KR100323388B1 - 디지탈 스틸 카메라의 측거 및 측광 장치 - Google Patents

디지탈 스틸 카메라의 측거 및 측광 장치 Download PDF

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Abstract

디지탈 스틸 카메라에서, 촬영 렌즈를 통하여 입사되는 광이 로우 패스 필터를 통하여 필터링된 다음, 광분리부에 의하여 분리되어 출력된다. 입사되는 광 중에서 적외광 성분은 광분리부에 의하여 반사되어 측거부로 입사되고, 가시광 성분은 광분리부를 통과하여 촬상부로 입사된다. 측거부는 광분리부에 의하여 반사되는 적외광을 수광하여 해당하는 전기적인 측거 신호를 출력한다. 한편, 촬상부로 입사된 광 중 일부분은 반사되고, 반사되는 광은 광분리부에 의하여 다시 반사되어 측광부로 입사된다. 측광부는 입사되는 광을 수광하여 해당하는 전기적인 측광 신호를 출력한다. 다음에, 제어부는 측거부로부터 출력되는 측거 신호에 따라 피사체 거리를 산출하고, 측광부로부터 출력되는 측광 신호에 따라 피사체 휘도를 산출한다. 따라서, 촬영과 동시에 즉각적인 피사체 거리 및 휘도 측정이 이루어진다.

