KR100298141B1 - 촬상장치의오토포커스장치및줌트랙킹커브의보정방법 - Google Patents

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Abstract

기억 용량을 증대시키지 않고 중간의 피사체 거리에 대한 줌 트랙킹 커브의 보정을 행하는 오토메틱 포커싱 장치가 제공된다. 복수의 다른 피사체 거리에 대응하는 복수의 줌 트랙킹 커브 L1(Z) 및 L2(Z), 및 보정 데이타 α(Z)가 메모리(16) 내에 기억되어 있다. 제어 회로(10)는 기억되어 있는 줌 트랙킹 커브 및 보정 데이타를 이용하여 소정의 보간처리를 행하고, 피사체 거리와는 다른 피사체 거리에 대한 보정된 줌 트랙킹 커브 L(Z)를 산출한다. 이 산출된 줌 트랙킹 커브에 따라서 트랙킹 제어가 실행된다.

Description

촬상 장치의 오토 포커스 장치 및 줌 트랙킹 커브의 보정 방법 {AUTOMATIC FOCUSING DEVICE OF IMAGE PICKUP DEVICE AND METHOD OF CORRECTING ZOOM TRACKING CURVE}
비디오 카메라 등의 촬상 장치의 오토 포커스 제어에서는 줌 렌즈군의 줌 위치와 포커스 렌즈군의 포커스 위치와의 관계를 나타낸 줌 트랙킹 커브에 기초하여 각 줌 위치에 따른 포커스의 트랙킹 제어가 행해진다. 이 때문에, 줌 트랙킹 커브의 데이타의 테이블이 오토 포커스 장치 내의 메모리에 저장된다.
그러나, 이 줌 트랙킹 커브는 피사체까지의 거리에 의해서 다른 커브를 그리기 위해서 모든 피사체 거리에 대해 정밀도가 높은 포커스의 트랙킹 제어를 행한다고 하면, 모든 피사체 거리에 대응하는 줌 트랙킹 커브 전부를 포함하는 테이블을 설치할 필요가 있으며 방대한 데이타 기억 용량을 필요로 하게 된다.
이 때문에, 대표적인 몇개의 줌 트랙킹 커브 예를 들면, 피사체까지의 거리가 무한 원점인 경우나 지근인 경우의 줌 트랙킹 커브의 테이블만을 설치하고, 그외의 피사체 거리에 대응하는 줌 트랙킹 커브는 상술된 바와 같이 미리 저장되어 있는 줌 트랙킹 커브 간을 등비 분할하는 보간 처리에 의해서 얻도록 하고 있다.
상술된 바와 같이 하여, 적은 갯수의 줌 트랙킹 커브의 등비 분할에 의한 보간 처리에서 얻어진 줌 트랙킹 커브의 계산치와, 각 피사체 거리에 대해 설계상 개개에 구체적으로 얻어진 설계치는 렌즈축 상 및 부근에 관한 한 거의 일치하고 있다.
그러나, 렌즈축으로부터 반경 방향으로 떨어진 부분으로는 렌즈의 구면 수차를 위해 보간 처리에 의한 계산치와, 실제의 설계에 의해서 얻어지는 설계치 간의 오차가 커지며 핀트의 흐려짐이 눈에 띄는 경우가 생긴다.
특히, 보간 처리의 기초에 이용되는 미리 저장된 복수의 예를 들면, 2개의 줌 트랙킹 커브에 각각 대응하는 피사체 거리의 중간 부근의 피사체 거리에서 이러한 오차가 크며 핀트의 흐려짐이 눈에 띄는 경향이 있다.
이러한 계산치와 설계치 간의 오차를 작게 해서 포커스의 트랙킹의 정밀도를 향상시키기 위해서는, 상술한 바와 같이 보다 많은 갯수의 줌 트랙킹 커브의 테이블을 설치할 필요가 있지만, 데이타 기억 용량의 현저한 증대 및 데이타 처리의 복잡화를 초래한다고 하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 데이타 기억 용량이 큰 증가를 필요로 하는 일 없이, 포커스의 트랙킹 정밀도를 현저하게 향상시킨 오토 포커스 장치를 제공하는 것이다.
