KR101176840B1 - 촬영장치 및 이에 적용되는 자동 초점 검출방법 - Google Patents

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Abstract

촬영장치 및 이에 적용되는 자동 초점 조절방법이 제공된다. 본 촬영장치는 특정 촬영조건이 만족되면 2가지의 자동 초점 검출방식을 함께 이용하여 초점을 조절하게 된다. 이에 따라, 별도의 공간이 요구되지 않으면서 초점 검출시간이 짧은 방식으로 자동초점 조절 기능을 구현할 수 있게 된다.
초점, 검출, 콘트라스트, 동분할

Description

촬영장치 및 이에 적용되는 자동 초점 검출방법{Camera and method for auto-focusing}
본 발명은 촬영장치 및 이에 적용되는 자동 초점 조절방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 별도의 조작 없이 자동으로 초점이 조절되는 촬영장치 및 이에 적용되는 자동 초점 조절방법에 관한 것이다.
멀티미디어 기기 및 인터넷이 보급됨에 따라, 사용자들은 자신이 촬영한 사진을 멀티미디어 기기에 보관하거나 인터넷 블로그에 업로드하는 일이 잦아지고 있다. 이에 따라, 카메라의 보유율은 해마다 증가하는 추세이다.
최근, 카메라는 자동으로 초점을 조절해주는 기능인 자동 초점(AF : Auto Focusing) 검출 기능이 지원된다. AF 장치는 일반적으로 콘트라스트 방식 또는 위상차 검출방식이 사용된다.
위상차 검출방식은 단시간에 초점조절이 가능하지만, 전용의 검출장치가 필요하고, 초점 검출을 위한 광속을 이끄는 별도의 광학계가 필요하다. 따라서, 위상차 검출방식은 가격이 상승된다는 점과 별도 공간의 필요하다는 점이 단점이다. 위상차 검출방식은 일반적으로 DSLR(Digital Single-Lens Reflex) 카메라에 많이 사용된다.
콘트라스트(contrast) 방식은 별도의 공간이 필요하지 않기 때문에, 소형 컴팩트 카메라에 주로 사용되는 방식이다. 하지만 콘트라스트 방식은 초점 검출 상태의 편차량(디포커스량)을 직접 측정할 수 없기 때문에, 여러 차례 측정을 해야한다. 따라서, 콘트라스트 방식은 초점 검출에 많은 시간이 걸리는 문제점이 있다.
따라서, 별도의 공간이 요구되지 않으면서 초점 검출시간이 짧은 자동초점 검출 기능을 구현하기 위한 방안의 모색이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 특정 촬영조건이 만족되면 2가지의 자동 초점 검출방식을 함께 이용하여 초점을 조절하는 촬영장치 및 이에 적용되는 자동 초점 조절방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 제1 방식을 이용하여 자동 초점 검출기능을 수행하는 제1 자동초점 검출부; 제2 방식을 이용하여 자동 초점 검출기능을 수행하는 제2 자동초점 검출부; 및 특정 조건이 만족되면, 상기 제1 자동초점 검출부와 제2 자동초점 검출부를 함께 이용하여 초점이 조절되도록 제어하는 제어부;를 포함한다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 특정 조건이 만족되면, 상기 제1 자동초점 검 출부를 이용하여 초점이 특정 범위 내로 조절되도록 제어한 후에 상기 제2 자동초점 검출부를 이용하여 초점이 미세조정되도록 제어할 수도 있다.
또한, 상기 특정 범위는, 디포커스(defocus)량이 임계 디포커스량 이하인 범위일 수도 있다.
그리고, 상기 제1 자동초점 검출부의 초점 검출 처리속도는 상기 제2 자동초점 검출부의 초점 검출 처리속도보다 빠를 수도 있다.
또한, 상기 제1 자동초점 검출부는, 2개의 홀을 이용하여 촬영렌즈를 통해 입사된 광속(光束, pencil of light ray)을 2개의 광속으로 분할하고, 상기 분할된 2개의 광속을 이용하여 초점을 조절하는 동분할 방식을 이용하여 초점을 조절할 수도 있다.
그리고, 상기 제2 자동초점 검출부는, 콘트라스트 자동초점(contrast AF) 방식을 이용하여 초점을 조절할 수도 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 특정 조건이 만족되지 않은 경우, 상기 제2 자동초점 검출부만을 이용하여 초점이 조절되도록 제어할 수도 있다.
그리고, 상기 특정 조건은, 화각이 임계 화각 이하인 조건을 포함할 수도 있다.
또한, 상기 특정 조건은, 입사되는 빛의 광량이 임계 광량 이상인 조건을 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 자동 초점 조절방법은, 특정 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 단계; 및 특정 조건이 만족되면, 제1 방식의 자동 초점 검출기능 및 제2 방식의 자동 초점 검출기능을 함께 이용하여 초점을 조절하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 초점 조절단계는, 상기 특정 조건이 만족되면, 상기 제1 방식의 자동 초점 검출기능을 이용하여 초점을 특정 범위 내로 조절하는 단계; 및 상기 특정 범위 내로 초점이 조절된 후에, 상기 제2 방식의 자동 초점 검출기능을 이용하여 초점을 미세조정하는 단계;를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 특정 범위는, 디포커스(defocus)량이 임계 디포커스량 이하인 범위일 수도 있다.
그리고, 상기 제1 방식의 자동 초점 검출방식의 초점 검출 처리속도는 상기 제2 방식의 자동 초점 검출방식의 초점 검출 처리속도보다 빠를 수도 있다.
또한, 상기 제1 방식의 자동 초점 검출방식은, 2개의 홀을 이용하여 촬영렌즈를 통해 입사된 광속(光束, pencil of light ray)을 2개의 광속으로 분할하고, 상기 분할된 2개의 광속을 이용하여 초점을 조절하는 동분할 방식일 수도 있다.
그리고, 상기 제2 방식의 자동 초점 검출방식은, 콘트라스트 자동초점(contrast AF) 방식일 수도 있다.
또한, 상기 특정 조건이 만족되지 않은 경우, 상기 제2 방식의 자동 초점 검출방식을 이용하여 초점을 조절하는 단계;를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 상기 특정 조건은, 화각이 임계 화각 이하인 조건을 포함할 수도 있다.
또한, 상기 특정 조건은, 입사되는 빛의 광량이 임계 광량 이상인 조건을 포 함할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 특정 촬영조건이 만족되면 2가지의 자동 초점 검출방식을 함께 이용하여 초점을 조절하는 촬영장치 및 이에 적용되는 자동 초점 조절방법을 제공할 수 있게 되어, 별도의 공간이 요구되지 않으면서 초점 검출시간이 짧은 방식으로 자동초점 조절 기능을 구현할 수 있게 된다.
이하에서는, 도면을 참고하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 촬영장치(100)의 구조를 도시한 블럭도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 촬영장치(100)는 렌즈부(110), 촬상부(120), 영상처리부(130), 디스플레이부(140), 코덱(150), 저장부(160), 동분할방식 자동 초점 검출부(170), 콘트라스트방식 자동 초점 검출부(175), 구동부(180), 및 제어부(190)를 구비한다.
