KR100312716B1 - 자동초점조절방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털 자동 초점 조절 시스템을 채용하고 있는 촬상 기기, 예컨대, 캠코더 등에서 응용될 수 있는 자동 초점 조절 방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 자동 초점 데이터가 출력되지 않는 블랭크 구간 동안 포커스 렌즈를 트랙킹 시키고, 그 나머지 구간 동안은 자동 초점 데이터를 입력받아, 하나의 구간 동안 포커스 렌즈의 트랙킹 및 자동 초점 데이터의 입력이 아울러 수행되도록 함으로써, 전체적인 포커스 렌즈의 위치보정 시간을 현저히 저감시킬 수 있으며, 또한, 포커스 렌즈의 위치보정 시간을 절감시킴으로써, 마이크로프로세서를 자동 초점 데이터의 빠른 변화 패턴에 탄력적으로 대응시킬 수 있다.

Description

자동 초점 조절 방법

본 발명은 디지털 자동 초점 조절 시스템을 채용하고 있는 촬상 기기, 예컨대, 캠코더 등에서 응용될 수 있는 자동 초점(AF: Auto Focus) 조절 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 영상신호가 없는 구간인 블랭크 구간을 활용하여 이 구간 동안 포커스 렌즈를 트랙킹 시킴으로써, 포커스 렌즈의 전체적인 자동 초점 조절 시간을 현저히 저감시킬 수 있도록 하는 자동 초점 조절 방법에 관한 것이다.

일반적으로 캠코더 등의 촬상기기에서 피사체에 대한 화상을 확실하게 재현함과 아울러 순간적인 화상을 놓치지 않고 양호하게 촬영하기 위해서는 정확한 초점의 조절이 요구된다.

통상, 이러한 초점의 조절은 장치내의 마이크로프로세서가 디지털신호 처리장치로부터 자동 초점 데이터를 입력받은 후 이를 근거로 포커스 렌즈와 연결된 포커스 모터를 제어함으로써, 신속하게 달성되게 된다.

이때, 디지털신호 처리장치로부터 입력되는 자동 초점 데이터는 도 1에 도시된 바와 같이, 포커스 렌즈의 위치가 피사체의 초점과 가장 적절히 일치하는 위치, 즉, 정초점(PF)의 위치에서 가장 큰 값을 유지하며, 포커스 렌즈가 정초점(PF)의 위치에서 멀어질수록 작은 값을 유지하는 특성을 갖고 있다. 즉, 입력되는 자동 초점 데이터가 큰 값을 갖는다면, 이는 포커스 렌즈의 초점이 정확히 맞추어 졌음을 의미하는 것이다.

그런데, 여기서, 패닝(Panning)현상이 발생하여 피사체와 장치 사이의 거리가 불규칙하게 변화하거나, 피사체 자체가 변화하는 등의 문제점이 발생하면, 상술한 자동 초점 데이터는 그 값이 매우 불안해지게 되며, 그 결과, 장치 전체의 포커스가 불규칙하게 흐트러지는 악영향이 초래된다.

따라서, 종래의 경우, 마이크로프로세서는 소위 "지그재그 콘트롤 방식"이라 명명되는 제어방식을 채택하여 포커스 렌즈의 위치를 적절히 보정함으로써, 이의 불안정성을 양호하게 보완하고 있다.

이를 상술하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 마이크로프로세서는 디지털신호 처리장치로부터 포커스 렌즈의 현재 위치에 해당하는 자동 초점 데이터(α)를 입력받은 후, 포커스 렌즈가 현재의 위치로부터 움직이는 방향이 가까운쪽 방향이라면, 이러한 움직임을 유지하여 포커스 렌즈를 가까운쪽 방향으로 제 1 구간(a) 동안 트랙킹시킨다.

이어서, 포커스 렌즈가 제 1 구간(a) 동안 가까운쪽 방향으로 이동을 완료하면, 마이크로프로세서 포커스 렌즈를 정지시킨 후 가까운쪽으로 이동한 위치에서의 자동 초점 데이터(β)를 디지털신호 처리장치로부터 제 2 구간(b) 동안 입력받는다.

계속해서, 마이크로프로세서는 포커스 렌즈를 제어하여 그것이 원래의 위치로 재 이동될 수 있도록 포커스 렌즈를 제 3 구간(c) 동안 원래의 위치로 재 트랙킹 시킨다.

