KR100213887B1 - 비디오 카메라의 자동초점 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비디오 카메라의 자동초점 제어방법에 관한 것으로서, 이는 피사체의 주밍시 화각의 변화에 의한 자동 초점데이터의 변화 또는 피사체가 변화하고 있더라도 정확한 정초점 트래킹을 하도록 하는데 있다.

이와 같은 본 발명은 피사체의 주밍시 현재의 줌 트래킹 방향으로 제 1소정구간 만큼 포커스렌즈를 이동시켜 초점데이터를 추출하고 이때의 화각변화에 의한 초점데이터의 변화량을 추출하는 제 1단계와; 상기 줌 트래킹 방향의 역방향으로 제 2소정구간 만큼 포커스렌즈를 이동시켜 초점데이터를 추출하고 이때의 화각변화에 의한 초점데이터의 변화량을 추출하는 제 2단계와; 상기 제 1단계에서 얻어진 초점데이터와 그 변화량을 연산하는 제 3단계와; 상기 제 2단계에서 얻어진 초점데이터와 그 변화량을 연산하는 제 4단계; 및 상기 두 연산된 값을 적분하여 정초점 트래킹 방향을 결정하여 트래킹을 수행하는 단계를 포함한 것을 그 특징으로 한다.

이에 따라 피사체의 주밍시 화각의 변화에 의한 자동 초점데이터 및 피사체가 변화에 관계없이 정확한 정초점 트래킹을 수행할 수가 있다.

Description

비디오 카메라의 자동초점 제어방법.

본 발명은 카메라 일체형 디지털 브이씨알( 이하 비디오 카메라 라 약칭함)의 초점 제어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 자동 초점 방식을 채용하는 비디오 카메라 등의 기기에서 주밍(Zooming)시 피사체의 화각 변화에 의한 자동 초점 데이터의 변화량에 관계없이 정확한 정초점 트랙을 찾아가도록 제어하는 비디오 카메라의 자동초점 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 비디오 카메라에서 사용되는 고배율은 X8 줌(ZOOM)과 X10줌을 이용하여 피사체를 확대 또는 축소시키게 되는데, 이와 같은 비디오 카메라에서의 고배율의 줌효과와 더불어 렌즈를 소형화하는 줌장치에는 한계가 있다.

따라서, 고배율의 줌효과를 얻기 위해서는 렌즈에 의한 한계를 극복하기 위해 디지털 줌을 이용하여 피사체를 확대 또는 축소시키는 실정이다.

그러나, 이와 같은 일반적인 비디오 카메라에서의 주밍시 피사체에 대한 화상을 가장 확실하게 재현하고 아울러 순간적인 화상을 놓치지 않고 촬영하기 위해서는 정확한 초점이 필요하다.

이와 같이, 피사체를 확대 또는 축소 시, 피사체에 대한 화상을 가장 확실하게 재현하기 위한 방법으로는 포커스모터를 제어하여 초점이 맞는 트랙을 찾아가는 방법이다.

그러나, 디지털 자동 초점 방식을 채용한 일반적인 비디오 카메라에서의 주밍시 정 초점위치에서의 자동 초점 데이터 크기는 피사체에 따라 다르고 또한 화각에 의해서도 변화하게 되어 결국, 초점이 맞지 않은 부분으로 트래킹(tracking)을 하게 되는 경우가 종종 발생하게 된다.

도 1은 일반적인 비디오 카메라의 자동 초점제어 장치를 보인 블록도 이다.

