KR100227682B1

KR100227682B1 - Apparatus for automatically controlling focus of image projector

Info

Publication number: KR100227682B1
Application number: KR1019960027919A
Authority: KR
Inventors: 김성언
Original assignee: 유무성; 삼성항공산업주식회사
Priority date: 1996-07-11
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 1999-11-01
Also published as: KR980013280A

Abstract

이 발명은 실물 화상 기기의 초점 조절 장치에 관한 것으로, 초점 조절 동작 선택 수단과; 인가되는 휘도 신호에서 설정된 대역의 주파수 성분을 필터링하여 출력하는 필터 수단과; 상기 필터 수단에서 출력되는 신호를 해당 디지탈 신호로 변환 출력하는 신호 변환 수단과; 상기 신호 변환 수단에서 출력되는 디지탈 신호를 적분시켜 출력하는 적분 수단과; 상기 초점 조절 동작 선택 수단이 작동되면, 상기 적분 수단에서 출력되는 적분 신호와 설정된 최대 적분 신호와 비교 판단하여 그에 해당하는 모터 구동 신호를 출력하는 제어 수단과; 상기 제어 수단에서 출력되는 모터 구동 신호에 따라 광학계를 상기 적분 신호와 설정된 최대 적분 신호가 일치하는 초점 위치까지 이동시키는 조절 수단을 포함하여 이루어지고, 화상 기기에 있어서 인너 포커스 형태의 줌광학계를 사용하고, 사용자가 초점 조절 동작을 선택한 경우에만 상기 줌 광학계를 통하여 수광된 영상 신호에 따라 초점 조절 동작을 수행함으로써, 전력 소비가 적고 소형화와 경량화가 가능하다.The present invention relates to a focus adjusting device of an actual image device, comprising: a focus adjusting operation selecting means; Filter means for filtering and outputting frequency components of a band set from an applied luminance signal; Signal conversion means for converting and outputting the signal output from the filter means into a corresponding digital signal; Integrating means for integrating and outputting the digital signal output from the signal converting means; A control means for comparing the integral signal output from said integration means with a set maximum integral signal when said focus adjustment operation selecting means is operated, and outputting a motor drive signal corresponding thereto; And adjusting means for moving the optical system to a focal position where the integrated signal and the set maximum integrated signal coincide with the motor driving signal outputted from the control means, and using a zoom optical system of an inner focus type in an image device. In addition, since the focus adjustment operation is performed according to the image signal received through the zoom optical system only when the user selects the focus adjustment operation, power consumption is reduced, and the size and weight can be reduced.

Description

Auto focusing device of physical imaging equipment

제1도는 종래의 실물 화상 기기의 자동 초점 조절 장치의 구성 블록도이고,1 is a block diagram illustrating a configuration of an auto focusing apparatus of a conventional real image device.

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 실물 화상 기기의 초점 조절 장치의 구성 블록도이고,2 is a block diagram showing the configuration of the focusing apparatus of the real image device according to the embodiment of the present invention,

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 적분휘도신호 그래프이다.3 is an integrated luminance signal graph according to an embodiment of the present invention.

이 발명은 실물 화상 기기의 초점 조절 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 인너 포커스(inner focus) 형태의 줌광학계를 사용하여, 사용자가 초점 조절 동작을 선택한 경우에만 상기 줌 광학계를 통하여 수광된 영상 신호에 따라 초점 조절 동작을 수행하는 실물 화상 기기의 초점 조절 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a focus adjusting device of a real image device, and more specifically, to an image signal received through the zoom optical system only when a user selects a focus adjusting operation using a zoom optical system in the form of an inner focus. The present invention relates to a focus adjusting apparatus of an actual image device for performing a focus adjusting operation.

일반적으로 화상 기기란, 문서나 슬라이드 사진 또는 물체 등의 화상을 촬상시켜 별도의 화상 처리 장치를 통하여 재현시키는 장치로서, 데이터의 세밀한 자료 외에 모형 등 입체물도 선명하게 TV 화면에 보여줄 수 있으므로 회의 분야나, 의사 분과회, 광고 디자인, 교육, 각종 프리젠테이션(presentation) 등에 자료 제시용으로 이용되고 있다.In general, an imaging device is a device that photographs an image such as a document, a slide picture, or an object and reproduces it through a separate image processing device. In addition to detailed data, three-dimensional objects such as models can be clearly displayed on a TV screen. It is also used for presentation of materials in medical conferences, advertising design, education, and various presentations.

