KR19990074914A

KR19990074914A - Auto focus on camera system

Info

Publication number: KR19990074914A
Application number: KR1019980008810A
Authority: KR
Inventors: 이철호
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 1999-10-05

Abstract

카메라 시스템에서의 자동 초점 조절 장치가 개시된다. 신호처리를 위해 수직 및 수평 윤곽 신호 처리부를 갖고, 인터페이스부로부터 출력되는 데이터에 근거하여 제어부가 자동으로 초점값을 구하는 본 발명에 의한 카메라 시스템에서의 자동 초점 조절 장치는 수평 윤곽 신호로부터 출력되는 수평 윤곽 신호를 입력하고, 소정 화면 위치와 크기에 대한 n개의 적분값을 출력하는 제1 적분 수단, 수직 윤곽 신호로부터 출력되는 수직 윤곽 신호를 입력하고, 소정 화면 위치와 크기에 대한 n개의 적분값을 출력하는 제2 적분 수단, 소정 화면 및 크기를 제어하는 윈도우 제어 수단, 제1 적분 수단으로부터 출력되는 n개의 적분값을 저장하고 이를 인터페이스부로 출력하는 제1 저장 수단 및 제2 적분 수단으로부터 출력되는 n개의 적분값을 저장하고, 이를 인터페이스부로 출력하는 제2 저장 수단을 구비하는 것을 특징으로 하고, 카메라 시스템에서 신호처리에 필수적으로 사용되는 수평 및 수직 윤곽 신호를 초점값을 구하기 위한 데이터로 사용하므로 하드웨어 구성이 간단해지고, 수평 및 수직 정보에 비해 수직 및 수평 정보가 극단적으로 적은 영상에 대해서도 초점값을 구할 수 있는 효과가 있다.An auto focusing device in a camera system is disclosed. In the camera system according to the present invention, which has a vertical and horizontal contour signal processing unit for signal processing and the controller automatically obtains a focus value based on data output from the interface unit, the auto focusing apparatus in the camera system according to the present invention is horizontal output from the horizontal contour signal. A first integration means for inputting a contour signal, outputting n integral values for a predetermined screen position and size, a vertical contour signal output from the vertical contour signal, and inputting n integral values for a predetermined screen position and size A second integrating means for outputting, a window control means for controlling a predetermined screen and size, n first outputting means for storing n integral values output from the first integrating means and outputting them to the interface unit, and n outputting from the second integrating means And second storage means for storing the integral values and outputting the integral values to the interface unit. The hardware configuration is simplified because the horizontal and vertical contour signals, which are essential for signal processing in the camera system, are used as the data for focusing. It is also effective to obtain the focus value for.

Description

Auto focus on camera system

본 발명은 고체 촬상 소자를 이용한 카메라 시스템에 관한 것으로, 특히, 자동으로 초점을 맞추는 자동 초점 조절 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a camera system using a solid state imaging device, and more particularly to an auto focusing device that automatically focuses.

이하, 종래의 자동 초점 조절 장치를 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, a conventional auto focusing apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 자동 초점 조절 장치를 설명하기 위한 블록도로서, 저역 통과 필터(100), 제1 고역 통과 필터(110), 제2 고역 통과 필터(120), 제1 적분기(130), 제2 적분기(140), 윈도우 제어부(150), 제1 레지스터(160), 제2 레지스터(170) 및 마이컴 인터 페이스부(180)으로 구성된다.1 is a block diagram illustrating a conventional auto focusing apparatus, and includes a low pass filter 100, a first high pass filter 110, a second high pass filter 120, a first integrator 130, and a first pass filter. The integrator 140 includes a window controller 150, a first register 160, a second register 170, and a microcomputer interface unit 180.

도 2(a) 내지 도 2(d)는 도 1에 도시된 장치의 각 필터의 특성과 출력을 나타내는 파형도로서, 도 2(a)는 저역 통과 필터(100)의 특성을 나타내는 파형도이고, 도 2(b)는 제1 고역 통과 필터(110)와 제2 고역 통과 필터(120)의 특성을 나타내는 파형도이고, 도 2(c)는 제1 적분기(1300의 출력을 나타내는 파형도이고, 도 2(d)는 제2 적분기(140)의 출력을 나타내는 파형도이다.2 (a) to 2 (d) are waveform diagrams showing the characteristics and outputs of the respective filters of the apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 2 (a) is a waveform diagram showing the characteristics of the low pass filter 100. FIG. 2 (b) is a waveform diagram showing the characteristics of the first high pass filter 110 and the second high pass filter 120, Figure 2 (c) is a waveform diagram showing the output of the first integrator (1300). 2D is a waveform diagram illustrating the output of the second integrator 140.

