KR101561027B1 - 촬상 장치 및 촬상 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여러 개의 촬상 소자를 간단하게 전환하여 촬상 소자에 적합한 여러 가지 모드의 촬영이 가능한 촬상 장치 및 촬상 방법을 제공하기 위한 것으로, 제1 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기 신호로 변환하는 제1 촬상 소자(118)와, 제2 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기 신호로 변환하는 제2 촬상 소자(110)와, 피사체로부터의 거리가 피사체에서 제2 촬상면까지의 거리와 동일해

지는 위치에 설치된, 피사체 상이 결상되는 결상면을 가지고, 결상된 피사체 상을 투과시켜 제1 촬상면에 피사체 상을 조사하는 포커싱 스크린(107)과, 제2 촬상 소자와 포커싱 스크린을 광축 방향에 대해 수직 방향으로 지지하는 지지부재(116)와, 제2 촬영 모드에서는 제2 촬상 소자가 광축상에 배치되도록 지지부재를 구동하고, 제1 촬영 모드에서는 포커싱 스크린이 광축상에 배치되도록 지지부재를 구동하는 구동부(146)를 구비한다.

촬상, 전환, 정지영상, 동영상

Description

촬상 장치 및 촬상 방법{Photographing apparatus and method}

본 발명은 촬상 장치 및 촬상 방법에 관한 것이다.

주로 정지영상 촬영이 가능한 디지털 스틸 카메라 등의 촬상 장치에는, 예를 들면 디지털 일안 리플렉스 카메라, 콤팩트 디지털 카메라 등이 있다. 사용자는 통상 디지털 일안 리플렉스 카메라에는 광학식 파인더를 끼워 피사체를 확인한다. 또 콤팩트 디지털 카메라는, 사용자는 본체에 마련된 액정 패널(LCD)에 라이브 뷰 표시된 피사체를 확인한다.

최근 디지털 일안 리플렉스 카메라에도 본체에 마련된 액정 패널에 라이브 뷰 표시된 피사체를 확인할 수 있는 것이 있다. 예를 들면, 일본 특허공개 2007-49667호는 라이브 뷰 표시용으로, 미러 기구에서 반사된 피사체로부터의 광을 수광하는 촬상 소자와 본 촬영용 촬상 소자 2개의 촬상 소자를 가진 카메라가 개시되어 있다.

그러나 최근의 라이브 뷰 표시가 가능한 디지털 일안 리플렉스 카메라는 보 통 가동식 미러 기구를 가지고 있으며, 미러 다운 시에 촬상 소자에 직접 피사체를 결상시킬 수 없다. 또 디지털 일안 리플렉스 카메라는 종래의 광학식 파인더를 그대로 남겨두고 본체의 액정 패널에 촬영 화상을 표시시킨다. 따라서 라이브 뷰 표시가 가능한 일안 리플렉스 카메라는, 미러 기구나 펜타프리즘에서 종래 이상으로 복잡한 광학 시스템이 필요하다. 또 광학 정밀도나 설치 정밀도에 따라서는 표시 위치가 엇갈린다는 문제가 있었다. 또한, 카메라의 소형화, 카메라 내부의 먼지 대책이나 가격 인하를 꾀할 수 없었다.

그래서 렌즈를 본체에 대해 착탈시킬 수 있는 카메라로서, 콤팩트 디지털 카메라와 같이 광학식 파인더를 설치하지 않고 LCD로만 본 촬영 전에 촬영 화상을 확인하는 방법을 생각할 수 있다.

그러나 라이브 뷰 표시를 할 경우, 정지 영상용 화소 수가 많은 촬상 소자로부터 라이브 뷰용 작은 화상을 픽업할 때 표시에 시간이 걸린다거나 화질이 열화된다는 문제가 있었다. 또 콘트라스트 방식에 의한 포커스 제어를 할 경우, 화소수가 많은 촬상 소자로는 촬상 소자로부터의 독출 속도가 느리기 때문에 합초 위치를 검출할 때까지 시간이 걸린다는 문제가 있었다. 또한 정지영상용 촬상 소자를 동영상 촬영용으로 겸용하는 경우, 촬상 소자로부터의 독출 속도가 동영상의 프레임 레이트와 타이밍이 맞지 않아 필요로 하는 프레임 레이트를 얻을 수 없다거나 화질이 열화된다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 여러 개의 촬상 소자를 간단하게 전환하여 촬상 소자에 적합한 여러 가지 모드의 촬영이 가능한 신규 및 개량된 촬상 장치 및 촬상 방법을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 한 관점에 의하면, 광축상에 고정 배치되어 제1 촬영 모드시에 제1 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기 신호로 변환하는 제1 촬상 소자와, 제2 촬영 모드시에 상기 광축 상 및 상기 제1 촬상 소자에서 피사체 쪽에 배치되어 제2 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기 신호로 변환하는 제2 촬상 소자와, 상기 제1 촬영 모드시에 상기 광축 상 및 상기 제1 촬상 소자에서 피사체 쪽에 배치되어 피사체로부터의 거리가 상기 피사체에서 상기 제2 촬상면까지의 거리와 동일해지는 위치에 설치된, 피사체 상이 결상되는 결상면을 가지고, 결상된 상기 피사체 상을 투과시켜 상기 제1 촬상면에 상기 피사체 상을 조사하는 포커싱 스크린과, 상기 제2 촬상 소자와 상기 포커싱 스크린을 상기 광축 방향에 대해 수직 방향으로 지지하는 지지부재와, 제2 촬영 모드에서는 상기 제2 촬상 소자가 상기 광축상에 배치되도록 상기 지지부재를 구동하고, 제1 촬영 모드에서는 상기 포커싱 스크린이 상기 광축상에 배치되도록 상기 지지부재를 구동하는 구동부를 구비한 촬상 장치가 제공된다.

