KR101533275B1 - 촬상 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 본 촬영 전에 피사체로부터의 광을 확실하고 간결하게 측정하는 것이 가능한 촬상 장치에 관한 것이다.

본 발명은, 피사체로부터의 광이 입사되는 제1 입사부(101), 제1 입사부와는 상이한 경로로, 피사체로부터의 광이 입사되는 제2 입사부(114), 본 촬영 전에는 제2 입사부로부터 광이 입사되고, 본 촬영시에는 제1 입사부로부터 광이 입사되어 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기신호로 변환하는 광전변환소자(107) 및 본 촬영 전에 일면 측에서 제1 입사부로부터 입사된 광을 광전변환소자와 다른 방향으로 반사하고, 본 촬영 전에 일면 측과 반대면의 타면 측에서 제2 입사부로부터 입사된 광을 광전변환소자에 반사하는 도광 부재(105)를 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

촬상 장치{Photographing apparatus}

본 발명은 촬상 장치에 관한 것이다.

디지털 스틸 카메라(촬상 장치)에는, 예를 들어 퀵 리턴 미러(가동 반사 미러)를 구비하고, 촬영 전에는 결상 광학계로부터의 광을 파인더측으로 유도하는 일안 리플렉스 카메라와, 퀵 리턴 미러를 구비하지 않고, 촬영 전에도 결상 광학계에서 촬상소자(광전변환소자)로 광을 유도하는 콤팩트 카메라가 있다.

또한, 촬상 장치에는, 본 촬영 전 또는 본 촬영시에 포커스 제어나 노출 제어를 하는 것이 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 연사 모드로 포커스 제어와 노출 제어를 양립시키는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 반투과 미러로 반사한 광에 의해 피사체를 촬영하고, 동시에 촬영조건에 관한 정보를 검출하는 기술이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 3에는, 본 촬영 전의 라이브 뷰 표시시에 포커스 제어를 고속으로 행하는 기술이 개시되어 있다.

(특허문헌 1)일본특허공개 2008-52246호 공보

(특허문헌 2)일본특허공개 2008-14998호 공보

(특허문헌 3)일본특허공개 2007-310219호 공보

그런데, 디지털 일안 리플렉스 카메라에서는, 본 촬영 전에 렌즈 등으로 이루어진 결상 광학계로부터의 광은 퀵 리턴 미러(가동 반사 미러)에서 반사하여 파인더측으로 유도된다. 그 결과, 사용자는 파인더를 통과하여 피사체의 프레임을 확인할 수 있다. 그러나, 본 촬영 전, 퀵 리턴 미러는 이른바 미러 다운 상태에 있고, 피사체로부터의 광은 퀵 리턴 미러에서 차단되어 촬상소자(예를 들어, CCD센서, CMOS 센서 등)에 입사하는 일은 없었다. 그 때문에, 종래의 디지털 일안 리플렉스 카메라에서는, 콤팩트 카메라와 달리 본 촬영 전에 촬상소자에서 측광할 수 없었다.

또한, 디지털 일안 리플렉스 카메라에는, 퀵 리턴 미러의 배면측에 AF(auto focus) 센서용 서브 미러 등이 설치되고, 퀵 리턴 미러가 하프 미러인 것이 있다. 하프 미러를 투과한 피사체로부터의 광은 AF센서용 서브 미러에서 반사하여 AF센서측으로 유도된다. 그 결과, 미러 다운 상태에서 하프 미러를 투과한 피사체로부터의 광의 일부는 서브 미러에서 차단되어 촬상소자 측으로 유도되지 않는다. 그 때문에, 퀵 리턴 미러가 하프 미러여도 피사체 상 전부를 촬상소자로 유도할 수 없기 때문에, 본 촬영 전에 촬상소자로부터 출력되는 화상신호를 유효하게 이용할 수 없다는 문제가 있었다.

그 때문에, 종래의 디지털 일안 리플렉스 카메라에서는, 별도의 측광센서 등을 설치함으로써, 본 촬영 전에 노출 제어, 화이트 밸런스 제어를 하고 있었다. 또한, 촬영 후의 화상신호를 이용함으로써 촬영 후에 측광 또는 측색하고 있었다.

그래서, 본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명이 목적으로 하는 바는, 본 촬영 전에 피사체로부터의 광을 확실하고 간결하게 측정하는 것이 가능한 신규이고 개량된 촬상 장치를 제공하는 데에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 어떤 관점에 의하면, 피사체로부터의 광이 입사하는 제1 입사부; 상기 제1 입사부와는 상이한 경로로, 피사체로부터의 광이 입사하는 제2 입사부; 본 촬영 전에 상기 제2 입사부로부터 광이 입사하고, 본 촬영시에 상기 제1 입사부로부터 광이 입사하여 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기신호로 변환하는 광전변환소자; 및 상기 본 촬영 전에 일면 측에서 상기 제1 입사부로부터의 광을 상기 광전변환소자와 다른 방향으로 반사하고, 상기 본 촬영 전에 상기 일면 측과 반대면의 타면 측에서 상기 제2 입사부로부터의 광을 상기 광전변환소자로 반사하는 도광 부재를 가지는 촬상 장치가 제공된다.

이러한 구성에 의해, 제1 입사부에 피사체로부터의 광이 입사되고, 제1 입사부와 상이한 경로로 제2 입사부에 피사체로부터의 광이 입사된다. 도광 부재는, 본 촬영 전에 일면 측에서 제1 입사부로부터의 광을 광전변환소자와 다른 방향으로 반사한다. 또한, 도광 부재는, 본 촬영 전에 일면 측과 반대면의 타면 측에서 제2 입사부로부터의 광을 광전변환소자로 반사한다. 광전변환소자는, 본 촬영 전에 제2 입사부로부터 광이 입사하고, 본 촬영시에 제1 입사부로부터 광이 입사하여 본 촬영 전 및 본 촬영시에 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기신호로 변환한다.

