KR100402216B1 - 촬상 장치 - Google Patents

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KR100402216B1
KR100402216B1 KR10-2001-0052735A KR20010052735A KR100402216B1 KR 100402216 B1 KR100402216 B1 KR 100402216B1 KR 20010052735 A KR20010052735 A KR 20010052735A KR 100402216 B1 KR100402216 B1 KR 100402216B1
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가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
가부시끼가이샤 히다찌 초엘. 에스. 아이. 시스템즈
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Abstract

하나의 피사체를 복수의 노광 조건에서 촬영한 복수개의 화면을 합성하여 광(廣) 다이내믹 레인지의 화상을 생성할 때, 여러 휘도 영역에 있는 피사체를 대상으로 오토 포커스 제어를 수행하는 것을 목적으로 한다.
노광 조건이 다른 복수개의 화상에서 검출된 복수개의 촛점 전압중 오토 포커스 제어 수단에서 참조할 촛점 전압을 선택적으로 출력하는 촛점 전압 선택 수단이 설치된 것으로, 서로 다른 노광 조건에서 촬영된 각각의 화상에서 적정한 신호 레벨로 촬영된 여러 피사체를 대상으로 오토 포커스 제어를 가능하게 한다. 아울러, 복수개의 촛점 전압을 정규화하는 수단을 설치하여 노광 조건의 변화가 촛점 전압에 미치는 영향을 제거함에 따라 노광 조건에 의존하지 않는 오토 포커스 제어를 가능하게 한다.

Description

촬상 장치{Image Pickup Apparatus}
본 발명은 광축 방향을 따라 이동하며 촛점을 조절하는 렌즈를 구비하는 렌즈군과 그 후방의 촬상 소자를 구비하며 촬상 소자를 통해 노광 조건이 서로 다른 동일 피사체의 복수개 화면분의 화상을 출력시키고 상기 복수의 화상을 합성하여 광 다이내믹 레인지의 합성 화상을 얻는 촬상 장치에 있어서, 촬상 소자를 통해 얻는 화상에 포함되는 고주파 성분의 검출 레벨에 따라 상기 렌즈군을 구동시켜 촛점을 조절하는 자동 촛점 조절(오토 포커스) 제어 방식에 관한 것이다.
일반적으로 비디오 카메라, 디지털 카메라 등의 촬상 장치는 CCD 촬상 소자 등의 고체 촬상 소자를 이용하고 있다. 그러나, 고체 촬상 소자의 다이내믹 레인지는 은염 사진 필름에 비하여 극히 좁다는 문제가 있다.
이 문제를 해결하기 위해 동일한 피사체를 서로 다른 노광 조건에서 촬영한 복수개 화면분의 화상을 읽어내고 이들 화상을 합성하여 다이내믹 레인지를 확대한 일화면분의 화상을 얻는 촬상 장치가 특개2000-228747호 공보 등에서 제안되고 있다.
즉, 동일한 피사체를 노광량을 많게 하여 촬영한 제1 화상과 노광량을 적게하여 촬영한 제2 화상을 단일 촬상 소자를 통해 취득하고, 제1 화상에서 소정 이상의 밝기를 갖는 영역에 대해서는 제2 화상의 상기 영역과 동일한 영역의 신호로 치환하여 광 다이내믹 레인지를 갖는 화상을 얻는 촬상 장치에 대하여 제안되고 있다.
한편, 광축을 따라 이동하며 촛점을 조절하는 렌즈군을 구비한 비디오 카메라나 디지털 카메라 등의 촬상 장치에는 오토 포커스 기능을 갖는 것이 많으며, 또한 사용자의 요구도 높다. 광 다이내믹 레인지의 화상을 얻는 수단을 구비한 촬상 장치에서도 마찬가지로 오토 포커스 기능을 갖는 것에 대한 사용자의 요구가 높다.
오토 포커스의 제어 방법에 대해서는 특개소63-181571호 공보, 특개소63-125910호 공보 등에 나타나 있다. 즉, 피사체측으로부터 순서대로 광축을 따라 이동하며 촛점을 조절하는 렌즈군과 그 후방의 촬상 소자를 구비하는 촬상장치에 있어서, 상기 렌즈군을 거쳐 촬상 소자의 센서면에 결상되는 피사체상의 화상에 포함된 고주파 성분을 검출하고, 그 검출 레벨(이하, 촛점 전압이라 함)에서 구해지는 촛점의 어긋남량에 따라 상기 렌즈군을 구동 수단을 통해 구동시켜 촛점을 자동 조절하는 방법이 제안되고 있다.