렌즈부(110)는 피사체의 빛을 모아서 촬상영역에 상이 맺히게 한다. 렌즈부(110)는 복수개의 렌즈들로 구성되어 있으며, 렌즈들은 기능별로 광학군을 형성한다.
또한, 렌즈부(110)는 초점 조절을 위해 구동부(180)의 구동신호에 따라 렌즈들의 위치를 이동시킨다.
촬상부(120)는 렌즈를 통해 입사되는 빛을 전기신호로 광전변환하고, 전기신 호에 대해 소정의 신호처리를 수행한다.
이와 같은 기능을 수행하는 촬상부(120)는 화소 및 AD 컨버터를 구비한다. 각 화소는 아날로그 형태의 영상신호를 출력하며, AD 컨버터는 이를 디지털 형태의 영상신호로 변환하여 출력한다.
또한, 촬상부(120)의 각 화소는 CCD(Charge-Coupled Device) 또는 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) 광센서를 포함한다. 그리고, 촬상부(120)의 각 화소는 롤링셔터(Rolling shutter) 또는 글로벌 셔터(Global shutter) 방식으로 광학상을 독해한다.
영상처리부(130)는 촬상부(120)로부터 입력되는 영상에 대한 신호처리를 수행하여, 촬영된 영상을 디스플레이하기 위해 처리된 영상신호를 디스플레이부(140)로 전송한다. 또한, 영상처리부(130)는 촬영된 영상을 저장하기 위해 코덱(150)으로 처리된 영상신호를 출력한다.
구체적으로, 영상처리부(130)는 촬상소자(110)에서 출력되는 영상 신호에 대해 포맷변환과 영상 스케일을 조정하기 위한 디지털 줌, AWB(Auto White Balance)등을 수행한다.
디스플레이부(140)는 영상처리부(130)로부터 수신된 영상을 디스플레이한다. 사용자는 디스플레이부(140)에 표시된 영상을 확인함으로써, 촬영될 영상을 확인할 수 있게 된다.
코덱(150)은 영상처리부(130)에서 수신한 영상신호를 인코딩한다. 그리고, 코덱(150)은 인코딩된 영상신호를 저장부(160)로 전송한다. 또한, 코덱(150)은 저 장부(160)에 저장된 인코딩된 영상신호를 디코딩한다. 그리고, 코덱(150)은 디코딩된 영상신호를 영상처리부(130)로 전송한다.
저장부(160)는 촬상소자(120)에서 촬영된 영상을 압축된 형태로 저장한다. 저장부(160)는 비휘발성 메모리, 하드디스크 등이 될 수 있다.
동분할 방식 자동 초점 검출부(170)는 동분할 방식을 이용하여 초점을 검출한다. 동(瞳, pupil)분할 방식은 시계열로 광속(光束, pencil of light ray)을 분할하는 방식, 마이크로 렌즈를 이용하여 광속을 분할하는 방식 및 2개의 구멍(2 hole aperture)을 이용하여 광속을 분할하는 방식 등이 있다. 이 중에, 2개의 구멍을 이용하여 광속을 분할하는 방식에 관하여는 추후 도 5 내지 도 10b를 참고하여 상세히 설명한다.
동분할 방식은 촬상용 이미지 센서를 이용하여 초점을 검출하기 때문에, 자동 초점 검출을 위한 별도의 센서가 필요없다. 따라서, 동분할 방식은 적은 비용 및 작은 공간으로 자동초점 검출 기능을 구현하게 된다. 또한, 동분할 방식은 빠른 속도로 초점의 위치를 검출할 수 있다.
하지만, 동분할 방식은 화각이 큰 상태(예를 들어, 와이드(wide) 모드 상태)이거나 광량이 적은 상태인 경우 초점 검출의 정밀도가 떨어진다. 또한, 동분할 방식은 초점이 맞는 위치(즉, 온 포커스(on-focus) 위치) 근처에서는 초점 검출의 정밀도가 떨어진다. 따라서, 동분할 방식은 화각이 작은 상태(예를 들어, 텔레(tele)모드 상태), 광량이 많은 상태, 및 디포커스(defocus)량이 큰 경우에 빠른 속도로 초점이 맞는 위치를 특정 범위 내로 검출할 수 있게 된다. 여기에서, 특정 범위는 디포커스(defocus)량이 임계 디포커스량 이하인 범위를 의미한다.
다시 말해, 동분할 방식 자동 초점 검출부(170)는 특정 범위 외(즉, 디포커스량이 임계 디포커스량을 초과하는 범위)에서는 빠른 속도로 초점을 검출할 수 있지만, 특정 범위 내(즉, 디포커스량이 임계 디포커스량 이하인 범위)에서 초점을 정확하게 검출하지는 못하게 된다.
그리고, 동분할 방식 자동 초점 검출부(170)는 자동 초점 검출정보를 제어부(190)로 전송한다. 여기에서, 자동 초점 검출정보는 동분할 방식 자동 초점 검출부(170)에 의해 검출된 초점 정보를 나타내며, 초점 위치 정보를 포함한다.
콘트라스트 방식 자동 초점 검출부(175)는 콘트라스트 방식을 이용하여 자동으로 초점을 검출한다. 콘트라스트 방식은 촬상된 이미지의 콘트라스트를 산출하여 콘트라스트가 가장 높은 위치를 초점이 맞는 위치로 검출하는 방식이다. 콘트라스트 방식은 초점 검출의 정밀도가 높지만, 일정 간격으로 렌즈의 위치를 이동시켜 촬상된 이미지의 콘트라스트를 산출해야 하므로 초점 검출 시간이 길어지게 된다.
콘트라스트 방식 자동 초점 검출부(175)는 영상 처리부(130)에서 처리된 이미지의 콘트라스트 값을 산출한다. 그리고, 콘트라스트 방식 자동 초점 검출부(175)는 콘트라스트 값이 가장 높은 위치를 초점이 맞는 위치(즉, 온 포커스(on-focus) 위치)로 검출하게 된다. 그리고, 콘트라스트 방식 자동 초점 검출부(175)는 산출된 콘트라스트 값을 이용하여 초점 위치 정보가 포함된 자동 초점 검출정보를 제어부(190)로 전송한다.
구동부(180)는 초점을 조절하기 위해 제어부(190)로부터 수신된 구동신호에 따라 렌즈부(110)를 구성하는 렌즈들을 이동시킨다. 구동부(180)는 모터와 베어링을 이용하여 구현할 수 있다. 예를 들어, 구동부(180)는 x축방향 구동모터, y축방향 구동모터를 이용하여 렌즈부(110)를 구성하는 렌즈들의 움직임을 제어할 수 있다. 그리고, 구동부(180)는 미끄럼 베어링이나 구름 베어링을 이용하여 렌즈들이 구동모터에 의해 움직이게 할 수도 있다.
이와 같이, 구동부(180)는 렌즈부(110)의 렌즈들을 이동시킴으로써, 초점을 조절할 수 있게 된다.