상기 도광 부재는, 본 촬영 전에 제1 입사부와 상기 광전변환소자를 연결하는 광로 상에 위치하여 광로를 통과하는 광의 적어도 일부를 차단하고, 본 촬영시에는 이동하여 상기 광로를 통과하는 광을 광전변환소자 측으로 개방해도 된다. 이러한 구성에 의해, 본 촬영 전에 제1 입사부와 광전변환소자를 연결하는 광로를 통과하는 광의 적어도 일부는 도광 부재에서 차단되고, 제1 입사부로부터의 광의 적어도 일부는 본 촬영 전에 광전변환소자에 도달하지 않는다. 또한, 본 촬영시에 도광 부재가 이동됨으로써, 제1 입사부와 광전변환소자를 연결하는 광로를 통과하는 광은 광전변환소자에 도달한다.

상기 도광 부재는, 본 촬영 전에 일면 측에서 제1 입사부로부터의 광을 파인더 측으로 반사하는 가동 반사 미러일 수 있다. 이러한 구성에 의해, 도광 부재로서의 가동 반사 미러의 일면 측에 의해 본 촬영 전의 제1 입사부로부터의 광은 파인더 측으로 반사된다.

상기 도광 부재는, 광의 반사기능 또는 광의 굴절기능을 가진 광학소자를 더 가져도 된다. 이러한 구성에 의해, 도광 부재에 포함되는 광의 반사기능 또는 광의 굴절기능을 가진 광학소자는, 본 촬영 전에 일면 측에서 제1 입사부로부터의 광을 광전변환소자와 다른 방향으로 반사한다. 또한, 도광 부재에 포함되는 광의 반사기능 또는 광의 굴절기능을 가진 광학소자는, 본 촬영 전에 일면 측과 반대면의 타면 측에서 제2 입사부로부터의 광을 광전변환소자로 반사한다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 관점에 의하면, 피사체로부터의 광이 입사하는 제1 입사부, 제1 입사부와는 상이한 경로로, 피사체로부터 의 광이 입사하는 제2 입사부, 본 촬영 전에 제2 입사부로부터 광이 입사하고, 본 촬영시에 제1 입사부로부터 광이 입사하여 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기신호로 변환하는 광전변환소자, 본 촬영 전에 제2 입사부에서 광전변환소자로 광을 유도하는, 일단부에서 타단부로 광을 전달하는 광전달 부재를 가지는 촬상 장치가 제공된다.

이러한 구성에 의해, 제1 입사부에 피사체로부터의 광이 입사되고, 제1 입사부와 상이한 제2 입사부에 피사체로부터의 광이 입사된다. 광전달 부재는, 일단부에서 타단부로 광을 전달하여 본 촬영 전에 제2 입사부로부터의 광을 광전변환소자로 유도한다. 광전변환소자는, 본 촬영 전에 제2 입사부로부터 광이 입사하고, 본 촬영시에 제1 입사부로부터 광이 입사하여 본 촬영 전 및 본 촬영시에 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기신호로 변환한다.

상기 본 촬영 전에 광전변환소자가 제2 입사부로부터의 광에 의해 생성한 전기신호에 기초하여 노광 제어 또는 화이트 밸런스 제어를 수행하는 제어부를 가질 수 있다. 이러한 구성에 의해, 본 촬영 전에 광전변환소자가 제2 입사부로부터의 광에 의해 생성한 전기신호에 기초하여 노광 제어 또는 화이트 밸런스 제어가 수행된다.

상기 본 촬영 전에 광전변환소자가 제2 입사부로부터의 광에 의해 생성한 전기신호에 기초하여 포커스 제어를 수행하는 포커스 제어부를 가질 수 있다. 이러한 구성에 의해, 본 촬영 전에 전기신호가 광전변환소자에 있어서 제2 입사부로부터의 광에 의해 생성되고, 생성된 전기신호에 기초하여 포커스 제어가 수행된다.

상기 제2 입사부는, 제1 입사부의 화각에 따라 제2 입사부에서 광전변환소자로 입사하는 광의 범위를 변화시킬 수 있다. 이러한 구성에 의해, 제2 입사부에서 광전변환소자로 입사하는 광의 범위가 제1 입사부의 화각에 따라 변화한다.

상기 제2 입사부는 렌즈를 가지고, 본 촬영 전에 광전변환소자가 제2 입사부로부터의 광에 의해 생성한 전기신호에 기초한 화상신호에 의해 화상을 표시부에 표시하는 표시 제어부를 가질 수 있다. 이러한 구성에 의해, 본 촬영 전에 전기신호가 광전변환소자에 있어서 제2 입사부로부터의 광에 의해 생성되고, 생성된 전기신호에 의한 화상신호가 생성된다. 그리고, 생성된 화상신호에 기초한 화상이 표시부에 표시된다.

본 발명에 의하면, 본 촬영 전에 피사체로부터의 광을 확실하고 간결하게 측정할 수 있다.

이하에 첨부도면을 참조하면서, 본 발명의 매우 적합한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다. 또, 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능구성을 가지는 구성요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복설명을 생략한다.

(일 실시예의 구성)

우선, 본 발명의 일 실시예에 관한 촬상 장치(100)의 구성에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시예에 관한 촬상 장치(100)를 나타내는 블록도이다. 촬상 장치(100)는, 예를 들어 디지털 일안 리플렉스 카메라이다.