그러나, 상기 광 다이내믹 레인지 화상을 얻는 수단을 구비하는 촬상 장치의 오토 포커스 제어 방법에 대해서는 논하고 있지 않다.
상기 특개2000-228747에서 제안된 것처럼 서로 다른 노광 조건의 화상을 합성하여 광 다이내믹 레인지의 화상을 얻는 수단을 가지며, 또한 상기 특개소63-181571호 공보에서 제안된 것처럼 촬상 소자를 통해 얻어진 화상에서 검출된 촛점 전압에 따라 오토 포커스를 수행하는 촬상 장치에 있어서, 화면내의 휘도차가 크고 광 다이내믹 레인지의 모드로 동작하고 있을 때에 촬상 소자를 통해 얻어진 복수개 화면분의 화상은 각각의 화상에 대하여 적정한 신호 레벨에 있는 영역과 신호 레벨이 포화이거나 신호 레벨이 낮아 까만 찌그러짐이 생기는 것과 같이 신호 레벨이 부적정한 영역을 함께 갖는 화상이 된다.
이때, 상기 복수개 화면분의 화상 가운데 임의의 노광 조건 a의 화상에서 얻어진 촛점 전압만을 따라 오토 포커스를 수행하는 경우에는 노광 조건 a의 화상중 신호 레벨이 적정한 영역에서는 촛점 어긋남을 검출할 수 있는 레벨을 갖는 촛점 전압을 검출할 수 있으나, 신호 레벨이 부적정한 영역에서는 촛점 어긋남을 검출할 수 있는 레벨을 갖는 촛점 전압을 검출할 수 없다. 따라서, 노광 조건 a의 화상의 적정 신호 레벨의 영역에 있는 피사체에 대해서는 합초(合焦) 가능하나, 그 이외의 영역에 있는 피사체에 대해서는 합초하지 못한다.
예를 들면, 동일 피사체를 서로 다른 노광 조건에서 촬영했을 때에 얻어지는 일반적인 화상의 예로서 도1에 나타낸 것처럼, 어두운 옥내에서 문밖의 밝은 옥외의 인물 B를 촬영했을 때에 옥내의 인물 A가 적절한 신호 레벨이 되는 노광 조건 a에서 촬영된 제1 화상 Ia와, 옥외의 인물 B가 적절한 신호 레벨이 되는 노광 조건 b에서 촬영된 제2 화상 Ib가 얻어졌다고 하자.
이 경우에 화상 Ia의 인물 A는 적정한 신호 레벨에서 촬영되나, 중심이 되는 인물 B는 부적정한 신호 레벨이 된다. 따라서, 화상 Ia에서 얻어지는 촛점 전압에만 따라 합초 동작을 수행하면 인물 B의 충분한 촛점 전압을 얻을 수 없기 때문에 인물 A에만 합초되고 인물 B는 합초되지 않는다.
또한, 합초되는 피사체를 모으기 위하여 촛점 전압의 검출 영역을 도1과 같이 제한하는 것이 일반적인데, 이 경우에 화상 Ia의 촛점 전압의 검출 영역으로부터는 충분한 촛점 전압을 얻을 수 없어 안정된 합초 동작을 수행할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 동일 피사체의 노광 조건이 서로 다른 복수개의 화상을 합성하여 광 다이내믹 레인지의 화상을 얻도록 된 촬상 장치에 있어서, 복수개의 화상을 선택적으로 오토 포커스 제어의 대상으로 함에따라 광 다이내믹 레인지의 화상을 출력하고 있을 때에 안정된 합초 동작을 수행할 수 있는 촬상 장치를 제공하는 데에 있다.
상기에서 논한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는, 시간적으로 인접한 복수개의 서로 다른 노광 조건에서 동일한 피사체를 촬영하며 노광 조건이 서로 다른 복수개의 화면분의 화상을 생성하고 상기 복수개의 화상을 합성하여 광 다이내믹 레인지의 합성 화상을 생성하는 촬상 장치에 있어서, 상기 복수개 화면의 각각에 포함된 고주파 성분을 포함하는 촛점 전압을 각각의 화면에서 검출하며 검출된 복수개의 촛점 전압을 기억하는 수단과, 기억된 복수개의 촛점 전압을 비교하고 미리 정해진 선택 기준에 의거해서 오토 포커스 수단에서 참조할 촛점 전압으로 복수개의 촛점 전압중 어느 하나를 선택하여 출력하는 촛점 전압 선택 수단을 구비하되, 출력되는 촛점 전압에서 구해지는 어긋남량에 따라 상기 렌즈군을 구동시켜 여러 휘도 영역에 있는 피사체를 대상으로 자동 촛점 조절이 가능하도록 되어 있다.
