KR100233480B1 - 디지털 칼라 비디오 카메라 및 이에 적합한 자동 노출 제어 시스템 - Google Patents

디지털 칼라 비디오 카메라 및 이에 적합한 자동 노출 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

디지탈 비디오 신호를 제공하는 컬러 비디오 카메라는 자동 초점 검출기와, 자동 노출 검출기와 그리고 광학 검출기 회로의 부분으로 형성된 자동 백색 밸런스 검출기를 구비하고, 상기 광학 검출기는 추가로 자동 초점 검출기와, 자동 노출 검출기 및 자동 백색 밸런스 검출기에 공통적인 직렬 입출력 포트를 갖는다.
시스템 컨트롤러는 자동 초점 검출기, 자동 노출 검출기 및 자동 백색 밸런스 검출기에 공통적이며, 직렬 입출력 포트를 통해 이들 검출기에 제어 신호를 제공하는 한편 직렬 출력 포트를 통해 각각의 검출기로부터 초점 검출 신호, 노출 검출 신호 및 백색 밸런스 검출 신호를 수신한다. 또한, 카메라의 시야에 있는 피사체의 역광 또는 과도 순광과 같은 비정상적인 광의 상태를 보상하는 개선된 노출 제어 시스템이 제공된다.

Description

디지털 칼라 비디오 카메라 및 이에 적합한 자동 노출 제어 시스템

제1도는 본 발명을 실시하는 비디오 카메라의 블록도.

제2도는 제1도의 카메라에 포함된 렌즈 시스템의 개략도.

제3도는 제1도에 도시된 비디오 카메라의 영상 픽업 장치와 함께 사용될 수 있는 보색 체커판 패턴의 개략도.

제4도는 본 발명에 따른 제1도의 비디오 카메라에 포함된 광학 검출기의 블록도.

제5(a)도 및 제5(b)도는 제4도에 도시된 상기 광학 검출기가 제3도에 도시된 상기 장기판 패턴에 의해 발생된 비디오 신호로부터 휘도 및 색도 성분을 어떻게 분리하는지를 설명하기 위한 도식도.

제6도는 제4도의 광학 검출기에 사용된 디지털 고역 통과 필터의 주파수 특성의 그래프도.

제7도는 제1도의 비디오 카메라에 포함된 렌즈의 초점 조건의 함수로서 디지털 필터 회로의 광학 특성의 그래프도.

제8(a)도 및 제8(b)도는 본 발명의 한 양상을 설명하는데 유용한 파형도.

제9(a)도 내지 제9(d)도는 본 발명의 다른 양상을 설명하는데 유용한 파형도.

제10도는 제4도에 도시된 광학 검출기의 부분의 부분적 블록 개략도.

제11(a)도 및 제11(b)도는 제1도의 비디오 카메라로부터 유도된 화상의 선정된 초점 검출 영역도.

제12도는 제4도의 광학 검출기에서 자동-노출 제어를 위해 사용된 회로의 전달 특성의 그래프도.

제13(a)도 및 제13(b)도는 영상화 된 피사체가 역광에 있을 때 자동-노출 제어를 설명하기 위한 도식도.

제14도는 제4도에 도시된 광 검출기의 자동-노출 제어 부분과 함께 사용될 수 있는 회로의 개략도.

제15(a)도 및 제15(b)도는 제12도에 도시된 전달 특성이 상이한 영상 조건에 대해 변할 수 있는 방식에 대한 도시도.

제16도는 자동-노출 제어에 사용된 종래 기술의 아날로그 검출 회로의 회로 블록도.

제17(a)도 및 제17(b)도는 역-광 및 과도한 순-광 동안 본 발명의 실시예에 따라 사용된 노출 검출 영역의 도식도.

제18(a)도 및 제18(b)도는 제17(a)도 및 제17(b)도와 유사하나, 패닝(panning)이 자동 노출 제어에 영향을 미치지 않도록 정상 순-광에 대해 사용된 노출 검출 영역을 도시한 도식도.

제19(a)도 및 제19(b)도는 제4도의 광학 검출기에 포함된 백색 밸런스 검출기의 동작을 설명하기 위한 도식도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 렌즈 시스템 2 : CCD 영상 장치

3 : 초점 모터 4 : 조리개 모터

5 : 조리개 위치 검출기 6 : 줌 위치 검출기

8 : 자동 이득 제어 회로 9 : A/D 변환기

10 : 디지털 비디오 프로세서 11 : 광학 검출기

12 : 시스템 컨트롤러 13,14 : 제어 구동기 회로

본 발명은 일반적으로 디지털 비디오 신호를 제공하고 자동-초점 기능, 자동-노출 기능 및 자동-백색 밸런스 기능(auto-white balance function)을 갖는 칼라 비디오 카메라에 관한 것이며, 또한 상기 카메라에 병합될 수 있으며 변칙적인 광 상태(abnormal lighting conditions)를 보상하는 노출 제어 시스템에 관한 것이다.

아날로그 자동-초점, 자동-노출 및 자동-백색 밸런스 제어 시스템을 가진 칼라 비디오 카메라는 공지되어 있다. 그러나, 이러한 아날로그 시스템은 온도의 변동에 따른 변화에 민감하기 때문에, 희망하는 고도의 정밀도 및 신뢰성을 제공하지 못한다. 디지털 제어 시스템은 필요한 정밀도 및 신뢰성을 제공하지만, 칼라 비디오 카메라에 디지털 자동-초점, 자동-노출 및 자동-백색 밸런스 제어를 내장하면 회로의 크기가 상대적으로 커져, 현재 유통되고 있는 소형화되거나 콤팩트화된 휴대용 비디오 카메라와의 병합에 적합하지 못하다.

종래의 비디오 카메라 제어에 구현된 자동-노출 제어 시스템은, CCD 영상 장치의 노출 검출 영역의 휘도 신호 레벨을 선정된 값으로 유지하기 위해 조리개의 열고 닫힘 및 자동 이득 제어(AGC) 회로의 이득을 제어한다. 이러한 종래의 자동-노출 제어 시스템의 경우, 상기 카메라의 시야에 있는 피사체의 역-광으로 인해 배경의 광도 레벨이 크게 증가하고, 이에 따라, 상기 시스템이 조리개를 닫고 상기 AGC 회로의 이득을 감소시켜 스크린의 전경에 있는 대상이 결과적인 비디오 신호로부터 디스플레이되는 화상이나 영상에 어둡고 불명확하게 나타난다. 다른 한편으론, 피사체의 순-광(forward-lighting)이 과도한 경우에는, 배경의 광도 레벨이 전경의 대상물의 광도 레벨보다 훨씬 더 작게 되고, 이에 따라, 상기 종래의 자동-노출 제어 시스템은 상기 조리개를 열고 AGC 회로의 이득을 증가시키게 되며, 그 결과 화상의 전경에 있는 대상물의 포화(saturation)된다.

상술한 것과 관련하여, 상기 전경의 대상물을 포함하는 상기 노출 영역의 휘도 신호 레벨이 역-광 및 과도한 순-광 동안 선정된 레벨로 유지되도록 상기 조리개의 여닫힘 및 AGC 회로의 이득을 제어하기 위한 목적으로, 역-광 또는 과도한 순-광인 상태에서 중앙-강조 광도 측정(center-emphasized photometry)을 수행하기 위해, 배경 및 전경 대상물들을 각각 포함하는 2개의 노출 검출 영역을 규정하는 것이 제안되었다.

자동-노출 제어가 상기 배경 및 전경 대상을 각기 포함하는 2개의 노출 검출 영역과 관련하여 수행될 시에, 상기 광 상태의 정밀한 검출, 즉, 피사체에 정상 순-광, 역-광 또는 과도한 순-광이 가해지는지에 관한 정밀한 검출이 필요하게 된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 2개의 노출 검출 영역을 사용하는 앞서 제안된 장치에서, 상기 각각의 영역의 휘도 신호 레벨의 적분된 값만이 획득되고 상기 광 상태를 결정하기 위해 사용된다. 결과적으로 피사체에 역-광 또는 과도한 순-광 같이, 정상 순-광 또는 정상 광이 가해지는지에 관한 정밀한 검출이 실현되지 않는다.

따라서, 본 발명의 목적은 정밀도 및 신뢰성이 있는 디지털 장치의 자동-초점, 자동-노출 및 자동 백색 밸런스 제어 시스템을 구비하면서, 소비자 수요에 부응된 작은 사이즈의 핸드-고정 칼라 비디오 카메라에 병합될 수 있는 비교적 단순하고 콤팩트한 디지털 칼라 비디오 카메라를 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 특히, 상기 카메라 시야의 전경에 있는 피사체와 관련하여, 노출을 정밀하게 제어하기 위하여, 휘도 신호 레벨의 분포를 정밀하게 검출하여 광의 상태를 결정할 수 있는 비디오 카메라용 자동-노출 제어 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 양상에 따라, 영상 픽업이 광 영상에 대응하는 휘도 신호를 제공하도록 렌즈 조립체의 시야에서 피사체에 대응하는 영상을 형성하기 위해 픽업의 광 수용 표면상에 입사 광을 조정하는 렌즈 어셈블리 및, 상기 표면상에 광 입사의 양을 제어하는 노출 수단을 가진 비디오 카메라에 있어서, 상기 광 수용 표면의 각각의 부분에 대응하는 다수의 노출 검출 영역을 규정하는 수단과, 상기 각각의 노출 검출 영역에 대응하는 휘도 신호의 레벨을 검출하는 제1의 검출기 수단과, 피사체에 종속되는 광 상태의 표시로서 상기 노출 검출 영역에 각기 대응하는 휘도 신호의 레벨의 분포를 검출하는 제2의 검출기 수단과, 상기 제1의 검출기 수단에 응답하여 상기 노출 수단을 제어하는 제어수단 및, 상기 제2의 검출기 수단에 응답하여 서로에 대해 상기 노출 검출영역의 위치 및 크기를 제어하는 수단이 또한 제공된다.

본 발명의 특징에 따라, 노출 제어 시스템을 가진 비디오 카메라에 있어서 앞서 언급된 바와 같이, 각각의 노출 검출영역에 대응하는 휘도 신호의 레벨을 나타내는 상기 제1의 검출기 수단의 출력이 서로에 대해 가중된다.

또한, 특히 바람직한 장치에 있어서, 상기 제1의 검출기 수단이 각각의 상기 노출 검출영역용 피크 검출기 및 적분 검출기를 포함하며, 각각의 상기 노출 검출영역용 피크 검출기 및 적분 검출기의 출력을 상대적으로 가중하기 위한 수단이 또한 제공된다.

본 발명의 또다른 특징에 따라, 앞서 언급된 바와 같이, 노출 제어 시스템을 가진 비디오 카메라에 있어서, 상기 휘도 신호가 각각의 적분 검출기의 출력상의 휘도 신호의 고진폭의 영향을 상대적으로 감소시키는 특성을 가진 비-선형 전송 수단을 통해 각각의 상기 노출 검출영역용 적분 검출기에 인가된다. 또한, 상기 제2의 검출기 수단에 의해 결정된 바와 같은 상기 각각의 노출 검출 영역에 대응하는 휘도 신호의 레벨의 분포에 응답하여 상기 비-선형 전송 수단의 특성을 변화시키기 위한 수단이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라, 앞서 언급된 바와 같이, 상기 다수의 노출 검출 영역이 영상 픽업의 광 수용 표면의 중앙부 및 주변부에 각기 대응하는 제1 및 제2의 노출 검출 영역을 포함하거나 또는, 하나가 다른 하나를 횡단 신장하면서 광 수용 표면의 부분에 각기 대응하는 제3 및 제4의 노출 검출영역을 포함하고, 상기 제2의 검출기 수단이 상기 피사체의 역광 또는 과도한 순광을 나타내는 휘도 신호의 레벨의 분포를 검출시에, 상기 노출 검출영역의 위치 및 치수를 제어하는 수단이 상기 제1 및 제2의 영역을 선택하는데 반해, 상기 제2의 검출기 수단이 상기 피사체의 정상 순-광을 나타내는 휘도 신호의 레벨의 분포를 검출시에는, 상기 제3 및 제4의 영역이 선택된다.

본 발명의 상기 및 다른 목적 및 이점은 본 발명의 부분을 형성하는 첨부된 도면과 관련하여 설명되는 실시예의 상세한 설명으로부터 분명하게 될 것이며, 상기 설명에서 대응 부분 및 성분은 상기 도면에서 동일한 참조 부호로 표시된다.

먼저 제1도를 참조하면, 본 발명에서 사용된 비디오 카메라는 앞서 설명된 출원서 제07/393,04호에서 설명된 비디오 카메라와 유사하게 도시되어 있음을 알 수 있을 것이다. 이러한 비디오 카메라는 일반적으로 줌 렌즈를 적절히 포함하는 렌즈 시스템(1)과, 먼 초점(무한대)과 가까운 초점 상태간에 상기 렌즈 시스템을 집속하기에 적합한 렌즈 군을 포함한다. 본 문헌에 참조되는 바와 같이, “정-초점(just-focused'”이란 표현은 상기 렌즈 시스템이 영상화되어질 피사체에 적절하게 집속되는 것을 의미한다. 렌즈 시스템은 제2도에 도시된 바와 같이 렌즈군 F1, F2, F3 및 F4로 구성되며, 여기서 렌즈 군 F2는 줌 렌즈 장치를 구성하고 렌즈 군 F4는 초점 렌즈 시스템을 구성한다. PN 필터(17)가 렌즈 군 F2와 F3간에 배치되고, 조정 가능한 조리개와 같이 조정 가능한 틈(18)이 노출 제어를 이루기 위한 상기 RN 필터에 인접하여 구성된다. 적외선 억제기(19)는 영상 장치(2)(제1도)상에 상기 렌즈 시스템(1)에 의해 집속된 광학 영상으로부터 적외선 방사를 제거하는 역할을 한다.

렌즈 군 F4이 초점 모터(3)(제1도)에 의해 구동된다. 조리개(18)는 조리개 모터(4)에 의해 구동되어, 상기 틈의 크기를 증감시키고 이에 따라 렌즈 시스템(1)의 노출이 증감된다. 상기 초점 모터 및 조리개 모터(3 및 4)는 구동기 회로(13 및 14)를 통해 시스템 컨트롤러(12)에 의해 각각 제어된다. 상기 시스템 컨트롤러(12)는 조리개(18) 및 줌 렌즈 군 F2의 위치를 각각 나타내는 조리개 위치 검출기(5) 및 줌 위치 검출기(6)로부터의 신호를 각기 수신한다. 상기 조리개(18) 및 줌 렌즈 군 F4을 조정하기 위해 상기 시스템 컨트롤러(12)가 동작하는 방식을 나중에 설명한다.

