KR19980054703A - 카메라의 포커스 영역 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 카메라의 자동 포커스(AF: Auto Focusing) 제어기술에 관한 것으로서 특히, 화면을 다수개의 영역으로 분할하고 상기 분할된 영역중에서 중심 영역을 감시 영역으로 설정하고 이 감시영역을 항상 감시하고 있다가 피세체 검출시 적당한 영역으로 영역 가변과 피사체 검출, 그리고 검출된 피사체에 대응하는 포커싱 조절을 수행하는 카메라의 포커스 영역 제어방법에 관한 것이다.
종래의 AF기술은 화면 중앙의 특정한 영역을 고정시키거나 가변 가능한 1개 영역으로 사용하기 때문에, 다중 피사체의 경우 중심 피사체에 포커싱 되지 못하는 현상, 중심에 피사체가 없는 경우 방향 판단오류 및 정포커싱 오류의 단점이 있다.
본 발명은 광학계에서 포착된 피사체 영역의 중심에 '감시영역'을 설정하고 이 감시영역 외곽으로 복수의 가변영역을 설정하여, 상기 감시영역을 항상 감시하고 있다가 피사체가 검출되면 가변 영역으로 영역 가변을 수행하면서 피사체를 검출하고 AF를 수행함으로써, 다중 피사체의 경우 중심 피사체에 대한 AF의 정도를 향상시키고, 화면 중심의 외곽으로 이동하는 피사체의 계속적인 AF추적이 가능함은 물론, 화면 영역 가변시의 중심 영역에 대한 추적성을 향상시킬 수 있도록 한 카메라의 포커스 영역 제어방법을 제공한다.
Description
본 발명은 카메라의 자동 포커스(AF: Auto Focusing) 제어기술에 관한 것으로서 특히, 화면을 다수개의 영역으로 분할하고 상기 분할된 영역중에서 중심 영역을 감시 영역으로 설정하고 이 감시영역을 항상 감시하고 있다가 피세체 검출시 적당한 영역으로 영역 가변과 피사체 검출, 그리고 검출된 피사체에 대응하는 포커싱 조절을 수행하는 카메라의 포커스 영역 제어방법에 관한 것이다.
카메라의 자동 포커싱 제어 기술은 카메라 렌즈로 포착되는 피사체의 휘도신호를 이용해서 피사체를 검출하고 이 검출된 피사체에 맞추어 광학계를 구동시켜 그 촛점을 자동적으로 맞춰주는 AF(오토 포커싱)기술로서 도면 제 1 도에 카메라의 자동 포커싱 제어를 위한 회로 구성을 간략하게 나타내었다.
대물렌즈(1a)와 줌렌즈(1b) 그리고 조리개(1c) 및 포커싱 렌즈(1d) 등을 포함하는 광학계(1)와, 상기 광학계로 포착된 피사체의 영상을 전기신호로 변환하는 광전변환수단(2)과, 상기 광전변환수단(2)에 의해서 변환된 영상신호의 자동 이득 제어를 수행하는 AGC회로(3)와, 상기 AGC처리된 영상신호를 디지탈 변환하고 휘도신호와 칼라신호로 분리하여 처리하는 디지탈 신호 처리부(4)와, 상기 디지탈 신호 처리부(4)에서 분리된 휘도신호를 입력으로 하여 포커싱 제어를 위한 영역설정을 하는 영역 설정부(5)와, 상기 영역 설정부(5)에서 설정된 영역내의 피사체 휘도신호의 평가치를 검출하는 평가치 검출부(6)와, 상기 평가치 검출부(6)에서 검출된 평가치를 입력으로 하여 피사체의 검출 판단과 이 것에 대응하는 포커싱 영역의 제어 및 렌즈 구동 제어신호를 출력하는 제어부(7)와, 상기 제어부(7)에서 출력되는 렌즈 구동 제어신호를 입력받아 포커싱 렌즈 구동모터를 구동시키는 모터 구동부(8)와, 상기 모터 구동부(8)의 제어를 받아 구동되어 포커싱 렌즈(1d)를 구동시키는 포커싱 렌즈모터(9)를 포함하여 구성된다.
광학계(1)에서 포착한 피사체의 영상은 대물렌즈(1a)와 줌렌즈(1b),조리개(1c), 포커싱 렌즈(1d)를 통해서 광전변환수단(2:CCD)에서 전기적인 영상신호로 변환되고, 이 영상신호는 AGC회로(3)를 거쳐서 디지탈 신호 처리부(4)로 입력된다.