또한, 시간적으로 인접한 노광 조건이 서로 다른 복수개의 화면에서 검출된 각각의 촛점 전압을 정규화 처리하여 노광 조건이 서로 다른 것으로 인한 각 촛점 전압간의 차이분을 제거하여 노광 조건의 변화가 촛점 전압에 미치는 영향을 제거하도록 되어 있다.
또한, 자동 촛점 조절을 할 때에 렌즈군이 구동을 개시하고 나서 합촛점을 판단하며 상기 렌즈군이 이동을 정지할 때까지 렌즈군이 구동을 개시한 시점에서 촛점 전압 선택 수단이 출력하던 촛점 전압을 지속적으로 출력하도록 되어 있다.
또한, 촛점 전압을 선택하는 경우에 촛점 전압 선택 수단으로 입력되는 기억된 복수개의 촛점 전압의 크기나 복수개의 촛점 전압의 각각에 관련된 화상이 갖는 휘도 레벨 도수 분포를 비교하여 합초를 위한 촛점 전압을 선택하여 출력하도록 되어 있다.
또한, 촛점 전압 선택 수단에 입력되는 기억된 복수개의 촛점 전압의 각각에 관련된 화면이 갖는 휘도 레벨도수 분포에 대응되게 선택하기 위한 기준을 변경하여 피사체의 휘도 레벨 분포 등의 특징을 고려할 수 있도록 되어 있다.
또한, 복수개의 화면의 각각에서 검출된 복수개의 촛점 전압을 기억하는 수단은 시간적으로 인접한 노광 조건이 서로 다른 복수개의 화면에서 얻어지는 피사체의 특징을 나타내는 휘도 레벨 분포 정보 또는 상기 합성 화상을 생성할 때에 얻어지는 합성시의 치환 영역이나 합성 비율 정보중 어느 하나 혹은 그들의 조합에의거하여 합초 동작의 대상이 되는 복수개 화면의 특정 영역을 추출하고, 이 추출된 복수개의 화면의 특정 영역에서 복수개의 촛점 전압을 검출하며, 검출된 복수개의 촛점 전압을 기억하도록 되어 있다.
또한, 촛점 전압 선택 수단이 출력하는 촛점 전압에 관련된 노광 조건이 변화되었을 때에는 합초점 위치로부터 어긋남량을 다시 산출하고, 렌즈군의 구동 개시에서 합초점 검출로 인한 렌즈군의 구동 정지까지의 일련의 제어를 다시 수행하도록 되어 있다.
또한, 복수개의 화면중에서 소정의 크기를 갖는 영역을 잘라내고 잘라낸 각각에 포함된 고주파 성분인 촛점 전압을 검출하며, 검출된 복수개의 촛점 전압을 기억하고, 기억된 복수개의 촛점 전압을 비교하며, 미리 정해진 선택 기준에 의거하여 상기 복수개의 촛점 전압중 어느 하나를 선택하여 촛점 전압 선택 수단에서 출력하여 합초되는 피사체를 모으도록 되어 있다.
도1은 동일 피사체를 서로 다른 노광 조건에서 촬영했을 때에 얻어지는 종래의 일반적인 화상의 예.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 장치의 구성을 나타낸 블록도.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 촛점 전압 정규화부의 내부 구성을 나타낸 블록도.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬상 장치의 제2 실시예의 촛점 정규화부를 나타낸 블록도.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 촛점 전압 선택부의 동작을 나타낸 플로우 차트.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 촛점 전압 비율에 대한 선택 기준을 나타낸 그래프.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 휘도 레벨도수에 대한 선택 기준을 나타낸 그래프.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 촛점 전압 비율 및 휘도 레벨도수에 따른 선택 기준치의 변화를 나타낸 그래프.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 촛점 전압 선택부의 동작의 일부를 나타낸 플로우 차트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
201 : 초점 조정을 위한 렌즈를 구비한 렌즈군
202 : 조리개 기구
203 : 촬상소자
204 : 증폭기
205 : A/D변환기
206 : 광량 검출부
207 : 광량 조절부
208 : 드라이버
209 : 조리개 구동부
210 : 스위치
211 : 화상 데이터 버퍼
212 : 화상 데이터 버퍼
213 : 합성 화상 생성부
214 : 화상 처리부
215 : 합성 화상 생성부
216 : 스위치
217 : 초점 전압 정규화부
218 : 기억 소자
219 : 기억 소자
220 : 초점 전압 선택부
222 : 드라이버
223 : 구동부
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따라 동일 피사체를 2개의 서로 다른 노광 조건에서 촬영한 2화면분의 화상을 합성하여 광 다이내믹 레인지의 화상을 얻는 오토 포커스 기능을 구비한 촬상 장치의 기본 구성을 나타낸 블록도이다.
