KR100468872B1 - 스케일 값 및 그 편차 범위를 제공하는 디지털 카메라 및그 제어 방법 - Google Patents

스케일 값 및 그 편차 범위를 제공하는 디지털 카메라 및그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 복수의 렌즈들을 구비하여 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리하는 광학계, 광학계로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시키는 광전 변환부, 광전 변환부로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 아날로그-디지털 변환부, 아날로그-디지털 변환부로부터의 디지털 신호를 처리하여 사용자에게 제공하는 디지털 신호 처리부, 디지털 신호 처리부로부터의 디지털 신호에 따라 피사체의 화상을 디스플레이하는 디스플레이 장치, 및 전체적인 동작을 제어하는 제어부를 포함한 디지털 카메라 및 그 제어 방법이다. 여기서, 제어부가, 피사체의 화상 영역을 복수 개로 분할하고, 분할된 각 화상 영역에 대한 광학계의 렌즈들의 현재 위치에 상응하는 복수의 피사체 거리들 및 단일 화각(

Description

스케일 값 및 그 편차 범위를 제공하는 디지털 카메라 및 그 제어 방법{Digital camera providing scale value and its deviation range, and control method thereof}
본 발명은, 디지털 카메라 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 복수의 렌즈들을 구비하여 디지털 화상 신호를 발생시키는 디지털 카메라, 및 그 제어부의 촬상 제어 방법에 관한 것이다.
통상적인 디지털 카메라는 광학계, 광전 변환부, 아날로그-디지털 변환부, 디지털 신호 처리부, 디스플레이 장치, 및 제어부를 포함한다. 광학계는 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리한다. 광전 변환부는 광학계로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시킨다. 아날로그-디지털 변환부는 광전 변환부로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시킨다. 디지털 신호 처리부는 아날로그-디지털 변환부로부터의 디지털 신호를 처리하여 사용자에게 제공한다. 디스플레이 장치는 디지털 신호 처리부로부터의 디지털 신호에 따라 피사체의 화상을 디스플레이한다. 제어부는 전체적인 동작을 제어한다.
이와 같은 통상적인 디지털 카메라에 있어서, 종래에는, 피사체 영역의 스케일 값을 제공하는 기능이 없으므로, 사용자는 디지털 카메라로부터의 화상 디지털 신호에 의하여 피사체의 실제 크기를 인식 및 측정할 수 없었다. 이에 따라, 사용자는, 디지털 카메라로부터의 화상 디지털 신호에 의하여 피사체의 실제 크기를 인식하기 위하여, 피사체 옆에 자를 놓고 촬상하는 번거러움을 겪는다. 이러한 번거러움은 피사체의 외형에 따라 더욱 심화될 수 있다. 예를 들어, 부드러운 꽃에 자를 놓는 일은 매우 어렵다.
상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여, 미국 특허 제5,331,419호에서는, 피사체 영역의 스케일 값을 제공함으로써 사용자가 화상 디지털 신호에 의하여 피사체의 실제 크기를 인식하고 측정할 수 있게 하는 전자 카메라가 개시되어 있다. 하지만, 피사체 영역의 초점 위치에 따라 서로 다른 스케일 값을 가짐에 따라, 스케일 값의 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 피사체 영역의 스케일 값을 정밀하게 제공함으로써 사용자가 화상 디지털 신호에 의하여 피사체의 실제 크기를 정밀하게 인식하고 측정할 수 있게 하는 디지털 카메라 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 카메라의 앞쪽 외형을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 디지털 카메라의 뒤쪽 외형을 보여주는 배면도이다.
도 3은 도 1의 디지털 카메라의 입사측 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 디지털 카메라의 전체적 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5는 도 4의 마이크로제어기의 촬상 제어 알고리듬을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 도 3의 포커스 렌즈의 위치에 대한 피사체 거리의 특성을 보여주는 그래프이다.
도 7a는 광각(wide angle) 상태에서 도 3의 줌 렌즈의 위치에 대한 화각()의 특성을 보여주는 그래프이다.
도 7b는 망원(telephoto) 상태에서 도 3의 줌 렌즈의 위치에 대한 화각()의 특성을 보여주는 그래프이다.
도 8은 피사체 거리(Dc), 화각() 및 피사체 영역의 실제 수평 폭(Pw) 사이의 관계를 보여주는 도면이다.
도 9는 피사체(OBJ)의 각 부위에 대하여 복수의 피사체 거리들이 존재함을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 피사체 영역(IM)에서 피사체(OBJ)를 중심으로 하는 화상 영역이 9 개의 포커스 창들(FW)로써 분할된 상태를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 10의 분할에 의하여 복수의 포커스 창들(FW) 각각에서 피사체 거리들이 구해진 상태를 보여주는 도면이다.
도 12는 도 11의 복수의 포커스 창들(FW) 각각에 대하여 포커싱 시점에서의 포커스 모터의 구동 스텝 수(NS), 및 피사체 거리(DC)의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 또다른 실시예에 따라 피사체 영역(IM)에서 피사체(OBJ)를 중심으로 하는 화상 영역이 64 개의 포커스 창들(FW)로써 분할된 상태를 보여주는 도면이다.
도 14는 도 2의 디지털 카메라의 디스플레이 패널의 화면상에서 스케일러, 스케일 값 및 그 편차 범위가 디스플레이된 상태를 보여주는 도면이다.
도 15a 및 15b는 도 5의 스케일러 루틴(S507)의 알고리듬을 보여주는 흐름도들이다.