도 1을 참조하면, 광축방향으로 전, 후퇴하면서 피사체를 확대 및 축소하며 아울러 피사체의 상(Image)을 입력받는 포커스렌즈와 줌렌즈를 포함하는 렌즈군(100)과; 상기 렌즈군(100)에 포함되는 포커스렌즈를 지지하여 좌, 우회전시키는 포커스 모터(113)와; 상기 렌즈군(100)에 포함되는 줌렌즈를 지지하여 피사체의 배율을 확대 및 축소하는 줌모터(112)와; 노출을 제어하는 조리개(101)와; 피사체의 촬상시 상기 줌모터(112)와 포커스모터(113)의 구동을 제어하는 줌모터 구동부(110) 및 포커스모터 구동부(111)와; 상기 렌즈군(100)을 통한 피사체의 광신호를 타이밍 발생부(103)에서 발생된 수직, 수평동기 펄스에 따라 촬상영상신호로 변환하는 고체촬상소자(CCD)를 갖는 촬상관(102)과; 그 촬상관(102)으로부터 촬상된 영상신호를 샘플링하고 이득 제어하여 출력하는 샘플링 및 이득제어부(104)와; 상기 이득 조절되어 얻어진 촬상 영상신호를 1필드 단위로 디지털화 하는 아날로그/디지털 변환부(105)와; 상기 디지털화 된 1필드분의 영상신호를 엔코딩 처리하여 NTSC 또는 PAL 포맷트의 칼라, 휘도 신호로 분리 처리하여 출력함과 아울러 그 분리된 휘도 데이터에 따른 자체의 초점 필터링 계수에 기인하여 피사체의 초점을 조절하기 위한 초점데이터를 변화시켜 출력하는 디지털신호 처리부(106)와; 상기 디지털신호 처리부(106)에서 변화되어 입력되는 초점데이터에 따라 줌모터 구동부(110) 및 포커스모터 구동부(111)를 제어하여 주밍과 초점을 조절하고 비디오 카메라의 전체 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(107)와; 상기 마이크로 프로세서(107)의 제어에 의해 상기 디지털신호 처리부(106)에서 입력되는 1필드분의 휘도/칼라 데이터를 일시 저장하여 출력하는 메모리(108)와; 상기 메모리(108)에 저장된 1필드분의 디지털 영상신호를 화면영상 신호로 변환하여 출력단자(114)를 통해 출력하는 디지털/아날로그 변환부(109)로 구성한다.

이와 같이, 구성된 종래 비디오 카메라의 초점제어 장치는, 먼저 비디오 카메라가 개시되어 피사체의 상(Image)이 렌즈군(100) 및 조리개(101)를 통해 고체촬상소자(CCD)를 갖는 촬상관(102)에 입력되면 촬상관(102)은 입력된 피사체의 상을 타이밍 발생부(103)에서 제공되는 수평, 수직 촬상구동 펄스에 동기 시켜 1필드분의 촬상영상 신호로 변환시키게 된다.

상기 1필드분의 촬상영상 신호는 샘플링 및 이득제어부(104)에 제공된다.

상기 샘플링 및 이득제어부(104)는 입력된 촬상영상 신호를 1필드 단위로 샘플링하고 이득을 적절하게 조절하여 아날로그/디지털 변환부(105)에 제공하게 된다.

상기 아날로그/디지털 변환부(105)는 입력된 피사체의 영상신호를 디지털화 하여 디지털신호 처리부(106)에 제공하게 된다.

상기 디지털신호 처리부(106)는 상기 디지털화 되어 입력되는 피사체에 대한 영상신호를 NTSC 또는 PAL 방식 포맷트에 맞게 칼라, 휘도 데이터로 엔코딩 처리하여 메모리(108)에 저장하게 되는데, 이때 상기 휘도 데이터는 디지털신호 처리부(106)에 세팅되어 있는 필터링 계수에 의해 일정범위 내에서 변화되어 자동 초점데이터(AFD)로 마이크로 프로세서(107)에 제공된다.

상기 마이크로 프로세서(107)는 디지털신호 처리부(106)로부터 일정범위의 자동 초점데이터(AFD)가 입력되면, 포커스모터 구동부(111)를 통해 포커스모터(113)를 광축방향으로 전, 후진시키면서, 즉 다시 말해서 렌즈군(100)의 포커스렌즈를 가까운 쪽(Near)에서 먼쪽(Far)으로 이동시키면서 자동 초점 동작을 수행함과 아울러 줌모터 구동부(110)를 통해 줌모터(112)를 와이드(Wide)에서 텔리(Tele)쪽으로 이동시키면서 피사체를 확대 또는 축소하는 주밍 동작을 수행하게 된다.

여기에서, 상기 디지털신호 처리부(106)에서 출력되는 자동 초점 데이터(AFD)는, 도 3에서와 같이, 피사체의 초점이 가장 정확히 맞는 위치, 즉 정초점(PF) 위치에서 가장 크며, 정초점(PF) 위치에서 멀어질수록, 즉 B1, B2방향으로 이동하여 정초점(PF) 위치로부터 멀어질수록(defocus) 자동 초점데이터(AFD)는 작아진다.

또한, 렌즈군(100)에 포함되는 렌즈의 특성은 도 2에서와 같이, 줌위치에 따라 동일거리에 있는 피사체도 다른 초점 위치를 가진다.

즉 일 예로써, 도 2에서와 같이, 3m의 위치에 있는 피사체를 촬상하기 위해 주밍을 하는 경우 3m 줌트랙(Zoom Track)(A2)을 따라 포커스모터(113)를 통해 렌즈군(100)의 포커스 렌즈를 움직여야 초점이 맞게 된다.