이 촬상 장치는 촛점 조절을 위해 광축 방향을 따라 이동이 가능한 렌즈를 구비하는 복수개의 렌즈로 구성된 렌즈군(201)과, 상기 렌즈군(201)을 통과한 광속(光束)의 통과량을 제한하기 위한 조리개 기구(202)와, 전기 셔터 기능을 갖는칼라 CCD 등으로 이루어진 촬상 소자(203)와, 촬상 소자(203)에서 출력되는 화상 신호에 포함된 노이즈 성분을 제거하고 신호 성분을 증폭하는 증폭기(204)와, 증폭기(204)에 의해 증폭된 아날로그 화상 신호를 디지털 화상으로 변환하는 A/D변환기(205)와, A/D변환기(205)에 의해 디지털화된 화상의 휘도 레벨을 나타내는 광량이나 휘도 레벨의 도수 분포 등의 휘도 정보를 검출하는 광량 검출부(206)와, 동일 피사체의 노광 조건이 서로 다른 2화면분의 화상에서 광 다이내믹 레인지 화상을 생성하기 위해 광량 검출부(206)의 검출 결과를 이용하여 공지의 수단을 통해 구한 이득이 큰 노광 조건(ME)과 이득이 작은 노광 조건(LE)으로 촬영한 2화면분의 화상을 시간적으로 근접하게 얻기 위하여 조리개 기구(202)의 구경, 촬상 소자(203)의 광량 축적 시간, 증폭기(204)의 이득을 조절하는 광량 조절부(207)와, 조리개 기구(202)의 구경을 변화시키는 모터 등의 조리개 구동부(209)와, 광량 조절부(207)의 지시에 따라 조리개 구동부(209)를 제어하는 드라이버(208)와, 광량 조절부(207)의 화상 전환 제어 신호에 따라 A/D변환기(205)에서 출력되는 화상이 노광 조건(ME)에 따른 화상인지 혹은 노광 조건(LE)에 따른 화상인지를 나타내는 출력처를 전환하기 위한 스위치(210)와, 스위치(210)의 출력이 노광 조건(LE)에 관한 것인 경우에 그 1화면분의 화상 데이터를 축적해 두는 화상 데이터 버퍼(211)와, 상기 스위치(210)의 출력이 노광 조건(ME)에 관한 것인 경우에 그 1화면분의 화상 데이터를 축적해 두는 화상 데이퍼 버퍼(212)와, 상기 화상 데이터 버퍼(211) 및 화상 데이터 버퍼(212)에 축적된 데이터를 공지의 수단을 통해 합성하여 광 다이내믹 레인지를 갖는 1화면분의 화상을 생성하는 합성 화상 생성부(213)와, 합성화상 생성부(213)에서 얻어지는 화상에 대하여 화이트 밸런스 조절, 감마 보정 등의 여러 화상 처리를 실시하는 화상 처리부(214)와, A/D변환기(205)에서 출력되는 화상에 포함된 고주파 성분의 검출 레벨을 나타내는 촛점 전압을 출력하는 촛점 전압 검출부(215)와, 광량 조절부(207)의 상술된 화상 전환 제어 신호에 따라 촛점 전압 검출부(215)에서 검출된 촛점 전압의 출력처를 전환하기 위한 스위치(216)와, 스위치(216)의 출력이 노광 조건(LE)에 관련된 촛점 전압 vf-LEa인 경우에 광량 검출부(206)의 출력인 노광 조건(ME)에 따른 광량(Gme) 및 노광 조건(LE)에 따른 광량(Gle)을 취득하고 상기 광량(Gle)와 광량(Gme)를 이용하여 구한 정규화 계수를 촛점 전압 vf-LEa에 곱하는 촛점 전압 정규화부(217)와, 촛점 전압 정규화부(217)를 통한 정규화후의 촛점 전압 vf-LEb을 축적해 두는 기억 소자(218)와, 상기 스위치(216)의 출력이 노광 조건(ME)에 관련된 것인 경우에 그 촛점 전압 vf-ME를 축적해 두는 기억 소자(219)와, 기억 소자(218)와 기억 소자(219)에 축적된 데이터를 비교하여 AF(오토 포커스) 제어에 사용되는 촛점 전압을 선택하는 촛점 전압 선택부(220)와, 촛점 전압 선택부(220)가 출력하는 촛점 전압을 통해 구해지는 촛점의 어긋남량에 따라 상기 렌즈군(201)의 이동량을 산출하는 AF 제어부(221)와, 광축 방향을 따라 상기 렌즈군(201)을 이동시키기 위한 모터 등의 구동부(223)와, AF 제어부(221)의 지시에 따라 구동부(223)를 제어하는 드라이버(222)로 구성된다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 촛점 전압 정규화부(217)의 처리 구성을 나타낸 블록도이다. 촛점 전압 정규화부(217)는 촛점 전압 vf-LEa를 정규화하고 노광 조건(ME)에서의 광량(Gme)[dB]과 노광 조건(LE)에서의 광량(Gle)[dB]과의 차이분(Gdf)으로 인한 촛점 전압 vf-ME와 vf-LEa간의 차이분을 제거한다. 수학식1에 상기 정규화의 연산식을 나타내었다.