도 16 및 17은, 본 발명의 또다른 실시예들에 의하여, 도 2의 디지털 카메라의 디스플레이 패널의 화면상에서 스케일러, 스케일 값 및 그 편차 범위가 디스플레이된 상태를 보여주는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1...디지털 카메라, 11...셀프-타이머 램프,
12...플래시, 13...셔터 버튼,
14...모드 다이얼, 15...기능-선택 버튼,
16...촬영-정보 표시부, 17a, 17b...뷰 파인더,
18...기능-블록 버튼, 19...플래시-광량 센서,
20...렌즈부, 21...외부 인터페이스부,
31...전원 버튼, 32...모니터 버튼,
33...자동-초점 램프, 34...플래시 대기 램프,
35...디스플레이 패널, 36...확인/삭제 버튼,
37...엔터/재생 버튼, 38...메뉴 버튼,
39w...광각-줌 버튼, 39t...망원-줌 버튼,
40up...상향-이동 버튼, 40ri...우향-이동 버튼,
40lo...하향-이동 버튼, 40le...좌향-이동 버튼,
OPS...광학계, 41...필터부,
ZL...줌 렌즈, FL...포커스 렌즈,
CL...보상 렌즈, OLPF...광학적 저역통과필터,
IRF...적외선 차단 필터, OEC...광전 변환부,
MZ...줌 모터, MF...포커스 모터,
MA...조리개(aperture) 모터, 501...아날로그-디지털 변환부,
502...타이밍 회로, 503...클럭 시계,
504...DRAM, 505...EPROM,
506...메모리 카드 인터페이스, 507...디지털 신호 처리부,
508...RS232C 인터페이스, 509...비데오 필터,
21a...USB 접속부, 21b...RS232C 접속부,
21c...비데오 출력부, 510...렌즈 구동부,
511...플래시 제어기, 512...마이크로제어기,
INP...사용자 입력부, LAMP...발광부,
513...오디오 처리기, MIC...마이크로폰,
SP...스피커, 514...LCD 구동부,
35...칼라 LCD 패널, F, NS...포커스 렌즈의 위치,
D...피사체 거리, Fc...포커스 렌즈의 현재 위치,
Dc...현재 피사체 거리, OBJ...피사체,
...화각, Pw...실제 수평 폭,
A...렌즈부의 주점(principle point) 위치,
SCL...스케일러, S...스케일 값,
Ph...화면의 수평 폭, Ps...화면의 스케일 폭,
Pv...화면의 수직 폭, OBP...피사체 화상.
IM...피사체 영역, FW...포커스 창들,
SR...편차 범위.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 복수의 렌즈들을 구비하여 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리하는 광학계, 상기 광학계로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시키는 광전 변환부, 상기 광전 변환부로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 아날로그-디지털 변환부, 상기 아날로그-디지털 변환부로부터의 디지털 신호를 처리하여 사용자에게 제공하는 디지털 신호 처리부, 상기 디지털 신호 처리부로부터의 디지털 신호에 따라 상기 피사체의 화상을 디스플레이하는 디스플레이 장치, 및 전체적인 동작을 제어하는 제어부를 포함한 디지털 카메라 및 그 제어 방법이다.
여기서, 상기 제어부가, 상기 피사체의 화상 영역을 복수 개로 분할하고, 분할된 각 화상 영역에 대한 상기 광학계의 상기 렌즈들의 현재 위치에 상응하는 복수의 피사체 거리들 및 단일 화각()으로부터 상기 피사체 영역의 스케일 값(S) 및 상기 스케일 값의 편차 범위를 계산하여, 상기 디스플레이 장치가 상기 스케일 값(S) 및 상기 편차 범위를 상기 피사체의 화상과 함께 디스플레이한다.
본 발명의 상기 디지털 카메라 및 그 제어 방법에 의하면, 상기 복수의 피사체 거리들 및 단일 화각()을 사용하여 계산된 상기 스케일 값(S) 및 그 편차 범위가 상기 피사체의 화상과 함께 디스플레이되므로, 사용자가 피사체의 실제 크기를 정밀하게 인식하고 측정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제어부가 상기 복수의 피사체 거리들에 대한 평균 피사체 거리(DC-AVG), 중앙 피사체 거리(DC-MID), 및 최빈도 피사체 거리(DC-FRE)중 어느 하나로부터 상기 피사체 영역의 스케일 값(S)을 계산한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예가 상세히 설명된다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 카메라(1)의 앞쪽에는, 셀프-타이머 램프(11), 플래시(12), 셔터 버튼(13), 모드 다이얼(14), 기능-선택 버튼(15), 촬영-정보 표시부(16), 뷰 파인더(17a), 기능-블록 버튼(18), 플래시-광량 센서(19), 렌즈부(20), 및 외부 인터페이스부(21)가 있다.
셀프-타이머 램프(11)는 셀프-타이머 모드인 경우에 셔터 버튼(13)이 눌려진 시점으로부터 셔터가 동작하는 시점 까지의 설정 시간 동안 동작한다. 모드 다이얼(14)은, 각종 모드들 예를 들어, 정지영상 촬영 모드, 야경 촬영 모드, 동영상 촬영 모드, 재생 모드, 컴퓨터 연결 모드, 및 시스템 설정 모드를 사용자가 선택하여 설정하는 데에 사용된다. 기능-선택 버튼(15)은 사용자가 디지털 카메라(1)의 동작 모드들 예를 들어, 정지영상 촬영 모드, 야경 촬영 모드, 동영상 촬영 모드, 및 재생 모드 중의 어느 하나를 선택하는 데에 사용된다. 촬영-정보 표시부(16)는 촬영과 관련된 각 기능의 정보가 표시된다. 기능-블록 버튼(18)은 촬영-정보 표시부(16)에 디스플레이된 각 기능을 사용자가 선택하는 데에 사용된다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 카메라(1)의 뒤쪽에는, 전원 버튼(31), 모니터 버튼(32), 자동-초점 램프(33), 뷰 파인더(17b), 플래시 대기 램프(34), 디스플레이 패널(35), 확인/삭제 버튼(36), 엔터/재생 버튼(37), 메뉴 버튼(38), 광각(wide angle)-줌(zoom) 버튼(39w), 망원(telephoto)-줌 버튼(39t), 상향-이동 버튼(40up), 우향-이동 버튼(40ri), 하향-이동 버튼(40lo), 및 좌향-이동 버튼(40le)이 있다.
