KR101316449B1 - 자동초점선택장치 및 그 동작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동초점선택장치 및 방법에 관한 것으로 필터설계툴을 사용하여 필터계수를 산출하고, 산출된 필터계수를 필터부의 필터계수레지스터에 셋팅(setting)하여 필터부를 구동한다. 렌즈의 이동이 있을 때마다 입력되는 신호가 상기 필터부를 통하여 필터링되고, 상기 필터링된 필터링값을 실시간으로 비교하여 가장 큰 값을 가질 때, 해당 렌즈 위치에서의 초점이 최적초점으로 설정되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 본 발명은 필터기능과 자동초점선택 알고리즘을 함께 사용함으로써 최적의 초점 선택을 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 알고리즘만으로 자동초점조절이 가능하므로 비용절감의 효과도 있다.

카메라, 자동 초점, 필터 설계

Description

자동초점선택장치 및 그 동작방법 {Apparatus for selecting automatic focus and method for operating the same}

도 1은 종래 자동초점선택장치의 블럭도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동초점선택장치의 블럭도이다.

도 3은 자동초점선택장치의 필터부의 필터계수레지스터 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동초점선택방법의 순서도이다.

본 발명은 자동초점선택장치와 방법에 관한 것이다.

근래 촬영 기능을 가진 카메라, 카메라폰, PDA 등(이하, ´촬상장치´라 함)은 촬영상의 편의제공을 위하여 자동으로 피사체가 선명하게 촬영되도록 초점을 피사체에 맞춰주는 오토 포커스 기능을 제공하고 있다.

일반적으로 적외선 등을 사용하여 촬상장치와 피사체간의 거리를 측정하고, 측정된 값에 대응하여 렌즈의 거리를 조절하는 액티브(active) 오토 포커스와 전용 센서(CCD/CMOS)를 사용하여 피사체의 콘트라스트 대비가 강한 곳을 찾아내어 초점을 조절하는 패시브(passive) 오토 포커스 및 피사체의 위상 차 간격을 이용하여 초점을 조절하는 오토 포커스를 사용한다.

최근에는 2가지 방식을 병행하여 사용하는 하이브리드방식이 주로 사용되고 있다.

도 1은 종래 자동초점선택장치의 블럭도이다.

피사체로부터 반사된 빛을 받아들이는 렌즈장치(100)와, 상기 렌즈장치를 움직이는 액츄에이터부(103)와, 상기 렌즈장치(100)를 통과한 빛을 전기신호로 변환하고 이를 다시 디지털신호로 변환하는 CCD제어부(105)와, 상기 CCD제어부(105)로부터 출력된 디지털신호를 입력받아 제어부(115)로 전달하는 필터부(110)와, 상기 필터부(110)로부터 신호를 입력받아 액츄에이터부(103)를 구동하여 렌즈장치(100)를 최적초점의 위치로 이동시키고, 상기 최적초점위치의 영상을 표시화면부(120)에 디스플레이하는 제어부(115)로 구성되어 있다.

이와 같은 종래의 자동초점선택장치의 상기 필터부(110)에는 필터 계수를 셋팅(setting)할 수 있는 필터계수레지스터(Filter coefficient register)가 있지만 디폴트값(default value)이 모두 ´0´이어서 필터 기능을 하지 않는 문제점이 있다. 또한, 상기 종래의 오토 포커스 방식들은 각각의 장비가 필요하기 때문에 원가 상승의 문제가 있다.

본 발명은 필터 설계를 이용한 자동초점선택을 위한 장치와 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 별도의 장비를 구비하지 않고 알고리즘을 사용하여 최적초점을 찾는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 피사체로부터 반사된 빛을 받아들이는 렌즈장치, 상기 렌즈장치를 통과한 빛을 전기신호로 변환하고 이를 다시 디지털신호로 변환하는 CCD제어부, 사용할 필터에 해당하는 필터파라미터를 입력하여 필터 계수를 산출하는 필터설계툴, 상기 CCD제어부로부터 출력된 디지털신호 중 특정 값을 필터링하는 필터부, 상기 필터부에서 필터링된 필터링 값을 임시로 저장하는 임시저장부, 상기 필터설계툴에서 산출된 필터 계수를 상기 필터부의 필터계수레지스터에 셋팅(setting)하고, 설정된 시간 동안 렌즈를 움직이며 입력되는 값을 필터링한 필터링 값을 임시저장부로 보낸 후, 상기 임시저장부로부터 이전 필터링 값을 가져와 현재 필터링 값과 실시간으로 비교하고 가장 큰 값을 선택하여 최적초점을 찾는 제어부를 포함한다.

