KR100806690B1

KR100806690B1 - 자동초점 수행 방법 및 이를 이용한 자동초점 조정장치

Info

Publication number: KR100806690B1
Application number: KR1020060021410A
Authority: KR
Inventors: 세르칸; 김성득; 부르하네틴
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2008-02-27
Also published as: CN101034198A; GB2435942A; KR20070091813A; JP2007241288A; US20070212049A1; GB0704414D0; DE102007011222A1; GB2435942B

Abstract

본 발명은 자동초점 수행 방법 및 이를 이용한 자동초점 조정장치에 관한 것으로서, 보다 적은 수의 스텝으로 빠른 시간 내에 자동초점 검색을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 백그라운드 광경에 초점이 맞추어 지는 문제점을 해결할 수 있는 이점이 있다.

이를 위한 본 발명에 의한 자동초점 수행 방법은, a) 중앙창과 상기 중앙창 주위를 둘러싸는 형상의 복수의 주변창으로 구성되는 복수의 활성창을 설정하고, 상기 복수의 활성창에 대하여 가중치를 할당하여 렌즈의 이송 범위인 각 스텝별로 자동초점값을 계산하는 단계; b) 상기 스텝별로 계산된 자동초점값으로부터, 이전 스텝에서의 자동초점값과 현재 스텝에서의 자동초점값의 변화율을 산출하는 단계; c) 상기 산출된 자동초점값 변화율과 미리 설정된 자동초점 기준값을 서로 비교하여, 비교결과에 따라 한 스텝에서 렌즈가 이송되는 범위의 크기인 스텝 크기를 변경하는 단계; d) 상기 변경된 스텝 크기에 대응하는 위치로 렌즈를 이송시키는 단계; e) 상기 a) 내지 d) 단계를, 이전 스텝의 자동초점값이 현재 스텝의 자동초점값보다 클 때까지 반복하여 수행하여 최대 자동초점값 검출 여부를 판단하는 단계; 및 f) 상기 최대 자동초점값에 대응하는 위치로 렌즈를 이송시키는 단계를 포함한다.

카메라, 자동초점, 자동초점조절시간, 오토포커싱, 활성창, 스텝 크기, 가중치

Description

자동초점 수행 방법 및 이를 이용한 자동초점 조정장치{AUTO FOCUSING METHOD AND AUTO FOCUSING APPARATUS THEREWITH}

도 1a은 픽처 내 윈도우 영역을 나타낸 도면.

도 1b는 일반적인 렌즈 이동거리에 따른 초점값을 나타내는 그래프.

도 2는 종래기술에 의한 초점조정 방법에 있어서의 문제점을 설명하기 위한 그래프.

도 3은 본 발명에 따른 자동초점 조정장치의 블록도.

도 4a는 도 3의 자동초점 디지털신호처리부의 내부 블록도.

도 4b는 도 4a의 광검출 모듈의 내부 블럭도.

도 5는 본 발명에 따른 자동초점 알고리즘의 순서도.

도 6은 도 5의 자동초점값 계산(S20)의 순서도.

도 7은 본 발명에 따른 자동초점값 계산을 위하여 가중치가 부여된 복수의 활성창을 나타낸 도면.

도 8은 도 5의 스텝 크기 조정(S70)의 순서도.

도 9는 본 발명에 의한 전형적인 초점 검색 프로세스를 개괄적으로 나타낸 그래프.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 적용되는 8개의 활성창을 나타낸 도면.

도 11은 도 10에 도시된 8개의 활성창 각각에서의 렌즈 위치별 AF 값의 변화를 나타낸 그래프.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 매 스텝별 전체 AF 값의 변화를 나타낸 그래프.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 자동초점 알고리즘의 작동예를 나타낸 그래프.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

300 : 자동초점 조정장치 301 : 렌즈부

302 : 이미지 센서 및 ISP부 303 : 자동초점 디지털신호처리기

304 : 구동부 304a: 액추에이터 드라이버

304b: 액추에이터 305 : 휴대폰 호스트

401 : 광검출 모듈 401a: 고역통과필터

401b: 적분기 401c: 활성 영역 설정부

402 : 중앙처리장치 70 : 활성창

71 : 중앙창 72 : 주변창

AF_prev : 이전 스텝의 자동초점값 AF_cur : 현재 스텝의 자동초점값

AF_max : 최대 자동초점값 d : 초기상태로부터의 위치

L : 전체 렌즈 이송범위 ω_i : i 번째 활성창에 할당된 가중치

nw : 자동초점 활성창의 전체 수 WAF_i : i 번째 활성창의 자동초점값

A : 큰 스텝을 취하기 위한 임계치 B : 미세 스텝을 취하기 위한 임계치

C : 조대 스텝 크기(Coarse step size)

M : 중간 스텝 크기(Medium step size)

F : 미세 스텝 크기(Fine step size)

본 발명은, 카메라, 캠코더 등과 같은 촬상장치에 사용되는 자동초점 수행 방법 및 이를 이용한 자동초점 조정장치에 관한 것으로, 특히 휴대용 단말기 등에 장착된 카메라 모듈에 있어서 적용가능한 패시브(passive) 방식의 자동초점 수행 방법 및 이를 이용한 자동초점 조정장치에 관한 것이다.

최근 정보화 사회의 급격한 발달은 단순히 음성만을 전달하는 이동통신단말기 뿐만 아니라 다양한 기능이 추가된 복합 이동통신단말기의 개발이 요구되고 있다. 따라서, 멀티미디어 시대에 맞추어 영상 송수신 등의 기능과 음성 송수신 기능이 함께 구현된 휴대용 복합 이동통신단말기가 구현되고 있으며, 이러한 복합 이동통신단말기로는 사용자가 평소 휴대하고 다니는 이동통신단말기(일명 휴대폰)에 디지털 카메라 기능을 구현해 놓은 카메라폰이 있다.

일반적인 카메라폰의 구성은 영상을 촬영하는 카메라 모듈과 사용자의 음성 및 영상 중 하나를 전송하는 송신 모듈, 그리고 상대 통화의 음성 및 영상 중 하나를 수신하는 수신 모듈로 이루어져 있다.

여기에서 카메라 모듈은 렌즈 서브 시스템(Lens Sub System) 및 영상 처리 서브 시스템을 포함하고 있다.