상기 구성에 의해, 제1 촬상 소자는 광축상에 고정 배치되어 제1 촬영 모드시에 제1 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기 신호로 변환하고, 제2 촬상 소자는 제2 촬영 모드시에 광축 상 및 제1 촬상 소자에서 피사체 쪽에 배치되어 제2 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기 신호로 변환하고, 포커싱 스크린은 제1 촬영 모드시에 광축 상 및 제1 촬상 소자에서 피사체 쪽에 배치되어 피사체로부터의 거리가 피사체에서 제2 촬상면까지의 거리와 동일해지는 위치에 설치된, 피사체 상이 결상되는 결상면을 가지고, 결상된 피사체 상을 투과시켜 제1 촬상면에 피사체 상을 조사한다. 또 지지부재는 제2 촬상 소자와 포커싱 스크린을 광축 방향에 대해 수직 방향으로 지지하고, 구동부는 제2 촬영 모드에서는 제2 촬상 소자가 광축상에 배치되도록 지지부재를 구동하고, 제1 촬영 모드에서는 포커싱 스크린이 광축상에 배치되도록 지지부재를 구동한다.

상기 제1 촬상 소자의 제1 촬상면은, 상기 제2 촬상 소자의 제2 촬상면에 비해 좁다. 상기 구성에 의해, 촬영 모드에 따라 다른 종류의 신호를 취득할 수 있다. 제2 촬상 소자는, 예를 들면 정지영상 촬영용 화소 수를 가지고, 제1 촬상 소자는 제2 촬상 소자보다 화소 수가 적은, 예를 들면 동영상 촬영용 화소 수를 가진다.

상기 지지부재에는, 상기 제2 촬상 소자와 상기 포커싱 스크린이 서로 인접하여 상기 제2 촬상면과 상기 결상면이 동일 기준면에 위치하도록 배치된다. 상기 구성에 의해 촬영 모드의 전환이 원활해져 제2 촬상면과 결상면에서 동일 크기의 피사체 상을 취득할 수 있다.

상기 제2 촬영 모드는 정지영상 촬영을 하는 모드이고, 제1 촬영 모드는 동영상 촬영을 하는 모드이다. 상기 구성에 의해, 제2 촬상 소자와 제1 촬상 소자를 전환함으로써 정지영상 촬영과 동영상 촬영을 전환할 수 있다.

또 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 다른 관점에 의하면, 제2 촬상 소자와 포커싱 스크린을 광축 방향에 대해 수직 방향으로 지지하여 제1 촬상 소자에서 피사체 쪽에 배치된 지지부재를, 제2 촬영 모드에서 상기 제2 촬상 소자가 상기 광축상에 배치되도록 구동하는 단계와, 제2 촬영 모드에서 상기 제2 촬상 소자가 제2 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기 신호로 변환하는 단계와, 상기 지지부재를, 제1 촬영 모드에서 상기 포커싱 스크린이 상기 광축상에 배치되도록 구동하는 단계와, 상기 제1 촬영 모드에서 피사체로부터의 거리가 상기 피사체에서 상기 제2 촬상면까지로 동일해지는 거리에 위치하는 결상면을 가진 포커싱 스크린이, 상기 결상면에 결상된 피사체 상을 투과시켜 상기 제1 촬상 소자의 제1 촬상면에 상기 피사체 상을 조사하는 단계와, 제1 촬영 모드에서 상기 제1 촬상 소자가, 상기 제1 촬상면에 조사된 상기 피사체 상을 전기 신호로 변환하는 단계를 가진 촬상 방법이 제공된다.

상기 구성에 의해, 제2 촬상 소자와 포커싱 스크린을 광축 방향에 대해 수직 방향으로 지지하고 제1 촬상 소자에서 피사체 쪽에 배치된 지지부재가 제2 촬영 모드에서 제2 촬상 소자가 광축상에 배치되도록 구동되고, 제2 촬영 모드에서 제2 촬상 소자에 의해 제2 촬상면에 조사된 피사체 상이 전기 신호로 변환된다. 그리고 지지부재가 제1 촬영 모드에서 포커싱 스크린이 광축상에 배치되도록 구동되고, 제 1 촬영 모드에서 피사체로부터의 거리가 피사체부터 제2 촬상면까지로 동일해지는 거리에 위치하는 결상면을 가진 포커싱 스크린에 의해 결상면에 결상된 피사체 상이 투과되어 제1 촬상 소자의 제1 촬상면에 피사체 상이 조사된다. 또 제1 촬영 모드에서 제1 촬상 소자에 의해 제1 촬상면에 조사된 피사체 상이 전기 신호로 변환된다.

본 발명에 의하면, 여러 개의 촬상 소자를 간단하게 전환하여 촬상 소자에 적합한 여러 가지 모드의 촬영을 할 수 있다.

이하 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능의 구성을 가지는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 첨부함으로써 중복 설명을 생략한다.

우선, 본 발명의 일실시 형태에 관한 촬상 장치(100)의 구성에 대해서 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2는, 본 실시형태에 관한 촬상 장치(100)를 도시한 개략적인 단면도이다. 도 1의 센서 유닛(116)의 위치는 제2 촬영 모드에서의 위치를 가리키고 있으며, 도 2의 센서 유닛(116)의 위치는 제1 촬영 모드에서의 위치를 가리키고 있 다. 도 3은, 본 실시형태의 촬상 장치(100)의 센서 유닛(116)을 도시한 정면도이다. 도 4는, 도 3의 A-A선을 따라 절단하여 절단면을 본 단면도이다.

촬상 장치(100)는, 예를 들면 디지털 카메라로서, 정지영상 촬영용 촬상 소자(110)와 동영상 촬영 또는 라이브 뷰 표시 촬영용 촬상 소자(118)를 가지고, 정지영상 촬영 모드와 동영상 촬영 모드에서 촬상 소자(110,118)를 전환하여 촬영한다.