그 다음에, 포커스 렌즈가 제 3 구간(c) 동안 원래의 위치로 이동을 완료하면, 마이크로프로세서 포커스 렌즈를 정지시킨 후 원래의 위치로 재 이동한 후의 자동 초점 데이터(γ)를 디지털신호 처리장치로부터 제 4 구간(d) 동안 입력받는다.

이후, 마이크로프로세서는 포커스 렌즈가 이전의 위치에 있을 때 출력시킨 자동 초점 데이터(α)와 가까운쪽으로 이동한 위치에 있을 때 출력시킨 자동 초점 데이터(β)의 변화량 A(즉, α-β)를 계산하고, 포커스 렌즈가 가까운쪽으로 이동한 위치에 있을 때 출력시킨 자동 초점 데이터(β)와 원래의 위치로 재이동 했을 때 출력시킨 자동 초점 데이터(γ)의 변화량 B(즉, β-γ)를 계산한다.

이때, 상술한 바와 같이, 자동 초점 데이터는 포커스 렌즈의 초점이 정확할수록 큰 값을 유지하는 바, 마이크로프로세스는 이러한 원칙에 맞추어 포커스 렌즈의 트랙킹 방향을 조절하게 된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 변화량 A의 값 및 변화량 B의 값이 모두 "+"를 나타내면, 마이크로프로세스는 변화량 A 또는 변화량 B 중 증가량이 큰 방향, 즉, 그 값이 큰 쪽으로 포커스 렌즈를 트랙킹 시키게 된다. 일례로, 변화량 A의 값이 변화량 B의 값보다 크다면, 마이크로프로세스는 자동 초점 데이터가 변화량 A를 출력시킨 경우, 즉, 포커스 렌즈가 원래의 이동 위치인 가까운쪽으로 이동되는 경우에 좀더 정확한 초점이 맞추어지는 것으로 판정하고, 포커스 렌즈를 가까운쪽으로 트랙킹 시키게 된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 변화량 A의 값은 "+"를 나타내고, 변화량 B의 값은 "-"를 나타내면, 마이크로프로세스는 당연히 그 값이 큰 쪽인 변화량 A 쪽으로 포커스 렌즈를 트랙킹 시키는 것이 좀더 정확한 초점을 맞추는 것으로 판정하고, 포커스 렌즈를 자동 초점 데이터가 변화량 A를 나타낸 방향, 즉, 가까운쪽으로 신속히 트랙킹 시키게 된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 변화량 A의 값은 "-"를 나타내고, 변화량 B의 값은 "+"를 나타내면, 마이크로프로세스는 당연히 그 값이 큰 쪽인 변화량 B 쪽으로 포커스 렌즈를 트랙킹 시키는 것이 좀더 정확한 초점을 맞추는 것으로 판정하고, 포커스 렌즈를 자동 초점 데이터가 변화량 B를 나타낸 방향, 즉, 원래의 이동 방향의 역방향인 먼쪽으로 신속히 트랙킹 시키게 된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 변화량 A의 값 및 변화량 B의 값이 모두 "-"를 나타내면, 마이크로프로세스는 변화량 A 또는 변화량 B 중 감소량이 적은 쪽, 즉, 그 값이 큰 쪽으로 포커스 렌즈를 트랙킹 시키게 된다. 일례로, 변화량 A의 값이 변화량 B의 값보다 크다면, 마이크로프로세스는 자동 초점 데이터가 변화량 A를 출력시킨 경우, 즉, 포커스 렌즈가 원래의 이동 위치인 가까운쪽으로 이동되는 경우에 좀더 정확한 초점이 맞추어지는 것으로 판정하고, 포커스 렌즈를 가까운쪽으로 트랙킹 시키게 된다.

이후, 마이크로프로세스는 상술한 과정을 통해 포커스 렌즈의 위치를 정확히 설정한 후 피사체를 양호하게 촬상한다.

그러나, 이러한 종래의 자동 초점 조절 방법에는 몇 가지 중대한 문제점이 있다.

첫째, 종래의 경우, 상술한 바와 같이, 마이크로프로세스가 자동 초점 데이터를 정확히 입력받기 위해서는 포커스 렌즈를 일정 구간 동안 트랙킹시키고, 일정 구간 동안 정지시키는 과정을 반복하여야 하는 바, 이에 따라, 마이크로프로세스에 의한 전체적인 포커스 렌즈의 위치 보정 시간이 현저히 증가하는 결과가 초래된다.

둘째, 이와 같이, 포커스 렌즈의 위치 보정 시간이 증가되면, 마이크로프로세서는 자동 초점 데이터의 빠른 변화 패턴에 대하여 탄력적으로 대응하지 못하게 됨으로써, 예측하지 못한 판단오류를 일으킨다.

