KR19990060033A - 영역 조정이 가능한 패시브 방식의 자동 초점 조절 장치 및 그제어 방법 - Google Patents

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Abstract

이 발명은 영역 조정이 가능한 패시브 방식의 자동 초점 조절 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 피사체의 해당 부분에서 출력되는 빛이 형성되어 있는 다수개의 셀에 입사되어 입사되는 빛에 따라 해당하는 상태의 전기적인 신호가 각 해당 셀에서 출력되는 다수개의 포토 감지 수단과; 다수개의 포토 감지 수단에서 출력되는 신호의 상태를 판단하고, 판단된 신호 상태가 계속 증가 또는 감소상태에 있을 경우 다수개의 포토 감지 수단의 이용 영역을 변경하고, 다수개의 포토 감지 수단에서 출력되는 신호중에서 설정번째 해당하는 신호를 판정하여, 각 판정된 신호값의 차이가 설정값 이상인 차이값이 존재하지 않을 경우 다수개의 포토 감지 수단의 이용 영역을 변경하여 피사체와의 초점 거리를 산출할 수 있도록 하는 신호 제어 수단을 포함하여 이루어져, 사용되는 다수개의 포토 감지부의 사용 영역을 확대하여 이용하고, 다수개의 포토 감지부에서 측거되는 영역에서 출력되는 신호가 계속 증가하거나 감소할 때, 또는 측거되는 부분에 뚜렷한 명암 차이가 발생하지 않아 판독되는 신호들간의 값 차이가 미세할 경우 사용되는 다수개의 포토 감지 수단의 사용 영역을 변경하여 측거동작을 실행하므로 정확한 초점 거리를 산출할 수 있다.

Description

영역 조정이 가능한 패시브 방식의 자동 초점 조절 장치 및 그 제어 방법
이 발명은 패시브(passive) 방식을 이용하여 피사체와의 초점을 자동으로 조절하기 위한 자동 초점 조절 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 감지 장치에서 출력되는 신호값의 차이가 거의 발생하지 않을 경우 감지 장치의 사용 영역을 변경하여 측거 동작을 위한 신호 처리를 용이하게 실행할 수 있도록 하는 영역 조정이 가능한 패시브 방식의 자동 초점 조절 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 보급되고 있는 자동 카메라는 피사체와의 초점 조절 동작이나 조리개의 개방 시기나 개방 시간 등의 노출 동작이 자동으로 이루어져, 단지 사용자는 원하는 촬영 모드만을 선택한 후 피사체의 촬영 동작만을 실행하면 되므로 사용이 매우 용이하다.
또한 자동 카메라는 고도로 발전된 카메라 기술에 의해 다양한 기능이 추가로 부가되어 있으므로 사용자가 원하는 촬영 조건에 맞는 피사체의 촬영 동작을 실행할 수 있다.
상기와 같이 일반인들에게 보편화되어 있는 자동 카메라에서 피사체와의 초점을 자동으로 조절하기 위한 방법은 크게 두 가지 방식으로 나눠진다.
하나는 액티브(active) 방식으로, 카메라에 발광기와 수광기를 부착한 후, 부착된 발광기를 통해 적외선이나 초음파를 피사체로 발사한 후 피사체에 의해 반사되는 적외선이나 초음파를 수광기에서 집광하여 피사체와의 거리를 측정할 수 있도록 한다.
상기한 액티브 방식은 적외선이나 초음파를 촬영하고자 하는 피사체로 발사한 후, 반사광의 입사 각도나 발사 시점으로부터 수광될 때까지의 시간을 측정하여 거리를 측정한다.
다른 하나는 패시브 방식으로, 자연적으로 피사체에서 출력되는 빛을 이용하여 피사체와의 거리를 측거할 수 있다.
패시브 방식은 렌즈를 통해 입력되는 좌/우측의 피사체 상은 다수개의 셀로 이루어져 있는 포토 다이오드 어레이(photo diode array)구성된 각 좌/우측 센서로 입력되어 결상된다.