모니터 버튼(32)은 사용자가 디스플레이 패널(35)의 동작을 제어하는 데에 사용된다. 예를 들어, 사용자가 모니터 버튼(32)을 첫번째로 누르면 디스플레이 패널(35)에 피사체의 화상 및 그 촬영 정보가 디스플레이되고, 두번째로 누르면 디스플레이 패널(35)에 피사체의 화상만이 디스플레이되며, 세번째로 누르면 디스플레이 패널(35)에 인가되는 전원이 차단된다. 자동-초점 램프(33)는 초점이 잘 맞추어졌을 때 동작한다. 플래시 대기 램프(34)는 플래시(도 1의 12)가 동작 대기 상태인 경우에 동작한다. 확인/삭제 버튼(36)은 사용자가 각 모드를 설정하는 과정에서 확인 버튼 또는 삭제 버튼으로 사용된다. 엔터/재생 버튼(37)은 사용자로부터의 데이터를 입력하거나, 재생 모드에서의 정지 또는 재생 등의 기능을 위하여 사용된다. 메뉴 버튼(38)은 모드 다이얼(14)에서 선택된 모드의 메뉴를 디스플레이하는 데에 사용된다. 상향-이동 버튼(40up), 우향-이동 버튼(40ri), 하향-이동 버튼(40lo), 및 좌향-이동 버튼(40le)도 사용자가 각 모드를 설정하는 과정에서 사용된다.
도 3 및 4를 참조하여, 도 1의 디지털 카메라(1)의 전체적 구성을 설명하면 다음과 같다.
렌즈부(20)와 필터부(41)를 포함한 광학계(OPS)는 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리한다.
광학계(OPS)의 렌즈부(20)는 줌 렌즈(ZL), 포커스 렌즈(FL), 및 보상 렌즈(CL)를 포함한다.
사용자가 사용자 입력부(INP)에 포함된 광각(wide angle)-줌 버튼(도 2의 39w) 또는 망원(telephoto)-줌 버튼(도 2의 39t)을 누르면, 이에 상응하는 신호가 마이크로제어기(512)에 입력된다. 이에 따라, 마이크로제어기(512)가 렌즈 구동부(510)를 제어함에 따라, 줌 모터(MZ)가 구동되어 줌 렌즈(ZL)가 이동된다. 즉, 광각(wide angle)-줌 버튼(도 2의 39w)이 눌려지면 줌 렌즈(ZL)의 초점길이(focal length)가 짧아져서 화각()이 넓어지고(도 7a 참조), 망원(telephoto)-줌 버튼(39t)이 눌려지면 줌 렌즈(ZL)의 초점 길이(focal length)가 길어져서 화각()이 좁아진다(도 7b 참조). 이와 같은 특성에 따라 마이크로제어기(512)는 광학계(OPS)의 설계 데이터로부터 줌 렌즈(ZL)의 위치에 대한 화각()을 구할 수 있다. 여기서, 줌 렌즈(ZL)의 위치가 설정된 상태에서 포커스 렌즈(FL)의 위치가 조정되므로, 화각()은 포커스 렌즈(FL)의 위치에 대하여 거의 영향을 받지 않는다.
한편, 피사체에 대하여 자동 또는 수동으로 초점이 맞추어진 경우, 포커스 렌즈(FL)의 현재 위치는 피사체 거리(Dc)에 대하여 변한다. 따라서, 마이크로제어기(512)는 광학계(OPS)의 설계 데이터로부터 포커스 렌즈(FL)의 위치에 대한 피사체 거리(Dc)를 구할 수 있다(도 6 참조). 여기서, 줌 렌즈(ZL)의 위치가 설정된 상태에서 포커스 렌즈(FL)의 위치가 조정되므로, 피사체 거리(Dc)는 줌 렌즈(ZL)의 위치에 영향을 받는다. 즉, 포커스 렌즈(FL)의 위치에 대한 피사체 거리(Dc)의 데이터는 줌 렌즈(ZL)의 위치에 따라 다르게 설정된다. 자동 초점 모드에 있어서, 마이크로제어기(512)가 렌즈 구동부(510)를 제어함에 의하여 포커스 모터(MF)가 구동된다. 이에 따라 포커스 렌즈(FL)가 맨 앞쪽에서 맨 뒤쪽으로 이동되며, 이 과정에서 화상 신호의 고주파 성분이 가장 많아지는 포커스 렌즈(FL)의 위치 예를 들어, 포커스 모터(MF)의 구동 스텝 수가 설정된다.
따라서, 마이크로제어기(512)는, 포커스 렌즈(FL)의 현재 위치에 상응하는 피사체 거리(Dc), 및 줌 렌즈(ZL)의 현재 위치에 상응하는 화각()으로부터 칼라 LCD(Liquid Crystal Display) 패널(35)의 화면의 수평 폭에 대응되는 피사체 영역의 실제 수평 폭(Pw)을 계산하여, 계산된 실제 수평 폭(Pw)에 따른 스케일 값이 피사체의 화상과 함께 칼라 LCD 패널(35)에 디스플레이되게 한다.
보상 렌즈(CL)는 전체적인 굴절율을 보상하는 역할을 하므로 별도로 구동되지 않는다. 참조 부호 MA는 조리개(aperture, 도시되지 않음)를 구동하기 위한 모터를 가리킨다.