상기 필터설계툴에 입력되는 필터파라미터는 필터종류, 노이즈(noise)와 떨림 및 왜곡수준, 대역구간을 포함한다.

본 발명은 설정 조건에 해당하는 필터파라미터가 선택되는 제 1단계와, 필터설계툴에 상기 필터파라미터가 입력되어 필터계수가 산출되는 제 2단계와, 상기 산 출된 필터계수가 필터부의 필터계수레지스터에 설정(setting)되는 제 3단계와, 렌즈의 이동이 있을 때마다 필터링되는 필터링 값 중에서 가장 큰 값을 가질 때, 해당 렌즈 위치에서의 초점이 최적초점으로서 설정되는 제 4단계를 포함한다.

또한, 상기 4단계는 렌즈의 이동에 따른 현재의 필터링값과 이전의 필터링값을 비교하는 단계, 현재의 필터링값이 이전의 필터링값 보다 크거나 같을 때, 또는 이전의 필터링값이 없으면 현재 초점 상태의 영상을 표시화면에 디스플레이하는 단계, 현재의 필터링값이 이전의 필터링값 보다 작으면 이전 초점 상태의 영상을 표시화면에 디스플레이하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 렌즈의 이동은 설정된 소정의 시간 동안 이루어지는 것을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 자동초점선택장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동초점선택장치의 블럭도이고, 도 3은 자동초점선택장치의 필터부의 필터계수레지스터를 나타내는 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이 자동초점선택장치는 렌즈장치(200)와, 액츄에이터부(203)와, CCD제어부(205)와, 필터설계툴(215)과, 필터부(210)와, 임시저장부 (230)와, 제어부(225) 그리고 표시화면부(220)를 포함한다.

상기 렌즈장치(200)는 피사체로부터 반사되는 빛을 받아들이고, 받아들인 빛은 상기 CCD제어부(205)에서 대응되는 전기신호로 변환되고, 이는 다시 디지털신호로 변환된다.

필터부(210)는 상기 CCD제어부(205)에서 출력되는 디지털신호를 입력받아 필터링하는 장치로서, 내부에는 도 3과 같은 11개의 필터계수레지스터가 구비된다. 상기 필터계수레지스터가 특정 필터계수로 셋팅됨으로써 상기 필터부(210)는 필터 기능을 하게 된다.

필터설계툴(215)은 상기 필터부(210)내의 필터계수레지스터에 셋팅될 필터 계수를 산출하는 기능을 수행한다. 상기 필터설계툴(215)은 다양한 시뮬레이션툴로 구현될 수 있다. 본 발명에서는 맷랩(matlab)내의 필터계수 산출 툴을 적용하였다. 예를 들어, 사용될 필터종류, 노이즈(noise)와 떨림 및 왜곡수준, 대역구간의 필터 파라미터가 상기 맷랩(matlab)내의 필터계수 산출 툴에 입력되어 구동되면 필터계수가 산출된다.

제어부(225)에서는 상기 액츄에이터부(203)를 구동하여 렌즈를 이동시키고, 렌즈의 이동이 있을 때마다 입력되는 영상신호를 상기 CCD제어부(205)에서 디지털신호로 변환하고, 변환된 디지털신호가 상기 필터부(210)에서 필터링되는 과정을 제어하고, 임시저장부(230)로부터 이전 필터링 값을 가져와 현재 필터링 값과 실시간으로 비교하고 가장 큰 값을 가질 때, 해당 렌즈 위치에서의 초점이 최적초점으로 설정된 후 그 최적초점상태의 영상을 상기 표시화면부(220)에 디스플레이한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동초점선택방법의 순서도이다.

순서도에 나타낸 바와 같이, 우선 설정할 필터조건에 해당하는 필터종류, 노이즈(noise)와 떨림 및 왜곡수준, 대역구간의 필터 파라미터가 선택된다(S401). 상 기 선택된 필터 파라미터가 필터설계툴에 입력되어 필터계수가 산출된다(S403). 상기 산출된 필터계수가 필터계수레지스터의 각 특성에 맞게 셋팅(setting)된다(S405).