디지탈 신호 처리부(4)의 A/D변환기(4a)는 입력된 아날로그 영상신호를 디지탈 신호로 변환하고, Y/C분리회로(4b)는 디지탈 영상신호를 휘도신호(Y)와 칼라신호(C)로 분리한다.
여기서 분리된 칼라신호(C)는 칼라신호 처리부(4c)를 거쳐서 처리되고, 휘도신호(Y)는 휘도신호 처리부(4d)를 거쳐서 처리되어 가산기(4e)에서 가산된 합성 영상신호(CVS)가 출력된다.
이때, 휘도신호 처리부(4d)에서 출력되는 휘도신호를 영역설정부(5)가 받아들여서 상기 광학계로 포착된 피사체를 대상으로 오토 포커싱(AF) 제어를 수행하게 된다.
즉, 종래에는 제 2 도의 A에 도시한 바와같이 화면 영역을 제 1 영역(A1)과 제 2 영역(A2)으로 설정하고, 이 중에서 제 1 영역(A1)을 고정하여 제 1 영역(A1)내에 피사체가 검출되는가의 여부를 가지고 AF동작을 수행하거나, 제 2 도의 B에 도시한 바와같이 제 1 영역(A1)에 가중치(a1)를 더 두고, 제 2 영역(A2)에 가중치(a2)를 낮게준 상태로 AF동작을 수행한다.
전자의 경우는 화면 영역(A1,A2)을 2분할하고 피사체가 A1내에 검출되지 않으면 A2로 확장된 영역에서 피사체를 검출하여 그 확장된 영역(A2)을 그대로 고수한다.
후자의 경우는 각 영역(A1,A2)에 가중치(a1,a2)를 두는 대신 영역의 가변 제어는 수행하지 않는다.
위와같은 피사체 검출과 AF동작은 해당 영역에서 검출되는 피사체 휘도신호의 레벨을 평가치 검출부(6)에서 검출하여 그 값을 소정의 기준값과 비교한 결과에 따라 구동부(8)를 통해서 렌즈 구동모터(9)로 포커싱 렌즈(1d)를 구동시켜 줌으로써 AF가 이루어질 수 있도록 한다.
즉, 광학계(1)로 포착된 피사체는 피사체와 그 배경 영상 사이에 휘도신호의 현저한 차이(또는 변화)가 있기 때문에 이 휘도신호값을 평가하면 배경 영상에 대응하는 피사체의 유무를 검출할 수 있게 되고, 이 피사체에 맞추어 그 휘도신호가 최대 레벨로 검출되는 방향과 지점으로 렌즈를 구동시켜 줌으로써 AF는 완성된다.
제 2 도의 A에 도시한 바와같이 A1,A2로 영역을 분할하고 영역을 가변 제어하는 기술은 피사체가 A1영역에서 검출되지 않아서 A2영역으로 가변한 상태로 피사체가 검출되어 AF를 수행하지만, AF수행후에는 A2영역을 고수하기 때문에, 이후에 새로운 피사체가 개입하면 확장된 영역(A2)에서 새로운 피사체에 의한 다중 피사체의 AF가 불가능하게 되는 단점이 있다.
한편, 제 2 도의 B에 도시한 바와같이 가중치a1,a2를 준 영역A1,A2을 사용하는 기술은 영역 가변 제어를 하지 않기 때문에 외곽으로 이동하는 피사체의 계속적인 AF추적이 불가능한 단점이 있다.
본 발명은 광학계에서 포착된 피사체 영역의 중심에 '감시영역'을 설정하고 이 감시영역 외곽으로 복수의 가변영역을 설정하여, 상기 감시영역을 항상 감시하고 있다가 피사체가 검출되면 가변 영역으로 영역 가변을 수행하면서 피사체를 검출하고 AF를 수행함으로써, 다중 피사체의 경우 중심 피사체에 대한 AF의 정도를 향상시키고, 화면 중심의 외곽으로 이동하는 피사체의 계속적인 AF추적이 가능함은 물론, 화면 영역 가변시의 중심 영역에 대한 추적성을 향상시킬 수 있도록 한 카메라의 포커스 영역 제어방법을 제공한다.