그리고, 도 2에서의 A1은 피사체가 렌즈로부터의 1m의 거리에 있을 때의 주밍하는 경우의 1m 줌트랙을 보인 것이고, A3은 무한대의 피사체를 주밍하는 경우의 무한대 줌트랙을 보인 것이다.

이러한 관계를 토대로, 피사체를 주밍시에 초점이 맞는 트랙을 정확히 찾아가기 위해서, 마이크로 프로세서(107)는 도 4에서와 같이, 포커스모터 제어부(111) 및 포커스모터(113)를 제어하여 렌즈군(100)의 포커스렌즈를 a방향에서 b방향으로 움직이게 되면 이때에는 디포커스(defocus)가 되므로 디지털신호 처리부(106)에서 출력되는 자동 초점 데이터(AFD)는 도 3과 같이, B1 또는 B2 방향으로 감소하게 된다.

상기 자동 초점 데이터(AFD)가 감소하면, 마이크로 프로세서(107)는 줌트래킹 방향을 반전시키게 된다.

그리고 포커스렌즈가 b방향에서 c방향으로 이동하는 경우와, c방향에서 d방향으로 진행할 경우에는 초점이 맞는 트랙방향을 향하고 있으므로 디지털신호 처리부(106)로부터 출력되는 자동 초점데이터(AFD)는 점점 증가하게 된다.

그리고, 또한 포커스렌즈가 d방향에서 e방향으로 진행하는 경우에는 상기한 c방향에서 d방향으로 진행하는 경우와 정초점(PF) 트랙에서 벗어난 정도가 같으므로 자동 초점데이터(AFD)는 뚜렷한 증감(增減)이 나타나지 않게 되고, e방향에서 f방향으로 움직이면 자동 초점데이터(AFD)의 크기는 감소하게 되는데, 이는 피사체에 따라서 다르고, 또한 화각(주밍)에 의해서도 변화하게 되므로 줌트래킹 방향을 바꾸어 정초점(PF)을 다시 찾게 된다.

즉 다시 말해서, 도 3과 같이, 초점이 가장 잘 맞는 위치에서 자동 초점데이터(AFD)가 가장 큰 점을 이용하여 정초점(PF)의 트랙을 찾게 된다.

이와 같이, 주밍과 초점이 맞아 메모리(108)에 저장된 1필드분의 영상데이터는 디지털/아날로그 변환부(109)를 통해 화면영상신호로 변환되어 출력단자(114)를 통해 출력된다.

그러나, 이와 같은 종래 비디오 카메라의 자동 초점 제어방법에 있어서, 자동 초점 데이터는 전술한 도 3과 같은 특성을 가지지만 이는 정초점 위치에서의 자동 초점데이터의 크기가 피사체에 따라서 다르고, 또한 화각에 의해서도 변화하게 된다.

즉 다시 말해서, 주밍시에는 화각이 변화하므로 초점이 맞아 있는 상태라도 자동 초점데이터의 크기는 일정하지 않게 된다. 만약 주밍시 자동 초점데이터가 커지는 피사체를 촬상하고 있다면 정초점 트랙에서 벗어나는 방향으로 포커스렌즈가 움직이고 있어도 자동 초점데이터가 커지는 경우가 발생하게 되어 결국, 초점이 맞지 않은 경우에 피사체를 촬상하게 되는 일이 많이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 비디오 카메라가 가지는 문제점을 감안하여 디지털 자동 초점 방식을 채용하는 비디오 카메라에서의 주밍시 피사체의 화각 변화에 의한 자동 초점데이터의 변화에 관계없이 정확한 정초점 트랙을 찾아가도록 제어하는 비디오 카메라의 자동초점 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 주밍시 화각의 변화에 의한 자동 초점데이터의 변화 또는 피사체가 변화하고 있더라도 정확한 정초점 트래킹 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 주밍시 화각의 변화에 의한 자동 초점데이터의 변화량을 배제시키고 순순한 정초점/역초점에 의한 데이터를 추출하여 초점이 맞는 줌트랙을 찾아가는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 줌 속도가 빨라질수록 발생되는 단위 시간당 화각 변화량 크기에 기인한 줌의 안정성 저하를 방지하는데 있다.

도 1은 일반적인 비디오 카메라의 자동 초점제어 장치를 보인 블록 도.

도 2는 도 1의 비디오 카메라에서의 렌즈의 특성을 보인 도.

