KR100295237B1 - 초점정보검출장치,초점검출장치및이를사용한카메라 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 시분할에 의거하여 상이한 동공으로부터 화상을 검출하고 또한 상이한 영역으로부터 화상의 위상차를 검출하고, 이에 의해 디포커스량을 검출하는 초점검출장치를 개시한다. 이와 같은 타입의 초점검출장치는, 피사체와 촬영광학계 사이의 상대이동의 영향 때문에, 정확한 디포커스량을 검출할 수 없다.

본 발명은, 시분할에 의거하여 동일의 동공영역으로부터 화상을 검출하고, 이 화상사이의 위상차를 결정하고, 또한 디포커스량의 연산시에, 동일의 동공영역으로부터의 화상사이의 위상차에 대응하는 보정을 행함으로써, 정확한 디포커스량을 얻는데 있다.

Description

초점정보검출장치, 초점검출장치 및 이를 사용한 카메라

제1도는 본 발명의 초점검출장치를 구비한 카메라의 구성을 도시한 블록도.

제2(a)도, 제2(b)도, 제2(c)도는 제1도에 도시된 동공위치이동기구를 구성하는 조리개 시스템을 도시하는 도면.

제3도는 인터라인형 CCD의 구성을 도시한 개략도.

제4도는 CCD의 촬상영역을 도시한 개략도.

제5도는 CCD의 구동동작을 도시한 파형차트.

제6도는 상관연산동작을 설명하는 도면.

제7도는 본 발명의 보정동작을 도시한 개략도.

제8(a)도, 제8(b)도는 제7도와의 조합으로 본 발명의 보정동작을 설명하는 개략도.

제9(a)도, 제9(b)도는 본 발명의 실시예 2 내지 실시예 5의 카메라의 합초상태에서, 상이한 동공영역을 통과하는 광속과 CCD표면위의 광속의 결상상태를 도시하는 도면.

제10(a)도, 제10(b)도, 제10(c)도는 본 발명의 실시예 2 내지 실시예 5의 카메라의 전초점상태에서, 상이한 동공영역을 통과하는 광속과 CCD표면위의 광속의 결상 상태를 도시한 도면.

제11(a)도, 제11(b)도, 제11(c)도는 본 발명의 실시예 2 내지 실시예 5의 카메라의 후초점상태에서, 상이한 동공영역을 통과하는 광속과 CCD표면위의 광속의 결상상태를 도시한 도면.

제12도는 본 발명의 실시예 2 내지 실시예 5의 카메라에 구비된 동공영역의 변화부를 도시한 사시도.

제13도는 제12도에 도시된 구성의 세로방향의 단면도.

제14도는 본 발명의 실시예 2 내지 실시예 5의 카메라의 주요전기구성을 도시한 블록도.

제15(a)도, 제15(b)도, 제15(c)도는 본 발명의 실시예 2 내지 실시예 5의 카메라의 동공영역의 변경동작을 도시한 도면.

제16도, 제17도, 제18도는 제14도에 도시된 CCD에 대한 구동방법을 설명하는 도면.

제19도, 제20도는 본 발명의 실시예 2 내지 실시예 5의 카메라의 보정연산에 의한 위상차검출동작을 설명하는 차트.

제21(a)도, 제21(b)도는 촬영동작시에 카메라가 수직방향으로 진동하는 경우의 상태를 도시한 도면.

제22도, 제24도는 본 발명의 실시예 2 내지 실시예 5의 카메라의 상관변화를 도시한 차트.

제23도는 본 발명의 실시예 2 내지 실시예 5의 카메라의 보간방법을 도시한 차트.

제25도는 본 발명의 실시예 2 내지 실시예 5의 카메라의 시프트범위를 연산하는 처리를 도시한 흐름도.

제26도, 제27도는 본 발명의 실시예 2의 카메라의 손진동(hand vibration)을 검출하는 방법을 도시한 차트.

제28도는 본 발명의 실시예 2의 카메라의 제어순서를 도시한 흐름도.

제29도는 본 발명의 실시예 2의 카메라의 초점검출동작의 일예를 도시한 흐름도.

제30도는 본 발명의 실시예 2의 카메라의 디포커스량의 연산동작의 일예를 도시한 흐름도.

제31도는 본 발명의 실시예 2의 카메라의 초점검출동작의 다른 예를 도시한 흐름도.

제32도는 본 발명의 실시예 2의 카메라의 디포커스량 연산동작의 다른 예를 도시한 흐름도.

제33도는 본 발명의 실시예 3의 손의 진동을 검출하는 방법을 도시한 차트.

제34도는 본 발명의 실시예 3의 카메라의 초점검출동작의 일예를 도시한 흐름도.

제35도는 본 발명의 실시예 3의 카메라의 디포커스량의 연산동작의 일예를 도시한 흐름도.

제36도는 본 발명의 실시예 3의 카메라의 초점검출동작의 다른 예를 도시한 흐름도.

제37도는 본 발명의 실시예 3의 카메라의 디포커스량의 연산동작의 다른 예를 도시한 흐름도.

제38도는 본 발명의 실시예 3의 카메라의 초점검출동작의 다른 예를 도시한 흐름도.

제39도는 본 발명의 실시예 3의 카메라의 디포커스량연산동작의 다른 예를 도시한 흐름도.

제40도는 본 발명의 실시예 4의 카메라의 손의 진동을 검출하는 방법을 도시한 차트.

제41도는 본 발명의 실시예 4의 카메라의 초점검출동작의 예를 도시한 흐름도.

제42도는 본 발명의 실시예 4의 카메라의 디포커스량의 연산동작의 예를 도시한 흐름도.

제43도는 본 발명의 실시예 4의 카메라의 초점검출동작의 다른 예를 도시한 흐름도.

제44도는 본 발명의 실시예 4의 카메라의 디포커스량의 연산동작의 다른 예를 도시한 흐름도.

제45도는 본 발명의 실시예 4의 카메라의 초점검출동작의 다른 예를 도시한 흐름도.

제46도는 본 발명의 실시예 4의 카메라의 디포커스량의 연산동작의 다른 예를 도시한 흐름도.

제47도는 본 발명의 실시예 5의 카메라에서의 화상신호축적의 시간간격과 연산방법사이의 관계를 도시한 차트.

제48도는 본 발명의 실시예 5의 카메라의 초점검출동작을 도시한 흐름도.

제49도는 본 발명의 실시예 5의 카메라의 화상신호의 수를 연산하는 제어순서의 일부를 도시한 흐름도.

제50도는 제49도에 도시된 제어순서의 일부이외의 부분을 도시한 흐름도.

제51도는 제48도의 동작 “화상신호저장2의” 상세를 도시한 흐름도.

제52도는 제48도의 동작 “화상신호저장3”의 상세를 도시한 흐름도.

제53도는 제48도의 동작 “화상신호저장4”의 상세를 도시한 흐름도.

제54도는 제48도의 동작 “화상신호저장5”의 상세를 도시한 흐름도.

제55도는 본 발명의 실시예 5의 카메라의 디포커스량의 연산동작을 도시한 흐름도.

제56도는 통상의 일안리플렉스카메라의 광학계의 배열을 도시한 도면.

제57(a)도, 제57(b)도, 제57(c)도는 제48도에 도시된 구성의 일안리플렉스카메라의 초점검출의 원리를 도시한 도면.

제58(a)도, 제58(b)도는 촬영광속을 2개의 영역으로 시계열적으로 분할하고, 얻은 화상신호의 위상차에 의해 초점상태를 검출하는 종래의 초점검출장치의 결점을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a : 초점용 렌즈군 1b : 초점용 렌즈군(1a)이외의 렌즈군

2 : 렌즈구동기구 3 : 셔터조리개시스템

3a : 조리개원판 3b, 67 : 차광판

3c, 3d, 66 : 모터 4 : 신호처리계

5, 71 : A/D변환기 6, 72 : 디지털신호처리부

7, 79 : 시스템제어부 8 : PCMCIA에 의거한 슬롯 및 그 제어기

9, 77 : 버퍼메모리 10, 76 : 전자비유화인더(electronic view finder)

10, 15 : 드라이버 12, 74 : D/A변환기

13, 73 : VRAM 14 : 외부의 단색액정표시

20, 60, 61 : 촬영렌즈 21b, 21c, 65 : 조리개

22 : 촬상소자 23a, 23b, 23c, 25a, 25b, 26b, 26c : 광속

24 : 광축 31 : 화소

32 : 수직전하전송소자 33 : 수평전하전송소자

34 : 출력부 41, 42, 43 : 영역

51, 52, 53, 54 : 구동펄스 62 : 광학저대역필터

63 : 적외선차단필터 64, 70 : 고체촬상소자

65a, 65b : 구멍 69 : 동공영역

75, 81 : LCD드라이버 78 : 메모리

80 : 표시부재 82 : CCD드라이버

83 : 렌즈제어부 84 : 조작스위치

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 디지털카메라 등에 구비되기에 적합하고, 광학계를 통과하는 촬영광속을 적어도 2개의 상이한 영역으로 시계열적으로 분할하고, 각각의 영역을 통하여 화상센서수단위에 시계열적으로 결상된 광학화상을 화상신호로 변환하고 화상신호의 위상차를 검출하고, 이에 의해 광학계의 초점상태를 연산하는 초점검출장치의 개량에 관한 것이다.

일안리플렉스형(single lens reflex type)의 실버핼라이드계필름을 사용하는 종래의 카메라에 사용된 자동초점장치중에서, 위상차검출방식에 의거한 것이 널리 사용되고 있다.

제56도는 위상차검출방식의 종래의 초점검출장치가 구비된 일안리플렉스형 광학계의 배열을 도시한 도면이다. 이 도면에서, 촬영렌즈(1)로부터 출사하는 광속(9a)은, 해프미러를 구성하는 주거울(2)에 의해 초점용 스크린(3)의 방향으로 광속(9b)으로서 부분적으로 반사되고, 매트면(matted face)위에 피사체의 화상이 결상된다. 촬영자는 접안레즈(5a),(5b)와 펜타고널루프프리즘(4)을 통하여 초점용 스크린위에 피사체상을 관찰한다.

한편, 광속(9a)중에서 주거울(2)에 의해 전송된 일부의 광속(91)은 서브미러(6)에 의해서 반사되고, 광속(9f)으로서 초점검출장치(7)에 안내되고, 이 초점검출장치는 실버핼라이드계 촬영필름(8)에 관계되는 촬영렌즈의 초점상태(디포커스량)을 광속(9f)에 의해서 검출한다.

검출된 디포커스량은 촬영렌즈가 비합초상태로 판정하도록 초점의 소정범위보다 크게 되고, 따라서 도시되지 않은 제어회로는 촬영렌즈(1)의 초점렌즈를 구동하여 디포커스량을 상쇄하도록 제어하고, 이에 의해 초점동작을 달성한다.

제57(a)도 내지 제57(c)도를 참조하면서 종래의 초점검출장치의 초점검출원리에 대하여 이하 설명한다.

제57(a)도는 합초상태를 도시하고, 여기서 촬영렌즈(10)의 두 개의 상이한 동공을 각각 통과한 광속(16a),(16b)는 주초점평면(14)위에 결상되고, 주초점평면위의 피사체의 화상은, 재결합된 화상의 각각을 위해 두 개의 라인센서를 가지는 센서평면(13)위에 제 2화상렌즈(12a),(12b)에 의해 주초점평면위의 피사체화상이 재결상된다. 촬영렌즈(10)의 주화상평면 근처에 필드렌즈(11)가 배치되고, 따라서 소정의 화상높이의 광속이 센서평면(13)에 효과적으로 안내되고 화상높이의 증가로부터 초래되는 광량의 손실을 방지한다. 촬영렌즈(10)의 상이한 동공을 통과하는 2개의 광속(16a),(16b)은 일반적으로 촬영렌즈의 바로앞에 위치하거나 또는 제 2의 결상렌즈(12a),(12b)의 바로 뒤에 위치한 도시하지 않은 조리개에 의해 제한되고, 또한 촬영렌즈(10)는 동공을 분할하는 부재를 구비하지 않는다. δ₀가 합초상태에서 두화상의 위치의 상대거리(위상차)인 것으로 가정하면, 현재 상태의 디포커스량과 방향은 δ₀사이의 차이와 실제적으로 부여된 위상차로부터 알 수 있다.

제57(b)도는 렌즈가 앞쪽에서 디포커스량(d₁)만큼 결상된 상태를 도시하고, 여기서 두화상의 위상차(δ₁)는 δ₁보다 적게되고 차이(δ₀-δ1)는 d₁의 증가에 따라 증가한다.

제57(c)도는 렌즈가 뒤쪽에서 디포커스량(d₂)만큼 결상된 상태를 도시하고, 여기서 두 화상의 위상차 δ₂는 δ₀보다 크게되고 차이(δ₂-δ₀)는 d₁의 증가에 따라 증가한다. 이와 같은 방식으로, 센서평면(13)위에 결상된 두화상의 위상차의 검출에 의해 촬영렌즈의 초점상태, 또는 리포커스량의 크기 및 방향을 검출하도록 한다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

그러나, 종래기술에서는, 일안리플렉스형 카메라는, 초점검출장치를 위한 공간을 확보하기 위해 필연적으로 커지게 되고 또한 이를 위해 필요한 비용에 의해 고가로 된다. 또한, 초점의 정확도가 촬영필름과 초점검출장치사이의 상대위치관계 때문에 열화되고, 또한 온도의 변화에 의하거나 또는 신속한 리턴미러의 시간의존성변동에 의하여 초점검출장치가 변동한다.

디지털카메라 등의 촬영장치는, 이미지센서로서 고체촬상장치를 사용하고, 또한 이 고체촬상장치를 초점검출센서로 사용함으로써 상기한 결점을 피할 수 없다. 예를 들면 비디오카메라에 사용되는 고체촬상장치를 초점검출용 센서로 사용하는 방법은, 고체촬상장치위의 피사체상의 검출된 콘트라스트에 의거하여, 결상동작을 행하는 공정으로 구성되지만, 이와 같은 방법은 정확한 디포커스량을 검출할 수 없기 때문에 고속 및 고정밀도의 결상을 행할 수 있다.

그러나, 두 개의 상이한 동공영역중 어느한 동공영역에 투과성을 부여하는 동공분할수단을 촬영렌즈에 설치하고, 이와 같은 투과성동공영역을 통과한 광속에 의해 얻은 피사체상과 다른 동공영역을 통한 광속에 의해 얻은 피사체상사이의 상대위치차이 즉 위상차를 검출하고, 이에 의해 디포커스량을 얻음으로써, 상기한 결점없이 고속 및 고정밀도의 결상이 달성될 수 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 구성에서는, 한쪽의 동공영역을 통과한 광속에 의해 형성된 피사체상의 화상신호가 우선 저장되고 다음에 다른쪽의 동공영역을 통과한 광속에 의해 형성된 피사체화상의 화상신호가 나중에 저장되고, 따라서 저장시간이 서로 상이하다.

제58(a)도와 제58(b)도는 카메라에 대해 일정한 위치관계에 있는 정지 피사체와 카메라에 대해 위치관계가 변동되는 이동 피사체의 각각에 대한 초점검출동작의 위상차를 도시한 도면이고, 여기서 L은 촬영렌즈의 좌동공을 통과한 광속에 의해 형성된 피사체상에 대응하는 화상신호를 나타내고, 한편 R는 촬영렌즈의 동공을 통과한 광속에 의해 형성된 피사체상에 대응하는 화상신호를 나타낸다.

제58(a)도에 도시한 바와 같은 정지피사체의 경우에는 처음에 저장된 화상신호 L₁과 나중에 저장된 화상신호 R₂사이의 위상차 δ₁₂는 디포커스량에 대응하는 진의 위상차 δ₁₁와 동일하고, 따라서 정확한 초점검출이 가능하다.

한편, 제58(b)도에 도시한 바와 같은 이동피상체의 경우에는, 화상신호(L₁)의 저장과 화상신호(R₂)의 저장사이에 피사체상이 δ_m만큼 고체촬상장치위에서 이동되고, 따라서 화상신호(L₁),(R₂)에 의해 얻은 위상차(δ₁₂)는 진의 위상차(δ₁₁)와 이동량(δ_m)의 합계에 대응한다. 따라서, 초점검출의 결과는 이동량(δ_m)에 대응하는 에러를 포함하고 이에 의해 초점검출의 정밀도는 그 만큼 열화된다.

카메라와 피사체사이의 상대적인 위치단계에서의 변화의 대표적인 예는 손으로 잡은 촬영동작시에 손의 진동의 경우이다. 이와 같은 손의 진동에 기인한 초점검출의 에러는, 촬영렌즈의 초점거리가 보다 길어짐에 따라 또한 두화상신호의 저장사이의 시간차이가 보다 길어짐에 따라, 증가한다.

본 출원의 한 측면은, 촬영동작을 하는 동안 피사체가 광학계에 대해 상대적으로 이동하는 경우에도, 피사체와 촬영광학계사이의 상대적인 이동을 보상할 수 있는 초점검출장치를 제공하는 데 있다.