제어부(190)는 수신된 자동 초점 검출정보에 기초하여 렌즈부(110)의 렌즈들을 이동시키기 위한 구동신호를 생성한다. 그리고, 제어부(190)는 생성된 구동신호를 구동부(180)로 출력한다.
제어부(190)는 특정 조건이 만족되면, 동분할 방식 자동초점 검출부(170)와 콘트라스트 방식 자동초점 검출부(175)를 함께 이용하여 초점이 조절되도록 제어한다. 여기에서, 특정 조건은 상기 특정 조건은, 화각이 임계 화각 이하인 조건과 입사되는 빛의 광량이 임계 광량 이상인 조건을 포함한다.
여기에서, 임계 화각은 동분할 방식에 의해 일정한 정밀도 이상으로 초점을 검출할 수 있는 최대 화각을 의미한다. 화각이 커질수록 동분할 방식의 정밀도는 떨어지기 때문에, 임계 화각 이하에서만 동분할 방식을 이용하게 되는 것이다.
또한, 임계 광량은 동분할 방식에 의해 일정한 정밀도 이상으로 초점을 검출할 수 있는 최소 광량을 의미한다. 광량이 작아질수록 동분할 방식의 정밀도는 떨어지기 때문에, 임계 광량 이상에서만 동분할 방식을 이용하게 되는 것이다.
이와 같이, 제어부(190)는 촬영 환경이 특정 조건을 만족하는지 여부를 검출하고, 특정 조건이 만족되면 동분할 방식 자동초점 검출부(170)와 콘트라스트 방식 자동초점 검출부(175)를 함께 이용하여 초점이 조절되도록 제어한다. 그러면, 제어부(190)는 콘트라스트 방식만을 이용하여 초점을 조절하는 경우보다 더 빠르게 초점을 조절할 수 있게 된다.
반면, 제어부(190)는 특정 조건이 만족되지 않으면, 콘트라스트 방식 자동초점 검출부(175)만을 이용하여 초점이 조절되도록 제어한다.
구제적으로, 제어부(190)는 특정 조건이 만족되면, 동분할 자동초점 검출부(170)를 이용하여 초점이 특정 범위 내로 조절되도록 제어한 후에 콘트라스트 방식 자동초점 검출부(175)를 이용하여 초점이 미세조정되도록 제어한다.
여기에서, 디포커스(defocus)량이 임계 디포커스량 이하인 범위이다. 동분할 방식 자동초점 검출부(170)에 의한 초점 검출의 정밀도는 디포커스량이 작아질수록 낮아지므로, 제어부(190)는 초점이 특정범위 내로 진입될 때까지만 동분할 방식 자동초점 검출부(170)를 이용하여 초점이 조절되도록 제어하게 된다. 그리고, 제어부(190)는 초점이 특정범위 내로 진입되면 콘트라스트 방식 자동초점 검출부(175)를 이용하여 초점이 조절되도록 제어하게 된다.
동분할 방식 자동초점 검출부(170)의 초점 검출 처리속도는 콘트라스트 방식 자동초점 검출부(175)의 초점 검출 처리속도보다 빠르기 때문에, 제어부(190)는 특정 범위 외에서는 동분할 방식 자동초점 검출부(170)를 이용하고 특정범위 내에서는 콘트라스트 방식 자동초점 검출부(175)를 이용하여, 콘트라스트 방식 자동 초점 검출부(175)만을 이용하는 경우보다 전체적인 초점 조절 시간을 단축시킬 수 있게 된다.
이하에서는, 도 2를 참고하여, 자동 초점 조절방법에 대해 상세히 설명한다.
일단, 촬영장치(100)는 셔터 버튼이 조작되었는지 여부를 판단한다(S210).
그리고, 촬영장치(100)는 셔터 버튼이 눌러지면(S210-Y), 현재 화각이 임계 화각 이하인지 여부를 판단한다(S220). 여기에서, 임계 화각은 동분할 방식에 의해 일정한 정밀도 이상으로 초점을 검출할 수 있는 최대 화각을 의미한다. 화각이 커질수록 동분할 방식의 정밀도는 떨어지기 때문에, 임계 화각 이하에서만 동분할 방식을 이용하게 되는 것이다. 따라서, 현재 화각이 임계 화각을 초과하는 경우(S220-N), 촬영장치(100)는 콘트라스트 자동 초점 검출방식을 이용하여 초점을 조절하게 된다(S260).
반면, 현재 화각이 임계 화각 이하인 경우(S220-Y), 촬영장치(100)는 현재 광량이 임계 광량 이상인지 여부를 판단한다(S230). 여기에서, 임계 광량은 동분할 방식에 의해 일정한 정밀도 이상으로 초점을 검출할 수 있는 최소 광량을 의미한다. 광량이 작아질수록 동분할 방식의 정밀도는 떨어지기 때문에, 임계 광량 이상에서만 동분할 방식을 이용하게 되는 것이다. 따라서, 현재 광량이 임계 광량 미만인 경우(S230-N), 촬영장치(100)는 콘트라스트 자동 초점 검출방식을 이용하여 초점을 조절하게 된다(S260).
반면, 현재 광량이 임계 광량 이상인 경우(S230-Y), 촬영장치(100)는 특정 조건이 만족된 것으로 판단하여, 동분할 방식의 자동 초점 검출방식을 이용하여 초 점을 조절하게 된다(S240).
그리고, 촬영장치(100)는 현재 디포커스량이 임계 디포커스량 이하인지 여부를 판단한다(S250). 그리고, 현재 디포커스량이 임계 디포커스량 초과인 경우(S250-N), 촬영장치(100)는 동분할 방식을 이용하여 초점을 조절하게 된다(S240). 여기에서, 임계 디포커스량은 동분할 방식을 이용하여 일정한 정밀도 이상으로 초점을 검출할 수 있는 최저 디포커스량을 의미한다. 동분할 방식의 초점 검출 정밀도는 디포커스량이 작아질수록 낮아지므로, 촬영장치(100)는 초점이 특정범위 내로 진입될 때까지만 동분할 방식을 이용하여 초점을 조절하게 된다.
그리고, 현재 디포커스량이 임계 디포커스량 이하인 경우(S250-Y), 촬영장치(100)는 콘트라스트 방식을 이용하여 초점을 미세조정하게 된다(S260). 즉, 촬영장치(100)는 초점이 특정범위 내로 진입되면 콘트라스트 방식 자동 초점 검출을 이용하여 초점을 조절하게 되는 것이다.
이와 같이, 촬영장치(100)는 촬영 환경이 특정 조건을 만족하는지 여부를 검출하고, 특정 조건이 만족되면 동분할 방식 자동초점 검출부(170)와 콘트라스트 방식 자동초점 검출부(175)를 함께 이용하여 초점을 조절한다. 그러면, 촬영장치(100)는 콘트라스트 방식만을 이용하여 초점을 조절하는 경우보다 더 빠르게 초점을 조절할 수 있게 된다.