촬상 장치(100)는, 예를 들면 렌즈 본체(102)와, 카메라 본체(103)로 이루어진다.

렌즈 본체(102)는, 내부에 광학계로서의 렌즈 블록(104)을 내장한다. 렌즈 블록(104)은 도시되지 않았으나, 예를 들면 줌 렌즈, 포커스 렌즈, 조리개 등으로 구성된다. 피사체로부터의 광속은 렌즈 블록(104)을 통과하여 카메라 본체(103) 내부에 도달한다. 렌즈 본체(102)는, 카메라 본체(103)에 대해 착탈시킬 수 있는 구성을 가진다. 카메라 본체(103)에 적합한 렌즈 본체(102)라면, 화각, 초점 거리 등 특성이 다른 여러 가지 렌즈 본체(102)를 카메라 본체(103)에 교환 가능하게 설치할 수 있다.

렌즈 블록(104)은, 외부의 광정보를 촬상 소자(110), 포커싱 스크린(107)에 결상시키는 광학계 시스템으로서, 피사체로부터의 광을 촬상 소자(110), 포커싱 스크린(107)까지 투과시킨다. 줌 렌즈는, 초점 거리를 변화시켜 화각을 바꾸는 렌즈이며, 조리개는 투과하는 광량을 조절하는 기구이다. 포커스 렌즈는 광축 방향으로 이동함으로써 촬상 소자(110)의 촬상면(110A), 포커싱 스크린(107)의 결상 면(107A)에 피사체 상을 합초시킨다. 포커스 렌즈는 모터에 의해 구동된다. 모터는 AF 드라이버(144)로부터 구동 신호를 받아 구동한다.

카메라 본체(103)는, 내부에 예를 들면 포컬 플레인 셔터(109)와, 포커싱 스크린(107) 및 촬상 소자(110)가 설치된 센서 유닛(116)과, 렌즈(117)와, 촬상 소자(118) 등을 가진다.

포컬 플레인 셔터(109)는, 렌즈 블록(104)을 통과하는 광속의 광축상에 설치된다. 또 포컬 플레인 셔터(109)는, 제2 촬영 모드에서 촬상 소자(110)가 피사체로부터의 광속의 광축 상으로 이동했을 때 촬상 소자(110)의 촬상면(110A)의 근방이 되는 위치에 설치된다. 포컬 플레인 셔터(109)는, 도 1에 도시한 정지영상 촬영(제2 촬영 모드)시, 소정의 셔터 속도로 개폐하여 촬상 소자(110)를 노광시킨다. 한편, 포컬 플레인 셔터(109)는, 도 2에 도시한 동영상 촬영(제1 촬영 모드)시 개방된 상태를 지속한다.

아울러 촬상 소자(110)의 노광 시간을 제어하기 위하여 비촬영시에 광을 차단하고 촬영시에만 광이 닿도록 포컬 플레인 셔터(109)를 적용하는 예에 대해서 설명했으나, 이에 한정되지 않으며 전자 셔터(미도시)를 적용해도 좋다. 포컬 플레인 셔터(109) 또는 전자 셔터의 동작은, 전체 신호 처리부·제어부(140)에 접속된 셔터 버튼, 예를 들면 조작부(180)의 스위치에 의해 실행된다.

센서 유닛(116)은 지지부재의 일례로서, 촬상 소자(110)과 포커싱 스크린(107)을 지지한다. 센서 유닛(116)은, 촬상 소자(110)의 촬상면(110A)과 포커싱 스크린(107)의 결상면(107A)이 광축 방향에 대해 수직 방향의 면 안에 수용되도록 촬상 소자(110)와 포커싱 스크린(107)을 지지한다.

센서 유닛(116)은, 예를 들면 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 판형 부재이다. 포커싱 스크린(107)이 설치되는 부분에는 개구부(116A)가 마련된다. 이로써, 제1 촬영 모드시에 포커싱 스크린(107)에 결상된 피사체 상을 촬상 소자(118)에 결상시킬 수 있다.

센서 유닛(116)은, 예를 들면 센서 유닛 구동부(146)(도 5 참조)에 의해 구동된다. 센서 유닛(116)은, 포커싱 스크린(107)의 중심과 촬상 소자(110)의 중심을 연결하는 방향과 평행 방향으로 구동된다. 센서 유닛(116)은 제2 촬영 모드시, 도 1에 도시한 바와 같이 촬상 소자(110)에 피사체 상이 조사되도록 구동되고, 제1 촬영 모드시, 도 2에 도시한 바와 같이 포커싱 스크린(107)에 피사체 상이 조사되도록 구동된다. 도 5에 도시한 예에서는, 센서 유닛(116)의 가동 방향은 베어링(122)에 의해 규정되어 있다. 아울러 센서 유닛(116)의 구동 수단이나 구동 방향의 규정 수단은 상기 예로 한정되지 않으며, 다른 수단을 적용하여 실현할 수 있다.

포커싱 스크린(107)은 센서 유닛(116)에 마련된다. 포커싱 스크린(107)은 피사체 상이 조사되는 결상면(107A)을 갖는다. 결상면(107A)은 포커싱 스크린(107)의 일면으로서, 예를 들면 매트 가공되어 있다. 결상면(107A)에는, 제1 촬영 모드시에 피사체 상이 결상된다. 포커싱 스크린(107)은 투명부재로서, 결상면(107A)에 결상된 피사체 상은 촬상 소자(118)쪽으로 투과된다.

촬상 소자(110)는 제2 촬상 소자의 일례로서, 렌즈 블록(104)을 투과하여 입 사된 광정보를 전기 신호로 변환하는 광전 변환이 가능한 여러 개의 소자로 구성된다. 각 소자는 수광한 광에 따른 전기 신호를 생성한다. 촬상 소자(110)는 CCD(charge coupledd device) 센서, CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서 등을 적용할 수 있다.

