KR20050044727A - 사진 촬영에 사용되는 선택적 초점 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 국부적 초점 제어를 위한 광학 시스템에 관한 것이다. 이 광학 시스템은 광학 시스템의 상면 만곡(field curvature)을 조정 및 변경하도록 서로에 대해 측방향으로 변위될 수 있는 2개의 광학 시어 플레이트(shear plate)로서 가변 배율의 광학 구성 요소 시스템을 사용한다. 이러한 상면 만곡의 변경은 시야 내의 특정 사이즈 및 형상이 서로 및 시야에 대하여 시어 플레이트(22, 24)를 조작함으로써 제어되는 초점 영역을 발생시킨다. 초점 영역은 초점 영역이 특정 영역과 일치하는 이미지 광에 영향을 끼치도록 시야 내의 임의의 위치로 재배치될 수 있다. 시어 플레이트(22, 24)는 카메라 바디(12)와 촬영 렌즈(16)의 사이에서 광학 시스템의 중간의 초점면에 위치되는 것이 바람직하다. 그 후, 시어 플레이트(22, 24)에 의해 변경되었던 이미지는 릴레이 렌즈(14)에 의해 카메라 바디(12)로 전치되고, 카메라 바디(12) 내에 위치된 주요 필름면(28)에서 필름에 의해 기록된다. 최종 결과는 카메라 촬영 렌즈(16)의 피사계 심도 또는 구경 설정과 관계없이 국부적 초점 제어가 달성되는 카메라에 적합한 광학 시스템이다.

Description

사진 촬영에 사용되는 선택적 초점 제어 시스템{SELECTIVE FOCUS SYSTEM FOR USE IN PHOTOGRAPHY}

본 명세서는 2001년 12월 7일에 출원된 미국 특허 출원 제60/338,933호를 우선권으로 주장하고 있으며, 이 특허 출원은 본원 명세서에 참고로 인용된다.

본 발명은 일반적으로 카메라 및 카메라 부속물에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 카메라의 시야 내의 초점 영역을 제어하는 시스템에 관한 것이다.

이전 세기 동안 스틸 타입(still-type)의 필름 카메라의 발명 이후, 사진 기술은 일반적으로 사용되는 필름에 의해 구분되는 많은 상이한 타입의 카메라를 채용해왔다. 오늘날, 대부분의 경우에, 35㎜ 카메라(포인트-앤드-샷 타입 카메라, 1회용 카메라, 단일 렌즈의 리플렉스 카메라, 레인지파인더 타입 카메라를 포함), 중형 카메라(트윈 렌즈 카메라를 포함), 대형 카메라(필드-타입 및 뷰-타입을 포함) 등의 3가지 메인 타입의 스틸 필름 카메라가 상업적으로 시판되고 있다. 이들 카메라는 (1) 고정-포커스, (2) "존 포커스", (3) 레인지파인더 타입 포커스, (4) 트윈-렌즈 리플렉스 그라운드 유리, (5) 싱글-렌즈 리플렉스 (6) 자동 포커스를 포함한 적어도 6개의 기본 포커싱 시스템 중 하나를 사용한다.

종래의 1회용 카메라와 같은 고정 포커스 카메라에서는, 렌즈의 초점을 제어하는 수단이 없다. 렌즈의 초점은 공장에서 미리 설정되어 정해진 거리(일반적으로 약 10 피트)에서 적절한 초점을 제공한다. 이러한 타입의 카메라는 본질적으로 렌즈를 구비한 핀-홀 카메라이다.

"존-포커스" 카메라를 이용하는 카메라 조작자는 카메라와 피사체 사이의 거리를 추정하고(또는 실제로 측정하고), 이 정보를 이용하여 렌즈의 초점을 제어하므로, 피사체는 카메라의 필름면에서 초점이 다시 형성된다.

레인지파인더 포커싱 시스템은 카메라의 뷰 파인더에 2개의 이미지를 형성하는 광학-기계적 장치를 사용한다. 초점을 모으는 장치는 조작자가 피사체과 카메라 사이의 거리를 결정하는 것을 돕도록 거리 측정기(또는 레인지파인더)로서 효과적으로 기능한다. 작동 시에, 조작자가 렌즈의 초점 제어를 조정함에 따라, 뷰 파인더 내의 2개의 이미지는 서로에 대해 이동한다. 이미지가 뷰 파인더 내에서 오버랩되어 하나의 이미지로서 보일 때, 피사체의 초점이 확립된다.

트윈-리플렉스 카메라는 양 렌즈를 동시에 이동시키도록 동기화 초점 제어부를 포함하는 2개의 동일한 렌즈를 이용한다. 하나의 렌즈는 조작자를 위하여 이미지의 초점을 하나의 포커싱 스크린(focusing screen) 상에 모으는 한편, 다른 렌즈는 실질적으로 동일한 이미지의 초점을 필름면 상에 모은다. 이미지의 초점이 포커싱 스크린 상에 모이도록 조작자가 제1 렌즈를 조정할 때, 제2 렌즈는 이미지의 초점이 필름면에 모이도록 적절하게 조정된다.

싱글-렌즈 리플렉스 포커싱 시스템(또는 SLR)이 현재의 카메라에 사용되는 가장 대중적인 포커싱 시스템의 하나이다. 이러한 타입의 포커싱 시스템은 조작자가 필름에 의해 기록될 실제 이미지를 볼 수 있게 한다. 입사 이미지 광의 경로에 피벗식 미러가 놓여서, 이미지 광(image light)을 렌즈로부터 포커싱 스크린으로 지향시키는 데 사용되며, 이 포커싱 스크린은 조작자가 눈으로 볼 수 있는 것이다. 카메라 조작자는 원하는 이미지의 초점이 포커싱 스크린 상에 보일 때까지 렌즈 초점을 수동으로(또는 자동 포커싱 시스템의 도움으로) 조정할 수 있다. 포커싱 스크린은 일반적으로 포커싱 십자선(focusing reticle)을 포함하여 피사체가 "실제(true)" 이미지 초점으로 있을 때를 조작자가 결정하는 것을 돕는다. SLR 카메라의 셔터 릴리스 버튼을 누르면, 피벗식 미러가 즉시 입사 이미지 광의 경로로부터 멀어지게 피벗되어, 이미지 광이 필름 게이트 및 필름까지 계속해서 이르게 할 수 있다. 렌즈와 포커싱 스크린 사이의 거리는 렌즈와 필름면 사이의 거리와 동일하므로, 보이는 초점의 이미지가 초점에서 기록된다. 이러한 타입의 포커싱 시스템은 카메라 조작자가 임의의 필름이 노출되기 전에 특정 렌즈의 초점 조정에 대한 "샘플"을 취하거나 시험할 수 있게 한다.