도 1과 도2(a) 내지 도 2(d)를 참조하면, 저역 통과 필터(100)의 필터 특성은 도 2(a)에 도시된 것과 같은며, 고체 촬상 소자로부터 출력되어 입력단자 IN으로 입력되는 영상 신호중에서 제1 차단 주파수(fc1)보다 작은 주파수 성분만을 통과시킨다. 제1 고역 통과 필터(110)의 특성은 도 2(b)에 도시된 제1 그래프(20)와 같으며, 저역 통과 필터(110)를 통과한 신호중에 제2 차단 주파수(fc2)보다 높은 주파수 성분만을 출력한다. 제2 고역 통과 필터(140)의 특성은 도 2(b)에 도시된 제2 그래프(22)와 같으며, 저역 통과 필터(100)를 통과한 신호중에 제3 차단 주파수(fc3) 보다 큰 주파수 성분만을 출력한다.1 and 2 (a) to 2 (d), the filter characteristics of the low pass filter 100 are the same as those shown in Fig. 2 (a), and are output from the solid-state image pickup device to the input terminal IN. Only the frequency component smaller than the first cutoff frequency fc1 is passed among the input image signals. The characteristics of the first high pass filter 110 are the same as those of the first graph 20 shown in FIG. 2 (b), and are higher than the second cutoff frequency fc2 among the signals passing through the low pass filter 110. Output only components. The characteristics of the second high pass filter 140 are the same as those of the second graph 22 shown in FIG. 2 (b), and the frequency higher than the third cutoff frequency fc3 among the signals passing through the low pass filter 100. Output only components.

제1 적분기(130)는 윈도우 제어부(150)의 제어에 상응하여 제1 고역 통과 필터(110)에서 출력되는 신호를 적분하며, 도 2(c)에 적분된 결과 발생되는 초점 거리를 나타내며, 정점(24)이 초점값을 나타낸다. 또한, 제2 적분기(140)는 윈도우 제어부(150)의 제어에 상응하여 제2 고역 통과 필터(120)에서 출력되는 신호를 적분하며, 도 2(d)에 적분된 결과 발생되는 초점 거리를 나타내며, 정점(26)이 초점값을 나타낸다.The first integrator 130 integrates the signal output from the first high pass filter 110 according to the control of the window controller 150 and represents a focal length generated as a result of integrating in FIG. 24 denotes the focus value. In addition, the second integrator 140 integrates the signal output from the second high pass filter 120 according to the control of the window controller 150, and represents the focal length generated as a result of the integration in FIG. 2 (d). , Vertex 26 represents the focus value.

제1 및 제2 레지스터(160 및 170)는 제1 및 제2 적분기(130 및 140)에서 출력되는 초점 거리를 기억하며, 이를 마이컴 인터페이스부(180)를 통해 마이컴으로 전달한다. 마이컴(미도시)은 마이컴 인터페이스부(180)의 입/출력 단자 IN/OUT를 통해 제1 및 제2 레지스터(160 및 170)에 기억된 초점 거리를 근거로하여 정점에 해당하는 초점값을 결정하게 된다.The first and second registers 160 and 170 store the focal lengths output from the first and second integrators 130 and 140, and transfer them to the microcomputer through the microcomputer interface unit 180. The microcomputer (not shown) determines the focus value corresponding to the vertex based on the focal lengths stored in the first and second registers 160 and 170 through the input / output terminals IN / OUT of the microcomputer interface unit 180. Done.