렌즈 서브 시스템은 줌 렌즈와 포커스 렌즈 등으로 구성된 렌즈부와, 렌즈부의 줌 렌즈 또는 포커스 렌즈를 구동하기 위한 액추에이터, 액추에이터 드라이버 등을 포함하고 있다.

그리고, 영상 처리 서브 시스템은 이미지 센서 및 ISP, 자동초점 디지털신호처리기(DSP; Digital Signal Processor) 등을 포함하고 있다.

한편, 렌즈 서브 시스템은, 외부의 촬영 장면에 초점을 맞추고, 이 외부의 촬영 장면으로부터 범위가 정해진 특정 영역으로 입사하는 빛이(광원)이 이미지 센서에 입사될 수 있도록 한다.

그러면, 영상 처리 서브 시스템의 이미지 센서는, 특정 흡수 기간동안 광원이 입사됨에 따라 전하가 축적되는 포토셀(photo-cell)들로 이루어져 있으며, 축적된 전하를 디지털값(픽셀값)으로 변환하여 출력한다.

그리고, 영상 처리 서브 시스템의 ISP는, 획득한 픽셀들에 대한 디지털값을 압축, 스케일링 이미지 인헨스먼트(scaling image enhancement) 등과 같은 영상 처리를 수행하여 휴대폰 본체로 전송한다.

이때, 렌즈 서브 시스템은 선명한 이미지 촬영을 위하여 렌즈의 포커스 조정작업을 수행하게 되는데, 이때 사용되는 장치는 일반적인 사진 카메라나 디지털 카메라에 있는 자동초점(auto focusing) 조정장치를 그대로 사용하며, 이에 대해 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

일반적으로, 사진 카메라나 디지털 카메라 등의 자동초점조절장치는 촬영하고자 하는 피사체를 향하여 구도를 설정한 다음, 릴리즈 버튼(release button)이 작동하기만 하면 자동으로 초점을 맞추어서 촬영이 이루어지도록 하는 장치이다.

이러한 자동초점장치는 크게 액티브(active) 방식과 패시브(passive) 방식으로 나누어진다.

액티브 방식은 카메라 스스로가 적외선이나 초음파 등을 발사한 다음 피사체에 반사되어 입사되는 빛이나 파동을 감지하여 피사체와의 거리를 측정하는 방식이다.

패시브 방식은 빛을 발광하는 발광부가 따로 없이 자연적인 조명하에서 피사체로부터 나오는 빛을 렌즈부를 통하여 입력받고 입력된 피사체의 명암차를 이용하여 피사체의 거리를 판별하는 방식이다.

즉, 패시브 방식은 이미지 센서로부터 나오는 영상 신호 중에서, 휘도 신호가 고역 통과 필터를 통과하여 얻어진 콘트라스트(contrast)에 비례하는 고역 주파수 신호를 매 프레임(frame)마다 검출하고, 이때 얻어진 콘트라스트를 전 프레임의 콘트라스트와 비교하여 콘트라스트가 커지는 방향으로 포커스 렌즈를 움직여 가장 콘트라스트가 큰 지점에서 포커스 렌즈의 회전운동을 정지하도록 함으로써 자동적 으로 초점을 조절을 조절하는 방식이다.

일반적으로, 자동초점 카메라 모듈은 보통 휴대폰에 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 센서를 통해 입수된 영상을 ISP 처리한 후, 고역통과필터(High Pass Filter ; HPF)를 통과시켜 나온 에지를 통해 산출된 초점값(focus value)을 매 픽처(Picture) 단위로 추출하여 중앙처리장치(CPU)로 전달하고, 이때 CPU는 산출된 초점값을 근거로 포커스 렌즈(Focus Lens)이동 방향 및 거리를 판단하여 액추에이터 드라이버에게 명령을 내리며, 이에 따라 액추에이터가 구동되어 렌즈가 이동하게 되면서 자동적으로 초점이 맞추어지게 된다.

도 1a는 픽처(100) 내의 윈도우(Window ; 101) 영역을 나타낸 도면으로서, 도 1a에서 도시한 바와 같이, 보통 윈도우(101) 영역으로 화면의 중앙부를 지정하게 되며, 그 이유는 사진을 촬영하는 사용자 대부분이 화면의 중앙부에 관심을 두기 때문이다.

또한, 자동초점 디지털신호처리기로부터 윈도우(101)의 시작 위치와 마지막 위치를 전송받아 픽처(100) 내 윈도우(101) 영역을 설정하고, 상기 설정된 윈도우(101) 영역의 고역통과필터 출력값은 적분기에서 누산된다.

이렇게 누산된 초점값은, 카메라 모듈에서 초점을 조절하는 기준이 된다. 통상적으로 정지 화상의 경우 렌즈를 이동하여 초점을 맞추게 되는데, 이때 같은 화상이라도 초점이 잘 맞는 경우는 높은 초점값이 나오고, 초점이 잘 맞지 않는 경 우는 낮은 초점값이 나오게 된다. 보통 카메라의 초점은, 사용자 대부분이 관심을 가지는 중앙에 기준을 두고 조정하게 된다.

상기 초점값을 찾는 알고리즘은 자동초점 디지털신호처리기 내의 CPU에서 수행 되어지며, 상기 CPU는 렌즈를 어느 방향으로 이동시킬지 여부를 판단하여 액추에이터 드라이버를 통해 액추에이터를 구동시키게 된다.

도 1b는 렌즈 이동거리에 따른 초점값을 나타내는 그래프이다.

도 1b에서 도시한 바와 같이, 카메라에 같은 이미지가 입력되어도 초점이 잘 맞지 않는 경우 'A' 부분과 같이 초점값이 낮게 나오게 되므로, 이때에는 'B'지점에서 렌즈의 이동 방향을 결정하여 초점값이 높은 'C' 방향으로 렌즈를 이동시키며, 상기 'C' 방향으로 계속 렌즈를 이동시키다가 최대 초점값을 가진 'E' 부분을 지나게 되면 다시 렌즈를 반대 방향인 'D' 방향으로 이동시켜 'E' 부분에서 렌즈를 고정시킴으로써 최대 초점값을 찾는다.

종래에는 매 픽처 단위로 상기 초점값을 산출하게 되는데, 그 이유는 사용자가 관심을 가지는 윈도우 부분의 에지 성분을 모두 더한 값이 매 픽처 단위로 출력되기 때문이다.