광학계(OPS)의 필터부(41)에 있어서, 광학적 저역통과필터(OLPF, Optical Low Pass Filter)는 고주파 성분의 광학적 노이즈를 제거한다. 적외선 차단 필터(IRF, Infra-Red cut Filter)는 입사되는 빛의 적외선 성분을 차단한다.
CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)의 광전 변환부(OEC)는 광학계(OPS)로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시킨다. 여기서, 디지털 신호 처리기(507)는 타이밍 회로(502)를 제어하여 광전 변환부(OEC)와 아날로그-디지털 변환부(501)의 동작을 제어한다. 아날로그-디지털 변환부로서의 CDS-ADC(Correlation Double Sampler and Analog-to-Digital Converter) 소자(501)는, 광전 변환부(OEC)로부터의 아날로그 신호를 처리하여, 그 고주파 노이즈를 제거하고 진폭을 조정한 후, 디지털 신호로 변환시킨다. 마이크로제어기(512)의 제어에 의하여 동작하는 디지털 신호 처리기(507)는 CDS-ADC 소자(501)로부터의 디지털 신호를 처리하여 휘도 및 색도 신호로 분류된 디지털 화상 신호를 발생시킨다.
마이크로제어기(512)에 의하여 구동되는 발광부(LAMP)에는, 셀프-타이머 램프(11), 자동-초점 램프(도 2의 33) 및 플래시 대기 램프(도 2의 34)가 포함된다. 사용자 입력부(INP)에는, 셔터 버튼(도 1의 13), 모드 다이얼(도 1의 14), 기능-선택 버튼(도 1의 15), 기능-블록 버튼(도 1의 18), 모니터 버튼(도 2의 32), 확인/삭제 버튼(도 2의 36), 엔터/재생 버튼(도 2의 37), 메뉴 버튼(도 2의 38), 광각-줌 버튼(도 2의 39w), 망원-줌 버튼(도 2의 39t), 상향-이동 버튼(도 2의 40up), 우향-이동 버튼(도 2의 40ri), 하향-이동 버튼(도 2의 40lo), 및 좌향-이동 버튼(도 2의 40le)을 포함한다.
DRAM(Dynamic Random Access Memory, 504)에는 디지털 신호 처리기(507)로부터의 디지털 화상 신호가 일시 저장된다. EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory, 505)에는 디지털 신호 처리기(507)의 동작에 필요한 알고리듬 및 설정 데이터가 저장된다. 메모리 카드 인터페이스(506)에는 사용자의 메모리 카드가 착탈된다.
디지털 신호 처리기(507)로부터의 디지털 화상 신호는 LCD 구동부(514)에 입력되고, 이로 인하여 칼라 LCD 패널(35)에 화상이 디스플레이된다.
한편, 디지털 신호 처리기(507)로부터의 디지털 화상 신호는, USB(Universal Serial Bus) 접속부(21a) 또는 RS232C 인터페이스(508)와 그 접속부(21b)를 통하여 직렬 통신으로써 전송될 수 있고, 비데오 필터(509) 및 비데오 출력부(21c)를 통하여 비데오 신호로서 전송될 수 있다.
오디오 처리기(513)는, 마이크로폰(MIC)으로부터의 음성 신호를 디지털 신호 처리기(507) 또는 스피커(SP)로 출력하고, 디지털 신호 처리기(507)로부터의 오디오 신호를 스피커(SP)로 출력한다.
한편, 마이크로제어기(512)는 플래시-광량 센서(19)로부터의 신호에 따라 플래시 제어기(511)의 동작을 제어하여 플래시(12)를 구동한다.
도 1 내지 5를 참조하여 도 4의 마이크로제어기(512)의 촬상 제어 알고리듬을 설명하면 다음과 같다. 여기서, 사용자 입력부(INP)에 포함된 셔터 버튼(13)은 2단의 구조로 이루어진다. 즉, 사용자가 광각-줌 버튼(39w) 및 망원-줌 버튼(39t)을 조작한 후, 셔터 버튼(13)을 1단만 누르면 셔터 버튼(13)으로부터의 S1 신호가 온(On)되고, 2단까지 누르면 셔터 버튼(13)으로부터의 S2 신호가 온(On)된다. 따라서, 도 5의 촬상 알고리듬은 사용자가 셔터 버튼(13)을 1단으로 누르면 시작된다(단계 S501). 여기서, 줌 렌즈(ZL)의 현재 위치는 이미 설정된 상태이다.
먼저, 메모리 카드의 잔량이 검사되어(단계 S502), 디지털 화상 신호를 기록할 수 있는 용량인지 확인된다(단계 S503). 기록 가능한 용량이 아닌 경우, 메모리 카드의 용량이 부족함이 표시된다(단계 S504). 기록 가능한 용량인 경우, 아래의 단계들이 수행된다.
자동 노출(AE, Auto Exposure) 및 자동 백색 균형(Auto White Balance) 모드들이 수행되어 관련 파라메터들이 설정된다(단계 S505). 또한, 스케일러, 스케일 값, 및 이 스케일 값의 편차 범위를 화상과 함께 디스플레이하기 위한 스케일러 루틴이 수행된다(단계 S506). 이 스케일러 루틴(S506)은 도 6 내지 17을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다. 다음에, 자동 포커싱 모드가 수행되어 포커스 렌즈(FL)의 현재 위치가 설정된다(단계 S507).
자동 포커싱 모드의 수행이 완료되면(단계 S507), 셔터 버튼(13)으로부터의 1단 신호인 S1 신호가 온(On) 상태인지 확인된다(단계 S508). S1 신호가 온(On) 상태가 아니면, 사용자의 촬상 의도가 없는 상태이므로 종료한다. S1 신호가 온(On) 상태이면 아래의 단계들이 계속 수행된다.