촬상 소자(110)는 정지영상 촬영용으로서, 동영상 촬영용 촬상 소자(118)보다도 사이즈가 크고 고해상도 고화질에 대응한 것이 적용된다. 촬상 소자(110)는 센서 유닛(116)에 마련된다. 촬상 소자(110)는 피사체 상이 조사되는 촬상면(110A)을 가진다. 촬상면(110A)에는, 제2 촬영 모드시에 피사체 상이 결상된다. 이로써 제2 촬영 모드에서는 고화질의 정지영상을 촬영할 수 있다.

포커싱 스크린(107)의 결상면(107A)의 화각 사이즈는, 촬상 소자(110)의 촬상면(110A)의 화각 사이즈와 동일하다. 도 3에 도시한 예에서는, 결상면(107A)의 화각 사이즈는 세로(L₁)×가로(W₁)이고, 촬상면(110A)의 화각 사이즈는 세로(L₂)×가로(W₂)이다. 그리고 L₁=L₂, W₁=W₂를 충족한다.

또 촬상 소자(110)의 촬상면(110A)과 포커싱 스크린(107)의 결상면(107A)은 동일 기준면 내에 위치한다. 이로써 초점 거리, 화각을 바꾸어 렌즈 본체(102)를 사용한 경우라 해도, 결상면(107A)에 결상되는 피사체 상과 촬상 소자(110)의 촬상면(110A)에 결상되는 피사체 상이 일치한다. 또 포커싱 스크린(107)에 결상된, 정지영상 촬영용 촬상 소자(110)에서의 피사체 상과 일치하는 피사체 상이 동영상 촬영용 촬상 소자(118)에 조사된다. 그 결과, 제1 촬영 모드의 라이브 뷰 표시에서 정지영상 촬영시 피사체의 프레이밍이나 주밍을 확인할 수 있다.

렌즈(117)는, 포커싱 스크린(107)에 결상된 피사체 상을 촬상 소자(118)로 인도하는 광학 부재이다. 렌즈(117)는, 포커싱 스크린(107)에 결상된 피사체 상을 촬상 소자(118)의 촬상면의 크기에 맞춰 촬상 소자(118)의 촬상면에 결상시킨다.

촬상 소자(118)는 제1 촬상 소자의 일례로서, 렌즈 블록(104)을 투과하여 포커싱 스크린(107)을 사이에 두고 입사된 광정보를 전기 신호로 변환하는 광전 변환이 가능한 여러 개의 소자로 구성된다. 각 소자는 수광한 광에 따른 전기 신호를 생성한다. 촬상 소자(110),(118)는 CCD(charge coupled device) 센서, CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서 등을 적용할 수 있다.

촬상 소자(118)는 동영상 촬영용 또는 라이브 뷰 표시 촬영용으로서, 정지영상 촬영용 촬상 소자(110)보다도 사이즈가 작고 화소 수가 적지만, 촬상 소자(118)는 정지영상 촬영용 촬상 소자(110)보다도 고속 독출이 가능하다. 촬상 소자(118)는 센서 유닛(116)을 끼워 렌즈 본체(102)와 반대쪽에 설치된다. 촬상 소자(118)의 촬상면에는, 제1 촬영 모드시에 포커싱 스크린(107)에 결상된 피사체 상이 결상된다. 이로써, 제1 촬영 모드에서는 동영상용 또는 라이브 뷰 표시용 촬영을 할 수 있다.

또 촬상 소자(118)를 사용하여 고속 독출된 영상 신호에 기초하여 콘트라스트 방식의 포커스 제어(콘트라스트 AF)를 할 수 있다. 또 촬상 소자(118)로부터 동영상의 기록에 최적인 프레임 레이트, 화소 수로 영상 신호를 독출함으로써 정지영상용 촬상 소자(110)에서는 독출하기 힘든 고화질, 고품질의 동영상을 얻을 수 있 다.

다음으로, 도 5를 참조하여 본 실시형태에 관한 촬상 장치(100)의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 도 5는, 본 실시형태에 관한 촬상 장치(100)를 도시한 블록 도이다.

촬상 장치(100)는, 예를 들면 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 렌즈 블록(104), 센서 유닛(116), 촬상 소자(110), 렌즈(117), 촬상 소자(118) 등에 추가하여 전처리부(130), 화상 메모리(132), 영상 신호 처리부(134), 전체 신호 처리부·제어부(140), AF 제어부(142), AF 드라이버(144), 센서 유닛 구동부(146), JPEG 처리부(152), MPEG 처리부(154), LCD(160), 메모리 카드(170), 조작부(180) 등으로 이루어진다.

촬상 소자(110,118)는 CDS/AMP부, A/D 변환부를 더 가진다. CDS/AMP부(상관 이중 샘플링 회로(correlated double sampling)/증폭기(amplifier))는, 촬상 소자(110,118)에서 출력된 전기 신호에 포함되는 저주파 노이즈를 제거함과 동시에, 전기 신호를 임의의 레벨까지 증폭시킨다. A/D 변환부는, CDS/AMP부에서 출력된 전기 신호를 디지털 변환하여 디지털 신호를 생성한다. A/D 변환부는, 생성한 디지털 신호를 전처리부(130)로 출력한다.

스위치(124)는, 제1 촬영 모드 및 제2 촬영 모드에 맞춰 촬상 소자(110)와 촬상 소자(118)를 전환한다. 제2 촬영 모드에서는, 스위치(124)는 촬상 소자(110)에서 출력되는 신호가 전처리부(130)로 보내지도록 접속된다. 제1 촬영 모드에서는, 스위치(124)는 촬상 소자(118)에서 출력되는 신호가 전처리부(130)로 보내지도 록 접속된다.