이와같이, 종래의 고체 촬상 소자를 이용한 카메라에 있어서 자동 초점 조절 장치는 초점치의 기준으로 특정대역의 고주파 성분의 합은 초점이 맞아감에 따라 증가하는 성질을 용한다. 때문에 이러한 특정 대역의 성분을 검출하기 위한 여러 종류의 필터를 사용해야 한다. 뿐만 아니라 기존 카메라 신호처리가 디지털화 되어있는 상황에서는 이러한 종류의 필터를 디지털 필터로 구현하여야 함으로 인해 하드웨어의 부담이 커지는 문제점이 발생한다. 또한, 디지털 필터의 요구되는 특성이 엄격하므로 디지털 필터의 탭수를 늘려 성능에 부합해야 한다. 그러나, 소정 탭수의 디지털 필터이하에서는 필터의 탭수가 증가하여도 즉, 하드웨어가 증가하여도 자동 초점 조절 성능의 개선에는 별효과가 없게된다. 또한, 소정 탭수 이상의 디지털 필터를 구현시 비용이 많이 드는 문제점들이 발생한다.As described above, in a camera using a conventional solid-state imaging device, the auto focusing apparatus utilizes a property in which the sum of the high frequency components of a specific band increases as the focus is achieved as a reference of the focus value. For this reason, several types of filters must be used to detect components of this specific band. In addition, in the situation where the existing camera signal processing is digitized, this kind of filter must be implemented as a digital filter, which causes a problem in that the burden of hardware increases. In addition, the required characteristics of the digital filter are strict, so the number of taps of the digital filter must be increased to meet the performance. However, under the digital filter having a predetermined number of taps, even if the number of taps of the filter is increased, that is, the hardware is increased, there is little effect on the improvement of the auto focusing performance. In addition, costly problems arise when implementing a digital filter of a predetermined tap number or more.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 수직 및 수평 윤곽 신호를 이용하여 간단한 하드웨어로 구현될 수 있는 카메라 시스템에서의 자동 초점 조절 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an auto focusing apparatus in a camera system that can be implemented in simple hardware using vertical and horizontal contour signals.

도 1은 종래의 자동 초점 조절 장치를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a conventional auto focusing apparatus.

도 2(a) 내지 도 2(d)는 도 1에 도시된 장치의 각 필터의 특성과 출력을 나타내는 파형도이다.2 (a) to 2 (d) are waveform diagrams showing the characteristics and outputs of the respective filters of the apparatus shown in FIG.

도 3은 본 발명에 의한 카메라 시스템에서의 자동 초점 조절 장치를 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating an auto focus adjusting apparatus in a camera system according to the present invention.

도 4(a) 내지 도 4(b)는 도 3에 도시된 장치에서 초점 거리에 대한 수평 및 수직 윤곽 신호의 적분값을 나타내는 도면이다.4 (a) to 4 (b) are diagrams showing integral values of horizontal and vertical contour signals with respect to a focal length in the apparatus shown in FIG.

상기 과제를 이루기 위해, 신호처리를 위해 수직 및 수평 윤곽 신호 처리부를 갖고, 인터페이스부로부터 출력되는 데이터에 근거하여 제어부가 자동으로 초점값을 구하는 본 발명에 의한 카메라 시스템에서의 자동 초점 조절 장치는 수평 윤곽 신호로부터 출력되는 수평 윤곽 신호를 입력하고, 소정 화면 위치와 크기에 대한 n개의 적분값을 출력하는 제1 적분 수단, 수직 윤곽 신호로부터 출력되는 수직 윤곽 신호를 입력하고, 소정 화면 위치와 크기에 대한 n개의 적분값을 출력하는 제2 적분 수단, 소정 화면 및 크기를 제어하는 윈도우 제어 수단, 제1 적분 수단으로부터 출력되는 n개의 적분값을 저장하고 이를 인터페이스부로 출력하는 제1 저장 수단 및 제2 적분 수단으로부터 출력되는 n개의 적분값을 저장하고, 이를 인터페이스부로 출력하는 제2 저장 수단으로 구성되는 것이 바람직하다.In order to achieve the above object, the automatic focusing apparatus in the camera system according to the present invention has a vertical and horizontal contour signal processing unit for signal processing, and the control unit automatically obtains a focus value based on data output from the interface unit. A first integrating means for inputting a horizontal outline signal output from the outline signal, outputting n integral values for a predetermined screen position and size, a vertical outline signal output from the vertical outline signal, and inputting a predetermined screen position and size Second integrating means for outputting n integral values for the display, window control means for controlling a predetermined screen and size, first storage means for storing n integral values output from the first integrating means, and outputting them to the interface unit; A second low which stores n integral values output from the integrating means and outputs them to the interface unit; It is preferably composed of means.