제 1 도는 카메라의 자동 포커스 제어장치의 블럭 구성도
제 2 도의 A는 종래의 포커스 영역을 나타낸 도면
B는 종래의 포커스 영역의 다른 예를 나타낸 도면
제 3 도는 본 발명의 포커스 영역을 나타낸 도면
제 4 도는 본 발명의 포커스 영역 제어방법의 플로우차트
제 5 도는 본 발명의 다른 실시예로서 포커스 영역을 나타낸 도면
제 7 도는 본 발명의 다른 실시예로서 포커스 영역 제어방법의 플로우차트
도면 제 3 도는 본 발명의 제 1 실시예에 의해서 설정되는 복수개 분할 화면영역을 나타내며, 도면 제 4 도는 본 발명 제 1 실시예의 카메라의 포커스 영역 제어방법을 나타낸다.
즉, 광학계에서 포착한 피사체 영상의 화면 영역을 복수개로 분할하고 상기 복수의 화면 영역중 중심영역을 감시영역으로 설정하는 제 1 단계와, 상기 감시영역내의 피사체 검출여부에 따라 상기 복수의 화면영역중 임의의 화면영역을 포커싱 영역으로 설정하는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계 이후 자동 포커싱을 수행하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지며, 이 제어의 수순을 제 3 도 및 제 4 도를 참조하여 설명한다.
도면 제 3 도에서는 본 발명에서 설정되는 화면 영역의 예로서, 중심에 감시영역(A1)을 두고 그 외곽으로 점차 넓은 영역에 걸쳐서 제 1 가변영역(A1+A2)과 제 2 가변영역(A1+A2+A3)을 두었다.
먼저, 광학계에서 포착한 피사체 영상의 화면영역을 복수개로 분할(A1,A2, A3)하고, 상기 복수개의 화면 영역중에서 중심영역(A1)을 감시영역으로 설정하여 이 감시영역(A1)에 대한 상시 감시를 수행하면서 피사체의 검출 여부를 판정한다.
이 감시 영역(A1) 내의 피사체 검출 여부에 따라 상기 복수개로 분할된 화면영역중 적절한 포커싱 영역을 설정한다.
즉, 감시영역에서 피사체가 검출되면 제 1 가변영역(A1+A2)으로 영역을 확장 가변시키고 이 영역에서 피사체의 휘도신호에 대한 평가치를 검출하여 AF를 위한 포커싱 렌즈의 구동방향을 판정한다.
그러나, 감시영역(A1)에서 피사체가 검출되지 않으면 제 1 가변영역(A1+A2)으로 영역을 확장 가변시키고 이 영역에서 피사체를 검출하고 또 여기서도 피사체가 검출되지 않으면 제 2 가변영역(A1+A2+A3)으로 영역을 확장 가변시키고 이 영역에서 피사체를 검출한다.
상기의 제 1 가변영역 또는 제 2 가변영역에서 피사체가 검출되면 그 영역에서 피사체의 휘도신호에 대한 평가치를 검출하여 AF를 위한 포커싱 렌즈의 구동방향을 판정한다.
상기의 포커싱 렌즈 구동방향의 판정 결과에 대응하여 포커싱 렌즈를 구동시켜 피사체를 추적하고, 피사체로 판정된 지점(휘도신호의 변화 정점)을 전후로 하여 정점 확인(포커싱 렌즈를 정역방향으로 적절하게 구동시킨다)을 수행한다.
위와같이 하여 피사체에 대한 AF수행이 완료되면 감시영역(A1)에 대한 피사체 상시 검출을 수행하는 감시모드로 설정하여 감시영역(A1)내의 피사체 검출을 위와같이 계속하여 수행한다.
즉, 감시영역(A1)은 피사체 감시에만 사용하고 영역의 가변(절환)은 제 1 가변영역(A1+A2)과 제 2 가변영역(A1+A2+A3)에 대해서만 수행하는 것이다.
이와같이 감시영역(A1)을 사용하므로 다중 피사체의 경우 중심 피사체에 대한 AF정도를 향상시킬 수 있고, 또 포커싱 렌즈 구동방향 판단의 오류도 줄일 수 있게 된다.
한편, 피사체를 포착한 화면의 모든 영역을 사용하게 되므로 중심에서 벗어난 외곽으로 이동하는 피사체도 계속하여 AF추적이 가능하게 된다.
도면 제 5 도는 본 발명의 제 2 실시예에 의해서 설정되는 복수개 분할 화면영역을 나타내며, 도면 제 6 도는 본 발명 제 2 실시예의 카메라의 포커스 영역 제어방법을 나타낸다.
