KR100844135B1 - 오토포커스 제어방법 및 그 방법이 적용된 촬영장치 - Google Patents

오토포커스 제어방법 및 그 방법이 적용된 촬영장치 Download PDF

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Abstract

오토포커스 제어방법 및 그 방법이 적용된 촬영장치가 개시된다. 본 발명에 따른 촬영장치의 오토포커스 제어방법은 AF(Auto Focus)데이터 및 AF데이터를 가공한 가공데이터의 상승구간이 일치되는지를 판단하는 단계, AF데이터 및 가공데이터의 하강구간이 일치되는 지를 판단하는 단계, 그리고, 상승구간 및 하강구간이 일치되는 피크 데이터(Peak Data)구간을 이용하여 오토포커스를 수행하는 단계를 포함한다. 이에 따라 피사체가 되는 대상 및 환경에 상관없이 선명한 영상을 얻을 수 있게 된다.
오토포커스(Auto Focus:AF), 촬영장치, 피크 데이터

Description

오토포커스 제어방법 및 그 방법이 적용된 촬영장치 { Auto focus control method and photographing apparatus having auto focus function }
도 1은 종래 촬영장치의 오토포커스방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 2는 종래 촬영장치에서, AF데이터의 크기를 포커스렌즈의 위치변화에 따라 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영장치의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영장치에서, AF데이터의 크기를 포커스렌즈의 위치변화에 따라 나타낸 도면, 그리고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영장치의 오토포커스 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 촬영장치 110 : 렌즈부
120 : 렌즈구동부 130 : CCD
140 : CDS/AGC/ADC 150 : DSP
160 : 기록/재생부 170 : 제어부
180 : 메모리
본 발명은 오토포커스 제어방법 및 그 방법이 적용된 촬영장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피사체가 되는 대상 및 환경에 상관없이 공통으로 적용가능한 오토포커스 제어방법 및 그 방법이 적용된 촬영장치에 관한 것이다.
일반적으로 캠코더 및 카메라와 같은 촬영장치는 렌즈를 통해 입사되는 광신호를 전기적인 신호로 광전 변환한 후, 광전 변환된 영상신호에 대해, 소정의 영상 처리를 수행하여 촬영 동작을 수행한다. 이러한 촬영장치의 사용에 있어서, 선명한 촬영을 위한 오토포커스(Auto Focus:AF)기능이 제공되는데, 오토포커스 기능을 통해 전문가가 아닌 일반적인 사용자가 촬영장치를 쉽게 조작하여 선명한 영상을 얻을 수 있게 된다.
사용자는 조도분포가 극단적인 경우, 특히 야간 환경에서 밝은 불빛이 소정 비율이상 존재하게 되는 경우, 스포트라이트(Spot Light)촬영을 하게 된다. 여기서, 기존의 오토포커스 제어방법을 이용하여 스포트라이트촬영을 하게 되면, 포커스가 정확하게 수행되지 않게 되어, 피사체의 형태가 흐려지고 명암의 구분이 불분명해지게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 도 1 및 도 2에 나타낸 방법을 이용하고 있다.
도 1은 종래 촬영장치의 오토포커스방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 그리고, 도 2는 종래 촬영장치에서, AF데이터의 크기를 포커스렌즈의 위치변화에 따라 나타낸 도면이다.
도 1에 따르면, 먼저, 촬영장치는 입력된 휘도 데이터에 대한 필터링 과정을 통해, AF데이터를 검출한다(S10). 즉, 휘도 데이터를 특정 주파수의 성분만을 추출한 후, 각기 다른 주파수를 갖는 2개의 하이 패스 필터(High Pass Filter)를 통과시켜, 도 2에 나타낸 제1AF데이터 및 제2AF데이터를 검출한다.
이때, 조도가 어두운 상태이고, 밝은 부분이 일정량 이상 존재하는가를 판단하여, 스포트라이트촬영을 하게 되면(S30), 스포트 AF데이터를 생성한다(S50). 즉, 제1AF데이터 및 제2AF데이터의 비율을 산출하여, 스포트라이트촬영에 이용되는 스포트 AF데이터를 생성한다. 그리고, 스포트 AF데이터를 이용하여 AF작업을 수행한다(S70).
단계 S30에서, 스포트라이트촬영을 하지 않게 되는 경우, 제1AF데이터 혹은 제2AF데이터를 이용하여 AF작업을 수행하게 된다.