<발명의 개시>
특허 청구의 범위 제1항의 발명에 따르면, 촬상 장치의 오토 포커스 장치는 복수의 다른 피사체 거리에 각각 대응하는 복수의 줌 트랙킹 커브의 데이타와, 미리 산출된 보정 데이타를 기억한 기억 수단과, 상기 복수의 줌 트랙킹 커브 및 상기 보정 데이타를 이용한 소정의 보간 처리를 행하고, 상기 복수의 피사체 거리와는 다른 피사체 거리에 대한 줌 트랙킹 커브를 산출하는 산출 수단과, 산출된 줌 트랙킹 커브에 기초하여 포커스의 트랙킹을 행하는 트랙킹 수단을 구비하고 있다.
특허 청구의 범위 제2항의 발명에 따르면, 촬상 장치의 오토 포커스 장치는 복수의 다른 피사체 거리에 각각 대응하는 복수의 줌 트랙킹 커브의 데이타와, 상기 복수의 피사체 거리의 중간의 소정의 피사체 거리에 대한 소정의 보간 처리에 의해 얻어진 줌 트랙킹 커브에 기초하여 산출된 보정 데이타를 기억한 기억 수단과, 상기 복수의 줌 트랙킹 커브의 데이타 및 상기 보정 데이타를 이용한 소정의 보간 처리를 행하고, 상기 복수의 피사체 거리와는 다른 피사체 거리에 대한 줌 트랙킹 커브를 산출하는 산출 수단과, 상기 산출된 줌 트랙킹 커브에 기초하여 포커스의 트랙킹을 행하는 트랙킹 수단을 구비하고 있다.
특허 청구의 범위 제3항의 발명에 따르면, 특허 청구의 범위 제2항의 발명에 따른 오토 포커스 장치에서 상기 산출 수단은 현재의 핀트 위치로부터 상기 보정 데이타를 감산한 포커스 위치를 산출하는 수단과, 상기 산출된 포커스 위치를 기준으로 상기 복수의 줌 트랙킹 커브의 등비 분할을 행하는 수단과, 상기 등비 분할에 의해 얻어진 커브에 상기 보정 데이타를 가산하여 상기 다른 피사체 거리에 대한 줌 트랙킹 커브를 얻는 수단을 포함하고 있다.
특허 청구의 범위 제5항의 발명에 따르면, 오토 포커스 장치의 줌 트랙킹의 보정 방법은 복수의 다른 피사체 거리에 각각 대응하는 복수의 줌 트랙킹 커브의 데이타와, 상기 복수의 피사체 거리의 중간의 소정의 피사체 거리에 대한 소정의 보간 처리에 의해 얻어진 줌 트랙킹 커브에 기초하여 산출되는 보정 데이타를 기억한 기억 수단을 준비하는 단계와, 현재의 핀트 위치로부터 상기 보정 데이타를 감산한 포커스 위치를 산출하는 단계와, 상기 산출된 포커스 위치를 기준에 상기 복수의 줌 트랙킹 커브의 등비 분할을 행하는 단계와, 상기 등비 분할에 의해 얻어진 커브에 상기 보정 데이타를 가산하여 상기 복수의 피사체 거리와는 다른 피사체 거리에 대한 줌 트랙킹 커브를 얻는 단계를 구비하고 있다.
본 발명은 오토 포커스 장치에 관한 것으로, 특히 비디오 카메라 등의 촬상 장치에서의 포커스의 고정밀도의 트랙킹 제어를 위한 개선된 소프트웨어를 구비하는 오토 포커스 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 비디오 카메라의 구성을 나타낸 개략 블럭도.
도 2는 줌 트랙킹 커브의 기본적인 등비 분할 방법의 설명도.
도 3은 보간된 줌 트랙킹 커브와 설계치와의 오차를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 보간 처리를 나타낸 플로우도.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 비디오 카메라의 구성을 나타낸 개략블럭도이다.
도 1에 있어서 렌즈 유닛(1)은 앞쪽 유리 렌즈군(1a)과, 변배 기능을 담당하는 줌 렌즈군(1b)과, 일렉터 렌즈군(1c)과, 집속 기능을 담당하는 뒤쪽 유리(포커스) 렌즈군(1d)을 구비하고 있다.