다음에는 도3을 참조하여 촛점 전압 정규화부(217)의 동작을 설명한다. 촛점 전압 정규화부(217)는 상기 광량 검출부(206)에서 출력되는 노광 조건(LE)에서 검출된 광량(Gle)과 노광 조건(ME)에서 검출된 광량(Gme)을 입력받아 연산기(301)에서 수학식2에 나타낸 연산을 실시하여 광량 차이분(Gdf)을 산출한다. 다음에는 데시벨치인 상기 광량 차이분 Gdf를 정규화 계수 산출부(302)에서 수학식3을 통해 배율치로 변환하고 촛점 전압 vf-LEa를 정규화하기 위한 정규화 계수 Cvf를 얻는다. 그리고, 승산기(303)에서 스위치(216)의 출력인 촛점 전압 vf-LEa에 정규화 계수 산출부(302)에서 얻은 정규화 계수 Cvf를 곱한다. 이로써 촛점 전압 vf-LEa를 정규화하고, 노광 조건의 상위로 인한 촛점 전압 vf-ME와의 차이분을 제외한 촛점 전압 vf-LEb를 얻는데, 이를 촛점 전압 정규화부(217)의 출력으로 한다.
이와 같이 촛점 전압 vf-LEa를 정규화하면 후단에 구성되는 촛점 전압 선택부(220)의 처리가 노광 조건의 변화에 의존하지 않는 안정된 처리 결과를 얻을 수 있다.
도2의 실시예에서는 노광 조건(LE)에 관한 촛점 전압 vf-LEa에 대해서만 정규화 처리를 실시하고 있으나, 본 발명의 제2 실시예에 따른 촬상 장치의 촛점 정규화를 나타낸 블록도인 도4에 도시된 것처럼 촛점 전압 정규화부(401)와 촛점전압 정규화부(402)를 설치하여 상기 스위치(216)의 출력인 촛점 전압 vf-LEa와 촛점 전압 vf-ME의 쌍방을 정규화하는 구성이라도 된다. 도4의 구성에서 촛점 전압 정규화부(401)는 상기 광량 검출부(206)에서 출력되는 노광 조건(LE)에 따른 광량(Gle)을 취득하고 상기 촛점 전압 정규화부(217)와 동일한 처리로 상기 스위치(216)에서 출력되는 촛점 전압 vf-LEa에 대하여 수학식4에 나타낸 연산을 실시한다. 수학식4의 Go는 미리 정해진 임의의 값으로, 정규화의 표준을 나타낸 것이다.
또한, 촛점 전압 정규화부(402)는 상기 광량 검출부(206)에서 출력되는 노광 조건(ME)에 따른 광량(Gme)을 취득하고 상기 촛점 전압 정규화부(401)와 동일하게 상기 스위치(216)에서 출력되는 촛점 전압 vf-ME에 대하여 수학식5로 나타낸 연산을 실시한다.
이와 같이 항상 기준 Go에 정규화된 촛점 전압 vf-MEb와 촛점 전압 vf-LEb를 산출하면 노광 조건에 의존하지 않는 안정된 촛점 전압을 얻을 수 있으며, 후단에 구성되는 촛점 전압 선택부(220) 아울러 AF 제어부(221)의 더욱 안정된 동작을 얻을 수 있다.
물론, 상기 촛점 전압 정규화부(401 및 402)에서 수행된는 정규화 연산은 수학식4 및 수학식5에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면. 전회의 노광 주기에 스위치(216)에서 출력되는 노광 조건(LE)에 관련된 촛점 전압 vf-LEap와 노광 조건(ME)에 관련된 촛점 전압 vf-MEp를 정규화의 기준으로 수학식6에 나타낸 연산으로 정규화하여도 상관 없다.