따라서, 종래에 있어서 최대 초점값을 찾는 프로세스는, 픽처들의 초점값을 각각 산출한 후 산출된 초점값에 따라 방향을 결정하여 그 방향으로 렌즈를 이동시키는 과정을 반복하게 된다.

한편, 종래기술에 있어서는 최대 초점값을 검색하는 과정에서 렌즈이동 범위 를 미세 스캔 영역(fine scanning region)과 조대 스캔 영역(coarse scanning region)으로 구분하여 각 영역에 적용되는 렌즈이송크기 즉 스텝 크기를 각각 구분하여 일정한 스텝 크기가 적용되도록 하였다.

즉, 최대 초점값 검색 과정에 있어서는 초기에 각각 설정된 스텝 크기가 미세 스캔 영역으로 천이되는 과정에서만 변할 뿐, 미세 스캔 영역으로 진입한 이후에는 스텝 크기는 불변으로 진행되었다. 이러한 작동 방식에 있어서는 협소한 피크부분을 간과하지 않도록 하기 위하여 조대 스캔 영역에서조차 불가피하게 미세한 스텝 크기로 작동될 수 밖에 없으며 이로 인하여 최대 초점값을 검색하는 시간과 파워를 소비하는 문제점이 있었다.

특히, 최근에 씨모스 이미지 센서의 개선된 화질로 인해, 전력소모가 작고 소형화에 유리한 씨모스 이미지 센서가 휴대폰, 스마트폰, PDA 등에 많이 사용됨에 따라 최대 초점값을 찾는 시간, 즉, 자동초점 조절시간이 늘어나는 문제점이 발생하고 있다. 다시 말하면, 씨모스 이미지 센서의 프레임 레이트는 초당 30장 정도로 매우 낮고, 사용자는 점점더 고해상도의 화질을 요구함에 따라 상기 씨모스 이미지 센서의 프레임 레이트는 더욱 낮아지게 되어 자동초점 조절시간이 상당히 늘어나는 문제점이 있었다.

아울러, 도 2에 도시된 바와 같은 평평(flat)한 형상의 피크를 갖는 곡선에 있어서는, 종래기술에 의하면 불필요하고 무의미한 미세 스텝 크기의 검색 작업이 반복됨으로 인하여 초점 조정 시간이 길어지고 파워가 소비되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 패시브 자동초점 방식에 있어서는, 피사체가 아닌 백그라운드 에 초점이 맞추어질 가능성이 큰 문제가 있다. 피사체로부터 떨어진 높은 콘트라스트 백그라운드가 존재할 경우, 대부분의 자동초점 알고리즘은 백그라운드에 대응하는 최대값으로 수렴하는 경항이 있다. 이러한 백그라운드 초점을 방지하기 위하여 복수의 자동초점 측정영역(하나의 작은 창과 하나의 큰 창)을 정의하는 것이 일반적인 방법이다. 이 방법은 서로 다른 면적을 사용하여 조대 스캔 및 미세 스캔을 수행하게 된다.

그러나, 피사체의 피크와 백그라운드의 피크가 일치하지 않는 경우, 미세 스캔은 제 2 스캔을 요구하는 결과를 초래할 수 있을 뿐만 아니라, 작은 창에 있는 이 광경(scene)이 거의 플랫한 경우에는 충분한 콘트라스트를 포함하지 않아서 미세 스캔이 올바르게 수행될 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 보다 적은 수의 스텝으로 빠른 시간 내에 자동초점 검색을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 백그라운드 광경에 초점이 맞추어 지는 문제점을 해결할 수 있는 자동초점 수행 방법 및 이를 이용한 자동초점 조정장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자동초점 수행 방법은, a) 중앙창과 상기 중앙창 주위를 둘러싸는 형상의 복수의 주변창으로 구성되는 복수의 활성창을 설정하고, 상기 복수의 활성창에 대하여 가중치를 할당하여 렌즈의 이송 범위인 각 스텝별로 자동초점값을 계산하는 단계; b) 상기 스텝별로 계산된 자동초점값으로부터, 이전 스텝에서의 자동초점값과 현재 스텝에서의 자동초점값의 변화율을 산출하는 단계; c) 상기 산출된 자동초점값 변화율과 미리 설정된 자동초점 기준값을 서로 비교하여, 비교결과에 따라 한 스텝에서 렌즈가 이송되는 범위의 크기인 스텝 크기를 변경하는 단계; d) 상기 변경된 스텝 크기에 대응하는 위치로 렌즈를 이송시키는 단계; e) 상기 a) 내지 d) 단계를, 이전 스텝의 자동초점값이 현재 스텝의 자동초점값보다 클 때까지 반복하여 수행하여 최대 자동초점값 검출 여부를 판단하는 단계; 및 f) 상기 최대 자동초점값에 대응하는 위치로 렌즈를 이송시키는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 (f) 단계에서, 상기 최대 자동초점값은 상기 이전 스텝의 자동초점값에 해당하도록 설정하고, 상기 이전 스텝의 자동초점값에 대응하는 위치로 렌즈를 이송시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 (f) 단계에 의하여 최대 자동초점값에 대응하는 위치로 렌즈가 이송되었는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 (b) 단계의 이전 스텝에서의 자동초점값(AF_PREV)과 현재 스텝에서의 자동초점값(AF_CUR)의 변화율 산출은,

에 의하여 수행되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 미리 설정된 자동초점 기준값은 서로 다른 2 개의 임계치에 해당하고, 상기 (c) 단계는, 상기 산출된 자동초점값 변화율과 상기 임계치를 서로 비교하여, 비교결과에 따라 스텝 크기를 미세(fine) 스텝 크기와, 중간(medium) 스텝 크기, 및 조대(coarse) 스텝 크기 중 어느 하나로 선택한다.

또한, 상기 (c) 단계는, 상기 이전 스텝의 자동초점값과 현재 스텝의 자동초점값의 변화율이 음의 값을 가질 경우, 피크를 지났는지 여부를 판정하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 렌즈가 이송될 경우, 상기 이송된 렌즈의 위치를 검출하여 저장하는 것이 더 바람직하다.

또한, 상기 복수의 활성창 중 중앙창은 복수의 영역으로 분할된 복수의 창으로 구성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 복수의 중앙창에 해당하는 모든 영역에 가중치가 할당되고, 복수의 주변창 중 적어도 어느 하나의 영역에 가중치가 할당된 것이 더 바람직하다.