촬상 장치(100)는, 예를 들어 결상 광학계(101), 퀵 리턴 미러(105), 셔터(106), CMOS 센서(107), 화상 입력 컨트롤러(110), AF센서(111), 서브 렌즈(114), 서브 미러(115), DSP/CPU(120), CPU(130), 조작 부재(135), 드라이버(141, 143, 145), 모터(142, 144, 146), 화상신호 처리회로(152), 압축 처리회로(154), LCD 드라이버(156), LCD(158), VRAM(162), SDRAM(164), 미디어 컨트롤러(166), 기록 미디어(168) 등으로 이루어진다.

결상 광학계(101)는, 예를 들어 줌 렌즈(102), 조리개(103), 포커스 렌즈(104) 등으로 이루어진다. 결상 광학계(101)는 외부의 광을 CMOS 센서(107)에 결상시키는 광학계 시스템으로서, 피사체로부터의 광을 CMOS 센서(107)까지 투과시킨다. 줌 렌즈(102)는 초점거리를 변화시켜 화각을 바꾸는 렌즈이다. 줌 렌즈(102)는 사용자에 의해 화각이 조절되어도 되고, 도시하지 않은 모터 및 드라이버에 의해 제어되어도 된다. 조리개(103)는 투과하는 광량을 조절하는 기구로서, 모터(142)에 의해 구동된다. 포커스 렌즈(104)는, 광축 방향으로 이동함으로써 CMOS 센서(107)의 촬상면에 피사체 상을 합초시킨다. 포커스 렌즈(104)는 모터(144)에 의해 구동된다. 모터(142, 144)는 각각 드라이버(141, 143)로부터 구동신호를 받아 구동한다.

퀵 리턴 미러(105)는, 입사광을 반사하면서 입사광의 일부를 투과시키는 하프 미러 부재(105A)와, 하프 미러 부재(105A)의 배면(CMOS 센서(107))측에 설치된 AF용 서브 미러(105B) 등으로 이루어진다(도 2 참조). 퀵 리턴 미러(105)는, 본 촬영 전, 도 2에 나타내는 바와 같이 이른바 미러 다운 상태에 있고, 결상 광학 계(101)와 CMOS 센서(107)를 연결하는 광로 상에 배치되어 광로를 차단하고 있다. 또한, 퀵 리턴 미러(105)의 하프 미러 부재(105A)는, 본 촬영 전, 결상 광학계(101)로부터의 광을 파인더(148) 측으로 반사한다(도 2 참조). 또, 퀵 리턴 미러(105)의 AF용 서브 미러(105B)는, 본 촬영 전, 하프 미러 부재(105A)를 투과한 광을 AF센서(111) 측으로 반사한다.

퀵 리턴 미러(105)는, 본 촬영시, 도 3에 나타내는 바와 같이 이른바 미러 업하여 결상 광학계(101)와 CMOS 센서(107)를 연결하는 광로를 개방하고, 피사체로부터의 광을 CMOS 센서(107)에 도달시킨다.

셔터(106)는 메카니컬 셔터로서, 본 촬영시는 CMOS 센서(107)에 광이 닿도록 결상 광학계(101)와 CMOS 센서(107)를 연결하는 광로를 개방하고, 비촬영시에는 광을 차단한다. 셔터(106)는 CMOS 센서(107)의 노광시간을 제어한다. 퀵 리턴 미러(105) 및 셔터(106)는 모터(146)에 의해 구동되어 연동한다. 모터(146)는 드라이버(145)로부터 구동신호를 받아 구동한다.

CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서(107)는 촬상소자의 일 예로서, 결상 광학계(101)를 투과하여 입사한 광 정보를 전기신호로 광전변환하는 복수의 광전변환소자로 구성된다. 각 광전변환소자는 광량에 따른 전기신호를 생성한다. 또, 촬상소자는 CMOS 센서에 한정되지 않고, CCD(charge coupled device)센서 등을 적용할 수 있다. 이때, 셔터(106)가 아니라 전자 셔터(도시생략)를 적용해도 된다. 또, 셔터(106) 또는 전자 셔터의 동작은 DSP/CPU(120)에 접속된 셔터 버튼(조작 부재(135))의 스위치에 의해 행해진다.

CMOS 센서(107)는 CDS/AMP부(108), A/D변환부(109)를 더 가진다. CDS/AMP부(상관 이중 샘플링 회로(correlated double sampling)/증폭기(amplifier))(108)는, CMOS 센서(107)로부터 출력된 전기신호에 포함되는 저주파 잡음을 제거함과 동시에, 전기신호를 임의의 레벨까지 증폭한다. A/D변환부(109)는, CDS/AMP부(108)로부터 출력된 전기신호를 디지털 변환하여 디지털 신호를 생성한다. A/D변환부(109)는, 생성한 디지털 신호를 화상 입력 컨트롤러(110)에 출력한다.

화상 입력 컨트롤러(110)는, A/D변환부(109)로부터 출력된 디지털 신호에 대해 처리를 하여 화상처리가 가능하게 되는 화상신호를 생성한다. 화상 입력 컨트롤러(110)는, 생성한 화상신호를 예를 들어 화상신호 처리회로(152)에 출력한다. 또한, 화상 입력 컨트롤러(110)는 SDRAM(164)에의 화상 데이터의 판독/기입을 제어한다.

AF센서(111)는, 예를 들어 복수의 광전변환소자가 1차원 방향으로 배치된 라인 센서이다. AF센서(111)는, 본 촬영 전에 퀵 리턴 미러(105)의 AF용 서브 미러(105B)로부터 광을 받아 광량에 따른 전기신호를 생성한다. AF센서(111)는, 생성한 전기신호를 CPU(130)에 출력한다. AF센서(111)는 CDS/AMP부(112), A/D변환부(113)를 더 가진다.