카메라가 켜지면, 이와 동시에 렌즈 이동 시간을 설정한 타이머가 온(on)상태가 된다(S407). 렌즈가 이동을 하면서(S411) 현재의 영상신호를 읽어들이고, 상기 영상신호는 디지털신호로 변환되어 필터부에서 필터링된 후 임시저장부로 저장된다(S413). 이때, 실시간으로 제어부에서는 임시저장부로부터 이전의 필터링 값을 가져와 현재의 필터링 값과 비교 후(S415) 현재의 필터링 값이 이전의 필터링 값보다 크거나 같을 때, 또는 이전의 필터링 값이 없을 때는 현재의 필터링 값에 해당하는 렌즈 위치에서의 초점이 최적초점으로 설정되고, 설정된 최적초점의 영상을 표시화면부에 디스플레이한다(S419). 또한, 현재의 필터링 값 보다 이전의 필터링 값이 크면 이전의 필터링 값에 해당하는 렌즈 위치에서의 초점이 최적초점으로 설정되고, 설정된 최적초점의 영상을 표시화면부에 디스플레이한다(S417). 설정된 렌즈 이동 시간이 끝나면 렌즈 이동은 멈추게 되고, 설정된 타이머도 오프(off)상태로 된다(S420).

따라서, 렌즈가 이동하는 동안 입력되는 값을 필터를 사용하여 필터링한 후, 필터링된 값을 실시간으로 비교하여 가장 큰 값을 가질 때, 해당 렌즈 위치에서의 초점이 최적초점으로 설정된다.

상기 설명은 본 발명의 특정 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이 러한 특정 실시 예에 한정되지 않으며, 상술한 구체적인 실시 예로부터 다양한 변형이나 응용이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

본 발명은 필터설계툴을 이용하여 산출된 필터계수를 셋팅한 필터부와 자동초점선택 알고리즘을 함께 사용함으로써 최적의 초점 선택을 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 별도의 장비를 구비하지 않고 알고리즘만으로 자동초점조절이 가능하므로 비용절감의 효과도 있다.

Claims (5)

1. 피사체로부터 반사된 빛을 받아들이는 렌즈장치와,

   상기 렌즈장치를 통과한 빛을 전기신호로 변환하는 CCD제어부와,

   설정 조건에 해당하는 필터파라미터를 입력받아 필터 계수를 산출하는 필터설계툴과,

   상기 CCD제어부로부터 출력된 전기신호 중 특정 값을 필터링하는 필터부와,

   상기 필터부에서 필터링된 필터링 값을 임시로 저장하는 임시저장부와,

   상기 필터설계툴에서 산출된 필터 계수를 상기 필터부의 필터계수레지스터에 셋팅(setting)하고, 설정된 시간 동안 렌즈를 움직이며 입력되는 값을 필터링한 필터링 값을 임시저장부로 보낸 후, 상기 임시저장부로부터 이전 필터링 값을 가져와 현재 필터링 값과 비교하고, 가장 큰 값을 갖는 렌즈 위치에서의 초점을 최적초점으로 설정하는 제어부

   로 구성된 자동초점선택장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 필터설계툴에 입력되는 필터파라미터는 필터종류, 노이즈(noise)와 떨림 및 왜곡수준, 대역구간을 포함하는 자동초점선택장치.
3. 설정 조건에 해당하는 필터파라미터를 선택받는 제 1단계;

   필터계수가 산출되는 필터설계툴에 상기 필터파라미터가 입력되어 필터계수 가 산출되는 제 2단계;

   영상을 필터링하는 필터부의 필터계수레지스터에 상기 산출된 필터계수가 설정(setting)되는 제 3단계;

   렌즈의 이동이 있을 때마다 필터링되는 필터링 값 중에서 가장 큰 값을 가질 때, 해당 렌즈 위치에서의 초점이 최적초점으로서 설정되는 제 4단계

   로 이루어진 자동초점선택방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제 4단계는,

   렌즈의 이동에 따른 현재의 필터링값과 이전의 필터링값을 비교 하는 단계,

   현재의 필터링값이 이전의 필터링값 보다 크거나 이전의 필터링값이 없으면 현재 초점 상태의 영상을 표시화면에 디스플레이하는 단계,

   현재의 필터링값이 이전의 필터링값 보다 작으면 이전 초점 상태의 영상을 표시화면에 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 자동초점선택방법.
5. 제 3항에 있어서, 상기 렌즈의 이동은 미리 설정된 소정 시간 동안 이루어지는 것을 포함하는 자동초점선택방법.

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