다음에는 촛점 전압 선택부(220)의 동작을 설명한다. 촛점 전압선택부(220)의 동작을 도5에 플로우 차트로 나타내었다. 또한, 도6은 본 발명의 일실시예에 따른 촛점 전압의 선택 기준을 나타낸 그래프이다. 촛점 전압 선택부(220)는 노광 조건(ME)와 노광 조건(LE)의 촬영 주기와 동기하여 촛점 전압의 선택 처리를 개시한다.
촛점 전압 선택 처리가 개시되면 기억 소자(218) 및 기억 소자(219)에 축적된 촛점 전압 vf-ME와 촛점 전압 vf-LEb를 취득하고 촛점 전압 vf-ME를 촛점 전압 vf-LEb로 나누어 비율 VFc을 산출한다(스텝S1). 비율 VFc와 미리 정해져 있는 선택 기준치 THm를 비교하고 비율 VFc가 선택 기준치 THm보다 크면 선택된 촛점 전압을 나타내는 2값의 플래그(Fsl)에 촛점 전압 vf-ME를 선택한 것을 나타내는 값(VFm)을 설정한다(스텝S2). 비율 VFc가 선택 기준치 THm 이하이면 미리 정해진 선택 기준치 TH1과 비교하고 비율 VFc가 선택 기준치 TH1 미만일 때에는 촛점 전압 vf-LE를 선택한 것을 나타내는 값(VF1)을 플래그(Fs1)에 설정한다. 비율 VFc가 선택 기준치 TH1 이상(TH1≤VFc≤THm)일 때에는 플래그(Fs1)을 갱신하지 않고 전회에 선택된 결과를 유지한다(스텝S4, S5). 다음에는 플래그(Fs1)을 참조하여 플래그(Fs1)의 값이 VFm이면 촛점 전압 vf-ME를 출력한다. 그 이외일 때에는 촛점 전압 vf-LEb를 출력하고(스텝S6, S7, S8), 종료한다.
또한, 도5의 동작에서는 촛점 전압 vf-ME와 촛점 전압 vf-LEb의 비율을 VFc로 설정하고 있으나, 촛점 전압 vf-ME에서 촛점 전압 vf-LEb를 감산한 결과를 VFc로 설정하여도 된다.
이와 같이 노광 조건(LE)에 관한 촛점 전압 vf-LEb와 노광 조건(ME)에 관한촛점 전압 vf-ME중 보다 큰 촛점 전압을 선택하여 AF제어부(221)로 출력하면 어느 한 쪽의 노광에 관한 촛점 전압만으로는 검출할 수 없는 합촛점의 검출이 가능해진고, 피사체의 휘도 분포에 의존하지 않는 안정된 합초(合焦) 동작을 얻을 수 있다.
또한, 광량 검출부(206)로부터 노광 조건(ME)에 관한 화상의 휘도 레벨도수 분포를 취득하고, 미리 정한 임의의 휘도 레벨 Y 이상의 휘도 레벨도수 Ym를 검출하며, 미리 정한 선택 기준치 YTH1 및 선택 기준치 YTHm(YTH1>YTHm)과 휘도 레벨도수 Ym를 비교하여 휘도 레벨 Ym에 대한 선택 기준을 나타내는 그래프인 도7의 그래프를 따라 촛점 전압을 선택하여도 된다. 이와 같이 노광 조건(ME)에 관한 화상의 휘도 레벨의 도수 분포에 따라 촛점 전압을 선택하면 지배적인 휘도 레벨의 영역에 있는 피사체를 선택하여 합초할 수 있다.
아울러, 상기 휘도 레벨도수 Ym을 산출하는 처리와, 예를 들면 촛점 전압 비율 VFc 및 휘도 레벨도수 Ym에 따른 선택 기준치의 변화를 나타내는 그래프인 도8에 나타낸 특성에 따라 선택 기준치 YTHm 아울러 선택 기준치 YTH1을 동적으로 변화시키는 처리를 상기 도5의 처리에 추가하여도 된다. 도8의 특성에 따라 YTHm과 YTH1을 변화시키면 고휘도 영역이 지배적이어도 노광 ME에 관한 화상의 촛점 전압 vf-ME가 보다 큰 값을 나타낼 때에는 저휘도 영역에 있는 피사체에 대한 합초가 쉬워지고, 반대로 저휘도 영역이 지배적이어도 노광 LE에 관한 화상의 촛점 전압 vf-LEb가 보다 큰 값을 나타낼 때에는 고휘도 영역에 있는 피사체에 대한 합초가 쉬워진다. 이와 같이, 휘도 분포뿐만 아니라 피사체의 존재성을 고려하는 특성을 갖는 합초 동작을 얻을 수 있다.