서브 렌즈(114)는 촬상 장치(100) 본체에 설치되고, 본 촬영 전에 외부의 광을 CMOS 센서(107) 측으로 이끈다. 서브 미러(115)는 서브 렌즈(114)로부터 광을 받아 퀵 리턴 미러(105)로 광을 반사한다.

DSP/CPU(120), CPU(130)는 프로그램에 따라 연산처리장치 및 제어장치로서 기능하고, 촬상 장치(100) 내에 설치된 각 구성요소의 처리를 제어한다. CPU(130)는 본 촬영 전 및 본 촬영시에 주로 동작하고, DSP/CPU(120)는 촬영 후에 주로 동작한다.

CPU(130)는, 예를 들어 포커스 제어나 노출 제어에 기초하여 드라이버(141, 143, 145)에 신호를 출력하여 결상 광학계(101), 퀵 리턴 미러(105), 셔터(106)를 구동시킨다. 또한, CPU(130)는 조작 부재(135)로부터의 신호에 기초하여 촬상 장치(100)의 각 구성요소를 제어한다. DSP/CPU(120)는 촬영에 의해 취득된 화상신호에 대한 화상처리 등을 제어한다.

또, 본 실시예에서는, DSP/CPU(120), CPU(130)가 각각 하나만으로 이루어진 구성인데, 신호계의 명령과 조작계의 명령을 각각의 CPU에서 행하는 등 복수의 CPU로 구성되어도 된다.

DSP/CPU(120)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 타이밍 발생부(121), 적정AWB 산출부(122), 화상처리 선택부(123), SIO(124) 등을 가진다. CPU(130)는, 예를 들어 화상 입력 컨트롤러(131), AF연산 제어부(132), AE연산 제어부(133), GUI 관리부(134), SIO(136) 등을 가진다.

타이밍 발생부(121)는, CMOS 센서(107)나 CDS/AMP부(108)에 타이밍 신호를 출력하고, CMOS 센서(107)를 구성하고 있는 각 광전변환소자의 전하의 판독제어를 수행한다.

적정AWB 산출부(122)는, CMOS 센서(107)에서 수광한 피사체 상에 따른 화상신호의 색정보에 기초하여 WB제어값을 산출한다. 적정AWB 산출부(122)는, 예를 들 어 피사체에 따른 적정한 화이트 밸런스(WB)가 얻어지도록 WB제어값을 산출한다. 적정AWB 산출부(122)는 산출한 WB제어값을 화상신호 처리회로(152)에 보낸다.

화상처리 선택부(123)는, 화상신호에 대한 감마보정, 윤곽 강조처리 등의 화상처리를 할지 여부를 선택하거나, 각 화상처리에 필요한 파라미터를 설정한다. 화상처리 선택부(123)는, 선택결과나 설정한 파라미터를 화상신호 처리회로(152)에 보낸다.

화상 입력 컨트롤러(131)는, A/D변환부(113)로부터 출력된 디지털 신호에 대해 처리를 하여 포커스 제어가 가능하게 되는 신호를 생성한다. 화상 입력 컨트롤러(131)는 생성한 신호를 예를 들어 AF연산 제어부(132)에 출력한다.

AF연산 제어부(132)는, 포커스 제어 개시의 조작신호를 받으면, 포커스 렌즈(104)를 일 방향으로 이동하는 제어신호를 생성하여 생성한 제어신호를 드라이버(143)에 출력한다.

AF연산 제어부(132)는, AF(auto focus: 자동초점)평가값을 산출하고, 또 AF 평가값에 기초하여 포커스 렌즈(104)의 합초 위치를 산출한다. 또, AF 평가값은 AF센서(111)로부터 출력된 신호의 휘도값에 기초하여 산출된다.

AF연산 제어부(132)는, 산출의 결과 얻어진 합초 위치를 제어신호로서 드라이버(143)에 출력한다. 드라이버(143)는, AF연산 제어부(132)로부터 받은 제어신호에 기초하여 구동신호를 생성한다. 드라이버(143)는 생성한 구동신호를 모터(144)에 보낸다.

AE연산 제어부(133)는, AE(auto exposure: 자동노광)평가값을 산출하고, 산 출한 AE 평가값에 기초하여 조리개(103)의 조리개 양이나 셔터(106)의 셔터속도를 산출한다. 또, AE 평가값은 CMOS 센서(107)의 휘도값에 기초하여 산출된다. AE연산 제어부(133)는, 산출한 조리개 양이나 셔터속도를 각각 제어신호로서 드라이버(141, 145)에 출력한다. 드라이버(141, 145)는, AE연산 제어부(133)로부터 받은 제어신호에 기초하여 구동신호를 생성한다. 드라이버(141, 145)는 생성한 구동신호를 모터(142, 146)에 보낸다.

GUI 관리부(134)는, LCD(158)에 표시되는 화상의 썸네일 화면이나 촬상 장치(100)의 조작을 위한 메뉴화면 등의 GUI(graphic user interface)를 관리한다. GUI 관리부(134)는, 예를 들어 조작 부재(135)로부터의 조작신호를 받아 조작신호에 기초한 제어신호를 LCD 드라이버(156)에 보낸다.

SIO(124, 136)는 서로 신호의 입출력을 행하는 입출력 인터페이스이다.