즉, 광학계에서 포착한 피사체 영상의 화면영역을 복수개로 분할하고 상기 복수개의 화면 영역중 중심영역을 제 1 영역, 외곽영역을 제 2 영역으로 설정하는 제 1 단계와, 상기 제 1 영역 또는 제 2 영역중 임의의 한 영역을 포커싱 영역으로 설정하여 자동 포커싱을 수행하는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계 수행중 포커싱 영역이 아닌 제 1 영역 또는 제 2 영역을 감시영역으로 하여 피사체 존재여부를 검출하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계의 검출 결과 감시영역내에 피사체가 존재하면 상기 제 2 단계의 포커싱 영역을 상기 제 3 단계의 감시영역으로 교체하여 제 2 단계 및 제 3 단계를 반복수행하는 제 4 단계를 포함하여 이루어지며, 이 제어의 수순을 제 5 도 및 제 6 도를 참조하여 설명한다.
먼저, 광학계에서 포착한 피사체 영상의 화면영역을 복수개(A1,A2)로 분할하고 상기 복수개의 화면 영역중에서 중심영역(A1)을 제 1 영역, 외곽영역(A2)을 제 2 영역으로 설정한다.
상기 제 1 영역 또는 제 2 영역 중에서 임의의 한 영역을 포커싱 영역으로 설정하여 자동 포커싱(AF)을 수행하는 중에 포커싱 영역이 아닌 제 1 영역이나 제 2 영역을 감시 영역으로 하여 피사체의 존재 여부를 검출한다.
예를 들어, 감시영역(A1)을 두고 이 감시영역과 가변영역(A2)(A1과 A2는 서로 배타적인 영역이다)을 서로 절환하는 경우로서, 제 6 도에 도시한 바와같이 감시영역(A1)을 감시하여 피사체 검출을 판정하고 이 것에 대응하여 가변영역(A2)과 감시영역(A1)을 서로 절환하여 AF제어를 상기한 제 4 도의 수순으로 실행하는 경우이다.
즉, 제 4 도의 실시예는 감시영역(A1)은 피사체 감시만하고 영역 절환은 제 2 가변영역과 제 3 가변영역에 대해서만 수행하는 경우이고, 제 6 도에서는 감시영역(A1)과 가변영역(A2)이 서로 절환되며 피사체 검출과 AF완료시 감시영역(A1)으로 리턴하는 실시예이다.
본 발명의 카메라의 포커스 영역 제어방법에 의하면, 감시영역을 사용하여 다중 피사체의 경우에도 중심 피사체에 대한 AF정도를 향상시킬 수 있고 또, 화면 영역 모두를 사용하기 때문에 중심에 피사체가 없는 경우에도 방향 판단을 정확하게 할 수 있고 정 포커싱이 가능하게 된다.
특히, 대영역 사용시에 주피사체의 변화에 민감하게 대응할 수 있다.
Claims (5)
- 광학계에서 포착한 피사체 영상의 화면 영역을 복수개로 분할하고 상기 복수의 화면 영역중 중심영역을 감시영역으로 설정하는 제 1 단계와, 상기 감시영역내의 피사체 검출여부에 따라 상기 복수의 화면영역중 임의의 화면영역을 포커싱 영역으로 설정하는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계 이후 자동 포커싱을 수행하는 제 3 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 카메라의 포커스 영역 제어방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 단계 이후 정포커싱이 완료되면 상기 제 2 단계의 포커싱 영역을 유지하면서 감시영역내의 피사체 검출을 수행하는 제 4 단계와, 상기 제 4 단계 이후 피사체 검출 결과에 따라 상기 제 2 단계를 반복 수행하는 제 5 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 카메라의 포커스 영역 제어방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 단계의 포커싱 영역은 감시영역을 포함하고 있는 화면영역임을 특징으로 하는 카메라의 포커스 영역 제어방법.
- 광학계에서 포착한 피사체 영상의 화면영역을 복수개로 분할하고 상기 복수개의 화면 영역중 중심영역을 제 1 영역, 외곽영역을 제 2 영역으로 설정하는 제 1 단계와, 상기 제 1 영역 또는 제 2 영역중 임의의 한 영역을 포커싱 영역으로 설정하여 자동 포커싱을 수행하는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계 수행중 포커싱 영역이 아닌 제 1 영역 또는 제 2 영역을 감시영역으로 하여 피사체 존재여부를 검출하는 제 3 단계와, 상기 제 3 단계의 검출 결과 감시영역내에 피사체가 존재하면 상기 제 2 단계의 포커싱 영역을 상기 제 3 단계의 감시영역으로 교체하여 제 2 단계 및 제 3 단계를 반복수행하는 제 4 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 카메라의 포커스 영역 제어방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 영역과 제 2 영역은 서로 배타적인 영역임을 특징으로 하는 카메라의 포커스 영역 제어방법.
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