그러나, 이상과 같은 종래의 오토포커스방법을 이용하는 경우, 피사체가 되는 대상 및 환경이 변하게 되면, 포커스가 정확하게 수행되지 않게 되어, 피사체의 형태가 흐려지고 명암의 구분이 불분명해지게 된다. 예를 들어, 야간 환경에 존재하는 밝은 불빛이 이동하거나, 불빛에 대하여 상대적으로 어두운 보행자가 이동하게 되는 경우, 동일한 스포트 AF데이터를 이용하면, 포커스가 정확하게 수행되지 않게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 피사체가 되는 대상 및 환경에 상관없이 선명한 영상을 얻기 위해, 일반 촬영 및 스포트라이트 촬영에 공통으로 이용가능한 피크 데이터(Peak Data) 구간을 검출하여 오토포커스를 제어하는 오토포커스 제어방법 및 그 방법이 적용된 촬영장치을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 촬영장치의 오토포커스 제어방법은 AF(Auto Focus)데이터 및 상기 AF데이터를 가공한 가공데이터의 상승구간이 일치되는 지를 판단하는 단계, 상기 AF데이터 및 상기 가공데이터의 하강구간이 일치되는 지를 판단하는 단계, 및 상기 상승구간 및 상기 하강구간이 일치되는 피크 데이터(Peak Data)구간을 이용하여 오토포커스를 수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 AF데이터는 휘도 데이터를 특정 주파수 이하의 성분을 추출한 후, 서로 다른 주파수를 갖는 적어도 2개 이상의 하이 패스 필터(High Pass Filter)를 통과시켜 얻는 데이터 중, 어느 하나의 데이터인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 가공데이터는 상기 적어도 2개 이상의 하이 패스 필터를 통과시켜 얻은 데이터 중, 2개의 데이터 간의 비율을 계산하여 얻는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 촬영장치는 광축 방향으로 위치이동이 가능한 포커스렌즈, 상기 포커스렌즈를 통해 입사된 광학상이 광전 변환된 전기적인 휘도 데이터를 이용하여, AF(Auto Focus)데이터를 검출하는 신호처리부, 및 상기 신호처리부에서 검출된 AF데이터 및 상기 AF데이터를 가공한 가공데이터를 이용하여, 피크 데이터(Peak Data)구간을 검출한 후, 오토포커스를 수행하기 위한 상기 포커스렌즈를 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 제어부는 상기 AF데이터 및 상기 가공데이터의 상승구간 및 하강구간이 일치되는 지점을 상기 포커스렌즈의 피크 데이터 구간으로 검출하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영장치의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 촬영장치(100)는 렌즈부(110), 렌즈구동부(120), CCD(130), CDS/AGC/ADC(140), DSP(150), 기록/재생부(160), 제어부(170), 및 메모리(180)를 구비한다.
렌즈부(110)의 구성을 상세하게 도시하지는 않았으나, 렌즈부(110)는 고정렌즈, 줌렌즈, 조리개, 및 포커스렌즈를 포함한다. 이 중에서, 포커스렌즈는 광학상의 초점을 맞추기 위해 광축방향으로 이동가능하게 마련되어 있다.
렌즈구동부(120)는 렌즈부(110)에 마련된 줌렌즈 및 포커스렌즈를 광축 방향으로 이동시킨다. 특히, 렌즈구동부(120)는 제어부(170)의 제어에 따라, 포커스렌즈를 'NEAR'방향 혹은 'FAR'방향으로 이동시켜 광축 상에서 포커스렌즈의 위치를 변경시킬 수 있다.
CCD(Charge Coupled Device)(130)는 피사체의 광학상을 전기신호로 변환시켜 출력하는 촬상소자이다. CCD(130)외에 MOS(Metal Oxide Semiconductor)형 촬상소자로 본 촬영장치(100)를 구형사는 것도 가능하다.
CDS/AGC/ADC(140)는 CCD(130)로부터 출력되는 전기신호에 대해, 상관 이중 샘플링회로(Correlaated Double Circuit)를 이용하여 노이즈를 제거하고, 자동이득제어회로(Auto Gain Controlling Circuit)를 이용하여 신호의 레벨이 일정하게 유지되도록 이득을 조정한 후, ADC(Analog to Digital Converter)를 이용하여 디지털 영상신호로 변환한다.
DSP(Digital Signal Processor)(150)는 CDS/AGC/ADC(140)로부터 출력되는 영상신호에 대해 AWB(Auto White Balance) 등의 신호처리를 수행하여 기록/재생부(160)로 전달한다. 기록/재생부(160)에 전달된 영상신호는 LCD와 같은 디스플레이 장치에서 재생되거나, 소정 포맷으로 압축되어 기록매체에 기록된다.