즉, 동분할 방식 자동초점 검출부(170)의 초점 검출 처리속도는 콘트라스트 방식 자동초점 검출부(175)의 초점 검출 처리속도보다 빠르기 때문에, 촬영장치(100)는 초점의 특정 범위 외에서는 동분할 방식 자동초점 검출부(170)를 이용하 고 초점의 특정범위 내에서는 콘트라스트 방식 자동초점 검출부(175)를 이용하여 초점을 조절함으로써, 콘트라스트 방식 자동 초점 검출부(175)만을 이용하는 경우보다 전체적인 초점 조절 시간을 단축시킬 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 동분할 방식과 콘트라스트 방식을 함께 이용한 경우, 렌즈부(110)의 초점 조절 경로를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 렌즈부(110)의 현재 초점 위치는 11번 위치이고, 온 포커스(즉, 포커스가 맞는 위치)는 4번 위치이다. 사용자가 셔터 버튼을 누르면, 촬영장치(100)는 현재 위치에서 동분할 방식을 이용하여 자동 초점 검출을 수행한다. 그러면, 촬영장치(100)는 동분할 방식을 이용하여 초점의 위치를 하게 된다. 이 때, 촬영장치(100)는 디포커스량이 임계 디포커스량 이하로 접근될 때까지만 렌즈부(110)의 초점 위치를 이동시키게 된다. 즉, 촬영장치(100)는 디포커스량이 임계 디포커스량이 되는 위치인 5번 위치까지 렌즈부(110)의 초점 위치를 이동시키게 된다.
이 때, 동분할 방식에 의해 초점을 조절하는 동안, 렌즈부(110)는 고속으로 초점 위치를 이동하게 된다. 즉, 촬영장치(100)는 렌즈부(110)의 초점 위치를 11번 위치에서 5번 위치까지 4개의 프레임만을 거쳐 이동시키게 된다. 또한, 동분할 방식에 의할 경우 이동 과정에서 콘트라스트 산출이 불필요하기 때문에, 촬영장치(100)는 디스플레이부(140)에 표시될 이미지만을 촬상하고 다시 렌즈부(110)의 초점 위치를 이동시킬 수 있게 된다. 따라서, 촬영장치(100)는 11번 위치에서 5번까지 렌즈부(110)의 초점 위치를 고속으로 이동시킬 수 있게 된다.
그 후에, 촬영장치(100)는 콘트라스트 방식을 이용하여 초점을 미세 조정하게 된다. 구체적으로, 촬영장치(100)는 5번 위치, 4번 위치, 3번 위치 및 2번 위치에서 이미지를 촬상한 후에 콘트라스트 값을 산출하게 된다. 촬영 장치(100)는 4번 위치에서 높은 콘트라스트 값이 검출되었더라도 주변의 값과 비교 과정을 거쳐야 최대값에 해당되는지 여부를 알 수 있으므로, 콘트라스트 값이 극대값인 지점으로부터 2개의 위치를 더 이동하여 콘트라스트 값을 2회 더 산출하게 된다. 따라서, 촬영장치(100)는 2번 위치까지 이미지를 촬상한 후에 콘트라스트 값을 산출하게 된다. 그 후에, 촬영장치(100)는 4번 위치를 온 포커스 위치인 것으로 최종 결정한 후에, 렌즈부(110)의 초점 위치를 4번 위치로 이동시키게 된다.
이와 유사한 상태에서, 콘트라스트 방식만을 이용하여 초점을 조절하는 경우에 대해 도 4를 참고하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 콘트라스트 방식만을 이용한 경우 렌즈부(110)의 초점 조절 경로를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 렌즈부(110)의 현재 초점 위치는 11번 위치이고, 온 포커스(즉, 포커스가 맞는 위치)는 4번 위치이다. 사용자가 셔터 버튼을 누르면, 촬영장치(100)는 콘트라스트 방식을 이용하여 자동 초점 검출을 수행한다.
콘트라스트 방식을 이용하는 경우, 촬영장치(100)는 렌즈부(110)의 초점 위치를 14번 위치까지 이동시킨 후에 14번 위치부터 1번 위치까지 각 위치마다 촬상 및 콘트라스트 산출 과정을 반복하게 된다. 그리고, 촬영장치(100)는 그 중 콘트라스트 값이 최대값인 지점인 4번 위치를 온 포커스 위치로 결정하고, 렌즈부(110)의 초점 위치를 4번 위치로 이동시키게 된다.
도 3과 도 4의 경우를 비교하면, 촬영장치(100)는 도 3의 경우 8번의 촬상과 4번의 콘트라스트 산출을 통해 초점 조절을 완료하였지만, 도 4의 경우 14번의 촬상 및 14번의 콘트라스트 산출을 통해 초점 조절을 완료한 것을 알 수 있다. 따라서, 도 3의 경우와 같이 촬영장치(100)가 동분할 방식과 콘트라스트 방식을 함께 이용하여 초점을 조절할 경우, 초점 조절에 걸리는 시간을 상당히 단축할 수 있음을 확인할 수 있다.
이하에서는, 도 5 내지 도 10b를 참고하여, 동분할 방식 중 2개의 구멍을 이용하여 광속을 분할하는 동분할 방식에 관하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 동분할 방식의 자동 초점 검출기능을 구비한 촬영장치(100)의 구조를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 촬영장치(100)는 동(瞳, pupil)분할부(500), 조리개(510), 렌즈부(110), 촬상부(120), 및 연산부(550)를 포함한다. 여기에서, 동분할방식 자동 초점 검출부(170)는 동분할부(500) 및 연산부(550)를 포함한다.
동분할부(500)는 렌즈부(110)를 통해 입사된 광속(光束, pencil of light ray)을 2개의 광속으로 분할한다. 이를 위해, 동분할부(500)는 2개의 서로 크기가 다른 구멍이 포함되어 있다. 즉, 동분할부(500)는 렌즈부(110)를 통해 입사된 광속 중 서로 다른 크기를 가진 2개의 광속만을 통과시키게 된다.
동분할부(500)는 촬영장치(100)가 자동으로 초점을 조절할 때 렌즈부(110)를 통해 입사된 광속을 분할한다. 그리고, 그 외의 경우에 동분할부(500)는 렌즈부(110)를 통해 입사되는 광속을 가리지 않도록 배치된다.
이와 같은 동분할부(500)의 동작을 구동시키기 위해, 동분할부(500)는 카메라의 광량 조절장치와 동일한 구동원으로 구동되게 된다. 예를 들어, 도 1과 같이 조리개(510)에 동분할부(500)가 배치된 경우, 동분할부(500)는 조리개(510)와 동일한 구동원으로 구동되게 된다.
즉, 동분할부(500)의 구동원(미도시)은 자동 초점 검출시에 동분할부(500)가 렌즈부(110)를 통과하는 광속을 가리도록 동분할부(500)를 구동시킨다. 그리고, 자동 초점 검출 외의 경우에는, 동분할부(500)의 구동원은 동분할부(500)가 렌즈부(110)를 통과하는 광속을 가리지 않게 배치되도록 동분할부(500)를 구동시킨다.