Description

디지탈 스틸 카메라의 측거 및 측광 장치{device for measuring a distance and brightness of an object in digital still camera}
이 발명은 디지탈 스틸 카메라의 측거 및 측광 장치에 관한 것으로, 더욱 상세 하게 말하자면, 촬영 렌즈를 통하여 입사되는 광이 촬상되기 전에 광의 일부 성분을 이용하여 피사체 거리 및 피사체 휘도를 측정하는 디지탈 스틸 카메라의 측거 및 측광 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디지탈 스틸 카메라는 피사체의 2차원 정보를 기록하는 것으로, 피사체의 광학적 영상을 전기적 영상으로 변환시켜 메모리에 저장하고, 필요에 따라 메모리에 저장된 영상을 리드(read)하여 프린트하거나 또는 컴퓨터로 전송하여 처리할 수 있는 카메라이다.
디지탈 스틸 카메라에서, 촬상 소자에 의하여 촬상된 전기적인 신호들은 신호 처리 장치를 통하여 원래의 영상으로 재현가능하도록 처리된 다음 바로 영상 출력 장치를 통하여 표시되고, 촬영된 화상은 압축되어 프레임 메모리에 저장된다. 이와 같이 동작하는 디지탈 스틸 카메라는 촬상된 신호에 따라 피사체의 거리를 측정하고 그에 따라 초점 조절 즉, AF(Auto Focus)를 수행하였다.
보다 상세하게 말하자면, 촬영 렌즈를 통하여 촬상 소자 즉, CCD에 촬상된 전기적인 신호들을 처리하여 휘도 신호를 생성하며, 이와 같이 생성되는 휘도 신호가 최대치가 되도록 렌즈를 조절하여 초점을 맞춘다.
이외에도, 디지탈 스틸 카메라는 이러한 휘도 신호를 이용하여 피사체의 밝기를 측정하고, 측정되는 피사체 밝기에 따라 적정 노출이 이루어지도록 하여 측광 조절 즉, AE(Auto Exposure)를 수행한다.
그러나, 종래의 디지탈 스틸 카메라는 CCD에 의하여 촬상된 신호를 처리하여 AF 및 AE를 수행함으로써, 신호 처리에 따른 시간이 소요되어 즉각적인 AF 및 AE 조절이 이루어지지 않는 단점이 있다.
그러므로, 이 발명의 이루고자 하는 기술적 과제는 디지탈 스틸 카메라에서 촬영 렌즈를 통하여 입사되는 광이 촬상되기 전의 광의 일부 성분을 이용하여 신속하게 피사체 거리 및 피사체 휘도를 측정하기 위한 것이다.
도1은 이 발명의 실시예에 따른 디지탈 스틸 카메라의 측거 및 측광 장치의 구성 블록도이고,
도2는 이 발명의 실시예에 따른 광 분리 상태를 나타낸 도이다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 이 발명에서는 촬영 렌즈를 통하여 입사되는 광이 로우 패스 필터를 통하여 필터링된 다음, 광분리부에 의하여 분리되어 출력된다. 입사되는 광 중에서 적외광 성분은 광분리부에 의하여 반사되어 측거부로 입사되고, 가시광 성분은 광분리부를 통과하여 촬상부로 입사된다. 측거부는 광분리부에 의하여 반사된 적외광을 수광하여 해당하는 전기적인 측거 신호를 출력한다. 촬상부로 입사된 광 중 일부분은 반사되고, 반사되는 광은 광분리부에 의하여 다시 반사되어 측광부로 입사된다. 한편, 측광부는 입사되는 광을 수광하여 해당하는 전기적인 측광 신호를 출력한다. 다음에, 제어부는 측거부로부터 출력되는 신호에 따라 피사체 거리를 측정하고, 측광부로부터 출력되는 신호에 따라 피사체 휘도를 측정한다.
광분리부의 촬영 렌즈측의 입사면은 적외광은 반사시키고 가시광은 통과시키도록 처리되어 있으며, 광분리부의 촬상부측의 출사면은 입사되는 광은 반사하도록 처리되어 있다.
다음에, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도1에 이 발명의 실시예에 따른 디지탈 스틸 카메라의 측거 장치의 블록도가 도시되어 있고,
첨부한 도1에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 디지탈 스틸 카메라의 측거 장치는, 촬영 렌즈(1)와, 로우 패스 필터(2)와, 광분리부(3)와, 측거부(4)와, 측광부(5)와, 제어부(8)를 포함한다.
촬영 렌즈(1)의 출사측에 광을 필터링하는 로우 패스 필터(2)가 위치하고,로우 패스 필터(2)의 출사측에 광을 분리하는 광분리부(3)가 위치하고, 광분리부(3)의 가시광 성분이 통과되어 출사되는 측에 광을 전기적으로 변환시키는 CCD(6)가 위치하고, CCD(6)의 출력측에 전기적 신호를 처리하여 영상 신호를 생성하는 신호 처리부(7)가 위치한다.
광 분리부(3)는 빔 스플리터(beam spliter)로 이루어지고, 촬영 렌즈(1)측의 입사면은 적외광은 반사시키고 가시광은 통과시키도록 처리되어 있으며, CCD(6) 측의 출사면은 입사되는 광을 반사시키도록 처리되어 있다.
로우 패스 필터(2)로부터 출사되어 광분리부(3)에 의하여 반사되는 적외광의 출사측 즉, 광축의 하측에 측거부(4)가 위치하고, 측거부(4)는 광분리부(3)로부터의 적외광을 수광하는 AF 수광부(41)와, 제어부(8)의 제어에 따라 적외광을 피사체로 발사하는 AF 발광부(43)로 이루어진다.
이 발명의 실시예에서는 액티브 방식의 자동 초점 조절을 수행하나 이에 한정되지 않으며, TTL 방식의 초점 조절을 수행하는 경우에는 AF 발광부(43)가 필요하지 않다.