더욱 바람직하게는, 상기 활성창에 할당된 가중치를 서로 다르게 설정한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자동초점 조정장치는, 광신호가 입사되고 초점조정을 위하여 상하 이동 가능한 포커스 렌즈를 포함하는 렌즈부; 상기 렌즈부로 입사된 광신호를 입력받아 전기적 신호로 변환한 후에 디지털화한 영상 데이터를 출력하는 이미지 센서 및 ISP부; 상기 이미지 센서 및 ISP부로부터 영상 데이터를 입력받아 소정의 이미지 성분을 추출한 후에, 중앙창과 상기 중앙창 주위를 둘러싸는 형상의 복수의 주변창으로 구성되는 복수의 활성창을 설정하고, 상기 복수의 활성창에 대하여 가중치를 할당하여 상기 소정의 이미지 성분 값을 적분하여 자동초점값을 산출하는 광검출 모듈과, 상기 광검출 모듈로부터 자동초점값을 입력받고 상기 자동초점값에 따라 렌즈부의 포커스 렌즈를 상하 구동하면서 렌즈의 이송 범위인 각 스텝별 자동초점값을 산출하여 이중 최대 자동초점값을 산출하되, 이전 스텝에서의 자동초점값과 현재 스텝에서의 자동초점값의 변화율을 산출하고 상기 산출된 자동초점값 변화율과 미리 설정된 자동초점 기준값을 서로 비교하여 상기 비교결과에 따라 한 스텝에서 렌즈가 이송되는 범위의 크기인 스텝 크기를 가변적으로 제어하는 자동초점 알고리즘을 수행하는 중앙처리장치로 구성되는 자동초점 디지털신호처리부; 및 상기 자동초점 디지털신호처리부의 제어신호에 의하여 상기 렌즈부의 포커스 렌즈를 구동시키는 구동부를 포함한다.

여기서, 상기 광검출 모듈은, 상기 이미지 센서 및 ISP부로부터 영상 데이터를 입력받아 소정의 이미지 성분을 추출하는 고역통과필터; 상기 고역통과필터로부터 추출된 상기 소정의 이미지 성분을 입력 받고, 상기 중앙창 및 주변창으로 구성되는 복수의 활성창 각각에 대하여 소정의 이미지 성분을 적분하여 출력하는 적분기; 및 상기 적분기에, 설정된 복수의 활성창의 시작번지와 끝번지를 전송하는 활성 영역 설정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 최대 자동초점값에 대응하는 위치로 렌즈가 이송되었는지 여부를 판단하기 위한 위치검출센서를 더 포함하는 것이다.

또한, 상기 소정의 이미지 성분은, 에지 성분, Y 성분, 및 최대값을 갖는 Y 성분 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

자동초점 조정장치

도 3은 본 발명에 따른 자동초점 조정장치(300)의 블록도를 나타내며, 도 4a는 도 3의 자동초점 디지털신호처리부(303)의 구성도이고, 도 4b는 도 4a의 자동초점 디지털신호처리부(303)에 사용되는 광검출 모듈의 내부 블럭도를 나타낸다..

도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동초점 조정장치(300)는, 광신호가 입사되고 초점조정을 위하여 상하 이동 가능한 포커스 렌즈를 포함하는 렌즈부(301)와, 상기 렌즈부(301)로 입사된 광신호를 입력받아 전기적 신호로 변환한 후에 디지털화한 영상 데이터를 출력하는 이미지 센서 및 ISP부(302)와, 상기 이미지 센서 및 ISP부(302)로부터 영상 데이터를 입력받아 자동초점 알고리즘을 수행하여 최대 자동초점값을 산출하는 자동초점 디지털신호처리부(303)와, 상기 렌즈부(301)의 포커스 렌즈를 구동시키는 액추에이터(304b)와 상기 액추에이터(304b)를 구동시키는 액추에이터 드라이버(304a)로 이루어진 구동부(304)로 구성되어 있다.

렌즈부(301)는 줌렌즈(Zoom Lens), 포커스 렌즈(Focus Lens)로 구성되며, 줌렌즈는 영상을 확대하는 렌즈이고 포커스 렌즈는 영상의 초점을 맞추는 렌즈이다. 본 발명에 의한 자동초점 수행방법을 위한 알고리즘의 작동에 의하여 상기 포커스 렌즈를 상하로 이동하여 최적의 포커싱을 위한 렌즈 위치가 결정된다.

이미지센서와 ISP(Image Signal Process)부(302)는 이미지 센서와 ISP로 구성되는데, 이중 이미지 센서는 광학 신호를 전기신호로 변환하는 CCD 이미지 센서나 또는 CMOS 이미지 센서를 사용 가능하나, 특히 본 발명은 자동초점 조절시간을 단축시키기 위한 목적을 가지고 있으므로 CMOS 이미지 센서가 사용되는 카메라 모듈에 이용되는 것이 더 바람직하다.

또한, ISP는 사람의 시각에 맞게 이미지 데이터를 변환하도록 오토 화이트밸랜스(Auto White Balance)나 오토 익스포저(Auto Exposure), 감마 컬렉션(Gamma Correction) 등으로 신호처리를 하여 화질을 개선하고, 개선된 화질의 이미지 데이터를 출력하는 역할을 한다.

그리고, CCD 이미지 센서 또는 CMOS 이미지 센서는 그 종류가 다양하므로 각 제조사에 따라 ISP를 위한 인터페이스 및 특성 또한 각각 다르며, 이에 따라 ISP는 이미지 센서의 종류에 따라 다르게 제작된다.

여기에서 ISP에 의하여 색필터 배열보간(color filer array interpolation), 색 매트릭스(color matrix), 색 보정(color correction), 색 향상(color enhancement) 등의 영상처리를 수행하게 된다.

그리고, 모바일 단말기의 경우에, 영상 처리된 데이터는 CCIR656, 또는 CCIR601 포맷(YUV space)으로 변환된 후 휴대폰 호스트(305)에서 마스터 클럭(Master Clock)을 받아, 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 픽셀 클럭 신호와 함께 Y/Cb/Cr 또는 R/G/B으로 데이터를 출력하게 된다.

자동초점 디지털신호처리기(Auto Focusing DSP; 303)는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 자동초점값을 산출하는 광검출 모듈(401)과, 상기 광검출 모듈(401)로부터 자동초점값을 입력받고 상기 자동초점값에 따라 렌즈부의 포커스 렌즈를 상하 구동하면서 최대 자동초점값을 산출하기 위한 자동초점 알고리즘을 수행하는 중앙처리장치(CPU: 402)로 구성된다.