먼저, S2 신호가 온(On) 상태인지 확인된다(단계 S509). S2 신호가 온(On) 상태가 아니면, 사용자가 촬상을 위하여 셔터 버튼(13)의 2단을 누르지 않은 상태이므로, 상기 단계 S506으로의 이동 및 진행이 수행된다.
S2 신호가 온(On) 상태이면, 사용자가 촬상을 위하여 셔터 버튼(13)의 2단을 누른 상태이므로, 정지 화상이 촬상된다(단계 S510). 즉, 마이크로제어기(512)에 의하여 디지털 신호 처리기(507)가 동작하여, 타이밍 회로(502)에 의하여 광전 변환부(OEC) 및 아날로그-디지털 변환부(501)가 동작한다. 다음에, 사용자의 설정에 따라(단계 S511), 스케일러 및 스케일 값이 정지 화상에 합성된다(단계 S512). 여기서, 단계 S512의 또다른 예로서, 스케일 값이 정지 화상에 합성되지 않고 정지화상 파일의 정보에 추가될 수도 있다. 다음에, 정지 화상 데이터가 압축되어(단계 S513) 압축된 화상 파일이 생성된다(단계 S514). 그리고, 생성된 화상 파일이 디지털 신호 처리기(507)로부터 메모리 카드 인터페이스(506)를 통하여 사용자의 메모리 카드에 저장된 후(단계 S515), 알고리듬의 수행이 종료된다.
도 6은 도 3의 포커스 렌즈(FL)의 위치(F)에 대한 피사체 거리(D)의 특성을 보여준다. 도 6에서 참조 부호 Fc는 포커스 렌즈(FL)의 현재 위치를, 그리고 Dc는 현재 피사체 거리를 각각 가리킨다.
F (스텝 수) D (mm)
10 800
11 799
12 798
... ...
... ...
299 57
300 60
도 3, 4, 6 및 표 1을 참조하면, 피사체에 대하여 자동 또는 수동으로 초점이 맞추어진 경우, 포커스 렌즈(FL)의 현재 위치(Fc)는 현재 피사체 거리(Dc)에 대하여 변한다. 따라서, 마이크로제어기(512)는 광학계(OPS)의 설계 데이터로부터 포커스 렌즈(FL)의 위치에 대한 피사체 거리(Dc)를 구할 수 있다. 여기서, 줌 렌즈(ZL)의 위치가 설정된 상태에서 포커스 렌즈(FL)의 위치가 조정되므로, 피사체 거리(Dc)는 줌 렌즈(ZL)의 위치에 영향을 받는다. 따라서, 포커스 렌즈(FL)의 현재 위치(Fc)에 대한 피사체 거리(Dc)의 데이터(표 1)는 줌 렌즈(ZL)의 위치에 따라 다르게 설정된다. 즉, 표 1의 데이터는 어느 한 줌 렌즈(ZL)의 위치에 대한 것이며, 이와 같은 데이터는 각각의 줌 렌즈(ZL)의 위치에 대하여 다르게 설정된다. 상기한 바와 같이, 자동 초점 모드에 있어서, 마이크로제어기(512)가 렌즈 구동부(510)를 제어함에 의하여 포커스 모터(MF)가 구동된다. 이에 따라 포커스 렌즈(FL)가 맨 앞쪽에서 맨 뒤쪽으로 이동되며, 이 과정에서 화상 신호의 고주파 성분이 가장 많아지는 포커스 렌즈(FL)의 위치 예를 들어, 포커스 모터(MF)의 구동 스텝 수가 설정된다.
도 7a는 광각(wide angle) 상태에서 도 3의 줌 렌즈의 위치에 대한 화각()의 특성을 보여준다. 도 7b는 망원(telephoto) 상태에서 도 3의 줌 렌즈의 위치에 대한 화각()의 특성을 보여준다. 도 2 내지 7b를 참조하여 도 7a 및 7b의 줌 렌즈(ZL)의 위치에 대한 화각()의 특성을 설명하면 다음과 같다. 상기한 바와 같이, 사용자가 사용자 입력부(INP)에 포함된 광각(wide angle)-줌 버튼(39w) 또는 망원(telephoto)-줌 버튼(39t)을 누르면, 이에 상응하는 신호가 마이크로제어기(512)에 입력된다. 이에 따라, 마이크로제어기(512)가 렌즈 구동부(510)를 제어함에 따라, 줌 모터(MZ)가 구동되어 줌 렌즈(ZL)가 이동된다. 보다 상세하게는, 광각(wide angle)-줌 버튼(39w)이 눌려지면 줌 렌즈(ZL)의 주점(principle point)이 광전 변환부(OEC)에 가까와지면서 피사체(OBJ)로부터 멀어져서 화각()이 넓어진다(도 7a 참조), 이와 반대로, 망원(telephoto)-줌 버튼(39t)이 눌려지면 줌 렌즈(ZL)의 주점(principle point)이 광전 변환부(OEC)로부터 멀어지면서 피사체(OBJ)에 가까와져서 화각()이 좁아진다(도 7b 참조). 이와 같은 특성에 따라 마이크로제어기(512)는 광학계(OPS)의 설계 데이터로부터 줌 렌즈(ZL)의 위치에 대한 화각()을 구할 수 있다. 여기서, 줌 렌즈(ZL)의 위치가 설정된 상태에서 포커스 렌즈(FL)의 위치가 조정되므로, 화각()은 포커스 렌즈(FL)의 위치에 대하여 거의 영향을 받지 않는다.