이때, 결상되는 상의 명암에 의해 24개의 포토 다이오드 어레이의 각 셀의 광출력(전압)이 변환하여, 해당하는 광신호를 출력하여, 일반적으로, 패스브 방식으로 피사체와의 초점을 조절하기 위한 거리 연산은 출력되는 좌/우측의 광출력 차이를 계산하여 연산한다.
즉, 다수개의 전자 셀을 갖고 있는 두 개의 센서를 이용하여, 전자 셀로 입사되는 빛에 의해 출력되는 전기 신호로 피사체의 위상(광출력)을 출력한 후, 출력되는 위상을 다수번의 시프팅 동작을 실행하여 두 위상을 비교하고, 비교되는 위상값이 최소가 되는 시점을 찾아 거리로 환산하여, 피사체와의 초점 거리를 산출한다.
따라서 피사체와의 초점 거리를 측정하기 위한 상기 패시브 방식은 피사체와의 초점을 조절하기 위한 포커싱 동작이 거의 연속적으로 이루어지므로 매우 정확한 초점을 조절할 수 있다.
그러나 피사체에서 출력되는 빛을 감지하여 감지된 빛의 파장에 따라 해당하는 크기의 신호를 출력하는 감지 장치의 각 셀은 전체 약 178개중에서 중앙선을 중심으로 좌우 범위로 약 35개의 셀만 이용된다.
따라서 신호 처리되는 영역이 매우 좁기 때문에 정확하게 피사체의 초점 거리를 측거할 수 없는 문제가 발생하고, 감지 장치의 사용 범위에 해당하는 촬영하고자 하는 피사체의 일부분이 사람의 얼굴이나 일정한 농도를 갖고 있는 벽면으로 농도 차이가 크게 발생하지 않은 부분일 경우, 감지 장치의 각 해당 셀에서 출력되는 신호의 크기는 거의 일정한다.
그러므로 상기와 같은 부분에 해당하는 신호의 값을 이용하여 신호 처리할 경우, 각 출력되는 신호값이 거의 일정하므로 정확한 신호 처리가 이루어지지 않아 피사체의 측정 동작을 정확하게 실행하지 못하는 문제가 발생한다.
또한 감지 장치의 사용 영역에 해당하는 피사체의 일부분이 감지 장치에 대해 정면으로 위치하고 있지 않을 경우, 감지 장치의 해당 셀들에서 출력되는 신호의 크기는 계속 증가하거나 감소한다.
따라서 설정된 해당 셀에서 출력되는 신호를 정확하게 처리하지 못하는 경우가 발생하고, 신호 처리가 정확하게 이루어지지 않으므로 피사체와의 초점 거리를 정확하게 산출하지 못하는 문제가 발생한다.