이러한 화상 기기에 적용되는 자동 초점 방식은 액티브(active)방식과, 패시브(passive) 방식이 있으며, 상기 패시브 방식은 자연적인 조명하에서 피사체에서 나오는 빛을 수동적으로 받아 들여 상의 컨트라스트(contrast)나 위상차 등을 이용하여 포커싱을 수행하는 방식이고, 상기 액티브 방식은 카메라에서 피사체로 적외광 또는 초음파를 발사한 다음, 피사체에서 반사되어 수광부로 들어 오는 적외광 또는 초음파의 타임 딜레이(time delay), 또는 피사체와 이루는 각도 등을 검출하여 포커싱을 수행하는 방식이다.The auto focusing method applied to the imaging apparatus includes an active method and a passive method. The passive method passively receives light from a subject under natural lighting and provides contrast or phase difference. Focusing is performed using the above method, and the active method emits infrared light or ultrasonic waves from a camera to a subject, and then time delay of infrared light or ultrasonic waves reflected from the subject to the light receiving unit, or with the subject. The focusing method is performed by detecting an angle to be formed.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 패시브 방식을 이용한 실물 화상 기기의 초점 조절 장치의 작용을 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the operation of the focus control device of the real image device using a conventional passive method.

제1도는 종래의 실물 화상 기기의 초점 조절 장치의 구성 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a focusing apparatus of a conventional real image device.

첨부된 제1도에 도시되어 있듯이 종래의 실물 화상 기기의 초점 조절 장치의 구성은, 광학계에 의하여 형성된 광학상을 광전 변화시키는 이미지 처리부(2)와, 영상 신호의 고주파 대역 성분을 추출하는 대역 추출부(4)와, 추출된 고주파 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변화시키는 A/D(Analog/Digital) 변환부(5)와, 고주파 성분이 최대가 되도록 광학계의 초점 위치를 계산하는 제어부(6)와, 광학계를 구동하는 구동부(7)로 이루어지고, 광학계의 초점 위치를 계산하는데 있어서 고주파 성분의 레벌루션(revolution)을 향상시키기 위한 비선형 회로부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.As shown in the attached FIG. 1, the configuration of a focus adjusting apparatus of a conventional real image apparatus includes an image processing unit 2 for photoelectrically changing an optical image formed by an optical system, and band extraction for extracting high frequency band components of an image signal. Section 4, an A / D (Analog / Digital) converting section 5 for converting the extracted high frequency analog signal into a digital signal, a control section 6 for calculating the focus position of the optical system so that the high frequency component is maximized; And a driving unit 7 for driving the optical system, and further comprising a nonlinear circuit unit for improving the revolution of the high frequency component in calculating the focal position of the optical system.

광학계(1)에 의하여 집광된 피사체 상은 이미지 처리부(2)를 통하여 영상 신호로 변환 처리된 다음, 대역 추출부(4)에서 영상 신호의 휘도 성분을 추출하고, 고주파 대역 성분을 필터링시켜 출력한다.The subject image collected by the optical system 1 is converted into an image signal through the image processing unit 2, and then the band extracting unit 4 extracts a luminance component of the image signal, and filters and outputs a high frequency band component.

상기 대역 추출부(4)에서 필터링되어 출력된 아날로그 신호는 A/D 변환부(5)를 통하여 디지탈 신호로 변환되어 출력되어, 출력된 디지탈 신호에 따라 제어부(6)가 광학계의 초점 위치를 산출하며, 산출된 초점 위치가 최대값을 가지는 위치에 도달하도록 구동부(8)가 광학계의 위치를 가변시켜 초점을 맞추게 된다.The analog signal filtered and output by the band extractor 4 is converted into a digital signal through the A / D converter 5 and output, and the control unit 6 calculates a focal position of the optical system according to the output digital signal. Then, the driving unit 8 focuses by varying the position of the optical system so that the calculated focus position reaches a position having a maximum value.