또한, CCD(6)로부터 반사되어 다시 광분리부(3)에 의하여 반사되는 광의 출사측, 즉, 광축의 상측에 측광부(5)가 위치한다. 측광부(5)는 입사되는 광을 전기적인 신호로 변환하는 실리콘 포토 다이오드가 사용되었으나, 이에 한정되지는 않는다.
이러한 구조를 가지는 이 발명의 실시예에 따른 디지탈 카메라의 측거 및 측광 장치의 동작은 다음과 같다.
이 발명에서는 촬영 렌즈를 통하여 촬상된 신호에 의해 생성되는 영상 신호에 따라 피사체의 거리 및 피사체의 휘도를 측정하는 것이 아니라, 촬영 렌즈를 통하여 입사되는 광이 촬상되기 전에 광의 일부를 이용하여 피사체의 거리를 측정하고, 또한 촬상 소자로 입사된 광 중에서 반사되어 출력되는 광을 이용하여 피사체의 휘도를 측정한다.
디지탈 스틸 카메라에 전원이 인가되면 촬영 렌즈(1)를 통하여 피사체에 해당하는 광이 입사된다. 이 발명에서는 피사체 거리를 액티브 방식에 따라 측정하기 위하여, 제어부(8)가 측거부(4)의 AF 발광부(43)를 구동시켜 적외광이 피사체로 발사되도록 하며, 이에 따라 피사체에 의하여 반사되는 적외광이 가시광과 함께 촬영 렌즈(1)로 입사된다.
촬영 렌즈(1)로부터 출사되는 광은 로우 패스 필터(2)에 의하여 설정 대역 이하의 성분이 필터링되어 광분리부(3)로 입사되며, 광분리부(3)는 입사되는 광을 분리하여 서로 다른 경로로 각각 출력한다.
광분리부(3)는 입사면 즉, 촬영 렌즈(1)측면은 적외광은 반사시키고 가시광은 통과시키는 막으로 형성되어 있으므로, 로우 패스 필터(2)로부터 광분리부(3)로 입사되는 광에서 적외광은 반사되어 광축의 하측에 위치한 측거부(4)로 입사되고, 가시광은 광분리부(3)를 통과하여 광축에 위치한 CCD(6)로 입사된다.
광분리부(3)에 의하여 반사된 적외광은 측거부(4)의 AF 수광부(41)로 입사되고, AF 수광부(41)는 입사되는 광을 전기적인 측거 신호로 변환하여 제어부(8)로 출력한다. 따라서, 제어부(8)는 AF 수광부(41)로부터 출력되는 신호에 따라 피사체의 거리를 산출한다. 액티브 방식에 따른 피사체 거리 산출은 공지된 기술임으로 상세한 설명은 생략한다.
이와는 달리, TTL 방식을 사용하여 피사체 거리를 산출하는 경우에는, AF 발광부(43)를 사용하지 않고 단지 AF 수광부(41)로부터 출력되는 신호에 따라 피사체 거리를 산출할 수 있다.
한편, 광분리부(3)를 통과한 가시광은 CCD(6)로 입사되며, CCD(6)는 입사되는 광을 전기적인 신호로 변환하여 출력한다. 이 때, CCD(6)로 입사되는 광은 CCD(6)의 입사면에 의해 일부가 반사된다.
CCD(6)에 의하여 일부 반사된 광은 다시 광분리부(3)로 입사되며, 반사 코팅 처리된 광분리부(3)의 출사면 즉, CCD(6)측 면에 의하여 다시 반사된다. 광분리부(3)에 의하여 반사되는 광은 광축의 상측에 위치한 측광부(5)로 입사된다. 측광부(5)는 광분리부(3)로부터 출사되는 광을 수광하여 해당하는 전기적인 측광 신호를 제어부(8)로 출력한다.
따라서, 제어부(8)는 측광부(5)로부터 출력되는 신호에 따라 피사체의 휘도를 측정한다.
이와 같이, 촬영 렌즈(1)를 통하여 입사되는 광에 따라 피사체 거리 및 피사체 휘도를 측정한 다음, 제어부(8)는 측정된 피사체 거리 및 휘도에 따라 AF 및 AE를 수행한다.
이상에서와 같이, 디지탈 스틸 카메라에서, 촬상된 영상 신호가 아니라 촬영렌즈를 통하여 입사되는 광에 따라 피사체 거리 및 휘도를 측정함으로써, 영상 신호 처리에 따른 피사체 거리 및 휘도의 측정 시간 지연을 방지할 수 있다.
또한, 촬영 렌즈로부터 촬상 소자에 입사되는 광 중에서, 촬상 소자에 불필요한 적외광을 AF를 위하여 미리 제거함으로써, 로우 패스 필터의 내부에 별도의 적외광 필터가 필요하지 않게 된다. 따라서, 원가가 절감된다.
또한, 촬상 소자로부터 반사되는 광을 이용하여 측광을 수행함으로써, 이러한 광에 의한 내부 고스트 현상을 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 촬영 렌즈와;
    입사되는 광을 전기적인 신호로 변환시켜 출력하는 촬상부와;
    상기 촬영 렌즈와 촬상부 사이에 위치하며, 상기 촬영 렌즈를 통하여 입사되는 광에서 적외광은 반사시키고 가시광은 투과시키고, 상기 촬상부로부터 입사되는 광은 반사시키는 광 분리부와;
    상기 광분리부로부터 반사되는 적외광을 수광하여 해당하는 전기적인 측거 신호를 출력하는 측거부와;
    상기 촬상부에 반사된 다음에 상기 광분리부에 의하여 다시 반사되는 광을 수광하여 해당하는 전기적인 측광 신호를 출력하는 측광부와;
    상기 측거 신호에 따라 피사체 거리를 산출하고, 상기 측광 신호에 따라 피사체 휘도를 산출하는 연산부를 포함하는 디지탈 스틸 카메라의 측거 및 측광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측거부는 적외광을 피사체로 발사하는 발광부와, 상기 광분리부로 출사되는 적외광을 수광하는 수광부로 이루어지는 디지탈 스틸 카메라의 측거 및 측광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 촬영 렌즈로부터 입사되는 광에서 설정 대역 이하의 광성분을 필터링시켜 상기 광분리부로 출력하는 로우 패스 필터를 더 포함하여 이루어지는 디지탈 스틸 카메라의 측거 및 측광 장치.
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