도시되지 않은 피사체로부터의 빛은, 렌즈 유닛(1)의 각 렌즈군을 통과하여 촬상 소자(2)의 촬상면 상에서 결상하고, 전기 신호로 변환된다. 영상 신호 처리 회로(3)는 촬상 소자(2)로부터 이 전기 신호를 수취하여 소정의 처리를 행하는 NTSC 방식이나 PAL 방식의 영상 신호로 변환하여 출력한다.
이 영상 신호는, 비디오 카메라의 촬상 출력으로서, 예를 들면 도시하지 않은 기록 회로에 의해 기록 매체에 기록되거나 또는 외부 출력되고, 동시에 고역 통과 필터(4)를 통해 고역 성분이 추출되어 아날로그/디지탈 변환기(5)로 제공된다.
아날로그/디지탈 변환기(5)에 의해 디지탈 신호로 변환된 촬상 영상 신호의 고역 성분은, 주지의 등산 오토 포커스 제어 방법에 따른 촛점 평가치로서 오토 포커스 회로(6)로 제공된다. 오토 포커스 회로(6)는, 이 촛점 평가치에 기초하여, 포커스 렌즈군(1d)의 포커스 제어를 행하기 위한 포커스 정보를 발생시켜 제어 회로(10)에 제공한다. 제어 회로(10)는, 비디오 카메라 전체의 동작을 제어한다.
줌 렌즈군(1b)은, 제어 회로(10)에 의해 제어되는 줌 모터(7)에 의해 구동되고, 슬라이드 볼륨으로 구성된 인코더(8)에 의해 그 위치(줌 위치)가 검출된다. 인코더(8)의 검출 출력은, 아날로그/디지탈 변환기(9)에 의해 디지탈 신호로 변환되고, 제어 회로(10)에 입력된다.
또, 줌 모터(7)로서, 펄스 모터를 이용하는 것도 가능하다. 이 경우, 인코더(8)는 불필요해지고, 제어 회로(10)는 상기 펄스 모터로 출력한 구동 펄스의 수에 기초하여 줌 위치를 인지하게 된다.
한편, 포커스 렌즈군(1d)은 제어 회로(10)에 의해 제어되는 펄스 모터(11)에 의해 구동되고, 기준 위치 센서(12)는, 포커스 렌즈군(1d)이 미리 설정된 기준 위치에 있을 때에 검출 신호를 발생시켜 제어 회로(10)에 제공한다.
펄스 모터(11)는, 제어 회로(10)로부터 입력되는 구동 펄스의 수에 비례하여 회전하기 때문에, 제어 회로(10)는 기준 위치 센서(12)의 출력과 펄스 모터(11)로 출력한 구동 펄스의 수와 기초하여 포커스 렌즈군(1d)의 위치(포커 스위치)를 인지한다.
제어 회로(10)에는, 또한 줌 스위치(13)와, 포커스 모드 전환 스위치(14)와, 메뉴얼 포커스 스위치(15)가 접속되어 있다.
사용자가 줌 스위치(13)를 조작함에 따라 줌 모터(7)가 구동되고, 줌 위치가 변화한다.
사용자가 포커스 모드 전환 스위치(14)를 조작하여 오토 포커스 모드를 선택하면, 제어 회로(10)는 오토 포커스 회로(6)로부터의 포커스 정보 신호에 기초하여 펄스 모터(11)를 구동하고, 상술된 촛점 평가치가 최대가 되도록 포커스 렌즈군(1d)을 이동시킨다.
사용자가 포커스 모드 전환 스위치(14)를 조작하여 메뉴얼 포커스 모드를 선택한 경우에는, 사용자가 메뉴얼 포커스 스위치(15)를 조작함에 따라 펄스 모터(11)가 구동되고, 포커스 위치가 변화된다.
제어 회로(10)에는, 또한 상술된 줌 트랙킹 커브의 데이타등의 각종 거리 정보나 위치 정보가 기억된 불휘발성 메모리(16)와, 전원 스위치(17)가 접속된다.전원 회로(18)는, 비디오 카메라의 각 부에 전원을 공급하기 위한 것으로, 제어 회로(10)는, 사용자에 의한 전원 스위치(17)의 조작에 따라 전원 회로(18)의 동작을 제어한다.