그러나 종래의 실물 화상 기기의 초점 조절 장치는 전원이 인가되면 항상 광학계를 통하여 인가되는 신호에 따라 초점 조절 동작을 수행함으로써, 전력 소비가 증가되는 단점이 있다.However, the focus control apparatus of the conventional physical imaging apparatus has a disadvantage in that power consumption is increased by always performing a focus adjustment operation according to a signal applied through an optical system when power is applied.

이 발명에서는 상기한 종래 기술과는 달리, 인너 포커스(inner focus) 형태의 줌광학계를 사용하여, 사용자가 초점 조절 동작을 선택한 경우에만 상기 줌 광학계를 통하여 수광된 영상 신호에 따라 초점 조절 동작을 수행함으로써, 전력 소비가 적고 소형화와 경량화가 가능한 실물 화상 기기의 초점 조절 장치를 제공하고자 하는데 있다.In the present invention, unlike the prior art described above, the focusing operation is performed according to an image signal received through the zooming optical system only when the user selects the focusing operation using a zoom optical system having an inner focus type. Accordingly, an object of the present invention is to provide a focus control apparatus for a real image device having low power consumption and miniaturization and light weight.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은, 초점 조절 동작 선택 수단과; 인가되는 휘도 신호에서 설정된 대역의 주파수 성분을 필터링하여 출력하는 필터 수단과; 상기 필터 수단에서 출력되는 신호를 해당 디지탈 신호로 변환 출력하는 신호 변환 수단과; 상기 신호 변환 수단에서 출력되는 디지탈 신호를 적분시켜 출력하는 적분 수단과; 상기 초점 조절 동작 선택 수단이 작동되면, 상기 적분 수단에서 출력되는 적분 신호와 설정된 최대 적분 신호와 비교 판단하여 그에 해당하는 모터 구동 신호를 출력하는 제어 수단과; 상기 제어 수단에서 출력되는 모터 구동 신호에 따라 광학계를 상기 적분 신호와 설정된 최대 적분 신호가 일치하는 초점 위치까지 이동시키는 조절 수단을 포함하여 이루어진다.A configuration of the present invention for achieving the above object comprises: a focus adjustment operation selecting means; Filter means for filtering and outputting frequency components of a band set from an applied luminance signal; Signal conversion means for converting and outputting the signal output from the filter means into a corresponding digital signal; Integrating means for integrating and outputting the digital signal output from the signal converting means; A control means for comparing the integral signal output from said integration means with a set maximum integral signal when said focus adjustment operation selecting means is operated, and outputting a motor drive signal corresponding thereto; And adjusting means for moving the optical system to a focal position where the integrated signal coincides with the set maximum integrated signal according to the motor drive signal output from the control means.

상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.By the above configuration, the most preferred embodiment that can be easily carried out by those skilled in the art with reference to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 실물 화상 기기의 초점 조절 장치의 구성 블록도이고, 제3도는 이 발명의 실시예에 따른 적분휘도신호 그래프이다.FIG. 2 is a block diagram of a focus control apparatus of an actual image device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an integrated luminance signal graph according to an embodiment of the present invention.

첨부한 제2도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 실물 회상 기기의 초점 조절 장치의 구성은, 초점 조절 동작 선택 스위치(S1)와, 인가되는 휘도 신호의 고주파 대역을 추출하는 필터부(41)와, 상기 필터부(41)의 출력단에 연결되어 인가되는 아날로그 신호를 해당 디지탈 신호로 변환시켜 출력하는 A/D 변환부(5)와, 상기 A/D 변환부(5)의 출력단에 연결되어 인가되는 디지탈 신호를 적분하여 출력하는 적분부(9)와, 상기 적분부(9)의 출력단에 연결되어 인가되는 적분 신호가 최대값을 가지도록 해당 모터 구동 신호를 출력하는 제어부(61)와, 상기 제어부(61)의 출력단에 연결되어 광학계를 해당 초점 위치로 이동시켜 초점 조절 동작을 수행하는 구동부(7)로 이루어진다.As shown in FIG. 2, the configuration of the focus adjusting apparatus of the real recall apparatus according to the embodiment of the present invention includes a focus adjusting operation selecting switch S1 and a filter unit for extracting a high frequency band of the applied luminance signal ( 41), an A / D converter 5 for converting an analog signal applied to the output terminal of the filter unit 41 into a corresponding digital signal, and outputting the analog signal to the output terminal of the A / D converter 5; An integrator 9 for integrating and outputting a digital signal that is connected and applied, and a controller 61 for outputting a corresponding motor driving signal such that an integral signal applied to the output terminal of the integrator 9 has a maximum value; And a driving unit 7 connected to an output terminal of the control unit 61 to move the optical system to a corresponding focus position to perform a focus adjustment operation.