또한, DSP(150)는 영상신호에 포함된 휘도 데이터를 이용하여, AF(Auto Focus)데이터를 생성한다. 즉, DSP(150)는 휘도 데이터에서 특정 주파수 이하의 성분을 추출한 후, 서로 다른 주파수를 갖는 2개의 하이 패스 필터(High Pass Filter)를 통과시켜서, 2종류의 AF데이터(제1AF데이터 및 제2AF데이터)를 얻는다. 여기서, 하이 패스 필터는 2개 이상이 될 수도 있으며, 이 경우, AF데이터 역시 2개 이상이 된다.
예를 들면, DSP(150)는 휘도 데이터에서 2MHz이하의 주파수 성분만을 추출한 후, 상대적으로 낮은 주파수(150,200, 혹은 250KHz)를 통과시키는 로우 패스 필터 를 통과시켜 제1AF데이터를 검출하고, 상대적으로 높은 주파수(750,800, 혹은 850KHz)를 통과시키는 로우 패스 필터를 통과시켜 제2AF데이터를 검출한다.
그리고, 제어부(170)는 제1AF데이터와 제2AF데이터의 비율(제2AF데이터/제1AF데이터)을 통해 가공한 가공데이터를 산출한다. 여기서, 제어부(170)는 제1AF데이터와 제2AF데이터 뿐만 아니라, 오토포커스 동작을 수행하는데 필요한 데이터를 통해 가공데이터를 산출할 수도 있다.
제어부(170)는 제1AF데이터 및 제2AF데이터 중, 어느 하나의 AF데이터 및 가공데이터를 이용하여, 스포트라이트 촬영시 오토포커스를 수행하기 위한 피크 데이터 구간을 검출한다. 즉, 제어부(170)는 AF데이터 및 가공데이터의 상승구간 및 하강구간이 일치되는 구간을 포커스렌즈의 피크 데이터 구간으로 검출한다. 이때, 상대적으로 높은 주파수(750,800, 혹은 850KHz)를 통과시키는 로우 패스 필터를 통과시켜 검출한 제2AF데이터를 이용하는 것이 피크 데이터 구간 검출에 있어서 더 유리하다.
메모리(180)에는 오토포커스를 수행하는데 필요한 데이터들이 저장되며, 특히 검출된 피크 데이터 구간이 저장되어 오토포커스 수행시 이용된다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영장치에서, AF데이터의 크기를 포커스렌즈의 위치변화에 따라 나타낸 도면이다.
도 4a는 낮 환경과 같이 피사체가 되는 대상이 뚜렷한 경우, AF데이터의 크기를 포커스렌즈의 위치변화에 따라 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 피크 데이터 구간은 포커스렌즈가 'NEAR'에서 'FAR'방향, 혹은 'FAR'에서 'NEAR'방향으로 진 행함에 따라, 제2AF데이터 및 가공데이터의 상승구간 및 하강구간이 일치되는 구간(F)으로 검출된다.
도 4b는 야간 환경에서 스포트라이트 촬영을 하게 되는 경우, AF데이터의 크기를 포커스렌즈의 위치변화에 따라 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, ①구간은 제2AF데이터 및 가공데이터가 동일하게 상승하는 구간이다. 그리고, ②구간은 제2AF데이터가 하강하는 구간이고, 가공데이터가 상승하는 구간이다. 즉, 상승구간 및 하강구간이 일치되지 않으므로, 피크 데이터 구간으로 검출되지 않는다.
③구간 및 ④구간도 마찬가지로, 상승구간 및 하강구간이 일치되지 않으므로, 피크 데이터 구간으로 검출되지 않는다. 그러나, 도면을 참조하면, 피크 데이터 구간으로 검출된 구간(F)은 제2AF데이터의 상승구간 및 하강구간이 가공데이터의 상승구간 및 하강구간과 일치되는 것을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영장치의 오토포커스 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5에 따르면, 먼저, DSP(150)가 AF데이터를 검출한다(S200). 즉, DSP(150)는 휘도 데이터에서 특정 주파수 이하의 성분을 추출한 후, 서로 다른 주파수를 갖는 2개의 하이 패스 필터를 통과시켜서, 2종류의 AF데이터(제1AF데이터 및 제2AF데이터)를 얻는다.