도 3은 도 1의 비디오 카메라에서의 디지털 자동 초점방식의 자동 초점 데이터의 특성을 보인 그래프 도.

도 4는 도 1에 따른 종래의 주밍시 자동 초점을 위한 트래킹 상태를 보인 설명도.

도 5는 본 발명 비디오 카메라의 자동초점 제어장치를 보인 실시예 블록도.

도 6은 도 5에 따른 본 발명 주밍시 자동 초점을 위한 트래킹 상태를 보인 설명도.

도 7은 도 5에 따른 주밍 동작시 화각 변화 및 피사체에 따른 자동 초점제어 방법을 보인 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

200 : 렌즈군 201 : 조리개

202 : 촬상관 204 : 아날로그/디지털 변환부

205 : 디지털신호 처리부 206 : 마이크로 프로세서

207 : 메모리 208 : 디지털/아날로그 변환부

209 : 조리개모터 구동부 210 : 조리개모터

211 : 포커스모터 구동부 212 : 포커스모터

214 : 줌모터 215 : 디지털 적분부

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 측면에 따른 비디오 카메라의 자동초점 제어방법은, 피사체의 주밍시 그 피사체의 촬상에 기인하여 얻어진 휘도 데이터를 필터링 계수로 추출하여 포커스렌즈의 초점을 조절하는 비디오 카메라의 초점제어 방법에 있어서, 상기 피사체의 주밍시 현재의 줌트래킹 방향으로 제 1소정구간 만큼 포커스렌즈를 이동시켜 초점데이터를 추출하고 이때의 화각변화에 의한 초점데이터의 변화량을 추출하는 제 1단계와; 상기 줌트래킹 방향의 반대방향으로 제 2소정구간 만큼 포커스렌즈를 이동시켜 초점데이터를 추출하고 이때의 화각변화에 의한 초점데이터의 변화량을 추출하는 제 2단계와; 상기 제 1소정구간 만큼 이동시켜 얻어진 초점데이터와 그의 변화량을 연산하는 제 3단계와; 상기 제 2소정구간 이동시에 얻어진 초점데이터와 그의 변화량을 연산하는 제 4단계; 및 상기 두 연산된 값을 1필드분에 대해 적분하여 정초점 트래킹 방향을 결정하여 트래킹을 수행하는 단계로 이루어짐을 그 특징으로 한다.

상기 본 발명에 의한 비디오 카메라의 자동초점 제어방법에 있어서, 상기 제 2소정구간은 제 1소정구간의 1/2로 하는 것이 바람직하다.

상기 본 발명에 의한 비디오 카메라의 자동초점 제어방법에 있어서, 상기 제 1소정구간에서 얻어진 초점데이터와 그의 변화량을 합산하여 그의 결과 값을 구하는 것이 바람직하다.

상기 본 발명에 의한 비디오 카메라의 자동초점 제어방법에 있어서, 상기 제 2 소정구간에서 얻어진 초점데이터와 그의 변화량을 합산하여 그의 결과 값을 구하는 것이 바람직하다.

상기 본 발명에 의한 비디오 카메라의 자동초점 제어방법에 있어서, 상기 제 1소정구간을 1/2로 분할하여 그 분할된 구간마다 초점 데이터를 추출하여 이를 상기 제 1소정구간 이동시에 변화되는 화각의 변화량과 합산하는 것이 바람직하다.

그 결과, 디지털 자동 초점 방식을 채용하는 비디오 카메라에서 주밍시에 피사체 또는 화각 변화에 의한 자동 초점 데이터의 변화량에 관계없이 정확한 정초점 트랙을 찾을 수 있음을 알 수 있고, 또한 줌 속도가 빨라질수록 단위 시간당 화각에 의한 초점데이터의 변화량이 커지는 것에 관계없이 주밍의 안정성을 확보 할 수 있음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 비디오 카메라의 자동초점 제어방법에 있어서, 주밍시 화각의 변화에 의한 자동 초점데이터의 변화 또는 피사체가 변화하고 있더라도 정확한 정초점 트래킹을 찾아갈 수 있는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하고자 한다. 이 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 비디오 카메라의 자동초점 제어 방법의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명 비디오 카메라의 자동초점 제어장치를 보인 실시예 블록 도 이다.