본 출원의 한 측면은, 초점검출을 위해 복수의 화상을 얻기 위하여, 상이한 동공영역을 통과한 광속에 의해 형성된 각각의 화상의 저장이외에, 적어도 한 개의 동공영역을 통과한 광속에 의해 형성된 화상을 적어도 2회 저장함으로써, 피상체와 촬영광학계사이의 상대이동을 보상할 수 있는 초점검출장치를 제공하는 데 있다.

본 출원의 한 측면은, 3개의 화상신호로부터 얻은 2세트의 위상차정보를 사용하여, 등속도로 이동하는 광학화상으로부터 초래되는 초점검출의 에러를 제거할 수 있는 초점검출장치를 제공하는 데 있다.

본 출원의 한 측면은, 3개의 화상신호로부터 얻은 2세트의 위상차정보를 사용하여, 등속도로 또는 등가속도로 이동하는 광학화상으로부터 초래되는 초점검출의 에러를 제거할 수 있는 초점검출장치를 제공하는 데 있다.

본 출원의 한 측면은, 적어도 4개의 화상신호로부터 얻은 적어도 3세트의 위상차정보를 사용하여, 등속도로 또는 등가속도로 이동하는 광학화상으로부터 초래되는 초점검출의 에러를 제거할 수 있는 초점검출장치를 제공하는 데 있다.

본 출원의 한 측면은, 복수의 위상차정보를 사용하여 초점검출의 에러를 제거할 수 있는 초점검출장치에 있어서, 적절한 개수의 위상차정보가 촬영렌즈의 초점거리와 화상신호의 저장의 시간간격 등의 조건에 따라서 선택되고, 이에 의해 초점검출의 정확도를 개선하고 또한 초점검출에 필요한 시간을 단축시킬 수 있는 초점검출장치를 제공하는 데 있다.

본 출원의 또다른 측면과 본 출원의 특징은 실시예의 이하의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.

[발명의 구성 및 작용]

[실시예 1]

제1도는 본 발명의 실시예 1을 구성하는 초점검출장치와 이 초점검출장치를 이용한 카메라를 도시한 도면이다. 제1도에는, 촬영렌즈의 초점용 렌즈군(1b)과; 촬영렌즈의 초점용렌즈군(1b)이외의 렌즈군(1a)과; 초점용 렌즈군(1b)을 진행하고, 렌즈이동용 모터와 드라이버를 포함하는 렌즈구동기구(2)와; 동공위치이동기구를 포함하는 셔터조리개시스템(3)과; 화상신호를 얻기 위해 광학상을 광전변환하는 신호처리계(4)와; 화상신호를 2진화하는 A/D변환기(5)와; A/D변환기(5)에서 얻은 디지털화상신호에 대해 각종 디지털신호처리를 행하는 디지털신호처리부(6)와; 카메라전체를 위한 시스템제어부(7)와: 기록매체나 기능카드(function card)에 접속된 PCMCIA에 의거한 슬롯 및 그 제어기(8)와; 디지털화상신호의 잠정적인 저장을 위해, 예를 들면 DRAM으로 구성된 버퍼메모리(9)와; 전자비유화인더(electronic view finder)(EVF)(10)와; 이를 위한 드라이버(11)와; 드라이버에 애널로그신호를 공급하는 D/A변환기(12)와; EVF위에 표시된 화상을 저장하고 또한 디지털신호를 D/A변환기에 전송하는 VARA(13)과; 예를 들면 카메라의 모드데이터를 표시하는 외부의 단색액정표시(EXT. LCD)(14)와; EXT. LCD를 위한 드라이버(15)가 도시되어 있다.

다음에, 제1도에 도시된 실시예에 대해서 설명을 한다. 여기서는, 본 발명에 직접적으로 관련된 초점검출방법과 초점검출장치에 대해서 주로 설명한다. 카메라의 전원은 온되고 이에 의해 카메라가 촬영동작을 행할 수 있는 것으로 가정한다. 셔터조리개시스템은, 복수의 상이한 크기의 촬영조리개구멍과 동공시분할위상차를 결정하기 위해 수평방향으로 두 개의 구멍을 가진 동공시분할위상차조리개(이후에는, CCD(4)측으로부터 보이는 좌측의 구멍은 좌측동공으로 칭하고, 또한 우측의 구멍은 우측동공으로 칭함)를 가지는 조리개원판(3a)과, 조리개원판(3a)을 회전하여 동심축으로 형성된 조리개를 선택하여 소정의 조리개를 광로에 이르게 하는 모터(3d)와, 위상차에 의거하여 시분할자동초점동작시에 좌측동공 또는 우측동공을 차광하는 차광판(3b) 및 이 차광판(3b)을 이동하는 모터(3c)를 구비하고 있다.

시분할위상차자동초점동작을 행하기 위하여, 시스템제어부(7)는 명령을 전송하의 조리개원판(3a)을 회전하고, 이에 의해 동공시분할위상차조리개를 광로에 이르게 한다. 제2(a)도 내지 제2(c)도는 조리개원판(3a)과 차광판(3b)사이의 위치관계를 도시한다. 제1도, 제2(a)도 내지 제2(c)도에서의 점선원(A)은, 촬영광학계의 조리개가 충분히 개방될때에, 동공의 형상을 나타낸다. 우선, 동공시분할조리개의 우측동공은 제2(a)도에 도시한 바와 같이 차광판(3b)에 의해 차광되고, 또한 촬영광학계의 좌측의 동공영역을 통과하는 광속에 의해 형성된 광학화상이 CCD위에 결상되고, 저장된다. 좌측의 동공영역을 통과하는 광속으로부터 얻은 자동초점화상데이터는 좌화상1으로 칭한다.

다음에, 상이한 동공영역을 통과한 광속으로부터 얻는 자동초점화상데이터를 얻기 위해서는, 제2(b)도에 도시한 바와 같이 차광판을 변위시키기도록 모터(3c)를 동작시키고, 촬영광학계의 좌측의 동공영역을 통과하는 광속에 의해 형성된 광학화상이 CCD위에 결상되고, 저장된다. 우측의 동공영역을 통과하는 광속으로부터 얻은 자동초점화상데이터는 우화상1으로 칭한다.

다음에, 동일의 동공영역을 통과하는 광속으로부터 얻은 자동초점화상데이터를 얻기 위해서는, 제2(a)도에 도시한 바와 같이 차광판(3b)이 다시 이동하고, 또한 CCD위에 형성된 광학화상이 저장된다. 좌측의 동공영역을 통과하는 광속으로부터 얻은 자동초점화상데이터는 좌화상2으로 칭한다.

자동초점화상데이터의 저장을 위한 노출동작은, 전자셔터 또는 도시되지 않은 기계적인 셔터에 의해 실행되고, 최종적으로 상이한 구멍영역의 복수의 동공분할조리개 또는 보조조명에 의해 조정된다.

본 실시예에서는, 동공분할조리개와 촬영조리개가 동일의 조리개원판(3a)의 회전에 의해 선택되지만, 동공분할조리개와 촬영렌조리개는 별도로 구성되어도 된다. 이 경우에는, 상이한 구멍크기의 복수의 동공분할조리개를 형성하는 대신에 촬영조리개에 의해 노출을 조정할 수 있다.

좌화상1, 우화상1 및 좌화상2을 구성하는 자동초점화상데이터의 저장과 다음의 촬영동작은 가능한 한 단시간내에 행하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 자동저장화상데이터를 저장하기 위한 데이터판독출력은, 고체촬상장치의 영역전체로부터 행하면 장시간이 걸리므로, 초점검출을 위해 필요한 부분적인 영역에서 행하고, 이에 의해 촬영동작시에서보다 짧은 판독출력시간으로 달성된다.

이와 같은 데이터판독출력시간에 대해서 이하 설명한다. 제3도는 인터라인형 CCD의 개략도이다. 제3도에는, 화소(31), 수직전하전송소자(32), 수평전하전송소자(33) 및 출력부(34)가 도시되어 있다. 화소에서 광전변환에 의해 얻은 신호전하는 수직전하전송소자에 전송되고, 4상구동펄스 ØV1, ØV2, ØV3, ØV4에 따라서 수평전하전송소자의 방향으로 연속적으로 전송된다. 수평전하전송소자는, 수직신호전송소자로부터, 전송된 수평방향의 행의 신호전하를 2상구동펄스 ØH1, ØH2에 따라서, 출력부의 방향으로 연속적으로 전송되고 신호전하는 출력부에서 전압으로 변환되어 출력된다.

제4도는 CCD의 촬사영역의 개략도이다. 본 실시예에서는, 고속판독출력동작을 달성하기 위해, 필요한 판독출력영역에서만 정상속도로 신호전하를 판독하지만, 다른 영역에서는 스위프전송된다. 통상의 신호판독출력은 영역(41)에서 행하는 반면에, 고속 스위핑신호전송은 전,후영역(42),(43)에서 행한다.

제5도는 CCD의 수직전하전송소자가 4상으로 구동되는 경우의 수직동기기간의 타이밍차트이다. 수직동기신호VD는 저전위상태에 의해 수직공백기간을 나타내고, 한편 수평동기신호HD는 저전위상태에 의해 수평공백기간을 나타낸다. 또한, 4상구동펄스 ØV1, ØV2, ØV3, ØV4 및 화소에서 광전변환에 의해 얻은 신호전하를 수직전하전송소자에 전송하는 판독출력펄스(51),(52)가 도시되어 있다. 4상 구동펄스중에서, 이들 (53),(54)는 제4도의 영역(42),(43)에서 수직전하전송소자의 신호전하의 고속전송을 위한 고속스위프구동펄스이다. 따라서, 부분적인 신호판독출력동작은, 필요한 판독출력영역이외의 기타 영역에서 신호를 스위핑함으로써, 보다 짧은 시간내에 달성될 수 있다.

상기 설명한 고속신호판독에 의해 얻은, 좌화상 1, 우화상 1 및 좌화상 2로 구성되는 자동초점화상데이터는 디포커스량을 결정하는 상관연산에서 사용되고, 이들의 알고리즘에 대하여 이하 설명한다.

간단하게 하기 위해, 대상물이 촬영광학계에 대해서 상대적으로 이동하지 않는 경우에 대하여 우선 설명한다.

좌측동공영역을 통과하는 광빔에 의해 형성된 저장화상데이터(좌화상)과, 우측동공영역을 통과하는 광빔에 의해 형성된 화상데이터(우화상)가 있고, 또한 두세트의 화상데이터사이의 상관을 연산한다. 상관은 소위 “max알고리즘”에 의해 연산되고, 여기서 상관 C(τ)는 다음과 같이 나타낸다.

단, a(i)는 좌화상데이터(i=1,2, …, n)을 나타내고, b(i)는 우화상데이터(i=1,2, …, n)을 나타낸다. 또한 max[a(i+τ), b(i)]는 a(i+τ)와 b(i)중에서 큰 것을 나타내고, m은 상관연산에서 사용하기 위한 n세트(m<n)의 각각의 a(i), b(i)로부터 추출된 데이터의 수를 나타내고, i₀는 n개의 좌화상데이터로부터 m개의 데이터를 추출할때에 스키핑의 개수를 나타낸다.

실제로, 우선 τ=0에서 c(0)를 연산한다. 다음에, 좌화상데이터 a(i)부터, 제6도에 도시한 바와 같이, τ=1만큼 이동된 m개의 데이터를 추출하고, 이들의 데이터와 우화상데이터사이의 상관c(τ)을 연산한다. 이와 같은 방식으로, τ=0,1,2, …, T에 대해서 연속적으로 상관c(τ)을 연산한다. 연산된 상관 c(τ)의 최대값에 대응하는 시프트량τ는, 좌화상데이터 a(i)와 우화상데이터 b(i)사이의 수차에 대응한다. 검출의 정확성을 개선하기 위해서는, 보정의 최대값과 이에 인접한 값을 사용하여 보간에 의해 시프트량을 연산할 수 있다(즉, 편차(τ)는 정수값(화소단위의 값)으로 연산되지 않고 소수점이하로 연산된다).

상관의 연산시에 사용되는 데이터는 복수의 라인으로부터 취하여도 된다. 이와 같은 경우에, 각 라인마다 상관을 계산하여 얻은 상관량을 평균화함으로써, 또는 우선 단일의 라인의 데이터를 얻기위해 수직방향으로 복수의 라인을 평균화한 다음에 단일라인의 상기 데이터에 대한 상관을 연산함으로써, 편차가 결정되어도 된다. 또한, 복수라인중에서 상관을 연산하는 것도 가능하다.

또한, 피사체의 패턴이나 콘트라스트의 영향, 고체촬상장치에 일치화된 컬러필터의 영향 및 잡음의 영향을 적게하기 위하여, 촬상장치의 출력데이터에 필터링처리를 적용한 후에 상관연산을 행하여도 된다. 상관의 특정한 연산방법자체는 본 발명에 직접적으로 관계되지 않으므로, 상기 설명한 연산방법 대신에 다른 공지된 상관연산방법을 사용하여도 된다.

시프트량과 화면의 이동량 또는 디포커스량 사이의 관계가 각각의 광학계에 대해서 고정되므로, 결상에 요구되는 렌즈이동량이나 디포커스량을 결정하기 위해 편차량이 사용되고, 또한 결정상태를 달성하기 위해 광학계에 대한 초점제어를 행한다.

상기 설명에서는, 피사체와 광학계사이의 상대이동이 없는 경우 상이한 동공영역을 통과하는 광빔에 의해 형성된 복수의 화상을 이용하는 초점검출방법에 대하여 설명하였다.

이제부터는, 피사체와 광학계사이에 상대이동이 존재하는 지의 여부를 판정하는 방법에 대하여 설명한다.

간단하게 설명하기 위하여, 제7도에 도시한 바와 같이 광학계의 광축에 수직인 평면에서 등속도로 선형으로 피사체가 이동하는 경우에 대하여 고려한다. 자동초점화상데이터를 구성하는 좌화상 1, 우화상 1 및 좌화상2의 기록동작의 간격이 짧을때에는, 피사체와 광학계사이의 상대이동은, 속도변화가 특별하게 중요하지 않은 경우, 등속도로 간주될 수 있다.

제8(a)도와 제8(b)도는, 피사체와 광학계사이의 상대이동의 유무시에 각각 좌화상데이터 1, 우화상데이터 1 및 좌화상데이터 2를 도시한다.

피사체와 광학계사이에 상대이동이 있는지의 여부를 판단하기 위해서는, 피사체와 촬영광학계사이의 상대이동이 없는 경우에 좌화상과 우화상사이의 상관연산과 마찬가지 방식으로, 동일의 동공영역을 통과하는 광빔에 의해 형성된 상이한 화상데이터, 즉 좌화상 1과 좌화상 2의 화상데이터사이의 상관을 연산하고, 이에 의해 좌화상 1과 좌화상 2사이의 이동량τ이 결정된다. 이와 같은 시프트량이 0이거나 또 소정의 한계범위내에 있는 경우, 상대이동은 없는 것으로 판정한다(제8(a)도). 이 경우에 연산된 상관을 좌, 우화상사이에 행하여 이 사이의 편차를 결정하고, 이에 의해 디포커스량을 결정한다.

한편, 좌화상 1과 좌화상 2사이의 시프트량τ가 0이 아니거나 또는 소정의 한계범위내에 없는 경우에는, 상대이동이 있는 것으로 판정한다(제8(b)도). 이와 같이 판정된 시프트량을 τ m으로 가정한다. 좌화상 1의 기억으로부터 우화상 1의 기억까지의 간격이 우화상 1의 기억으로부터 좌화상 2의 기억까지의 간격과 동일한 경우, 광학계의 광학축에 수직인 평면에서 등속도로 피사체가 이동하므로, 좌화상 1의 기억으로부터 우화상 1의 기억가지의 기간동안 피사체의 이동에 기인한 화상의 편차량이 τ_m/2으로 나타난다. 다음에, 좌화상1과 우화상 1사이의 시프트량 τ₀는 상기에서 설명한 상관연산에 의해 결정된다. 시프트량τ₀은 디포커스에 기인한 편차와 이동에 기인한 편차를 포함한다. 따라서, 실제적인 디포커스에 의해 발생하는 시프트량은, 이동에 의해 발생하는 시프트량을 감산함으로써, 얻어질 수 있다. 이 경우에는, 디포커스에 기인하는 시프트량은 τ=τ₀-υ_m/2으로 부여된다.

이와 같은 얻은 값에 의거하여, 결상을 위해 요구되는 렌즈구동량이 결정되고, 다음에 결상상태를 얻기 위한 촬영동작까지의 시간내에 피사체의 이동량을 고려하여 초점제어를 행하고, 다음에 촬영동작을 행한다.

조리개원판(3a)을 회전하여 광로로부터 동공분할조리개를 후퇴하고, 상이한 크기의 복수의 촬영조리개구멍중에서 적절한 노출을 제공하는 조리개 구멍을 선택한 후에, 촬영동작을 행한다. 다음에 고체촬상소자로부터 데이터를 판독하고, 신호처리부(6)에서 신호처리를 행하고, 다음에 예를 들면 데이터압축을 행하고, PCMCIA슬롯(8)을 통하여 기록매체위에 기록된다.