제3도에 도시된 형태의 CCD 어레이로 양호하게 구성되는 영상 장치(2)는, 상기 CCD 어레이를 포함하는 개개의 소자가 주사됨에 따라, 상기 렌즈 시스템(1)에 의해 투영된 광학 영상에 대응하는 비디오 신호를 발생하도록 되어 있다. 제3도에 도시된 바와 같이, 상기 CCD 어레이는 보색 체커판 패턴으로 행렬 배열된 화소 소자로 구성된다. 상기 패턴은 연속하는 행 또는 라인 L1, L2, L1, L3, L1, L2 등으로 구성되며, 여기서 각각의 라인 L1은 청색 및 황색 화소 소자 Cy, Ye, Cy, Ye, 등이 교대로 형성성되며, 각각의 라인 L2는 녹색 및 자홍색 화소 소자 G, M, G, M 등이 교대로 구성되고, 각각의 라인 L3은 자홍색 및 녹색 소자 M, G, M, G 등이 교대로 구성된다. 한 실시예에서, CCD 영상 픽업 장치(2)의 각각의 행은 510개의 화소 소자로 구성되고, 다른 실시예에서는, 각각의 행이 760개의 화소 소자로 구성된다. 행의 상기 화소 소자들은 행마다 연속적으로 주사된다. 라인이 510개의 화소 소자로 구성되는 실시예에 있어서, 상기 화소 소자는 주사 클럭 주파수(8/3)fSC=9.55MHz로 주사된다. 각각의 라인이 760개의 화소 소자로 구성되는 대안의 실시예에서는, 연속적인 화소 소자가 주사 클럭 주파수 4fSC=14.32MHz로 주사된다.

제1도로 돌아가서, 각각의 주사된 화소 소자는 영상 장치(2)상에 투영된 영상에서 각각의 점의 광도에 의해 결정된 크기의 화소 신호 레벨을 발생한다. 상기 장치(2)의 신호 출력의 연속적인 화소 레벨은 샘플 및 홀드 회로(sample-and-hold circuit)(7)에 의해 샘플화되고, 각각의 샘플은 자동 이득 제어(ACG) 회로(8)를 통과한 후 A/D 변환기(9)에 의해 디지털 형태로 변환된다. 상기 AGC 회로(8)는 시스템 컨트롤러(12)로부터 이득 설정 전압이 공급되는 아날로그 회로이다. 상기 시스템 컨트롤러(12)는 마이크로 프로세서를 포함하고 D/A 변환기(15)에 의해 아날로그 형태로 변환되는 디지털 이득 제어 신호를 생성한다.

제5(a)도 및 제5(b)도에 따라, 이하 설명되어질 바와 같이, CCD 픽업 장치(2)를 포함하는 보색 체커판 패턴이 주사되거나 또는 판독되며 따라서 각각의 주사 출력이 2개의 수직으로 인접한 화소 소자의 화소 레벨의 합으로 구성되며, 즉, 2개의 인접한 행이 동시에 판독된다. 예를 들어, 행 L1의 화소 소자와 행 L2의 수직으로 배열된 화소 소자가 함께 주사되며, 행 L1의 그 다음의 화소 소자와 행 L2의 수직으로 인접하거나 또는 배열된 화소 소자가 후속된다. 이와 유사하게 인접한 행 L1 및 L2가 함께 주사될때, 행 L1의 하나의 화소 소자가 행 L3의 수직으로 배열된 화소 소자와 함께 동시에 주사된다. 이들 수직으로 인접한 화소가 합산되고 그 결과가 상기 샘플-및-홀드 회로(7)에 의해 샘플화된다.

A/D 변환기(9)는 상기 샘플 및 홀드 회로(7)에 의해 발생된 각각의 샘플을 표시하는 10-비트 디지털 신호를 양호하게 발생한다. 디지털화된 샘플이 A/D 변환기(9)로부터 디지털 비디오 프로세서(10)와 광학 검출기(11)에 공급된다. 상기 광학 검출기는 일반적으로, 제4도에 따라 보다 상세히 설명되어질 자동-초점(AF) 검출회로, 자동-노출(AE) 검출회로 및 자동-백색 밸런스(AWB) 검출회로를 포함한다. 상기 AF, AE 및, AWB 검출회로는 자동-초점, 자동-노출 및, 자동-백색 밸런스 검출회로를 각각 발생한다. 이들 검출신호는 광학 검출기(11)로부터 시스템 컨트롤러(12)로 공급되며, 초점 모터(3)용 구동기 회로(13)를 제어해서 렌즈 시스템(1)의 초점 상태를 조정하고, 조리개 모터(4)용 구동기 회로(14)를 제어하고 이에 의해 조리개(18)의 노출 구경을 가변시켜 비디오 카메라의 노출 상태를 제어하며, 상기 비디오 카메라에 의한 영상 픽업의 검출된 백색 밸런스에 따라 디지털 비디오 프로세서(10)를 제어하기 위해 상기 신호들이 사용된다. 상기 시스템 컨트롤러(12)는 상기 광학 검출기(11)에 의해 감지된 검출된 노출 레벨에 응답하여 상기 AGC 회로(8)용 이득 설정 신호를 또한 발생한다.

광학 검출기(11) 및 시스템 컨트롤러(12)가 일련의 인터페이스를 경유하여 상호 연결되어, 광학 검출기(11)에 의해 발생된 AF 검출 신호, AE 검출 신호 및 AWB 검출 신호는, 일련의 출력 포트를 통하여 AF, AE 및 AWB 제어 신호로서 상기 광학 검출기(11)로부터 상기 시스템 제어기(12)로 공급되고, 상기 시스템 컨트롤러(12)에 의해 발생된 제어신호가 일련의 입력 포트를 통하여 상기 광학 검출기(11)에 인가된다. 일련의 인터페이스가 상기 광학 검출기(11)와 상기 시스템 컨트롤러(12)간의 상호연결의 복잡성, 크기 및 무게를 감소시킴을 알 수 있다. 상기 광학 검출기와 상기 시스템 컨트롤러 간에 통신된 신호가 비디오 신호의 수직 주기 간격에 대응하는 주기성을 양호하게 나타낸다.

디지털 비디오 신호 프로세서(10)는 A/D 변환기(9)에 의해 공급된 디지털화된 샘플에 대응하는 휘도 및 색도 신호를 발생한다. 상기 디지털 비디오 신호 프로세서(10)가 동작하는 방식은 본 발명의 일부에 해당되지 않으므로 본 발명에서는 더 이상 설명하지 않는다. 디지털 비디오 프로세서에 의해 발생된 디지털화된 휘도 및 색도 신호가 D/A 변환기(15a 및 15b)에 의해 아날로그 형태로 각기 변환된다고 말하면 충분하다. 결과적으로, 아날로그 휘도 및 색도신호는 출력단자(16a 및 16b)에 각각 공급되고, 이 단자들로부터 상기 신호는 기록되거나, 디스플레이되거나 또는, 처리된다.

이제 제4도를 참조하면, 자동-초점 검출기(21), 자동-노출 검출기(22) 및, 자동-백색 밸런스 검출기(23)를 포함하는 것으로 점선으로 도시된 광학 검출기의 보다 상세한 블록도가 도시되어 있다. 각각의 이들 검출기가 이에 보다 상세히 설명된다.

[자동-초점 검출기(21)]

제4도에 설명된 본 발명의 실시예에서 자동-초점 검출기(21)를 실행시키기 위해 디지털 회로를 사용할 수 있다. 대안으로, 상기 자동-초점 검출기가, 이하 설명으로부터 알 수 있게 되듯이, 마이크로 프로세서의 적합한 프로그래밍에 의해 실행될 수도 있다.

설명된 실시예에서, 자동-초점 검출기(21)가 디지털 회로에 의해 이행되며, 상기 검출기(21)는 일반적으로, 이하 설명되고 비디오 신호로부터 중간 및 고주파수 성분을 필터화 하기 위해 적응되는 디지털 필터로 구성되며, 렌즈 군 F4으로서 디지털 필터로부터 상이한 필터링 특성을 선택하도록 적응된 선택기 회로가 상기 렌즈 군의 정-초점 위치에 조정되며, 코어링 회로가 상기 필터화된 중간 및 고주파수 성분으로부터 노이즈 신호를 제거하도록 적응되어지며, 영상화된 분리된 화상의 자동-초점 영역에 상기 필터화된 고주파수 성분을 제한하도록 적응되어지며, 피크 검출기가 디지털 필터에 의해 유도된 중간 및 고주파수 성분의 피크를 검출하도록 적응되고 적분기가 검출된 피크를 적분하도록 적응된다.

제4도에 보다 상세히 도시되어진 바와 같이, 입력단자(31)는, 제1도의 A/D 변환기(9)에 의해 발생될 수도 있는 바와 같이, 디지털화된 합성 비디오 신호를 수신한다. 휘도 분리기(32) 및 색도 분리기(33)가 상기 디지털화된 합성 비디오 신호로부터 휘도 성분 Y 및 색도 성분 CR및 CB을 분리하기 위해 입력단자(31)에 결합된다. 양호한 실시예에서, 렌즈 시스템(1)의 초점 동작을 나타내는 자동-초점 신호가 상기 분리된 휘도 성분 Y으로부터 유도된다. 이러한 자동-초점 신호가 영상화되어진 비디오 화상의 분리된 영역에서 상기 휘도 성분 Y으로부터 발생된다. 상기 분리된 영역은 상기 휘도 신호의 중간 및 고주파수 성분이 제거되는 초점 검출 영역을 설정하는 자동-초점 영역 설정 회로(24)에 의해 설정된다. 상기 초점 검출영역은 일련의 입력 포트(28)를 통하여 적합한 제어신호를 자동-초점 설정 회로(24)에 공급하는 시스템 컨트롤러(12)에 의해 설정된다. 예를 들어, 제3도에 도시된 화소 소자의 보색 체커판 어레이가 한 화소씩 및 한 라인씩 주사되기 때문에, 자동-초점 영역 설정회로는 상기 초점 설정 영역에 포함된 특정한 화소가 주사되는 때를 결정한다. 이들 화소가 주사되었을 시에, 시스템 컨트롤러(12)에 포함된 타이밍 제어에 의해 적당히 설정될 수도 있는 바와 같이, 자동-초점 영역 인에이블링 신호가 발생된다. 상기 인에이블링 신호가 이하 설명되어질 바와 같이, 게이팅 신호로서 사용된다.

시스템 컨트롤러(12)는 2개 이상의 초점 검출 영역을 설정하도록 자동-초점 영역 설정 회로(24)를 양호하게 제어한다. 특히 본원에 설명된 실시예에서 하나의 초점 검출영역이, 제11(a)도에 도시된 바와 같이, 더 큰 분리 영역 AE2내에 포함된 비교적 적은 분리 영역 AE1이다. 대안으로, 2개의 분리 초점 검출영역이 제11(b)도에 설명된 바와 같을 수도 있는데, 여기서 2개의 영역 AE′1 및 AE′2이 상기 영상을 가로질러 측면으로 확장하고 한 영역이 다른 영역 위에 수직으로 배치되며 실제로 동일한 치수이다. 만약 원한다면, 3개, 4개 또는 그 이상의 초점 검출영역이 제공될 수도 있는 다른 초점 검출영역이 사용될 수도 있다는 것을 알수 있을 것이다.

자동-초점 영역 설정 회로(24)는 자동-노출 영역 설정회로(25), 자동 백색 밸런스 영역 설정회로(26) 및, 디스플레이 영역 설정회로(27)로부터의 출력이 또한 공급되는, 선택기(30)에 공급된 출력을 갖는다. 상기 선택기(30)는 상기 선택기에 공급된 출력중 하나가 출력 단자(47)에 결합하도록 일련의 입력 파트(28)를 통해 시스템 컨트롤러(12)에 의해 제어된다. 상기 선택된 영역 설정 출력신호의 결과로서, 카메라 뷰파인더(도시되지 않음)가 대응하는 영역 아웃 라인을 디스플레이할 수도 있다. 따라서, 상기 카메라의 사용자는 초점 검출신호를 발생하기 위해 상기 자동-초점 검출기(21)에 의해 사용되는 초점 검출영역을 관찰할 수도 있다. 이와 유사하게, 회로(25)에 의해 발생된 노출 검출 영역 회로(26)에 의해 발생된 백색 밸런스 검출영역 또는, 회로(27)에 의해 발생된 디스플레이 영역도 관찰될 수도 있다. 상기 비디오 카메라는, 상기 시스템 컨트롤러(12)가 디스플레이를 위해 이들 검출영역 중 희망 영역을 선택시키는, 적합한 수동 제어(도시되지 않음)를 갖출 수도 있다.

휘도 및 색도 성분이 제3도에 도시된 상기 체커판 패턴을 주사하므로 발생된 디지털화된 화소로부터 분리되는 방식이 이제 설명될 것이다. 앞서 언급된 바와 같이, 상기 체커판 패턴은 연속적인 수직 쌍의 화소 소자가 판독되도록 주사된다. 화소 쌍의 상기 연속적인 주사는 행 L1 및 L2가 주사될 시에 제5(a)도에 도시된 신호를 발생하고, 행 L1 및 L3가 주사될 시에, 제5(b)도에 도시된 신호를 발생한다 제5(a)도에 도시된 바와 같이, 행 L1의 화소 소자 Cy가 행 L2의 화소 소자 G와 함께 동시에 주사되었을 시에, 결과로서 발생한 디지털화된 화소가 합 신호(Cy+G)에 대응한다. 행 L1의 그 다음의 인접한 화소 소자 Ye가 행 L2의 그 다음의 인접한 화소 소자 M와 함께 동시에 주사되었을 시에, 합신호(Ye+M)가 발생된다. 제5(a)도는 행 L1 및 L2의 연속적인 화소 쌍이 주사되었을 시에, 발생되는 합산된 화소를 표시한다.

이와 유사하게, 행 L1과 L3가 동시에 주사되었을 시에, 행 L1의 화소 소자 Cy와 L3의 화소 소자 M의 주사가 합 신호(Cy+M)를 초래한다. 또한, L1의 화소 소자 Ye가 행 L3의 화소 소자 G와 함께 동시에 주사되었을 시에, 합신호(Ye+G)가 발생된다. 제5(b)도는 행 L1 및 L3의 화소 쌍이 연속으로 주사될 시에 발생된 연속으로 합산된 신호를 나타낸다.

색도 분리기(33)는 제3도에 도시된 상기 체커판 어레이의 한 로씩의 주사에 의해 발생된 연속적으로 합산된 신호를 공제하기 위해 동작한다. 특히, 제5(a)도에 도시된 합산 신호가 발생했을시에, 디지털 샘플(Cy+G)가 디지털 샘플(Ye+M)으로부터 공제된다. 황색 신호가 적색 및 녹색 신호를 가산하므로 형성되며(Ye=R+G), 자홍색 신호가 적색 및 청색신호를 가산하므로 형성되고(M=R+B) 청색 신호가 녹색 및 청색신호를 가산하므로 형성된다는 것(Cy=B+G)을 알 수 있을 것이다. 그러므로, 제5(a)도의 합신호가 발생될시에, 색도 분리기(33)에 의해 수행된 감산 동작이 다음과 같이 표현될 수도 있다.