또한, 동분할부(500)는 촬영장치(100)의 광량 조절장치와 함께 또는 일체형으로 배치될 수도 있다. 구체적으로, 동분할부(500)는 촬영장치(100)의 조리개(510)에 일체형으로 배치될 수도 있다. 동분할부(500)가 조리개(510)와 일체형인 경우에 대해서는 추후 도 10a 내지 도 10b를 참고하여 상세히 설명한다.
이외에도, 동분할부(500)는 촬영장치(100)의 셔터(미도시)에 일체형으로 배치될 수도 있다. 동분할부(500)가 셔터와 일체형인 경우에 대해서는 추후 도 9a 내지 도 9c를 참고하여 상세히 설명한다.
그리고, 동분할부(500)는 촬영장치(100)의 ND 필터(neutral density filter)(미도시)와 함께 배치될 수도 있다. 동분할부(500)가 ND 필터와 함께 배치된 경우에 대해서는 추후 도 7a 내지 도 7c를 참고하여 상세히 설명한다.
조리개(510)는 다양한 크기로 변경될 수 있는 입사광의 통로에 해당되는 부분으로, 입사되는 광속의 광량을 결정하는 역할을 한다. 조리개(510)는 렌즈들 사 이에 배치되므로 렌즈에 의해 상이 생긴다. 구체적으로, 조리개(510)의 앞쪽(피사체에서 조리개 사이)에 배치된 렌즈에 의해 형성되는 조리개(510)의 허상을 입사동(entrance pupil)이라고 하고, 조리개(510)의 뒷쪽(조리개에서 촬상영역 사이)에 배치된 렌즈에 의해 셩성된 조리개(510)의 허상을 사출동(exit pupil)이라고 한다. 특히, 사출동은 사진의 밝기에 주요한 역할을 하는 조리개(510)의 상이므로, 밝기 조절 기능에 있어 중요한 요소가 된다.
렌즈부(110)는 피사체의 빛을 모아서 촬상부(120)에 상이 맺히게 한다. 촬영렌즈(110)는 복수개의 렌즈들로 구성되어 있으며, 렌즈들은 기능별로 광학군을 형성한다.
또한, 렌즈부(110)에는 구동부(180)가 포함되어 있다. 구동부(180)는 연산부(550)로부터 자동초점 검출 정보를 수신하여 초점이 맞도록 렌즈를 구동시키는 장치이다.
한편, 렌즈부(110)에는 조리개(510)가 포함되어 있다. 조리개(510)는 촬영렌즈(110)를 통과하는 빛의 양 및 화상의 심도를 조절한다. 즉, 조리개(510)를 넓히면, 렌즈부(110)는 보다 많은 빛을 통과시키기 되므로 사용자는 보다 밝은 사진을 촬영할 수 있게 된다. 하지만, 조리개(510)를 넓히면 구경이 커지므로 사진의 심도는 낮아진다. 반면, 조리개(510)를 좁히면, 촬영렌즈(110)는 보다 적은 빛을 통과시키기게 되므로, 사진은 좀더 어둡게 촬영된다. 그리고 조리개(510)를 좁히면 구경이 작아지므로 심도가 깊은 사진을 얻을 수 있게 된다.
촬상부(120)는 피사체의 상에 대한 감광이 이루어지는 부분이다. 필름 카메 라의 경우, 촬상부(120)에 필름이 놓여진다. 하지만, 디지털 카메라의 경우는, 촬상부(120)에 이미지 센서들이 배열된다.
또한, 촬영장치(100)가 자동 초점 검출 기능을 수행하는 동안, 촬상부(120)는 동분할부(500)를 통해 분할된 복수개의 광속을 촬상하게 된다. 촬영장치(100)가 자동 초점 검출 기능을 수행하는 동안, 동분할부(500)가 렌즈부(110)를 가리도록 배치되기 때문이다.
이와 같이, 촬상부(120)는 촬영시에 렌즈부(110)를 통해 입사된 피사체의 상을 촬상하고, 초점 검출시에 동분할부(500)를 통해 입사되는 상을 촬상하게 된다. 이를 위해, 동분할부(500)의 구동원(미도시)은 자동 초점 검출시에 동분할부(500)가 렌즈부(110)를 통과하는 광속을 가리도록 등분할부(110)를 구동시킨다. 그리고, 자동 초점 검출 외의 경우에는, 동분할부(500)의 구동원은 동분할부(500)가 렌즈부(110)를 통과하는 광속을 가리지 않게 배치되도록 동분할부(500)를 구동시킨다.
이를 통해, 촬영장치(100)는 별도의 초점조절용 센서를 구비할 필요없이, 촬상부(120)를 이용하여 동분할 방식의 자동 초점 검출기능을 구현할 수 있게 된다.
연산부(550)는 동분할부(500)를 통과한 복수개의 광속이 촬상부(120)에 촬상되어 출력된 합성 이미지 데이터를 기초로 초점 검출상태를 연산한다. 이 때, 연산부(550)는 위상차 검출방식을 통해 촬영장치(100)의 초점 검출상태를 연산할 수도 있다.
구체적으로, 동분할부(500)의 ２개의 구멍을 지난 광속은 각각 촬상부(120) 상에 2개의 상을 만든다. 따라서, 촬상부(120)에서 검출되는 합성 이미지 데이터는 ２중의 상이 된다. 그리고, 연산부(550)는 ２중의 상의 편차량을 계산하여 초점 검출 상태를 검출한다.
예를 들어, ２개의 상의 편차량이 a(도 2b 참고)이고, 차이 방향이 x 축 방향인 것으로 가정한다. 이 때, 제1의 상을 f(x)로 하면, 제2의 상은 Ｄ×f(x-a)로 나타낼 수 있다. 여기서, Ｄ은 ２개의 구멍의 구경비이다. 이 ２개의 합성 화상은 f(x)+Ｄ×f(x-a)가 된다. 즉, 합성 화상과 편차량 a를 주어 주면, 합성되지 않는 화상 f(x)를 계산에 의해서 추출할 수 있다. 여기서, a가 올바른 값이면 추출된 화상 f(x)도 올바른 화상이 되지만, a가 잘못된 값일 때, 추출되는 화상 f(x)도 잘못된 화상이 된다. 이와 같은 과정을 통해, 연산부(550)는 초점 검출 상태를 연산하게 된다. 그리고, 연산부(550)는 f(x)가 가장 실제와 유사하다고 판단되는 조건을 발견하고, 그 때의 a를 편차량으로 추정한다.
또한, 연산부(550)는 동분할부(500)의 2개의 구멍을 통과하여 촬상부(120)에 결상된 두 개의 상의 위치 및 광량에 따라 초점 검출의 방향을 산출하게 된다. 이에 대해서는, 도 7을 참고하여 추후 상세히 설명한다.