또한, 화상데이터는, 신호처리부(6)에서, 비유파인더의 표시를 비디오처리를 행하고, EVF(10)위에 VRAM(13)을 통하여 표시되고, 촬영자는 피사체의 화상을 확인할 수 있다.

상기 설명에서는, 단일의 초점길이의 촬영렌즈에 대하여 고려하였지만, 줌렌즈를 또한 촬영렌즈로 사용되어도 된다.

또한 상기 설명에서는, 상이한 동공영역을 얻기위해서 수평방향(좌우방향)으로 시분할에 의거하여 동공을 분할한 경우에 대해서 설명하였지만, 수직방향이나 대각선방향으로 동공을 분할하는 것도 또한 가능하고, 또는 피사체에 따라서 이들 분할을 적절하게 절환하는 것도 가능하고, 또는 동공을 시간분할에 의거하여 3개이상의 영역으로 분할하여 얻은 화상으로 초점검출을 행하는 것도 가능하다.

또한, 상기 설명에서는, 동공영역의 절환을 좌, 우, 좌의 순서로 행하였지만, 동공영역의 절환을 예를 들면, 좌, 좌, 우 또는 우, 좌, 좌의 순서로 행하여도 된다. 또한, 상기 설명에서는, 동일의 동공영역으로부터 화상을 2회 기억하는 경우에 대하여 설명하였지만, 동일의 동공영역으로부터 3회이상의 화상기억에 의해, 등속도가 아닌 경우에도 이동량을 얻는 것이 가능하게 된다.

본 실시예에서는, 상대이동으로부터 초래되는 시프트량이 좌화상 1과 좌화상 2로부터 결정되지만, 손의 진동의 경우에서와 같이 속도가 급속하게 변동되는 경우에는 좌화상 1과 우화상 1사이의 시프트량 및 우화상 1과 좌화상 2사이의 시프트량이 각각 결정되고 또한 이와 같은 시프트량의 평균값은 디포커스로부터 초래되는 편차로서 간주될 수 있다.

[실시예 2]

제9(a)도내지 제9(c)도, 제10(a)도 내지 제10(c)도 및 제11(a)도 내지 제11(c)도는 본 발명의 실시예 2를 구성하는 초점검출장치의 검출원리를 도시하는 도면이다.

제9(a)도 내지 제9(c)도는 합초상태의 광속을 도시한다. 제9(a)도에 도시한 상태에서는, 촬영렌즈(20)로부터 출사하는 광속(23a)은, 촬상소자(22)의 수광면상의 촬영렌즈의 광축(24)에 초점을 결상하고, 이때의 디포커스량은 0이다. 또한, 촬영렌즈(20)의 상부부분에서 구멍(제 1동공영역)을 가지는 조리개(21b)를 제9(b)도에 도시한 바와 같이, 상입될때에, 이로부터 출사하는 광속(23b)은, 촬상소자(22)의 수광면위에서 촬영렌즈의 광축(24)위의 위치로 입사한다. 또한, 촬영렌즈(20)의 하부부분에서 구멍(제 2동공영역)을 가지는 조리개(21c)를 제9(c)도에 도시한 바와 같이 삽입할때에, 이로부터 출사하는 광속(23C)은, 촬상소자(22)의 수광면위에서, 촬영렌즈의 광축(24)위의 위치로 입사한다.

따라서, 합초상태에서, 제 1동공영역(“제 1동공”으로 칭함)에 의해 전송된 광속과 제 2동공영역(“제 2동공”으로 칭함)에 의해 전송된 광속은 촬상소자(22)위의 동일위치로 입사하고, 따라서 두 광속사이의 위상차는 0이다.

제10(a)도 내지 제10(c)도는 합초상태의 광속을 도시한다. 제10(a)도에 도시한 바와 같은 상태에서, 촬영렌즈(20)로부터 출사하는 광속(25a)은 촬상소자(22)의 수광면의 전면에서 da만큼 떨어진 위치에서 초점을 결상한다. 제10(b)도는 촬영렌즈(20)의 상부부분에서 구멍(제 1동공)을 가지는 조리개(21b)를 삽입한 상태를 도시한다. 촬상렌즈(20)로부터 출사하는 광속(25b)은, 촬상소자(22)의 수광면위에서, 촬영렌즈의 광축(24)의 하부로 거리 δ_a/2만큼 떨어진 위치로 입사한다. 또한, 촬영렌즈(20)의 하부부분의 구멍(제 2동공)을 가지는 조리개(21c)가 제10(c)도에 도시한 바와같이 삽입되는 경우에, 촬영렌즈(20)로부터 출사하는 광속(25c)은, 촬상소자(22)의 수광면위에서, 촬영렌즈의 광축(24)의 상부로 거리 δ_a/2만큼 떨어진 위치로 입사한다.

따라서, 이와 같은 후초점상태에서는, 제 1, 제 2동공에 의해 각각 전송된 광속은 촬상소자위에서 위상차δ_a를 발생한다.

제11(a)도 내지 제11(c)도는 후초점상태에서의 광속을 도시한다. 제11(a)도에 도시한 상태에서는, 촬영렌즈(20)로부터 출사하는 광속(26a)은 촬상소자(22)의 수광면의 뒤에서 d_b만큼 떨어진 위치에서 초점을 결상하고, 따라서 디포커스량은 d_b이다. 제11(b)도는 촬영렌즈(20)의 상부부분에서 구멍(제 1동공)을 가지는 조리개(21b)를 삽입한 상태를 도시한다. 촬영렌즈(20)로부터 출사하는 광속(26b)은 촬상소자(22)의 수광면에서 촬영렌즈의 광축(24)위로 거리 δ_b/2만큼 떨어진 위치로 입사한다. 또한, 촬영렌즈(20)의 하부부분에서 구멍(제 2동공)을 가지는 조리개(21c)가 제11(c)도에 도시한 바와 같이 삽입되는 경우에는, 촬영렌즈(20)로부터 출사하는 광속(26c)은, 촬상소자(22)의 수광면위에서, 촬영렌즈의 광축(24)아래로 거리 δ_b/2만큼 떨어진 위치로 입사한다.

따라서, 이와 같은 후초점상태에서는, 제 1, 제 2동공에 의해 각각 전송된 광속은 촬상소자위에 위상차δ_b를 발생한다.

제 2동공을 통과한 광속에 의해 형성된 피사체상이 제 1동공에 의해 전송된 광속에 의해 형성된 피사체상의 상부에 위치하는 경우에 위상차를 정(+)으로 취함으로써, 제10(a)도 내지 제10(c)도에 도시된 전초점상태에서의 위상차는 “+δ_a”로 나타나는 반면에, 제11(a)도 내지 제10(c)도에 도시된 후초점상태는 “-δ_b”로 나타난다. 따라서, 디포크량의 크기와 방향은 위상차의 크기와 신호로부터 알 수 있다.

제12도는 본 발명의 실시예를 구성하는 초점검출장치를 이용한 카메라의 광학계의 일부를 도시한 사시도이고, 제13도는 제12도에 도시된 광학계의 세로방향의 단면도이다.

이들의 도면에서, (60),(61)은, 초점렌즈(61)가 도시되지 않는 렌즈구동모터에 의해 구동되어 초점을 결상하는 촬영렌즈를 나타낸다. 또한, 광학저대역필터(62)와, 적외선차단필터(63)와, 광화상을 화상신호로 변환하고 또한 CCD로 구성된 고체촬상소자(64)와, 모터(66)에 의해 촬영렌즈의 광로에 삽입될 수 있고 또한 이 광로로부터 후퇴할 수 있는 초점검출용 조리개(65)와, 모터(66)에 의해 촬영렌즈의 광로에 삽입될 수 있고 또한 이 광로로부터 후퇴할 수 있는 초점검출용 차광판(67)이 도시되어 있다.

제14도는 본 실시예의 초점검출장치를 가진 카메라의 전기적 구성을 도시한 개략적인 블록도이다.

제14도에 있어서, CCD(제12도에 도시된 CCD(64)에 대응함)로 구성된 고체촬상소자(70)는 애널로그화상신호를 출력하고, 이 애널로그화상신호는 A/D변환기(71)에 의해 디지털신호로 변환되어 디지털신호처리부(72)로 전송된다. 또한, 전자비유파인더(EVF)(76)위에 표시될 화상데이터를 저장하기 위한 메모리수단을 구성하는 VRAM(73)과; VRAM(73)으로부터의 화상데이터를 애널로그신호로 변화하는 D/A변환기(74)와; VRAM(73)으로부터 출력된 화상을 표시하기 위한 전자비유파인더(EVF)(76)를 제어하는 LCD드라이버(75)를 구비하고 있다.

또한, 디지털화상데이터신호와 각종데이터를 일시적으로 저장하기 위한 예를 들면 DRAM을 구성하는 버퍼메모리(77)와; 촬영된 화상데이터를 저장하는 메모리(78)와; 카메라전체를 제어하는 시스템제어부(79)와; 카메라의 설정과 제어상태를 표시하는 표시부(80)와; 표시부재(80)를 구동하는 LCD드라이버(81)와; CCD(70)를 구동하는 CCD드라이버(82)와; 초점제어용 조리개, 초점제어용 차광판, 촬영용 조리개, 초점렌즈를 제어하는 렌즈제어부(83)와; 촬영모드를 설정하고 셔터해제동작을 검출하는 조작스위치(84)가 구비되어 있다.

상기 설명은 본 실시예의 카메라의 주요구성을 나타낸다.

제15(a)도 내지 제15(c)도는 제12도와 제13도에 도시된 초점검출용 조리개(65)와 초점검출용 차광판(67)을 도시한다. 초점검출동작을 행하지 않는 경우, 초점검출용조리개(65)와 초점검출용 차광판(67)은, 제15(a)도에 도시한 바와 같이, 완전개구된 촬영용 조리개에 대응하는 동공영역(69)(유효광속의 통과영역)으로부터 후퇴한다. 초점검출동작을 행하는 경우에는, 초점검출용 조리개(65)는, 모터(66)에 의해, 제15(b)도와 제15(c)도에 도시된 바와 같은 촬영렌즈의 광로에 삽입되는 반면에, 초점검출용차광판(67)은 모터(68)에 의해 이동되어 조리개(65)의 구멍(65a) 또는 구멍(65b)을 덮는다.

제15(b)도에 도시된 상태에서 좌동공에 의해 전송된 광속에 의해 얻은 화상신호는 L'로 표시하고, 한편 제15(c)도에 도시된 상태에서 우동공에 의해 전송된 광속에 의해 얻은 화상신호는 R로 표시한다.

다음에, 제16도, 제17도, 제18도를 참조하면서 촬상소자 즉 CCD의 구동방법에 대하여 설명한다.

시분할에 의거한 동공분할을 이용하는 본 실시예의 초점검출장치에서는, 좌동공을 통과한 광속에 의해 형성된 화상신호(L)가 우선 저장되고 다음에 우동공을 통과한 광속에 의해 형성된 화상신호(R)가 저장되고, 또한 화상신호(L)과 화상신호(R)의 저장의 시간 간격은 가능한 짧게하는 것이 바람직하고, 그 이유는 예를 들면 손의 진동에 의해 기인한 피사체상의 이동으로부터 초래되는 초점검출의 오차를 보다 짧은 시간간격에 의해 감소시킬 수 있기 때문이다.

촬영동작에서와 같이 CCD의 전체영역에 대해서 행하는 경우, 화소데이터의 판독출력이 길게 되고, 따라서 화상신호의 저장사이의 시간간격이 연장된다. 이 때문에, 초점검출을 위한 화상신호의 저장은, 다음에 설명하는 바와 같이 보다 높은 속도의 화소판독출력에 의해 실행된다.

제16도는, 인터라인형 CCD의 개략적인 도면이다. 이 도면에는, 화소(31)와, 수직전하전송소자(32)와, 수평전하전송소자(33) 및 출력부(34)가 도시되어 있다.

화소에서 광전변환에 의해 얻은 전하는, 수직전하전송소자(32)에 전송되고, 또한 4상구동펄스 ØV1, ØV2, ØV3, ØV4에 따라서 수평전하전송소자(33)의 방향으로 연속적으로 전송된다. 수평전하전송소자(33)는 2상구동펄스 ØH1, ØH2에 따라서 출력부(34)의 방향으로 연속적으로 수직신호전송소자(32)으로부터 전송된 수평방향의 행의 신호전하를 전송하고, 신호전하는 출력부(34)에서 전압으로 변환되어 출력된다.

제17도는 CCD의 촬상영역의 개략적인 도면이다. 본 실시예에서는, 고속의 판독출력동작을 달성하기 위하여, 초점검출을 위해 사용된 영역(41)에서만 신호전하가 정상속도로 판독되지만, 다른 영역(42),(43)에서는 신호전하가 고속으로 스위프전송된다.

제18도는 상기한 CCD의 수직전하전송소자(32)가 4상으로 구동되는 경우 수직동기주기의 타이밍 차트이다.

수직동기신호(VD)는 저전위상태에 의해 수직공백주기를 나타내는 반면에, 수평동기신호HD는 저전위상태에 의해 수평공백주기를 나타낸다. 또한, 수직전하전송소자(32)를 위한 4상 구동펄스 ØV1, ØV2, ØV3, ØV4와, 화소(31)에서 광전변환에 의해 얻는 신호전하를 수직전하전송소자(32)에 전송하는 판독출력펄스(51),(52)가 도시되어 있다. 4상 구동펄스중에서, 펄스(53),(54)는, 제17도의 영역(42),(43)에서 수직전하전송소자(32)의 신호전하의 고속전송을 위한 고속스위프구동펄스이고 또한 통상의 구동펄스에서 보다 높은 비율로 발생된다.

초점검출을 위해 사용되지 않는 영역에서 고속으로 신호전하를 스위핑함으로써, 화상신호를 판독하는데 필요한 시간을 단축하는 것이 가능하게 부여되고, 따라서 초점검출의 정밀도의 열화를 방지하고 보다 높은 속도로 초점검출동작을 달성한다.

다음에 제19도와 제20도를 참조하면서 상관연산에 의해 위상차를 결정하는 방법에 대하여 설명한다.

제19도는, 좌동공을 통과한 광속에 의해 형성된 화상신호(L)과 우동공을 통과한 광속에 의해 형성된 화상신호(R)를 도시하고, 두 화상신호는 위상차δ를 가진다. 화상신호L를 화소의 신호전하에 각각 대응하는 값ℓ₁-ℓ₂₃으로 구성되는 반면에 화상신호R은 마찬가지로 값r₁-r₂₃으로 구성된다. 우선 상관C(τ)는 다음식에 따라서 화상신호L과 화상신호R로부터 연산된다.

여기서, max[ℓ(i+6), r(i+τ+6)]은 ℓ(i+6)과 r(i+τ+6)중에서 큰 것을 선택하는 것을 의미하고, 또한 τ는 -6부터 +6까지의 사이에서 변동된다.

제20도는 값(τ)가 위상차(δ)에 접근함에 따라서 보다 작아지게 되는 상관C(τ)의 변화를 나타낸다. 상관C(3), C(4), C(5)에 대해서 보간연산을 행하여 C(3)과 C(4)사이의 최소상관에 대응하는 C(δ)를 연산하고, 또한 최소상관을 가지는 C(δ)에 대응하는 값(τ)가 위상차(δ)를 나타낸다. 상기 방식으로 화상신호(L),(R)의 위상차를 연산할 수 있는 τ의 최대, 최소값과 화소데이터의 개수는 상기한 실시예의 것에 제한되지 않는다.

다음에, 손진동에 의해 CCD위에서 수직방향으로 피사체상이 이동된 경우 위상차를 보정하는 방법에 대하여 설명한다.

제21(a)도와 제21(b)도는, 좌동공을 통과한 광속에 의해 형성된 피사체상(L)의 저장(제21(a)도)으로부터 우동공을 통과한 광속에 의해 형성된 피사체상(R)의 저장(제21(b)도)까지의 기간동안 손진동에 의해 카메라가 하부방향으로 기울어진 경우를 도시하고, 여기서 피사체상은 도시한 바와 같이 상부방향으로 이동한다. 이 경우에, 화상신호(Lc)의 위치와 동일위치에서의 화상신호(R_C)는 화상신호(Lc)에 보다 피사체의 낮은 위치에서 쳐다보고, 따라서 상이한 형상을 가정한다. 이 상이한 형상의 화상신호에 의거한 보정연산에 의해 오류의 위상차로 된다.

그 결과, 화상신호(Lc)와 화상신호(Ra),(Rb),(Rc),(Rd),(Re)사이에 상관연산을 행하여 최소상관값Ca(δ), Cb(δ), Cc(δ), Cd(δ), Ce(δ)과 위상차 δa, δb, δc, δd, δe를 얻는다. 이들의 최소상관값Ca(δ)-Ce(δ)중에서 최저값이 두 화상의 최고의 대응을 나타낸다. 따라서 최소상관에서 최소값을 가지는 화상신호는 피사체의 동일부분으로부터 얻어지도록 고려되고, 또한 이 상태의 위상차는 수직방향의 손진동으로부터 초래되는 에러를 최소화하기 위해 사용될 수 있다. 그 결과, 상기 설명한 해석에 의거하여 상관연산에 사용되는 화상신호의 이동은, 수직방향으로 손진동으로부터 초래되는 초점검출의 에러를 감소시키는 보정방법의 기본원리를 구성한다.