(Ye+M)-(Cy+C)=[(R+G)+(R+B)]-[(B+G)+G]=2R-G=CR

이와 유사하게, 제5(b)도에 의해 표시된 합산 신호가 발생되었을시에, 색도 분리기(33)에 의해 수행된 감산 동작이 다음과 같이 표현될 수도 있다.

(Ye+G)-(Cy+M)=[(R+G)+G]-[(B+G)+(R+B)]=-2B+G=-CB

따라서, 색도 분리기(33)는 A/D 변환기(9)로부터 입력 단자(31)에 공급된 디지털화된 비디오 신호로부터 색도 성분 CR및 CB를 분리한다.

휘도 분리기(32)는 상기 A/D 변환기에 의해 발생된 2개의 연속적인 디지털화된 샘플을 합산하므로 동작한다.

예를들어, 제5(a)도에 도시된 샘플이 발생될시에, 상기 휘도 분리기(32)는 다음과 같이 3개의 샘플을 합산하기 위해 동작한다.

(Ye+M)+(Cy+G)=[(R+G)+(R+B)]-[(B+G)+G]=3G+2R+2B=Y

또한, 상기 휘도 분리기(32)는 다음과 같이, 제5(b)도에 의해 표시된 신호의 매 2개의 샘플을 합산하기 위해 동작한다.

(Ye+G)+(Cy+M)=[(R+G)+G]+[(B+G)+(R+B)]=3G+2R+2B=Y

상기 논의된 상기 휘도 및 색도 성분을 분리하는 것 외에도, 분리기 회로(32 및 33)는 디지털화된 휘도 및 색도 성분이 발생되는 샘플링 주파수를 변환한다.

예를 들어, 제3도의 상기 체커판 패턴이 각각의 로에서 510개의 화소 소자로 구성되면, 상기 샘플링 주파수는 (8/3)fSC에서 재-클럭 비율 2fSC로 변환된다. 대안으로, 상기 체커판 패턴이 로에서 760개의 화소 소자로 구성되면, 상기 샘플링 주파수가 4fSC에서 2fSC로 변환된다. 따라서, 분리된 디지털화된 휘도 신호가 휘도 분리기(32)로부터 자동-초점 검출기(21)로 인가되고 또한 자동-노출 검출기(22)와 자동-백색 밸런스 검출기(23)로 인가된다. 색도 분리기(33)에 의해 발생된 상기 분리된 색도 성분이 상기 자동 백색 밸런스 검출기(23)에 인가된다.

이제 제4도의 자동-초점 검출기(21)로 돌아가면, 디지털화된 휘도 신호 Y가 상기 휘도 신호로부터 중간 및 고주파수 성분을 분리하기 위한 작용을 하는 디지털 필터에 공급된다. 앞서 언급된 바와 같이, 렌즈 군 F4이 정-초점 위치에 배치될시에, 명백한 천이가 비교적 높은 진폭의 중간 및 고주파수 성분(예를들어, 1MHz를 초래하고 되도록 500KHz를 초과하는 주파수)을 초래하는 휘도 신호에 제공된다. 상기 렌즈의 초점 상대는 상기 중간 및 고주파수 성분의 진폭을 검출하므로 결정될 수도 있다. 단순성을 위해, “고주파수 성분”이란 표현이 이후 상기 중간 및 고주파수 양자를 언급하는 것으로 사용된다.

디지털화된 휘도 신호 Y를 수신하는 디지털 필터는 지연회로(34), 종래의 필터 프로세서 또는 컴퓨터(35,36 및 37) 및, 고역통과 필터 회로(38)로 구성된다. 지연회로(34)는, 캐스캐이드된 CCD′S에 의해 형성될 수도 있는 바와 같이, 종래의 디지털 지연 라인일 수도 있다. 각각의 필터 프로세서 또는 컴퓨터(35,36 또는 37)이 지연 회로(34)의 각각의 출력 또는, 탭에 결합되고, 각각의 필터 프로세서 또는 컴퓨터는 상기 지연회로(34)으로부터 탭되는 개개의 가중된 출력이 공급된 합산 회로로 구성된다. 상이한 지연 라인 탭에 결합된 상이한 가중 계수를 설정하므로, 각각의 종래의 필터 프로세서가 상이한 필터링 특성을 나타낸다. 필터 프로세서(35,36 및 37)의 개개의 필터링 특성의 예가 제6도에 각기 35

Figure kpo00002
, 36
Figure kpo00003
및 37
Figure kpo00004
로 도식적으로 도시되었다. 제6도는 또한 고역 통과 필터(38)의 필터링 특성의 예를 38
Figure kpo00005
로 도식적으로 나타냈다. 필터(35,36,37 및, 38)의 차단 오프 주파수가 제6도에 도시된 바와 같이 연속적으로 증가하는 것을 알 수 있다.

앞서 언급된 바와 같이 휘도 신호 Y에 포함된 고주파수 성분의 진폭 또는, 레벨은 렌즈 군 F4가 저스트-포커스(just-focused)위치에 있을시에 최대이고, 상기 렌즈가 비초점된 정도를 증가시키기 위해 상기 위치로부터 움직일시에, 상기 진폭 또는, 레벨이 감소한다. 따라서, 관계가 렌즈 군 F4의 위치와 필터 프로세서(35,36 및 37) 및 고역 통과 필터(38)로부터 유도된 필터화된 신호의 진폭 또는 레벨간에 설정될 수도 있다. 상기 관계가 제7도에 도식적으로 도시되고, 필터 프로세서(35,36 및 37)와 고역 통과 필터(38)의 스펙트럼 특성(35′,36′,37′ 및 38′)이 필터 프로세서로부터 고역 통과 필터(38)로 “보다 명백하거나” 또는 보다 협소하게 규정되는 경향이 있다. 상기 상이한 필터 특성이 렌즈 군 F4을 정밀하게 구동시키고 빨리 정-초점 위치로 이동시키기 위해 사용될 수도 있는 초점 검출 신호를 발생하기 위해 자동-초점 검출기(21)에 의해 사용된다.

적합한 디지털 스위치로 구성될 수도 있는 선택기 회로(39A,39B,39C 및 39D)가 시스템 컨트롤러(12)에 의해 발생된 선택신호에 의해 제어되고 일련의 입력포트(28)를 통해 선택기 회로(39A 내지 39D)에 공급된다. 설명된 예에서, 각각의 선택기 회로가 3개의 입력

Figure kpo00006
을 포함하며, 이중 임의의 하나가 상기 회로의 출력에 연결되도록 선택될 수도 있다. 선택기 회로(39A 및 39B)의 입력
Figure kpo00007
이 필터 프로세서(35,36 및 37)의 출력에 각기 결합된다. 선택기 회로(39C 및 39D)의 입력
Figure kpo00008
가 필터 프로세서(36 및 37)와 고역 통과 필터(38)의 출력에 각기 결합된다. 따라서, 상기 선택기 회로(39A 내지 39D)의 동작에 따라, 특수한 필터 특성이 디지털화된 휘도 신호 Y의 고주파수 성분을 통과시키도록 선택될 수도 있다.

코어링 회로(40A,40B,40C 및 40D)가 선택기 회로(39A,39B,39C 및 39D)에 각기 결합된다. 양호한 실시예에서, 상기 선택기 회로(39A 내지 39D)의 각각의 회로로부터 공급된 고주파수 성분의 진폭 또는 레벨이 최소한계 레벨을 초과할시에, 각각의 코어링 회로(40A 내지 40D)가 검출하기 위해 적응된 한계 검출기로 구성된다. 상기 최소한계 레벨은 일련의 입력 포트(28)를 통해 시스템 제어기(12)로부터 공급된 적합한 제어신호에 의해 코어링 회로(40A 내지 40D)에 대해 결정된다. 양호한 실시예에서, 상기 최소한계 레벨은, 비디오 카메라가 비교적 적은 대비 변화를 가진 피사체를 영상화할시에, 휘도 신호 Y에 포함된 예기된 노이즈 신호 레벨과 대략 동일하다.

코어링 회로(40A 내지 40D)의 기능이 제8(a)도 및 제8(b)도의 파형도를 언급하므로 가장 잘 알 수 있을 것이다. 상기 비디오 카메라가 비교적 단순한 패턴으로서 나타나는 피사체와 같이, 비교적 적은 대비를 가진 피사체를 영상화할시에, 디지털 필터(35)를 통해 통과된 노이즈 신호 N가 휘도 신호의 고주파수 성분으로서 잘못되어 검출될 수도 있다. 결과로서, 상기 노이즈 신호 N의 잘못된 검출이 잘못된 초점 동작을 수행하기 위해 시스템 제어기(12)에 의해 사용되어질 초점 검출신호를 발생할 수도 있다. 그러나, 제8(a)도에 도시된 한계 V를 초과하는 상기 신호 레벨과 같이, 예기된 노이즈 신호 레벨 N 이상의 한계를 초과하는 이들 신호 레벨만을 검출하므로, 상기 노이즈 신호 레벨의 잘못된 검출이 실제로 회피된다. 코어링 회로(40A 내지 40D)는 한계 레벨 V이 공급되어 상기 레벨 V1을 초과하는 고주파수 성분의 신호 레벨만을 검출한다. 따라서, 노이즈 신호가 제거되고 상기 고주파수 성분의 실제로 참된 신호 레벨만이 제8(b)도에 도시된 바와 같이, 상기 코어링 회로를 통해 통과된다.

한 실시예에서, 각각의 코어링 회로(40A 내지 40D)는 각각의 하나의 디지털 필터로부터 공급된 신호로부터 한계 레벨 V1을 감산하는 감산기에 의해 수행된다. 상기 한계 레벨 V1이 감산되는 신호 레벨을 초과하면, 각각의 코어링 회로가 실제로 제로 출력을 발생한다. 따라서, 상기 한계 레벨을 초과하는 상기 고주파수 성분만이 상기 코어링 회로(40A 내지 40D)를 통해 통과된다.

되도록, 한계 레벨 V은 영상 장치(2)에 의해 전체 광레벨 픽업의 강도의 함수로서 자동으로 변화된다. 대안으로, 상기 한계 레벨 V1이 희망하는 바와 같이, 수동으로 변화될 수도 있다.

코어링 회로(40A,40B,40C 및 40D)의 출력이 게이트 회로(41A,41B,41C 및 41D)와 스위치 회로(42A,42B,42C 및 42D)를 통해 각기 피크 검출기(43A,43B,43C 및 43D)로 선택적으로 공급된다. 상기 게이트 회로(41A 내지 41D)는 설정 회로(24)에 의해 설정된 자동-초점 영역내에 위치되는 상기 체커판 패턴의 화소 소자로부터 발생된 상기 고주파수 성분만을 통과시키도록 자동-초점 영역 설정회로(24)에 의해 발생된 게이트 인에이블링 신호가 공급된다. 양호한 실시예에서, 게이트 회로(41A 및 41B)는 제11(a)도에 도시된 더큰 초점 검출 영역 AE2내에 주사할시에 발생된 고주파수 성분을 통과시키도록 인에이블 또는 개방되고, 게이트 회로(41C 및 41D)는 보다 작은 초점 검출영역 AE1내에 배치된 화소 소자로부터 발생된 고주파수 성분을 통과시키도록 인에이블 된다. 설명되어진 바와 같이, 게이트 회로(41A 및 41B)는, 렌즈가 정-초점 위치로부터 비교적 멀 때 사용되고, 게이트 회로(41C 및 41D)는 상기 렌즈가 정-초점 위치에 가까울시에 사용된다.

게이트 회로(41A 내지 41D)는, 영상 장치(2)에 의해 발생된 휘도 신호 Y의 레벨이 너무 높을시에, 자동-초점 영역 설정 회로(24)에 의해 발생된 게이트 억제신호에 응답하여 또한 제어된다. 앞서 언급된 바와 같이, 비디오 카메라에 의해 영상화되어진 피사체의 매우 고광도 레벨을 가진 부분을 포함하면, 밝은 휘도 신호로부터 유도된 고주파수 성분이 과도하게 높은 진폭을 억제할 수도 있다. 그러나, 과도하게 밝은 분리된 영역에 기인한 상기 휘도 신호의 상기 고주파수 성분의 상기 고진폭이 차단되지 않으면, 에러가 자동-초점 동작에서 발생할 것이다.

이러한 에러를 방지하기 위해, 자동-초점 영역 설정 회로(24)는, 휘도 신호 Y가 최대 한계를 초과하는 경우에는, 게이트 억제 신호를 게이트 회로(41A 내지 41D)에 공급한다. 휘도 또는 광도 검출기(46)는 상기 휘도 신호의 진폭이 설정된 최대 한계 V2를 초과할때를 감지하기 위해 휘도 검출기(32)에 결합된다. 그러므로, 상기 게이트 회로(41A 내지 41D)는 상기 휘도 신호가 상기 최대 한계 V2를 초과하는 시간 주기 동안 디스에이블되거나 또는 억제된다.

상기 휘도 검출기(46)의 함수 및 이점이 특히 제9(a)도 내지 제9(d)도에 도시된 파형도와 관련하여 설명되어질 것이다. 제9(a)도는 영상장치(2)에 의해 발생된 휘도성분을 나타내고, 비록 아날로그 신호 레벨이 묘사되었을지라도, 실제로, 상기 신호 레벨이 디지털 형태로 나타남을 알게 될 것이다. 제9(a)도는 고반사율의 대상, 밝은 광원 또는 그와 유사한 것을 포함하는 피사체 같이, 상기 영상 장치가 매우 고광도 레벨을 가진 피사체를 영상화할 시에 발생할 바와 같이, 시간 T동안 상기 휘도 신호의 레벨이 상기 최대 한계 V를 초과하는 예를 도시한다. 제9(b)도는 디지털 필터(35,36,37 및 38)중 한 필터를 통해 통과하는 제9도의 상기 휘도 신호의 고주파수 성분을 나타낸다. 상기 휘도 신호 Y가 최대 한계 V2를 초과할시에 발생된 상기 고주파수 성분의 진폭이 매우 높고 렌즈의 최점 상태의 잘못된 지시를 제공할 수도 있음을 알게 될 것이다.

제9(c)도에 도시되었듯이, 휘도 검출기(46)는 상기 휘도 신호 Y가 한계 V2를 초과하는 동안 시간 T와 동일한 지속기간의 억제 또는 마스킹 신호를 발생한다. 상기 마스킹 신호는 상기 간격 동안 게이트 회로(41A 내지 41D)가 폐쇄 또는 멈추게 되는 게이트 억제 신호를 발생하도록 응답하는 자동-초점 영역 설정회로(24)에 공급되어, 상기 휘도 신호의 과도 광도 레벨에 의해 야기된 잘못된 고진폭 성분은 상기 게이트 회로를 통해 통과하지 못한다. 상기 게이트 회로의 선택적 동작은 제9(d)도에 도시되었는데, 여기서 상기 게이트 회로는 간격 T, 즉, 상기 휘도 신호 Y가 최대 한계 V2를 초과하는 간격 동안 억제된다. 그후에, 상기 코어링 회로(40A 내지 40D)로부터 수신되는 비-과도 신호레벨을 가진 고주파수 성분만이 상기 게이트 회로(41A 내지 41D)에 의해 통과된다.