본 실시 예에 따르면, 포커스렌즈와 줌렌즈를 포함하는 렌즈군(200)과; 상기 렌즈군(200)에 포함되는 포커스렌즈를 지지하여 광축방향으로 전, 후퇴시키는 포커스링(200b)과; 그 포커스링(200b)에 맞물려 좌, 우회전시키는 포커스모터(212)와; 상기 렌즈군(200)에 포함되는 줌렌즈를 지지하여 피사체의 배율을 확대 및 축소하는 줌링(200a)과; 그 줌링(200a)에 맞물려 좌, 우회전시키는 줌모터(214)와; 노출을 제어하는 조리개(201)와; 그 조리개(201)의 열림량을 제어하는 조리개모터(210)와; 상기 렌즈군(200)을 통한 피사체의 광신호를 1필드분에 대해 촬상영상신호로 변환하는 고체촬상소자(CCD)를 갖는 촬상관(202)과; 그 촬상관(202)으로부터 촬상된 영상신호를 샘플링하고 이득을 제어하여 출력하는 상호연관 샘플링 및 이득제어부(203)와; 상기 이득 조절된 1필드분의 촬상 영상신호를 디지털화 하는 아날로그/디지털 변환부(204)와; 상기 디지털화 된 1필드분의 영상신호를 엔코딩 처리하여 NTSC 또는 PAL 시스템의 포맷트로 칼라, 휘도 데이터를 분리 처리하고 그 분리된 휘도 데이터를 참조하여 초점을 제어하기 위한 자동 초점데이터를 생성하고 주밍시에 화각 변화에 따른 자동 초점데이터의 변화량을 출력하는 디지털신호 처리부(205)와; 상기 디지털신호 처리부(205)로부터 얻어진 현재의 자동 초점데이터 및 그의 변화량과 이전의 자동 초점데이터 및 그의 변화량을 1필드분에 대해 적분하여 출력하는 디지털 적분부(215)와; 상기 디지털 적분부(215)에서 얻어진 적분 값에 기인하여 포커스모터 구동부(211)를 제어하여 포커스모터(212)를 정초점방향으로 트래킹 시킴과 아울러 줌모터 구동부(213) 및 조리개모터 구동부(209)를 통해 줌모터(214) 및 조리개모터(210)를 제어하는 등 전반적인 비디오 카메라의 전체 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(206)와; 상기 마이크로 프로세서(206)의 제어에 의해 상기 디지털신호 처리부(205)에서 분리 처리되어 입력되는 휘도/칼라 데이터를 1필드 단위로 저장 출력하는 메모리(207)와; 상기 메모리(207)에 저장된 영상데이터를 화면영상신호로 변환하여 출력단자(216)를 통해 출력하는 디지털/아날로그 변환부(208)로 구성한다.

그리고, 도 7은 도 5에 따른 주밍 동작시 화각 변화 및 피사체에 따른 자동 초점 제어방법을 보인 설명도 이다.

이를 참조하면, 피사체의 주밍시 현재의 줌트래킹 방향으로 제 1소정구간 만큼 렌즈군(200)의 포커스렌즈를 a방향에서 c방향으로 이동시켜 자동 초점데이터(x),(y)를 추출하고 이때의 화각변화에 의한 자동 초점데이터의 변화량(α)을 추출하는 제 1초점데이터 추출단계와; 상기 줌트래킹 방향의 반대방향으로 제 2소정구간 만큼 렌즈군(200)의 포커스렌즈를 c방향에서 b방향으로 이동시켜 자동 초점데이터(y)를 추출하고 이때의 화각변화에 의한 자동 초점데이터(y)의 변화량(α)을 추출하는 제 2초점데이터 추출단계와; 상기 제 1소정구간 만큼 이동시켜 얻어진 이전의 자동 초점데이터(x),(Y)와 그의 변화량(α)을 합산하는 제 1연산단계와; 상기 제 2소정구간 이동시에 얻어진 현재의 자동 초점데이터(y)와 그의 변화량(α)을 합산하는 제 2연산단계; 및 상기 현재 및 이전의 두 합산 값을 1필드분에 대해 적분하여 정초점(PF) 트래킹 방향을 결정하여 트래킹을 수행하는 트래킹단계로 이루어진다.

그리고, 도 6은 도 5에 따른 본 발명 주밍시 자동 초점을 위한 트래킹 상태를 보인 설명도이다.

이하, 첨부된 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 이하를 통해 설명하기로 한다.

먼저, 비디오 카메라가 개시되어 피사체의 광신호가 렌즈군(200) 및 조리개(201)를 통해 촬상관(202)에 입력되면 촬상관(202)은 입력된 피사체의 상을 1필드단위로 하여 촬상영상신호로 변화시켜 상호연관 샘플링 및 이득제어부(203)에 제공하게 된다.