제22도는 제21(a)도에 도시된 화상신호(Lc)와 제21(b)도에 도시된 화상신호(Ra),(Rb),(Rc),(Rd),(Re)사이의 상관의 최대값Ca(δ), Cb(δ), Cc(δ), Cd(δ), Ce(δ)의 구성을 도시하고, 여기서 화상신호(Rb)는 화상신호(Lc)의 위치와 동일한 위치에서 쳐다보기 때문에, Cb(δ)는 최소로 된다. 그 결과, 수직방향의 손진동에 의해 발생하는 에러는, 디포커스량을 산출하기 위한 화상신호(Lc),(Rb)사이의 위상차(δb)를 이용함으로써, 상당히 감소될 수 있다.

상기한 실시예에서는, CCD의 화소라인의 피치로 보정이 행해지지만, 손진동에 의한 실제의 화상이동이 이와 같은 피치로 발생되지 않는다. 따라서, 보다 높은 정밀도의 보정을 위해서는, 예를 들면 0.5라인의 피치의 화상신호가 보간에 의해 발생되어도 된다.

제23도는 화상신호(Ra),(Rb)로부터 0.5라인의 피치의 화상신호(Rab)를 발생하는 방법을 도시한다. 화상신호(Ra)의 화소출력(R_a1-R_an)과 화상신호(Rb)의 화소출력(R_b1-R_bn)은 다음식에 의해 나타난 바와 같이 R_ab-R_abn으로서 각각 평균화된다.

R_ab1=(R_a1+R_b1)/2

및

R_abi=(R_ai+R_bi)/2 i=1 내지 n

0.5라인보다 작은 피치에 의한 보다 미세한 보간을 위하여, 상기한 평균은 웨이팅평균으로 대치될 수 있다. 이 방식으로 수직방향의 미세한 보정을 달성할 수 있고, 따라서 초점검출의 정밀도를 개선한다. 그러나, 수직방향으로 형상의 작은 변화를 나타내는 피사체(낮은 공간주파수를 가진 피사체)에서는, 상관의 최소값C(δ)이 화상신호의 위치에 의해 크게 변화되지 않는다. 또한, C(δ)의 값은 화상신호의 잡음성분에 의해 어느 정도 변동된다. 그 결과, 이 경우에는 C(δ)가 최소로 되는 위치에서의 화상신호가 오류위치의 화상신호로 된다.

화상신호(Lc)의 대응하는 위치에서의 상관Cc(δ)와 최소의 Cb(δ)사이의 차이가 소정의 값보다 작게되는 경우에 상기와 같은 오류판정이 발생한다. 이 경우에는, 제24도에 도시한 바와 같이 화상신호(Rc)가 채택되고, 또한 이와 같은 방법도 정밀도를 개선할 수 없지만, 오류판정의 역효과에 의해 정밀도의 악화를 방지할 수 있다. 이 방법은 피사체가 패턴f대각선을 가지는 경우에 특히 유효하다. 그 이유는, 이 경우에, 값C(δ)은 위치에 무관하게 동일하게 되고, 한편 위상차δ는 위치에 의존하여 상당히 변경되고, 이에 의해 오류판정의 가능성이 오히려 높고, 이 오류판정에 의해 초점검출의 정밀도가 상당히 열화되기 때문이다. 또한, 이와 같은 피사체에서는, 수직이동에 의해 기인된 위상차의 에러는, 수평운동에 의해 기인된 위상차의 에러에서와 마찬가지로 작용하고, 또한 나중에 설명하는 수평방향의 에러의 감소방법에 의해서도 마찬가지로 보정될 수 있다.

손진동에 의해 발생된 화상신호(L),(R)의 수직이동량은 촬영렌즈의 초점길이와 함께 또한 화상신호(L),(R)의 저장의 간격과 함께 크게 된다. 이들의 사실에 의거하여, 수직방향으로 보정을 위해 사용된 연산영역의 크기는, 불필요하게 넓은 영역에서 연산을 하지 않기 위하여 화상축적시간과 초점검출용 반사판의 구동시간으로부터 결정되는 촬영렌즈의 초점길이정보와 화상신호의 저장의 간격에 따라서 선택될 수 있고, 이에 의해 연산시간을 단축할 수 있다. 또한, 판독될 화상신호의 양을 감소할 수 있고, 이에 의해 요구된 메모리용량을 감소하고 또한 신호판독출력에 필요한 시간을 단축할 수 있다.

제25도는 연산영역을 세팅하는 “시프트범위연산”의 서브루틴의 흐름도이고, 스텝(2401)을 통하여 스텝(2402)에서 동작한다.

우선, 스텝(2402)는 피사체의 휘도정보로부터 화상축적시간(TC)를 연산한 다음에, 스텝(2403)은 포커스검출용 차광판(67)의 구동시간(TD)을 연산하고, 또한 다음 스텝(2404)는 상기한 축적시간(TC)과 구동시간(TD)의 합계로서 화상신호의 저장의 간격(TA)를 연산한다. 스텝(2405)는 줌엔코더를 판독함으로써 촬영줌의 초점길이(FA)를 검출한다.

스텝(2406)은 화상신호의 저장간격(TA)가 10msec보다 작은지의 여부를 판정하고, 작은 경우에는, 순서는 스텝(2407)로 진행하지만, 작지 않은 경우에는 순서는 스텝(2412)로 진행한다. 스텝(2407)은 초점길이(FA)가 30mm보다 작은지의 여부를 판정하고, 작은 경우에는, 순서는 스텝(2410)으로 진행하지만, 작지 않는 경우에는 순서는 스텝(2407)로 진행한다. 스텝(2410)은 상부라인과 하부라인을 포함하게 연산영역을 설정하기 위해서 LS에 1을 입력한다. 다음에, 스텝(2808)은 FA가 60mm보다 작은지의 여부를 판정하고, 작은 경우에는 순서는 스텝(2411)로 진행하지만, 작지않은 경우에는 순서는 스텝(2409)로 진행한다. 스텝(2411)은 2개의 상부라인과 2개의 하부라인을 포함하게 연산영역을 설정하기 위해서 LS에 2를 입력하고 스텝(2409)는 LS에 3을 입력하다.

따라서, TA가 10msec이고 FA<30mm이면 LS=1이 선택된다. 30mm≤FA<60mm이면, LS=2가 선택되고, 또한 FA≥60mm이면 LS=3이 선택된다. 마찬가지로, 스텝(2412) 내지 (2417)에서, 10msec≤TA≤20msec이고 FA<30mm이면 LS=2가 선택된다. 30mm≤FA<60mm이면, LS=4가 선택되고, FA≥60mm이면 LS=5가 선택된다. 마찬가지로, 스텝(2418) 내지 (2422)에서, TA≥20msec이고 FA<30mm이면, LS=3이 선택된다. 30mm≤FA<60mm이면, LS=5가 선택되고, 또한 FA≥60mm이면 LS=6이 선택된다.

촬영렌즈의 초점길이와 화상신호의 저장간격에 따른 연산영역(LS)의 진동에 의해 불필요한 연산과 불필요한 화상신호판독출력이 없도록 한다. 촬영렌즈가 보다 짧은 초점을 가지고 화상신호의 저장간격이 보다 짧은 경우에는 연산영역(LS)은 자연적으로 작게되고(2~3개의 라인을 가지게 되고), 이에 의해 손진동의 영향을 감소시킨다.

제26도는 피사체상이 손의 진동 때문에 등속도로 좌에서 우로 이동하는 것으로 가정한 경우에 손진동에 의해 기인하는 검출에러를 제거하는 원리를 나타내는 차트이다. 화상신호는 일정간격으로 저장되는 것으로 가정한다. L₁, R₂, L₃는 실제로 저장된 화상신호를 나타내고, 또한 R₁, L₂, R₃는 다른 화상신호가 동일한 타이밍에 저장된 경우의 다른 화상신호를 나타낸다.

화상신호(L₁)의 저장으로부터 화상신호(ℓ₂)의 저장까지의 시간동안 피사체상이 거리 δm만큼 이동함에 따라, 화상신호(L₁),(R₂)사이의 위상차(δ₁₂)는 진의 위상차(δ₁₁)보다 δm만큼 크게 되고, 따라서

δ₁₂=δ₁₁+δm … (2)

이 된다.

또한, 화상신호(R₂)의 저장으로부터 화상신호(L₃)의 저장까지의 기간동안 피사체상이 거리(δm)만큼 마찬가지로 이동하고, 이에 의해 화상신호(R₂),(L₃)사이의 위상차(δ₂₃)는 진의 위상차(δ₁₁)보다 δm만큼 작게 되고, 따라서

δ₂₃=δ₁₁-δm

이 된다.

진의 위상차(δ₁₁)는 다음의 방정식에 따라서 δ₁₂와 δ₂₃으로부터 결정될 수 있다.

δ=(δ₁₂-δ₂₃)/2=(δ₁₁+δm+δ₁₁-δm)/2=δ₁₁…(4)

이 방식의 위상차(δ)의 연산은, 손진동에 의해 야기되고 또한 등속도의 피사체이동으로부터 초래되는 초점검출의 에러를 제거하도록 한다. 상기한 조건은 화상신호저장의 간격이 충분히 짧은 경우에 유지될 수 있으므로, 초점검출용 반사판(67)의 구동속도가 빠르고 화상축적시간이 짧은 경우에 상기 방법은 매우 효과적이다.

상기한 설명에서는, 초점검출용 반사판(67)을 초점검출용 조리개(65)의 우동공으로부터 좌동공까지 구동하기 위해 필요한 시간은 우동공으로부터 좌동공까지 구동하기 위해 필요한 시간과 동일한 것으로 가정하고 또한 CCD의 화상축적시간은 3개의 화상신호의 모두에 대해서 동일하게 되고, 따라서 화상신호의 저장은 동일간격으로 실현되지만, 초점검출용 차광판(67)의 구동시간 또는 화상축적시간동안 변동이 있어도 된다. 따라서, 다음에 화상신호의 축적의 간격이 변동하는 연산방법에 대하여 설명한다.

제27도는 화상신호저장시간과 피사체상의 위치의 관계를 도시하고, 여기서 T₁₂는 화상신호(L₁),(R₂)의 저장의 간격이고, T₂₃는 화상신호(R₂),(L₃)의 저장의 간격이고, δ₁₂와 δ₂₃는 각각 L₁과 R₂사이의 위상차와 R₂와 L₁사이의 위상차이다.

화상신호(L)을 나타내는 실선의 기울기는,

(δ₂₃-δ₁₂)/(T₁₂+T₂₃)

로 표시되고, L₁과 L₂사이의 위상차는

T₁₂(δ₂₃- δ₁₂)/(T₁₂+T₂₃)

로 표시된다.

또한, L₂와 R₂사이의 위상차는,

로 표시되고, 이것은 간격(T₁₂),(T₂₃)에 의한 웨이팅평균에 대응한다.

다음에, 첨부된 흐름도를 참조하면서 상기 설명한 구성의 카메라의 자동초점장치의 기능에 대하여 설명한다.

제28도는 카메라전체의 주요제어순서를 도시한 흐름도이다. 전원스위치를 온하여 각종 회로를 동작시키면, 순서는 스텝(001)로부터 스텝(002)로 진행하여 비유파인더위에 표시를 실행한다. 보다 상세하게는, 화상신호는 CCD에 의해 저장되고 또한 각종 신호처리를 행한 후에 전자비유파인더(EVF)위에 표시된다. 다음의 스텝(003)은 셔터해제버턴의 제 1스트로크에 의한 누름에 의해 온되는 스위치(SW1)의 상태를 검출하고 스위치가 오프되어 있으면, 순서는 스텝(004)으로 진행하여 초점의 상태를 검출하는 플래그(JF)를 초기화한다. 스위치(SW1)가 온으로 되면 순서는 스텝(005)로 진행한다.

스텝(005)는, CCD에 의해 저장된 화상신호의 출력, 신호처리회로의 이득, CCD의 화상축적시간 및 촬영렌즈의 F수에 의거하여 피사체의 휘도를 연산한다. 다음의 스텝(006)은 산출된 피사체의 휘도, 카메라의 촬영모드 및 노출보정정보에 의거하여 적절한 셔터속도(노출시간)을 연산하고 소정의 메모리영역에 연산된 값을 저장한다. 나중에 설명될 셔터해제동작에서, 셔터와 조리개는 메모리영역에 상기와 같이 저장된 데이터에 따라서 제어된다.

다음의 스텝(007)은 초점의 상태를 검출하는 플래그(JF)의 상태를 판정한다. JF=1이면, 결상이 이미 완료되어 촬영렌즈가 합초상태에 있는 것을 나타내고, 순서는 스텝(012)로 진행하지만, JF=0이면, 합초상태에 아직 도달하지 않은 것을 나타내고, 순서는 초점동작을 행하는 스텝(008)로 진행한다.

스텝(008)은 나중에 상세하게 설명하는 촬영렌즈의 디포커스량을 검출하는 “초점검출”서브루틴이다. 다음의 스텝(009)은 스텝(008)에서 검출된 디포커스량과 허용가능한 변동원의 직경과 촬영렌즈F수로부터 결정되는 허용가능한 리포커스량을 비교하고, 전자가 적은 경우, 합초상태를 나타내고, 순서는 스텝(010)으로 진행하여 플래그(JF)에 1을 입력하고 이에 의해 합초상태를 기억하고, 다음에 순서는 스텝(012)로 진행한다.

한편, 스텝(009)은 합초상태가 도달하지 않은 것을 판정하면, 스텝(011)은 상기 스텝(008)에서 검출된 디포커스량을 상쇄하도록 촬영렌즈의 초점렌즈군을 구동함으로써 초점동작을 행한 다음에, 순서는 스텝(002)로 복귀한다.

이와 같은 방식으로, 합초상태에 도달하거나 스위치(SW1)가 오프될때까지, 초점동작을 반복한다.

합초상태에 도달하면, 스텝(012)은 제 2스트로크에 의해 셔터해제버튼의 누름에 의해 온으로 될 스위치(SW2)의 상태를 판정하고, 스위치(SW2)가 오프인 경우에는 순서는 스텝(002)로 복귀하지만, 스위치(SW2)가 온인 경우에는 셔터해제동작을 행하는 스텝(013)을 진행한다.

스텝(013)은 스텝(006)에서 연산된 조리개값으로 렌즈조리개를 제어하고, 다음의 스텝(014)는 셔터를 닫고, CCD의 전하를 리세트하고 스텝(006)에서 연산된 셔터시간으로 셔터를 제어하고, 이에 의해 CCD의 노출동작을 행한다. 다음의 스텝(015)는 CCD를 구동하여 화상신호를 출력하여 소정의 신호처리를 행한다. 다음의 스텝(016)은 압축처리를 행하고 압축신호는 스텝(017)에서 기록매체에 저장된다.

스텝(018)은 셔터를 개방하여 초기상태로 복귀된 다음에, 순서는 스텝(002)로 복귀한다.

다음에, 제29도에 도시된 흐름도를 참조하면서 “초점검출”서브루틴에 대하여 설명한다.

초점검출서브루틴은 제28도의 스텝(008)에서 호출되고, 순서는 스텝(101)을 통하여 스텝(102)로 진행한다.

스텝(102)는 제15(a)도에 도시된 상태에 있었던 초점검출용 조리개(65)를 촬영렌즈의 광로로 이동하고 다음의 스텝(103)은 제15(a)도에 도시된 상태에 있었던 초점검출용 차광판(67)을 촬영렌즈의 광로로 이동한다. 스텝(102),(103)이후에, 초점검출용 조리개(65)와 초점검출용 차광판(67)이 제15(b)도에 도시된 상태로 이동되고, 이에 의해 조리개(65)의 좌동공(65a)을 통과한 광속만이 CCD위에 결상된다.

스텝(104)은 CCD에서 화상축적을 행하고, 또한 다음의 스텝(105)는 스텝(104)에서 축적된 화상신호(4)를 판독하여 소정의 메모리영역에 축적된 화상신호를 저장한다. 통상의 판독출력과는 상이하게, 화상신호(L₁)의 판독출력동작은 초점검출이 필요한 영역에서만 실행하고 또한 불필요한 영역의 화상신호는 상기 설명한 바와 같이 고속으로 무시되고, 이에 의해 화상신호판독출력시간의 단축을 실현할 수 있다.

다음의 스텝(106)은 제15(c)도에 도시된 상태로 초점검출용 차광판(67)을 다시 이동하고, 이에 의해 조리개(65)의 우구멍(65b)을 통과한 광속만이 CCD위에 결상된다. 다음의 스텝(107)은 상기한 스텝(104)에서와 같이 화상축적을 행하고, 또한 스텝(108)은 상기한 스텝(105)에서와 같이 소정의 영역에 화상신호(R₂)를 판독하여 저장한다.

다음의 스텝(109)은 제15(b)도에 도시된 상태로 초점검출용 차광판(67)을 다시 이동하고, 이에 의해 조리개(65)의 좌구멍(65a)를 통과한 광속만이 CCD위에 결상된다. 다음의 스텝(110)은 화상축적을 행하고 또한 스텝(111)은 소정의 메모리영역에서 화상신호(L₁)을 판독하여 저장한다.

