KR20070068982A

KR20070068982A - 촬상 장치

Info

Publication number: KR20070068982A
Application number: KR1020060036826A
Authority: KR
Inventors: 요시하루 고탄다
Original assignee: 삼성테크윈 주식회사
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2007-07-02
Also published as: JP2007178542A; KR100781174B1

Abstract

본 발명은 사용자에게 사전 조작을 요구하지 않고, 적은 소비전력으로 확실히 합초동작을 실행할 수 있는 촬상 장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 촬상 소자를 포함하는 광학계와, 합초 보조광을 발광하는 보조광 발광 수단과, 상기 촬상 소자로부터 출력된 화상 신호에서 사람의 얼굴에 해당하는 얼굴 영역을 검출하는 얼굴 검출 수단과, 상기 얼굴 영역의 검출 결과에 기초하여 상기 합초 보조광이 상기 사람의 얼굴을 향하도록 상기 보조광 발광 수단의 투광 방향을 제어하는 투광 방향 제어 수단과, 상기 얼굴 영역의 적어도 일부를 포함하는 영역에 대해 상기 광학계의 합초 동작을 수행하는 합초 수단을 구비하는 촬상 장치를 제공한다.

Description

촬상 장치{Photographing apparatus}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 촬상 장치를 나타내는 블럭도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 관한 디지털 스틸 카메라를 도시하는 블럭도이다.

도 3은 도 2에 도시된 보조광 발광 장치를 상세히 나타내는 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 관한 합초 동작을 나타내는 플로우챠트이다.

도 5a 및 도 5b는 AF 보조광의 조사 영역을 나타내는 도면이다.

도 6a 및 도 6b는 촬영 영역에서의 자동 초점 영역의 위치를 나타내는 도면이다.

도 7은 도 4에 나타내는 「AF search」의 동작을 상세히 나타내는 플로우챠트이다.

도 8은 가로축에 초점 렌즈의 위치를 잡고, 세로축에 AF 평가값을 잡아 합초점의 검출 방법을 나타내는 그래프이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 촬상 장치 2, 12: 광학계

3: 촬상 블럭 4: 촬상 소자

5: 합초 수단 6: 보조광 발광 수단

7: 얼굴 검출 수단 8: 투광 방향 제어 수단

9: 발광량 조절 수단 11: 디지털 스틸 카메라

13: 초점 렌즈 14: 모터

15: CCD 16: CDSAMP

17: A/D 변환 회로 18: 화상 입력 콘트롤러

19: 버스 배선 20: 신호 처리 회로

21: 압축 처리 회로 22: 비디오 인코더

23: CPU 24: AF 검출 회로

25: 얼굴 추출 회로 26: SDRAM

27: VRAM 28: 미디어 콘트롤러

29: 화상 표시 장치 30: 타이밍 제너레이터

31: 모터 드라이버 32: 셔터

33: AF 보조광 발광 장치 34: 투광 방향 조절 회로

35: 보조광 드라이브 회로

본 발명은 촬상(撮像) 장치에 관한 것으로, 특히, 촬상한 화상을 화상 신호로 기억하는 촬상 장치에 관한 것이다.

디지털 스틸 카메라에 있어서는, 그 자동 초점 동작(이하,「AF」 라고도 함) 을 수행함에 있어, 초점 렌즈를 조금씩 이동시키면서 화상 데이터를 해석하여 합초점을 탐색함으로써 AF를 수행하게 되므로, AF 시에는 촬영 환경이 어느 정도 밝은 것이 필요하다.

그래서, 디지털 스틸 카메라에는 어두운 환경에서 AF를 수행할 때 합초 보조광(이하,「AF 보조광」라고 함)을 발광하는 보조광 발광 장치가 마련되어 있다.

한편, 최근 AF의 대상 영역을 촬영 영역의 중앙부 뿐만 아니라, 촬영 영역내의 임의의 부분으로 설정할 수 있는 디지털 스틸 카메라가 개발되고 있다.

그렇지만, 종래의 카메라에 있어서는 일반적으로, 주요 피사체가 촬영 영역의 중앙부에 위치해 있을 것을 기대하여, AF 보조광의 투광(投光) 방향은 촬영 영역의 중앙부를 향하도록 고정되어 있다. 이 때문에, 주요 피사체가 촬영 영역의 중앙부에 위치해 있지 않는 경우는, AF 보조광이 피사체에 조사(照射)되지 않아, AF를 수행할 수 없게 되는 경우가 있었다. 그 경우, 촬영 영역의 전영역에 대해 AF 보조광을 조사하는 것도 생각할 수 있는데, 그렇게 하면, AF 보조광의 조사에 따른 소비전력이 증대되는 문제점이 있게 된다.