대안으로, 휘도 검출기(46)는 상기 휘도 신호 Y가 최대한계 V2를 초과할때를 감사하기 위한 작용을 할 수도 있어 상기 휘도 신호 자체로부터 상기 휘도 신호 레벨을 감산하여, 상기 “정정된” 휘도 신호가 상기 고주파수 성분을 얻는 디지탈 필터에 공급될 수도 있음에 따라, 초과 광도를 삭제시킨다. 피크 검출기 회로(43A,43B,43C 및 43D)가 스위칭 회로(42A,42B,42C 및 42D)에 의해 게이트 회로(41A,41B,41C 및 41D)에 각기 결합된다. 상기 스위칭 회로(42A 내지 42D)는 일련의 입력 포트(28)를 통해 적합한 스위치 제어 신호를 인가하는 시스템 컨트롤러(12)에 의해 선택적으로 제어된다. 비록 디지털 회로로서 형성되었을지라도, 각각의 피크 검출기 회로는 상기 회로에 연결된 스위칭 회로를 통해 공급된 신호의 피크 레벨(즉, 최대 레벨)을 검출하기 위한 동작을 한다. 한 실시예에서, 스위칭 회로(42A)와 같이, 각각의 스위칭 회로는 비디오 라인 간격의 지속기간 동안 각각의 게이트 회로(41A)의 출력을 피크 검출기 회로(43A)에 결합되며, 그 이후 상기 스위칭 회로(42A)가 개방되고 피크 검출기 회로(43A)가 리셋된다. 상기 모드의 동작에서, 각각의 비디오 라인 간격 동안 상기 휘도 신호 Y에 포함된 상기 고주파수 성분의 피크 레벨이 검출된다.

대안으로, 예를 들어, 스위칭 회로(42A)인 각각의 스위칭 회로가 전체 수직 필드 간격 동안 폐쇄될 수도 있다. 이 경우, 상기 각각의 피크 검출기 회로(43A)는 비디오 필드 동안 발생되는 상기 휘도 신호에 포함된 상기 고주파수 성분의 피크(또는 최대) 레벨을 검출한다. 필드 간격의 끝에서, 스위칭 회로(42A)가 개방되고 피크 검출기 회로(43A)는 그 다음의 필드 간격에 포함된 상기 피크 레벨을 검출하기 위한 준비에 리셋된다. 스위칭 회로(42A)와 같이, 각각의 스위칭 회로는 각각의 코어링 회로(40A) 및 게이트 회로(41A)의 출력에 제공된 고주파수 성분에 포함된 모든 피크를 통과시키기 위해(상기 고주파수 성분에 포함된 최대 피크 레벨만을 통과시키는 것보다) 피크 검출기 회로(43A)를 우회하여 동작 가능하다. 적분기 회로(45A,45B,45C 및 45D)가 스위칭 회로(44A,44B,44C 및 44D)에 의해 피크 검출기 회로(44A,44B,44C 및 44D)에 각기 결합된다. 상기 스위칭 회로(44A 내지 44D)가 일련의 입력 포트(28)를 통해 제어 신호를 공급하는 시스템 컨트롤러(12)에 의해 제어된다. 각각의 상기 스위칭 회로(44A 내지 44D)는 상기 피크 검출기 회로(43A 내지 43D)중 각각의 한 회로의 출력이 상기 적분기 회로(45A 내지 45D)중 각각의 한 회로에 결합되는 제1의 상태와, 상기 적분기 회로(45A 내지 45D)중 각각의 한 회로가 우회되는 제2의 상태를 선택적으로 억제한다. 각각의 상기 적분기 회로(45A 내지 45D)가 상기 회로에 연결된 피크 검출기 회로(43A 내지 43D)중 각각의 한 회로에 의해 공급된 피크를 합산하도록 적응된다. 한 실시예에서, 예를 들어, 필드 분야의 각각의 라인의 피크 검출기 회로(43A)에 의해 감지된 피크(최대) 레벨은 그 진폭이 상기 렌즈의 초점 상태에 따르는(따라서 상기 상태를 나타내는) 초점 검출신호를 발생하도록 적분기 회로(45A)에 의해 합산된다. 다른 실시예에서, 적분기 회로(45A)에 수직 필드 간격으로 피크 검출기 회로(43A)에 의해 감지된 피크 또는 최대 레벨이 공급된다. 그래서 상기 적분기 회로(45A)는 4개의 연속적인 필드 간격으로 검출되는 피크와 같이, 설정된 수의 필드 간격으로 감지되는 검출된 피크를 합산한다. 상기는 그 진폭이 차례로 상기 렌즈의 초점 상태의 함수인 상기 휘도 신호에 포함된 상기 고주파수 성분의 레벨에 따르는 초점 검출 신호를 또한 제공한다.

피크 검출기 회로(43A)를 우회하는 스위칭 회로(42A)의 동작의 모드에서, 코어링 회로(40A)에 의해 설정된 한계 V1를 초과하는 상기 고주파수 성분이 적분기 회로(45A)에 공급된다. 이 경우, 적분기 회로(45A)는 이들 피크 레벨이 상기 한계 V1를 초과했을지라도, 필드 간격에 포함된 다수의 피크 레벨을 합산한다.

피크 검출기 회로(43A) 및 적분기 회로(45A)의 전술한 교호의 동작 모드는 2가지 위치 스위치로서 도시된 스위칭 회로(42A 및 44A)에 의해 상호 연결되게 도시된 상기 회로의 부분 개략 부분 블록도인 제10도에 언급하므로 가장 잘 이해될 것이다. 풀 라인으로 도시된 상기 모드의 제1의 위치에서, 스위칭 회로(42A)가 게이트(42A)의 출력을 피크 검출기 회로(43A)에 결합시키고, 점선으로 도시된 상기 모드의 제2의 위치에서, 상기 스위칭 회로(42A)가 상기 피크 검출기 회로(43A)를 우회한다. 이와 유사하게, 스위칭 회로(44A)는 피크 검출기 회로(43A)의 출력을 적분기 회로(45A)에 결합시키는 풀 라인으로 도시된 제1의 위치와 상기 적분기 회로(45A)를 우회하도록 점선으로 도시된 제2의 위치간에 변화 가능하다. 스위칭 회로(42A 및 44A)는 이하 모드를 설정하기 위해 시스템 컨트롤러(12)로부터 일련의 입력 포트(28)를 통해 공급된 스위치 제어 신호에 의해 동작 가능하다.

(a) 스위칭 회로(42A 및 44A) 둘 다가 풀 라인으로 도시된 바와 같이 그들의 제1위치를 가정하고, 피크 검출기 회로(43A)는 피크 검출기 회로(43A)가 각각의 비디오 라인 간격 동안 상기 휘도 신호에 포함된 상기 고주파수 성분의 피크(또는 최대)레벨을 검출함에 따라 각각의 라인 간격의 끝에 적당히 리셋된다. 적분기 회로(45A)는 필드 간격에 대해 각각의 라인 간격에서 검출된 피크 레벨을 합산한다.

(b) 스위칭 회로(42A)가 상기 회로의 제1의 또는 풀 라인 위치를 가정하고 스위칭 회로(44A)가 점선으로 도시된 제2의 위치를 가정하여, 각각의 필드 간격의 끝에 리셋되는 피크 검출기 회로(43A)가 필드 간격으로 상기 피크 레벨을 감지하고 적분기 회로(45A)가 우회된다. 그러므로, 상기 검출된 피크 레벨이 다른 피크 레벨과 합산(또는 적분)되지 않는다. 따라서 필드 간격으로 검출된 피크 레벨이 상기 렌즈의 초점 상태의 지시임을 알 수 있을 것이다.

(c) 스위칭 회로(42A)가 상기 회로의 제2 또는 점선 위치를 가정하는 반면에, 스위칭 회로(44A)가 상기 회로의 제1 또는 풀 라인 위치를 가정하여, 코어링 회로(40A)에 의해 설정된 한계 레벨 V1을 초과하는 휘도 신호 Y에 포함된 상기 고주파수 성분의 피크를 포함한 모든 신호 레벨이 필드 간격에 대해 집적된다.

(d) 스위칭 회로(42A 및 44A)가 제1 또는 풀 라인 위치를 가정하고, 피크 검출기 회로(43A)가 각각의 필드 간격의 끝에 리셋된다. 상기 모드에서, 상기 피크 검출기 회로(43A)가 비디오 필드 간격에 대해 상기 고주파수 성분의 피크(또는 최대) 신호 레벨을 검출하는 반면에, 적분기 회로(45A)는 예를 들어, 상기 초점 검출신호를 발생하도록 각각의 4개의 연속적인 필드의 피크 레벨인 설정된 수의 필드 동안 검출된 피크 레벨을 합산하도록 만들어졌다. 상기 모드의 동작시, 상기 초점 검출 신호는 앞서 논의된 다른 동작 모드에 비교하여 비교적 느리게 가변한다.

스위칭 회로(42A 및 44A)와 피크 검출기 회로(43A) 및 적분기 회로(45A)와의 관계만이 제10도에 도시되었고 특별히 앞서 설명되었을지라도, 스위칭 회로(42B,42C 및 42D; 44B,44C 및 44D)가 상기 피크 검출기 회로(43B,43C 및 43D)와 적분기 회로(45B,45C 및 45D)와 이와 유사하게 각기 관련된다.

적분기 회로(45A 내지 45D)의 출력에 제공된 신호는 렌즈 군 F4의 초점 상태가 관계되는 진폭을 가진 초점 검출신호를 포함한다. 이러한 초점 검출신호가 일련의 출력 포트(29)를 통하여 시스템 컨트롤러(12)에 공급되며, 이를 근거로 하여, 구동기(13)를 통해 제1도의 초점 모터(3)에 공급된 초점 제어신호를 발생한다.

초점 동작이 수행되는 상기 방법이 이제 설명될 것이다. 초기에, 렌즈 군 F4이 예를 들어, 제7도에 i로 지시된 위치에서 아웃-오브-초점 위치(out-of-focus position)에 있다고 가정하자. 시스템 컨트롤러(12)는 필터 프로세서 또는 컴퓨터(35)에 의해 나타난 필터링 특성을 선택하여 휘도 신호에서 고주파수 성분을 유도하기 위해 선택기 회로(39A 및 39B)를 초기에 제어한다. 상기 선택된 고주파수 성분이 앞서 논의되고 제8(a)도 및 제8(b)도에 도시된 방식으로 노이즈 제거를 제공하는 코어링 회로(40A 및 40B)를 통해 게이트(41A 및 41B)에 인가된다. 그러므로, 상기 회로(40A 및 40B)가 한계 V1을 초과하는 상기 고주파수 성분의 신호 레벨을 검출하고 상기 검출된 게이트(41A 및 41B)에 각기 공급한다.

상기 초기 조건에서, 자동-초점 영역 설정회로(24)는 제11(a)도에 도시된 자동-초점 영역 AE에 대응하는 게이트 인에이블 신호를 발생하도록 시스템 제어기(12)에 의해 제어된다. 따라서, 코어링 회로(40A)에 의해 발생된 상기 검출된 신호는, 자동-초점 영역 AE2에 포함되는 영상 장치(2)의 화소가 주사될때, 피크 검출기 회로(43A)에 게이트된다. 피크 검출기 회로(43A)가 각각의 비디오 라인 간격 동안 상기 검출된 신호의 피크(또는 최대) 레벨을 검출한다고 가정된다. 자동-초점 영역 AE2내에 배치된 이들 라인 간격에서 검출된 피크가 초점 검출신호를 발생하도록 적분기 회로(45A)에서 합산된다.

코어링 회로(40B), 게이트(41B), 피크 검출기 회로(43B) 및, 적분기 회로(45B)가 방금 설명된 것과 동일한 방식으로 동작한다. 그러므로, 적분기 회로(45B)는 적분기 회로(45A)에 의해 발생된 것과 유사한 초점 검출 신호를 발생한다. 이들 초점 검출신호 양자가 시스템 제어기(12)에 직렬로 공급된다. 이때에, 적분기 회로(45C 및 45D)에 의해 발생될 수도 있는 신호가 무시되고, 되도록이면, 상기 시스템 컨트롤러에 공급되지 않거나 또는 상기 시스템에 의해 사용되지 않는다.

양호한 실시예에서, 적분기 회로(45A)에 의해 발생된 초점 검출 신호와 같이, 한쌍의 적분기 회로중 하나에 의해 발생된 초점 검출신호가 상기 렌즈의 초점 상태의 측정으로서 사용된다. 예를 들어, 적분기 회로(45B)에 의해 발생된 초점 검출신호인 다른 초점 검출신호는 보다 분명한 필터링 특성을 가진 필터 프로세서가 선택되어야 할 때를 결정하기 위해 상기 시스템 제어기(12)에 의해 사용된다. 예를 들어, 렌즈 군 F4가 정-초점 위치를 향해 구동될 시에, 필터 프로세서(35)로부터 적분기 회로(45B)에 의해 유도된 초점 검출신호의 진폭은 상기 렌즈가 정-초점 위치에 가까울 시에 감소되는 비율로 변한다. 변화 비율의 감소율 제7도에 예시된 바와 같이 필터 프로세서(35) 분광 특성 곡선(35′) 기울기의 감소에 따라 이루어진다.

렌즈 군 F4가 위치 ii(제7도에 보임)에 도달하면, 적분기 회로(45B)에 의해 필터 프로세서(35)의 출력으로부터 유도되는 초점 검출 신호의 변화 비율에 있어서의 감소(곡선 35′ 기울기로 나타냄)는 시스템 컨트롤러(12)로 하여금 휘도 신호 Y에 포함된 고주파 성분을 통과시키는 필터 프로세서(36)(제7도에서 협대역 필터 특성(36′)을 가짐)을 선택하는 선택기 회로(39A,39B)를 동작시키도록 한다. 코어 회로(40A,40B)가 필터 프로세서(36)로부터 자체에 공급되는 고주파 성분의 신호 레벨을 검출하며, 이 신호 레벨이 임계 레벨 V1을 초과할때, 검출 신호를 발생시킨다. 따라서, 휘도 신호의 고주파 성분을 유도하기 위해 서로 다른 필터링 특성들이 선택된다 하더라도 코어링 회로(40A,40B)에 의해서 노이즈 제거가 수행된다. 게이트(41A,41B)는 자동 초점 영역 AE2에 대응하는 구간 동안 검출 신호를 계속해서 게이팅 하며, 피크 검출기 회로(43A,43B)는 각 비디오 라인에서 피크 레벨을 검출한다. 적분기 회로(45A,45B)는 초점 검출 신호를 발생시키기 위해 필드 구간에 걸쳐 각 라인에 있는 피크 신호를 합산한다. 상기한 바와 같이, 적분기 회로(45A)에 의해 제공되는 초점 검출 신호는 렌즈의 초점 상태에 대한 측정 신호로서 이용되며, 적분기 회로(45B)에 의해 제공되는 초점 검출 신호는 필터 특성이 협대역 특성에 걸쳐 변화되어야만 할 때를 결정하기 위한 시스템 컨트롤러에 의해 이용된다. 다시, 초점 검출 신호의 변화 비율이 감소할때 협대역 필터 특성에 걸친 변화의 결정이 만들어진다.