스텝(112)는 초점검출용 조리개(65)를 후퇴하고, 스텝(113)은 초점검출용 차광판(67)을 후퇴한다. 스텝(112),(113)후에, 제15(a)도에 도시된 초기상태로 복귀된다.

스텝(114)은 나중에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이 화상신호(L₁),(R₂),(L₃)에 의거하여 촬영렌즈의 디포커스량을 연산하는 “디포커스량 연산”의 서브루틴이다. 스텝(114)이후에, “초점검출”의 서브루틴이 스텝(115)에서 종료된다.

상기한 스텝(104),(107),(110)에서의 화상축적동작은 화상신호의 출력레벨을 동등하게 하기 위하여 동일의 축적시간과 동일의 이득으로 실행하여도 되고, 이에 의해 보정연산의 상관을 증가시킬 수 있고 또한 높고 안정된 정확도를 가지는 검출을 달성할 수 있다.

다음에 제30도에 도시된 흐름도를 참조하면서 “디포커스량 연산”의 서브루틴에 대하여 상세하게 설명한다.

“디포커스량 연산”의 서브루틴은 제29도의 스텝(114)에서 호출될때에, 순서는 스텝(201)을 통하여 스텝(202)로 진행한다.

스텝(202)은 화상신호(L₁),(R₂)의 위상차(δ₁₂)를 연산하고, 다음에 스텝(203)은 화상신호(R₂),(L₃)의 위상차(δ₂₃)를 마찬가지로 연산하고, 또한 스텝(204)는 다음의 연산에 따라서, 등속도의 손의 진동성분으로부터 초래되는 검출에러를 포함하지 않은 최종적인 위상차(δ)를 연산한다.

δ=(δ₁₂+δ₂₃)/2 …(6)

다음의 스텝(205)은 상기 스텝(204)에서 결정된 위상차(δ)와, 초점검출용 조리개와 촬영광학계에 의해 결정된 초점검출계의 감소(K) 및 CCD의 화소피치(P)에 의거하여 다음의 식에 따라서 촬영렌즈의 디포커스량(DF)를 연산한다.

DF=δ·K·P …(7)

스텝(205)이후에, 본 루틴이 스텝(206)에 의해 종료된다.

다음에, 초점검출용 차광판(67)의 구동시간의 변동 때문에 화상신호저장의 간격이 변동되는 또다른 경우에 대하여 설명한다. 카메라의 구성과제어순서가 상기에서 설명한 것과 동일하기 때문에 초점검출방법의 차이에 대해서 집중적으로 이하 설명한다.

제31도는 “포커스검출”의 서브루틴의 흐름도를 도시한다. 제28도의 스텝(008)에서 포커스검출의 서브루틴이 호출될때에, 순서는 스텝(301)을 통하여 스텝(302)로 진행한다.

스텝(302)와 스텝(303)은 스텝(102)와 스텝(103)에서와 같이 제15(b)도에 도시된 상태로 초점검출용 조리개(65)와 초점검출용 차광판(67)을 구동하고, 이에 의해 포커스검출동작을 준비한다.

다음의 스텝(304)는, RAM메모리영역(T₁)에 시스템제어부의 셀프런닝타이머의 카운트TIMER를 저장함으로써 화상신호(L₁)에 대한 화상축적동작의 개시시간을 기억한다. 다음 스텝(305)은 화상신호(L₁)의 축적을 행하고, 또한 스텝(306)은 축적된 화상신호의 판독출력을 행한다.

다음에 스텝(307)은 제15(c)도에 도시된 상태로 차광판(67)을 이동하고, 또한 다음 스텝(308)은, 메모리영역(T₂)에 타이머카운트TIMER를 저장함으로써, 화상신호(R₂)의 축적의 개시시간을 기억한다. 다음에, 스텝(309),(310)은 화상신호(R₂)의 축적과 판독출력을 행한다.

다음에 스텝(311)은 제15(b)도에 도시된 상태로 차광판(67)을 이동하고, 또한 다음의 스텝(312)은, 메모리영역(T₃)에 타이머카운트TIMER를 저장함으로써, 화상신호(L₃)의 축적의 개시시간을 기억한다. 다음에 스텝(313),(314)은 화상신호(L₃)의 축적과 판독출력을 행한다. 스텝(315),(316)은 제15(a)도에 도시된 상태로 초점검출용 조리개(65)와 초점검출용 차광판(67)을 후퇴하고, 또한 스텝(317)은 디포커스량을 연산한다. 다음에 스텝(318)은 본 서브루틴을 종료한다.

화상신호축적의 간격이 변동하는 경우에 사용되는 “디포커스량연산”을 도시한 제32도를 참조하면서 디포커스량의 연산방법에 대하여 이하 설명한다. 이 서브루틴을 제31도의 스텝(317)에서 호출할때에, 순서는 스텝(401)을 통하여 스텝(402)로 진행한다.

스텝(402)는 화상신호(L₁),(R₂)의 축적개시의 시간간격(T₁₂)을 연산하고, 또한 스텝(403)도 마찬가지로 화상신호(R₂),(L₃)의 축적개시의 시간간격(T₂₃)을 연산한다. 다음에 스텝(404)는 상관연산에 의해 화상신호(L₁),(R₂)의 위상차(δ₁₂)를 연산하고, 또한 스텝(405)는 마찬가지로 화상신호(R₂),(L₃)의 위상차(δ₂₃)를 연산한다.

스텝(406)은 위상차(δ₁₂),(δ₂₃)와 시간간격(T₁₂),(T₂₃)에 의거하여 광화상의 등속도 이동으로부터 초래되는 검출에러를 제거함으로써 최종적인 위상차(δ)를 다음의 식에 의해 연산한다.

다음의 스텝(407)은, 상기 스텝(406)에서 결정된 위상차(δ), 초점검출계의 감도(K) 및 CCD의 화소피치(P)에 의거하여 촬영렌즈의 디포커스량(DF)을 연산한다. 이 스텝이후에, 본 서브루틴은 스텝(408)에 의해 종료된다.

전하 축적의 동작개시의 시간간격이 변동되는 경우, 상기에서 설명한 바와같이 간격을 측정하는 메모리와 복잡한 연산이 요구된다. 그 결과, 간격을 일정하게 유지하는 것이 바람직하고, 이에 의해 연산처리를 짧은 시간내에 감소된 메모리용량으로 간단하게 행할 수 있다.

보다 상세하게는, 초점검출용 차광판(67)을 위한 구동시간이 어느정도 변동되지만 이와 같은 구동시간의 상한치가 알려진 경우에는, 구동시간이 충분히 짧은한, 차광판의 구동이 종료된 후에도 상기 상한치의 시간이 경과할때까지 전하축적의 동작개시를 대기할 수 있다. 따라서, 동일한 축적시간을 이용함으로써 상기 경우에 축적의 동작개시의 간격을 일정하게 유지하는 것이 가능하고, 이에 의해 연산처리를 용이하게 간단화할 수 있다. 또한 전하축적의 동작개시의 시간간격을 안정화시키는 타이머의 존재에 의해, 초점검출용 차광판의 구동완료를 검출하기 위한 수단이 없어도 되는 이점을 제공한다.

[실시예 3]

본 발명의 실시예 3에서는, 손의 진동이나 피사체의 이동으로부터 초래되는 광화상의 등가속 이동에 기인한 검출에러를 제거하기 위해 4개의 화상신호를 시계열적으로 저장한다.

제33도, 본 실시예에서 손의 진동으로부터 초래되는 검출에러의 제거원리를 도시하고, 여기서 피사체상은 손의 진동에 기인한 등가속도로 우에서 좌로 이동하는 것으로 가정하고, 또한 화상신호가 등간격으로 저장된 것으로 가정한다.

L₁, R₂, L₃, R₄는 실제로 저장된 화상신호를 나타내고, R₁, L₂, R₃, L₄는 동일한 타이밍에 축적된 경우의 다른 화상신호를 나타낸다.

피사체화상은 화상신호(L₁)의 저장으로부터 화상신호(R₂)의 저장까지의 기간동안 거리 δm, 만큼 이동하고, 또한 피사체화상은 화상신호(R₂)의 저장으로부터 화상신호(L3)의 저장까지의 기간동안 거리 δm2만큼 이동한다. 여기서 δ_m1< δ_m2의 관계를 가진다. 따라서, 상기한 실시예 2에서와 같이, 화상신호(L1),(R2),(L3)로부터 결정된 위상차(δ1)는,

δ₁=(δ₁₂+δ₂₃)/2 = δ₁₁-δ_d1…(9)

의 식으로 나타난 바와 같이, 진의 위상차 δ₁₁보다 δ_d1만큼 작게된다.

이 에러 δ_d1는 가속에 의해 생성되는 속도의 변동으로부터 존재된다.

또한, 상기 실시예 2에서와 같이 위상신호(R₂),(L₃),(R₄)로부터 결정된 위상차(δ₂)는,

δ₂=(δ₂₃+δ₃₄)/2=δ₁₁+δ_d2…(10)

의 식으로 나타난 바와 같이 크게 된다. 여기서 δ_m2<δ_m3이다.

등가속도로 이동하는 경우에,

δ_d1=δ_d2…(11)

의 관계를 가진다.

검출에러(δ_d1),(δ_d2)의 제거후의 위상차(δ)는,

δ=(δ₁+δ₂)/2=(δ₁₁-δ_d1+δ₁₁+δ_d2)/2

=δ₁₁…(12)

=(δ₁₂+δ₂₃+δ₃₄)/4 …(13)

의 식으로 부여된다.

이와 같은 방식으로, 4개의 화상신호(L₁),(R₂),(L₃),(R₄)로부터 결정된 위상차(δ₁₂),(δ₂₃),(δ₃₄)를 사용하여 등가속도이동에 기인한 검출에러를 제거하는 것이 가능하게 되고, 이에 의해 초점검출의 정밀도를 상당히 개선할 수 있다.

다음에, 화상신호의 저장의 시간간격이 변동되는 경우에 위상차(δ)의 연산방법에 대하여 이하 설명한다.

화상신호(L₁)의 저장으로부터 화상신호(R₂)의 저장까지의 시간간격(T₁₂)과, 화상신호(R₂)의 저장으로부터 화상신호(L₃)의 저장까지의 시간간격(T₂₃) 및 화상신호(L₃)의 저장으로부터 화상신호(R₄)의 저장까지의 시간간격(T₃₄)에 대해서, 위상차(δ₁),(δ₂)는, 실시예 2에서와 같이, 다음의 식에 의해 부여된다.

또한, 위상차 δ는 다음의 식에 의해 부여된다.

초점검출용 차광판(67)을 이동하기 위해 필요한 시간이 일정하고 또한 전하축적시간이 단일의 초점검출 동작의 범위내에서 일정하게 되는 것으로 가정하면,

T₁₂=T₃₄…(18)

의 관계가 유지된다.

따라서 상기 식은,

의 식으로 변환될 수 있다.

이와 같은 방식으로 화상신호저장의 시간간격에 규칙성을 부여함으로써 계산은 상당히 간단하게 될 수 있다.

본 실시예 3에서 카메라의 구성과 그 주요동작은 상기한 실시예 1의 것과 동일하므로 이에 대해서는 설명을 생략한다. 초점검출동작시에 상기한 실시예 2와 상이한 점에 대해서 이하 설명한다.

제34도는 화상신호의 저장의 시간간격이 항상 변동되는 경우의 “초점검출”의 서브루틴의 흐름도를 도시한다. 이 서브루틴이 호출될때에, 순서는 스텝(501)을 통하여 스텝(502)으로 진행한다.

스텝(502),(503)은 제15(b)도에 도시된 상태로 초점검출용 조리개(65)와 초점검출용 차광판(67)을 구동하고, 이에 의해 초점검출동작을 준비한다.

다음의 스텝(504)는 RAM메모리영역(T1)에 시스템 제어부의 셀프런닝타이머의 카운트 TIMER를 저장함으로써, 화상신호(L1)에 대한 전하축적동작의 개시시간을 기억한다. 다음 스텝(505)은 화상신호(L1)의 축적을 행하고 또한 스텝(506)은 축적된 화상신호의 판독출력을 행한다.

다음에, 스텝(507)은 제15(c)도에 도시된 상태로 차광판(67)을 이동한다.

다음의, 스텝(508)은, 메모리영역(T2)에 타이머카운트 TIMER를 저장함으로써 화상신호(R2)의 축적의 개시시간을 기억한다. 다음에, 스텝(505)은 화상신호(R2)의 축적을 행하고 또한 스텝(510)은 화상신호(R2)의 판독출력을 행한다.

다음에, 스텝(511)은 제15(b)도에 도시된 상태로 차광판(67)을 이동한 다음에, 스텝(512)은 메모리영역(T3)에 타이머카운트 TIMER를 저장함으로써 화상신호(L3)의 축적의 개시시간을 기억하고, 스텝(513)은 화상신호(L3)의 축적을 행하고, 또한 스텝(514)는 화상신호(L3)의 판독출력을 행한다.

다음에 스텝(515)는 제15(c)도에 도시된 상태로 차광판(67)을 이동한 다음에, 스텝(516)은 메모리영역(T₄)에 타이머카운트 TIMER를 저장함으로써 화상신호(R₄)의 축적의 개시시간을 기억하고, 스텝(517)은 화상신호(R₄)의 축적을 행하고, 또한 스텝(518)은 화상신호(R₄)의 판독출력을 행한다.

다음에, 스텝(519),(520)은 제15(c)도에 도시된 상태로 초점검출용 조리개(65)는 초점검출용차광판(67)을 구동한다. 다음의 스텝(521)은 디포커스량을 연산하고, 스텝(522)는 본 서브루틴을 종료한다.

“디포커스량 연산”의 서브루틴을 나타내는 제35도를 참조하면서 디포커스량의 연산방법에 대하여 이하 상세하게 설명한다. 이 서브루틴이 제34도의 스텝(521)에서 호출되는 경우, 순서는 스텝(601)을 통하여 스텝(602)으로 진행한다.

스텝(602)는 화상신호(L₁),(R₂)의 축적개시의 시간간격(T12)을 연산한 다음에, 스텝(603)은 마찬가지로 화상신호(R₂),(R₃)의 축적개시의 시간간격(T₂₃)을 연산하고 스텝(604)는 화상신호(L₃),(R₄)의 축적개시의 시간간격(T₃₄)을 연산한다.

다음에, 스텝(605)는 상관연산에 의해 화상신호(L₁),(R₂)의 위상차(δ₁₂)를 연산하고, 다음에 스텝(606)도 마찬가지로 위상신호(R₂),(L₃)의 위상차(δ₂₃)을 연산하고, 스텝(607)은 화상신호(L₃),(R₄)의 위상차(δ₃₄)를 연산한다.

스텝(608),(609)는 등속도성분의 에러를 제거함으로써 위상차(δ_d1),(δ_d2)를 연산하고, 또한 스텝(610)은 등가속도성분의 에러를 제거함으로서 위상차(δ)를 연산한다. 다음의 스텝(611)은, 등가속도성분의 에러를 제거한 후의 위상차(δ)와, 초점검출계의 감도(K) 및 CCD의 화소피치에 의거하여 촬영렌즈의 디포커스량(DF)을 연산한다. 다음에 본 서브루틴을 스텝(612)에 의해 종료한다.

상기 설명에서는, 전하축적 동작개시의 시간간격이 변동하는 경우에 초점검출의 원리에 대해서 설명하였다.

상기 실시예의 형태에 따라서,

T₁₂=T₃₄, T₁₂≠T₂₃…(20)

으로 나타난 바와 같이, 화상신호(L)의 축적개시로부터 화상신호(R)의 축적개시까지의 시간간격이 단일의 초점검출동작의 범위내에서 일정하고 또한 화상신호(R)의 축적개시로부터 화상신호(L)의 축적개시까지의 시간간격이 단일의 초점검출동작의 범위내에서 일정하지만, 단일의 초점검출동작에 대해서, 화상신호(L)의 축적개시로부터 화상신호(R)의 축적개시까지의 시간간격이 화상신호(R)의 축적개시로부터 화상신호(L)의 축적개시까지의 시간간격과 상이한 방식으로, 초점검출용 차광판(67)에 대해 필요한 구동시간이 상이한 구동방향으로는 상이하지만 동일한 구동방향으로는 대략 동일한 경우 즉, 전하축적동작의 개시의 시간간격이 특정한 규칙성을 가지는 상황의 경우에 대해서 이하 설명한다.

제36도는 상기한 규칙성이 전하축적동작 개시의 시간간격에 존재하는 경우의 초점검출 서브루틴을 도시한 흐름도이다. 이 흐름도는, 화상신호(R₄)의 축적을 위한 개시시간(T₄)이 불필요하여 측정되지 않는 것을 제외하고는, 제34도에 도시된 흐름도와 동일하므로 더 이상 설명하지 않는다.

“디포커스량 연산”의 서브루틴이 스텝(720)에서 호출될때에, 순서는 스텝(801)을 통하여 스텝(802)으로 진행한다.