그래서, 예를 들어, 일본특허공개 평7-191260호에는 디지털 스틸 카메라에 복수개의 보조광 발광 장치를 마련하고, 사용자가 AF 영역을 선택함으로써 발광시키는 보조광 발광 장치를 선택하고, 투광 패턴을 변화시키는 기술이 개시되어 있다.

그렇지만, 종래의 기술에는 다음에 나타내는 문제점이 있다. 즉, 상기 일본특허공개 평7-191260호에 기재된 기술에 있어서는, 사용자가 사전에 AF 영역을 선 택해야 하기 때문에, 사용자에게 부담이 된다. 이 때문에, 사용자 입장에서는, 촬영 조작이 번거로워지는 동시에, 촬영 기회를 놓쳐버릴 가능성도 있다는 문제점이 있었다.

본 발명의 주된 목적은, 사용자에게 사전 조작을 요구하지 않고, 적은 소비전력으로 확실히 합초동작을 실행할 수 있는 촬상 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 촬상 소자를 포함하는 광학계와, 합초 보조광을 발광하는 보조광 발광 수단과, 상기 촬상 소자로부터 출력된 화상 신호에서 사람의 얼굴에 해당하는 얼굴 영역을 검출하는 얼굴 검출 수단과, 상기 얼굴 영역의 검출 결과에 기초하여 상기 합초 보조광이 상기 사람의 얼굴을 향하도록 상기 보조광 발광 수단의 투광 방향을 제어하는 투광 방향 제어 수단과, 상기 얼굴 영역의 적어도 일부를 포함하는 영역에 대해 상기 광학계의 합초 동작을 수행하는 합초 수단을 구비하는 촬상 장치를 개시한다.

여기서, 상기 화상 신호로부터 상기 얼굴 영역이 검출되지 않았을 경우에는, 상기 투광 방향 제어 수단은 상기 투광 방향을 촬영 영역의 중앙부로 향하게 하고, 상기 합초 수단은 상기 중앙부에 대해 합초 동작을 수행할 수 있다.

여기서, 상기 화상 신호로부터 복수의 상기 얼굴 영역이 검출되었을 경우에는, 상기 투광 방향 제어 수단은 상기 투광 방향을 그 면적이 가장 큰 상기 얼굴 영역에 해당하는 얼굴로 향하게 하고, 상기 합초 수단은 상기 그 면적이 가장 큰 얼굴 영역에 대해 합초 동작을 수행할 수 있다.

여기서, 상기 얼굴 영역의 사이즈에 기초하여 상기 보조광 발광 수단의 발광량을 조절하는 발광량 조절 수단를 더 구비할 수 있다.

여기서, 상기 발광량 조절 수단은 상기 얼굴 영역의 사이즈가 기준값 미만일 때 상기 발광량을 첫 번째 양으로 하고, 상기 얼굴 영역의 사이즈가 상기 기준값 이상일 때 상기 발광량을 상기 첫 번째 양보다도 작은 두번째 양으로 할 수 있다.

또한, 본 발명은, 촬상 소자를 포함하는 광학계와, 합초 보조광을 발광하는 보조광 발광 수단과, 상기 촬상 소자로부터 출력된 화상 신호에서 사람의 얼굴에 해당하는 얼굴 영역을 검출하는 얼굴 검출수단과, 상기 얼굴 영역의 사이즈에 기초하여 상기 보조광 발광 수단의 발광량을 조절하는 발광량 조절 수단과, 상기 얼굴 영역의 적어도 일부를 포함하는 영역에 대해 상기 광학계의 합초 동작을 수행하는 합초 수단을 구비하는 촬상 장치를 개시한다.

여기서, 상기 발광량 조절 수단은 상기 얼굴 영역의 사이즈가 기준값 미만일 때 상기 발광량을 첫 번째 양으로 하고, 상기 얼굴 영역의 사이즈가 상기 기준값 이상일 때 상기 발광량을 상기 첫 번째 양보다도 적은 두번째 양으로 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 촬상 장치를 나타내는 블록도이다.

본 실시예에 의한 촬상 장치(1)에 있어서는, 외부에서 광을 거둬들이는 광학계(2)가 마련되어 있고, 이 광학계(2)에는 촬상 블럭(3)이 마련되어 있으며, 촬상 블록(3)은 입사된 광을 전기 신호로 변환하는 복수개의 촬상 소자(4)로 구성되어 있다.

촬상 블록(3)은 각 촬상 소자(4)가 출력하는 전기 신호를 통합하여 취득 화상으로 하고, 화상 신호로 출력하는 것이다.

또한, 촬상 장치(1)에는 광학계(2)의 합초 동작(AF)을 수행하는 합초 수단(5)이 마련되어 있으며, 나아가, 합초 동작시에 주변 환경이 어두운 경우에 AF 보조광을 발광하는 보조광 발광 수단(6)이 마련되어 있다.