도 8은 피사체 거리(Dc), 화각() 및 피사체 영역의 실제 수평 폭(Pw) 사이의 관계를 보여준다. 도 8에서 참조 부호 A는 디지털 카메라(1)의 렌즈부(20)의 위치로서, 포커스 렌즈(도 3의 FL)와 줌 렌즈(도 3의 ZL)의 현재 위치를 가리킨다. 상기한 바와 같이, 포커스 렌즈(FL)의 현재 위치로부터 피사체(OBJ)의 거리(Dc)가 구해지고, 줌 렌즈(ZL)의 현재 위치로부터 화각()이 구해지면, 광전 변환부(OEC)의 수평 폭 즉, 화면의 수평 폭에 상응하는 실제 수평 폭(Pw)은 아래의 수학식 1에 의하여 계산될 수 있다.
하지만, 도 9에 도시된 바와 같이, 피사체(OBJ)의 각 부위에 대하여 복수의 피사체 거리들(DC1, DC2, ...)이 존재함을 알 수 있다. 따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 피사체 영역(IM)에서 피사체(OBJ)를 중심으로 하는 화상 영역이 9 개의 포커스 창들(FW)로써 분할된다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 도 10의 분할에 의하여 복수의 포커스 창들(FW) 각각에서 피사체 거리들이 구해진다.
도 12는 도 11의 복수의 포커스 창들(FW) 각각에 대하여 포커싱 시점에서의포커스 모터(도 4의 MF)의 구동 스텝 수(NS), 및 피사체 거리(DC)의 관계를 보여준다. 여기서, 포커스 모터(MF)의 구동 스텝 수(NS)는 포커스 렌즈(FL)의 현재 위치를 의미한다. 도 11 및 12를 참조하면, 제5 포커스 창(FW)의 구동 스텝 수(NS = 380)에 따른 피사체 거리(DC= 15 cm)가 다른 포커스 창들에 비하여 짧음을 알 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 또다른 실시예에 따라 피사체 영역(IM)에서 피사체(OBJ)를 중심으로 하는 화상 영역이 64 개의 포커스 창들(FW)로써 분할될 수 있다.
도 14에서 참조 부호 OBP는 피사체 화상을 가리킨다. 도 14를 참조하면, 디지털 카메라의 디스플레이 패널(35)의 화면상에서 스케일러(SCL), 스케일 값(S) 및 그 편차 범위(SR)가 디스플레이된다. 이를 실현하기 위한 도 5의 스케일러 루틴(S507)의 알고리듬을 도 3, 4, 8, 12, 14, 15a 및 15b를 참조하여 순차적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 설정된 유형의 스케일러(SCL)가 디스플레이된다(단계 S151). 다음에, 분할 설정(도 10 참조)된 포커스 창들(FW) 각각에 대하여, 화상 신호의 고주파 성분이 가장 많아지는 포커스 모터(MF)의 구동 스텝 수(NS) 즉, 포커스 렌즈(FL)의 위치가 판독된다(단계 S152). 다음에, 판독된 포커스 렌즈(FL)의 위치들 각각에 상응하는 피사체 거리(DC)가 판독된다(단계 S153). 다음에, 판독된 복수의 피사체 거리들에 대한 평균 피사체 거리(DC-AVG)가 구해진다(단계 S154).
다음에, 복수의 피사체 거리들에 대한 평균 피사체 거리(DC-AVG)와 상기 복수의 피사체 거리들중에서 최대 거리(DC-MAX)와의 차이인 증가 피사체-거리(DD-UP)가 계산된다(단계 S155). 다음에, 평균 피사체 거리(DC-AVG)와 상기 복수의 피사체 거리들중에서 최소 거리(DC-MIN)와의 차이인 감소 피사체-거리(DD-DOWN)가 계산된다(단계 S156). 다음에, 줌 렌즈(ZL)의 현재 위치에 상응하는 단일 화각()이 판독된다(단계 S157). 다음에, 상기 평균 피사체 거리(DC-AVG) 및 상기 단일 화각()으로부터 광전 변환부(OEC)의 화면의 수평 폭에 대응되는 피사체 영역의 실제 수평 폭(PW)이 아래의 수학식 2에 의하여 계산된다(단계 S158).
다음에, 상기 증가 피사체-거리(DD-UP) 및 상기 단일 화각()으로부터 상기 실제 수평 폭(Pw)에 대한 증가 수평 폭(PW-UP)이 아래의 수학식 3에 의하여 계산된다(단계 S159).
다음에, 상기 감소 피사체-거리(DD-DOWN) 및 상기 단일 화각()으로부터 상기 실제 수평 폭(Pw)에 대한 감소 수평 폭(PW-DOWN)이 아래의 수학식 4에 의하여 계산된다(단계 S160).
다음에, 디스플레이 패널(35)의 화면의 수평 폭(Ph)에 대한 상기 실제 수평 폭(PW)의 비율에 스케일러의 화면상의 길이(Ps)가 곱해진 상기 스케일 값(S)이 아래의 수학식 5에 의하여 계산된다(단계 S161).
다음에, 디스플레이 패널(35)의 화면의 수평 폭(Ph)에 대한 상기 증가 수평 폭(PW-UP)의 비율에 상기 스케일러의 화면상의 길이(Ps)가 곱해진 증가 스케일 값(SUP)이 아래의 수학식 6에 의하여 계산된다(단계 S162).
또한, 디스플레이 패널(35)의 화면의 수평 폭(Ph)에 대한 상기 감소 수평 폭(PW-DOWN)의 비율에 상기 스케일러의 화면상의 길이(Ps)가 곱해진 감소 스케일 값(SDOWN)이 아래의 수학식 7에 의하여 계산된다(단계 S163).
참고로, 상기 수학식 5에 대한 아래의 수학식 8에 의하면, 표시된 스케일러가 화면상의 수직 방향으로 설정되는 경우에도 상기 수학식 5 내지 7에 그대로 적용될 수 있음을 알 수 있다. 아래의 수학식 8에서 Pv는 화면의 수직 폭을 가리킨다.