그리고, 연산부(550)는 초점 조절 상태를 연산한 결과를 이용하여, 올바른 초점으로 조절되도록 자동 초점 검출신호를 제어부(190)로 출력한다. 그러면, 제어부(190)는 자동 초점 검출신호에 대응되는 구동신호를 생성하고, 생성된 구동 신호를 구동부(180)로 출력한다. 그러면, 구동부(180)는 초점이 맞는 위치로 렌즈가 이동되도록 렌즈부(110)를 구동시키게 된다. 이와 같은 과정을 통해, 촬영장치(100)는 자동 초점 조절 기능을 수행할 수 있게 된다.
지금까지, 자동 초점 검출장치가 포함된 촬영장치(100)의 구조에 대해 상세히 설명하였다. 이와 같은 구조의 촬영장치(100)는 별도의 장치의 추가 없이 동분할 방식의 자동 초점 검출 기능을 수행할 수 있게 되므로, 카메라 제조자는 낮은 비용으로 자동 초점 조절 기능을 포함하는 카메라를 제공할 수 있게 된다.
이하에서는, 도 6 및 도 7을 참고하여, 동분할 방식 자동 초점 검출부(170)에 대해 상세히 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 동분할 방식 자동 초점 검출부(170)의 구조를 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 동분할 방식 자동 초점 검출부(170)는 동분할부(500) 및 연산부(550)에 의해 구현된다. 여기에서, 동분할부(500)는 제1 구멍(501) 및 제2 구멍(502)을 포함한다. 그리고, 입사되는 광은 동분할부(500)의 제1 구멍(501) 및 제2 구멍(502)에 의해 분할되는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 제1 구멍(501)과 제2 구멍(502)에서 입사된 광의 합성 화상이 촬상부(120)에 결상되고, 촬상부(120)는 합성 화상에 대한 이미지 데이터를 연산부(550)로 출력하게 된다. 이외의 다른 기능들에 대해서는 도 5에서 설명한 것과 중복되므로, 자세한 기능의 설명은 생략한다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른, 촬상부(120)의 위치에 따라 맺히는 상의 모양을 비교하여 도시한 도면이다. 실제로 이동되는 부분은 렌즈부(110)이지만, 도 7에서는 설명의 편의를 위해 촬상부(120)의 다양한 위치에 따라 맺히는 상을 설명하도록 한다. 도 7의 동분할부(500)는 제1 구멍(501) 및 제2 구멍(502)을 포함하고, 제1 구멍(501)보다 제2 구멍(502)이 크기가 더 큰 것을 알 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 촬상부(120)가 제1 위치(710)에 위치한 경우, 촬상부(120)에 촬상되는 상은 제1의 상(715)과 같은 형태가 된다. 그리고, 촬상부(120)가 제2 위치(720)에 위치한 경우, 촬상부(120)에 촬상되는 상은 제2의 상(725)과 같은 형태가 된다. 또한, 촬상부(120)가 제3 위치(730)에 위치한 경우, 촬상부(120)에 촬상되는 상은 제3의 상(735)과 같은 형태가 된다.
제1 위치(710), 제2 위치(720) 및 제3 위치(730)는 초점면(740)의 앞쪽에 위치된 것을 확인할 수 있다. 그리고, 이 위치에서 결상되는 제1의 상(715), 제2의 상(725), 및 제3의 상(735)은 크기가 더 큰 상(즉, 제2 구멍(502)을 통과한 광속의 상)이 밑에 위치된 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 촬상부(120)에 결상된 제1 구멍(501)을 통과한 광속의 상과 제2 구멍(502)을 통과한 광속의 상의 위치가, 동분할부(500)의 제1 구멍(501) 및 제2 구멍(502)의 위치와 같을 경우, 촬상부(120)는 초점면(740)의 앞쪽에 위치되어 있다는 것을 알 수 있게 된다.
그리고, 촬상부(120)가 제4의 위치인 초점면(740)에 위치된 경우, 초점이 맞은 상태이므로 제4의 상(745)과 같이 점으로 표시되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 촬상부(120)가 제5 위치(750)에 위치한 경우, 촬상부(120)에 촬상되는 상은 제5의 상(755)과 같은 형태가 된다. 그리고, 촬상부(120)가 제6 위치(760)에 위치한 경우, 촬상부(120)에 촬상되는 상은 제6의 상(765)과 같은 형태가 된다. 또한, 촬상부(120)가 제7 위치(770)에 위치한 경우, 촬상부(120)에 촬상되는 상은 제7의 상(775)과 같은 형태가 된다.
제5 위치(750), 제6 위치(760) 및 제7 위치(770)는 초점면(740)의 뒷쪽에 위 치된 것을 확인할 수 있다. 그리고, 이 위치에서 결상되는 제5의 상(755), 제6의 상(765), 및 제7의 상(775)은 크기가 더 큰 상(즉, 제2 구멍(502)을 통과한 광속의 상)이 위에 위치된 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 촬상부(120)에 결상된 제1 구멍(501)을 통과한 광속의 상과 제2 구멍(502)을 통과한 광속의 상의 위치가, 동분할부(500)의 제1 구멍(501) 및 제2 구멍(502)의 위치와 반대가 된 경우, 촬상부(120)는 초점면(740)의 뒷쪽에 위치되어 있다는 것을 알 수 있게 된다.
또한, 제2 구멍(502)이 크기가 더 크기 때문에, 제2 구멍(502)을 통과한 광속의 상이 광량이 더 많다. 따라서, 촬상부(120)에서 촬상된 두 개의 상 중 광량이 더 많은 상이 어느 위치에서 검출되는지를 판단하여, 현재 촬상부(120)가 초점면(740)의 앞쪽에 위치되어 있는지 뒷쪽에 위치되어 있는지를 알 수 있게 된다.
따라서, 연산부(550)는 촬상부(120)에서 촬상된 두 개의 상 중 광량이 더 많은 상이 어느 위치에서 검출되는지를 판단하고, 그에 따라 초점 조절 방향을 산출할 수 있게 된다.
이와 같이, 동분할부(500)의 제1 구멍(501) 및 제2 구멍(502)의 크기가 상이한 점을 이용하여, 연산부(550)는 현재의 초점 상태를 판단할 수 있으며 초점 조절 방향을 산출할 수 있게 된다.
또한, 연산부(550)는 두 상의 편차량 a를 이용하여, 현재 촬상부(120)의 위치가 초점면(740)과 얼마나 떨어져 있는지를 판단할 수 있게 된다. 편차량 a가 크면 클수록 촬상부(120)는 초점면(740)으로부터 멀리 떨어져 있는 것이 된다. 따라서, 연산부(550)는 편차량 a에 적절한 함수를 적용하여, 편차량 a에 따른 촬상 부(120)와 초점면(740) 사이의 거리를 산출할 수 있게 된다.
이와 같이, 연산부(550)는 촬상부(120)에 결상된 두 상의 편차량과 두 상의 위치를 기초로 하여, 초점 조절 방향 및 디포커스(defocus)의 정도를 산출할 수 있게 된다. 여기에서, 디포커스의 정도는 촬상부(120)와 초점면(740) 사이의 거리를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 촬영장치(100)는 별도의 자동초점 검출장치를 추가하지 않더라도, 광량 조절장치에 장착된 동분할부(500), 촬상부(120) 및 연산부(550)를 이용하여 동분할 방식의 자동초점 검출기능을 수행할 수 있게 된다.