마지막으로, 자동으로 초점을 맞추는 카메라는, 특정 렌즈 조립체의 초점을 직접적으로 제어하는 전지 전력식 모터 구동 유닛과, 초음파, 적외선 또는 위상차 센서 등의 적어도 한 가지 타입의 전자식 거리 측정 센서를 포함한다. 초음파 및 적외선 센서는 본질적으로 피사체와 카메라 사이의 거리를 결정한 후, 모터가 상응하게 렌즈의 초점을 제어하도록 한다. 위상차 시스템은 입사 이미지 광의 인접 라인 사이의 콘트라스트를 측정하고, 마찬가지로 이 정보를 이용하여 렌즈의 초점을 제어한다.

모션-필름 카메라 또는 영화용 카메라는 통상적으로 존-포커싱 시스템을 사용하는데, 여기서 카메라 조작자(또는 보조자)는 특정 샷(shoot) 중에 렌즈의 초점을 적극적으로 제어한다. 피사체가 카메라를 향하여 전진하는 경우(또는 카메라로부터 멀어지게 후퇴하는 경우), 카메라 조작자는, 이동 피사체를 사용 렌즈의 피사계 심도 내에서 그리고 필름 상의 초점에서 유지하도록 샷 중에 렌즈의 "랙 포커스(rack focus)"를 실행해야 한다. 특정 렌즈의 초점을 조정하는 것과는 상관없이, 현재에 사용되는 대부분의 모션-필름 카메라는 카메라맨이 렌즈를 통하여 이미지를 볼 수 있게 되어 있다(즉 SLR 방식을 채용함).

전술한 포커싱 시스템의 대부분은, 렌즈 퍼필(또는 중앙 축선)을 중심으로 센터링되는 것과 같이 이미지를 시야를 가로질러 균일하게 초점을 모으도록 설계된다는 점에 제한이 있다. 또한, 렌즈의 초점은 특정 렌즈의 피사계 심도에 의존한다. 또한, 피사계 심도는 렌즈 구경, 렌즈의 초점 길이, 그리고 카메라와 피사체 사이의 거리에 의해 영향을 받는다. 예컨대, (400㎜ 등의 큰 초점 길이를 갖는) 망원 렌즈는 짧거나 협소한 피사계 심도(초점 심도)를 가지며, 그 결과 시야에 있어서 피사체의 슬림한 부분만이 샤프한 초점에 기록된다. 이와 달리, (14㎜ 또는 28㎜ 등의 비교적 짧은 초점 길이를 갖는) 광각 렌즈의 피사계 심도는 무한대에 가깝고, 그 결과 시야 내의 본질적으로 모든 피사체(전경 및 배경)이 샤프한 초점에 기록된다. 이 때문에, 감독은 이미지의 일부의 초점을 흐리게 하거나 뿌옇게 함으로써 특정 샷 내에 무드(mood) 또는 분위기(mystique)를 조성시킬 수 있다. 예컨대, 특정 장면 내의 전경의 배우 및 피사체는 피사계 심도(초점 범위)로부터 효과적으로 푸싱될 수 있으며, 이로써 디-포커싱(이는 관찰자에게 그들에 대한 중요성을 효과적으로 최소화함)될 수 있는 한편, 카메라로부터 멀리 위치된 특정 피사체는 시야 내에서 유지될 수 있어서, 필름 상에 초점으로 기록된다. 물론, 이러한 상황에서, 관객은 이미지에 있어서 초점이 모아진 곳, 즉 메인 피사체에 주목하게 된다.

(렌즈의 구경 설정 및/또는 초점 길이에 의하여 발생되는) 피사계 심도를 이용하는 이러한 방법은 청중을 이미지에 있어서 중요한 부분에 집중시키는 데에는 상당히 효과적이지만, 이 방법은 감독의 창작성을 심각하게 제한하는 여러 가지 단점을 갖는다.

상기 예에서, 감독은 초점 길이가 중간이거나 긴 렌즈(예컨대, 망원 렌즈)를 사용하여 원하는 선택적인 디-포커싱 효과를 얻는다. 불행하게도, 초점 길이가 긴 렌즈는 최소 포커싱 거리, 통상적으로 10 내지 20 피트의 거리를 필요로 한다. 원하는 선택적인 디-포커싱 효과를 얻기 위하여, 감독은 카메라를 피사체로부터 적어도 10 피트 떨어지게 위치시켜야 한다. 이러한 최소 포커싱 거리는 찍을 특정의 장면에 따라서는 용이하게 만족될 수 없다. 예컨대, 엘리베이터 또는 잠수함 내에서, 또는 임의의 다른 협소한 환경에서의 장면(scene)을 찍을 수 있는데, 이 때에는 "특별한 무비 세트"를 만들거나 초점을 흐리게 하는 기법을 이용하지 않고는 최소 포커싱 거리 요구치를 얻을 수 없다.

선택적으로 특정 신의 선택 영역을 흐리게 하거나 디-포커스 상태로 되게 하기 위하여 스틸 및 모션 사진 촬영 모두에 사용된 공통 실행 기법은 박엽지, 바셀린 또는 냉동 유리판 등의 반투명 매체를 사용하는 것을 포함한다. 상기 기법은 반투명 매체를 카메라 렌즈에 직접적으로 적용하는 것(또는 반투명 매체를 카메라 렌즈의 앞에 위치시키는 것)을 포함한다. 반투명 매체는 결과적인 기록 이미지가 흐려지고 선택된 상세부가 희석되도록 카메라에 입사되는 이미지 광의 선택 부분 또는 영역을 효과적으로 확산시킨다. 이러한 디-포커싱 기법이 이미지 프레임에 흐리게 디-포커싱 영역을 발생시키는 데에는 어느 정도 효과적이지만, 이 기법은 촬영 전에 상당한 준비 시간을 필요로 하고, 촬영 후에 상당한 청소 시간을 필요로 한다. 또한, 이 기법은 디-포커싱할 정확한 이미지 영역의 선택을 정확하게 제어하기가 곤란하며, 재촬영이 필요할 때 또는 배우가 장면 내에서 실제로 이동하는 상황(이는 물론 흔한 상황임)에서 재생하기가 또한 곤란하다.