이제, 초점 렌즈가 위치 iii(제7도에 도시됨)에 도달할때 필터 프로세서(36)로부터 유도되는 초점 검출 신호가 36iii에서 곡선 36′의 기울기로 나타낸 바와 같이 작은 비율로 증가하는 것으로 가정해 보자. 시스템 컨트롤러(12)는 이에 응답하여 제7도에 예시된 분광 특성 곡선 37′을 갖는 필터 프로세서를 선택함으로써 휘도 신호 Y로부터 고주파 성분을 유도해 낸다. 특히, 선택기 회로(39A,39B)는 이제 필터 프로세서(37)의 출력을 코어링 회로, 게이트 회로, 피크 검출기 회로 및 적분기 회로에 각각 결합시키게 된다. 이들 회로는 상기와 같은 방식으로 초점 검출 신호를 발생시키는 동작을 한다.

선택기 회로(39A,39B), 코어링 회로(40A,40B), 게이트 회로(41A,41B), 피크 검출기 회로(43A,43B) 및 적분기 회로(45A,45B)는 자동 초점 영역 AE2내에 있는 화소에 대한 주사 동안 초점 검출 신호를 발생시키는데 사용된다. 선택기 회로(39C,39D), 코어링 회로(40C,40D), 게이트 회로(41C,41D), 피크 검출기 회로(43C,43D) 및 적분기 회로(45C,45D)는 자동 초점 영역 AE1내에 있는 화소에 대한 주사 동안 초점 검출 신호를 발생시키는데 사용된다. 한 실시예에서, 자동 초점 영역 설정 회로(24)는 소정 시간 동안 자동 초점 영역 AE2를 확정하기 위해 적어도 게이트 회로(41A,41B)에 게이트 인에이블 신호를 공급한다. 상기한 사항으로부터, 상기 소정 시간 동안, 초점 렌즈가 정초점 위치 쪽으로 이동하게 됨을 알 수 있을 것이다. 이 소정 시간의 종료시에, 자동 초점 영역 설정 회로는 자동 초점 영역 AE1(제11(a)도)를 확정하기 위해 적어도 게이트 회로(41C,41D)에 게이트 인에이블 신호를 공급한다. 초점 검출 신호가 자동 초점 영역 AE1내에 있는 화소의 주사에 응답하여 발생된 휘도 신호의 고주파 성분으로부터 유도될때, 적분기 회로(45A,45B)의 출력은 무시되며, 요망되는 경우 직렬 출력 포트(29)를 통해 시스템 컨트롤러(12)에 공급될 필요는 없다. 택일적으로, 만일 이들 초점 검출 신호가 시스템 컨트롤러(12)에 공급되는 경우에도, 이들 신호들은 이용되지 않는다.

선택기 회로(39C,39D)는 각긱 필터 프로세서(36,37)에 연결되고, 또한 고역 통과 필터(38)에도 연결되며, 시스템 컨트롤러(12)의 제어하에서 이 선택기 회로(39C,39D)는 선택기 회로(39A,39B)가 필터 프로세서(35,36 또는 37)의 분광 특성을 선택하는 것과 마찬가지의 방식으로 상기 필터링 회로들 중 임의 한 회로의 분광 특성을 결정한다. 예컨대, 자동 초점 영역 AE2가 확정 또는 주사되는 소정시간 구간이 포인트 필터 프로세서(37)가 선택기 회로(39A,39B)에 의해 선택되어 휘도 신호의 고주파 성분을 유도하게 되는 제7도의 위치 iii에 도달한 바로 직후에 종료되는 것으로 가정해 보자. 그러면, 시스템 컨트롤러(12)는 직렬로 서로 연결된 선택기 회로(39C,39D)를 선택하여 초점 검출 신호가 발생되도록 한다. 선택기(39C,39D)는 고주파 성분을 유도하는 필터 프로세서(37)를 선택하도록 제어된다. 코어링 회로(40C,40D)는 임계 레벨 V1을 초과하는 이들 고주파 성분의 신호 레벨을 검출하며, 게이트 회로(41C,41D)는 자동 초점 영역 AE1내에 있는 화소의 주사 동안, 코어링 회로에 의해 발생된 검출 신호를 피크 검출기 회로(43C,43D)에 게이팅한다. 피크 검출기 회로(43C,43D)는 각각의 비디오 라인 구간 동안, 게이팅 및 검출된 신호에서 피크(또는 최대) 레벨을 검출하며, 적분기 회로(45C,45D)는 자동 초점 영역 AE1내의 라인 구간에서 검출된 피크들을 합산한다. 그러므로, 적분기 회로(45C,45D)는 적분기(45A,45B)와 관계하여 상기한 바와 같은 방식으로 초점 검출 신호를 발생시킨다.

초점 렌즈 군 F4가 정초점 위치쪽으로 계속해서 진행됨에 따라 시스템 컨트롤러(12)는 예컨대, 렌즈가 위치 iV(제7도에 예시됨)에 도달할때 선택기 회로(39C,39D)를 전환시킨다. 특히, 시스템 컨트롤러(12)는 적분기 회로(45D)에 의해 발생된 초점 검출 신호의 변화 비율이 감소됨을 감지하고, 이에 응답하여 협대역 분광 특성 38′을 선택하도록 선택기 회로(39C,39D)를 전환시키는바, 본 실시예에서 상기 분광 특성은 고역 통과 필터(38)에 의해서 나타내진다.

상기 동작이 반복되며, 그리고 적분기 회로(45C)에 의해 발생된 초점 검출 신호가 소정 레벨에 이르렀을때, 시스템 컨트롤러(12)는 초점 렌즈가 정초점 위치에 도달한 것으로 결정한다. 따라서, 초점 구동 모터(3)(제1도)가 정지된다.

또한, 시스템 컨트롤러(12)는 적분기 회로(45C)에 의해 발생된 초점 검출 신호가 (소정 레벨보다는) 피크 레벨에 도달하게 되는 때를 감지하며, 이때 초점 구동 모터가 정지된다.

전술한 바와 같이, 휘도 신호 Y에서의 매우 높은 명도로 인하여 코어링 회로에 의해 발생된 검출 신호에서 그릇되게 나타나는 스퓨리어스 신호 레벨을 방지하기 위해서, 게이트 회로(41A-41D)가 상기 과도한 명도 레벨이 존재하게 되는 주기 동안 디스에이블된다. 특히, 휘도 검출기(46)는 제9(a)도-제9(d)도와 관계하여 상술한 바와 같이, 과도한 명도 레벨이 감지될때 자동 초점 영역 설정 회로(24)를 제어하여 게이트 금지 신호를 발생시킨다. 따라서, 적분기 회로(45A-45D)는 휘도 신호가 임계 레벨 V2를 초과하는 구간 동안을 제외하고는 피크 검출기 회로(43A-43D)에 의해 발생된 검출 신호를 적분하는 기능을 한다.

상기한 실시예에서, 선택기 회로(39A,39B)로부터 유도된 고주파 성분은 예컨대 자동 초점 영역 AE2내에 있는 화소에 대한 주사가 이루어지는 소정 시간 동안 초점 검출 신호를 발생시키는데 이용되며, 그후 선택기(39C,39D)에 의해 유도된 고주파 성분은 자동 초점 영역 AE1내에 있는 화소에 대한 주사 동안 초점 검출 신호를 발생시키는데 이용된다. 또한, 선택기 회로(39A,39B)는 적분기 회로(45B)에 의해 발생된 초점 검출 신호의 변화 비율이 더욱 느려지게 될 때까지(협대역 분광 특성을 갖는 필터 프로세서가 선택기 회로(39A,39B)에 의해 선택된 이후에도), 자동 초점 영역 AE2내에 있는 고주파 성분을 유도해내도록 선택된다. 그후, 선택기 회로(39C,39D)는 고주파 성분을 유도해내도록 선택되는바, 자동 초점 영역 AE1에 있는 화소에 대한 주사 동안 이 고주파 성분으로부터 초점 검출 신호가 발생된다. 하나의 자동 초점 영역으로부터 다른 자동 초점 영역으로 전환하고, 이에 따라서 하나의 설정된 선택기로부터 다른 선택기로의 전환을 향하는데는 다른 기술이 사용될 수 있다.

상기한 실시예에서, 선택기 회로(39A,39B)는 디지털 필터에 의해 제공되는 같은 필터링 특성을 선택하도록 제어되며, 선택기 회로(39C,39D) 역시 마찬가지로 같은 필터링 특성을 선택하도록 제어된다. 또한, 선택기 회로(39A)는 선택기 회로(39B)에 의해 선택되는 필터 특성보다 더 넓은 분광 특성을 갖는 필터 특성을 선택하도록 제어될 수 있다. 선택기 회로(30C) 역시 마찬가지로 선택기 회로(39D)에 의해 선택되는 필터 특성보다 더 넓은 분광 특성을 갖는 주파수 특성을 선택하도록 제어될 수 있다. 예컨대, 초점 렌즈가 위치 i(제7도)에 있을때, 선택기 회로(39A)는 필터 프로세서(35)에 나타내지는 곡선 35′로 표시된 필터링 특성을 선택하는데 반해, 선택기 회로(39B)는 필터 프로세서(36)에 의해 나타내지는 곡선 36′로 표시된 필터링 특성을 선택한다. 그러므로, 적분기 회로(45A)에 의해 발생되는 초점 검출 신호는 필터 프로세서(35)로부터 유도되고, 적분기 회로(45B)에 의해 발생되는 초점 검출 신호는 필터 프로세서(36)로부터 유도된다. 전술한 바와 같이, 시스템 컨트롤러(12)가 필터 프로세서(36)에 의해 통과된 고주파 성분으로부터 적분기 회로(45B)에 의해 발생된 초점 검출 신호의 변화 비율이 매우 느림을 감지하게 될 때, 제어 신호가 입력 포트(28)를 통해 시스템 컨트롤러(12)로부터 선택기 회로(39A,39B)로 공급되어, 선택기 회로(39A)가 필터 프로세서(36)에 의해 나타내지는 필터링 특성을 선택하고, 선택기 회로(39B)가 필터 프로세서(37)에 의해 나타내지는 필터링 특성을 선택하게 된다. 그리고나서, 시스템 컨트롤러(12)가 다시 한번 적분기 회로(45B)에 의해 발생되는 초점 검출 신호의 변화 비율이 너무 느림을 감지하게 될 때까지 상기 동작이 계속된다. 이때, 선택기 회로(39A)는 필터 프로세서(37)에 의해 나타내지는 필터링 특성을 선택하도록 전환된다.

마찬가지로, 초점 검출 신호가 초점 영역 AE1내에 있는 화소에 대한 주사 동안 발생된 휘도 신호의 고주파 성분으로부터 유도될때, 선택기 회로(39B)는 필터 프로세서(37)에 의해 나타내지는 필터링 특성을 선택하도록 제어된다. 전술한 바와 같이, 시스템 컨트롤러(12)가 적분기 회로(45D)에 의해 발생된 초점 검출 신호의 변화 비율이 너무 느림을 감지하게 될 때, 선택기 회로(39C)는 필터 프로세서(37)에 의해 나타내지는 필터링 특성을 선택하도록 전환되고, 선택기 회로(39D)는 고역 통과 필터(38)에 의해 나타내지는 필터링 특성을 선택하도록 전환된다. 상기한 바와 같이 초점 렌즈가 정초점 위치에 도달할때, 필터링 특성을 선택하는데 있어서 또다른 전환이 일어난다.

또다른 동작 모드에 있어서, 선택기 회로(39A-39D)는 각각 소정의 필터링 특성을 선택하도록 제어된다. 예컨대, 선택기 회로(39A)는 필터 프로세서(35)에 의해 나타내지는 필터링 특성을 선택하고, 선택기 회로(39B)는 필터 프로세서(36)에 의해 나타내지는 필터링 특성을 선택하고, 선택기 회로(39C)는 필터 프로세서(37)에 의해 나타내지는 필터링 특성을 선택하며, 선택기 회로(39D)는 필터 프로세서(38)에 의해 나타내지는 필터링 특성을 선택한다. 초점 렌즈 군 F4가 정초점 위치로부터 비교적 멀리 떨어져 있는 경우, 자동 초점 영역 AE2가 이용되고 그리고 게이트 회로(41A,41B)가 이 자동 초점 영역에 대응하는 구간에서 인에이블된다. 이 경우에, 적분기 회로(45A)로부터의 초점 검출 신호가 시스템 컨트롤러(12)에 의해 사용되어 렌즈의 초점 상태가 결정되게 된다. 시스템 컨트롤러(12)는 또한 이 초점 검출 신호의 변화 비율을 감지하며, 이 변화 비율이 감소할때 선택기 회로(39B)가 필터 프로세서(36)에 의해 휘도 신호로부터 유도되는 고주파 성분을 선택하는 동작을 한다. 이제, 적분기 회로(45B)에 의해 발생된 초점 검출 신호는 렌즈의 초점 상태를 표시하는 신호로서 이용된다.

시스템 컨트롤러(12)는 초점 검출 신호가 자동 초점 영역 AE1에 있는 화소에 대한 주사로부터 유도될때와 관계하여 상술한 바와 같은 방식으로 선택기 회로(39C,39D)를 제어한다.

또다른 동작 모드에서, 한쌍의 초점 검출 신호가 렌즈의 초점 상태에 대한 측정 신호로서 이용된다. 예컨대, 적분기 회로(45A,45B)에 의해 발생된 초점 검출 신호들을 서로 조합을 이루어서 자동 초점 영역 AE2내에 있는 화소에 대한 주사시에 포커스 상태를 측정하는 신호로서 이용된다. 한쌍의 초점 검출 신호를 이용함으로써, 초점 검출 신호들 중 임의 신호에서 아티팩트나 또는 간섭으로 인한 그릇된 표시가 회피된다. 이 예를 들기 위한 목적으로써, 초점 렌즈가 정초점 위치로부터 멀리 떨어져 있고, 선택기 회로(39A)가 필터 프로세서(35)에 의해 나타내지는 필터링 특성을 선택하도록 제어되고 그리고 선택기 회로(39B)가 필터 프로세서(36)에 의해 나타내지는 필터링 특성을 선택하도록 제어되는 경우를 가정해 보자. 만일 적분기 회로(45A)에 의해 발생된 초점 검출 신호 상에 임펄스 또는 다른 간섭이 존재하면, 이 간섭은 초점 렌즈가 실제보다 정초점 위치에 더 밀접하게 있음을 표시하는 것처럼 시스템 컨트롤러(12)에 의해 그릇되게 해석될 수 있다. 이러한 그릇된 해석에 응답하여, 시스템 컨트롤러(12)는 선택기 회로(39A)를 전환시켜, 필터 프로세서(36) 또는 심지어 필터 프로세서(37)에 의해 나타내지는 필터링 특성이 너무 이르게 선택되도록 한다. 이렇게 너무 이르게 선택된 필터 프로세서에 의해 나타내지는 협소한 분광 특성으로 말미암아, 이로부터 유도되는 초점 검출 신호의 진폭은 시스템 컨트롤러가 렌즈의 실질적인 초점 상태를 결정하기에 너무 낮게 된다. 그러나, 이와 유사한 간섭이 또한 적분기(45B)에 의해 발생되는 초점 검출 신호 상에 부가될 것 같지는 않으므로, 시스템 컨트롤러(12)는 적분기 회로(45A,45B)에 의해 발생되는 초점 검출 신호들을 비교하여, 어떤 초점 검출 신호의 높은 크기가 다른 초점 검출 신호에 정합되지 않음을 인식하고 그럼으로써 올바른 것이 아님을 결론짓게 된다. 그러므로, 시스템 컨트롤러(12)는 초점 검출 신호 상에 부가되는 아티팩트, 노이즈 또는 간섭을 식별하고 그럼으로써 렌즈의 초점 상태에 대한 그릇된 표시를 회피할 수 있게 된다.