물론, 도8에 도시된 선택 기준치 YTH1 및 선택 기준치 YTHe는 곡선이어도 상관 없다.
또한, 합초되는 장소나 피사체를 모으기 위해 노광 조건이 서로 다른 복수개의 화면중에서 소정의 크기를 갖는 영역을 잘라내고 잘라낸 영역의 각각에 포함된 고주파 부분인 촛점 전압을 검출하여 촛점 전압의 검출 영역을 제한하여도 된다.
또한 도2의 구성에 있어서, AF제어부(221)에서 합촛점을 검출한 것을 나타내는 신호 AFs를 출력하여 촛점 전압 선택부(220)로 입력하며, 상기 촛점 전압 선택부(220)의 동작에 촛점 전압 선택부의 동작의 일부를 나타내는 플로우챠트 도9에 도시된 동작을 추가하여도 된다. 이때, AF제어부(221)가 촛점의 어긋남을 검출하고 나서 합촛점을 검출할 때까지 촛점 전압 선택부(220)는 상기 신호 AFs를 검출하지 않기 때문에 항상 동일한 노광 조건에 관한 촛점 전압을 지속적으로 출력한다.
아울러 도2의 구성에 있어서, 촛점 전압 선택부(220)에서 전회와는 다른 노광 조건의 촛점 전압을 선택한 것을 나타내는 신호 VFch를 AF제어부(221)로 출력하고, AF제어부(221)에서 상기 신호 VFch를 검출했을 때에 촛점의 어긋남량을 다시 산출하여 새롭게 포커스 제어를 개시하는 구성으로 하여도 된다. 이와 같이 촛점 전압 선택부(220)와 AF제어부(221)의 동기를 도모하는 구성으로 제작하면 더욱 안정된 합초 동작을 얻을 수 있다.
본 발명은 동일 피사체의 노광 조건이 서로 다른 복수개의 화상을 합성하여 광 다이내믹 레인지의 화상을 얻도록 된 촬상 장치에 있어서, 복수개의 화상을 선택적으로 오토 포커스 제어의 대상으로 함에 따라 광 다이내믹 레인지의 화상을 출력하고 있을 때에 항상 안정된 합초 동작을 실현할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 복수개의 화상에서 얻어진 촛점 전압을 정규화하여 노광 조건에 의존하지 않는 안정된 합초 동작을 얻을 수 있다.
또한, 촬상 화상의 휘도 분포 상황 및 복수개의 화상에서 검출된 촛점 전압에 따라 오토 포커스 제어의 대상 화상을 선택함에 따라 화상의 휘도 분포 상황 및 합초 대상의 최적성을 가미한 오토 포커스 제어가 가능하며, 사용자가 의도하는 합초 동작을 얻을 수 있다.

Claims (15)

  1. 촛점을 조절하기 위하여 렌즈군을 구동시키는 렌즈군 구동 수단과, 동일 피사체를 촬영하여 시간적으로 인접한 노광 조건이 서로 다른 복수개의 화면을 생성하는 촬상 수단을 구비하되, 상기 복수개의 화면을 합성하여 합성 화상을 생성하는 촬상 장치에 있어서,
    상기 복수개의 화면에 포함된 고주파 성분을 포함하는 촛점 전압을 각각의 화면에서 검출하고, 상기 검출된 복수개의 촛점 전압을 기억하는 수단과 미리 정해진 선택 기준에 의거해서 상기 기억된 복수개의 촛점 전압의 어느 하나를 선택하여 출력하는 촛점 전압 선택 수단을 구비하며, 상기 촛점 전압 선택 수단에서 출력된 촛점 전압에 따라 자동 촛점 조절을 수행하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 시간적으로 인접한 노광 조건이 서로 다른 복수개의 화면에서 검출된 각각의 촛점 전압에 대하여 노광 조건의 변화가 촛점 전압에 미치는 영향을 제거하기 위해 정규화 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 자동 촛점 조정을 할 때에 상기 촛점 전압 선택 수단은 상기 렌즈군이 구동을 개시하고 나서 합촛점을 판단하며 상기 렌즈군이 이동을 정지할 때까지 상기 렌즈군이 구동을 개시한 시점에서 출력되던 촛점 전압을 지속적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 촛점 전압 선택 수단은 촛점 전압 선택 수단으로 입력되는 상기 기억된 복수개의 촛점 전압의 크기에 의거해서 합초를 위한 촛점 전압을 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 촛점 전압 선택 수단은 촛점 전압 선택 수단으로 입력되는 상기 기억된 복수개의 촛점 전압의 각각에 관련된 화면이 갖는 정밀도 레벨도수 분포를 비교하여 합초를 위한 촛점 전압을 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 촛점 전압 선택 수단은 촛점 전압 선택 수단으로 입력되는 