도 1에 도시된 비디오 카메라에 있어서, 오토 포커스 동작 시에는, 제어 회로(10)는 미리 메모리(16)에 저장된 복수의 줌 트랙킹 커브의 보간 처리에 의해 얻어진 줌 트랙킹 커브에 기초하여 인코더(8)에 의해 검출된 줌 렌즈군(1b)의 위치(줌 위치)에 대응하는 포커스 렌즈군(1d)의 포커스 위치(핀트 위치)를 산출하고, 그 위치까지 포커스 렌즈군(1d)을 이동시킨다.
우선, 줌 트랙킹 커브의 등비 분할을 이용한 기본적인 보간 방법에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는, 줌 트랙킹 커브를 나타내는 그래프이고, 횡축은 줌 위치, 종축은 포커스 위치를 나타내고 있다.
이 예에서는, 메모리(16)에 저장된 복수의 줌 트랙킹 커브 중 2종류의 피사체 거리 L1, L2에 대응하는 2개의 줌 트랙킹 커브 L1(Z), L2(Z) (Z는 임의의 줌 위치) 사이의 등비 분할에 따른 보간 처리로 중간의 피사체 거리 L에 대한 줌 트랙킹 커브 L(Z)를 얻는 경우에 대해 설명한다.
우선, 횡축의 줌 위치의 망원측의 단부 T에서 2개의 줌 트랙킹 커브 L1(Z), L2(Z)가 취하는 값 L1(T), L2(T)를 어느 한 비율로 분할하고, 임의의 줌 위치 Z에서 줌 트랙킹 커브 L1(Z), L2(Z)가 취하는 값 사이를 이것과 동일한 비율로 분할하게 되는 값 L(Z)을 항상 취하도록 동일한 새로운 줌 트랙킹 커브 L(Z)을 나타낸다.
즉, 줌 위치의 단부 T에서 L1(T)로부터 L(T)을 감한 값을 a(T), L(T)로부터L2(T)를 감한 값을 b(T)로 하고, 임의의 줌 위치 Z에서 L1(Z)로부터 L(Z)을 감한 값을 a(Z)= L1(Z)-L(Z), L(Z)로부터 L2(Z)를 감한 값을 b(Z) = L(Z) - L2(Z)로 했을 때, a(Z) : b(Z) = a(T) : b(T)를 항상 만족하는 커브 L(Z)을 나타내면, 등비 분할에 따른 피사체 거리 L에 대한 새로운 줌 트랙킹 커브를 얻을 수 있게 된다.
그러나, 앞서 상술된 바와 같이, 이러한 등비 분할에 따른 보간 처리에서 얻어진 줌 트랙킹 커브는, 기초로 하는 2개의 트랙킹 커브의 피사체 거리의 중간 부근의 피사체 거리로 오차를 포함하기 때문에, 핀트가 흐려지는 경우가 있다. 그래서, 본 발명에서는 이하에 설명하는 방법으로 보간 처리 시의 오차의 보정을 행하고 있다.
우선, 줌 트랙킹 커브 L1(Z), L12(Z)의 각각의 피사체 거리 L1, L2의 가장 중간의 피사체 거리에 대해 오차가 최대로 되는 점을 감안하여, 이 가장 중간의 피사체 거리에 대한 줌 트랙킹 커브를 우선 상술한 등비 분할로 나타낸다. 그리고 줌 위치를 어느 정도 미세하게 등분할한 분할점의 각각에 있어서, 얻어진 커브 상의 계산치와, 대응하는 설계치와의 오차를 조사한다.
도 3은, 보간 처리에 의해 얻어진 줌 트랙킹 커브 L에 대한 설계치의 커브(점선)와, 이들 사이의 오차 δ를 나타내고 있다. 도 3으로부터 보여지는 바와 같이, 이 오차 δ도 또 줌 위치 Z에 따라 변화하는 함수 δ(Z)이다.
트랙킹 정밀도 등을 실제로 확인하여 검토한 결과, 각 줌 위치에 있어서의 계산치에 대한 보정치 α(Z)는, α(Z)= δ(Z)/2로 결정되었다. 그리고 이 보정 데이타 α(Z)는 미리 메모리(16)에 저장된다.