전술한 사항으로부터, 초점 렌즈가 정초점 위치쪽으로 이동할때 비디오 카메라 영상 장치에 의해 발생되는 휘도 신호로부터 고주파 성분을 유도하기 위해 사용되는 필터링 특성을 변화시킴으로써 렌즈의 초점이 신속하고도 정확하게 맞추어질 수 있다. 렌즈가 정초점 위치에 도달할때 최적의 필터링 특성이 선택될 수 있다. 더욱이 코어링 회로(40A-40D)는 대조가 낮은 피사체가 영상화될때 필터 프로세서를 통과하는 노이즈 신호로 인하여 야기될 수 있는 그릇된 초점 동작을 방지한다. 또한, 높은 명도 영역의 픽업으로 인해 야기될 수 있는 초점 에러가 게이트 회로(41A-42D)로 하여금 상기 명도 영역에 의해 발생되는 높은 진폭을 갖는 고주파 성분을 차단하도록 하는 자동 초점 영역 설정 회로(24)와 연동하는 명도 검출기(46)에 의해 방지되며, 그럼으로써 높은 진폭을 갖는 고주파 성분이 적분기 회로(45A-45D)에 의해 발생되는 초점 검출 신호에 영향을 끼치지 않게 된다.

[자동 노출 검출기(22)]

자동 노출 제어는 조리개(18)를 적절히 여닫고, 그리고 CCD 영상 장치(2) 노출 검출 영역으로부터의 휘도 신호 레벨이 소정값으로 유지되도록 AGC 회로(8)(제1도)의 이득을 변화시킴으로써 이루어진다.

흑색 광인 피사체 배경의 명도 레벨이 매우 높게 되기 때문에, 전반적인 휘도 신호 레벨이 실질적으로 증가하며, 만일 상기 전반적인 휘도 신호 레벨을 기준으로 자동 노출 제어가 이루어지면, 조리개(18)의 구경 치수는 작아지며, AGC 회로에 대해 비교적 낮은 이득이 설정된다. 상기한 이유로 해서, 비디오 카메라의 출력은 디스플레이되는 영상의 전경에 있는 대상이 어둡고 불명확하게 나타나도록 한다. 다른 한편으로, 피사체가 전방으로부터 과도한 광을 받게 되면 (이후부터는 과도 순광이라 한다). 배경의 명도 레벨은 전경에 있는 대상의 명도에 비해 비교적 낮고, 전반적인 휘도 신호 레벨이 감소되게 되는바, 이에 응답하여 조리개가 열리고 그리고 AGC 회로의 이득이 증가하게 되어 디스플레이되는 영상의 전경에 있는 밝게 조명되는 대상물이 포화된다.

일반적으로, 본 발명에 따르면 노출 제어를 행하는데 있어서 직면하는 상기 문제점들은 비디오 카메라의 시야에 있는 피사체의 영상을 복수의 노출 검출 영역으로 분리함으로써 회피될 수 있는바, 상기 노출 검출 영역의 위치 및 상대적인 크기는 순광 상태, 역광 상태 또는 과도 순광 상태와 같은 광의 상태에 따라 조정될 수 있어, 상기 전경 대상과 관계하여 소정 휘도 신호 레벨을 유지하기 위해 전경 대상을 포함하고 있는 노출 검출 영역에 대해 검출된 휘도 신호를 기준으로 하여 모든 시간에 걸쳐 노출 제어가 실행될 수 있다.

더욱이, 선택된 노출 검출 영역에 대해 검출된 휘도 신호 레벨들의 평균 레벨을 기준으로 하여 노출 제어가 실행되는 경우, 검출되는 휘도 신호 레벨은 바람직하지 못할 정도로 낮게 된다. 예컨대, 칼라 바(colar bar)와 같은 표준 신호의 경우에, 평균 휘도 신호 레벨은 대략 피크 레벨의 30퍼센트가 된다. 결과적으로, 노출 제어가 휘도 신호를 평균 검출함으로써 얻어지는 제어 신호를 기준하여 이루어지는 경우 모든 디스플레이 스크린이 어둡게 나타나기 쉽다. 그러므로, 상기 노출 검출 영역에 있는 휘도 신호 레벨들을 평균화한 값보다 상기 검출 영역에 있는 휘도 신호 레벨들의 피크값에 더 가까운 검출된 휘도 신호 값을 기준으로 하여 노출 제어를 행하는 것이 바람직하다.

제16도에 보인 바와 같이, CCD 영상 장치로부터 휘도 신호 레벨을 검출하기 위해 통상적으로 아날로그 검출기 회로가 제공된다. 이 회로에서, 트랜지스터(101)의 베이스가 휘도 신호를 수신하는 입력 단자(100)에 연결된다. 트랜지스터(101)의 콜렉터는 전원 단자(109)에 연결된다. 저항(102)이 트랜지스터(101)의 에미터와 접지 사이에 연결된다. 트랜지스터(101)의 에미터는 또한 저항(103)의 일단에 연결되고, 이 저항의 타단은 트랜지스터(104)의 베이스에 연결됨과 아울러 캐패시터(105)를 통해 접지에 연결된다. 트랜지스터(104)의 콜렉터는 또는 전원단자(109)에 연결된다. 저항(107)이 트랜지스터(1014)의 에미터와 접지 사이에 연결되며, 출력 단자(108)가 트랜지스터(104)의 에미터로부터 연장된다. 제16도에 보인 회로의 동작에서, CCD 영상 장치로부터 나오는 휘도 신호가 검출을 위해서 입력 단자(100)를 통해 트랜지스터(101)의 베이스에 공급되며, 트랜지스터(101)로부터 나오는 검출 출력이 트랜지스터(104)로 구성된 버퍼를 통해 출력 단자(108)로 추출된다.

제16도에 보인 아날로그 검출기 회로의 경우에 있어서, 요망되는 경우 캐패시터(105)의 충전 시정수와 방전 시정수 사이의 관계를 적절히 선택함으로써 피크 검출에 가까운 특성 또는 평균 검출에 가까운 특성이 설정될 수 있다. 특히, 캐패시터(105)의 충전 시정수를 결정하는 저항(103)의 값을 감소시키고 그리고 방전 시정수를 결정하는 저항(102)의 값을 증가시킴으로써, 검출기 회로의 특성이 피크 검출에 가깝도록 정해질 수 있다. 다른 한편으로, 저항(103)의 값을 증가시키고 그리고 저항(102)의 값을 감소시킴으로써, 검출기 회로의 특성이 평균 검출에 가깝도록 정해질 수 있다. 따라서, 상기 아날로그 검출기 회로의 경우에 검출 특성이 쉽게 설정될 수 있다.

그러나, 디지털 노출 제어 회로의 경우에서, CCD 영상 장치로부터 나오는 휘도 신호가 A/D 변환기(9)를 통해 디지털화되며, 소정 영역내에 있는 휘도 신호 데이터를 축적하고 그리고 이것을 소정 계수로 나눔으로써 디지털 휘도 신호 레벨의 검출이 수행된다. 이 결과 완전한 평균 검출 출력이 발생되게 되는바, 이는 앞서 설명한 바와 같이 자동 노출 제어를 위해서는 바람직하지 못하다.

그러므로 본 발명에 따르면, 디지털 휘도 신호 레벨 검출기 회로에 디지털 신호의 피크값을 검출하는 피크 검출기 회로와 디지털 회로의 평균값을 검출하는 평균값 검출기 회로가 제공되어 있으며, 자동 노출 제어를 위해 장점으로 이용될 수 있는 검출 휘도 신호를 표시하도록 피크 검출기 회로의 출력 및 평균값 검출기 회로의 출력이 적절히 가중화 및 가산된다.

특히, 제1도에 보인 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 자동 노출 검출기(22)에서, 휘도 분리기(32)로부터의 휘도 성분 Y가 이른바 “니(knee)”회로(51)와, 그리고 비교기(52)의 일 입력에 공급된다. 예컨대, 레벨 V3(제13(b)도)의 비교 레벨 신호가 시스템 컨트롤러(12)의 직렬 입력 포트(28)를 통해 비교기(52)의 타 입력에 공급된다.

필터 프로세서(37)의 출력은 게이트 회로(53A,53B) 각각을 통해 피크 검출기 회로(54A,54B)에 공급된다. 게이트 회로(53A,53B)에 공급되는 필터 프로세서(37)의 출력은 휘도 신호로서, 이 휘도 신호로부터의 고주파 노이즈 성분이 저역 통과 필터에 의해 제거된다. 따라서, 정확한 피크 검출을 위해서 게이트 회로(53A,53B)를 통해 피크 검출기 회로(54A,54B)에 공급되는 휘도 성분으로부터 노이즈 성분이 제거된다. 디지털 평균 저역 통과 필터에 기초한 디지털 고역 통과 필터는 지연기 회로(34) 및 필터 프로세서(37)로 구성되며, 예컨대 선택기 회로(39A-39D)에 인가될 고역 통과 필터 출력 및 예컨대 게이트 회로(53A,53B)에 인가될 저역 통과 필터 출력이 필터 프로세서(37)로부터 쉽게 추출될 수 있다.

게이트 회로(53A,53B)에는 게이트 인에이블링 신호가 공급되는데, 이 게이트 인에이블링 신호는 게이트 회로(53A,53B)를 선택적으로 개방 및 단락시키고 그럼으로써 예컨대 제17(a)도 및 제17(b)도에서의 영역 AE21및 AE22또는 제18(a)도 및 제18(b)도에서 AE′21및 AE′22와 같은 복수의 노출 검출 영역을 확정하는 시스템 컨트롤러(12)의 제어하에서 자동 노출 검출 영역 설정 회로(25)로부터 공급된다.

제12도에 보인 바와 같이, 니 회로(51)는 비선형 특성, 즉 니 K1에서 연결되는 서로 다른 기울기를 갖는 두개의 비교적 곧은 부분으로 구성된 특성을 갖는다. 니 회로(51)의 출력은 게이트 회로(55A,55B)를 통해 적분기 회로(56A,56B) 각각에 공급된다. 게이트 회로(55A,55B)에는 또한 노출 검출 영역 AE21및 AE22또는 AE′21및 AE′22를 확정하는 자동 노출 검출 영역 설정 회로로부터 나오는 게이트 인에이블링 신호가 공급된다. 게이트 회로(55A,55B)가 각각 개방되거나 또는 인에이블될때, 적분기 회로(56A,56B)가 자체에 공급되는 디지털 휘도 성분 Y에 있는 휘도 신호 레벨의 평균 레벨을 검출한다. 니 회로(51)가 없는 경우, 게이트 회로(55A) 또는 (55B)가 개방되는 구간 동안 휘도 신호 레벨의 평균 레벨이 적분기 회로(56A) 또는 (56B)에 의해 검출되면, 각각의 노출 검출 영역 내의 비교적 작은 영역에서도 높은 명도가 발생하게 되어 평균화된 출력이 증가하게 되는바, 이 결과 자동 노출 제어는 비디오 카메라에 의한 모든 화상 출력이 바람직하지 못할 정도로 어둡게 나타나도록 한다. 그러나, 니 회로(51)가 있음으로 해서, 높은 명도 부분의 이득이 감소되어 평균화된 출력이 크게 영향을 받지 않게 된다. 특성 설정 신호가 시스템 컨트롤러(12)로부터 직렬 입력 포트(28)를 통해, 예컨대 제15(a)도와 제15(b)도에 각각 보인 위치 사이에서 특성 곡선의 전환점 또는 니 K1을 변화시키는 니 회로(51)에 공급된다.

비교기(52)는 시스템 컨트롤러(12)로부터 직렬 입력 포트(28)를 통해 비교기(52)에 공급되는 비교 레벨 V3보다 높은 레벨을 갖는 휘도 분리기(32)로부터 나오는 디지털 휘도 성분 Y의 샘플들을 검출한다. 비교기(52)의 결과적인 비교 출력은 게이트 회로(57A,57B)를 통해 분포 검출기(58A,58B)에 공급된다. 분포 검출기(58A,58B)는 게이트 회로(57A,57B)가 각각 개방되거나 인에이블되는 구간동안 소정 명도 레벨 V3보다 높은 레벨을 갖는 디지털 휘도 신호의 샘플 수를 카운트한다. 게이트 회로(57A,57B)에는 노출 검출 영역 AE21및 AE22또는 AE′21및 AE′22를 확정하는 자동 노출 검출 영역 설정 회로(25)로부터 나오는 게이트 인에이블링 신호가 제공된다.

비디오 카메라의 시야에 있는 피사체 상의 휘도 신호 레벨 분포는 분포 검출기(58A,58B)의 출력으로부터 결정된다. 예컨대, 비디오 카메라의 시야에 있는 화상 또는 피사체가 제13(a)도에 예시한 바와 같이 역광을 받을때, 높은 레벨의 휘도 신호 부분이 주로 화상의 배경 부분 또는 주변 부분 상에 주로 분포되며, 예컨대 화상의 전경에 있는 역광을 받는 대상에 대응하는 비교적 낮은 레벨의 휘도 신호 부분이 제13(b)도에 예시된 바와 같이 주로 중앙 부분에 분포된다. 이러한 높은 레벨의 휘도 신호 부분의 분포는 분포 검출기(58A)의 출력 H1을 구성함과 아울러 예컨대 노출 검출 영역 AE21에서의 소정 레벨 V3보다 높은 휘도 레벨을 갖는 샘플수를 표시하는 카운트 값과 그리고 분포 검출기(58B)의 출력 H2를 구성함과 아울러 예컨대 노출 검출 영역 AE2에서의 소정 레벨 V3보다 높은 휘도 신호 레벨을 갖는 샘플수를 표시하는 카운트 값으로부터 결정될 수 있다. 이러한 카운트값 또는 분포 검출기(58A,58B)로부터의 출력 H1 및 H2는 직렬 출력 포트(29)를 통해 시스템 컨트롤러(12)에 공급된다.