이하, 본 발명에 의한 카메라 시스템에서의 자동 초점 조절 장치를 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the automatic focusing apparatus in the camera system according to the present invention will be described as follows.

본 발명은 기존 카메라 신호처리에 필수적으로 존재하는 수평 및 수직 윤곽 성분을 자동 초점을 구현하기 위한 기준 데이터로 이용함으로써, 간단한 하드웨어로 자동 초점 조절 장치를 구현할 수 있다.According to the present invention, by using horizontal and vertical contour components essential to existing camera signal processing as reference data for implementing auto focus, the auto focus apparatus can be implemented with simple hardware.

도 3은 본 발명에 의한 카메라 시스템에서의 자동 초점 조절 장치를 설명하기 위한 블록도로서, 수평 윤곽 처리부(300), 수직 윤곽 처리부(310), 제1 적분기(320), 제2 적분기(330), 윈도우 제어부(340), n개의 레지스터들로 구성된 제1 레지스터부(350), n개의 레지스터들로 구성된 제2 레지스터부(360), 제1 마이컴 인터 페이스부(370) 및 제2 마이컴 인터 페이스부(380)로 구성된다.FIG. 3 is a block diagram illustrating an auto focus adjusting apparatus in a camera system according to the present invention. , The window controller 340, the first register unit 350 composed of n registers, the second register unit 360 composed of n registers, the first microcomputer interface unit 370, and the second microcomputer interface It is composed of a portion 380.

도 4(a) 내지 도 4(b)는 도 3에 도시된 장치에서 초점 거리에 대한 수평 및 수직 윤곽 신호의 적분값을 나타내는 도면으로, 도 4(a)는 초점 거리에 대한 수평 윤곽 신호의 적분값을 나타내는 그래프이고, 도 4(b)는 초점 거리에 대한 수직 윤곽 신호의 적분값을 나타내는 그래프이다.4 (a) to 4 (b) show the integral values of the horizontal and vertical contour signals with respect to the focal length in the apparatus shown in FIG. 3, and FIG. 4 (a) shows the horizontal contour signals with respect to the focal length. 4 (b) is a graph showing the integral value of the vertical contour signal with respect to the focal length.

도 3 및 도 4(a)와 도 4(b)를 참조하면, 수평 윤곽 처리부(300) 및 수직 윤곽 처리부(310)에서 발생되는 수평 및 수직 윤곽 신호는 화소 단위로 변화하는 영상 정보에 대한 특정 대역의 대역 통과 필터의 성분을 포함하고 있다. 따라서, 종래의 저역 통과 필터와 고역 통과 필터를 통해 특정 대역의 주파수 성분을 이용하는 것과 유사한 효과를 나타낸다.3 and 4 (a) and 4 (b), the horizontal and vertical contour signals generated by the horizontal contour processing unit 300 and the vertical contour processing unit 310 are specific to image information that changes in units of pixels. Contains the components of the band pass filter of the band. Therefore, the conventional low pass filter and the high pass filter have a similar effect to using a frequency band of a specific band.

제1 적분기(320)는 수평 윤곽 처리부(300)에서 출력되는 수평 윤곽 신호를 입력하고, 윈도우 제어부(340)의 제어에 상응하여 수평 윤곽 신호를 소정(n)의 화면 위치와 크기에 대해 적분한다. 적분된 결과를 곡선으로 나타내면 도 4(a)에 도시된 그래프와 같으며, 원하는 화면 위치와 크기에 대해 적분된 값을 n개의 레지스터로 구성된 제1 레지스터부(350)에 각각 저장한다. 제2 적분기(330)는 윈도우 제어부(340)의 제어에 상응하여 수직 윤곽 신호를 원하는 화면 위치와 크기에 대해 적분한다. 적분된 결과를 곡선으로 나타내면 도 4(b)에 도시된 그래프와 같으며, 소정(n)의 화면 위치와 크기에 대해 적분된 값을 n개의 레지스터들로 구성된 제2 레지스터(360)에 각각 저장한다. 한편, 도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 각 그래프의 정점이 초점값에 해당한다.The first integrator 320 inputs a horizontal contour signal output from the horizontal contour processor 300 and integrates the horizontal contour signal with respect to a predetermined (n) screen position and size according to the control of the window controller 340. . The integrated result is shown as a graph shown in FIG. 4A, and the integrated value for the desired screen position and size is stored in the first register unit 350 composed of n registers. The second integrator 330 integrates the vertical contour signal with respect to the desired screen position and size under the control of the window controller 340. The integrated result is shown as a graph shown in FIG. 4 (b), and the integrated value for the predetermined (n) screen position and size is stored in the second register 360 composed of n registers, respectively. do. Meanwhile, vertices of the graphs shown in FIGS. 4A and 4B correspond to focus values.