그러므로 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 이용되는 감지 장치의 영역을 확대하고, 위상차가 크게 발생하지 않은 부분을 기준으로 측거 동작을 실행할 경우 감지 장치의 이용 영역을 조정하여 위상차가 발생하는 부분으로 피사체의 측거 위치를 변경할 수 있도록 하는 영역 조정이 가능한 패시브 방식의 자동 초점 조절 장치 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다
도1은 이 발명의 실시예에 따른 영역 조정이 가능한 패시브 방식의 자동 초점 조절 장치의 블록도이고,
도2는 이 발명의 실시예에 따른 영역 조정이 가능한 패시브 방식의 자동 초점 조절 방법의 동작 순서도이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은
피사체의 해당 부분에서 출력되는 빛이 형성되어 있는 다수개의 셀에 입사되어 입사되는 빛에 따라 해당하는 상태의 전기적인 신호가 각 해당 셀에서 출력되는 다수개의 포토 감지 수단과;
상기 다수개의 포토 감지 수단에 연결되어 있고, 다수개의 포토 감지 수단에서 출력되는 신호의 상태를 판단하고, 판단된 신호 상태가 계속 증가 또는 감소상태에 있을 경우 다수개의 포토 감지 수단의 이용 영역을 변경하고, 다수개의 포토 감지 수단에서 출력되는 신호중에서 설정번째 해당하는 신호를 판정하여, 각 판정된 신호값의 차이가 설정값 이상인 차이값이 존재하지 않을 경우 다수개의 포토 감지 수단의 이용 영역을 변경하여 피사체와의 초점 거리를 산출할 수 있도록 하는 신호 제어 수단을 포함하여 이루어져 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 또다른 구성은,
다수개의 포토 감지 수단에서 출력되는 신호의 상태를 판단하는 단계와;
판단된 신호 상태가 계속 증가 또는 감소상태에 있을 경우 다수개의 포토 감지 수단의 이용 영역을 변경하는 단계와;
다수개의 포토 감지 수단에서 출력되는 신호중에서 설정번째 해당하는 신호를 판정하는 단계와;
각 판정된 신호값의 차이가 설정값 이상인 차이값이 존재하지 않을 경우 다수개의 포토 감지 수단의 이용 영역을 변경하여 피사체와의 초점 거리 산출 동작을 실행하는 단계를 포함하여 이루어져 있다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도1은 이 발명의 실시예에 따른 영역 조정이 가능한 패시브 방식의 자동 초점 조절 장치의 블록도이고,
도2는 이 발명의 실시예에 따른 영역 조정이 가능한 패시브 방식의 자동 초점 조절 제어 방법의 동작 순서도이다.
도1을 참고로 하여 이 발명의 실시예에 따른 구성을 설명하면, 피사체의 해당 부분에서 출력되는 빛이 형성되어 있는 다수개의 셀에 입사되어 입사되는 빛에 따라 해당하는 상태의 전기적인 신호가 각 해당 셀에서 출력되는 제1포토 감지부(11)와;
피사체의 해당 부분에서 출력되는 빛이 형성되어 있는 다수개의 셀에 입사되어 입사되는 빛에 따라 해당하는 상태의 전기적인 신호가 각 해당 셀에서 출력되는 제2포토 감지부(12)와;
상기 제1 및 제2포토 감지부(11,12)와 연결되어 있고, 제1 및 제2포토 감지부(11,12)에서 출력되는 전기 신호를 판독하여 각 출력되는 전기 신호의 크기를 비교 판단하고, 판단되는 각 신호의 크기 차이가 설정값보다 크지 않을 경우 제1 및 제2포토 감지부(11,12)의 이용 영역을 변경하여 변경된 영역에서 출력되는 신호를 이용하여 피사체와의 초점 거리를 측거하기 위한 신호 처리를 수행하여 해당하는 제어 신호를 출력하는 신호 처리부(2)와,
상기 신호 처리부(2)에서 출력되는 신호에 따라 동작 상태가 변화하여 판정된 초점 거리에 맞게 렌즈의 위치를 자동 변환시키는 자동 초점 조절부(3)로 이루어져 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어져 있는 이 발명의 동작은 다음과 같다.
각 장치의 동작에 필요한 전원이 공급되면, 각 해당하는 장치의 동작이 시작되고, 신호 처리부(2)의 동작도 시작한다(S10).
따라서 신호 처리부(2)는 제1 및 제2포토 감지부(11,12)에서 출력되는 신호를 판독하여(S11), 출력되는 신호의 크기를 비교 판단한다.
제1 및 제2포토 감지부(11,12)는 각각 약 178개의 셀이 형성되어 있다.
따라서 각 형성된 셀로 피사체에서 출력되는 빛이 입사되면, 빛의 파장에 따라 각 해당하는 크기의 신호를 각 해당 셀에서 출력된다.
그러나 피사체와의 측거 동작을 위해 제1 및 제2포토 감지부(11,12)를 이용할 경우, 제1 및 제2포토 감지부(11,12)에 형성되어 있는 모든 셀에서 출력되는 신호를 이용하지 않고 설정된 부분에 해당하는 셀에서 출력되는 신호만을 처리하여 초점을 조절하므로, 사용되는 셀의 개수를 108개로 확대하여 이용한다.