한편, 본 발명에 의한 광검출 모듈(401)은, 상기 이미지 센서 및 ISP부(302) 로부터 영상 데이터를 입력받아 소정의 이미지 성분을 추출한 후에, 초점대상이 되는 중앙창과 상기 중앙창 주위를 둘러싸는 형상의 복수의 주변창으로 구성되는 복수의 활성창을 설정하고, 상기 복수의 활성창 중 중앙창과 주변창에 대하여 서로 다른 가중치를 할당하여 상기 소정의 이미지 성분 값을 적분하여 자동초점값을 산출하게 된다.

여기서, 상기 광검출 모듈(401)은, 상기 이미지 센서 및 ISP부(302)로부터 영상 데이터를 입력받아 소정의 이미지 성분을 추출하는 고역통과필터(401a)와, 상기 고역통과필터(401a)로부터 추출된 상기 소정의 이미지 성분을 입력받고, 상기 중앙창 및 주변창으로 구성되는 복수의 활성창 각각에 대하여 소정의 이미지 성분을 적분하여 출력하는 적분기(401b), 및 상기 적분기(401b)에, 설정된 복수의 활성창의 시작번지와 끝번지를 전송하는 활성 영역 설정부(401c)로 구성된다.

상기 이미지 센서 및 ISP부(302)에서 전송되는 이미지 데이터는, 상기 자동초점 디지털신호처리부(303)에 입력된 후 상기 고역통과필터(401a)를 통과시키면, 이미지의 소정 성분만 추출되어 지며, 이때 추출되는 이미지의 소정 성분에는 에지 성분, Y 성분, 최대값을 갖는 Y 성분들이 있다.

또한, 활성 영역 설정부(401c)에서 픽처 내 활성 영역의 시작(start) 위치와 종료(end) 위치를 전송하게 되면, 고역통과필터(401a)를 통해서 추출된 성분값을 적분기(401b)에서 누산하게 된다. 이렇게 누산된 초점값은 카메라 모듈에서 초점을 조절하는 기준 데이타가 된다.

상기 광검출 모듈(401)에 의한 가중치가 부여된 자동초점값 산출 방법에 관 하여는 후술하기로 한다.

보통 정지 화상의 경우 렌즈부(301)를 이동하여 초점을 맞추게 되는데, 동일한 화상이라도 초점이 잘 맞는 경우는 초점값이 높게 나오고, 초점이 잘 맞지 않는 경우는 초점값이 낮게 나오게 된다. 이에 따라 최대 초점값을 찾기 위해서는 액추에이터 드라이버(304a)를 통해 액추에이터(304b)를 움직여 렌즈(301)를 이동시키면서 초점값이 가장 큰 곳을 찾아야 한다.

상기와 같이 초점값을 찾는 알고리즘은 중앙처리장치(402)에서 수행되어지며, 이때 중앙처리장치(402)는 렌즈부(301)를 어느 방향으로 이동시킬 것인지를 판단하여 액추에이터 드라이버(304a)와 액추에이터(304b)로 구성되어 있는 구동부(304)를 제어하게 된다. 이러한 구동부에는 또한 바람직하게 상기 최대 자동초점값에 대응하는 위치로 렌즈가 이송되었는지 여부를 판단하기 위한 위치검출센서(305)가 더 포함될 수 있으며, 상기 위치검출센서(305)는 렌즈가 이송될 때마다 그 이송 위치를 데이터로서 저장하고 있다.

한편, 본 발명에 의한 중앙처리장치(402)는, 상기 광검출 모듈(401)로부터 자동초점값을 입력받고 상기 자동초점값에 따라 렌즈부의 포커스 렌즈를 상하 구동하면서 최대 자동초점값을 산출하되, 이전 스텝의 자동초점값과 현재 스텝의 자동초점값의 변화율을 산출하고 상기 산출된 자동초점값 변화율과 미리 설정된 자동초점 기준값을 서로 비교하여 상기 비교결과에 따라 스텝 크기를 가변적으로 제어하게 된다.

상기 중앙처리장치(CPU: 402)에 의한 이러한 자동초점 알고리즘에 관하여는 후술하기로 한다.

자동초점 알고리즘

도 5는 본 발명에 따른 자동초점 알고리즘의 순서도이고, 도 6은 도 5의 자동초점값 계산(S20)의 순서도이며, 도 7은 본 발명에 따른 자동초점값 계산을 위하여 할당된 복수의 활성창(70)을 나타내고, 도 8은 도 5의 스텝 크기 조정(S70)의 순서도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동초점 알고리즘은 다음과 같은 방식으로 수행된다. 도 5에 도시된 도면부호 중 AF_prev는 이전 스텝의 자동초점값, AF_cur는 현재 스텝의 자동초점값, AF_max는 최대 자동초점값, d는 초기상태로부터의 렌즈 위치, L은 전체 렌즈 이송범위, 및 하첨자 i는 자동초점 활성창에 할당된 카운터를 의미한다.

먼저, 스텝크기, AF_prev, AF_cur, AF_max, d, L, 및 i 변수에 대하여 초기화한다(S10).

다음, 상기 초기화된 변수에 의하여 현재 스텝의 자동초점값인 AF_cur 값을 계산한다(S20). 상기 현재 스텝의 AF_cur 값은 도 6에 도시된 순서도(S21 내지 S24)에 의하여 계산되며, 상기 현재 스텝의 AF_cur 값을 계산하기 위한 복수의 활성창(70)이 도 7에 예시적으로 도시되어 있다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 활성창(70)은 주로 초점대상이 되는 중앙창(71)과 상기 중앙창(71) 주위를 둘러싸는 형상의 복수의 주변창(72)으로 구성되도록 설정한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 이러한 복수의 활성창(70)를 구성하는 중앙창(71) 및 주변창(72)을 선택한 후(S21), 각각의 활성창에 대하여 먼저 자동초점값을 읽은 다음(S22), 다음 수학식 1과 같이 가중치 ω _i 를 할당하여 복수의 활성창 전체에 대한 매 스텝별 자동초점값을 계산하게 된다(S23). 한편, 도 6에 있어서 도면부호 nw는 자동초점 활성창의 전체 갯수, WAF _i 는 i 번째 활성창의 자동초점값을, 그리고, ω _i 는 i 번째 활성창에 할당된 가중치를 각각 나타낸다.