다음에, 본 발명에 따른, 이와 같은 보정 데이타 α(Z)를 이용한 줌 트랙킹 커브의 보간 처리 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
우선, 기초가 되는 줌 트랙킹 커브 L1(Z), L2(Z) 사이의 피사체 거리의 피사체에 대해, 어떤 줌 위치(예를 들면 도 2의 단부 T에 상당하는 위치)에서 핀트가 맞도록 하고, 그 위치로부터 트랙킹을 행하는 경우에는, 그 줌 위치에서의 보정치 α= δ/2를 메모리로부터 판독하고, 상기 핀트 위치로부터 이 보정치 α를 감한 포커스위치를 산출한다.
그리고, 보정치 α를 감한 그 포커스 위치에 기초하여 그 줌 위치에 대응하는 기지의 2개의 줌 트랙킹 커브에 대해 상술한 바와 같은 등비 분할을 행하고, 보간된 줌 트랙킹 커브를 구한다. 그리고, 그 커브에 보정치 α(Z)를 가한 커브를 최종적으로 보정된 줌 트랙킹 커브로 하고, 이 커브에 기초하여 포커스의 트랙킹 제어가 행해진다.
도 1에 도시한 본 발명의 실시 형태에 있어서, 이와 같은 보간 처리는 마이크로 컴퓨터로 구성되는 제어 회로(10)에 의해 소프트웨어를 이용하여 실행된다. 이와 같은 소프트웨어에 대해 도 4를 참조하여 이하에 설명한다. 또, 이하의 설명에 있어서, 2종류의 피사체 거리 L1, L2 중, 근점 L1에 대응하는 줌 트랙킹 커브를 L1 (Z), 원점 L2에 대응하는 줌 트랙킹 커브를 L2(Z)로 한다.
우선, 스텝 S1에 있어서, 현재의 줌 위치 Z′에 있어서 핀트가 맞도록 하고, 제어 회로(10)는 인코더(8) 및 기준 위치 센서(12)의 출력 등에 기초하여 현재의 줌위치 Z′및 핀트 위치 k를 인지한다.
다음에, 스텝 S2에 있어서, 제어 회로(10)는 상술한 바와 같이 미리 산출된 메모리(16)에 저장되어 있는 보정치 α(Z)의 데이타에 기초하여 상기 줌 위치에 대응하는 보정치 α를 인지한다.
다음에, 스텝 S3에 있어서, 제어 회로(10)는 인지된 현재의 핀트 위치 k로부터 보정치 α를 감산한 포커스 위치 k-α를 산출한다.
다음에, 스텝 S4에 있어서, 제어 회로(10)는 상술한 바와 같이 미리 메모리 16에 저장되어 있는 2개의 줌 트랙킹 커브 L1(Z) , L2(Z)에 기초하여 현 줌 위치에 대한 핀트 위치 L1(Z′), L2(Z′)를 인지하고, 등비 분할 처리에 들어간다.
즉, 스텝 S5에 있어서, 제어 회로(10)는 L1(Z' )로부터 (k-α)를 감한 값 a와, (k-α)로부터 L2(Z′)를 감한 값 b를 산출한다(도 2의 a(T), b(T)에 상당).
다음에, 스텝 S6에 있어서, 임의의 줌 위치 Z에 있어서, L1(Z) : L2(Z) = a : b가 항상 성립하도록 트랙킹 커브 L′(Z)로 나타낸다.
다음에, 스텝 S7에 있어서, 트랙킹 커브 L′(Z)에 메모리(16)로부터 판독된 보정치 α(Z)를 초과한 줌 트랙킹 커브 L(Z) = L′(Z) + α(Z)를 산출하고, 스텝 S 8에 있어서 이 줌 트랙킹 커브 L(Z)에 기초하여 포커스의 트랙킹 제어를 행한다.
본 발명에 의하면, 줌 트랙킹 커브의 보간 처리시에, 종래의 보간 처리에 있어서의 오차에 기초하는 보정이 실시되고 있기 때문에, 중간의 피사체 거리의 피사체에 대한 포커스의 트랙킹 제어에 있어서도 핀트의 흐려짐이 생기지 않는다. 또한, 보정 데이타에 대한 기억 용량을 추가하는 것만으로도, 모든 피사체 거리에 대한 줌 트랙킹 커브의 데이타를 기억하는 경우에 비해, 근소한 기억 용량의 증가로 고정밀도의 포커스 트랙킹 제어를 실현할 수 있다.