다음에, 상기 증가 스케일 값(SUP) 및 상기 감소 스케일 값(SDOWN)이 상기 스케일 값의 편차 범위(SR)로 설정된 후, 상기 스케일러(SCL)와 함께 디스플레이된다(단계 S164).
한편, 도 16을 참조하면, 상기 도 15a 및 15b의 알고리듬에서 상기 평균 피사체 거리(DC-AVG) 대신에 중간 피사체 거리(DC-MID)가 적용되어, 디스플레이 패널(35)의 화면상에서 스케일러(SCL), 스케일 값(S) 및 그 편차 범위(SR)가 디스플레이될 수 있다.
또한, 도 17을 참조하면, 상기 도 15a 및 15b의 알고리듬에서 상기 평균 피사체 거리(DC-AVG) 대신에 최빈도 피사체 거리(DC-FRE)가 적용되어, 디스플레이 패널(35)의 화면상에서 스케일러(SCL), 스케일 값(S) 및 그 편차 범위(SR)가 디스플레이될 수 있다. 도 17의 경우, 최빈도 피사체 거리(DC-FRE)가 최대 피사체 거리와 같음을 알 수 있다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 디지털 카메라 및 그 제어 방법에 의하면, 복수의 피사체 거리들 및 단일 화각()을 사용하여 계산된 상기 스케일 값(S) 및 그 편차 범위(SR)가 피사체의 화상(OBP)과 함께 디스플레이되므로, 사용자가 피사체(OBJ)의 실제 크기를 정밀하게 인식하고 측정할 수 있다.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 개량될 수 있다.

Claims (7)

  1. 복수의 렌즈들을 구비하여 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리하는 광학계, 상기 광학계로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시키는 광전 변환부, 상기 광전 변환부로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 아날로그-디지털 변환부, 상기 아날로그-디지털 변환부로부터의 디지털 신호를 처리하여 사용자에게 제공하는 디지털 신호 처리부, 상기 디지털 신호 처리부로부터의 디지털 신호에 따라 상기 피사체의 화상을 디스플레이하는 디스플레이 장치, 및 전체적인 동작을 제어하는 제어부를 포함한 디지털 카메라에 있어서,
    상기 제어부가, 상기 피사체의 화상 영역을 복수 개로 분할하고, 분할된 각 화상 영역에 대한 상기 광학계의 상기 렌즈들의 현재 위치에 상응하는 복수의 피사체 거리들 및 단일 화각()으로부터 상기 피사체 영역의 스케일 값(S) 및 상기 스케일 값의 편차 범위를 계산하여, 상기 디스플레이 장치가 상기 스케일 값(S) 및 상기 편차 범위를 상기 피사체의 화상과 함께 디스플레이하는 디지털 카메라.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 복수의 피사체 거리들에 대한 평균 피사체 거리(DC-AVG), 중앙 피사체 거리(DC-MID), 및 최빈도 피사체 거리(DC-FRE)중 어느 하나로부터 상기 피사체 영역의 스케일 값(S)을 계산하는 디지털 카메라.
  3. 복수의 렌즈들을 구비하여 피사체로부터의 빛을 광학적으로 처리하는 광학계, 상기 광학계로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시키는 광전 변환부,상기 광전 변환부로부터의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 아날로그-디지털 변환부, 상기 아날로그-디지털 변환부로부터의 디지털 신호를 처리하여 사용자에게 제공하는 디지털 신호 처리부, 상기 디지털 신호 처리부로부터의 디지털 신호에 따라 상기 피사체의 화상을 디스플레이하는 디스플레이 장치, 및 전체적인 동작을 제어하는 제어부를 포함한 디지털 카메라의 제어 방법에 있어서,
    상기 피사체의 화상 영역이 복수 개로 분할된 각각의 포커스-창에 대하여, 상기 광학계의 상기 렌즈들의 현재 위치에 상응하는 복수의 피사체 거리들 및 단일 화각()을 구하는 단계;
    상기 복수의 피사체 거리들 및 단일 화각()으로부터 상기 피사체 영역의 스케일 값(S) 및 상기 스케일 값의 편차 범위를 계산하는 단계; 및
    상기 스케일 값(S) 및 상기 편차 범위를 상기 피사체의 화상과 함께 디스플레이하는 단계를 포함한 디지털 카메라의 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 스케일 값(S) 및 상기 스케일 값의 편차 범위를 계산하는 단계에서,
    상기 복수의 피사체 거리들에 대한 평균 피사체 거리(DC-AVG), 중앙 피사체 거리(DC-MID), 및 최빈도 피사체 거리(DC-FRE)중 어느 하나로부터 상기 스케일 값(S)이 계산되는 디지털 카메라의 제어 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 스케일 값(S) 및 상기 스케일 값의 편차 범위를 계산하는 단계가,
    상기 복수의 피사체 거리들에 대한 평균 피사체 거리(DC-AVG)와 상기 복수의 피사체 거리들중에서 최대 거리(DC-MAX)와의 차이인 증가 피사체-거리(DD-UP)를 계산하는 단계;
    상기 평균 피사체 거리(DC-AVG)와 상기 복수의 피사체 거리들중에서 최소 거리(DC-MIN)와의 차이인 감소 피사체-거리(DD-DOWN)를 계산하는 단계;