한편, 상기 복수의 활성창(70) 중 중앙창(71)은 복수의 영역으로 분할된 복수의 창으로 구성된 것이 바람직하다. 나아가, 상기 복수의 중앙창(71)에 해당하는 영역에 가중치가 할당되고, 복수의 주변창(72) 중 적어도 어느 하나의 영역에 가중치가 할당된 것이 더 바람직하다.

이는 종래기술에 있어서의 백그라운드 광경에 초점이 맞추어 지는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이러한 가중치가 할당된 복수의 활성창(70)에 의하여 한번의 스캔(single scan)으로 원하는 피사체에 초점이 맞추어지는 것을 달성할 수 있다. 또한 복수의 주변창(72)에 의하여, 가중치가 할당될지라도 중앙창(71)에 충분한 에지(edge) 성분이 존재하지 않을 경우에도, 초점위치를 검색하는 데 도움이 된다.

그 다음, 도 6에 도시된 방법에 의하여 계산된 현재 스텝에서의 AF_cur 값과 최대 자동초점값인 AF_max 값과의 대소 여부를 판단한다(S30). 판단결과, 현재 스텝에서 계산된 AF_cur 값이 AF_max 값보다 클 경우에는 현재 스텝에서 계산된 AF_cur 값이 최대 자동초점값으로 갱신 및 저장된다(S40). 반면, 만약 현재 스텝에서 계산된 AF_cur 값이 AF_max 값보다 작을 경우에는 렌즈 이송곡선에 있어서의 피크(최대값)를 지난 것으로 판단하여(S90) 렌즈부를 상기 피크로 후방 이송한 후 렌즈의 위치를 확인하게 된다(S100). 여기서, 바람직하게는 최상의 초점 위치는 위치센서로부터의 값으로 기록되어 있으므로 오버슈트의 보상에 있어서의 백래쉬(backlash) 문제점을 해결할 수 있다.

그런 다음, 현재 스텝에서 계산된 AF_cur 값에 대응하는 누적된 렌즈 이동거리 d를 계산한 후(S50), 전체 렌즈 이송범위 L과 그 크기를 비교 판단하고(S60), 만약 누적된 렌즈 이동거리 d가 전체 렌즈 이송범위 L보다 클 경우에는 기존에 계산된 값들 중 최대 자동초점값에 해당하는 위치로 렌즈를 이송시킨 후(S110) 렌즈의 위치를 확인하게 된다(S120). 반면 누적된 렌즈 이동거리 d가 전체 렌즈 이송범위 L보다 클 경우에는 렌즈 이송을 위한 스텝 크기를 조정하는 단계(S70)를 거치게 된 다.

도 8에 도시된 바와 같은 스텝 크기의 조정(S70) 및 조정된 스텝 크기만큼의 이동(S80)을 위하여, 본 발명에서는 이전 스텝의 AF 값(AF_PREV)과 현재 스텝의 AF 값(AF_CUR)을 고려하여 AF 값 변화율, 즉 다음 수식 2에 의하여 기울기(slope)를 산출하여야 한다(S71, S72).

여기서 스텝 크기(Step_Size)는 다음 수식으로 나타낼 수 있다.

상기 수식 3에서 일정변위(Constant_Displacement)와, 조대(Coarse), 중간(Medium) 및 미세(Fine) 스텝 각각에 대한 스텝수(#_of_step)는 임의로 지정할 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 임계치(threshold) A, B는 계산된 기울기에 따라 적절한 스텝 크기를 할당하기 위한 기준값에 해당하는 것으로서, 상기 기울기와 임계치를 비교하고(S73), 그 비교 결과에 따라 적정 스텝 크기를 할당한다(S74).

즉, 계산된 기울기 값이 A보다 작으면(S73a) 조대 스텝 "C"에 해당하는 스텝 크기로 렌즈가 이송되며(S74a), 계산된 기울기 값이 A 이상이며 B보다 작으면(S73b) 중간 스텝 "M"에 해당하는 스텝 크기로 렌즈가 이송되며(S74b), 계산된 기 울기 값이 B 이상이면(S73c) 미세 스텝 "F"에 해당하는 스텝 크기로 렌즈가 이송되도록 한다(S74c). 한편, 만약 계산된 기울기가 음의 값을 가진다면(S73d) 피크가 검출되었는지 여부를 확인한 후(S75) 피크가 검출되지 않았다면 조대 스텝 "C"에 해당하는 스텝 크기로 렌즈가 이송되며, 피크가 검출되었다면 반대방향으로 렌즈를 이송시킨다(S76).

상술한 단계 S20 내지 S80은 이전 스텝의 자동초점값이 현재 스텝의 자동초점값보다 클 때까지 반복하여 수행된다. 즉, 렌즈가 소정크기의 스텝으로 더 이동하였을 때, 만약 AF_max 갑이 AF_CUR 값보다 크다고 판단될 경우 본 발명에 의한 알고리즘은 피크를 검출한 것으로 판단되고, 더이상 전방으로의 스텝 진행은 없으므로 기울기를 계산할 필요도 없다.

마지막으로 상기 최대 자동초점값에 대응하는 위치(피크)로 렌즈를 역방향으로 이송시켜 초점수행을 마치게 된다(S90, S100). 여기서, 상기 최대 자동초점값은 이전 스텝의 자동초점값에 해당하도록 설정하고, 상기 이전 스텝의 자동초점값에 대응하는 위치로 렌즈를 이송시킬 수 있다. 또한, 앞서 언급한 바와 같이 위치센서로부터 렌즈의 위치값을 지속적으로 저장하고 있으므로, 상기 저장된 위치값에 대한 데이터 중 최대 자동초점값에 대응되는 위치 데이터를 이용하여 렌즈가 이송될 수도 있다. 위치센서를 사용할 경우에는 오버슈트의 보상에 있어서 액추에이터의 백래쉬(backlash) 문제점을 해결할 수 있는 이점이 있다.

도 9는 본 발명에 의한 전형적인 초점 검색 프로세스를 개괄적으로 나타낸 다. 즉, 2개의 큰 스텝을 취한 후, 기울기의 급격한 변화는 스텝 크기를 더욱 작게 만들고 이러한 마지막 작은 스텝만큼 후방으로 진행되어 피크값으로 되돌아 오게 된다.