Claims (4)

  1. 촬상 장치의 오토 포커스 장치에 있어서,
    복수의 다른 피사체 거리에 각각 대응하는 복수의 줌 트랙킹 커브의 데이타와, 미리 산출된 보정 데이타를 기억한 기억 수단과,
    상기 복수의 줌 트랙킹 커브의 데이타 및 상기 보정 데이타를 이용한 소정의 보간 처리를 행하고, 상기 복수의 피사체 거리와는 다른 피사체 거리에 대한 줌 트랙킹 커브를 산출하는 산출 수단과,
    상기 산출된 줌 트랙킹 커브에 기초하여 포커스의 트랙킹을 행하는 트랙킹 수단
    을 구비하고,
    상기 보정 데이타는 상기 중간의 소정의 피사체 거리에 대해 얻어진 줌 트랙킹 커브와 설계치 사이의 오차에 기초하여 산출되는 촬상 장치의 오토 포커스 장치.
  2. 촬상 장치의 오토 포커스 장치에 있어서,
    복수의 다른 피사체 거리에 각각 대응하는 복수의 줌 트랙킹 커브의 데이타와, 상기 복수의 피사체 거리의 중간의 소정의 피사체 거리에 대한 소정의 보간 처리에 의해 얻어진 줌 트랙킹 커브에 기초하여 산출되는 보정 데이타를 기억한 기억수단과,
    상기 복수의 줌 트랙킹 커브의 데이타 및 상기 보정 데이타를 이용한 소정의 보간 처리를 행하고, 상기 복수의 피사체 거리와는 다른 피사체 거리에 대한 줌 트랙킹 커브를 산출하는 산출 수단과,
    상기 산출된 줌 트랙킹 커브에 기초하여 포커스의 트랙킹을 행하는 트랙킹 수단
    을 구비하고,
    상기 보정 데이타는 상기 중간의 소정의 피사체 거리에 대해 얻어진 줌 트랙킹 커브와 설계치 사이의 오차에 기초하여 산출되는 촬상 장치의 오토 포커스 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 산출 수단은,
    현재의 핀트 위치로부터 상기 보정 데이타를 감산한 포커스 위치를 산출하는 수단과,
    상기 산출된 포커스 위치를 기준으로 상기 복수의 줌 트랙킹 커브의 등비 분할을 행하는 수단과,
    상기 등비 분할에 의해 얻어진 커브에 상기 보정 데이타를 가산하여 상기 다른 피사체 거리에 대한 줌 트랙킹 커브를 얻는 수단
    을 포함한 촬상 장치의 오토 포커스 장치.
  4. 오토 포커스 장치의 줌 트랙킹 커브의 보정 방법에 있어서,
    복수의 다른 피사체 거리에 각각 대응하는 복수의 줌 트랙킹 커브의 데이타와, 상기 복수의 피사체 거리의 중간의 소정의 피사체 거리에 대한 소정의 보간 처리에 의해 얻어진 줌 트랙킹 커브에 기초하여 산출되는 보정 데이타를 기억한 기억 수단을 준비하는 단계와,
    현재의 핀트 위치로부터 상기 보정 데이타를 감산한 포커스 위치를 산출하는 단계와,
    상기 산출된 포커스 위치를 기준으로 상기 복수의 줌 트랙킹 커브의 등비 분할을 행하는 단계와,
    상기 등비 분할에 의해 얻어진 커브에 상기 보정 데이타를 가산하여 상기 복수의 피사체 거리와는 다른 피사체 거리에 대한 줌 트랙킹 커브를 얻는 단계
    를 구비하고,
    상기 보정 데이타는 상기 중간의 소정의 피사체 거리에 대해 얻어진 줌 트랙킹 커브와 설계치 사이의 오차에 기초하여 산출되는 줌 트랙킹 커브의 보정 방법.
KR1019980709284A 1996-05-17 1997-05-16 촬상장치의오토포커스장치및줌트랙킹커브의보정방법 KR100298141B1 (ko)

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