제1 마이컴 인터페이스부(370)와 제2 마이컴 인터페스부(380)는 제1 및 제2 레지스터부(350 및 360)에 저장된 초점 거리에 대한 적분값들을 제1 입/출력 단자IN/OUT1와 제2 입/출력 단자 IN/OUT2를 통해 마이컴(미도시)으로 전달한다. 마이컴(미도시)은 제1 및 제2 인터페이스(370 및 380)로부터 전달된 데이터를 근거로 정점을 추적하여 초점값을 결정하게 된다.The first microcomputer interface unit 370 and the second microcomputer interface unit 380 may integrate integral values of the focal lengths stored in the first and second register units 350 and 360 with the first input / output terminals IN / OUT1. Transfer to a microcomputer (not shown) through the second input / output terminal IN / OUT2. The microcomputer (not shown) determines a focus value by tracking vertices based on data transmitted from the first and second interfaces 370 and 380.

한편, 종래의 자동 초점 조절 장치는 수평주사 라인단위로 변하하는 영상 정보를 이용하여 초점치를 판정하는 부분이 없었다. 따라서, 수평적 정보가 거의 없고 수직적인 정보가 많이 존재하는 영상에 대해서는 정확한 초점치를 찾는 것 어려워 초점이 잘 잡히지 않는 경우가 종종 발생한다. 그러나, 도 3에 도시된 본 발명에 의한 자동 초점 조절 장치는 수직 윤곽 정보를 이용하므로써, 수직적인 정보만이 존재하고 수평적 정보가 거의 없는 영상에 대해서도 초점값을 구할 수 있다On the other hand, the conventional auto focusing apparatus has no part for determining the focus value by using image information that changes in units of horizontal scanning lines. Therefore, it is difficult to find an accurate focus value for an image in which there is little horizontal information and a lot of vertical information. However, the automatic focusing apparatus according to the present invention shown in FIG. 3 uses the vertical contour information, so that the focus value can be obtained even for an image having only vertical information and little horizontal information.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 카메라 시스템에서의 자동 초점 조절 장치는 카메라 시스템에서 신호처리에 필수적으로 사용되는 수평 및 수직 윤곽 신호를 초점값을 구하기 위한 데이터로 사용하므로 하드웨어 구성이 간단해지고, 수평 및 수직 정보에 비해 수직 및 수평 정보가 극단적으로 적은 영상에 대해서도 초점값을 구할 수 있는 효과가 있다.As described above, the auto focusing device in the camera system according to the present invention uses the horizontal and vertical contour signals, which are essentially used for signal processing in the camera system, as data for obtaining the focus value, thereby simplifying the hardware configuration, and The focus value can be obtained even for an image having extremely low vertical and horizontal information than the vertical information.

Claims

In the auto focus adjusting device in the camera system having a vertical and horizontal contour signal processing unit for signal processing, the control unit automatically obtains the focus value based on the data output from the interface unit,

First integration means for inputting a horizontal contour signal output from the horizontal contour signal and outputting n integral values for a predetermined screen position and size;

Second integration means for inputting a vertical contour signal output from the vertical contour signal and outputting n integral values for the predetermined screen position and size;

Window control means for controlling the predetermined screen and size;

First storage means for storing n integral values output from said first integration means and outputting them to said interface unit; And

And second storage means for storing the n integral values output from the second integrating means and outputting them to the interface unit.