상기 기억된 복수개의 촛점 전압의 각각에 관련된 화면이 갖는 휘도 레벨도수 분포에 따라 상기 선택 기준을 변경하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수개의 화면의 각각에서 검출된 복수개의 촛점 전압을 기억하는 수단은 상기 시간적으로 인접한 노광 조건이 서로 다른 복수개의 화면에서 얻어지는 피사체의 특징을 나타내는 휘도 레벨 분포 정보 또는 상기 합성 화상을 생성할 때에 얻어지는 합성시의 치환 영역이나 합성 비율 정보중 어느 하나 혹은 그들의 조합에 의거하여 합초 동작의 대상이 되는 복수개 화면의 특정 영역을 추출하고, 상기 추출된 복수개의 화면의 특정 영역에서 복수개의 촛점전압을 검출하며, 검출된 복수개의 촛점 전압을 기억하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 촛점 전압 선택 수단이 출력하는 촛점 전압에 관련된 노광 조건이 변화했을 때에는 합초점 위치로부터의 어긋남량을 다시 산출하고, 상기 렌즈군의 구동 개시에서 합촛점 검출에 의한 상기 렌즈군의 구동 정지까지의 일련의 제어를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  9. 촛점을 조절하기 위하여 렌즈군을 구동시키는 렌즈군 구동 수단과, 동일 피사체를 촬영하여 시간적으로 인접한 노광 조건이 서로 다른 복수개의 화면을 생성하는 촬상 수단을 구비하되, 상기 복수개의 화면을 합성하여 광 다이내믹 레인지의 합성 화상을 생성하는 촬상 장치에 있어서,
    상기 복수개의 화면중에서 소정의 크기를 갖는 영역을 잘라내는 수단과, 상기 복수개의 화면에서 잘라낸 영역의 각각에 포함된 고주파 성분인 촛점 전압을 검출하며 상기 검출된 복수개의 촛점 전압을 기억하는 수단과, 상기 기억된 복수개의 촛점 전압을 비교하고 미리 정해진 선택 기준에 의거하여 상기 복수개의 촛점 전압중 어느 하나를 선택하여 출력하는 촛점 전압 선택 수단을 구비하되, 상기 촛점 전압 선택 수단에서 출력되는 촛점 전압에 의해 자동 촛점 조절이 수행되는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 시간적으로 인접한 노광 조건이 서로 다른 복수개의 화면에서 잘라낸 영역에서 검출된 각각의 촛점 전압에 대하여 노광 조건의 변화 또는 잘라낸 면적의 변화가 촛점 전압에 미치는 영향을 제거하기 위하여 정규화 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 자동 촛점 조정을 할 때에 상기 촛점 전압 선택 수단은 상기 렌즈군이 구동을 개시하고 나서 합촛점을 판단하며 상기 렌즈군이 이동을 정지할 때까지 상기 렌즈군이 구동을 개시한 시점에서 출력되던 촛점 전압을 지속적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 촛점 전압 선택 수단은 촛점 전압 선택 수단으로 입력되는 상기 기억된 복수개의 촛점 전압의 크기에 의거해서 합초를 위한 촛점 전압을 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 촛점 전압 선택 수단은 촛점 전압 선택 수단으로 입력되는 상기 기억된 복수개의 촛점 전압의 각각에 관련된 화면에서 잘라낸 영역이 갖는 휘도 레벨도수 분포를 비교하여 합초를 위한 촛점 전압을 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 촛점 전압 선택 수단은 촛점 전압 선택 수단으로 입력되는 상기 기억된 복수개의 촛점 전압의 각각에 관련된 화면에서 잘라낸 영역이 갖는 휘도 레벨도수 분포에 따라 상기 선택 기준을 변경하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  15. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 촛점 전압 선택 수단이 출력하는 촛점 전압에 관련된 노광 조건 또는 잘라낸 영역이 변화했을 때에는 합초점 위치로부터의 어긋남량을 다시 산출하고, 상기 렌즈군의 구동 개시에서 합촛점 검출에 의한 상기 렌즈군의 구동 정지까지의 일련의 제어를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
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