상기 상호연관 샘플링 및 이득제어부(203)는 입력된 촬상영상 신호를 1필드 단위로 샘플링하고 이득을 적절하게 조절하여 아날로그/디지털 변환부(204)에 제공하게 된다.

상기 아날로그/디지털 변환부(204)는 입력된 피사체의 영상신호를 디지털화 하여 디지털신호 처리부(205)에 제공하게 된다.

상기 디지털신호 처리부(205)는 상기 디지털화 되어 입력되는 피사체에 대한 영상신호를 NTSC 또는 PAL 방식 포맷트에 맞게 칼라, 휘도 데이터로 엔코딩 처리하여 메모리(207)에 저장하게 되는데, 이때 상기 디지털신호 처리부(205)는 피사체의 주밍에 따른 상기 휘도 데이터를 참조하여 자동초점에 필요한 자동 초점데이터를 변화시켜 생성하게 된다.

상기 자동 초점데이터는 이후에 설명될 디지털 적분부(215)에 제공된다.

상기 디지털 적분부(215)는 이후에 더욱 상세하게 설명되겠지만 상기 디지털신호 처리부(205)에서 제공되는 현재의 자동 초점데이터와 이전의 자동 초점데이터를 1필드 단위로 적산하여 마이크로 프로세서(206)에 제공하게 된다.

상기 마이크로 프로세서(207)는 디지털 적분부(215)로부터 자동 초점데이터가 변화되어 입력되면, 포커스모터 구동부(211)를 통해 포커스모터(212)를 광축방향으로, 즉 포커스렌즈를 가까운 쪽(Near)에서 먼쪽(Far)으로 이동시키면서 자동 초점 동작을 수행함과 아울러 줌모터 구동부(213)를 통해 줌모터(214)를 와이드(Wide)에서 텔리(Tele)쪽으로 이동시키면서 피사체를 확대 또는 축소하는 주밍 동작을 수행하게 된다.

여기서, 본 발명에 의한 주밍 동작시 화각 변화 및 피사체에 따른 자동 초점제어를 도 7을 참조하여 설명하면, 먼저, 상기 마이크로 프로세서(206)에 의해 포커스모터 구동부(211)가 포커스모터(212)를 제어하여 렌즈군(200)의 포커스링(200b)을 통해 포커스렌즈를 줌 트래킹 방향으로 일정한 펄스만큼 이동시킨 다음, 즉 다시 말해서, 도 7의 a방향에서 c방향으로 이동시킨 다음 그 반대방향으로 보낸 펄스의 반만큼 이동, 즉 c방향에서 b방향으로 이동시켜 다음의 줌 트래킹을 방향을 결정하게 된다.

상기에서 a방향에서 c방향까지 움직일 때의 자동 초점데이터는 A지점에서 B지점까지 이동할 때의 자동 초점데이터(x)와 B지점에서 C지점까지 움직일 때의 자동 초점데이터(y)와 이때 화각의 변화에 자동 초점데이터의 변화량(α)을 합하게 된다.

또한, 상기 c방향에서 b방향으로 움직일 때의 자동 초점데이터는 C지점에서 B지점까지 움직일 때의 자동 초점데이터(y)와 이때의 화각의 변화에 의한 자동 초점데이터의 변화량(α)을 합산하게 된다.

즉 이를 요약하면, 상기 a방향에서 c방향으로 이동할 때의 자동 초점데이터는 x + y +α가 되고, c방향에서 b방향으로 이동할 때의 자동 초점데이터는 y + α가 된다.

여기서, 상기 a방향에서 c방향으로 움직일 때의 자동 초점데이터와 c방향에서 b방향으로 움직일 때의 자동 초점데이터의 차이는 A지점에서 B지점까지 움직일 때의 자동 초점데이터(x)가 된다.

만약, 자동 초점데이터 x가 부(-)의 값을 갖는다면 c방향에서 b방향까지 움직인 자동 초점데이터가 a방향에서 b방향까지 움직인 자동 초점데이터 보다 크게 나타난다. 즉, 현재의 줌 트래킹 방향이 맞다는 것을 나타낸다.

또한, 상기 자동 초점데이터(X)가 정(+)의 값을 갖는다면 c방향에서 b방향까지 움직인 자동 초점데이터 보다 a방향에 c방향으로 움직인 자동 초점데이터가 크게 나타난다. 이 경우는 현재 줌 트래킹 방향이 틀리다고 마이크로 프로세서(206)가 판단하고 그 반대방향을 줌 트래킹 방향으로 설정하게 된다.