따라서 신호 처리부(2)는 이용 영역이 확대되어 해당하는 108개의 셀에서 출력되는 신호를 처리하여 정확한 측거 동작이 이루어질 수 있도록 한다.
상기 단계(S11)에서 제1 및 제2포토 감지부(11,12)에서 출력되는 신호중 해당 영역의 셀에서 출력되는 신호가 판독되면, 신호 처리부(2)는 판독된 신호의 크기를 산출한다(S12).
그리고 산출된 신호의 크기가 계속 증가하는지 또는 계속 감소하는지를 판단하여(S13), 측거되는 피사체의 상태를 판단한다.
따라서 판단된 신호의 크기가 계속 증가하거나 감소할 경우, 신호가 판독되는 셀에 해당하는 피사체의 일부분이 제1 및 제2포토 감지부(11,12)에 대해 정방향으로 위치하고 있지 않는 상태이므로 측거 동작이 불가능한 상태로 판단한다.
그러므로 신호 처리부(2)는 제1 및 제2포토 감지부(11,12)의 이용 영역을 해당 방향으로 설정양만큼 변경하여(S14), 변경된 영역에서 출력되는 신호를 이용하여 피사체의 측거 동작이 이루어질 수 있도록 한다.
즉, 제1 및 제2포토 감지부(11,12)에 의해 측거되는 피사체의 일부분이 카메라에 대해 측면으로 위치하여 값을 판독할 수 없는 영역이 발생할 경우엔, 제1 및 제2포토 감지부(11,12)의 이용 영역을 이동시킨 후, 상기 단계(S11)로 넘어가 다시 새로 설정된 영역의 해당 셀에서 출력되는 신호를 판독하여 측거할 수 있는 영역인지를 판단한다.
그러므로 제1 및 제2포토 감지부(11,12)의 이용 영역이 측거 가능한 피사체의 부분에 해당하는 영역으로 변경되므로 피사체와의 초점 거리를 측거할 수 있는 상태가 된다.
그러나 상기 단계(S13)에서 판단된 각 해당 셀에서 출력되는 신호값의 상태가 계속 증가 또는 계속 감소 상태에 있지 않을 경우, 신호 처리부(2)는 판독되는 신호 중에서 이미 설정된 순번에 해당하는 셀들에서 출력되는 신호를 각각 판정한다(S15).
그리고 각 판정된 해당 번째 셀의 출력 데이터를 각각 정해진 순서에 따라 비교하여 차이값에 대한 절대값을 각각 산출한다(S16).
각 출력 데이터간의 차이값에 대한 절대값이 산출되면, 산출된 차이값에 대한 절대값들중에 설정값 이상인 것이 존재하는지를 판단한다(S17).
설정값 이상인 절대값이 존재할 경우, 신호 처리부(2)는 판독된 제1 및 재2포토 감지부(11,12)에서 출력되는 신호를 이용하여 초점 거리를 산출하기 위한 신호 처리 동작을 실행한다(S18).
그리고 판독된 제1 및 제2포토 감지부(11,12)의 해당 영역의 셀에서 출력되는 신호가 처리되어, 피사체와의 초점 거리가 산출되면, 신호 처리부(2)는 자동 초점 조절부(3)로 해당하는 제어 신호를 출력하여(S19) 렌즈 경통이 설정된 곳에 위치할 수 있도록 한다.
그러나 산출되는 각 절대값들이 설정값보다 모두 작을 경우, 즉 측거하기 위한 피사체의 해당 부분이 얼굴부분이나 벽면으로 명암 차이가 크게 발생하지 않아 위상 차이가 미세하여 각 판독된 신호 크기의 차이가 설정된 만큼 발생하지 않을 경우, 상기 단계(S14)로 넘어가 제1 및 제2포토 감지부(11,12)의 이용 영역을 설정된 양과 방향으로 변경하여, 새로운 영역에서 출력되는 제1 및 제2포토 감지부(11,12)에서 출력되는 신호를 이용하여 측거 동작을 실행할 수 있도록 한다.