또한, 이러한 공지의 기법을 이용하면, 각각의 샷 상황에서, 초점 심도 내에 위치된 모든 피사체가 필름 상에서 초점으로 기록될 것이다. 감독은 이미지를 생성할 필요가 없으며, 카메라에 대하여 동일 평면 내에서 단지 2개의 상이한 주체 및/또는 객체 중 단지 하나만이 초점이 맞춰진 상태로 된다. 예컨대, 단지 안면 및 손에 잡고 있는 중요한 물건이 초점이 맞춰진 상태로 있어야 하는 경우에는 사람의 이미지를 기록하는 것이 유리할 수 있다.

이미지 프레임의 선택 영역을 디-포커싱하거나 초점을 흐리게 하기 위하여 사진사가 사용할 수 있는 다른 기법은 소위 "시프트-앤드-틸트(shift-and-tilt)" 메커니즘을 포함하며, 이 메커니즘은 렌즈를 카메라 바디에 같은 피봇하여 연결한다. 시프트-앤드-틸트 메커니즘은 렌즈를 중앙의 카메라 광축에 대하여 피벗시킬 수도 있고 측방향으로 이동시킬 수도 있어서, 이미지 프레임의 선택된 영역을 제어된 방식으로 왜곡시킬 수 있다. 여기서, 렌즈를 "이동(shift)"시킨다는 것은, 렌즈의 광축을 필름면에 대해 수직으로 유지하면서 렌즈를 뷰 파인더 이미지에 평행하게 슬라이드시키는 것을 의미하는 것이다. 렌즈를 상하(또는 좌우)로 경사지게 함으로써, 사진사는 광축과 필름면 사이의 각도를 변경할 수 있다. 이로 인하여, 사진사는 결과적인 사진에 있어서 초점면을 수정할 수 있으며, 이렇게 함으로써, 각종의 효과를 얻을 수 있다. 그 중 한 가지 효과는 사진사가 피사체의 특정 부분에만 초점을 잡을 수 있게 하는 능력이다.

시프트 앤드 틸트 메커니즘은 대부분의 대형 카메라에 사용되며, 모션 픽쳐 카메라용으로 (부착부로서) 유용하게 사용된다. 이 메커니즘은 사용하기 어려우며, 제한된 수의 전용 렌즈를 사용하지 않는 경우에는 원치 않는 왜곡을 야기하는데, 이는 감독의 창작성 및 제어 능력을 심각하게 제한한다. 또한, 시프트 앤드 틸트 메커니즘에 의해 제공되는 국부적인 초점 제어는 이미지 신 내의 중앙 영역과 같은 복수의 내부에 위치된 영역이 아니라, 이미지 프레임의 단일의 주변 영역으로 제한된다.

2000년 12월 26일에 등록되고 발명의 명칭이 "사진 기술에 사용되는 이미지 수정기(Image Modifiers for Use With Photography)"인 Hylen(출원인)의 미국 특허 제6,167,206는 사진에 사용되는 초점 제어 시스템을 개시하며, 여기서 렌즈 시스템 내의 중간 초점면에 위치된 수정기(modifier)는 렌즈로부터의 이미지 광을 수용하고, 이어서 광은 필름으로 중계된다. 본 명세서에 다시 기재되는 것처럼 본 명세서에 전체적으로 참고로 인용되는 상기 특허에 따르면, 수정기는, 이미지 광이 수정기에 투사되고, 그 후에 필름 상에서 디-포커싱될 때 특정 이미지 내에 상이한 초점 영역을 발생시키는 방식으로 선택적으로 변형될 수 있다. 출원인은 모두 Hylen에게 공동 양도된 3개의 다른 관련 특허를 허여받았다. 즉, 미국 특허 제6,285,834호, 제6,201,933호 및 제5,649,259호. 이들 특허도 마찬가지로 본원 명세서에 전체적으로 참고로 인용된다.

1967년 2월 21일에 특허 허여된 Alvarez의 미국 특허 제3,305,294호는 광학 시스템에서의 수차 보정 및 제어를 위한 렌즈 시스템을 개시한다. 상기 특허의 렌즈 시스템은 한 쌍의 바이큐빅 위상 프로파일 광학 수단을 포함하고, 각 광학 수단은 다른 광학 기구와 정반대이다. 완전히 조정된 때에, 한 쌍의 광학 수단은 영 파면(null wavefront)을 발생시켜서, 그 기구를 관통하는 이미지 광에 영향을 주지 않는다. 그러나, 한 축을 따른 한 광학 수단의 다른 광학 수단에 대한 병진 운동의 결과로, 병진 운동의 특정 축선을 따라 원통형 초점(또는 디-포커스)가 야기된다(원통형 초점 또는 디-포커스는 수직 또는 수평 스트립에서만 일어나며, 광축을 중심으로 대칭이 아니다). 양 축을 따른 병진 운동은 가변적인 구면 배율 또는 난시 배율을 발생시키고, 이는 파면 교정(wavefront correction)에 사용될 수도 있고 제어된 수차 소스에 사용될 수도 있다.

1971년 6월 8일에 특허 허여되고 발명의 명칭이 "모양을 갖는 면을 구비한 한쌍의 측방향으로 조절되는 플레이트 형태의 가변 배율기, 분석기, 기능기, 광학 구성 요소와 이를 포함한 광학 시스템(Variable Power, Analytic, Function, Optical Component in the Form of a Pair of Laterally Adjustable Plates having Shaped Surfaces, and Optical Systems Including such Components)"인 Baker의 미국 특허 제3,583,790호는 적어도 2개의 굴절 플레이트를 이용하는 광학 조립체를 개시하고 있다. 이들 플레이트는 광축에 대략 수직으로, 정해진 방위로 서로 인접하게 배치되어 있다. 이들 플레이트는 렌즈 시스템 내에 줌 기능을 제공하는 방식으로 비교적 측방향으로 이동 가능한 5차 이상의 표면을 갖는다.