이 발명의 실시예에 따른 상기 필터부(41)는 인가되는 휘도 신호의 설정 고주파 대역을 필터링하는 고역 필터부(413)와, 고역 필터링된 휘도 신호의 설정 저주파 대역을 필터링하는 저역 필터부(415)로 이루어진다.The filter unit 41 according to an embodiment of the present invention includes a high pass filter 413 for filtering a set high frequency band of an applied luminance signal and a low pass filter 415 for filtering a set low frequency band of a high frequency filtered luminance signal. )

상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 실물 화상 기기의 초점 조절 장치의 작용은 다음과 같다.The operation of the focus adjusting apparatus of the real image device according to the embodiment of the present invention by the above configuration is as follows.

실물 화상 기기에 전원이 공급되면 광학계(1)를 통하여 해당 피사체상이 입사되어 이미지 처리부(2)로 입력된다. 상기 이미지 처리부(2)는 입력되는 피사체 상을 광전 변화시켜 해당하는 영상 신호를 출력하고, 출력되는 영상 신호는 영상 처리부(3)로 입력되어 설정된 방식에 따라 처리된다.When power is supplied to the real image device, the subject image is incident through the optical system 1 and input to the image processor 2. The image processor 2 photoelectrically changes the input subject image and outputs a corresponding image signal, and the output image signal is input to the image processor 3 and processed according to a set method.

상기 영상 처리부(3)는 인가되는 영상 신호를 휘도 신호와 색신호로 분리하여 출력하고, 상기 영상 처리부(3)에서 출력된 휘도 신호는 필터부(41)로 입력된다.The image processor 3 separates and outputs an applied image signal into a luminance signal and a color signal, and the luminance signal output from the image processor 3 is input to the filter unit 41.

상기 필터부(41)로 입력된 휘도 신호는 먼저, 고역 필터부(413)를 통과하여 설정 고주파 대역에 해당하는 고주파 성분이 필터링된 다음, 저역 필터부(415)를 통과하여 설정된 저주파 대역에 해당하는 주파수 성분이 필터링되어 출력된다.The luminance signal input to the filter part 41 first passes through the high pass filter part 413 to filter the high frequency component corresponding to the set high frequency band, and then passes through the low pass filter part 415 to correspond to the set low frequency band. Frequency components are filtered and output.

상기 필터부(41)를 통하여 적정 대역에 해당하는 주파수 성분만으로 구성된 휘도 신호는 A/D 변환부(5)로 입력되어 해당하는 디지탈 휘도 신호로 변환 출력되고, 상기 A/D 변환부(5)에서 출력된 디지탈 휘도 신호는 적분부(9)로 입력된다.A luminance signal composed of only frequency components corresponding to an appropriate band through the filter unit 41 is input to the A / D converter 5 to be converted into a corresponding digital luminance signal and outputted, and the A / D converter 5 The digital luminance signal output from is input to the integrating unit 9.

상기 적분부(9)는 인가되는 디지탈 휘도 신호를 설정된 시간에 따라 적분하여 그에 해당하는 적분 휘도 신호를 제어부(61)로 출력한다.The integrator 9 integrates the applied digital luminance signal according to a set time and outputs an integrated luminance signal corresponding thereto to the controller 61.