    상기 평균 피사체 거리(DC-AVG) 및 상기 단일 화각()으로부터 상기 광전 변환부의 화면의 수평 폭에 대응되는 피사체 영역의 실제 수평 폭(PW)을 계산하는 단계;
    상기 증가 피사체-거리(DD-UP) 및 상기 단일 화각()으로부터 상기 실제 수평 폭(Pw)에 대한 증가 수평 폭(PW-UP)을 계산하는 단계;
    상기 감소 피사체-거리(DD-DOWN) 및 상기 단일 화각()으로부터 상기 실제 수평 폭(Pw)에 대한 감소 수평 폭(PW-DOWN)을 계산하는 단계;
    상기 디스플레이 장치의 화면의 수평 폭(Ph)에 대한 상기 실제 수평 폭(PW)의 비율에 스케일러의 화면상의 길이(Ps)가 곱해진 상기 스케일 값(S)을 계산하는 단계;
    상기 디스플레이 장치의 화면의 수평 폭(Ph)에 대한 상기 증가 수평 폭(PW-UP)의 비율에 상기 스케일러의 화면상의 길이(Ps)가 곱해진 증가 스케일 값(SUP)을 계산하는 단계;
    상기 디스플레이 장치의 화면의 수평 폭(Ph)에 대한 상기 감소 수평 폭(PW-DOWN)의 비율에 상기 스케일러의 화면상의 길이(Ps)가 곱해진 감소 스케일 값(SDOWN)을 계산하는 단계; 및
    상기 증가 스케일 값(SUP) 및 상기 감소 스케일 값(SDOWN)을 상기 스케일 값의 편차 범위로 설정하는 단계를 포함한 디지털 카메라의 제어 방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 스케일 값(S) 및 상기 스케일 값의 편차 범위를 계산하는 단계가,
    상기 복수의 피사체 거리들에 대한 중간 피사체 거리(DC-MID)와 상기 복수의 피사체 거리들중에서 최대 거리(DC-MAX)와의 차이인 증가 피사체-거리(DD-UP)를 계산하는 단계;
    상기 중간 피사체 거리(DC-MID)와 상기 복수의 피사체 거리들중에서 최소거리(DC-MIN)와의 차이인 감소 피사체-거리(DD-DOWN)를 계산하는 단계;
    상기 중간 피사체 거리(DC-MID) 및 상기 단일 화각()으로부터 상기 광전 변환부의 화면의 수평 폭에 대응되는 피사체 영역의 실제 수평 폭(PW)을 계산하는 단계;
    상기 증가 피사체-거리(DD-UP) 및 상기 단일 화각()으로부터 상기 실제 수평 폭(Pw)에 대한 증가 수평 폭(PW-UP)을 계산하는 단계;
    상기 감소 피사체-거리(DD-DOWN) 및 상기 단일 화각()으로부터 상기 실제 수평 폭(Pw)에 대한 감소 수평 폭(PW-DOWN)을 계산하는 단계;
    상기 디스플레이 장치의 화면의 수평 폭(Ph)에 대한 상기 실제 수평 폭(PW)의 비율에 스케일러의 화면상의 길이(Ps)가 곱해진 상기 스케일 값(S)을 계산하는 단계;
    상기 디스플레이 장치의 화면의 수평 폭(Ph)에 대한 상기 증가 수평 폭(PW-UP)의 비율에 상기 스케일러의 화면상의 길이(Ps)가 곱해진 증가 스케일 값(SUP)을 계산하는 단계;
    상기 디스플레이 장치의 화면의 수평 폭(Ph)에 대한 상기 감소 수평 폭(PW-DOWN)의 비율에 상기 스케일러의 화면상의 길이(Ps)가 곱해진 감소 스케일 값(SDOWN)을 계산하는 단계; 및
    상기 증가 스케일 값(SUP) 및 상기 감소 스케일 값(SDOWN)을 상기 스케일 값의 편차 범위로 설정하는 단계를 포함한 디지털 카메라의 제어 방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 스케일 값(S) 및 상기 스케일 값의 편차 범위를 계산하는 단계가,
    상기 복수의 피사체 거리들에 대한 최빈도 피사체 거리(DC-FRE)와 상기 복수의 피사체 거리들중에서 최대 거리(DC-MAX)와의 차이인 증가 피사체-거리(DD-UP)를 계산하는 단계;
    상기 최빈도 피사체 거리(DC-FRE)와 상기 복수의 피사체 거리들중에서 최소 거리(DC-MIN)와의 차이인 감소 피사체-거리(DD-DOWN)를 계산하는 단계;
    상기 최빈도 피사체 거리(DC-FRE) 및 상기 단일 화각()으로부터 상기 광전 변환부의 화면의 수평 폭에 대응되는 피사체 영역의 실제 수평 폭(PW)을 계산하는 단계;
    상기 증가 피사체-거리(DD-UP) 및 상기 단일 화각()으로부터 상기 실제 수평 폭(Pw)에 대한 증가 수평 폭(PW-UP)을 계산하는 단계;
    상기 감소 피사체-거리(DD-DOWN) 및 상기 단일 화각()으로부터 상기 실제 수평 폭(Pw)에 대한 감소 수평 폭(PW-DOWN)을 계산하는 단계;
    상기 디스플레이 장치의 화면의 수평 폭(Ph)에 대한 상기 실제 수평 폭(PW)의 비율에 스케일러의 화면상의 길이(Ps)가 곱해진 상기 스케일 값(S)을 계산하는 단계;
    상기 디스플레이 장치의 화면의 수평 폭(Ph)에 대한 상기 증가 수평 폭(PW-UP)의 비율에 상기 스케일러의 화면상의 길이(Ps)가 곱해진 증가 스케일 값(SUP)을 계산하는 단계;
    상기 디스플레이 장치의 화면의 수평 폭(Ph)에 대한 상기 감소 수평 폭(PW-DOWN)의 비율에 상기 스케일러의 화면상의 길이(Ps)가 곱해진 감소 스케일 값(SDOWN)을 계산하는 단계; 및
    상기 증가 스케일 값(SUP) 및 상기 감소 스케일 값(SDOWN)을 상기 스케일 값의 편차 범위로 설정하는 단계를 포함한 디지털 카메라의 제어 방법.
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