전처리부(130)는 A/D 변환부에서 출력된 디지털 신호에 대해 처리를 하여 영상 처리가 가능해지는 영상 신호를 생성한다. 전처리부(130)는, 예를 들면 촬상 소자(110),(118)의 화소 결함 보정, 블랙 레벨 보정, AF(auto focus: 자동 초점) 평가값의 산출, 쉐이딩 보정 등의 처리를 한다. 전처리부(130)는 생성한 화상 신호를, 예를 들면 영상 신호 처리부(134)에 출력한다. 또 전처리부(130)는 화상 메모리(132)로의 화상 데이터의 읽고 쓰기를 제어한다.

화상 메모리(132)는, 예를 들면 SDRAM(synchronous DRAM)으로서, 촬영한 화상의 화상 데이터를 일시적으로 저장한다. 화상 메모리(132)는 여러 개의 화상의 화상 데이터를 기억할 수 있는 기억용량을 가지고 있다. 화상 메모리(132)로의 화상의 읽고 쓰기는 전처리부(130)에 의해 제어된다.

영상 신호 처리부(134)는 전처리부(130)에서 영상 신호를 받아 휘도 신호와 색신호로 변환 처리한다. 또 영상 신호 처리부(134)는 WB 제어값, γ값, 윤곽 강조 제어값 등에 기초하여 영상 처리된 영상 신호를 생성한다. 영상 신호 처리부(134)는 생성한 영상 신호를 전체 신호 처리부·제어부(140)로 보낸다.

전체 신호 처리부·제어부(140)는 프로그램에 의해 연산 처리 장치 및 제어장치로서 기능하여 촬상 장치(100) 중 설치된 각 구성 요소의 처리를 제어한다. 전체 신호 처리부·제어부(140)는, 예를 들면 AF 제어부(142)를 끼워 AF 드라이버(144)로 신호를 출력하여 렌즈 블록(104)의 포커스 렌즈를 구동시킨다. 또 전체 신호 처리부·제어부(140)는, 조작부(180)로부터의 신호에 기초하여 촬상 장 치(100)의 각 구성 요소를 제어한다. 본 실시형태에서는, 전체 신호 처리부·제어부(140)가 하나로만 이루어진 구성이지만, 신호계의 명령과 조작계의 명령을 각각의 CPU에서 수행하는 등 여러 개의 CPU로 구성되어도 좋다.

AF 제어부(142)는, 포커스 제어 개시 조작 신호를 받으면, 포커스 렌즈를 한 방향으로 이동시키는 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 AF 드라이버(144)에 출력한다. AF 제어부(142)는, 전처리부(130)에서 산출된 AF 평가값에 기초하여 포커스 렌즈의 합초 위치를 산출한다. AF 평가값은, 화상 신호의 휘도 값에 기초하여 전처리부(130)에서 산출된 것이다. AF 평가값은, 예를 들면 화상의 콘트라스트값으로서, 콘트라스트값이 최대가 되었을 때 피사체 상이 촬상 소자(110)의 촬상면(110A)에 합초되어 있다고 판단한다(콘트라스트 검출 방식). 포커스 제어에서는, 촬상 소자(118)로부터의 신호를 사용하여 AF 평가 값을 산출함으로써, 화소 수가 많은 정지영상용 촬상 소자(110)를 사용하여 산출하는 경우에 비해 고속으로 합초 위치를 검출할 수 있다.

AF 제어부(142)는 산출 결과 얻어진 합초 위치를 제어 신호로서 AF 드라이버(144)에 출력한다. AF 드라이버(144)는, AF 제어부(142)에서 받은 제어 신호에 기초하여 구동 신호를 생성한다. AF 드라이버(144)는 생성한 구동 신호를 포커스 렌즈의 구동부에 보낸다.

센서 유닛 구동부(146)는 구동부의 일례로서, 센서 유닛(116)을 촬상 소자(110)와 포커싱 스크린(107)을 연결하는 방향과 평행하게 구동한다. 또 센서 유닛 구동부(146)는, 제2 촬영 모드에서는 촬상 소자(110)에 피사체 상이 조사되도록 센서 유닛(116)을 구동하고, 제1 촬영 모드에서는 포커싱 스크린(107)에 피사체 상이 조사되도록 센서 유닛(116)을 구동한다.

JPEG 처리부(152)는, 전체 신호 처리부·제어부(140)로부터의 영상 데이터에 대해, 예를 들면 JPEG(Joint Photographic Experts Group) 규격 등의 정지 화상의 부호화 방식으로 압축 부호화 처리를 한다. 또 메모리 카드(170)에서 공급된 정지 화상의 부호화 데이터에 대해 신장 복호화 처리를 한다.

MPEG 처리부(154)는, 전체 신호 처리부·제어부(140)에서 받은 영상 데이터에 대해, 예를 들면 MPEG(Moving Picture Experts Group) 등 동영상의 부호화 방식으로 압축 부호화 처리를 한다. 또 메모리 카드(170)에서 공급된 동영상의 부호화 데이터에 대해 신장 복호화 처리를 한다. 또 신장 복호화 처리한 영상 신호를 LCD(liquid crystal display)(160)로 출력한다.

LCD(160)는, 예를 들면 화상 메모리(132)에서 받은 화상 데이터에 기초하여 화면에 화상을 표시한다. LCD(160)는, 예를 들면 카메라 본체(103)에 마련된다. LCD(160)가 표시하는 화상은, 예를 들면 화상 메모리(132)에서 독출된 촬영 전의 화상(라이브 뷰 표시), 촬상 장치(100)의 각종 설정 화면이나, 촬상하여 기록된 화상 등이다. 본 실시형태에서는 표시부를 LCD(160)로 하였으나, 본 발명은 상기 예로 한정되지 않으며 예를 들면 유기 EL 디스플레이 등이어도 좋다.