전술한 Alvarez의 미국 특허 제3,305,294 및 Baker의 미국 특허 제3,583,790호는 본원 명세서에 전체적으로 참고로 인용된다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 제한을 극복하도록 카메라에 사용되는 포커싱 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이미지 프레임의 선택 영역을 제어되고 효과적인 방식으로 디-포커싱할 수 있는 포커싱 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래 기술의 제한을 극복하도록 사진 기술에 사용되는 특정의 실행 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 카메라 바디, 릴레이 렌즈 및 촬영 렌즈를 구비하는 카메라 형태의 광학 시스템의 측면도로서, 상기 릴레이 렌즈는 시어 플레이트의 일부를 상세하게 보여주도록 부분 단면도로 도시되어 있고,

도 2a 내지 도 2c는 시어 플레이트의 이동 시에 광학 시스템의 상면 만곡 및 초점을 변경시키는 방법을 설명하기 위한 본 발명에 따른 렌즈 시스템의 평면도이고,

도 3은 전체 초점 영역을 보여주도록 초점 영역을 해칭으로 나타낸, 본 발명에 따른 광학 시스템의 시야의 대표적인 평면도이고,

도 4는 중앙의 원형 초점 영역을 보여주는, 본 발명에 따른 도 3의 광학 시스템의 시야의 대표적인 평면도이고,

도 5는 보다 작은 중앙의 원형 초점 영역을 보여주는, 본 발명에 따른 도 4의 광학 시스템의 시야의 대표적인 평면도이고,

도 6은 훨씬 작은 중앙의 원형 초점 영역을 보여주는, 본 발명에 따른 도 5의 광학 시스템의 시야의 대표적인 평면도이고,

도 7은 수평 변위 라인, 광축 및 오버랩 영역을 상세하게 보여주는 본 발명에 따른 시어 플레이트의 대표적인 사시도이고,

도 8은 45° 변위 라인을 상세하게 보여주는 본 발명에 따른 시어 플레이트의 예시도이고,

도 9는 전체 초점 영역을 보여주도록 초점 영역을 해칭으로 나타내는, 본 발명에 따른 광학 시스템의 시야의 대표도이고,

도 10은 수직으로 센터링된 장방형 초점 영역을 보여주는, 본 발명에 따른 도 9의 광학 시스템의 시야를 나타내는 대표도이고,

도 11은 보다 협소하게 수직으로 센터링된 장방형 초점 영역을 보여주는, 본 발명에 따른 도 10의 광학 시스템의 시야를 나타내는 대표도이고,

도 12는 보다 협소하게 수직으로 센터링된 장방형 초점 영역을 보여주는, 본 발명에 따른 도 11의 광학 시스템의 시야를 나타내는 대표도이고,

도 13은 0°와 45°사이에서 변경될 수 있는 변위 라인을 상세하게 보여주는, 본 발명에 따른 시어 플레이트의 예시도이고,

도 14는 넓은 타원 형상의 초점 영역을 보여주도록 초점 영역을 해칭으로 나타내는, 본 발명에 따른 광학 시스템의 시야의 대표도이고,

도 15는 보다 협소하고 큰 타원 형상의 초점 영역을 보여주는, 본 발명에 따른 도 14의 광학 시스템의 시야의 대표도이고,

도 16은 보다 협소하고 큰 타원 형상의 초점 영역을 보여주는, 본 발명에 따른 도 15의 광학 시스템의 시야의 대표도이고,

도 17은 보다 협소하고 큰 타원 형상의 초점 영역을 보여주는, 본 발명에 따른 도 16의 광학 시스템의 시야의 대표도이고,

도 18은 시어 플레이트 장착부, 서보 모터 및 외부 링 기어를 상세하게 보여주는, 본 발명에 따른 변위 캐리지의 평면도이고,

도 19는 타원 형상의 초점 영역을 보여주는, 본 발명에 따른 광학 시스템의 시야의 대표도로서, 타원이 광축 둘레의 시야 내에서 회전된 상태를 보여주고 있고,

도 20은 장방형의 초점 영역을 보여주는 본 발명에 따른 광학 시스템의 시야의 대표도로서, 사각형이 광축 둘레의 시야 내에서 회전된 상태를 보여주고 있고,

도 21은 타원 형상의 초점 영역을 보여주는 본 발명에 따른 광학 시스템의 시야의 대표도로서, 도 20의 대표도와 유사하지만, 타원이 시야 내에서 오프-센터 지점에 재배치되어 있고,

도 22는 작은 원형의 초점 영역을 보여주는 본 발명에 따른 시야의 대표도로서, 작은 원은 시야 내 오프-센터 지점에 대해 시야 내에서 재배치되어 있다.

국부적으로 초점을 제어할 수 있는 광학 시스템이 제공된다. 이 광학 시스템은 렌즈, 파상 유리(wavy glass) 또는 보다 복잡한 한 쌍의 광학 시어 플레이트 등의 가변 배율의 광학 구성 요소를 사용하며, 상기 시어 플레이트는 광학 시스템의 상면 만곡(field curvature)을 조정 및 변경하도록 서로에 대하여 측방향으로 이동될 수 있다. 상면 만곡의 이러한 변경으로 인하여, 시야 내의 특정 사이즈 및 형상이 시어 플레이트를 서로에 대하여 조작하고, 시야에 대하여 조작함으로써 제어되는 초점 영역이 발생된다. 초점 영역은 특정 영역에 부합되는 이미지 광에 영향을 끼칠 수 있도록 시야 내의 임의의 위치로 재배치될 수 있다. 시어 플레이트는 바람직하게는 카메라 바디와 촬영 렌즈 사이에서 광학 시스템의 중간 초점면에 위치된다. 그 후, 시어 플레이트에 의해 변경된 이미지는 릴레이 렌즈에 의해 카메라 바디로 전치되고, 카메라 바디 내에 위치된 주요 필름면에서 필름에 의해 기록된다. 최종 결과는 카메라의 촬영 렌즈의 피사계 심도 또는 구경 설정과는 관계없이 국부적인 초점 제어가 가능한, 카메라에 사용하기에 적합한 광학 시스템이 제공된다.

도 1을 참조하면, 카메라 바디(12), 릴레이 렌즈 조립체(14) 및 촬영 렌즈(16)를 구비한 카메라(10)가 도시되어 있다. 카메라 바디(12) 및 촬영 렌즈(16)는 통상의 것들일 수 있지만, 바람직한 실시예에서 릴레이 렌즈 조립체(14)는 일반적으로 공동 양도된 Hylen의 미국 특허 제6,167,206호에 개시된 릴레이 렌즈를 기초로 하는 것이다. 릴레이 렌즈 조립체(14)는 중간 초점면(18)을 발생시키도록 사용된다. 이미지가 촬영 렌즈(16)로 입사됨에 따라, 이미지는 먼저 중간 초점면(18) 상에 초점으로 모아진다. 각종의 이미지 필터 및 수정기를 초점의 정확한 지점〔즉, 중간 초점면(18)〕에 삽입하기 위하여 릴레이 렌즈 조립체(14)의 하우징 내의 슬롯 또는 패널(도시 생략)을 통하여 접근할 수 있다. 그 후, 입사광이 메인 또는 주요 필름면(20)에서 카메라 바디(12) 내에 위치된 대기 필름에 대하여 "중계(relay)"되거나 디-포커싱된다.