조작 부재(135)는, 예를 들어 촬상 장치(100)에 설치된 상하좌우 키, 전원 스위치, 모드 다이얼, 셔터 버튼 등이다. 조작 부재(135)는, 사용자에 의한 조작에 기초하여 조작 신호를 CPU(130) 등에 보낸다. 예를 들어, 셔터 버튼은 사용자에 의한 반가압, 전가압, 해제가 가능하다. 셔터 버튼은 반가압되었을 때 포커스 제어 개시의 조작신호를 출력하고, 반가압 해제로 포커스 제어가 종료된다. 또한, 포커스 버튼은 전가압 되었을 때 촬영개시의 조작신호를 출력한다.

화상신호 처리회로(152)는, 화상 입력 컨트롤러(110)로부터 화상신호를 받고, WB제어값, γ값, 윤곽강조 제어값 등에 기초하여 화상 처리된 화상신호를 생성한다. 압축 처리회로(154)는 압축처리 전의 화상신호를 받아, 예를 들어 JPEG 압축 형식 또는 LZW 압축형식 등의 압축형식으로 화상신호를 압축처리한다. 압축 처리회로(154)는, 압축처리에서 생성한 화상 데이터를 예를 들어 미디어 컨트롤러(166)에 보낸다.

LCD 드라이버(156)는, 예를 들어 VRAM(162)으로부터 화상 데이터를 받아 LCD(liquid crystal display: 액정화면)(158)에 화상을 표시한다. LCD(158)는 촬상 장치(100) 본체에 설치된다. LCD(158)가 표시하는 화상은, 예를 들어 VRAM(162)으로부터 판독된 촬영 전의 화상(라이브 뷰 표시), 촬상 장치(100)의 각종 설정화면이나 촬상하여 기록된 화상 등이다. 또, 본 실시예에서는, 표시부로서 LCD(158), 표시구동부로서 LCD 드라이버(156)로 하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않고, 예를 들어 유기EL 디스플레이, 그 표시 구동부 등일 수 있다.

VRAM(video RAM)(162)은 화상 표시용의 메모리로서, 복수의 채널을 가진다. VRAM(162)은, SDRAM(164)으로부터의 화상 표시용의 화상 데이터의 입력과 LCD 드라이버(156)에의 화상 데이터의 출력을 동시에 실행할 수 있다. LCD(158)의 해상도나 최대 발색수는 VRAM(162)의 용량에 의존한다.

SDRAM(synchronous DRAM)(164)은 메모리의 일례로서, 촬영한 화상의 화상 데이터를 일시적으로 저장한다. SDRAM(164)은 복수의 화상의 화상 데이터를 기억할 수 있는 기억용량을 가지고 있다. 또한, SDRAM(164)은 DSP/CPU(120)의 동작 프로그램을 저장한다. SDRAM(164)에의 화상의 판독/기입은 화상 입력 컨트롤러(110)에 의해 제어된다.

미디어 컨트롤러(166)는, 기록 미디어(168)에의 화상 데이터의 기입 또는 기록 미디어(168)에 기록된 화상 데이터나 설정정보 등의 판독을 제어한다. 기록 미디어(168)는, 예를 들어 광디스크(CD, DVD, 블루레이 디스크 등), 광자기 디스크, 자기 디스크, 반도체 기억매체 등으로, 촬영된 화상 데이터를 기록한다. 미디어 컨트롤러(166), 기록 미디어(168)는 촬상 장치(100)로부터 착탈 가능하게 구성되어도 된다.

또, 촬상 장치(100)에서의 일련의 처리는 하드웨어로 처리해도 되고, 컴퓨터 상의 프로그램에 의한 소프트웨어 처리로 실현해도 된다.

(일 실시예의 내부구성 및 그 동작)

다음에, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 본 실시예에 관한 촬상 장치(100)의 내부구성 및 그 동작에 대해서 설명한다. 도 2 및 도 3은 본 실시예에 관한 촬상 장치(100)를 나타내는 단면도이다. 도 2는 퀵 리턴 미러(105)가 미러 업한 상태(이하, 「미러 업 상태」라고도 함)이고, 도 3은 퀵 리턴 미러(105)가 미러 다운한 상태(이하, 「미러 다운 상태」라고도 함)이다. 도 4는 본 실시예에 관한 CMOS 센서(107)의 촬상면을 나타내는 정면도로서, 피사체로부터의 광의 입사측에서 본 도면이다. 도 5는 퀵 리턴 미러(105)의 하프 미러 부재(105A)를 나타내는 배면도로서, CMOS 센서(107) 측에서 본 도면이다.

촬상 장치(100)는, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 결상 광학계(101), 퀵 리턴 미러(105), CMOS 센서(107), AF센서(111), 서브 렌즈(114), 서브 미러(115), 서브 렌즈용 차광판(116), 펜타프리즘(147), 파인더(148)를 가진다.

결상 광학계(101)는, 촬상 장치(100)의 본체에 대해 착탈 가능한 구성을 가 지고 있다. 결상 광학계(101)와 촬상 장치(100) 본체는 접속부(140)로 접속된다. 결상 광학계(101)가 분리된 상태에서는, 접속부(140)가 피사체로부터의 광이 입사하는 제1 입사부라고 할 수 있다. 결상 광학계(101)가 촬상 장치(100) 본체에 장착된 상태에서는, 결상 광학계(101)가 제1 입사부이다.

퀵 리턴 미러(105)는 하프 미러 부재(105A), AF용 서브 미러(105B), 힌지(105C)로 이루어진다. 하프 미러 부재(105A), AF용 서브 미러(105B)는, 예를 들어 단부에서 힌지(105C)에 고정되고, 힌지(105C)를 중심으로 회동한다. 퀵 리턴 미러(105)는, 결상 광학계(101)로부터 CMOS 센서(107)를 연결하는 광로 상에 배치된다.