영역 AE21와 AE22와 같은 선택된 노출 검출 영역의 휘도 신호 피크값을 나타내는 출력 P1및 P2는 각각 피크 검출기(54A)와 (54B)로부터 구해지며, 직렬 출력 포트(29)를 통해 시스템 컨트롤러(12)에 공급된다. 마찬가지로, 영역 AE21와 AE22와 같은 선택된 노출 검출 영역의 휘도 신호 레벨의 적분값 또는 평균값을 나타내는 출력 IN1과 IN2는 각각 적분기 회로(56A)와 (56B)로부터 구해지며, 포트(29)를 통해 시스템 컨트롤러(12)로 출력된다.

앞서 언급한 바와 같이, 예컨대 적분기 회로(56A)와 (56B)의 각 출력 IN1과 IN2에서 구해지는 검출 휘도 신호 레벨의 평균값 만을 기준으로하여 자동 노출 제어가 이루어지면, 결과적인 노출 제어는 평균 검출 레벨이 바람직하지 못하게 낮게 될때 불완전하게 된다. 바람직한 자동 노출 제어는 검출 휘도 신호 레벨의 평균값 보다는 검출 피크 휘도 신호 레벨에 더 가까운 검출 휘도 신호 레벨을 기준으로 하여 이루어지므로, 본 발명의 양호한 실시예에서 자동 노출 제어는 각각 적분기 회로(56A,56B)와 피크 검출기(54A,54B)로부터 유도되는 평균값과 피크값을 적절히 혼합함으로써 구해지는 검출 휘도 신호 레벨을 기준으로 하여 이루어진다.

이러한 혼합이 이루어지도록 하기 위해서는 제14도의 블록선도에 보인 바와 같이, 피크 검출기 회로(54A)와 (54B)에 의해 출력되는 피크값 P1과 P2및 적분기 회로(56A)와 (56B)에 의해 출력되는 평균 또는 적분값이 배율기(71A,71B,72A 및 72B)에 각각 인가되어 적당한 계수로 배율된다. 이 결과로 변형되거나 또는 배율된 배율기(71A,72A)의 출력은 서로 가산기(73A)에서 가산되고 그리고 배율기(72A,72B)에서 이용되는 계수와는 비교가 되는, 배율기(71A,71B)에서 이용되는 계수를 적절히 선택함으로써, 각각의 노출 검출 영역 AE21및 AE22또는 AE′21및 AE′22에서의 휘도 신호 레벨의 피크 검출에 가까운 검출 특성이 가산기(73A,73B)에 제공될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 분명히, 배율기(71A,71B)와 배율기(72A,72B)에서 이용되는 계수들은 변화시킴으로써, 검출 레벨들이 변화될 수 있게 된다. 이들 연산은 소프트 웨어로 쉽게 실행되므로, 검출 레벨들이 쉽게 변화될 수 있다.

노출 검출 영역 AE21또는 AE′21에서의 휘도 신호 레벨이 검출값과 노출 검출 영역 AE22또는 AE′22에서의 휘도 신호 레벨의 검출값을 적절히 가중화 및 가산함으로써 구해지는 값을 토대로 하여, 조리개(18)의 여닫힘 및 AGC 회로(8)의 이득 변화가 알맞게 제어된다.

특히, 제14도에 보인 바와 같이 가산기(73A,73B)의 출력은 각각 배율기(74A,74B)에 공급되고 그리고 배율기(74A,74B)의 출력은 가산기(75)에서 서로 가산되며, 가산기(75)의 가산 출력은 조리개(18)의 여닫힘과 AGC 회로(8)의 이득을 결정하는 노출 검출 신호로서 시스템 컨트롤러(12)에 인가된다. 배율기(74A,74B)는 노출 검출 영역중 한 영역, 예컨대 중앙 영역 AE21에서의 휘도 신호 레벨의 검출값과 그리고 노출 검출 영역중 다른 영역, 예컨대 주변 영역 AE22에서의 휘도 신호 레벨의 검출값을 적절히 가중화화도록 제공된다. 배율기(74A,74B) 각각에서의 검출값에 대한 가중화는 광의 상태, 예컨대 비디오 카메라의 시야에 있는 피사체에 분포 검출기(58AM58B)의 각 출력 H1과 H2로부터 결정되는 정상 순광, 영광 또는 과도 순광이 가해짐에 따라서 좌우된다.

상기 내용에서 볼때, 비디오 카메라의 시야에 있는 피사체에 정상 순광이 가해지면 화상을 통해 명도가 균일해지는바, 즉 주변 대상(들)을 포함하고 있는 노출 검출 영역 AE21또는 AE′21에서의 휘도 신호 레벨 분포가 화상의 전경을 포함하고 있는 노출 검출 영역 AE22또는 AE′22에서의 휘도 신호 레벨 분포와 같아지게 된다. 다시말해서, 피사체에 정상 순광이 가해지는 경우에, 분포 검출기(58A)의 출력 H1과 분포 검출기(58B)의 출력 H2간의 차이는 크지 않다. 다른 한편으로, 비디오 카메라의 시야에 있는 피차세에 역광이 가해지면, 화상의 배경은 전경에 있는 대상에 대해 극도로 밝아져 소정값 V3보다 높은 휘도 신호 레벨이 주변 노출 검출 영역 AE22또는 상부 노출 검출 영역 AE′22에 주로 분포된다. 다시 말해서, 후광이 가해지는 경우에, 분포 검출기(58B)의 출력 H2는 분포 검출기(58A)의 출력 H1에 비해 커지게 된다.

또한, 비디오 카메라의 시야에 있는 피사체에 과도 순광이 가해지게 되는 경우, 배경은 전경에 있는 매우 밝게 조명되는 대상에 비해 어둡게 된다. 그러므로 과도 순광이 가해지는 경우, 소정값 V3보다 큰 휘도 신호 레벨은 밝게 조명되는 대상이 위치한 노출 검출 영역 AE21또는 AE′21에 주로 분포되어 이 결과 분포 검출기(58A)의 출력 H1은 분포 검출기(58B)의 출력 H2에 비해 커지게 된다.

제14도에 보인 바와 같이, 분포 검출기(58A,58B)의 출력 H1 및 H2는 출력 H1와 H2에 대한 비교를 토대로 비디오 카메라의 시아에 있는 피사체에 정상 순광, 역광 또는 과도 순광중 어느 광이 가해지는지를 결정함과 아울러, 이 결정에 응답하여 여기에 이용되는 계수를 제어 및 변화시키는 배율기(74A,74)에 대응 출력을 제공하는 명도 분포 상태 결정 장치(76)에 공급된다.

특히, 출력 H2가 출력 H1보다 매우 크고 그리고 장치(76)가 이것으로부터 비디오 카메라의 시아에 있는 피사체에 역광이 가해지고 있는 것으로 결정을 할때, 주변 대상물을 포함하고 있는 화상 부분의 검출 휘도 신호 레벨을 가중화하는 배율기 수단(74A)의 계수가 큰 값으로 설정되는 반면 배경 부분의 검출 휘도 신호 레벨을 가중화하는 배율기(74B)의 계수는 비교적 작은 값으로 설정된다. 다른 한편으로, 출력 H1이 출력 H2보다 매우 크고 그리고 장치(76)가 이것으로부터 비디오 카메라의 시야에 있는 피사체에 과도 순광이 가해지고 있는 것으로 결정을 할때, 대상물 부분의 명도를 가중화하는 배율기(74A)의 계수는 비교적 작은 값으로 설정되는 반면 배경 부분의 명도를 가중화하는 비율기(74B)의 계수는 비교적 큰 값으로 설정된다. 상기 결과로, 자동 노출 제어는 중앙 강세 측정치에 근접하며, 피사체에 역광 또는 과도 순광이 가해질때에도 최적의 자동 노출 제어가 이루어지게 된다.

또한, 명도 분포 상태 결정 장치(76)가 분포 RJACFRL(58A,58B)로부터의 출력 H1및 H2에 응답하여, 노출 검출 영역의 위치 및 크기를 결정하는 바, 다시 말해서 노출 검출 영역 AE21및 AE22(제17(a)도 및 제17(b)도)와 노출 검출 영역 AE′21및 AE′22(제18(a)도 및 제18(b)도)중 어느것이 이용될지를 결정한다.

특히, 정상 순광이 경우, 다시 말해서 어떤 상황에서도 출력 H1과 H2간의 차가 크지 않은 경우에, 분포 상태 결정 장치(76)는 출력(76a)을 시스템 컨트롤러(12)에 제공하며, 그러므로써 시스템 컨트롤러(12)가 제18(a)도 및 제18(b)도에 보인 노출 검출 영역의 배열, 다시 말해서 CCD 영상 장치(8)상에 투사되는 영상이 주변 전경 대상물을 포함하도록 모든 영상의 하부 부분을 횡단하여 측면으로 신장되는 노출 검출 영역 AE′21과 부분 AE′22위에서 수직으로 배치되고 아울러 배경을 포함하고 있는 영상의 모든 폭을 횡단하여 신장되는 노출 검출 영역 AE′22으로 분할되게 되는 배열을 선택한다. 피사체의 정상 순광에 응답하여 노출 검출 영역 AE′21및 AE′22가 선택되는 경우, 예컨대 제18(a)도 및 제18(b)도의 위치 O1과 O2사이에서 주변 대상이 측면으로 이동할때 명도에 있어서 어떠한 변이가 발생되지 않으며, 또한 주변 대상이 노출 검출 영역 AE′21내에 존재하는 사실로 비디오 카메라의 좌우 이동에 응답하는 경우에도 마찬가지이다.

이것은 카메라의 좌우이동 또는 O1으로부터 O2로의 대상의 이동에 응답하여, 대상이 중앙에 위치된 노출 검출 영역 AE21으로부터 측면으로 이동하게 되는 제17(a)도 및 제17(b)도의 배열과는 대조가 된다.

비디오 카메라의 시야에 있는 피사체에 역광 또는 과도 순광이 가해질때, 이 결과로 인한 출력 H1과 H2사이의 비교적 큰 차이 때문에 분포 상태 결정 장치(76)가 출력(76a)을 역광 또는 과도 순광이 발생했음을 표시하는 레벨로 시스템 컨트롤러(12)에 제공하게 되며, 이에 따라서 시스템 컨트롤러(12)는 제17(a)도 및 제17(b)도에 보인 노출 검출 영역 AE21과 AE22를 선택하게 된다. 따라서, 전술한 바와 같이 역광 및 과도 순광이 가해지는 상태에서, 주변 대상을 포함하고 있는 노출 검출 영역 AE21이 중앙에 위치되는 반면 노출 검출 영역 AE22는 주변 부분을 구성함 아울러 배경을 포함하게 된다. 제18(a)도 및 제18(b)도에서와는 비교가 되는 제17(a)도는 및 제18(b)도에서의 노출 검출 영역의 서로 다른 위치에 대해서는 별 문제로 한다하더라도, 노출 검출 영역 AE22으로 둘러싸인 노출 검출 영역 AE21의 크기는 상기 영역 AE22보다 사실상 작은데 반해 노출 검출 영역 AE′21의 크기는 노출검출 영역 AE′22만큼 크거나 또는 이보다 약간 큼이 분명해진다. 중앙에 위치된 노출 검출 영역 AE21의 크기가 비교적 작음으로 해서, 제17(a)도 및 제17(b)도의 노출 검출 영역 AE21및 AE22에서 이루어지는 노출 제어는 요망 중앙 강세 측정치에 근접하게 된다.

명도 분포 상태 결정 장치(76)의 출력은 또한 니 회로(51)의 전환점 또는 니 K1을 제어하는 시스템 컨트롤러(12)에 의해 이용될 수 있다. 특히, 장치(76)가 출력 H1및 H2로부터 비디오 카메라의 시야에 있는 피사체에 역광이 가해지고 있는 것으로 결정을 할때 전환점 K1은 예컨대 제15(a)도에 보인 위치로 하향 시프트된다. 이와 같은 니 회로(51) 특성 곡선의 하향 시프트 때문에, 역광으로 인한 배경의 높은 명도에 대응하는 휘도 검출 신호가 니 회로(51)에서의 감소된 이득에 가해지게 되어, 결과적인 노출 제어는 전경에 있는 대상이 역광을 받는 상태에서도 어둡게 나타나지 않도록 한다. 다른 한편으로, 분포 상태 검출 장치(76)가 출력 H1및 H2로부터 비디오 카메라의 시야에 있는 피사체에 과도 순광이 가해지는 것으로 결정을 할때, 니 회로(51)의 전환점 K1은 예컨대 제15(b)도에 보인 위치로 상승된다. 따라서, 과도 순광이 가해지는 상태에서도 니 회로(51)의 이득은 과도 순광이 가해지는 피사체의 전경에 나타나는 높은 명도의 대상에 대응하는 휘도 검출 신호와 관계하여 증가하게 된다. 노출 제어 신호에서의 증가로 해서, 조리개(18)의 열림 및 AGC 회로(8)의 이득이 감소되어 화상의 전경에 있는 주변 대상이 과도 순광을 받을때에도 포화되지 않는다.

상기 사항으로부터, 전반적인 제어 시스템의 이득은 명도 분포 상태 결정 장치(76)에 의해 설정되는바, 다시 말해서 상기한 바와 같이 니 회로(51)의 니 K1의 위치를 변화시킴으로써 설정되며 이 결과로 역광을 받는 피사체의 전경에 있는 주변 대상의 바람직하지 못한 어둠 및 과도 순광을 받는 피사체의 전경에 있는 주변 대상의 포화가 회피된다.

또한 모든 제어가 역광 및 과도 순광 상태에 응답할 필요는 없다. 다시 말해서, 역광 및 과도 순광과 관련된 문제는 한두번의 제어를 행함으로써 사실상 방지될 수 있다.

[자동 백색 밸런스 검출기(23)]

백색 밸런스 제어는 일반적으로 적(R), 녹(G) 및 청(B) 색 신호 레벨을 제어하여 백색 대상 또는 영역을 관찰할때 그 소정 비율을 유지하도록 함으로써 실행된다. 본 발명의 실시예에 따른 비디오 카메라에서, 완전 자동 백색 밸런스 제어 또는 소위 “원-푸시(one-push)” 자동 백색 밸런스 제어를 행하는 것 또한 가능하다. 완전 자동 백색 밸런스 제어는 제어 목적을 위해 백색이 되는 것으로 가정되는 모든 화상이 적분값을 기준으로 하여 상기 제어를 행한다. 다른 한편으로, 원-푸시 자동 백색 밸런스 제어는 위치 및 크기가 변화될 수 있는 백색 밸런스 검출 영역 WB1(제19(a)도)을 활용한다. 따라서, 백색 밸런스 검출 영역 WB1은 제19(b)도에 보인 바와 같이 비디오 카메라 시야의 피사체에 있는 대상의 백색 부분 W1상에 위치될 수 있으며, 이에 따라서 백색 밸런스 제어는 자동 백색 밸런스 설정 버튼(도시않됨)의 작동 또는 푸싱에 응답하여, 백색 밸런스 검출 영역 WB1의 주사시 유도되는 신호를 토대로 실행된다.