미국 특허 제6,167,206호에 개시된 바와 같이, 초점이 맞은 상태의 입사 이미지를 변경하면, 이미지의 수정 제어를 보다 크게 할 수 있다. 수정(modification)은 피사체를 그림으로서 전달하거나 모자이크 효과를 도입하기 위해 단순히 이미지에 채색 필터 효과를 부가하거나 이미지 광을 변경하는 것을 포함하거나, 또는 상기 미국 특허에 개시된 바와 같이, 초점이 맞춰진 상태의 남아 있는 이미지의 영역을 제어하는 것을 포함하는데, 이 이미지 영역은 강제로 디-포커싱되거나 "흐려진다".

상기 미국 특허 제6,167,206호에 상세히 개시된 바와 같이, 가요성 스크린이 중간 초점면의 중간 부근에 위치되어 있고 광축에 대략 수직하게 위치 결정되어 있다. 가요성 스크린은 시야 라인(광축)을 따라 제어된 방식으로 선택적으로 변형될 수 있어서, 스크린의 선택 부분이 중간 초점면의 초점 심도를 넘어서 연장된다. 가요성 스크린의 이들 연장부는 초점 심도 외측의 이미지 광을 수용하고, 이로써 디-포커싱된 이미지 광의 영역을 발생시킨다. 결과적으로 흐려지고 수정된 이미지는 적절한 릴레이 렌즈를 이용하여 필름으로 중계되고, 카메라의 필름은 변형된 가요성 스크린에 의해 표시되는 바와 같이 흐려지고 수정된 이미지를 기록한다.

사진 분야에서, 광의 제어가 가장 중요하며, 전체 이미지의 초점 뿐 아니라 그 이미지 내의 선택 영역을 제어하는 능력이 매우 유리할 수 있다. 이 때문에, (미국 특허 제6,167,206호에 개시된) 전술한 시스템은 매우 유용하지만, 원하는 초점 제어를 얻도록 긴 시간 주기에 걸쳐 반복적으로 변형될 수 있는 그러한 가요성 스크린을 제조하는 것이 곤란한 것으로 판명되었다. 바로 전의 지역 특허 출원에서 설명한 바와 같이 초점을 국부적으로 제어하기 위한 이러한 노력에 따라서, 미국 특허 제6,167,206호에 개시된 가요성 스크린 시스템 대신에 한 쌍의 가변 배율(power)의 광학 구성 요소〔예컨대, 시어 플레이트(22, 24)〕가 중간 초점면(18)에 위치 결정되어 있다.

그러한 가변 배율의 한 가지 광학 구성 요소는 L.W. Alvarez에 의해 개발되었고, 한 쌍의 바이큐빅 위상 프로파일 광학 플레이트를 포함하는데, 하나의 플레이트는 다른 플레이트와 정확히 반대되는 형상을 갖는다. (이전에 참고로 인용한) 미국 특허 제3,305,294호에 개시된 플레이트는 광축에 대략 수직으로 위치 결정되어 있고, 독립적으로 변위될 수 있어서(측방향 및 반대 방향으로), 광축을 따른 광은, 그러한 플레이트 이동에 반응하고 플레이트의 측방향 변위의 크기와 관련하여 다양한 수준으로 영향을 받는다.

본 발명의 광학 시스템은 바람직하게는 중간 초점면(18, 도 1 참조)에서 가변 배율의 광학 수단을 이용한다. 가변 배율의 광학 수단은 (렌즈 또는 원통형 요소와 같은) 특정 형상을 갖는 광학 유리(또는 플라스틱) 정도로 간단할 수도 있고, 전술한 미국 특허 제3,305,294호에 개시된 것과 유사한 가변 배율의 광학 플레이트〔본원 명세서에서 "시어" 플레이트(22, 24)로 지칭하는 것〕와 같이 보다 복잡할 수도 있다. 이 특허 명세서의 상당 부분은 국부적으로 초점을 제어하는 수단으로서의 시어 플레이트에 관한 것이지만, 제어된 왜곡을 발생시키도록 임의의 각종 가변 배율의 광학 수단이 중간의 초점면(18)에서 채용되며, 이는 시야 전체에 걸쳐서 국부적으로 초점을 제어하는 데 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

특정 형상의 시어 플레이트를 결정하고 제조하는 것은 본 발명의 이해에 필요한 것이 아니다. 각 시어 플레이트는 적어도 5차의 비제로 항을 갖는 사전 선택된 다항식에 의해 정해지는 예정된 형상의 마주하는 면을 갖는다. 후술하는 바와 같이, 각 시어 플레이트가 다양한 변위 라인을 따라 서로에 대해 측방향으로 변위되므로, 〔촬영 렌즈(16), 시어 플레이트(22, 24) 및 릴레이 렌즈(14)를 포함하는〕 광학 시스템을 통과하는 이미지 광의 광학 특성이 영향을 받고, 결과적인 변동은 이미지 전체에 걸쳐 국부적 초점을 제어할 때에 사진사에게 유리하게 사용될 수 있다. 상기 지역 특허 출원에 예시된 시어 플레이트(22, 24)는 본 발명의 개념과 시어 플레이트의 상대 이동 및 위치 결정을 예시하도록 사용되고 있다. 시어 플레이트(22, 24)의 실제 형상은 보다 복잡하며 미국 특허 제3.583.790호 및 미국 특허 제3,305,294호의 시어 플레이트에 예시된 것과 유사한 표면을 갖는다.

도 2a, 도 2b 및 도 2c에 예시된 바와 같이, 시어 플레이트(24)에 대한 시어 플레이트(22)의 측방향 변위와 가변 광학 시스템의 초점 길이는 다음의 식에 의해 정해지는 바와 같이 변경된다.