하프 미러 부재(105A)는, 입사한 광의 일부를 반사하거나 투과한다. 하프 미러 부재(105A)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 미러 다운 상태에서는, 광로(P)에서 나타내는 바와 같이 결상 광학계(101)로부터의 광을 펜타프리즘(147) 측으로 반사한다. 또한, 하프 미러 부재(105A)는, 미러 다운 상태에서 광로(R)에서 나타내는 바와 같이 피사체로부터의 광을 AF용 서브 미러(105B) 측으로 투과한다.

또한, 하프 미러 부재(105A)의 배면에는, 도 5에 나타내는 바와 같이 미러 피막면(22)이 형성되어 있다. 미러 피막면(22)은 도광 부재의 일례로서, 입사한 광을 투과시키지 않고 반사만 시키는 경면이다. 하프 미러 부재(105A)의 배면의 미러 피막면(22) 이외의 영역(21)은, 미러 피막이 되지 않아 하프 미러 성능을 가지고 있다. 하프 미러 부재(105A)의 미러 피막면(22)은, 도 2에 나타내는 바와 같이 미러 다운 상태에서, 광로(Q)에서 나타내는 바와 같이 서브 미러(115)에서 반사한 서 브 렌즈(114)로부터의 광을 CMOS 센서(107) 측으로 반사한다.

AF용 서브 미러(105B)는, 미러 다운 상태에서 하프 미러 부재(105A) 측에서 입사한 광을 AF센서(111) 측으로 반사한다.

미러 업한 상태에서는, 하프 미러 부재(105A) 및 AF용 서브 미러(105B)는 모두 하단부가 촬상 장치(100)의 상측으로 이동하고, 결상 광학계(101)에서 CMOS 센서(107)로의 광로(S)가 개방되어 피사체로부터의 광이 결상 광학계(101)에서 직접 CMOS 센서(107)로 도달한다.

CMOS 센서(107)는, 미러 다운 상태에서는 하프 미러 부재(105A)의 미러 피막면(22)에서 반사되고, AF용 서브 미러(105B)를 회피한 광로(Q)의 광을 수광한다. 광로(Q)의 광은 서브 렌즈(114)로부터 유도된 광으로서, CMOS 센서(107)의 촬상면에서 도 4에 나타내는 이미지 서클(12)로서 결상된다. 이미지 서클(12)은 CMOS 센서(107)의 전면이 아니라 CMOS 센서(107)의 일부 영역에서 결상된다. 이에 의해, 미러 다운 상태에서도 CMOS 센서(107)에 피사체 상을 결상시킬 수 있다.

CMOS 센서(107)는, 미러 업 상태에서는 결상 광학계(101)로부터 유도된 광로(S)의 광을 수광한다. 광로(S)의 광은 CMOS 센서(107)의 촬상면에서 도 4에 나타내는 촬상영역(11)으로 결상한다. 결상 광학계(101)를 개재하여 입사한 피사체로부터의 광이 촬상영역(11)에서 결상됨으로써, 피사체를 촬영할 수 있다.

AF센서(111)는, 미러 다운 상태에서는 AF용 서브 미러(105B)로부터 유도된 광로(R)의 광을 받는다. 광로(R)의 광은, 상술한 광로(Q)와 겹치는 일은 없다. AF센서(111)는, 광로(R)의 광에 기초하여 포커스 제어를 위한 연산 또는 제어를 한 다.

서브 렌즈(114)는, 피사체로부터의 광을 받아 서브 미러(115) 측으로 광을 도입한다. 미러 다운 상태에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 도 3과 달리 서브 렌즈용 차광판(116)이 개방되어 있다. 따라서, 서브 렌즈(114)로부터의 광은 서브 미러(115)에 도달하여 퀵 리턴 미러(105)나 CMOS 센서(107) 측으로 이끌린다.

한편, 미러 업 상태에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이 서브 렌즈용 차광판(116)이 차단하여, 서브 렌즈(114)로부터의 광은 서브 미러(115)에 도달하지 않고 광로(T)와 같이 차단된다. 따라서, 미러 업 상태에서는, CMOS 센서(107)에는 결상 광학계(101)로부터의 광만이 도달한다.

서브 렌즈(114)는, 미러 다운 상태에서 피사체 상을 CMOS 센서(107)의 촬상면에 합초시킬 수 있다. 이에 의해, 촬상 장치(100)가 일안 리플렉스 카메라이어도 본 촬영 전에 LCD(158)에 피사체 상을 라이브 뷰 표시할 수 있다.

또한, 서브 렌즈(114)는, 결상 광학계(101)의 화각에 맞추어 구동하고, 미러 다운 상태에서 CMOS 센서(107)의 촬상 범위를 조정할 수 있다. 이에 의해, 본 촬영 전에 본 촬영에 필요한 피사체의 광 정보를 보다 정확하게 취득할 수 있다. 예를 들어, 종래의 일안 리플렉스 카메라가 구비하고 있는 AE(auto exposure)센서를 생략할 수 있다. 또, 서브 렌즈(114)가 구동하여 광학적으로 촬상 범위를 조정하는 것이 아니라, CMOS 센서(107)가 결상 광학계(101)의 화각에 맞추어 추출하는 신호를 선택하여 촬상 범위를 조정할 수 있다.

서브 미러(115)는 도광 부재의 일례로서, 미러 다운 상태에서 서브 렌 즈(114)로부터의 광을 퀵 리턴 미러(105) 측으로 반사한다. 또, 본 실시예에서는, 서브 미러(115)가 설치되는 경우에 대해서 설명하였지만, 다른 광학소자일 수 있고, 프리즘 등이 설치될 수도 있다. 서브 렌즈용 차광판(116)은, 미러 다운 상태에서 서브 렌즈(114)로부터의 광을 광로(Q)와 같이 개방하고, 미러 업 상태에서 서브 렌즈(114)로부터의 광을 광로(T)와 같이 차단한다.