메모리 카드(170)에서는 화상 데이터의 기입, 또는 기록된 화상 데이터나 설정 정보 등의 독출이 이루어진다. 메모리 카드(170)는, 예를 들면 자기 디스크, 반도체 기억 매체 등의 기록매체로서, 촬영된 화상 데이터를 기록한다. 기록매체는 메모리 카드(170)에 한정되지 않으며 광디스크(CD, DVD, 블루레이 디스크 등), 광자기 디스크 등이어도 좋다. 메모리 카드(170)는 촬상 장치(100)에서 착탈 가능하게 구성되어도 좋다.

조작부(180)는, 예를 들면 촬상 장치(100)에 설치된 상하좌우 키, 전원 스위치, 모드 다이얼, 셔터 버튼 등이다. 조작부(180)는, 사용자에 의한 조작에 기초하여 조작 신호를 전체 신호 처리부·제어부(140) 등에 보낸다. 예를 들면, 셔터 버튼은 사용자에 의한 반누름(S1 조작), 완전누름(S2 조작), 해제가 가능하다. 셔터 버튼은 반누름 되었을 때 포커스 제어 개시 조작 신호를 출력하고, 반누름 해제로 포커스 제어가 종료된다. 또 셔터 버튼은, 완전누름 되었을 때 촬영 개시 조작 신호를 출력한다.

나아가 촬상 장치(100)에서의 일련의 처리는 하드웨어로 처리해도 좋고 컴퓨터상의 프로그램에 의한 소프트웨어 처리로 실현해도 좋다.

다음으로, 본 발명의 일실시형태에 관한 촬상 장치(100)의 촬영 동작에 대해서 설명하기로 한다.

우선, 정지영상 촬영에 대해서 설명하기로 한다. 촬상 장치(100)는 전원이 ON이 됨과 동시에 제1 촬영 모드가 개시된다. 그리고 센서 유닛(116)에 마련된 포커싱 스크린(107)이 광축상에 위치하도록 센서 유닛 구동부(146)가 센서 유닛(116)을 구동한다. 그 결과, 포커싱 스크린(107) 위에 피사체 상이 결상되어 동영상 촬영용 촬상 소자(118)는 포커싱 스크린(107) 위의 피사체 상을 촬상한다.

다음으로 동영상 촬영용 촬상 소자(118)를 제어하여 일정 간격으로 노광시켜 화상 데이터를 독출한다. 이 일정 간격은, 예를 들면 1/60초 단위로서 일정 간격으로 독출된 화상을 1프레임이라고 부른다. 1프레임마다의 화상은, 예를 들면 촬상 장치(100)의 배면에 설치된 LCD(160)에 실시간으로 표시된다(라이브 뷰 표시).

다음으로, 사용자에 의해 셔터 버튼이 반누름 조작(S1 조작)됨으로써 포커스 제어 동작이 개시된다. 포커스 제어에서는 포커스 렌즈가, 예를 들면 무한원 촬영 거리시의 위치에서 최단 촬영 거리시의 위치까지(또는 반대 방향에서) 구동하면서 전처리부(130)가 AF 평가값을 산출한다.

포커스 제어가 개시되면, 동영상 촬영용 촬상 소자(118)의 제어와 연동하여 포커스 렌즈가 일정 속도로 구동된다. 그리고 촬상 소자(118)에 피사체 상이 노광되면서 촬상 소자(118)에서 독출된 화상 데이터에 기초하여 콘트라스트값(AF 평가값)이 산출되어 샘플링된다. 샘플링 후, AF 평가값의 피크가 검출되었는지 판단된다. 피크가 여러 개 검출된 경우에는, 예를 들면 촬상 장치(100)에서 가장 가까운 위치에 있는 피사체를 주피사체로 판정한다. 한편, AF 평가값의 피크가 검출되지 않는 피사체의 경우(예를 들면, 피사체에 콘트라스트 변화가 적은 경우 등), 포커스 제어를 종료한다.

AF 평가값의 피크가 검출된 경우, 최대의 AF 평가값(피크값)에 대응하는 포커스 렌즈의 위치를 최종적인 합초 위치로서 산출한다. 예를 들면, 샘플링에 의해 얻어지는 AF 평가값은 이산적으로 취득되기 때문에 대응하는 포커스 렌즈 위치를 합초 위치로서 결정할 수 있다. 선택적으로, 합초 위치를 더욱 정확하게 산출하기 위해 피크 및 피크 전후의 AF 평가값을 추출하고, 이들 AF 평가값을 사용하여 보간 계산을 할 수도 있다. 보간 계산에 의해 최종적인 합초 위치가 산출된다. 그 후, AF 제어부(142)는 산출된 합초 위치로 포커스 렌즈를 구동한다. 이상에 의해 포커스 제어 일련의 동작이 완료된다.

다음으로, 사용자에 의해 셔터 버튼이 완전누름(S2 조작)됨으로써 본 촬영이 수행된다. 우선, 포컬 플레인 셔터(109)가 완전 닫힘 상태가 된다. 그리고 제2 촬영 모드가 개시되어 센서 유닛(116)에 마련된 정지영상 촬영용 촬상 소자(110)가 광축상에 위치하도록 센서 유닛 구동부(146)가 센서 유닛(116)을 구동한다. 그리고 상기 포커스 제어에 의해 얻어진 합초 위치나 노광 제어에 의해 얻어진 노광값 등에 기초하여 촬상 소자(110)가 노광된다. 그리고 촬상 소자(110)에서 출력된 화상 데이터에 기초하여 각 화상 처리가 이루어지고, 처리 후의 화상 데이터가 예를 들면 메모리 카드(170)에 기록된다. 이상에 의해 정지영상의 본 촬영이 완료된다.

다음으로 동영상 촬영에 대해서 설명하기로 한다. 촬상 장치(100)는 전원이 ON이 됨과 동시에 제1 촬영 모드가 개시된다. 그리고 센서 유닛(116)에 마련된 포커싱 스크린(107)이 광축 상에 위치하도록 센서 유닛 구동부(146)가 센서 유닛(116)을 구동한다. 그 결과, 포커싱 스크린(107) 위에 피사체 상이 결상되고, 동영상 촬영용 촬상 소자(118)는 포커싱 스크린(107) 위의 피사체 상을 촬상한다.