그리고, 렌즈구동부(120)는 상승구간이 나올 때까지 포커스렌즈를 이동시킨다(S210). 다시 말해서, 제어부(170)는 휘도 데이터에서 검출된 제2AF데이터가 커지는 상승구간이 나올 때까지 포커스렌즈를 'NEAR'에서 'FAR'방향, 혹은 'FAR'에서 'NEAR'방향으로 이동시키도록 렌즈구동부(120)를 제어한다.
이때, 제어부(170)는 제2AF데이터의 상승구간과 가공데이터의 상승구간이 일치하는지를 판단한다(S220). 즉, 제어부(170)는 DSP(150)에서 검출된 제1AF데이터 및 제2AF데이터의 비율(제2AF데이터/제1AF데이터)을 통해 가공데이터를 산출하여, 제2AF데이터의 상승구간 동안 가공데이터가 상승하는지를 판단한다.
제2AF데이터의 상승구간과 가공데이터의 상승구간이 일치되는 것으로 판단되면, 렌즈구동부(120)는 하강구간이 나올 때까지 포커스렌즈를 이동시킨다(S230). 즉, 제어부(170)는 휘도 데이터에서 검출된 제2AF데이터가 커지는 하강구간이 나올 때까지 포커스렌즈를 단계 S210에서와 동일한 방향으로 이동시키도록 렌즈구동부(120)를 제어한다.
이때, 제어부(170)는 제2AF데이터의 하강구간과 가공데이터의 하강구간이 일치하는지를 판단한다(S240). 즉, 제어부(170)는 DSP(150)에서 검출된 제1AF데이터 및 제2AF데이터의 비율(제2AF데이터/제1AF데이터)을 통해 가공데이터를 산출하여, 제2AF데이터의 하강구간 동안 가공데이터가 하강하는지를 판단한다.
그리고, 제어부(170)는 피크 데이터 구간을 검출하여(S250), AF작업을 수행한다(S250). 다시 말해서, 제어부(170)는 제2AF데이터의 상승구간 및 하강구간과 가공데이터의 상승구간 및 하강구간이 일치되는 구간을 피크 데이터 구간으로 검출한다. 그리고, 제어부(170)는 검출된 피크 데이터 구간을 이용하여, 일반 촬영 및 스포트라이트 촬영 시, 오토포커스를 제어한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, AF데이터 및 AF데이터를 가공한 데이터의 상승구간 및 하강구간이 일치되는 피크 데이터 구간을 검출하여, 오토포커스 제어에 이용함으로써, 피사체가 되는 대상 및 환경에 상관없이 선명한 영상을 얻을 수 있게 된다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 광축 방향으로 위치이동이 가능한 포커스렌즈를 통해 입사된 광학상이 광전 변환된 전기적인 휘도 데이터를 이용하여, AF(Auto Focus)데이터를 검출하는 단계;
    상기 AF데이터 및 상기 AF데이터를 가공한 데이터를 이용하여, 피크 데이터(Peak Data)구간을 검출하는 단계; 및
    상기 피크 데이터구간을 이용하여 상기 포커스렌즈의 오토포커스를 수행하기 위한 제어신호를 출력하는 단계;를 포함하며,
    상기 AF데이터는 휘도 데이터에서 특정 주파수 이하의 성분을 추출한 후, 서로 다른 주파수를 갖는 적어도 2개 이상의 하이 패스 필터(High Pass Filter)를 통과시켜 얻는 데이터 중, 어느 하나의 데이터인 것을 특징으로 하는 오토포커스 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 AF데이터를 가공한 데이터는 상기 적어도 2개 이상의 하이 패스 필터를 통과시켜 얻은 데이터 중, 2개의 데이터 간의 비율을 계산하여 얻는 것을 특징으로 하는 오토포커스 제어방법.
  4. 삭제
  5. 광축 방향으로 위치이동이 가능한 포커스렌즈;
    상기 포커스렌즈를 통해 입사된 광학상이 광전 변환된 전기적인 휘도 데이터를 이용하여, AF(Auto Focus)데이터를 검출하는 신호처리부; 및
    상기 신호처리부에서 검출된 AF데이터 및 상기 AF데이터를 가공한 데이터를 이용하여, 피크 데이터(Peak Data)구간을 검출한 후, 오토포커스를 수행하기 위한 상기 포커스렌즈를 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부;를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 AF데이터 및 상기 AF데이터를 가공한 데이터의 상승구간 및 하강구간이 일치되는 지점을 상기 포커스렌즈의 피크 데이터 구간으로 검출하는 것을 특징으로 하는 촬영장치.
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