이하에서는, 광량 조절장치에 장착된 동분할부(500)의 예에 대해 도 8a 내지 도 10b를 참고하여 설명한다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른, ND 필터(neutral density filter)(810)에 함께 장착된 동분할부(820)를 도시한 도면이다.
ND 필터(810)는 장면의 밝기를 낮게 조절할 때 쓰는 렌즈 필터이다. ND 필터(810)는 렌즈의 입사광량을 전파장 대역에 걸쳐서 균등하게 감소시킨다. 피사체가 너무 밝은 관계로 조리개만으로는 조정이 불가능한 경우, 조리개를 죄면 피사계 심도가 깊어지게 된다. 이러한 경우, 심도를 가능한 변화시키지 않고 촬영하고 싶을 경우에 ND 필터(810)가 이용된다.
도 8a 내지 도 8c에서, 동분할부(820)는 제1 구멍(501) 및 제2 구멍(502)을 포함하는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 동분할부(820)는 ND 필터(810)와 함께 배치되어 있다. 그리고, 동분할부(820)와 ND 필터(310)는 하나의 구동원에 의해 구동 된다. 즉, 구동원은 상황에 따라 동분할부(820)와 ND 필터(810)가 도 8a 내지 도 8c 중 어느 한 상태로 배치되도록 동분할부(820)와 ND 필터(810)를 구동시킨다.
도 8a는 사진을 촬영하는 동안 ND 필터(810)가 사용되는 상태를 도시한 도면이다. 도 8a에 도시된 바와 같이, ND 필터(810)가 사용되는 동안은 ND 필터(810)가 광경로에 배치되고, 동분할부(820)는 광경로에서 벗어나 위쪽으로 배치된 것을 확인할 수 있다.
도 8b는 ND 필터(810)와 동분할부(820)가 모두 사용되지 않는 상태를 도시한 도면이다. 도 8b에 도시된 바와 같이, ND 필터(810)와 동분할부(820)가 모두 사용되지 않는 상태에서는, ND 필터(810)와 동분할부(820)가 모두 광경로에서 벗어나 위쪽으로 배치된 것을 확인할 수 있다.
도 8c는 촬영장치(100)가 자동으로 초점을 조절하는 동안, 동분할부(820)가 사용되는 상태를 도시한 도면이다. 도 8c에 도시된 바와 같이, 자동 초점 검출기능이 수행되는 동안, 동분할부(820)는 제1 구멍(501) 및 제2 구멍(502)이 광경로에 위치하도록 배치된 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 동분할부(820)는 ND 필터(810)와 함께 배치되어 구동될 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 동분할부가 일체형으로 배치된 셔터를 도시한 도면이다. 도 9a 내지 도 9c는 렌즈셔터에 동분할부에 해당되는 제1 구멍(501) 및 제2 구멍(502)이 일체형으로 배치되어 있는 것을 확인할 수 있다. 도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 렌즈 셔터는 제1 셔터날개(910) 및 제2 셔터날개(920)를 포함하고, 제1 구멍(501) 및 제2 구멍(502)은 제2 셔터날 개(920)에 배치된 것을 확인할 수 있다.
그리고, 도 9a 내지 도 9c의 경우, 렌즈 셔터가 구동원에 의해 구동됨에 따라, 동분할부도 함께 구동되는 것이 된다. 따라서, 구동원은 상황에 따라 렌즈셔터가 도 9a 내지 도 9c 중 어느 한 상태로 배치되도록 제1 셔터날개(910) 및 제2 셔터날개(920)를 구동시킨다.
도 9a는 촬영을 위해 셔터가 개방된 셔터 개방(open) 상태를 도시한 도면이다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 셔터가 개방된 상태를 유지하기 위해, 제1 날개(910) 및 제2 날개(920)는 광경로를 벗어난 위치에 배치된 것을 확인할 수 있다.
도 9b는 자동 초점 검출 기능을 수행하기 위해, 렌즈셔터가 동분할 상태가 된 경우를 도시한 도면이다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 제1 날개(910)와 제2 날개(920)는 서로 맞물린 상태가 되어 셔터가 닫힌 상태가 된다. 하지만, 제1 구멍(501)과 제2 구멍(502)이 광경로 상에 위치하도록 제2 셔터날개(920)가 배치되므로, 입사된 빛은 제1 구멍(501)과 제2 구멍(502)을 통과하게 된다. 이와 같이, 제1 셔터날개(910)와 제2 셔터날개(920)가 배치됨으로써, 렌즈셔터는 동분할부(500)의 기능을 함께 수행할 수 있게 된다.
도 9c는 셔터가 완전히 폐쇄된 셔터 폐쇄(close) 상태를 도시한 도면이다. 도 9c에 도시된 바와 같이, 제1 날개(910)와 제2 날개(920)는 서로 완전히 맞물린 상태가 되어, 제1 구멍(501)과 제2 구멍(502)도 막힌 상태가 된 것을 확인할 수 있다. 이와 같은 상태에서는, 광경로가 완전히 차단되기 때문에, 촬영장치(100)는 셔터 폐쇄 상태가 된다.
이와 같이, 렌즈 셔터는 셔터 개방(open) 상태, 동분할 상태 및 셔터 폐쇄(close) 상태가 될 수 있다. 따라서, 동분할부(500)는 렌즈 셔터와 일체형으로 배치되어 구동될 수 있다.
도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 동분할부가 일체형으로 배치된 조리개를 도시한 도면이다. 도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 동분할부가 일체형으로 배치된 조리개(1000)를 도시한 도면이다. 도 10a는 조리개(1000)에 동분할부에 해당되는 제1 구멍(501) 및 제2 구멍(502)이 일체형으로 배치되어 있는 것을 확인할 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 조리개(1000)는 제1 가림막(1010) 및 제2 가림막(1020)을 포함하고, 제1 구멍(501) 및 제2 구멍(502)은 제1 가림막(1010) 및 제2 가림막(1020)에 의해 가려지는 것을 확인할 수 있다.
그리고, 도 10a의 경우, 조리개(1000)의 구동원에 의해, 제1 가림막(1010) 및 제2 가림막(1020)도 함께 구동된다. 따라서, 구동원은 상황에 따라 조리개(1000), 제1 가림막(1010) 및 제2 가림막(1020)이 도 10a 및 도 10b 중 어느 한 상태로 배치되도록 조리개(1000), 제1 가림막(1010) 및 제2 가림막(1020)을 구동시킨다.
도 10a는 촬영을 위해 조리개(1000)가 사용된 조리개 사용 상태를 도시한 도면이다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 조리개(1000)만 사용된 상태를 유지하기 위해, 제1 가림막(1010) 및 제2 가림막(1020)은 제1 구멍(501) 및 제2 구멍(502)을 가린 상태가 되도록 배치된 것을 확인할 수 있다.