다음으로 동영상 촬영용 촬상 소자(118)를 제어하여 일정 간격으로 노광시켜 화상 데이터를 독출한다. 1프레임마다의 화상은, 예를 들면 촬상 장치(100)의 배면에 설치된 LCD(160)에 실시간으로 표시된다(라이브 뷰 표시). 다음으로, 사용자에 의해 버튼이 눌러짐으로써 동영상의 본 촬영이 수행된다.

우선, 계속해서 센서 유닛(116)에 마련된 포커싱 스크린(107)이 광축상에 위치한 상태에서 촬상 소자(118)가 노광된다. 그리고 촬상 소자(118)에서 출력된 화상 데이터에 기초하여 각 화상 처리가 수행되고, 처리 후의 화상 데이터가 예를 들면 메모리 카드(170)에 기록된다. 그 후, 다시 사용자에 의해 버튼이 압압됨으로써 동영상의 본 촬영이 완료된다.

이상에 의하면, 본 실시형태의 촬상 장치(100)는 구동 가능한 센서 유닛(116)에 마련된 정지영상용 촬상 소자(110)와 동영상 촬영용 촬상 소자(118)를 구비한다. 그리고 제2 촬영 모드에서는, 광축상에 촬상 소자(110)가 위치하도록 센서 유닛(116)을 이동시킴으로써 정지영상을 촬영할 수 있다. 또 제1 촬영 모드에서는, 광축상으로 포커싱 스크린(107)이 이동하도록 센서 유닛(116)을 이동시켜 촬상 소자(118)를 노광시킴으로써 동영상을 촬영할 수 있다.

본 실시형태의 촬상 장치(100)는 광학식 파인더를 구비하지 않고 LCD(160)에 라이브 뷰 표시가 가능하므로 미러나 빔 스프리터 등의 광경로를 전환하는 부재가 불필요하다. 또 정지영상 촬영과 동영상 촬영 각각에 적합한 촬상 소자를 구비하였기 때문에 정지영상 촬영용 촬상 소자로 화상 처리를 하지 않고, 예를 들면 라이브 뷰 표시, 고속 AF, 동영상 촬영에 적합한 데이터를 간단하게 얻을 수 있다.

예를 들면, 화소수가 많은 정지영상 촬영용 촬상 소자로부터 라이브 뷰용 작은 화상을 픽업할 경우, 이전 화소의 데이터를 픽업하는 것이라면 표시에 시간이 걸린다는 문제가 있었다. 또 일부 데이터를 픽업하는 것이라면, 화소 데이터를 건너뛰고 읽는 등의 처리가 필요하여 화질이 열화된다는 문제가 있었다. 반면 본 실 시형태에 의하면, 동영상 촬영용 촬상 소자로 라이브 뷰 표시를 실행할 수 있기 때문에 종래의 문제점이 발생하지 않는다.

또 콘트라스트 방식의 포커스 제어를 할 경우, 화소수가 많은 정지영상 촬영용 촬상 소자를 사용하면, 촬상 소자로부터의 독출 속도가 느리기 때문에 합초 위치 검출까지의 시간이 걸린다는 문제가 있었다. 반면 본 실시형태에 의하면 동영상 촬영용 촬상 소자로 포커스 제어를 실행할 수 있어 고속 독출할 수 있기 때문에 종래의 문제점이 발생하지 않는다.

또 정지영상 촬영용 촬상 소자를 사용하여 동영상 촬영을 할 경우, 정지영상 촬영용 촬상 소자는 동영상의 화소수, 해상도와 적합하지 않기 때문에 동영상 데이터를 얻기 위한 화상 처리를 할 필요가 있었다. 또 정지영상 촬영용 촬상 소자로부터의 독출 속도가, 동영상용 프레임 레이트(예를 들면 60fps)와 타이밍이 맞지 않아 필요한 프레임 레이트를 얻을 수 없다는 문제가 있었다. 또한 정지영상 촬영용 촬상 소자로부터의 데이터에 기초하여 동영상 데이터를 얻기 위한 화상 처리를 하면, 화질이 열화된다는 문제가 있었다. 반면 본 실시형태에 의하면, 동영상 촬영용 촬상 소자를 구비하였기 때문에 상기 문제가 발생하지 않는다.

이상, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명했으나, 본 발명은 상기 예로 한정되지 않는다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서 각종 변경예 또는 수정예를 생각해낼 수 있는 것은 명백하며, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.

예를 들면, 상기 실시예에서는 센서 유닛(116)이 판형 부재인 경우에 대해서 설명했으나, 본 발명은 상기 예로 한정되지 않는다. 예를 들면, 촬상 소자(110)와 포커싱 스크린(107)을 지지할 수 있다면 다른 형상 또는 구조를 가지고 있어도 좋다.

또 상기 실시예에서는, 도 1 및 도 2에서 센서 유닛(116)이 카메라 본체(103)의 상하 방향으로 가동하는 경우에 대해서 도시하였으나, 본 발명은 상기 예로 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 6에 도시한 바와 같이, 센서 유닛(216) 위에 포커싱 스크린(107)과 촬상 소자(110)를 카메라 본체(103)의 좌우 방향에 배치해도 좋다. 도 6은, 본 실시형태의 촬상 장치(100)의 센서 유닛(216)을 도시한 정면도이다. 이 때, 센서 유닛(216)은 카메라 본체(103)의 좌우 방향으로 가동한다. 이 예에서는, 상기 실시예의 센서 유닛(116)의 경우에 비해 센서 유닛(216)의 이동 거리가 길어지지만, 카메라 본체(103)의 상하 방향(높이 방향)의 치수를 억제할 수 있다.