초점 길이의 변경 = ((n-1)/n)(t))

여기서, n은 시어 플레이트의 특정 재료의 굴절율이고, t는 특정 지점(예컨대 광축을 따른 지점)에서 합체된 시어 플레이트의 두께이다. 시어 플레이트(22, 24)가 측방향으로 이동함에 따라, 합쳐진 두께가 변경되므로, 시어 플레이트의 초점 길이가 이동되고, 광학 시스템의 상면 만곡이 변경될 것이다.

본 발명은 이러한 초점 길이의 변경을 이용하여 이미지 내에 제어된 초점 영역을 발생시킨다.

카메라의 광학 시스템 내에 시어 플레이트를 이용하는 것과 관련해서는 문제가 있다. 시어 플레이트가 (서로에 대하여) 측방향으로 변위됨에 따라, 시어 플레이트의 초점이 (전술한 바와 같이) 재배치될 뿐 아니라, 전체 초점 및 시스템의 전체 배율(즉, 줌) 등과 같은 전체 광학 시스템의 다른 광학 특성도 변경된다. 본 발명은 광학 시스템 내의 다른 광학 구성 요소를 시어 플레이트(22, 24)의 측방향 변위와 관련하여 조정함으로써 이들 부수적 효과를 보상하는데, 이는 당업자가 알고 있는 것이다.

전술한 바와 같이, 도 1은 중간 초점면(18)에서 위치 결정된 한 쌍의 시어 플레이트(22, 24)를 도시한다. 시어 플레이트(22, 24)는 바람직하게는 (카메라 조작자에 의한 작용을 통한) 수동의 측방향 변위 또는 (파워 드라이브 액츄에이터를 통한) 자동 측방향 변위를 허용하는 방식으로 릴레이 렌즈(16)의 하우징 내에 장착된다. 시어 플레이트(22, 24)는 바람직하게는 정확하게 제어되는 방식으로 측방향으로 변위되어, 각 시어 플레이트의 이동은 동기화되고 반대로 되며, 대략 중간 초점면(18) 내에서 (또는 그 초점면에 바로 인접해서) 이루어진다.

도 3을 참조하면, (도시되어 있지 않지만 시야에 수직인) 광축을 따른 카메라의 시야를 정방형으로 도시하고 있다. 도 3에 도시된 해칭은 광학 시스템에 대한 초점 영역(28)을 나타내며, 이 경우에, 전체 시야는 초점이 맞춰진 상태로 있으며, 이미지 초점은 전체 시스템의 초점과, 시야 내에서 피사체의 상대 위치에 따라 좌우된다. 달리 말하면, 도 3에 도시된 시야는 통상적인 카메라의 광학 시스템을 예시하는 것이다.

이제 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7을 참조하면, 시어 플레이트(22)가 (수평 변위 라인을 따라) 초기에 시어 플레이트(24)에 대하여 측방향으로 변위됨에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 시야(26)의 초점 영역(28)은 어느 정도 원형으로 광축 둘레에서 대칭으로 되게 함으로써(즉, 시야 내에서 센터링되게 함으로써) 변경된다. 시어 플레이트(22, 24)가 측방향으로 약간 변위되는 경우, 광학 시스템을 통과하는 이미지 광은 초점 영역(28) 내에 위치된 포커싱 영역과, 시야(26)의 내부이면서 초점 영역(28)의 밖에 위치된 디-포커싱(또는 흐려진)된 것으로 보이는 영역을 포함한다.

도 7에 도시된 바와 같이 시어 플레이트(24)에 대한 시어 플레이트(22)의 측방향 변위의 크기를 증가시킴으로써, 초점 영역(28)의 사이즈는 보다 작아지지만, 도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 대략 원형 형상은 유지된다. 형상과는 관계없이 초점 영역(28)의 사이즈를 제어하는 것은 카메라 광학 시스템의 국부적 초점 제어를 달성하는 데에 중요하다. 또한, 초점 영역(28)이 확립되면(즉, 사이즈 및 형상이 확립되면), 시야 전체에 걸쳐 임의의 위치에 초점 영역을 재배치하는 것이 유리할 수 있는데, 그 이유는 사진 촬영 시에, 초점을 맞추어야할 피사체(목적물)이 시야의 중심에 위치할 필요가 없기 때문이다. 예컨대, 사진 감독은 트렌치 코트를 착용하고 있지만 군중 속에 섞여 있는 주요 여배우를 포함하는 군중의 이미지를 포착한다. 현재의 광학 시스템의 초점 제어에 있어서는, 감독은 먼저 예컨대 (여자 얼굴의 형상 및 사이즈와 유사한) 원형의 초점 영역(28)을 발생시키게 측방향으로 변위되도록 시어 플레이트(22, 24)를 조작한다. 일단 초점 영역(28)의 형상 및 사이즈가 확립되면, 한 쌍의 변위된 시어 플레이트(22, 24)는 (상대 변위를 변경하지 않으면서) 시야 내에서 함께 이동될 수 있어서, 감독이 원하는 초점을 잡고자 하는 이미지의 임의의 영역에 대해, 예컨대 군중속에서 중요한 대상의 얼굴에 대해 초점 영역을 재배치될 수 있다. 결과적인 이미지는 군중속의 사람을 보여주고, 이들 중 많은 이미지는 종래의 카메라 광학 시스템의 피사계 심도 내에 있지만, 피사계 심도 내의 단지 정해진 특정 영역만이 초점이 맞춰진 상태로 있을 수 있는데, 이 예에서는 단지 여자의 얼굴이 초점이 맞춰진 상태로 있어서, 아마도 관객을 피사체로 주목시키고, 이로써 신(scene)의 느낌을 주의 깊게 조정한다.

시어 플레이트(22, 24)를 시야 전체에 걸쳐서 재배치하는 바람직한 실시예를 설명하기 이전에, 지금까지 시어 플레이트(22, 24)가 수평 변위 라인(즉, 광축에 수직이고 대략 수평한 변위 라인)을 따라 측방향으로 변위되고, 이 특정 변위 라인을 따른 측방향 변위가 시야 내에서 광축을 중심으로 대칭인 대략 원형의 초점 영역(28)을 발생시키는 것을 이해해야 한다. 시어 플레이트(22, 24)가 수평으로부터 45°로 위치된 변위 라인을 따라 측방향으로(반대 방향으로) 변위될 때, 어느 정도 장방형이고 시야(26) 내에서 (상부로부터 하부로) 연직으로 센터링된 초점 영역(28)이 형성되는 것으로 확인되었다. 이는 도 8에 예시되어 있으며, 여기서 시어 플레이트(22, 24)는 모두 서로에 대한 자체의 방위를 유지하며, 상기 양 시어 플레이트는 수평으로부터 45°로 위치된 변위 라인을 따라 서로 반대 방향으로 이동한다.