따라서 뚜렷한 명암 차이가 발생하지 않아 각 출력되는 신호의 크기 차이가 미세할 경우, 측거되는 부분의 명암 차이가 크게 발생하는 부분에 해당하는 셀의 출력 신호를 이용할 수 있도록 한다.
따라서 상기와 같이 동작하는 이 발명의 효과는, 패시브 방식을 이용하여 피사체와의 초점 거리를 산출할 경우, 사용되는 제1 및 제2포토 감지부의 사용 영역을 확대하여 이용하므로 많은 데이터에 의한 정확한 측거 동작을 실행할 수 있다.
그리고 제1 및 제2포토 감지부에서 측거되는 영역에서 출력되는 신호가 계속 증가하거나 감소할 때, 또는 측거되는 부분에 뚜렷한 명암 차이가 발생하지 않아 판독되는 신호들간의 값 차이가 미세할 경우 사용되는 제1 및 제2포토 감지부의 사용 영역을 변경하여 측거동작을 실행하므로 정확한 초점 거리를 산출할 수 있다.

Claims (4)

  1. 피사체의 해당 부분에서 출력되는 빛이 형성되어 있는 다수개의 셀에 입사되어 입사되는 빛에 따라 해당하는 상태의 전기적인 신호가 각 해당 셀에서 출력되는 다수개의 포토 감지 수단과;
    상기 다수개의 포토 감지 수단에 연결되어 있고, 다수개의 포토 감지 수단에서 출력되는 신호의 상태를 판단하고, 판단된 신호 상태가 계속 증가 또는 감소상태에 있을 경우 다수개의 포토 감지 수단의 이용 영역을 변경하고, 다수개의 포토 감지 수단에서 출력되는 신호중에서 설정번째 해당하는 신호를 판정하여, 각 판정된 신호값의 차이가 설정값 이상인 차이값이 존재하지 않을 경우 다수개의 포토 감지 수단의 이용 영역을 변경하여 피사체와의 초점 거리를 산출할 수 있도록 하는 신호 제어 수단을 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 영역 조정이 가능한 패시브 방식의 자동 초점 조절 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다수개의 포토 감지 수단은,
    다수개의 셀로 형성되어 있고, 각 형성되어 있는 셀들에서 출력되는 신호중, 2/3개정도에 해당하는 셀들에서 출력되는 전기 신호를 이용하여 측거 동작을 실행할 수 있도록 하는 영역 조정이 가능한 패시브 방식의 자동 초점 조절 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    피사체와의 초점 거리가 산출되어, 판정된 초점 거리를 조정하기 위한 제어 신호가 신호 처리 수단에서 출력되면,
    신호 처리 수단에서 출력되는 제어 신호에 따라 동작 상태가 변화하여 카메라의 렌즈를 각 해당 장소로 위치시킬 수 있는 자동 초점 조절부(3)를 더 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 영역 조정이 가능한 패시브 방식의 자동 초점 조절 장치.
  4. 다수개의 포토 감지 수단에서 출력되는 신호의 상태를 판단하는 단계와;
    판단된 신호 상태가 계속 증가 또는 감소상태에 있을 경우 다수개의 포토 감지 수단의 이용 영역을 변경하는 단계와;
    다수개의 포토 감지 수단에서 출력되는 신호중에서 설정번째 해당하는 신호를 판정하는 단계와;
    각 판정된 신호값의 차이가 설정값 이상인 차이값이 존재하지 않을 경우 다수개의 포토 감지 수단의 이용 영역을 변경하여 피사체와의 초점 거리 산출 동작을 실행하는 단계를 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 영역 조정이 가능한 패시브 방식의 자동 초점 조절 제어 방법.
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