정된 AF값이 최대가 되는 포커스 렌즈군(45)의 위치가 베스트 포커스 위치이므로, 현재 줌렌즈군(55)의 위치 ZP1에 해당하는 포커스 렌즈군(45)의 베스트 포커스 위치는 다음과 같이 구할 수 있다.

FP1 = FPmin + (i피크값 x dFP)

상기와 같이 동작 제어부(30)는 현재 줌렌즈군(55)의 위치 ZP1에 해당하는 포커스 렌즈군(45)의 베스트 포커스 위치인 FP1를 산출한 다음, 그 값을 메모리에 저장한다.

상기와 같은 방법으로 동작 제어부(30)는 줌렌즈군(55)을 이동가능한 범위인 최소치 ZPmin에서 최대치 ZPmax내에서 단위 이동량 dZP만큼씩 M회 이동시키면서, 줌렌즈군(55)의 ZP1∼ZPM의 각각의 위치에서의 포커스 렌즈군(55)의 베스트 포커스 위치인 FP1∼FPN값을 산출한 다음, 산출된 값을 산출하여 스플라인(spline)처리한다.

(상기 스플라인 처리 방식에 대하여 설명하여 주시기 바랍니다)

다음에, 와이드 핀트를 구하기 위하여 ((ZPmax -ZPmin) -(ZPT-ZPW))를 k등분하여 등분된 값을 dZP1으로 설정한다. 이 때, dZP1dZP가 되도록 k값을 충분히 크게 한다.

핀트 조정된 와이드 줌위치를 찾기 위하여 줌렌즈의 위치를 ZPmin에서 ZPmax-(ZPT-ZPW)까지 dZP1단위로 하여 이 때의 줌렌즈의 위치를 ZP'(j)(j=0∼k)라 하면, ZP(j)=ZPmin+j×dZP1이 된다.

상기에서 스플라인 처리한 데이터를 보간법(interpolation)처리하여, ZP(j)에서 포커스렌즈군(45)의 베스트 포커스 위치인 FPW'와, ZP'(j)+(ZPT-ZPW)에서의 FPT'를 산출한다.

상기에서 베스트 포커스 위치인 FPW'와, ZP'(j)+(ZPT-ZPW)에서의 FPT'를 산출한 다음, │FPT'-FPW'│를 구하여 이 값을 FP'(j)로 설정하면, j=0에서 k까지에 대하여 각각 ZP'(j)와 FP'(j)값을 얻을 수 있다.

상기에서 j=0에서 k까지 │FP'(j)-(FPT-FPW)│값을 구하고, 이를 PINT_VALUE(j)로 설정하고, 상기 PINT_VALUE(j)값이 최소가 되는 j값을 산출한 다음, 이 값을 jpint로 설정한다.

따라서, 핀트 조정된 와이드의 줌렌즈군(55)의 위치는 ZP'(jpint)가 되고, 포커스 렌즈군(45)의 위치는 FP'(jpint)가 된다.

상기와 같은 방법으로 와이드 핀트 조정을 수행한다.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 따라, 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정을 하는데 있어서, 렌즈군을 통하여 입사되는 피사체의 휘도 신호에 따라 최적의 포커스 위치를 산출하여 그에 따라 자동으로 줌렌츠의 핀트 조정을 수행할 수 있다.

또한, 사용자가 일일이 모니터를 보면서 포커스 렌즈군의 베스트 포커스 위치를 구하지 않아도 됨으로, 핀트 조정이 간편하고 처리 시간이 감소되는 효과를 가지는 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정 장치를 제공할 수 있다.

Claims

줌렌즈군과; 포커스 렌즈군과; 상기 줌렌즈군의 와이드와 텔레로의 줌잉 동작을 선택하여 수행하기 위한 줌잉 선택 수단과; 상기 포커스 렌즈군의 전후 이동 동작을 선택하여 수행하기 위한 이동 선택 수단과; 인가되는 줌잉 신호에 따라 상기 줌렌즈군을 해당하는 위치로 이동시키는 줌렌즈군 구동 수단과; 인가되는 초점 조절 신호에 따라 상기 포커스 렌즈군을 해당하는 위치로 이동시키는 포커스 렌즈군 구동 수단과; 상기 줌렌즈군의 줌위치를 감지하는 줌렌즈군 위치 감지 수단과; 상기 포커스 렌즈군의 포커스 위치를 감지하는 포커스 렌즈군 위치 감지 수단과; 줌잉 선택 수단의 동작에 따라 해당하는 줌잉 신호를 출력하거나, 이동 선택 수단의 동작에 따라 해당하는 초첨 조절 신호를 출력하여, 상기 줌렌즈군이나 포커스 렌즈군을 이동 가능한 범위내에서 단위 이동량만큼 해당하는 위치로 이동시켜가면서, 인가되는 AF값에 따라 줌렌즈군의 해당 줌위치에서의 포커스 렌즈군의 베스트 포커스 위치를 산출한 다음, 줌위치와 베스트포커스 위치차가 설계상의 와이드와 텔레위치에서의 베스트 포커스위치차에 근접하는 줌렌즈 위치를 구하여 핀트 조정을 수행하는 동작 제어 수단과; 상기 포커스 렌즈군과 줌렌즈군을 통하여 입사되는 피사체의 휘도 신호에 따라 해당하는 AF값을 측정하는 자동 측거 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정 장치.
제1항에 있어서, 상기 자동 측거 수단은 측거 신호가 입력되면 수직 동기 신호가 입력된 다음부터 인가되는 휘도 신호의 고주파 성분에 비례하는 AF값을 산출하여 데이터 신호와 함께 산출된 AF 값을 동작 제어 수단으로 출력하고, 상기 동작 제어 수단은 데이터 신호가 입력되면, 그 때 자동 측거 수단에서 출력되는 AF값을 현재의 포커스 렌즈군의 위치에 따른 AF값으로 인식하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정 장치.
제1항에 있어서, 상기한 동작 제어 수단은, 줌렌즈군 위치에 대하여 포커스 렌즈군을 이동가능한 범위내에서 단위 이동량만큼 이동시켜가면서 각각의 포커스렌즈군의 위치에 따른 AF값을 측정한 다음, 상기 측정된 포커스 렌즈군의 AF값중에서, AF값이 최대가 되는 포커스 렌즈군의 위치를 현재 줌렌즈군의 줌위치에 해당하는 베스트 포커스 위치로 설정하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정 장치.
제1항에 있어서, 상기한 동작 제어 수단은, 줌렌즈군의 이동 가능한 범위내의 각각의 위치에 대한 포커스 렌즈군의 베스트 포커스 위치를 측정한 다음, 줌위치와 베스트 포커스 위치차가 설계상의 와이드와 텔레 위치에서의 베스트 포커스 위치차에 근접하는 줌렌즈 위치를 구하여, 이 때의 줌렌즈군의 줌위치와 포커스 렌즈군의 포커스 위치값을 1핀트값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정장지.
제1항에 있어서, 상기 포커스 렌즈군과 줌렌즈군을 통하여 입사하는 피사체의 상을 해당하는 전기적인 신호로 변환시켜 출력하는 촬상 소자와; 상기 촬상 소자에서 출력되는 신호를 처리하여 해당하는 영상 신호 및 피사체의 휘도 신호를 출력하는 영상 신호 처리 수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라 줌렌즈의 핀트 조정 장치.