펜타프리즘(147)은, 미러 다운 상태에서 퀵 리턴 미러(105)로부터 광을 받아 광을 반사시키고, 파인더(148)로 광을 광로(P)와 같이 유도한다. 파인더(148)는 미러 다운 상태에서 피사체의 프레이밍(framing)을 확인할 수 있다.

(일 실시예의 촬영처리동작)

다음으로, 도 6을 참조하여 본 실시예의 촬상 장치(100)의 촬영처리동작에 대해서 설명한다. 도 6은 본 실시예의 촬상 장치(100)의 촬영처리동작을 나타내는 플로우차트이다.

우선, 촬상 장치(100)는 전원 ON에 의해 구동을 개시한다(단계 S101). 또한, CMOS 센서(촬상소자)(107)가 슬립(대기)상태가 된다(단계 S102). 사용자에 의해 셔터 버튼이 반가압될 때까지, CMOS 센서(107)는 대기상태를 계속하고 있다(단계 S103).

사용자에 의해 셔터 버튼이 반가압되면(단계 S103), AF센서(111) 및 AF연산 제어부(132)는 포커스 제어를 위한 AF측거(단계 S104)를 개시한다.

또한, 단계 S104와 동시에 CMOS 센서(107)가 구동하여(단계 S105), 서브 렌즈(114)로부터의 광을 도 4에 도시된 측광영역(13)에서 수광한다. CMOS 센서(107) 가 측광영역(13)에 해당하는 데이터를 취득하면(단계 S106), 촬상 장치(100)는 자동 노출 제어(AE), 화이트 밸런스 제어(AWB)를 위한 통계처리를 한다(단계 S106). 이에 의해, 본 촬영 전에 자동노출이나 화이트 밸런스 제어를 위한 제어값을 취득할 수 있다.

상기 통계처리는, 셔터 버튼이 계속 반가압되고 있는 동안에 반복된다(단계 S108). 셔터 버튼의 반가압이 해제되면, 촬상 장치(100)의 전원 온 직후의 상태로 되돌아간다.

한편, 사용자에 의해 셔터 버튼이 전가압되면, 본 촬영동작으로 이행한다(단계 S109). 우선, 퀵 리턴 미러(가동 반사 미러)(105)가 AF용 서브 미러(105B)와 함께 미러 업한다(단계 S110). 그리고, 서브 렌즈용 차광판(116)이 광로를 차단하고(단계 S111), CMOS 센서(107)는 노광 처리를 한다(단계 S112).

노광 완료 후, 촬상 장치(100)는 캡처 데이터를 취득하고(단계 S113), 캡처 시에 자동노출이나 화이트 밸런스 제어를 위한 제어값에 기초하여 노출 제어나 화이트 밸런스 제어를 한다(단계 S114). 또한, 퀵 리턴 미러(105)는 AF용 서브 미러(105B)와 함께 미러 다운하고(단계 S115), 서브 렌즈용 차광판(116)은 광로를 해방한다(단계 S116). 그 후, 촬상 장치(100)는 초기상태로 복귀한다.

단계 S114에서의 노출 제어, 화이트 밸런스 제어는, 본 촬영 전의 CMOS 센서(107)에서의 측광 데이터나 본 촬영에 의해 취득된 화상 데이터로부터 산출된 제어값에 기초하여 행해진다.

또, 상기 도 6에 나타낸 동작에서는, AF측거와 측광영역(13)의 데이터 취득 은 관련성이 없지만, 본 실시예는 이러한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 측광영역(13)에서 취득된 데이터가 환경광의 측광결과 또는 측색 데이터일 때, 포커스 렌즈(104)의 구동 시퀀스를 변화시킨다고 할 수도 있다. 구체적으로는, BV값이 10이상이고, 색온도가 5000~6000K이면, 옥외의 풍경촬영일 가능성이 높기 때문에, 포커스 렌즈(104)가 무한원에서 포커싱을 한다고 할 수도 있다. 이에 의해 합초할 때까지의 시간을 단축할 수 있다.

또한, CMOS 센서(107)를 사용하여 측광하기 때문에, 본 촬영 전에 피사체의 색정보를 취득할 수 있다. 따라서, 화이트 밸런스 제어에 의해 촬영상태가 옥내인지 또는 옥외인지를 추측할 수 있다. 본 실시예에서는, 그 결과에 기초하여 포커스 제어를 위한 AF센서(111)의 다이나믹 레인지를 조정할 수도 있다.

상기와 같이, 본 실시예에 의하면, 본 촬영시에 피사체 상을 전기신호로 변환하는 광전변환소자 외에 다른 센서를 설치하지 않고 본 촬영 전에 피사체로부터의 광을 측정할 수 있으며, 피사체의 광정보(휘도정보, 색정보)를 취득할 수 있다. 특히, CMOS 센서(107)를 사용하기 때문에, 본 촬영 전에도 노출 제어, 화이트 밸런스 제어에 관한 통계처리를 할 수 있다. 그 결과, 촬상 장치(100)에서의 노출 제어, 화이트 밸런스 제어의 성능을 향상시킬 수 있다.

예를 들어, 종래의 디지털 일안 리플렉스 카메라에서는, 본 촬영 전에 CMOS 센서를 사용할 수 없었기 때문에, 본 촬영에서 취득된 화상 데이터에만 기초하여 화이트 밸런스 제어를 하고 있었지만, 본 실시예에 의하면, 본 촬영 전의 프레이밍(framing) 중의 화상 데이터를 이용한 처리를 할 수 있다.