백색 밸런스 검출 영역 WB1의 위치 및 크기는 시스템 컨트롤러(12)의 제어하에서 원하는데로 변화될 수 있기 때문에, 카메라 시야의 피사체에 나타나는 옷등과 같은 어떤 대상이 백색 부분을 기준으로 하여 백색 밸런스 제어가 실행될 수 있다. 그러므로, 렌즈상에 불편하게 놓이는 백색 모자등과 같은 것을 기준으로 하여 백색 밸런스 조정을 실행하는 것이 필요로 되지 않는다. 비디오 카메라의 시야에 있는 대상이 백색 부분을 기준으로 한 백색 밸런스 제어로 말미암아 백색 밸런스가 백색으로 가정되는 모든 화상의 적분값을 기준으로 하여 이루어질때 구해지는 것보다 더욱 정확한 백색 밸런스 조정이 이루어질 수 있다.

상기한 바와 같이 원-푸시 자동 백색 밸런스 제어를 행하는데 있어서, 복수의 백색 밸런스 검출 영역이 설정 또는 확정되며, 소위 흑체 방사 곡선에 근접한 백색 밸런스 검출 영역들중 한 영역이 백색 밸런스 제어를 행하는데 있는 실질적인 이용을 위해 선택된다.

제4도에 구체적으로 보인 바와 같이, 본 발명에 따른 비디오 카메라의 자동 백색 밸런스 검출기(23)에서 Y 분리기 회로(32)로부터 나오는 휘도 신호 Y는 게이트 회로(61A)를 통해 적분기 회로(62A)에 공급된다. C 분리기 회로(33)로부터 나오는 색도 신호 CR과 CB는 게이트 회로(61B,61C)를 통해 적분기 회로(62B,62C) 각각에 공급된다. 적분기 회로(62A,62B 및 62C)의 출력은 자동 백색 밸런스 검출 신호로서 직렬 출력 포트(29)를 통해 시스템 컨트롤러(12)에 공급된다. 게이트 회로(61A,61B,61C)에는 각각의 백색 밸런스 검출 영역을 확정하는 자동 백색 밸런스 검출 영역 설정 회로(26)로부터 나오는 게이트 인에이블링 신호가 인가된다. 완전 자동 백색 밸런스 제어 모드에서, 백색 밸런스 검출 영역은 CCD 영상 장치(8)에 투사되는 영상과 사실상 공동으로 신장되도록 회로(26)에 의해 설정된다. 원-푸시 자동 백색 밸런스 제어 모드에서, 백색 밸런스 검출 영역 WB1의 위치 및 크기는 CCD 영상 장치(8)에 투사되는 영상의 백색 부분과 일치하도록 회로(26)에 의해 가변 결정되거나 또는 설정된다.

시스템 컨트롤러(12)는 적분기 회로(62A,62B,62C) 각각으로부터 유도되는 휘도 신호 Y와 색도 신호 CR및 CB의 적분값 IN(Y), IN(CR) 및 IN(CB)를 토대로 하여 다음 연산을 행한다.

휘도 신호 Y의 적분값 IN(Y)으로부터 색도 신호 CR과 CB의 적분값 IN(CR)과 IN(CB)를 감산함으로써, 녹(G) 색 신호의 적분값 IN(G)가 다음과 같이 구해진다.

IN(Y)-IN(CR)-IN(CB)=IN(3G+2R+2B)-IN(2R-G)-IN(2B-G)=IN(5G)

색도 신호 CR의 적분값 IN(CR)과 상기 과정으로 구해진 녹(G) 색 신호의 적분값(N(G)을 가산함으로써, 적(R)색 신호의 적분값 IN(R)은 다음과 같이 구해진다.

IN(CR)+IN(G)=IN(2R-G)+IN(G)=IN(2R)

색도 신호 CB의 적분값 IN(CB)와 상기와 구해진 녹(G)색 신호의 적분값 IN(G)을 가산함으로써, 청(B)색 신호의 적분값 IN(B)는 다음과 같이 구해진다.

IN(CR)+IN(G)=IN(2B-G)+IN(G)=IN(2B)

상기와 같이 시스템 컨트롤러에서 구해진 3개의 성분 색신호 R, G 및 B의 레벨에 대한 적분값이 연결부(12a)를 통해 프로세서(10)에 전송되며, 통상의 백색 밸런스 제어 회로에서와 같이 3개의 성분 색신호 R, G 및 B 레벨의 소정 비를 유지하도록 출력 단자(16A,16B)(제1도)에서의 휘도 및 색도 신호로부터 유도되는 3개의 성분 색신호 R, G 및 B 각각에 대한 이득을 결정하는데 활용된다.

본 발명에 따르면, 공통 광학 검출 회로의 자동 초점, 자동 노출 및 자동 백색 밸런스 섹션과 연결된 공통적인 입력 및 출력 직렬 포트를 갖는 공통 시스템 컨트롤러의 제어하에서 디지털 자동 초점, 자동 노출 및 자동 백색 밸런스 제어를 모두 갖는 비디오 카메라가 제공되어 있다.

또한 본 발명의 비디오 카메라의 자동 노출 제어에서, 휘도 신호 레벨의 분포는 분포 검출기(58A,58B)의 출력 H1및 H2로부터 검출되며, 역광, 과도 순광, 또는 정상 순광은 검출된 휘도 신호 레벨의 분포를 나타내는 출력 H1및 H2로부터 정확히 결정된다.

더욱이, 본 발명의 자동 노출 제어 장치에서, 역광 또는 과도 순광에 대한 조정은 다음과 같이 분포 검출기(58A,58B)에 의해 검출되는 휘도 신호 레벨의 분포에 응답하여 이루어진다.

노출 검출 영역 AE21와 AE22또는 AE′21와 AE′22의 위치 및 크기는 출력 H1과 H2로 표시되는 휘도 신호 레벨의 분포에 따라서 결정된다.

배율기(74A,74B)의 계수는 검출기(58A,58B) 각각의 출력 H1및 H2로 나타내지는 검출된 휘도 신호 레벨 분포에 응답하여 결정되며, 그럼으로써 각각 선택된 노출 영역 AE21또는 AE22과 AE′21과 AE′22에 대응하는 검출 신호 P1과 IN1의 합산 및 검출 신호 P2와 IN2에 주어지는 상대 가중치가 결정된다.

니 회로(51)의 전환점 또는 니 K1은 출력 H1과 H2로 표시되는 휘도 신호 레벨의 분포에 따라 결정되어, 회로 신호 레벨의 분포가 노출 제어 시스템의 전반적인 이득을 결정하게 된다.

비록 본 발명의 양호한 실시예 및 여러가지 변형이 첨부한 도면을 참조로 상세히 설명되었지만 본 기술에 통상의 지식을 가진 자이면 청구범위에 청구된 바와 같은 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고도 여러가지 각종 변형 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 광 수용 표면(light reception surface)을 구비하며 상기 표면 위에 투사된 광 영상(light image)에 대응하는 휘도 신호(Y)를 제공하는 영상 픽업 수단(2)과, 상기 표면 위에, 렌즈 수단(F1,F2,F3,F4)의 시아에 있는 피사체에 대응하는 영상의 형태로 입사광(incident light)을 향하게 하는 상기 렌즈 수단(F1,F2,F3,F4)과, 상기 표면 위에 입사하는 광의 양을 제어하는 노출 수단(14,4)과, 상기 렌즈 수단(F1,F2,F3,F4)의 초점을 제어하는 초점 수단(13,3)과, 상기 표면의 적어도 하나의 노출 검출 영역과 적어도 하나의 초점 검출 영역을 확정하는 수단과, 상기 노출 검출 영역에 대응하는 휘도 신호(Y)의 레벨 및 분포를 검출하는 자동-노출 검출기 수단(22)과, 상기 초점 검출 영역에 대응하는 상기 휘도 신호(Y)의 레벨 및 분포를 검출하는 자동-초점 검출기 수단(21)과, 상기 자동-노출 검출기 수단(22) 및 상기 자동-초점 검출기 수단(21)의 출력에 따라 상기 노출 수단(14,4) 및 상기 초점 수단(13,3)을 제어하는 자동-제어 수단(12)을 포함하는 비디오 카메라에 있어서, 상기 자동-초점 검출기 수단(21)은, 상기 휘도 신호(Y)를 각각 수신하여 필터 특성에 따른 신호를 출력하는 필터 수단(35 내지 38)으로서, 상기 필터 수단(35 내지 38) 각각은 상기 렌즈 수단(F1,F2,F3,F4)의 정확한 초점 위치에서 필터 특성(35′ 내지 38′)을 최대로 가지며, 상기 필터 수단(35 내지 38) 각각의 출력은 상기 정확한 초점 위치로부터 상기 렌즈 수단(F1,F2,F3,F4)의 편차에 따라 감소하며, 상기 필터 수단(35 내지 38) 각각의 필터 특성(35′ 내지 38′)은 상이한 선명도(sharpness)를 갖는 상기 필터 수단(35 내지 38)과, 상기 정확한 초점 상태와 관련해서 현재 사용되고 있는 필터 수단의 출력 신호의 변화율(rate of change)이 상기 렌즈 수단(F1,F2,F3,F4)의 선정된 위치에서 감소할때, 상기 현재 사용되고 있는 선택 수단의 필터 특성 보다 더 좁은 필터 특성(35′ 내지 38′)으로 필터 수단(35 내지 38)을 선택하는 선택기 수단(39A 내지 39D)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  2. 제1항에 있어서, 백색-밸런스 제어 수단(10)을 더 포함하며, 상기 제어 수단(12)은 백색 밸런스 검출 신호에 응답해서 상기 백색-밸런스 제어 수단(10)에 디지털 제어 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  3. 제1항에 있어서, 상기 노출 수단은, 아날로그 자동 이득 제어 수단(8)과, 상기 제어 수단(12)으로부터 디지털 제어 신호를 수신하여 그 신호를 상기 자동 이득 제어 수단(8)을 위한 아날로그 제어 신호로 변환시키는 디지털/아날로그 변환 수단(15)과, 상기 영상 픽업 수단(2)에 입사하는 광의 양을 제어하는 조정 가능한 조리개 수단(4)과, 상기 제어 수단(12)로부터의 디지털 제어 신호에 의해 조정될 수 있는 상기 조정 가능한 조리개 수단(4)용 구동 수단(14)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  4. 제2항에 있어서, 상기 노출 수단은 상기 영상 픽업 수단(2)상에 입사하는 광의 양을 제어하는 조정 가능한 조리개 수단(4)을 포함하며, 상기 자동-노출 검출기 수단(22)은 상기 노출 검출 영역을 확정하는 수단과, 상기 노출 검출 영역에 대응하는 상기 휘도 신호(Y)의 레벨을 검출하는 제1검출기 수단(54)과, 상기 제1검출기 수단(54)의 출력으로부터 노출 검출 신호를 제공하는 수단(29)과, 상기 노출 검출 영역에 대응하는 상기 휘도 신호(Y)의 레벨의 분포를 검출하는 제2검출기 수단(58)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  5. 제4항에 있어서, 상기 노출 검출 영역에 대응하는 상기 휘도 신호(Y)의 레벨을 나타내는 상기 제1검출기 수단(54)의 출력을 상대적으로 가중하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1검출기 수단은 피크 검출기(54A,54B) 및 적분 검출기(56A,56B)를 포함하며, 상기 피크 검출기(54A,54B) 및 상기 적분 검출기(56A,56B)의 출력을 상대적으로 가중하는 수단(25,28)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  7. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단(12)은 상기 자동-초점 검출기 수단(54A,54B)의 출력에 응답해서 상기 각각의 노출 검출 영역의 위치와 치수를 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  8. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 자동-노출 검출기 수단(22)은, 상기 노출 검출 영역에 대응하는 상기 휘도 신호(Y)의 레벨을 각각 검출하는 제1검출기 수단(54,56)과, 상기 노출 검출 영역에 대응하는 휘도 신호(Y)의 상기 레벨의 분포를 장면(scene)의 광 상태의 표시로서 검출하는 제2검출기 수단(58)을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  9. 제8항에 있어서, 상기 노출 검출 영역에 대응하는 상기 휘도 신호(Y)의 레벨을 나타내는 상기 제1검출기 수단(54,56)의 출력을 각각 상대적으로 가중하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1검출시 수단(54,56)은 상기 노출 검출 영역 각각에 대한 피크 검출기(54A,54B) 및 적분 검출기(56A,56B)를 포함하며, 상기 노출 영역 각각에 대한 상기 피크 검출기(54A,54B) 및 상기 적분 검출기(56A,56B)의 출력을 상대적으로 가중하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  11. 제10항에 있어서, 비선형 전달 수단(51)을 더 포함하며, 상기 비선형 전달 수단을 통해 상기 휘도 신호(Y)는 상기 노출 검출 영역 각각에 대한 상기 적분 검출기(56A,56B)에 제공되며, 상기 비선형 전달 수단(51)은 상기 적분 검출기들의 상기 휘도 신호(Y)의 높은 진폭의 효과를 상대적으로 감소시키는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  12. 제11항에 있어서, 상기 비선형 전달 수단(51)의 상기 특성을 변화시키는 상기 제2검출기 수단(58A,58B)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  13. 제9항 내지 제12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 광 수용 표면(light reception surfae)의 중앙 부분 및 주변 부분에 각각 대응하는 제1 및 제2노출 검출 영역, 또는 하나가 다른 하나를 횡단 신장하면서 상기 광 수용 표면의 부분에 각각 대응하는 제3 및 제4노출 영역을 선택적으로 확정하는 동작을 하는 노출 검출 영역 확정 수단을 더 포함하며, 상기 제어 수단(12)은, 상기 제1 및 제2검출기 수단(58A,58B)이 상기 장면(scene)의 역광(back-lighting) 또는 과도한 순광(excessive front-lighting)을 나타내는 상기 휘도 신호(Y) 레벨의 분포를 검출할 때는 상기 제1 및 제2영역을 선택하고, 상기 제1 및 제2검출기 수단(58A,58B)이 상기 장면의 정상적인 순광(normal front-lighting)을 나타내는 상기 휘도 신호(Y)레벨의 분포를 검출할때는 상기 제3 및 제4영역을 선택하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  14. 제9항 내지 제12항중 어느 한 항에 있어서, 선정된 임계값을 초과하는 상기 휘도 신호(Y)의 레벨만을 상기 제2검출기 수단(58A,58B)으로 제공하는 수단(52)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  15. 제9항 내지 제12항중 어느 한 항에 있어서, 비선형 전달 수단(51)을 더 포함하며, 상기 비선형 전달 수단을 통해 상기 노출 검출 영역 각각에 대한 상기 제1 및 제2검출기 수단(54,56)으로 상기 휘도 신호(Y)가 제공되며, 상기 비선형 전달 수단(51)은 상기 휘도 신호(Y)의 높은 진폭의 효과를 상대적으로 감소시키는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제2검출기 수단(58)에 응답해서 상기 비선형 전달 수단(51)의 상기 특성을 변화시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 카메라.
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