상술한 본 발명은 이하에서 설명되는 구체적인 일 실시예에 의하여 보다 명확하게 이해될 것이다. 따라서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 바람직한 실시예에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

실시예

이하, 본 발명의 자동초점 검색 수행 방법에 대한 실시예를 구체적인 수치를 들어 관련 도면과 함께 설명하도록 한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 적용되는 8개의 활성창을 나타내며, 도 11은 도 10에 도시된 8개의 활성창 각각에서의 렌즈 위치별 AF 값의 변화를 나타내고, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 매 스텝별 전체 AF 값의 변화를 나타내며, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 자동초점 알고리즘의 작동예를 나타낸 그래프이다.

도 10은 본 실시예에 적용되는 복수의 활성창 W11, W14, W22, W23, W32, W33, W41, W44를 나타내고, 상기 복수의 활성창 각각에서 자동초점값인 AF 값을 측정하게 된다. 렌즈 위치에 해당하는 스텝에 대하여 각각의 활성창에서 AF 값을 측정한 결과가 아래 표 1에 나타나 있다.

상기 표 1에 있어서, 열(column)은 AF 값 측정을 위한 활성창을 나타내고 행(row)은 상기 활성창에서 측정된 렌즈 위치 즉 스텝에 대응된다. 여기서 마지막 열에 기재된 AF 값은 도 6에 도시된 순서도에 의하여 계산된 자동초점값을 의미한다.

도 11은 도 10에 도시된 8개의 활성창 각각에서의 렌즈 위치별 AF 값의 변화를 나타낸다. 마찬가지로, 도 12는 본 발명에 의한 최대의 자동초점값인 피크값을 검색하기 위한 곡선으로서 이러한 활성창에서의 측정을 이용하여 계산된 AF 값의 변화를 나타낸다(표 1의 마지막 열에 대응).

표 1의 마지막 열에 해당하는 AF 값은 앞서 설명한 수식 1에 의하여 계산되며, 본 실시예의 경우 각 스텝별 AF 값은 다음과 같은 수식 4로 나타낼 수 있다. 본 실시예에서는 가중치 ω를 모든 활성창에 동일하게 "1"로 정의하여 계산하였으며, 수식 4에서 W _ij 는 관련 활성창에서의 AF 측정값에 해당한다.

아래 표 2에는 도 8에 도시된 순서도에 의하여 계산된 AF 값 변화율에 해당하는 기울기가 기재되어 있다.

초기화 단계 이후, 처음에는 기울기 값을 계산하지 않고 작은 스텝이 선택된다.

제2 스텝에서, AF 값(1.636)은 제1 스텝에서의 AF 값(1.62)보다 크다. 따라서, AF_max 값은 "1.636"으로 갱신되며 위치센서로부터의 위치값은 기록된다.

그 다음 기울기 값은 도 5에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 스텝에서의 AF 값을 사용하여 아래 수식 5에 의하여 계산된다.

여기서, 스텝 크기(Step_Size)는 앞서 설명한 수식 3인

으로 나타낼 수 있다.

본 실시예에서는 일정변위(Constant_Displacement)를 "1"로 가정하였으며, 조대(Coarse), 중간(Medium) 및 미세(Fine) 스텝에 대한 스텝수(#_of_step)는 다음과 같다.

한편, 도 8에 도시된 기준값에 해당하는 임계치(threshold) A, B를 다음과 같이 정의한다.

상기 수식 5에 계산된 기울기 값이 "0.016"이므로 임계치 A보다 작다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이 스텝크기는 조대스텝 "C"로 선택된다. 그러면 알고리즘은 "스텝크기=3"을 고려하여 다음 수식 6과 같이 새로운 기울기 값을 계산하게 된다.

새로운 AF 값이 그 이전의 AF 값보다 크기 때문에 최대 AF 값에 대한 렌즈 위치 및 AF_max는 다시 새로운 값으로 갱신된다. 또한, 계산된 기울기 값이 임계치 A와 임계치 B 사이의 값에 해당하여, 스텝크기가 중간스텝 "M"으로 선택된다. 마찬가지로 알고리즘은 "스텝크기=2"를 고려하여 다음 수식 7과 같이 새로운 기울기 값을 계산하게 된다.

이건 스텝의 AF 값보다 더 큰 AF 값에 도달한 후, 기울기 값은 다음 스텝 크기를 조정하기 위하여 계산된다. 여기서 상기 수식 7에 의하여 계산된 기울기 값이 임계치 B보다 크기 때문에 스텝크기가 미세스텝 "F"로 선택된다. 마찬가지로 알고리즘은 "스텝크기=1"을 고려하여 새로운 기울기 값을 계산하게 된다.

그러나, 렌즈가 한 스텝 더 이동하였을 때, "AF_max>AF_CURRENT"가 검출된다. 그러면 알고리즘은 피크를 검출한다. 더 이상 전방으로의 스텝은 없으므로 기울기를 계산할 필요는 없다.

피크를 검출한 후, 렌즈는 최대 AF 값의 위치에 도달할 때까지 후방으로 이송된다. 바람직하게는 최상의 초점 위치는 위치센서로부터의 값으로 기록되어 있 으므로 오버슈트의 보상에 있어서의 백래쉬(backlash) 문제점을 해결할 수 있다.

도 13은 앞서 설명한 본 실시예에 의한 자동초점 알고리즘의 작동예를 나타낸다. 도 13에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 자동초점 알고리즘은 5 스텝(① 내지 ⑤)만에 최대 자동초점값에 도달할 수 있다. 마지막 스텝(⑤)은 후방이동에 해당하며, 이러한 이동시에는 초점 측정을 수행하지 않으며, 또한 이러한 이동은, 앞서 상술한 바와 같이, 위치센서로부터의 출력값을 이용하여 수행하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 자동초점 수행 방법 및 이를 이용한 자동초점 조정장치에 의하여 보다 적은 수의 스텝으로 빠른 시간 내에 자동초점 검색을 수행하여 자동초점 조절시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.

특히, 최근 씨모스 이미지 센서의 개선된 화질로 인해, 전력소모가 작고 소형화에 유리한 씨모스 이미지 센서가 휴대폰, 스마트폰, PDA 등에 많이 사용되고 있는 현실에서, 본 발명은 씨모스 이미지 센서의 낮은 프레임 레이트로 인해 자동초점 조절시간이 느려지는 문제점을 일거에 해결할 수 있다는 점에서 종래의 기술보다 현저한 효과가 있다.