셋째, 이에 따라, 장치의 전체적인 품질이 현저히 저감된다.

따라서, 본 발명의 목적은 일정 구간 중 자동 초점 데이터가 출력되지 않는 구간인 블랭크 구간 동안 포커스 렌즈를 트랙킹 시키고, 그 나머지 구간 동안은 자동 초점 데이터를 입력받아, 하나의 구간 동안 포커스 렌즈의 트랙킹 및 자동 초점 데이터의 입력이 아울러 수행되도록 함으로써, 전체적인 포커스 렌즈의 위치보정 시간을 현저히 저감시킬 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 포커스 렌즈의 위치보정 시간 절감을 통해 마이크로프로세서가 자동 초점 데이터의 빠른 변화 패턴에 대하여 탄력적으로 대응할 수 있도록 하는 데 있다.

도 1은 자동 초점 데이터의 특성을 개략적으로 도시한 그래프도.

도 2는 종래의 자동 초점 조절을 위한 포커스 렌즈의 트랙킹 상태를 도시한 예시도.

도 3은 종래의 마이크로프로세서에 의한 포커스 렌즈의 트랙킹 방향 설정을 설명하기 위한 설명도.

도 4는 본 발명에 따른 자동 초점 조절을 위한 포커스 렌즈의 트랙킹 상태를 도시한 예시도.

도 5는 본 발명에 따른 마이크로프로세서에 의한 포커스 렌즈의 트랙킹 방향 설정을 설명하기 위한 설명도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제 1 위치의 제 1 자동 초점 데이터를 입력받는 제 1 단계와; 제 1 구간에서 영상신호가 없는 구간인 제 1 블랭크 구간 동안 상기 제 1 위치로부터 소정의 제 2 위치로 포커스 렌즈를 제 1 트랙킹시키는 제 2 단계와; 상기 제 2 위치의 제 2 자동 초점 데이터를 입력받는 제 3 단계와; 상기 제 1 자동 초점 데이터 및 상기 제 2 자동 초점 데이터의 변화량을 추출하는 제 4 단계와; 제 2 구간에서 영상신호가 없는 구간인 제 2 블랭크 구간 동안 상기 제 2 위치로부터 상기 제 1 위치로 상기 포커스 렌즈를 제 2 트랙킹시키는 제 5 단계와; 상기 제 1 위치의 제 3 자동 초점 데이터를 입력받는 제 6 단계와; 상기 제 2 자동 초점 데이터 및 상기 제 3 자동 초점 데이터의 변화량을 추출하는 제 7 단계와; 상기 제 4 단계 및 상기 제 7 단계의 추출 결과에 따라 상기 포커스 렌즈의 트랙킹 방향을 결정하여 트랙킹을 수행하는 제 8 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 제 4 단계의 변화량 및 상기 제 7 단계의 변화량이 모두 양의 부호를 가지면, 상기 포커스 렌즈를 상기 변화량들 중 그 값이 큰 쪽으로 트랙킹 시킨다.

바람직하게, 상기 제 4 단계의 변화량 및 상기 제 7 단계의 변화량이 각각 양 또는 음의 값으로, 서로 다른 부호를 가지면, 상기 포커스 렌즈를 상기 변화량들 중 양의 부호를 갖는 쪽으로 트랙킹 시킨다.

바람직하게, 상기 제 4 단계의 변화량 및 상기 제 7 단계의 변화량이 모두 음의 부호를 가지면, 상기 포커스 렌즈를 상기 변화량들 중 그 값이 적은 쪽으로 트랙킹 시킨다.

이에 따라, 본 발명에서는 포커스 렌즈의 위치 보정 시간이 현저히 저감된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자동 초점 조절 방법을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 마이크로 프로세서는 디지털신호 처리장치로부터 포커스 렌즈의 제 1 위치, 예컨대, 현재 위치에 해당하는 제 1 자동 초점 데이터(ⅰ)를 입력받는다.

이어서, 마이크로 프로세서는 제1구간(a필드)에서 영상신호가 없는 구간인 제 1 블랭크 구간(e) 동안 제 1 위치로부터 제 2 위치로 포커스 렌즈를 트랙킹 시킨다.

이때, 포커스 렌즈가 제 1 위치로부터 움직이는 방향이 가까운쪽 방향이라면, 이러한 움직임을 유지하여 포커스 렌즈를 가까운쪽 방향인 제 2 위치로 제 1 블랭크 구간(e) 동안 트랙킹 시킨다.