스텝(802)는 화상신호(L₁),(R₂)의 축적개시의 시간간격(T₁₂)을 연산하고 스텝(803)은 화상신호(R₂),(L₃)의 축적개시의 시간간격(T₂₃)을 연산한다.

스텝(804) 내지 스텝(806)은 제34도의 스텝(605) 내지 스텝(607)에서와 마찬가지로 위상차(δ₁₂),(δ₂₃),(δ₃₄)를 연산하고, 다음에 스텝(807)은 위상차(δ)를 연산하고, 또한 스텝(808)은, 위상차(δ), 초점검출계의 감도(K) 및 CCD 의 화소피치(P)를 연산한다. 다음에, 본 서브루틴은 스텝(809)에 의해 종료된다.

상기 설명에서는, 전하축적의 개시의 시간간격이 특정한 규칙성을 가지는 경우의 초점검출 동작에 대해서 설명하였다. 시간간격의 상기 규칙성에 의해 규칙성이 없는 경우에 비해서 위상차(δ)의 연산을 간단하게 하고, 따라서 메모리용량이 감소되고 연산시간이 단축되는 이점이 있다.

전하축적개시의 시간간격이 단일의 초점검출동작의 범위내에서 일정한 경우 초점검출동작에 대해서 이하 설명한다.

제38도는 전하 축적개시의 시간간격이 일정한 경우의 초점검출 서브루틴의 흐름도이다. 시간간격의 측정이 불필요하기 때문에 축적개시시간을 판독하지 않는 것을 제외하고는, 제38도의 흐름도는 제34도에 도시된 흐름도와 같으므로 이에 대해서는 상세하게 설명하지 않는다. 다른 부분에서는, 초점검출용 조리개(65)와 초점검출용 차광판(67)의 구동과 화상신호(L₁),(R₂),(L₃),(R₄)의 축적과 판독출력은 제34도에 도시한 흐름도에서와 마찬가지 방법으로 실행된다.

“디포커스량 연산”의 서브루틴이 스텝(917)에서 호출되는 경우, 순서는 스텝(1001)을 통하여 스텝(1002)으로 진행하여 “디포커스량 연산”의 서브루틴을 실행한다.

스텝(1002) 내지 스텝(1004)는 제34도의 스텝(605) 내지 스텝(607)의 것과 마찬가지로 상관연산에 의해 위상차(δ₁₂),(δ₂₃),(δ₃₄)를 연산한 다음에, 스텝(1005)는 등가속도 성분에 의해 발생되는 에러를 제거함으로써 위상차(δ)를 연산하고, 또한 스텝(1006)은, 위상차(δ)와, 초점검출계의 감도(K) 및 CCD의 화소피치(P)에 의거하여 디포커스량(DF)을 연산한다. 다음에, 본 서브루틴은 스텝(1007)에 의해 종료된다.

상기 설명에서는, 전하축적개시의 시간간격이 일정한 경우의 초점검출동작에 대하여 설명하였다. 등가속운동으로부터 초래되는 에러를 포함하치 않은 위상차(δ)의 연산은 한층더 간단하게 할 수 있고, 따라서 메모리용량과 연산시간을 감축할 수 있고 또한 전하축적의 개시시간을 기억할 필요성이 없게되는 이점이 있다.

초점검출용 차광판(67)의 구동이 단시간내에 완료되는 경우에는 소정의 시간의 경과후에 화상축적동작을 개시하는 안정한 타이머를 제공함으로써, 화상축적개시의 시간간격에 규칙성이 부여되거나 또는 상기 시간간격이 일정하게 될 수 있다.

이와 같이 안정화된 타이머의 만료시간은 최대구동시간 보다 길게되는 것만이 필요하다. 또한 이와 같이 안정화된 타이머의 존재에 의해 차광판(67)의 구동종료를 검출하는 검출수단이 없어도 된다.

[실시예 4]

본 발명의 실시예 4에서는, 5개의 화상신호를 시계열적으로 저장하고, 또한 손의 진동이나 또는 피사체의 이동에 기인한 광화상의 이동이 2차함수에 의해 접근하고, 따라서 이와 같은 이동으로부터 초래하는 초점검출의 에러를 감소한다.

제40도는 실시예 4의 에러저감방법을 도시한 차트이고, 여기서 피사체의 위치 y는 가로좌표의 시간(t)의 함수로서 세로좌표로 나타낸다. 카메라는 동공을 교호적으로 절환하면서 시계열방식으로 화상신호(L₁),(R₂),(L₃),(R₄),(L₅)를 저장한다. 화상신호(L₁)의 저장으로부터 화상신호(L₅)의 저장까지의 기간동안의 피사체상의이동이 2차함수에 의해 접근될 수 있는 것으로 가정한다. 화상신호(L₁),(L₃),(L₅)의 위치를 통과하는 2차 함수

y=At + Bt²

을 결정하고, 다음에 이 2차 함수를 사용하여 보간에 의해 가공의 영상신호(L₁),(L₃),(L₅)의 위치를 결정하고, 또한 L₂와 R₂사이의 위상차와 L₄와 R₄사이의 위상차의 평균을 최종의 목표로하는 위상차(δ)로서 채택한다.

이 연산방법에 대하여 이하 설명한다.

화상신호(L₁)이 위치(y₁)과 시간(t₁)을 가지고, 화상신호(L₃)가 위치(y₃)와 시간(t₃)을 가지고, 화상신호(L₅)가 위치(y₅)와 시간(t₅)을 가지는 것으로 가정하고, y₁=0와 t₁=0의 초기조건에 대해서 2차 함수 y=At + Bt²은,

으로 다시 쓸 수 있다.

이들의 두식으로부터 계수(A),(B)는 다음과 같이 결정될 수 있다.

또한, 가공의 화상신호(L₂),(L₄)의 위치(y₂),(y₄)는 다음과 같이 부여될 수 있다

따라서, 가공의 화상신호(L₂)은 화상신호(R₂)사이의 위상차(δ₂₂)는,

의 식에 의해서 부여된다.

또한, 가공의 화상신호(L₄)와 화상신호(R₄)사이의 위상차(δ₄₄)는,

의 식에 의해서 부여된다.

여기서,

t₁=0, y₁=0 …(33)

이므로,

의 식이 결정될 수 있다. 단, δ₁₂는 화상신호(L₁),(R₂)사이의 위상차이고, δ₂₃는 화상신호(R₂),(L₃)사이의 위상차이고, δ₃₄는 화상신호(L₃),(R₄)사이의 위상차이고, δ₄₅는 화상신호(R₄),(L₅)사이의 위상차이다.

식(34) 내지 (37)을 식(23)과 (24)로 대입함으로써,

의 식을 얻는다.

또한, δ₂₂와 δ₄₄는,

의 식에 의해 부여된다. 최종적으로 원하는 위상차 δ는 δ₂₂와 δ₄₄의 평균이고, 이 위상차 δ는,

의 식으로 표현된다.

상기 설명은, 화상신호저장의 간격이 계속해서 변동하는 경우의 위상차(δ)의 연산방법을 나타낸다.

동일방향으로 초점검출용 차광판(67)을 이동하는데 필요한 시간이 항상 일정하고 또한 화상축적시간이 1회의 초점검출동작시에 동일하게 되는 경우에,

T₁₂= T₃₄, T₂₃= T₄₅…(4A)

의 관계를 얻는다.

이들 조건을 식(38),(39),(40)에 대입하면,

의 식을 얻는다.

상기 설명은 화상신호축적의 시간간격이 규칙성을 가지는 경우의 위상차(δ)의 연산방법을 나타낸다.

화상신호축적의 시간간격이 단일의 초점검출동작의 범위내에서 일정하게 되는 경우의 위상차(δ)의 연산방법에 대하여 이하 설명한다.

상기 조건하에서,

T₁₂= T₂₂= T₃₄= T₄₅…(48)

의 관계를 얻고, 따라서,

의 관계를 얻는다.

따라서, 화상신호저장의 시간간격에 규칙성을 부여하거나 또는 동일 값에서 이와 같은 시간간격을 선택함으로써 연산공식이 상당히 간단하게 될 수 있다.

본 실시예 4의 카메라의 구성과 주요제어순서는 상기 실시예 2의 것과 동일하므로 이에 대해서는 설명하지 않는다. 상기 실시예 2, 실시예 3과 상이한 초점검출동작에 대하여 이하 설명한다.

제41도는 화상신호저장의 시간간격이 계속해서 변동하는 경우의 초점검출의 서브루틴을 도시한 흐름도이다. 이 서브루틴이 호출될때에 순서는 스텝(1101)을 통하여 스텝(1102)으로 진행한다.

스텝(1102),(1103)은 각각 제15(b)도에 도시된 상태로 초점검출용조리개(65)와 초점검출용 차광판(67)을 구동한다.

다음의 스텝(1104)는 RAM메모리영역(T₁)에 시스템제어부의 셀프러닝타이머의 카운트 TIMER를 저장함으로써 화상신호(L₁)에 대한 전하 축적동작의 개시시간을 기억한다. 다음의 스텝(1105)는 화상신호(L₁)의 축적을 실행하고, 또한 스텝(1106)은 이 신호의 판독출력을 실행한다.

다음에 스텝(1107)은 제15(c)도에 도시된 상태로 차광판(67)을 이동한다. 다음의 스텝(1108)은, 메모리영역(T2)에 타이머 카운트 TIMER를 저장함으로써, 화상신호(R₂)의 축적의 개시시간을 기억한다. 다음에, 스텝(1109)는 화상신호(R₂)의 축적을 실행하고, 또한 스텝(1110)은 화상신호(R₂)의 판독출력을 실행한다.

다음에 스텝(1111)은 제15(b)도에 도시된 상태로 차광판(67)을 이동한 다음에, 스텝(1112)는, 메모리영역(T₃)에 타이머 카운트 TIMER를 저장함으로써, 화상신호(L₃)의 축적의 개시시간을 기억하고, 스텝(1113)은 화상신호(L₃)의 축적을 실행하고, 또한 스텝(1114)는 화상신호(L₃)의 판독출력을 실행한다.

다음에 스텝(1115)는 제15(c)도에 도시된 상태로 차광판(67)을 이동하고, 다음에 스텝(1116)은 메모리영역(T₄)에 타이머카운트 TIMER를 저장함으로써 화상신호(R₄)의 축적의 개시시간을 기억하고, 스텝(1117)은 화상신호(R₄)의 축적을 실행하고, 또한 스텝(1118)은 화상신호(R₄)의 판독출력을 실행한다.

다음에, 스텝(1119)는 제15(b)도에 도시된 상태로 차광판(67)을 이동하고, 다음에 스텝(1120)은 메모리영역(T₅)에 타이머카운트 TIMER를 저장함으로써 화상신호(L₅)의 축적의 개시시간을 기억하고, 스텝(1121)은 화상신호(L₅)의 축적을 실행하고, 또한 스텝(1122)은 화상신호(L₅)의 판독출력을 행한다.

다음에 스텝(1123),(1124)는 제15(a)도에 도시된 상태로 초점검출용 조리개(65)와 초점검출용 차광판(67)을 구동한다. 다음의 스텝(1125)은 디포커스량을 연산하고, 또한 스텝(1126)은 본 서브루틴을 종료한다.

“디포커스량 연산”의 서브루틴을 도시한 제42도를 참조하면서 디포커스량의 연산방법에 대하여 이하 설명한다. 이 서브루틴이 제41도의 스텝(1125)에서 호출될 때에, 순서는 스텝(1201)을 통하여 스텝(1202)로 진행한다.

스텝(1202) 내지 스텝(1205)는 화상신호의 축적개시의 시간간격(T₁₂),(T₂₃),(T₃₄),(T₄₅)을 연산하고, 다음에 스텝(1206) 내지 스텝(1209)는 상관연산에 의해 화상신호의 위상차(δ₁₂),(δ₂₃),(δ₃₄),(δ₄₅)를 연산한다. 다음에, 스텝(1210)은 2차함수의 1차항의 계수(A)를 연산하고, 또한 스텝(1211)은 2차항의 계수(B)를 연산한다. 다음의 스텝(1212)는 2차 함수의 근사에 의해 위상차(δ)를 연산하고, 또한 스텝(1213)은 위상차(δ)와, 초점검출게의 감도(K) 및 CCD의 화소피치에 의거하여 촬영렌즈의 디포커스량(DF)을 연산한다. 다음에, 본 서브루틴은 스텝(1214)에 의해 종료하다.

화상축적의 개시시간의 간격이 변동하는 경우의 초점검출동작에 대하여 상기에서 설명하였다.

T₁₂= T₃₄, T₂₃= T₄₅, T₁₂≠ T₂₃…(54)

의 식으로 표현된 바와 같이, 화상신호(L)의 축적개시로부터 화상신호(R)의 축적개시까지의 시간간격(T₁₂),(T₃₄)가 동일하고 또한 화상신호(R)의 축적개시로부터 화상신호(L)의 축적개시까지의 시간간격(T₂₃),(T₄₅)가 동일하지만, 화상신호(L)의 축적개시로부터 화상신호(R)의 축적개시까지의 시간간격이 화상신호(R)의 축적개시로부터 화상신호(L)의 축적개시까지의 시간간격과 상이한 방식으로, 초점검출용 차광판(67)에 대해 필요한 구동시간이 상이한 구동방향으로는 상이하지만 동일한 구동방향으로는 대략 동일한 경우 즉, 화상축적동작의 개시의 시간간격이 특정한 규칙성을 가지는 상황의 경우에 대해서 이하 설명한다.

제43도는 상기한 규칙성이 전하축적동작 개시의 시간간격에 존재하는 경우의 초점검출서브루틴을 도시한 흐름도이다. 이 흐름도는, 화상신호(R₄),(R₅)의 축적을 위한 개시시간(T₄),(T₅)이 불필요하여 측정되지 않는 것을 제외하고는, 제41도에 도시된 흐름도와 동일하므로 더 이상 설명하지 않는다.

“디포커스량 연산”의 서브루틴이 스텝(1324)에서 호출될때에, 순서는 스텝(1401)을 통하여 스텝(1402)으로 진행한다.

스텝(1402)는 화상신호(L₁),(R₂)의 축적개시의 시간간격(T₁₂)을 연산하고 스텝(1403)은 화상신호(R₂),(L₃)의 축적개시의 시간간격(T₂₃)을 연산한다.

다음에, 스텝(1404) 내지 스텝(1407)은 제42도의 스텝(1206)내지 스텝(1209)에서와 마찬가지로 위상차(δ₁₂),(δ₂₃),(δ₃₄),(δ₄₅)를 연산하고, 다음에 스텝(1408)은 2차 함수의 이차항의 계수(A)를 연산하고, 또한 스텝(1409)는 2차항의 계수(B)를 연산한다.

스텝(1410)은 제 2차함수의 근사에 의해 결정되는 위상차(δ)를 연산하고, 또한 스텝(1411)은, 위상차(δ)와 초점검출계의 감도(K) 및 CCD의 화소피치(P)를 연산한다. 다음에, 본 서브루틴은 스텝(1412)에 의해 종료된다.

상기 설명에서는, 전하축적의 개시의 시간간격이 특정한 규칙성을 가지는 경우의 초점검출동작에 대해서 설명하였다. 시간간격의 상기 규칙성에 의해 규칙성이 없는 경우에 비해서 위상차(δ)의 연산을 간단하게 하고, 따라서 메모리용량이 감소되고 연산시간이 단축되는 이점이 있다.

전하축적개시의 시간간격이 단일의 초점검출동작의 범위내에서 일정한 경우의 초점검출동작에 대해서 이하 설명한다.

제45도는 전하축적개시의 시간간격이 일정한 경우의 초점검출서브루틴의 흐름도이다. 시간간격의 측정이 불필요하기 때문에 축적개시시간을 판독하지 않는 것을 제외하고는, 제45도의 흐름도는 제41도에 도시된 흐름도와 같으므로 이에 대해서는 상세하게 설명하지 않는다. 다른 부분에서는, 초점검출용 조리개(65)와 초점검출용차광판(67)의 구동과 화상신호(L₁),(R₂),(L₃),(R₄),(L₅)의 축적과 판독출력은 제41도에 도시한 바와 흐름도에서와 마찬가지 방식으로 실행된다.

“디포커스량 연산”의 서브루틴이 스텝(1520)에서 호출되는 경우, 순서는 스텝(1601)을 통하여 스텝(1602)으로 진행하여 “디포커스량 연산”의 서브루틴을 실행한다.

스텝(1602)내지 스텝(1605)는 제42도의 스텝(1206) 내지 스텝(1209)의 것과 마찬가지로 상관연산에 의해 위상차(δ₁₂),(δ₂₃),(δ₃₄),(δ₄₅)를 연산한 다음에, 스텝(1607)은 2차함수의 근사에 의해 보정된 위상차(δ)를 연산한다. 다음에, 스텝(1607)은, 위상차(δ)와, 초점검출계의 감도(K) 및 CCD의 화소피치(P)에 의거하여 디포커스량(DF)을 연산한다. 다음에, 본 서브루틴은 스텝(1608)에 의해 종료된다.