아울러, 가중치가 할당된 복수의 활성창을 설정하여 자동초점값을 계산함에 의하여, 백그라운드 광경에 초점이 맞추어 지는 문제점을 해결할 수 있는 이점이 있다.

Claims

a) 중앙창과 상기 중앙창 주위를 둘러싸는 형상의 복수의 주변창으로 구성되는 복수의 활성창을 설정하고, 상기 복수의 활성창에 대하여 가중치를 할당하여 렌즈의 이송 범위인 각 스텝별로 자동초점값을 계산하는 단계;

b) 상기 스텝별로 계산된 자동초점값으로부터, 이전 스텝에서의 자동초점값과 현재 스텝에서의 자동초점값의 변화율을 산출하는 단계;

c) 상기 산출된 자동초점값 변화율과 미리 설정된 자동초점 기준값을 서로 비교하여, 비교결과에 따라 한 스텝에서 렌즈가 이송되는 범위의 크기인 스텝 크기를 변경하는 단계;

d) 상기 변경된 스텝 크기에 대응하는 위치로 렌즈를 이송시키는 단계;

e) 상기 a) 내지 d) 단계를, 이전 스텝의 자동초점값이 현재 스텝의 자동초점값보다 클 때까지 반복하여 수행하여 최대 자동초점값 검출 여부를 판단하는 단계; 및

f) 상기 최대 자동초점값에 대응하는 위치로 렌즈를 이송시키는 단계;

를 포함하는 자동초점 수행 방법.
제1항에 있어서,

상기 (f) 단계에서, 상기 최대 자동초점값은 상기 이전 스텝의 자동초점값에 해당하도록 설정하고, 상기 이전 스텝의 자동초점값에 대응하는 위치로 렌즈를 이 송시키는 것을 특징으로 하는 자동초점 수행 방법.
제1항에 있어서,

상기 (f) 단계에 의하여 최대 자동초점값에 대응하는 위치로 렌즈가 이송되었는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동초점 수행 방법.
제1항에 있어서,

상기 (b) 단계의 이전 스텝에서의 자동초점값(AF_PREV)과 현재 스텝에서의 자동초점값(AF_CUR)의 변화율 산출은, 다음 수식에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 자동초점 수행 방법.
제4항에 있어서,

상기 미리 설정된 자동초점 기준값은 서로 다른 2 개의 임계치에 해당하고, 상기 (c) 단계는, 상기 산출된 자동초점값 변화율과 상기 임계치를 서로 비교하여, 비교결과에 따라 스텝 크기를 미세(fine) 스텝 크기와, 중간(medium) 스텝 크기, 및 조대(coarse) 스텝 크기 중 어느 하나로 선택하는 것을 특징으로 하는 자동초점 수행 방법.
제4항에 있어서, 상기 (c) 단계는,

상기 이전 스텝의 자동초점값과 현재 스텝의 자동초점값의 변화율이 음의 값을 가질 경우, 피크를 지났는지 여부를 판정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동초점 수행 방법.
제1항에 있어서,

상기 렌즈가 이송될 경우, 상기 이송된 렌즈의 위치를 검출하여 저장하는 것을 특징으로 하는 자동초점 수행 방법.
제1항에 있어서,

상기 복수의 활성창 중 중앙창은 복수의 영역으로 분할된 복수의 창으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동초점 수행 방법.
제8항에 있어서,

상기 복수의 중앙창에 해당하는 모든 영역에 가중치가 할당되고, 복수의 주변창 중 적어도 어느 하나의 영역에 가중치가 할당된 것을 특징으로 하는 자동초점 수행 방법.
제1항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 활성창에 할당된 가중치를 서로 다르게 설정하는 것을 특징으로 하는 자동초점 수행 방법.
광신호가 입사되고 초점조정을 위하여 상하 이동 가능한 포커스 렌즈를 포함하는 렌즈부;

상기 렌즈부로 입사된 광신호를 입력받아 전기적 신호로 변환한 후에 디지털화한 영상 데이터를 출력하는 이미지 센서 및 ISP부;

상기 이미지 센서 및 ISP부로부터 영상 데이터를 입력받아 소정의 이미지 성분을 추출한 후에, 중앙창과 상기 중앙창 주위를 둘러싸는 형상의 복수의 주변창으로 구성되는 복수의 활성창을 설정하고, 상기 복수의 활성창에 대하여 가중치를 할당하여 상기 소정의 이미지 성분 값을 적분하여 자동초점값을 산출하는 광검출 모듈과,

상기 광검출 모듈로부터 자동초점값을 입력받고 상기 자동초점값에 따라 렌즈부의 포커스 렌즈를 상하 구동하면서 렌즈의 이송 범위인 각 스텝별 자동초점값을 산출하여 이중 최대 자동초점값을 산출하되, 이전 스텝에서의 자동초점값과 현재 스텝에서의 자동초점값의 변화율을 산출하고 상기 산출된 자동초점값 변화율과 미리 설정된 자동초점 기준값을 서로 비교하여 상기 비교결과에 따라 한 스텝에서 렌즈가 이송되는 범위의 크기인 스텝 크기를 가변적으로 제어하는 자동초점 알고리즘을 수행하는 중앙처리장치

로 구성되는 자동초점 디지털신호처리부; 및

상기 자동초점 디지털신호처리부의 제어신호에 의하여 상기 렌즈부의 포커스 렌즈를 구동시키는 구동부;

를 포함하는 자동초점 조정장치.
제11항에 있어서, 상기 광검출 모듈은,

상기 이미지 센서 및 ISP부로부터 영상 데이터를 입력받아 소정의 이미지 성분을 추출하는 고역통과필터;

상기 고역통과필터로부터 추출된 상기 소정의 이미지 성분을 입력 받고, 상기 중앙창 및 주변창으로 구성되는 복수의 활성창 각각에 대하여 소정의 이미지 성분을 적분하여 출력하는 적분기; 및

상기 적분기에, 설정된 복수의 활성창의 시작번지와 끝번지를 전송하는 활성 영역 설정부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동초점 조정장치.
제11항에 있어서,

상기 최대 자동초점값에 대응하는 위치로 렌즈가 이송되었는지 여부를 판단하기 위한 위치검출센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동초점 조정장치.
제11항에 있어서,

상기 소정의 이미지 성분은, 에지 성분, Y 성분, 및 최대값을 갖는 Y 성분 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자동초점 조정장치.