도 8에 도시된 변위 라인(즉, 수평으로부터 45°로 위치된 변위 라인)을 따라서, 시어 플레이트(22)가 시어 플레이트(24)에 대하여 변위될 때, 시야(26) 내의 초점 영역(28)의 사이즈는 협소해지지만, 대략 장방형의 형상은 변위 전체에 걸쳐 유지될 것이다. 이는 (도 9에 도시된 "공 위치(null position) 또는 휴지 위치"로부터) 도 10, 도 11 및 도 12에 예시되어 있으며, 여기서 양 시어 플레이트는 완전히 조정되어 있으므로, 이미지 광의 변형은 없다. 45°의 변위 라인을 따른 시어 플레이트(22, 24)의 변위는 시야 내에서 훨씬 협소한 장방형 초점 영역(28)을 형성하며, 이 초점 영역은 도 12에 도시된 바와 같이 협소한 수직 밴드가 발생될 때까지 시야의 수직 중심 라인의 둘레에 센터링 상태로 남아 있다.

도 13을 참조하면, 시어 플레이트(22, 24)가 수평에 보다 근접한 (0°를 초과한) 각도의 변위 라인을 따라 변위될 때, 초점 영역(28)의 형상이 타원형으로 되며, 이 때 타원의 긴 직경이 시야(26)의 둘레에서 수직으로 센터링되어 있는 것으로 또한 확인되었다. 시어 플레이트(22, 24)의 변위 라인에 대한 각도의 변경에 따라 초점 영역(28)이 변경되는 방식이 도 14, 도 15, 도 16 및 도 17에 예시되어 있다〔예시 목적으로, 시어 플레이트(22, 24)가 비조정 위치로 배치되어 있음〕. 각각의 변위 각도에 있어서, 초점 영역(28)은 영향을 받지 않은 초점 영역〔여기서, 초점 영역(28)은 도 9에 도시된 바와 같이 전체 시야(26)를 덮고 있음〕으로부터 협소한 타원과 같은 특정 형상으로 전치되고, 그에 따라 시어 플레이트가 특정 각도의 변위 라인을 따라 서로에 대해 더욱 변위될 때 초점 영역(28)의 사이즈가 (특정 형상을 유지하면서) 보다 작게 변경된다.

변위 라인의 각도가 0°로부터 45°로 증가함에 따라, 초점 영역(28)의 형상은 대략 원형(0°)에서 넓은 타원으로 변환되어, 길게 수직으로 정렬된 타원으로 협소하게 되고, 궁극적으로 수평으로부터 45°의 변위 라인에서 또는 그 근처에서 직사각형으로 된다.

전술한 바와 같이, 시어 플레이트(22, 24)의 상대 변위를 제어하고 변위 라인의 각도를 제어함으로써, 특정 형상 및 사이즈의 초점 영역(28)을 시야(26)의 중앙에 발생시킬 수 있다. 초점 영역에 부합되는 이미지의 임의의 부분은 카메라(10) 바디(12) 내의 필름에 의해 "포커스 내(in focus)"에 기록된다. 시야(26) 내의 이미지의 모든 다른 부분은 흐리게 보이고, 일반적으로 초점 영역(28)의 경계로부터 디-포커스〔"초점 흐림(out of focus)의 정도"〕가 증가한다.

전술한 바와 같이, 국부적 초점을 전체적으로 제어할 수 있도록 시야(26) 전체에 걸쳐서 특정 초점 영역(28)을 제어할 수 있는 것이 유리하다. 이를 달성하기 위하여, 도 18을 참조하면, 시어 플레이트(22, 24)는 시어 플레이트 프레임(40)에 슬라이드 가능하게 장착된다. 시어 플레이트(22, 24)는 톱니가 서로를 향해 내측으로 마주하는 적어도 한 면(44)(바람직하게는 양면)의 길이를 따라 랙(42; rack)을 포함한다. 적어도 하나의 서보 모터(46)〔바람직하게는 각 면(44)에 하나씩 2개의 서보 모터(46)〕는 적어도 한 면(바람직하게는 양면) 상에서 각 시어 플레이트(22, 24)의 각 대향 랙(42) 사이에 위치된 피니언 기어(48)를 구비한다. 이러한 구조로 인하여, 서보 모터(46)가 〔당업자가 알고 있는 적절한 구동 회로에 의해 제어되는 방식으로〕 동작될 때, 피니언 기어가 예정된 크기로 각을 이루어 변위되고, 그 회전은 대향하게 맞물린 랙(42)의 직선 변위로 변환된다. 그 결과, 서보 모터는 양 시어 플레이트(22, 24)를 프레임(40) 내에서 동시에 변위시킴으로써 시어 플레이트(22, 24)의 측방향 변위를 제어한다.

시어 플레이트 프레임(40)은 피니언 기어(52)와 맞물리는 돌출 랙(50)을 더 포함하고, 이 피니언 기어는 서보 모터(54)의 출력 샤프트에 고정되어, 서보 모터가 작동하여 피니언 기어(52)를 회전시킬 때, 맞물린 랙(50)이 전체 시어 플레이트 프레임(40)을 선형으로 변위시킨다. 시어 플레이트 프레임(40)의 이러한 선형 변위는 시어 플레이트(22, 24)의 측방향 변위와는 독립적이며, 시어 플레이트(24)에 대한 시어 플레이트(22)의 상대 위치를 변경시키지 않을 것이다. 시어 플레이트 프레임(40)의 목적은 시어 플레이트(22, 24)를 지지하고, 시야 내에서 초점 영역(28)을 제어된 방식으로 재배치할 수 있게 하는 것이다.

이제까지 설명한 메커니즘은 시야(26)를 가로질러, 그러나 단일의 이동 축선(예컨대 수평 방향)을 따라서만 초점 영역(28)을 선형으로 재배치하고 있다. 시야 내의 다른 영역에 접근할 수 있도록 하기 위하여, (예컨대 플로터 내에 사용된 서보 제어 시스템과 같은) 잘 알려진 좌표식 구동 시스템을 채용하거나, 도 18에 도시된 바와 같이 극좌표 시스템을 사용할 수 있다. 전체 시어 플레이트 프레임(40)은 회전 플레이트(60)에 또한 장착되어 있고, 이 회전 플레이트에는 다른 서보 모터(62)가 고정된다. 이 경우에, 서보 모터(62)는 주변의 링 기어(64)에 맞물리는 원추형 피니언 기어(63)의 회전을 제어하여, 그 회전이 회전 플레이트(60)와, 전체 시어 플레이트 프레임(40)을 포함한 모든 부착된 구성 요소를 고정 기어 링(64)에 대하여 강제 회전시킨다.