결국, 본 발명은 화각 또는 피사체의 변화량에 따른 자동 초점데이터와 관계없이 A지점과 B지점 사이의 자동 초점데이터(x)에만 관여하게 되므로 안정된 줌 트래킹을 하게 된다.

즉 다시 말해서, 주밍(Zooming)시 상기와 같은 방법으로 화각 또는 피사체의 변화에 따른 자동 초점데이터의 변화량(α)을 배제하면 초점이 맞는 위치 근처에서 디지털 적분부(215)를 통해 적분한 자동 초점데이터가 초점이 덜 맞는 위치부터 맞는 위치 근처까지 적분한 자동 초점데이터 보다 크게 된다.

다시 말해서, C지점이 초점이 맞는 위치라면 c방향에서 b방향까지 적분한 자동 초점데이터가 a방향에서 c방향까지 적분한 자동 초점데이터가 크게 나타난다. 즉, 자동 초점데이터(x)는 부(-)의 값이라는 결과로 나타난다.

반대로, A지점이 초점이 맞는 위치라면 초점이 맞는 위치에서 덜 맞는 위치까지 이동한 자동 초점데이터가 덜 맞는 위치에서 약간 더 맞는 위치로 이동한 자동 초점데이터 보다 크게 된다. 다시 말해서, a방향에서 c방향까지 적분한 자동 초점데이터가 c방향에서 b방향까지 적분한 자동 초점데이터 보다 크게 된다. 즉, 자동 초점데이터(x)는 정(+)의 값이라는 결과로 나타나게 된다.

상기에서, 서술한 주밍 동작시 화각 변화 및 피사체에 따른 자동 초점제어를 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 먼저 현재의 줌 트랙방향이 A방향이라 하면, A방향으로 일정한 위치만큼 줌트랙에서 이동시킨다. 즉 시작부분에서 a방향으로 이동시킨다.

그리고, 다시 B방향으로 좀 전의 이동시킨 위치, 즉 시작부분에서 a방향으로 이동시킨 위치의 반만큼 a에서 b로 이동시킨다.

현재의 줌 트래킹 방향이 틀린 방향이므로 시작부분에서 a에까지 이동시켜 디지털 적분부(215)를 통해 적분한 자동 초점데이터가 a에서 b로 이동시켜 적분한 자동 초점데이터 보다 크게 된다.

따라서, 상기 마이크로 프로세서(206)는 상기 디지털 적분부(215)를 통해 입력되는 적분 값에 의해 포커스모터 구동부(211) 및 포커스모터(212)를 제어하여 B방향으로 줌 트래킹 방향을 바꾸어 주게 된다.

그리고, 상기 B방향으로 b위치에서 c위치만큼 움직인 다음 다시 A방향으로 c위치에서 d위치까지 이동시킨다.

여기서, b위치에서 c위치만큼 포커스렌즈를 이동시킬 때는 정초점 트랙을 지나게 되고, c위치에서 d위치까지는 정초점 트랙방향으로 이동하고 있으므로, 자동 초점데이터는 둘 다 비슷하게 된다.

따라서, A방향으로 줌 트래킹 방향이 설정될 수도 있고, B방향으로 줌 트래킹 방향이 설정될 수도 있다.

즉, 도 6에서의 점선은 B방향으로 줌 트래킹 방향이 설정된 경우이고, 실선은 A방향으로 줌 트래킹 방향이 설정된 경우이다.

여기서, 편의상 A방향으로 설정된 경우를 생각하면, A방향으로 d위치에서 e위치만큼 포커스렌즈를 이동시키고 다시 B방향으로 e위치에서 f위치로 포커스렌즈를 이동시킨다.

마찬가지로 현재의 줌 트랙 방향이 정초점 트랙에서 벗어나고 있으므로 d위치에서 e위치까지 포커스렌즈를 이동시켜 디지털 적분부(215)를 통해 적분한 자동 초점데이터가 e위치에서 f위치까지 포커스렌즈를 이동시켜 디지털 적분부(215)를 통해 적분한 자동 초점데이터 보다 크게 된다.

그러므로, 줌 트래킹 방향을 B방향으로 바꾸어 f위치에서 g위치까지 이동시키고 다시 A방향으로 바꾸어 g위치에서 h위치까지 포커스렌즈를 이동시킨다.

위와 같은 동작을 반복하여 주밍시 정초점 트랙을 찾아 포커스모터 구동부(211), 포커스모터(212)를 통해 렌즈군(200)의 포커렌즈를 정확히 조절하게 된다.