상기 설명에서는 화상축적의 개시의 시간간격이 일정한 경우의 초점검출동작에 대하여 설명하였다. 위상차(δ)의 연산은 2차 함수의 근사에 의해 한층더 간단하게 할 수 있고, 따라서 메모리용량과 연산시간을 상당히 감축하는 이점이 있다. 화상축적의 개시시간을 기억하는 것이 불필요하므로 메모리와 연산시간을 한층더 감소한다.

초점검출용 차광판(67)의 구동시간이 측정한 레벨만큼 변동하는 경우, 초점검출용 차광판(67)의 구동이 단시간내에 완료되는 경우에도 소정시간의 경과후에 화상축적동작을 개시하는 안정한 타이머를 구비함으로써, 화상축적의 개시시간의 시간간격에 규칙성을 용이하게 부여하거나 또는 이 시간간격을 일정하게 유지할 수 있다. 상기 안정한 타이머의 만료시간은 최대구동시간보다 길게되는 것만이 필요하다. 또한, 이 안정한 타이머의 존재에 의해, 차광판(67)의 구동의 종료를 검출하는 검출수단을 없도록 한다.

상기한 실시예는 피사체의 이동이나 손의 진동으로부터 초래되는 CCD에 대한 피사체이동을 위한 보정된 위상차를 산출하는 3개 내지 5개의 화상신호를 이용한다. 예를 들면, 화상축적의 간격이 일정하고, 6개의 화상신호(L₁),(R₂),(L₃),(R₄),(L₅),(R₆)를 이용하여, 위상차(δ)가 다음의 식에 따라서 산출될 수 있는 위상차(δ₁₂),(δ₂₃),(δ₃₄),(δ₄₅),(δ₅₆)을 결정한다.

δ=(δ₁₂+3δ₂₃+4δ₃₄+3δ₄₅+δ₅₆)/12 …(55)

마찬가지로, 위상차(δ)가 다음의 식에 따라서 산출될 수 있는 위상차(δ₁₂),(δ₂₃),(δ₃₄),(δ₄₅),(δ₆₇)을 결정한다.

δ=(δ₁₂+3δ₂₃+4δ₃₄+4δ₄₅+3δ₅₆+δ₆₇)/16 …(56)

[실시예 5]

본 발명의 실시예 5는, 촬영렌즈의 초점길이와 화상신호의 축적의 시간간격에 따라서 화상신호의 개수와 연산방법을 선택한다.

제47도는 화상신호저장의 시간간격과 촬영렌즈의 초점거리사이의 관계를 도시한 시뮬레이션차트이고, 여기서, 손의 진동에 기인한 검출에러는, 손의 진동의 영향을 감소하는 각종의 대책에서 허용가능한 에러(허용가능한 초점길이)와 동일하게 된다.

다음에, 화상신호(L₁),(R₂)는 위상차(δ₁₂)를 가지고, 화상신호(L₃),(R₂)는 위상차(δ₂₃)를 가지고, 화상신호(L₃),(R₄)는 위상차(δ₃₄)를 가지고, 화상신호(L₅),(R₄)는 위상차(δ₄₅)를 가지고, 또한 화상신호축적의 시간간격은 일정한 것으로 가정하면,

비대책: 디포커스량연산에 사용되는 위상차(δ)는 δ=δ₁₂이고,

대책 1: 디포커스량연산에 사용되는 위상차(δ)는 δ=(δ₁₂+δ₂₃)/2이고,

대책 2: 디포커스량연산에 사용되는 위상차(δ)는 δ=(δ₁₂+2·δ₂₃+δ₃₄)/4로 표시되고,

대책 3: 디포커스량연산에 사용되는 위상차(δ)는 δ=(δ₁₂+3·δ₂₃+3·δ₃₄+δ₄₅)/8로 표시되고,

대책 4: 디포커스량연산에 사용되는 위상차(δ)는 δ=(δ₁₂+2·δ₂₃+2·δ₃₄+δ₄₅)/6로 표시되고,

그 결과는 화상신호축적의 간격이 일정한 조건하에서 시뮬레이트된다.

제47도의 시뮬레이션차트는, 허용가능한 초점길이가 화상신호의 저장의 보다 짧은 시간간격만큼 또한 단일의 연산에서 사용된 화상신호의 보다 많은 개수만큼 크게되는 것을 나타낸다.

그러나, 연산에 사용된 화상신호의 개수의 증가는 검출의 정밀도를 개선하지만, 화상신호를 축적하는 데 필요한 시간을 증가하고, 따라서 초점검출을 위해 필요한 시간이 연장되고 동작성을 열화시킨다.

따라서, 본 실시예는, 실제로 사용하는 촬영렌즈의 초점길이와, 화상축적시간 및 초점검출용 차광판(67)의 구동시간에 따라서, 필요한 정밀도를 확보하는데 필요한 화상신호의 최대필요개수와 매칭연산법을 선택함으로써, 초점검출에 필요한 시간을 최소화하는 데 있다.

제47도에 있어서, 대책 4는, 화상신호축적의 시간간격이 15msec이상일 경우 대책 3에 비해서 한층더 효과적이지만, 시간간격이 15msec를 초과하지 않는 경우에는 비효과적이다. 이 때문에, 대책 4 또는 대책 3은 저장시간간격이 15msec보다 길거나 짧을때에 각각 이용된다.

실시예 5의 카메라의 구성과 그 주요기능은 상기 실시예 2의 것과 마찬가지이므로 이에 대한 설명은 하지 않고, 초정검출동작에 대해서 이하 설명한다.

제48도는 “초점검출”의 서브루틴의 흐름도를 도시한다. 이 서브루틴이 호출될때에, 순서는 스텝(1701)을 통하여 스텝(1702)으로 진행한다.

스텝(1702)는 피사체조명 및 제28도에 도시된 스텝(005)의 광측정서브루틴에서 얻은 초점검출용 조리개(65)의 구머값에 의거하여 초점검출에서 축적시간(TC)과 이득을 연산하고, 다음에 스텝(1703)은 ROM에 저장된 데이터로부터 동공절환을 위한 초점검출용 차광판(67)에 대한 구동시간(TD)을 판독하고, 또한 스텝(1704)은 TC와 TD의 합계로서 화상신호저장의 간격을 연산한다.

스텝(1705)은, 줌렌즈의 줌엔코더를 판독함으로써, 촬영렌즈의 초점길이(FA)를 검출한다. 스텝(1706)은 화상신호축적의 시간간격(TA)가 촬영렌즈의 초점길이(FA)로부터 1회의 초점검출을 위해 필요한 화상신호의 개수 NA를 연산한다. 이 연산방법에 대해서는 나중에 한층 더 상세하게 설명한다.

스텝(1707),(1708)은 제15(b)도에 도시된 상태로 초점검출용 조리개(65)와 초점검출용 차광판(67)을 각각 구동한다.

스텝(1709)는 상기 스텝(1706)에서 연산된 개수NA가 2인지의 여부를 판정하고, NA=2이면, 순서는 스텝(1713)으로 이행하지만, NA≠2이면 순서는 스텝(1710)으로 이행한다. 스텝(1710)은 NA=3인지의 여부를 판정하고, NA=3이면 순서는 스텝(1714)로 이행하고, NA≠3이면 순서는 스텝(1711)로 이행한다. 스텝(1711)은 N=4인지의 여부를 판정하고, NA=4이면 순서는 스텝(1715)로 진행하고, N≠A이면 NA는 5로 되어야하고, 순서는 스텝(1712)로 진행한다.

스텝(1713)은 2개의 화상신호를 저장하기 위한 “화상신호저장 2”의 서브루틴이고; 스텝(1714)는 3개의 화상신호를 저장하기 위한 “화상신호저장3”의 서브루틴이고; 스텝(1715)은 4개의 화상신호를 저장하기 위한 “화상신호저장4”의 서브루틴이고; 스텝(1712)은 5개의 화상신호를 저장하기 위한 “화상신호저장5”의 서브루틴이다.

스텝(1712) 내지 스텝(1715)의 서브루틴에 대해서 나중에 한층더 상세하게 설명한다.

스텝(1712) 내지 스텝(1715)의 서브루틴중 어느 한 서브루틴후에, 제15(a)도에 도시된 상태로 초점검출용 조리개(65)와 초점검출용 차광판(67)을 각각 구동하기 위한 스텝(1716),(1717)로 진행한다.

다음의 스텝(1718)은 “디포커스량연산”에 의해 촬영렌즈의 디포커스량을 연산하고, 또한 스텝(1719)는 이 서브루틴을 종료한다. “디포커스량연산”의 상세에 대하여는 나중에 설명한다.

제49도와 제50도는 “화상신호개수NA연산”의 서브루틴의 흐름도이다. 이 서브루틴이 제48도에 도시된 스텝(1706)에서 호출될때에, 순서는 스텝(1801)을 통하여 스텝(1802)으로 진행한다.

스텝(1802)는 화상신호저장의 시간간격(TA)이 5msec이하인지의 여부를 판정하고, TA<5msec이면 순서는 스텝(1803)으로 진행하고, TA≥5msec이면 순서는 스텝(1810)으로 진행한다. 스텝(1810)은 화상신호저장의 시간간격(TA)이 10msec이하인지의 여부를 판정하고, TA<10msec이면 순서는 스텝(1811)로 진행하지만, TA≥10msec이면, 순서는 스텝(1818)로 진행한다. 스텝(1818)은 화상신호저장의 시간간격(TA)이 15msec이하인지의 여부를 판정하고 TA<15msec이면, 순서는 스텝(1819)로 진행하고 TA≥15msec이면 순서는 스텝(1824)으로 진행한다. 스텝(1824)는 화상신호저장의 시간간격(TA)가 20msec이하인지의 여부를 판정하고, TA<20msec이면, 순서는 스텝(1825)로 진행하고, TA≥20msec이면 순서는 스텝(1830)으로 진행한다.

축적시간TC의 상한치가 20msec이고 초점검출용 차광판(67)의 구동시간이 3msec인 것으로 가정하면, TA<5msec인 경우에는 순서는 스텝(1803)으로 진행하고, 5msec≤TA<10msec인 경우에는 스텝(1811)으로 진행하고, 10msec≤TA<15msec인 경우에는 스텝(1819)으로 진행하고, 15msec≤TA<20msec인 경우에는 스텝(1825)으로 진행하고, 20msec≤TA<23msec인 경우에는 스텝(1830)으로 진행한다.

스텝(1803)은 촬영렌즈의 초점길이(FA)가 11mm이하인지의 여부를 판정하고, FA<11mm이면, 순서는 스텝(1807)로 진행하고, FA≥11mm이면 순서는 스텝(1804)로 진행한다. 스텝(1804)는 FA가 83mm 이하인지의 여부를 판정하고, FA<83mm이면 순서는 NA에 3을 입력하는 스텝(1808)으로 진행하고, FA≥83mm이면 순서는 스텝(1805)로 진행한다. 스텝(1805)은 FA가 207mm 이하인지의 여부를 판정하고, FA<207mm이면 순서는 NA에 4를 입력하는 스텝(1809)으로 진행하고 FA≥207mm이면 순서는 NA에 5를 입력하는 스텝(1806)으로 진행한다.

이와 같은 방식으로 스텝(1803) 내지 스텝(1809)는 초점길이 FA<11mm이면 NA=2를 선택하고, 11mm≤FA≥83mm이면 NA=3을 선택하고, 83mm≤FA<207mm이면 NA=4를 선택하고 FA≥207mm이면 NA=5를 선택한다.

마찬가지로 스텝(1811) 내지 스텝(1817)은 FA<6mm이면 NA=2를 선택하고, 16mm≤FA<237mm이면 NA=3을 선택하고, 23mm≤FA<77mm이면 NA=4를 선택하고, FA≥77mm이면 NA=5를 선택한다.

마찬가지로 스텝(1819) 내지 스텝(1823)은 FA<11mm이면 NA=3를 선택하고, 11mm≤FA<26mm이면 NA=4을 선택하고, FA≥26mm이면 NA=5를 선택한다.

마찬가지로 스텝(1825) 내지 스텝(1829)은 FA<6mm이면 NA=3을 선택하고, 6mm≤FA<12mm이면 NA=4를 선택하고, FA≥12mm이면 NA=5를 선택한다. 또한, 스텝(1830) 내지 스텝(1832)은 FA<10mm이면 NA=4를 선택하고, FA≥10mm이면 NA=5를 선택한다.

1회의 초점검출에 사용되는 화상신호의 개수NA를 화상신호저장의 시간간격(TA)와 촬영렌즈의 초점거리(FA)로부터 결정되고, 스텝(1833)은 이 루틴을 종료한다.

제51도는 두 개의 화상신호(L₁),(R₂)을 저장하기 위한 “화상신호저장2”의 흐름도를 도시한다. 이 서브루틴이 제48도에 도시된 스텝(1713)에서 호출되는 경우, 순서는 스텝(1901)을 통하여 스텝(1902)으로 진행한다.

스텝(1902)은 화상신호(L₁)의 축적을 행하고, 또한 다음의 스텝(1903)은 화상신호(L₁)의 판독출력을 행한다. 스텝(1904)은 제15(c)도에 도시된 상태로 초점검출용 차광판을 구동하고, 다음에 스텝(1905)은 화상신호(R₂)의 축적을 행하고, 스텝(1906)은 화상신호(R₂)의 판독출력을 행하고, 또한 스텝(1907)은 이 서브루틴을 종료한다.

제52도는 3개의 화상신호(L₁),(R₂),(L₃)를 저장하는 “화상신호저장3”의 흐름도를 도시한다. 이 경우에는, 화상신호축적의 간격은 일정하고, 즉 초점검출용 차광판(67)의 구동시간(TD)은 일정한 것으로 가정한다. 그 결과, 시간간격의 측정은, 불필요하므로 행하지 않는다.

“화상신호저장3”의 서브루틴은 제48도에 도시된 스텝(1714)에서 호출되고, 순서는 스텝(2001)을 통하여 스텝(2002)으로 진행한다.

스텝(2002)은 화상신호(L₁)의 축적을 행하고, 다음의 스텝(2003)은 화상신호(L₁)의 판독출력을 행한다. 스텝(2004)는 제15(c)도에 도시된 상태로 초점검출용 차광판(67)을 구동하고, 스텝(2005),(2006)은 화상신호(R₂)의 축적과 판독출력을 행한다. 스텝(2007)은 제15(b)도에 도시된 상태로 초점검출용 차광판(67)을 다시 구동하고, 스텝(2008),(2009)는 화상신호(L₃)의 축적과 판독출력을 행한다. 다음에, 스텝(2010)은 이 루틴을 종료한다.

제53도는 4개의 화상신호(L₁),(R₂),(L₃),(R₄)를 저장하기 위한 “화상신호저장4”의 흐름도이다. 또한, 이 경우에는, 화상신호저장의 간격이 일정한 것으로 가정하고, 따라서 간격의 측정은 행하지 않는다. “화상신호저장4”의 루틴이 제48도에 도시된 스텝(1715)에서 호출되는 경우, 순서는 스텝(2101)을 통하여 스텝(2102)로 진행한다.

스텝(2102),(2103)은 화상신호(L₁)의 축적과 판독출력을 행한다. 스텝(2104)는 제15(c)도에 도시된 상태로 초점검출용 차광판(67)을 구동하고, 또한 스텝(2105),(2106)은 화상신호(R₂)의 축적과 판독출력을 행한다. 스텝(2107)은 제15(b)도에 도시된 상태로 초점검출용 차광판(67)을 다시 구동하고, 스텝(2108),(2109)는 화상신호(L₃)의 축적과 판독출력을 행한다. 스텝(2110)은 제15(c)도에 도시된 상태로 초점검출용 차광판(67)을 다시 이동하고, 스텝(2111),(2112)는 화상신호(R₄)의 축적과 판독출력을 행한다. 다음에, 스텝(2113)은 이 서브루틴을 종료한다.

제54도는 5개의 화상신호(L₁),(R₂),(L₃),(R₄),(L₅)를 저장하기 위한 “화상신호저장5”의 흐름도를 도시한다. 또한 이 경우에는, 화상신호저장의 시간간격이 일정한 것으로 가정하고, 따라서 시간간격의 측정을 행하지 않는다. “화상신호저장5”의 서브루틴은 제48도에 도시된 스텝(1712)에서 호출되고, 순서는 스텝(2201)을 통하여 스텝(2202)으로 진행한다.

스텝(2202),(2203)은 화상신호(L₁)의 축적과 판독출력을 행한다. 스텝(2204)는 제15(c)도에 도시된 상태로 초점검출용 차광판(67)을 구동하고, 스텝(2205),(2206)은 화상신호(R₂)의 축적과 판독출력을 행한다. 스텝(2207)은 제15(b)도에 도시된 상태로 초점검출용 차광판(67)을 다시 구동하고, 스텝(2208),(2209)는 화상신호(L₃)의 축적과 판독출력을 행한다. 스텝(2210)은 제15(c)도에 도시된 상태로 초점검출용 차광판(67)을 다시 구동한다. 스텝(2213)은 제15(b)도에 도시된 상태로 초점검출용 차광판(67)을 다시 구동하고, 스텝(2214),(2215)은 화상신호(L₅)의 축적과 판독출력을 행한다. 다음에 스텝(2216)은 이 서브루틴을 종료한다.