이상, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 매우 적합한 실시예에 대해서 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자이면, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서 각종의 변경예 또는 수정예에 도달할 수 있는 것은 명백하고, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.

예를 들어, 상기 실시예에서는, 제2 입사부는 렌즈 기능을 가지는 서브 렌즈(114)라고 하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 제2 입사부는 피사체로부터의 광이 입사하면 되고, 유리판이나 플라스틱판과 같이 평판형상의 투명부재라고 해도 된다. 이 경우에서도, 본 촬영 전의 미러 다운 상태에서 CMOS 센서(107)가 피사체로부터의 광을 수광할 수 있으면, 본 촬영시의 피사체의 광정보를 취득할 수 있다.

또한, 제2 입사부는 일단부에서 타단부로 광을 전달하는 광전달 부재, 예를 들어 광파이버일 수도 있다. 이에 의해, 촬상 장치(100) 내부에서 광의 전달로를 자유롭게 설정할 수 있다. 그 결과, 제2 입사부재가 렌즈 등인 경우에 비해, 피사체로부터의 광을 수광하는 수광면의 위치를 자유롭게 결정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 촬상 장치를 나타내는 블록도이다.

도 2는 동 실시예에 관한 촬상 장치를 나타내는 단면도이다.

도 3은 동 실시예에 관한 촬상 장치를 나타내는 단면도이다.

도 4는 동 실시예에 관한 CMOS 센서의 촬상면을 나타내는 정면도이다.

도 5는 동 실시예에 관한 퀵 리턴 미러의 하프 미러 부재를 나타내는 배면도이다.

도 6A는 동 실시예의 촬상 장치의 촬영처리동작을 나타내는 플로우차트이다.

도 6B는 동 실시예의 촬상 장치의 촬영처리동작을 나타내는 플로우차트이다.

(부호의 설명)

100: 촬상 장치 101: 결상 광학계

102: 줌 렌즈 103: 조리개

104: 포커스 렌즈 105: 퀵 리턴 미러

105A: 하프 미러 부재 105B: AF용 서브 미러

106: 셔터 107: CMOS 센서

108, 112: CDS/AMP부 109, 113: A/D변환부

110, 131: 화상 입력 컨트롤러 114: 서브 렌즈

115: 서브 미러 116: 서브 렌즈용 차광판

120: DSP/CPU 121: 타이밍 발생부

130: CPU 135: 조작 부재

141, 143, 145: 드라이버 142, 144, 146: 모터

147: 펜타프리즘 148: 파인더

152: 화상신호 처리회로 154: 압축 처리회로

156: LCD 드라이버 158: LCD

162: VRAM 164: SDRAM

166: 미디어 컨트롤러 168: 기록 미디어

Claims (9)

1. 피사체로부터의 광이 입사되는 제1 입사부;

   상기 제1 입사부와는 상이한 경로로, 피사체로부터의 광이 입사되는 제2 입사부;

   본 촬영 전에는 상기 제2 입사부로부터 광이 입사되고, 본 촬영시에는 상기 제1 입사부로부터 광이 입사되어 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기신호로 변환하는 광전변환소자; 및

   상기 본 촬영 전에 일면 측에서 상기 제1 입사부로부터 입사된 광을 상기 광전변환소자와 다른 방향으로 반사하고, 상기 본 촬영 전에 상기 일면 측과 반대면의 타면 측에서 상기 제2 입사부로부터 입사된 광을 상기 광전변환소자로 반사하는 도광 부재를 가지는 촬상 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 도광 부재는, 상기 본 촬영 전에는 상기 제1 입사부와 상기 광전변환소자를 연결하는 광로 상에 위치하여 상기 광로를 통과하는 광의 적어도 일부를 차단하고, 상기 본 촬영시에는 이동하여 상기 광로를 통과하는 광을 상기 광전변환소자 측으로 개방하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 도광 부재는, 상기 본 촬영 전에는 일면 측에서 상기 제1 입사부로부터 입사된 광을 파인더 측으로 반사하는 가동 반사 미러인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 도광 부재는, 광의 반사기능 또는 광의 굴절기능을 가진 광학소자를 더 가지는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
5. 피사체로부터의 광이 입사되는 제1 입사부;

   상기 제1 입사부와는 상이한 경로로, 피사체로부터의 광이 입사되는 제2 입사부;

   본 촬영 전에는 상기 제2 입사부로부터 광이 입사되고, 본 촬영시에는 상기 제1 입사부로부터 광이 입사되어 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기신호로 변환하는 광전변환소자; 및

   상기 본 촬영 전에 상기 제2 입사부에서 상기 광전변환소자로 상기 광을 유도하는, 일단부에서 타단부로 광을 전달하는 광전달 부재를 가지는 촬상 장치.
6. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 본 촬영 전에 상기 광전변환소자가 상기 제2 입사부로부터 입사된 광에 의해 생성된 상기 전기신호에 기초하여 노광 제어 또는 화이트 밸런스 제어를 수행하는 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
7. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 본 촬영 전에 상기 광전변환소자가 상기 제2 입사부로부터 입사된 광에 의해 생성된 상기 전기신호에 기초하여 포커스 제어를 수행하는 포커스 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
8. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 제2 입사부는, 상기 제1 입사부의 화각에 따라 상기 제2 입사부에서 상기 광전변환소자로 입사되는 광의 범위를 변화시키는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제2 입사부는 렌즈를 가지고,

   상기 본 촬영 전에 상기 광전변환소자가 상기 제2 입사부로부터 입사된 광에 의해 생성된 상기 전기신호에 기초한 화상신호에 의해 화상을 표시부에 표시하는 표시 제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.

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