상기 제어부(61)는 초점 조절 동작 선택 스위치(S1)의 작동 상태를 판단하여, 초점 조절 동작 선택 스위치(S1)가 작동된 경우에만 인가되는 적분 휘도 신호를 피사체 초점이 맞았을 경우에 해당하는 최대 적분 휘도 신호와 비교 판단하고, 인가되는 적분 휘도 신호가 최대 적분 휘도 신호보다 작은 경우에는, 그 차이량에 해당하는 위치량만큼 광학계의 초점 렌즈의 위치를 가변시키기 위하여 그에 해당하는 모터 구동 신호를 출력한다.The control unit 61 determines the operation state of the focus adjustment operation selection switch S1, and the maximum corresponding to the case where the subject focuses on an integrated luminance signal applied only when the focus adjustment operation selection switch S1 is operated. When the integrated luminance signal is judged to be compared with the integrated luminance signal and smaller than the maximum integrated luminance signal, the corresponding motor driving signal is output to change the position of the focus lens of the optical system by the position amount corresponding to the difference amount. do.

상기 제어부(61)에서 출력되는 모터 구동 신호에 따라 상기 구동부(7)는 광학계를 구성하는 다수의 렌즈 중 초점 렌즈의 위치를 해당 방향으로 이동시킨다.According to the motor driving signal output from the control unit 61, the driving unit 7 moves the position of the focus lens of the plurality of lenses constituting the optical system in the corresponding direction.

상기 초점 렌즈의 위치 이동에 따라 그에 해당하는 위치 신호가 줌인코더(8)를 통하여 제어부(61)로 입력되고, 상기 제어부(61)는 인가되는 위치 신호와 광학계의 초점 위치 변화에 따라 입력되는 피사체상의 적분 휘도 신호에 따라 다시 초점이 정확하게 맞았는지의 여부를 판단한다.As the position of the focus lens moves, a corresponding position signal is input to the controller 61 through the zoom encoder 8, and the controller 61 inputs the subject according to the change of the focus position of the optical system and the applied position signal. It is determined whether or not the focus is correct again according to the integrated luminance signal of the image.

즉, 광학계(1) 이동에 따라 감지되는 휘도 신호의 적분값을 최대값과 비교하여, 광학계의 초점 위치 가변에 따라 입력되는 영상 신호의 휘도 적분 신호가 최대 적분 신호값이 되는 위치까지 광학계를 이동시킨다.That is, by comparing the integral value of the luminance signal detected according to the movement of the optical system 1 with the maximum value, the optical system is moved to a position where the luminance integrated signal of the image signal input according to the change in the focus position of the optical system becomes the maximum integrated signal value. Let's do it.

이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 따라, 화상 기기에 있어서 인너포커스 형태의 줌광학계를 사용하고, 사용자가 초점 조절 동작을 선택한 경우에만 상기 줌광학계를 통하여 수광된 영상 신호에 따라 초점 조절 동작을 수행함으로써, 전력 소비가 적고 소형화와 경량화가 가능한 효과를 가지는 실물 화상 기기의 초점 조절 장치를 제공할 수 있다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the focusing operation is performed according to the image signal received through the zoom optical system only when the user uses the inner focus type zoom optical system and the user selects the focusing operation. By doing so, it is possible to provide a focus control apparatus for a real-world imaging device having an effect of low power consumption and miniaturization and light weight.

Claims

Focus adjustment operation selecting means; Filter means for filtering and outputting a frequency component of a set band from an applied luminance signal; Signal conversion means for converting and outputting the signal output from the filter means into a corresponding digital signal; Integrating means for integrating and outputting the digital signal output from the signal converting means; A zoom encoder for detecting a focus position of the optical system and outputting a corresponding signal; When the focus adjustment operation selecting means is activated, a motor driving signal for comparing the integral signal output from the integration means with the set maximum integral signal and varying the focus position of the optical system so that the measured integral signal matches the set maximum integrated signal is obtained. Control means for determining whether the optical system has been moved to a corresponding position according to a signal output from the zoom encoder; And adjusting means for moving the optical system to a focal position where the integrated signal and the set maximum integrated signal coincide with the motor driving signal output from the control means.

2. The filter of claim 1, wherein the filter unit comprises: a high pass filter unit for filtering and outputting a set high frequency band of an applied luminance signal; And a low pass filter for filtering and outputting a low frequency band of the high frequency filtered luminance signal.