제55도는 검출의 불필요한 정밀도를 확보하기 위하여, 촬영조건에 따라서 연산식을 절환하는 “디포커스량연산”의 서브루틴을 도시한다.

이 서브루틴은 제48도에 도시된 스텝(1718)에서 호출되고, 순서는 스텝(2301)을 통하여 스텝(2302)으로 진행한다.

스텝(2302)은 NA가 5인지의 여부를 판정하고, NA=5이면 스텝(2303)은 5개의 화상신호를 이용하여 연산처리를 행하고, NA≠5이면, 순서는 스텝(2310)으로 진행한다. 스텝(2310)은 NA가 4인지의 여부를 판정하고, NA=4이면 스텝(2311)은 4개의 화상신호를 사용하여 연산처리를 행하지만, N≠4인 경우, 순서는 스텝(2315)로 진행한다. 스텝(2315)는 NZ가 3인지의 여부를 판정하고, NA=3이면, 스텝(2316)은 3개의 화상신호를 사용하여 연산처리를 행하지만, NA≠3이면 2개의 화상신호를 사용하여 연산처리를 행하는 스텝(2319)으로 진행한다.

스텝(2303)은 상관연산에 의해 화상신호(L₁),(R₂)의 위상차(δ₁₂)를 연산하고, 다음에 스텝(2304)는 화상신호(R₂),(L₃)의 위상차(δ₂₃)를 연산하고, 스텝(2305)은 화상신호(L₃),(R₄)의 위상차(δ₃₄)를 연산하고, 스텝(2306)은 화상신호(R₄),(L₅)의 위상차를 연산한다.

다음의 스텝(2307)은 화상신호저장의 시간간격(TA)이 15msec이상인지의 여부를 판정하고, TA>15msec이면, 순서는 스텝(2308)로 진행하지만, TA≤15msec이면 순서는 스텝(2309)로 진행한다. 이것은, 제47도에 도시한 바와 같이, 화상신호저장의 간격이 15msec이상인 경우 허용가능한 초점길이가 대책 3에서보다 대책 4에서 크기 때문이다. 따라서, 간격(TA)이 15msec보다 긴 경우에는, 순서는 스텝(2308)로 진행하여 대책 4에 따라서 연산을 행하지만, 간격(TA)가 15msec보다 짧은 경우에는 순서는 스텝(2309)로 진행하여 대책 4에 따라서 연산을 행하고, 이에 의해 디포커스량의 연산시에 사용되는 위상차(δ)를 연산한다.

스텝(2311)은 화상신호(L₁),(R₂)의 위상차(δ₁₂)를 연산하고, 다음에 스텝(2312)은 화상신호(R₂),(L₃)의 위상차(δ₂₃)를 연산하고, 스텝(2313)은 화상신호(L₃),(R₄)의 위상차(δ₃₄)를 연산한다. 다음의 스텝(2314)은 대책 2의 연산처리에 따라서 디포커스량의 연산에 사용되는 위상차(δ)를 연산한다.

스텝(2316)은 화상신호(L₁),(R₂)의 위상차(δ₁₂)를 연산하고, 스텝(2317)은 화상신호(R₂),(L₃)의 위상차(δ₂₃)를 연상한다. 다음의 스텝(2318)은 대책 1의 연산처리에 따라서 디포커스량의 연산에 사용되는 위상차(δ)를 연산한다.

스텝(2319)은 화상신호(L₁),(R₂)의 위상차(δ₁₂)를 연산하고, 스텝(2320)은 디포커스량의 연산에 사용되는 위상차δ로서 δ₁₂를 입력한다.

스텝(2308),(2309),(2314),(2318),(2320)에서 위상차(δ)를 연산한 후에, 순서는 위상차(δ)와, 초점검출계의 감도(K) 및 CCD의 화소피치(P)에 의거하여 디포커스량(DF)를 연산하는 스텝(2321)으로 진행하고, 스텝(2322)은 이 서브루틴을 종료한다.

촬영조건(촬영렌즈의 초점길이 및 화상신호저장의 시간간격)에 따라서 검출의 필요한 정밀도를 확보할 수 있는 연산방법과 화상신호의 최대수를 선택가능한 상기 실시예는 불필요한 화상신호를 위한 저장동작을 행하지 않아도 되고, 이에 의해 초점검출에 필요시간을 단축하고 또한 전력소비를 절감할 수 있다.

상기 실시예는 고체촬상소자로서 CCD를 사용하고, 또한 이 CCD는 면적형 센서에 제한되지 않고 라인형센서로도 구성될 수 있다. 또한, 동공형상의 변경수단은 초점검출형 조리개로 구성되지만, LCD로 구성된 조리개등의 물성을 이용한 조리개로 구성되어도 된다.

촬영광로에 초점검출용 차광판(67)을 진입하고 촬영광로로부터 초점검출용 차광판(67)을 후퇴하는 것은 모터에 의해서 행하지만, 이 목적을 위해 플런져등의 작동기를 사용하여도 된다.

상기 설명에서는 두 개의 동공영역을 가진 카메라를 고려하였지만, 3개이상의 동공영역을 구비할 수 있다. 또한, 카메라가 정상위치에서 유지될때에 이들의 동공영역이 CCD의 라인방향과 함께 수평방향으로 되도록 배열하지만, 이와 같은 배열에만 제한되는 것은 아니고 카메라가 정상위치에서 유지될때에 동공영역이 수직방향으로 되도록 배열하여도 된다.

동공영역의 배열방향에 수직인 수직방향으로 피사체의 이동량을 검출하는 이동량의 검출범위는, 촬영렌즈의 초점길이와, 화상신호축적시간 및 초점검출용 차광판(67)(동공형상의 변형수단)의 구동시간을 고려하여 제25도를 참조하면서 설명한 바와 같이 결정되지만, 특정한 레벨의 효과는 이들 정보중 적어도 하나를 고려함으로서 얻을 수 있다. 특히, 상기한 실시예에서와 같이, 모터에 의해 촬영광로에 초점검출용 반사판(67)이 진입하고 또한 촬영광로로부터 초점검출용 반사판(67)이 후퇴하는 경우 차광판의 구동시간은 거의 일정하고 따라서 이 정보는 거의 무시할 수 있다.

동공영역의 배열의 방향에 수직인 수직방향으로 피사체의 이동량을 검출하기 위해 사용되는 화상신호의 개수는, 제49도와 제50도를 참조하면서 설명하는 바와 같이, 촬영렌즈의 초점길이와, 화상신호저장의 시간간격과, 화상신호축적시간 및 초점검출용 차광판(67)(동공형상의 변경수단)의 구동시간을 고려하여 결정되지만, 특정한 레벨의 효과는 이들의 정보중 적어도 하나를 고려함으로써 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시예는, 예를 들면 화상신호(L₁),(R₂),(L₃),(R₄),(L₅)를 저장하고 화상신호(L₁),(R₂)사이의 위상차, 화상신호(R₂),(L₃)사이의 위상차, 화상신호(L₃),(R₄)사이의 위상차, 화상신호(R₄),(L₅)사이의 위상차를 이용함으로써, 손의 진동이나 피사체의 이동으로부터 초래되는 초점검출의 에러를 감소시키는데 있지만, 상기 연산을 복수회 행하고 연산결과의 평균이나 웨이팅평균을 행함으로써 초점검출의 상기 에러를 또한 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 디지털카메라에 적용한 경우에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 실버핼라이드계 필름을 사용한 종래 카메라인 비디오카메라에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

Claims (20)

1. 광학계와, 상기 광학계의 2개의 상이한 동공영역을 통과한 2개의 화상을 수신하는 수광부와, 상기 수광부의 출력에 의거하여 상기 2개의 화상의 위상차에 따라서 초점정보를 연산하는 연산회로를 구비함으로써, 초점 맞춤을 위한 정보를 얻는 초점상태검출장치에 있어서, 다른 시간에 상기 2개의 동공영역 중 한 쪽의 동공영역을 통하여 상기 수광부에 의해 수신된 화상에 의거하여, 상기 수광부의 출력을 검출하고 동일 동공영역을 통하여 상이한 시간에 수신된 화상의 위상차에 대응하는 정보를 결정하는 보정연산부를 포함하고, 상기 연산회로는 상기 상이한 동공영역을 통하여 얻은 화상의 위상차가 동일의 동공영역을 통하여 다른 시간에 얻은 화상의 위상차에 의해 보정되는 상태에서 초점정보를 연산하는 것을 특징으로 하는 초점상태검출장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 연산회로는, 상기 상이한 동공영역을 통하여 얻은 화상의 위상차에 대응하는 초점시프트량으로부터, 상기 보정연산부에서 결정된 화상의 위상차에 대응하는 시프트량을 감산함으로써, 초점정보를 얻는 것을 특징으로 하는 초점상태검출장치.
3. 촬영광학계의 촬영광속을 시분할에 의거하여 적어도 2개의 동공영역으로 분할하고 또한 촬영광학계의 상이한 동공영역을 통과하여 전송된 광속에 의해 형성된 화상을 촬상소자 위에 투사하는 동공위치변위수단을 구비하고, 상기 촬상소자는 적어도 2개의 상이한 동공영역을 통하여 상기 동공위치변위수단에 의해 전송된 광속에 의해 형성된 적어도 2개의 광학화상을 수광하고, 또한 상기 광학화상에 의거하여 상기 촬상소자로부터 얻은 적어도 2개의 출력신호를 상관연산하여 상기 광학계의 디포커스량을 결정하는 초점검출장치에 있어서; a) 디포커스량의 상기 연산시에 사용되는 2개의 광학화상 중 1 개의 광학화상을 촬상소자 위에 투사하는 동공영역에 대응하여, 광학화상에 의거하여 상기 촬상소자의 출력을 다른 타이밍에서 복수회 저장하는 저장회로와; b) 동일의 동공영역을 통하여 상기 저장회로에 의해 저장된 출력신호에 의거하여 보정정보를 연산하고 또한 디포커스량의 상기 연산시에 피사체와 촬영광학계의 상대이동의 영향을 보정하는 연산회로를 포함한 것을 특징으로 하는 초점검출장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 2개의 광학화상 중에서 1개의 화상을 촬상소자 위에 투사하는 동공영역을 통하여, 복수회 저장된 상기 출력신호에 의거하여, 얻은 광학화상의 위상차에 관련된 정보를 상기 보정정보로서 검출하는 상기 보정정보연산수단을 부가하여 포함하고; 상기 연산회로는, 상기 상이한 동공영역을 통하여 얻은 광학화상에 의거한 상기 디포커스량을 상기 보정정보에 의해 보정함으로써, 상기 피사체와 상기 촬영광학계 사이의 상대이동의 영향에 대해 보정되는 디포커스량을 결정하는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 동공위치변위수단은 촬영광속을 2개의 영역으로 분할하는 구멍을 촬영광학로에 형성하고; 상기 촬상장치는 상기 구멍에 의해 형성된 제 1, 제 2동공영역으로부터 광속에 의해 형성된 화상을 수광하고, 또한 상기 저장회로는 제 1동공영역으로부터 광속을 수광하는 상태에서 상기 촬상소자의 출력을 시분할에 의거하여 복수회 인출하는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 동공위치변위수단은, 촬영동작시에, 상기 구멍을 상기 촬영광학로로부터 후퇴시키는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.
7. 촬영촬상소자와, 촬영광학계와, 상기 촬영광학계의 상이한 동공영역을 통과한 광속에 의해 형성된 화상을 상기 촬상소자 위에 투사하기 위해 상기 광학계의 촬영광속을 적어도 2개의 영역으로 시계열적으로 분할하는 동공위치변위수단과, 상기 촬상소자 위에 상기 동공위치변위수단에 의해 형성된 적어도 2개의 상이한 동공영역을 통과한 광속에 의해 형성된 광학화상을 결상한 다음에 상기 촬상소자로부터 얻은 적어도 2개의 출력화상을 상관연산함으로써 상기 광학계의 디포커스량을 결정하고, 또한 상기 디포커스량에 의거하여 상기 광학계의 초점제어를 행하는 초점제어 수단을 구비한 카메라에 있어서, a) 상기 상이한 동공영역 중 적어도 한 개의 동공영역에서 동일한 동공영역의 화상을 적어도 2회 저장하는 화상저장회로와; b) 동일의 동공영역을 통하여 상기 화상저장회로에 의해 저장된 적어도 2개의 화상에 의거하여 피사체와 촬영광학계 사이의 상대이동을 보정하는 초점검출장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라.
8. 제7항에 있어서, 상기 피사체와 상기 촬영광학계의 상대이동의 보정시에, 동일의 동공영역을 통하여 저장된 복수의 화상의 상관연산에 의해, 광학계의 디포커스량이 변동되는 지의 여부를 결정함으로써, 피사체와 촬영광학계의 상대위치가 변경되는지의 여부를 판정하는 판정회로를 부가하여 포함한 것을 특징으로 하는 카메라.
9. 촬영촬상부와, 촬영광학계와, 상기 광학계를 통과하는 촬영광속을 적어도 2개의 상이한 영역으로 시계열적으로 분할해서 상기 촬영촬상부에 결상시키기 위한 동공형상변경부와, 상기 각각의 영역을 통하여 상기 촬상부 위에 시계열적으로 결상된 광학화상을 화상신호로 변환하고, 상기 화상신호의 위상차를 검출함으로써 상기 광학계의 초점상태를 연산하는 연산회로를 구비한 초점검출장치에 있어서, 상기 연산회로는, 3개 이상의 화상신호의 위상차를 사용하여, 상기 상이한 영역을 통하여 형성된 2개의 화상신호의 위상차에 있어서의, 피사체와 카메라 사이의 상대위치변화로부터 초래되는 광학화상의 이동에 기인한 영향을 보정하는 보정연산부를 포함하고, 또한 상기 연산회로는, 피사체와 카메라 사이의 상대위치변화로부터 초래되는 광학화상의 이동에 기인한 영향을 보정한 후에 상기 상이한 영역을 통하여 형성된 2개의 화상의 위상차를 검출하는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 보정연산부는, 제 1영역에 의해 전송된 광속에 의해 얻은 제 1화상신호와, 제 2영역에 의해 전송된 광속에 의해 얻은 제 2화상신호 및 상기 제 1영역에 의해 전송된 광속에 의해 계속해서 얻은 제 3화상신호에 의거하여, 상기 제 1, 제 2화상신호로부터 결정된 위상차와 상기 제 2, 제 3화상신호로부터 결정된 위상차에 의해 광학화상의 등속도 이동에 기인한 영향에 대해 보정된 2개의 화상의 위상차를 검출하는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.
11. 제9항에 있어서, 상기 보정연산부는, 제 1, 제 2영역에 의해 전송된 광속에 의해 형성된 화상신호로부터 교호적으로 4개의 화상신호를 저장하고, 또한 제 1, 제 2화상신호로부터 결정된 위상차와 제 2, 제 3화상신호로부터 결정된 위상차 및 제 3, 제 4화상신호로부터 결정된 위상차로부터 광학화상의 등속도 또는 등가속도 이동에 기인한 영향에 대해 보정된 2개의 화상의 위상차를 검출하는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.
12. 제9항에 있어서, 상기 보정연산부는, 제 1, 제 2영역에 의해 전송된 광속에 의해 형성된 화상신호로부터 교호적으로 적어도 4개의 화상신호를 저장하고, 또한 상이한 영역으로부터 얻은 한 쌍의 화상신호로부터 얻은 복수의 위상차정보에 의거하여 광학화상의 이동을 2차함수로 근사함으로써, 상기 광학화상의 이동의 영향에 대해 보정된 2개의 화상의 위상차를 검출하는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.
13. 제9항에 있어서, 상기 3개 이상의 화상신호를 시계열적으로 저장하는 저장회로를 부가하여 포함하고, 상기 화상신호의 저장의 시간간격은 규칙성이 부여되는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.
14. 제13항에 있어서, 적어도 초점검출을 위해 필요한 복수의 화상신호의 저장의 시간간격은 일정하게 형성되는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.
15. 제14항에 있어서, 화상신호의 선행축적의 개시로부터 화상신호의 후속축적의 개시까지의 시간간격은 일정하게 형성되는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.
16. 제9항에 있어서, 각각의 화상신호의 축적시간은 일정하게 형성되고, 또한 한 쪽 영역으로부터 다른 쪽 영역까지 또는 다른 쪽 영역으로부터 한 쪽 영역까지의 상기 동공형상변경수단의 변경시간은 일정하게 형성되는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.
17. 제14항에 있어서, 각각의 화상신호의 축적시간은 일정하게 형성되고, 화상신호의 선행축적의 종료부터 화상신호의 후속축적의 개시까지의 간격은 일정하게 형성되는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.
18. 제9항에 있어서, 상기 보정연산부는 복수의 상이한 연산처리모드를 가지고 또한 촬영조건에 따라서 상기 복수의 모드 중에서 한 개의 모드를 선택하는 선택수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 복수의 모드는 처리를 위해 각각 상이한 개수의 화상신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.
20. 제18항에 있어서, 상기 선택수단은, 촬영렌즈의 초점길이와, 화상신호의 저장의 시간간격과, 동공형상변경부의 구동시간 및 광학화상의 축적시간 중 적어도 하나에 의거하여, 상기 복수의 모드 중 1개의 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.

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