또한 센서 유닛(116),(216)에서의 촬상 소자(110), 포커싱 스크린(107)의 위치 관계는, 도 3이나 도 6에서 도시한 예와 상하 반대, 또는 좌우 반대여도 좋다.

그 밖에 카메라 본체(103)의 형상에 맞추어 센서 유닛상의 촬상 소자와 포커싱 스크린은 카메라 본체(103)의 수직 또는 수평 방향에 대해 소정의 각도를 가진 위치 관계(경사 방향)로 배치되어도 좋다.

또 본 실시형태에 의하면, 센서 유닛(116),(216)을 상하 또는 좌우 방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서 촬상 소자(110)나 포커싱 스크린(107)에 붙은 먼지를 제 거하는 수단을 가진 촬상 장치를 용이하게 구성할 수 있다. 예를 들면, 먼지를 흔들어 떨어뜨리는 진동을 센서 유닛(116,216)에 주어도 좋고, 센서 유닛(116,216) 표면의 먼지를 털어내는 브러시 부재를 설치해도 좋다.

또한 본 실시형태의 센서 유닛(116,216)은 한 방향으로만 이동하는 경우에 대해서 설명했으나, 두 방향으로 이동 가능한 수단을 더 가져도 좋다. 이로써 촬영시의 손떨림 보정과 겸용할 수 있는 촬상 장치를 용이하게 구성할 수 있다.

또 센서 유닛(116,216)은 카메라 본체(103)에 고정되어 있지 않기 때문에 카메라 본체(103)에서 착탈 가능한 구성으로 하기가 용이하다. 따라서, 앞으로 정지영상 촬영용 촬상 소자(110)가 보다 고성능, 고 화소화 된 경우에도 촬상 소자(110)를 교환할 수 있다. 따라서 카메라 본체(103)를 새로 교체할 필요가 없기 때문에 사용자로서 큰 장점이 있다.

한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 촬상 장치를 도시한 개략적인 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 관한 촬상 장치를 도시한 개략적인 단면도이다.

도 3은 동 실시예의 촬상 장치의 센서 유닛을 도시한 정면도이다.

도 4는 도 3의 A-A선을 따라 절단하여 절단면을 본 단면도이다.

도 5는 동 실시예에 관한 촬상 장치를 도시한 블록 도이다.

도 6은 동 실시예의 촬상 장치의 센서 유닛을 도시한 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 촬상 장치

102 렌즈 본체

103 카메라 본체

104 렌즈 블록

107 포커싱 스크린

107A 결상면

109 포컬 플레인 셔터

110,118 촬상 소자

110A 촬상면

116,216 센서 유닛

116A 개구부

117 렌즈

130 전처리부

132 화상 메모리

134 영상 신호 처리부

140 전체 신호 처리부·제어부

142 AF 제어부

144 AF 드라이버

146 센서 유닛 구동부

152 JPEG 처리부

154 MPEG 처리부

160 LCD

170 메모리 카드

180 조작부

Claims (5)

1. 광축 상에 고정 배치되어 제1 촬영 모드시에 제1 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기 신호로 변환하는 제1 촬상 소자;

   제2 촬영 모드시에 상기 광축 상 및 상기 제1 촬상 소자에서 피사체 쪽에 배치되어 제2 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기 신호로 변환하는 제2 촬상 소자;

   상기 제1 촬영 모드시에 상기 광축 상 및 상기 제1 촬상 소자에서 피사체 쪽에 배치되어 피사체로부터의 거리가 상기 피사체에서 상기 제2 촬상면까지의 거리와 동일해지는 위치에 설치된, 피사체 상이 결상되는 결상면을 가지고, 결상된 상기 피사체 상을 투과시켜 상기 제1 촬상면에 상기 피사체 상을 조사하는 포커싱 스크린;

   상기 제2 촬상 소자와 상기 포커싱 스크린을 상기 광축 방향에 대해 수직 방향으로 지지하는 지지부재; 및

   제2 촬영 모드에서는 상기 제2 촬상 소자가 상기 광축 상에 배치되도록 상기 지지부재를 구동하고, 제1 촬영 모드에서는 상기 포커싱 스크린이 상기 광축 상에 배치되도록 상기 지지부재를 구동하는 구동부를 구비한 촬상 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 촬상 소자의 제1 촬상면은,

   상기 제2 촬상 소자의 제2 촬상면에 비해 좁은 것을 특징으로 하는 촬상 장 치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 지지부재에는,

   상기 제2 촬상 소자와 상기 포커싱 스크린이 서로 인접하여 상기 제2 촬상면과 상기 결상면이 동일 기준면에 위치하도록 배치된 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제2 촬영 모드는 정지영상 촬영을 하는 모드이고, 상기 제1 촬영 모드는 동영상 촬영을 하는 모드인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
5. 제2 촬상 소자와 포커싱 스크린을 광축 방향에 대해 수직 방향으로 지지하고, 제1 촬상 소자에서 피사체 쪽에 배치된 지지부재를, 제2 촬영 모드에서 상기 제2 촬상 소자가 상기 광축 상에 배치되도록 구동하는 단계;

   제2 촬영 모드에서 상기 제2 촬상 소자가, 제2 촬상면에 조사된 피사체 상을 전기 신호로 변환하는 단계;

   상기 지지부재를, 제1 촬영 모드에서 상기 포커싱 스크린이 상기 광축 상에 배치되도록 구동하는 단계;

   상기 제1 촬영 모드에서 피사체로부터의 거리가 상기 피사체에서 상기 제2 촬상면까지로 동일해지는 거리에 위치하는 결상면을 가진 포커싱 스크린이, 상기 결상면에 결상된 피사체 상을 투과시켜 상기 제1 촬상 소자의 제1 촬상면에 상기 피사체 상을 조사하는 단계; 및

   제1 촬영 모드에서 상기 제1 촬상 소자가, 상기 제1 촬상면에 조사된 상기 피사체 상을 전기 신호로 변환하는 단계를 가진 촬상 방법.

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