도 10b는 자동 초점 검출 기능을 수행하기 위해, 조리개(1000)가 동분할 상 태가 된 경우를 도시한 도면이다. 도 10b에 도시된 바와 같이, 제1 가림막(1010) 및 제2 가림막(1020)은 제1 구멍(501) 및 제2 구멍(502)을 가리지 않은 상태로 배치되는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 조리개(1000)는 폐쇄상태가 된 것을 확인할 수 있다. 이 상태에서, 입사된 빛은 제1 구멍(501)과 제2 구멍(502)을 통과하게 된다. 이와 같이, 조리개(1000), 제1 가림막(1010) 및 제2 가림막(1020)이 배치됨으로써, 조리개(1000)는 동분할부(500)의 기능을 함께 수행할 수 있게 된다.
이와 같이, 조리개(1000)는 조리개 사용 상태, 동분할 상태가 될 수 있다. 따라서, 동분할부(500)는 조리개와 일체형으로 배치되어 구동될 수 있다.
도 8a 내지 도 10b를 참고하여 설명한 바와 같이, 동분할부(500)는 ND 필터, 셔터, 및 조리개에 함께 또는 일체형으로 배치될 수 있다. 따라서, 촬영장치(100)는 별도의 초점 검출 장치가 추가되지 않더라도 동분할 방식의 자동 초점 조절 기능을 수행할 수 있게 된다.
본 실시예에서는, 동분할부(500)의 구멍이 2개인 것으로 한정하여 설명하였으나, 동분할부(500)의 구멍은 2개를 초과한 복수개가 될 수도 있음은 물론이다.
이 경우, 촬상부(120)는 초점 조절시에 동분할부(500)를 통해 분할된 복수개의 광속을 촬상하게 된다. 그리고, 연산부(550)는 동분할부(500)를 통과한 복수개의 광속이 촬상부(120)에서 촬상되어 출력된 합성 이미지 데이터를 기초로 초점 조절 상태를 연산하게 된다. 또한, 연산부(550)는 크기가 상이한 복수개의 구멍을 통과한 분할된 복수개의 광속의 광량을 기초로 하여, 초점 조절의 방향을 산출하게 된다.
한편, 본 실시예에서 촬영장치는 2가지 방식의 자동 초점 조절 기능을 함께 수행할 수 있는 기기라면 어느 것이라도 적용될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 촬영장치는 컴팩트 카메라, 비디오 카메라 등이 될 수 있음은 물론이다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 촬영장치의 상세한 구조를 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 자동 초점 조절 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 동분할 방식과 콘트라스트 방식을 함께 이용한 경우, 렌즈부의 초점 조절 경로를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 콘트라스트 방식만을 이용한 경우 렌즈부의 초점 조절 경로를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 동분할 방식의 자동 초점 검출기능을 구비한 촬영장치의 구조를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 동분할 방식 자동 초점 검출부의 구조를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 촬상부의 위치에 따라 맺히는 상의 모양을 비교하여 도시한 도면,
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른, ND 필터에 함께 장착된 동분할부를 도시한 도면,
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 동분할부가 일체형으로 배치된 셔터를 도시한 도면,
도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 동분할부가 일체형으로 배치된 조리개를 도시한 도면이다.

Claims (18)

  1. 제1 방식을 이용하여 자동 초점 검출기능을 수행하는 제1 자동초점 검출부;
    제2 방식을 이용하여 자동 초점 검출기능을 수행하는 제2 자동초점 검출부; 및
    특정 조건이 만족되면, 상기 제1 자동초점 검출부와 제2 자동초점 검출부를 함께 이용하여 초점이 조절되도록 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 특정 조건은,
    화각이 임계 화각 이하이고, 입사되는 빛의 광량이 임계 광량 이상인 조건이며,
    상기 제어부는,
    상기 입사되는 빛의 광량이 상기 임계 광량 미만이면, 상기 제2 자동초점 검출부만을 이용하여 초점이 조절되도록 제어하며,
    상기 제1 자동초점 검출부는 2개의 홀을 구비하며, 촬영렌즈를 통해 입사된 광속을 상기 홀을 통해 2개의 광속으로 분할하고, 상기 분할된 2개의 광속을 이용하여 초점을 조절하는 동분할 방식을 이용하여 초점을 조절하는 촬영장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 특정 조건이 만족되면, 상기 제1 자동초점 검출부를 이용하여 초점이 특정 범위 내로 조절되도록 제어한 후에 상기 제2 자동초점 검출부를 이용하여 초점이 미세조정되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 촬영장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 특정 범위는,
    디포커스(defocus)량이 임계 디포커스량 이하인 범위인 것을 특징으로 하는 촬영장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자동초점 검출부의 초점 검출 처리속도는 상기 제2 자동초점 검출부의 초점 검출 처리속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 촬영장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 자동초점 검출부는,
    콘트라스트 자동초점(contrast AF) 방식을 이용하여 초점을 조절하는 것을 특징으로 하는 촬영장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 특정 조건이 만족되지 않은 경우, 상기 제2 자동초점 검출부만을 이용하여 초점이 조절되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 촬영장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 특정 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 단계; 및
    특정 조건이 만족되면, 제1 방식의 자동 초점 검출방식 및 제2 방식의 자동 초점 검출방식을 함께 이용하여 초점을 조절하는 단계;를 포함하며,
    상기 특정 조건은,
    화각이 임계 화각 이하이고, 입사되는 빛의 광량이 임계 광량 이상인 조건이며,
    상기 초점을 조절하는 단계는,
    상기 입사되는 빛의 광량이 임계 광량 미만이면, 상기 제2 방식의 자동 초점 검출방식만을 이용하여 초점을 조절하며,
    상기 제1 방식의 자동 초점 검출방식은 구비된 2개의 홀을 통해 촬영렌즈로부터 입사된 광속을 2개의 광속으로 분할하고, 상기 분할된 2개의 광속을 이용하여 초점을 조절하는 동분할 방식을 이용하여 초점을 조절하는 자동 초점 조절방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 초점 조절단계는,
    상기 특정 조건이 만족되면, 상기 제1 방식의 자동 초점 검출방식을 이용하여 초점을 특정 범위 내로 조절하는 단계; 및
    상기 특정 범위 내로 초점이 조절된 후에, 상기 제2 방식의 자동 초점 검출방식을 이용하여 초점을 미세조정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 특정 범위는,
    디포커스(defocus)량이 임계 디포커스량 이하인 범위인 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 방식의 자동 초점 검출방식의 초점 검출 처리속도는 상기 제2 방식의 자동 초점 검출방식의 초점 검출 처리속도보다 빠른 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절방법.
  14. 삭제
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제2 방식의 자동 초점 검출방식은,
    콘트라스트 자동초점(contrast AF) 방식인 것을 특징으로 하는 자동 초점 조 절방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 특정 조건이 만족되지 않은 경우, 상기 제2 방식의 자동 초점 검출방식을 이용하여 초점을 조절하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 초점 조절방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
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