여기서, 주목할 것은 자동 초점데이터의 변화에서 화각 또는 피사체의 변화에 의한 자동 초점데이터의 변화를 배제하고 현재가 초점이 맞아 가는 방향인지, 아니면 맞지 않은 방향인지를 판단할 수 있는 제어방법을 제시하는 것이다.

이와 같이, 주밍과 초점이 이루어져 전술한 메모리(205)에 1필드분의 휘도/칼라 데이터가 저장되면 그 1필드분의 영상데이터는 디지털/아날로그 변환부(208)를 통해 화면영상신호로 변환되고 출력단자(216)를 통해 출력되어 이 후단의 브이씨알의 기록매체에 기록된다.

이상에서와 같이, 본 실시 예에서는 비디오 카메라에서 주밍시 화각의 변화에 의한 자동 초점데이터의 변화 또는 피사체가 변화하고 있더라도 정확한 정초점을 찾아 트래킹을 하므로 기존의 화각의 변화 또는 피사체에 따른 자동 초점데이터의 변화에 의해 초점이 맞지 않은 상태에서 맞은 것으로 판단하여 촬상하는 것이 방지됨을 알 수 있다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

비디오 카메라에서의 줌 속도(Zoom Speed)는 점점 빨라지고 있다. 줌 속도가 빨라지면 빨라질수록 단위 시간당(1 수직동기; V Sync) 화각에 의한 자동 초점데이터의 변화량은 커진다. 화각의 변화량이 크면 클수록 선행의 기술로서는 디포커스(defocus)량이 커질 가능성이 많다. 즉, 줌의 안정성이 떨어진다.

본 발명은 주밍시 화각의 변화량에 의한 자동 초점데이터의 변화에 관계없이 동작하는 제어방법을 제시함으로써 주밍의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 피사체의 주밍시 촬상에 기인한 휘도 데이터를 필터링 계수로 추출하여 포커스렌즈의 초점을 조절하는 비디오 카메라의 초점제어 방법에 있어서,

   상기 피사체의 주밍시 현재의 줌 트래킹 방향으로 제 1소정구간 만큼 포커스렌즈를 이동시켜 초점데이터를 추출하고 이때의 화각변화에 의한 초점데이터의 변화량을 추출하는 제 1단계와; 상기 줌 트래킹 방향의 역방향으로 제 2소정구간 만큼 포커스렌즈를 이동시켜 초점데이터를 추출하고 이때의 화각변화에 의한 초점데이터의 변화량을 추출하는 제 2단계와; 상기 제 1단계에서 얻어진 초점데이터와 그 변화량을 연산하는 제 3단계와; 상기 제 2단계에서 얻어진 초점데이터와 그 변화량을 연산하는 제 4단계; 및

   상기 두 연산된 값을 가지고 정초점 트래킹 방향을 결정하여 트래킹을 수행하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한 비디오 카메라의 자동초점 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2소정구간은, 제 1소정구간의 1/2 인 것을 특징으로 한 비디오 카메라의 자동초점 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 연산단계는, 제 1소정구간에서 얻어진 초점데이터와 이때의 화각변화에 의한 초점데이터의 변화량을 합산하는 것을 특징으로 한 비디오 카메라의 자동초점 제어방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 연산단계는, 제 2소정구간에서 얻어진 초점데이터와 이때의 화각변화에 의한 초점데이터의 변화량을 합산하는 것을 특징으로 한 비디오 카메라의 자동초점 제어방법.
5. 제 3항에 있어서, 상기 제 1소정구간을 1/2로 분할하고 그 분할된 구간마다 초점 데이터를 추출하여 상기 제 1소정구간 이동시에 변화되는 초점데이터의 변화량과 합산하는 것을 특징으로 한 비디오 카메라의 자동초점 제어방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 정초점 트래킹 방향 결정은, 두 연산값을 적분하여 얻어진 초점데이터의 결과 값으로 결정하는 것을 특징으로 한 비디오 카메라의 자동초점 제어방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 초점데이터의 적분은 1필드 단위로 하는 것을 특징으로 한 비디오 카메라의 자동초점 제어방법.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1소정구간과 제 2소정구간중 어느 하나의 구간을 줌 트래킹 구간으로 설정하는 것을 특징으로 한 비디오 카메라의 자동초점 제어방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1소정구간의 1/2분할 지점의 초점데이터가 부(-)의 값을 갖으면, 제 2소정구간을 줌 트래킹 구간으로 설정하는 것을 특징으로 한 비디오 카메라의 자동초점 제어방법.

Images