여기서, 상술한 제1블랭크 구간(e)은 종래에는 그 이용이 거의 없던 사장된 구간이었다. 그러나, 본 발명의 경우, 이 구간을 십분 활용하여 이 구간 동안 포커스 렌즈를 트랙킹 시킴으로써, 포커스 렌즈의 전체적인 자동 초점 조절 시간을 현저히 저감시킬 수 있다.

계속해서, 포커스 렌즈가 제 1 블랭크 구간(e) 동안 제 2 위치로 이동을 완료하면, 마이크로 프로세서는 포커스 렌즈를 정지시킨 후 제 2 위치에서의 제 2 자동 초점 데이터(ⅱ)를 디지털신호 처리장치로부터 입력받는다.

이어서, 마이크로 프로세서는 포커스 렌즈가 제 1 위치에 있을 때 입력받은 제 1 자동 초점 데이터(ⅰ)와 제 2 위치에 있을 때 입력받은 제 2 자동 초점 데이터(ⅱ)의 변화량 X(즉, ⅱ-ⅰ)를 추출한다.

계속해서, 마이크로 프로세서는 포커스 렌즈를 제어하여, 포커스 렌즈가 원래의 위치인 제 1 위치로 재 이동될 수 있도록 포커스 렌즈를 제2구간(b프레임)에서 영상신호가 없는 구간인 제 2 블랭크 구간(f) 동안 재 트랙킹 시킨다.

그 다음에, 포커스 렌즈가 제 2 블랭크 구간(f) 동안 원래의 제 1 위치로 이동을 완료하면, 마이크로 프로세서 포커스 렌즈를 정지시킨 후 원래의 제 1 위치로 재 이동한 후의 제 3 자동 초점 데이터(ⅲ)를 디지털신호 처리장치로부터 입력받는다.

이어서, 마이크로 프로세서는 포커스 렌즈가 제 2 위치에 있을 때 입력받은 제 2 자동 초점 데이터(ⅱ)와 원래의 제 1 위치로 재 이동 하였을 때 입력받은 제 3 자동 초점 데이터(ⅲ)의 변화량 Y(즉, ⅲ-ⅱ)를 추출한다.

이후, 마이크로 프로세서는 상술한 자동 초점 데이터의 변화량 추출 결과에 따라 포커스 렌즈의 트랙킹 방향을 결정하여 트랙킹을 수행한다.

이때, 상술한 바와 같이, 자동 초점 데이터는 포커스 렌즈의 초점이 정확할 때 일수록 큰 값을 유지하는 것이 일반적인 바, 마이크로프로세스는 이러한 원칙에 맞추어 포커스 렌즈의 트랙킹 방향을 적절히 조절하게 된다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 변화량 X의 값 및 변화량 Y의 값이 모두 "+"를 나타내면, 마이크로프로세스는 변화량 X 또는 변화량 Y 중 증가량이 큰 방향, 즉, 그 값이 큰 쪽으로 포커스 렌즈를 트랙킹 시키게 된다. 일례로, 변화량 X의 값이 변화량 Y의 값보다 크다면, 마이크로프로세스는 자동 초점 데이터가 변화량 X를 출력시킨 경우, 즉, 포커스 렌즈가 원래의 제 1 위치로부터 제 2 위치쪽으로 이동되는 경우에 좀더 정확한 초점이 맞추어지는 것으로 판정하고, 포커스 렌즈를 제 2 위치 쪽으로 트랙킹 시키게 된다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 변화량 X의 값은 "+"를 나타내고, 변화량 Y의 값은 "-"를 나타내면, 마이크로프로세스는 당연히 그 값이 큰 쪽인 변화량 X 쪽으로 포커스 렌즈를 트랙킹 시키는 것이 좀더 정확한 초점을 맞추는 것으로 판정하고, 포커스 렌즈를 자동 초점 데이터가 변화량 X를 나타낸 방향, 즉, 제 2 위치쪽으로 크게 트랙킹 시키게 된다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 변화량 X의 값 및 변화량 Y의 값이 모두 "-"를 나타내면, 마이크로프로세스는 변화량 X 또는 변화량 Y 중 감소량이 적은 쪽, 즉, 그 값이 큰 쪽으로 포커스 렌즈를 트랙킹 시키게 된다. 일례로, 변화량 X의 값이 변화량 Y의 값보다 크다면, 마이크로프로세스는 자동 초점 데이터가 변화량 X를 출력시킨 경우, 즉, 포커스 렌즈가 원래의 제 1 위치로부터 제 2 위치쪽으로 이동되는 경우에 좀더 정확한 초점이 맞추어지는 것으로 판정하고, 포커스 렌즈를 제 2 위치쪽으로 트랙킹 시키게 된다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 변화량 X의 값은 "-"를 나타내고, 변화량 Y의 값은 "+"를 나타내면, 마이크로프로세스는 당연히 그 값이 큰 쪽인 변화량 Y 쪽으로 포커스 렌즈를 트랙킹 시키는 것이 좀더 정확한 초점을 맞추는 것으로 판정하고, 포커스 렌즈를 자동 초점 데이터가 변화량 Y를 나타낸 방향, 즉, 제 2 위치 방향의 역방향인 먼쪽으로 크게 트랙킹 시키게 된다.