도 18에 도시된 구조에 있어서, 시어 플레이트(22, 24)는 먼저 시야(26)의 중앙에 원형의 초점 영역(28)을 발생시키도록 측방향으로 변위될 수 있다. 서보 모터(54)와 서보 모터(62)는 시야(26) 내의 임의의 영역에 확립된 초점 영역(28)을 재배치하도록 공지의 제어 회로(도시 생략)를 이용하여 선택적으로 동작될 수 있다. 본 발명의 요지를 벗어나지 않으면서 당업자가 알고 있는 다른 기계적 시스템을 사용하여, 특정의 예정된 사이즈 및 형상의 초점 영역을 확립하고, 그 후 특정의 초점 영역을 시야 내의 임의의 영역에 배치할 수 있다. 도 19, 도 20, 도 21 및 도 22는 시야(26) 내의 각종 위치에 배치되고 각을 이루어 변위되는 각종 형상 및 사이즈의 초점 영역(28)을 도시하고 있다. 이는 초점 영역을 감독 및/또는 카메라맨의 특별한 요구에 따라 변환 및 정향될 수 있게 하여, 원하는 포커싱 또는 디-포커싱 효과를 얻는다.

또한, 추가의 기계적 조작 기구 및 연결 기구를 채용하여, 시어 플레이트(22, 24)의 변위 라인을 수평으로부터 0°내지 45°사이에서 변경시킬 수 있으므로, 전술한 바와 같이 타원형 및 장방형을 비롯한 원형 이외의 다른 형상을 형성할 수 있다.

또한, 2개 이상의 시어 플레이트(또는 한 쌍의 시어 플레이트) 시스템을 채용할 수 있으며, 이로 인해 2개 이상의 초점 영역을 형성하고, 제어하며, 단일 시야 내에서 위치 결정하여, 이미지 내에서 2개의 개별적인 영역을 국부적 초점에 위치시킬 수 있는 한편, 나머지 시야를 디-포커싱으로 되게 할 수 있다.

또한, 도 18에 도시하고 전술한 메커니즘은, 보상 및/또는 페이드 도입, 시스템 와이드 포커스 변경 또는 줌 변경 등과 같은 보조적인 광학 효과를 위한 광학 시스템의 다른 구성 요소를 자동으로 변위시키는 기계적 및/또는 전자 기계적 연결 기구를 포함할 수 있다.

전술한 국부적 초점 제어 시스템은 스틸 카메라, 35㎜ 카메라, 중형 카메라, 대형 카메라, 모션 픽쳐 카메라와 같은 모든 타입의 카메라를 비롯한 각종의 광학 시스템에 임의로 사용될 수 있다. 또한, 광학 이미징에 의존하는 의료 시스템에도 본 발명의 시스템이 유리하게 적용될 수 있다.

본 발명의 시스템을 모션 픽쳐 카메라에 적용하는 경우에, 터치-패드 타입의 커서 제어부를 사용하여 감독이 프리뷰 비디오 모니터로 볼 때 시야(26) 내의 초점 영역(28)의 사이즈, 형상 및 위치를 (전술한 서보 모터의 간접적 작동을 통하여) 제어할 수 있다. 그 후, 감독(또는 카메라맨)은 단지 터치 패드 컨트롤러 상의 대응 영역을 터치하는 것만으로 시야 내의 초점 영역을 형성할 수 있고, 패드를 가로질러 손가락을 움직이는 것만으로 초점 영역을 이동시킬 수 있다. 이로 인하여, 카메라맨은 장면(scene)을 찍는 동안에 시야(26)를 가로질러 이동하는 때에 피사체를 용이하게 추적할 수 있다. 또한, 터치 패드에 2개의 손가락을 대서, 2개의 초점 영역 등을 발생시킨다.

또한, 예컨대 장면을 찍고 있는 각 배우에 대하여 특정 주파수의 변환기를 채용할 수 있다. 공지의 식별 기법을 사용하여 각 배우를 추적할 수 있고, 이로써 특정 배우가 신 전체에 걸쳐 이동할 때 특정 배우에 대하여 발생된 초점 영역(28)을 자동으로 유지할 수 있다.

또한, 적절한 컴퓨터 제어 회로(공지되어 있으므로 상세하게 설명하거나 도시하지 않음)를 채용하여 전술한 국부적 포커싱 시스템을 제어할 수 있으므로, 시야 내의 명확한 포커싱 영역을 형성하거나, 대안으로 시야 내의 명확한 디-포커스 영역을 형성할 수 있다.

마지막으로, 서로 인접하게 놓여 있는 3개의 시어 플레이트를 이용함으로써 추가의 국부적 초점 제어를 행할 수 있으며, 2개의 외부 플레이트는 한 방향으로 함께 이동하는 한편, 중간 플레이트는 반대 방향으로 이동한다. 마찬가지로, 4개 이상의 시어 플레이트를 사용할 수 있으며, 각종 조합의 플레이트가 반대 방향으로 변위되어 다른 이미지 약화 효과를 발생시킬 수 있다.

Claims (6)

1. 국부적 초점 제어를 위한 광학 시스템으로서,

   카메라 바디, 촬영 렌즈, 그리고 상기 카메라 바디와 촬영 렌즈 사이에서 위치되어 시야 내에 가변 초점 영역을 발생시키는 가변 배율의 광학 수단을 구비하는 것인 광학 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 초점 영역은 사이즈 및 형상이 가변적인 것인 광학 시스템.
3. 제1항에 있어서, 초점 영역의 위치는 시야와 함께 이동될 수 있는 것인 광학 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 가변 배율의 광학 수단은 광학 시스템의 중간 초점면에 위치되는 것인 광학 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 가변 배율의 광학 수단은 서로에 대해 이동 가능한 2개의 시어 플레이트(shear plate)를 구비하는 것인 광학 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 시어 플레이트는 광학 시스템의 중간 초점면에 위치되는 것인 광학 시스템.