이에 따라, 종래의 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 포커스 렌즈의 초점을 맞추기 위해서 복잡한 4개의 구간(a,b,c,d)이 필요하였으나, 본 발명의 경우, 종래에 사장되었던 블랭크 구간(e,f)을 적절히 이용함으로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 단지 2개의 구간(a,b)을 이용하고서도, 신속·정확한 자동 초점 조절을 달성할 수 있다.

이후, 마이크로프로세스는 상술한 과정을 통해 포커스 렌즈의 위치를 정확히 설정한 후 피사체를 양호하게 촬상한다.

이와 같이, 본 발명에서는 블랭크 구간을 활용하여 이 구간 동안 포커스 렌즈를 트랙킹 시킴으로써, 포커스 렌즈의 전체적인 자동 초점 조절 시간을 현저히 저감시킬 수 있다.

이러한 본 발명은 디지털 자동 초점 조절 시스템을 채용하고 있는 전 기종의 촬상 기기에서 전반적으로 유용한 효과를 나타낸다.

그리고, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위안에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 초점 조절 방법에서는 자동 초점 데이터가 출력되지 않는 블랭크 구간 동안 포커스 렌즈를 트랙킹 시키고, 그 나머지 구간 동안은 자동 초점 데이터를 입력받아, 하나의 구간 동안 포커스 렌즈의 트랙킹 및 자동 초점 데이터의 입력이 아울러 수행되도록 함으로써, 전체적인 포커스 렌즈의 위치보정 시간을 현저히 저감시킬 수 있으며, 또한, 포커스 렌즈의 위치보정 시간을 절감시킴으로써, 마이크로 프로세서를 자동 초점 데이터의 빠른 변화 패턴에 탄력적으로 대응시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 제 1 위치의 제 1 자동 초점 데이터를 입력받는 제 1 단계와;

   제 1 구간에서 영상신호가 없는 구간인 제 1 블랭크 구간 동안 상기 제 1 위치로부터 소정의 제 2 위치로 포커스 렌즈를 제 1 트랙킹시키는 제 2 단계와;

   상기 제 2 위치의 제 2 자동 초점 데이터를 입력받는 제 3 단계와;

   상기 제 1 자동 초점 데이터 및 상기 제 2 자동 초점 데이터의 변화량을 추출하는 제 4 단계와;

   제 2 구간에서 영상신호가 없는 구간인 제 2 블랭크 구간 동안 상기 제 2 위치로부터 상기 제 1 위치로 상기 포커스 렌즈를 제 2 트랙킹시키는 제 5 단계와;

   상기 제 1 위치의 제 3 자동 초점 데이터를 입력받는 제 6 단계와;

   상기 제 2 자동 초점 데이터 및 상기 제 3 자동 초점 데이터의 변화량을 추출하는 제 7 단계와;

   상기 제 4 단계 및 상기 제 7 단계의 추출 결과에 따라 상기 포커스 렌즈의 트랙킹 방향을 결정하여 트랙킹을 수행하는 제 8 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 단계의 변화량 및 상기 제 7 단계의 변화량이 모두 양의 부호를 가지면, 상기 포커스 렌즈를 상기 변화량들 중 그 값이 큰 쪽으로 트랙킹 시키는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 단계의 변화량 및 상기 제 7 단계의 변화량이 각각 양 또는 음의 값으로, 서로 다른 부호를 가지면, 상기 포커스 렌즈를 상기 변화량들 중 양의 부호를 갖는 쪽으로 트랙킹 시키는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 단계의 변화량 및 상기 제 7 단계의 변화량이 모두 음의 부호를 가지면, 상기 포커스 렌즈를 상기 변화량들 중 그 값이 적은 쪽으로 트랙킹시키는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절 방법.