또한, 촬상 장치(1)에는 촬상 블럭(3)에 의해 작성된 취득 화상이 입력되고, 이 취득 화상으로부터 사람의 얼굴에 해당하는 영역(얼굴 영역)을 검출하고, 이 얼굴 영역의 위치 및 사이즈를 나타내는 신호를 출력하는 얼굴 검출 수단(7)이 마련되어 있다.

그리고, 촬상 장치(1)에는 얼굴 검출 수단(7)으로부터 얼굴 영역의 위치를 입력받아, 취득 화상에서의 얼굴 영역의 위치에 기초하여 AF 보조광이 이 얼굴 영역에 해당하는 사람의 얼굴을 향하도록 보조광 발광 수단(6)의 투광 방향을 제어하는 투광 방향 제어 수단(8)이 마련되어 있다.

또한, 촬상 장치(1)에는 얼굴 검출 수단(7)으로부터 얼굴 영역의 위치를 입력받아, 이 얼굴 영역의 사이즈, 예를 들어 화소수(畵素數)를 계측하고, 이 사이즈에 기초하여 보조광 발광 수단(6)의 발광량을 조절하는 발광량 조절 수단(9)이 마련되어 있다.

발광량 조절 수단(9)은 얼굴 영역의 사이즈가 클수록 발광량을 줄이고, 얼굴 영역의 사이즈가 작을수록 발광량을 늘리도록 보조광 발광 수단(6)을 제어한다.

이어, 본 실시예에 관한 촬상 장치의 동작에 대해 설명한다.

촬상 장치(1)의 외부로부터 광학계(2)에 광이 입사되면, 이 광이 촬상 블럭(3)으로 집광된다. 그러면, 촬상 소자(4)가 집광된 광을 전기 신호로 변환한다. 이로써, 촬상 블럭(3)이 각 촬상 소자(4)로부터 출력된 전기 신호를 통합하여 취득 화상을 나타내는 화상 신호를 작성하고, 그 화상 신호를 얼굴 검출 수단(7) 및 합초 수단(5)으로 출력한다.

이 상태에서, 셔터(도시하지 않음)를 누르면, 얼굴 검출 수단(7)이 이 화상 신호로부터 사람의 얼굴에 해당하는 얼굴 영역을 검출하고, 이 얼굴 영역의 위치를 투광 방향 제어 수단(8)으로 출력하며, 얼굴 영역의 사이즈를 발광량 조절 수단(9)으로 출력하고, 얼굴 영역의 위치 및 사이즈를 합초 수단(5)으로 출력한다.

이로써, 투광 방향 제어 수단(8)이 촬영 영역 중에서의 얼굴 영역의 위치에 기초하여 AF 보조광이 얼굴 영역에 해당하는 사람의 얼굴에 조사(照射)되도록 보조광 발광 수단(6)의 투광 방향을 제어한다.

한편, 발광량 조절 수단(9)은 얼굴 영역의 사이즈에 기초하여 보조광 발광 수단(6)의 발광량을 조절한다. 구체적으로는, 얼굴 영역의 사이즈가 클수록 발광량을 줄이고, 얼굴 영역의 사이즈가 작을수록 발광량을 늘리도록 한다.

또한, 합초 수단(5)이 얼굴 검출 수단(7)으로부터 입력된 얼굴 영역의 위치 및 사이즈에 기초하여 얼굴 영역의 적어도 일부를 포함하는 영역을 합초 동작의 대상이 되는 AF 영역으로 설정한다.

그리고, 보조광 발광 수단(6)이 투광 방향 제어 수단(8)에 의해 제어된 방향 으로, 발광량 조절 수단(9)에 의해 조절된 발광량으로 AF 보조광을 발광한다. 또한 이와 동시에, 합초 수단(5)이 촬상 블럭(3)으로부터 입력된 화상 신호에 기초하여 AF 영역에 대해 광학계(2)의 합초 동작을 수행한다.

이로써, 보조광 발광 수단(6)으로부터 출사된 AF 보조광이 주요 피사체인 사람의 얼굴을 조명하고, 합초 수단이 이 조명된 사람의 얼굴에 대해 합초 동작을 수행할 수 있다.

이어, 본 실시예에 관한 촬상 장치의 효과에 대해 설명한다.

본 실시예에 따르면, 투광 방향 제어 수단(8)이 얼굴 영역의 위치에 기초하여 보조광 발광 수단(6)의 투광 방향을 주요 피사체인 사람의 얼굴로 향한다. 이로써, 사람의 얼굴이 촬영 영역의 중앙부 이외의 부분에 위치해 있는 경우에 있어서도, 사람의 얼굴을 조명할 수 있고, 이 얼굴에 대해 합초 동작을 확실히 수행할 수 있다. 또한, 이 경우, 사용자에게 사전 조작을 요구하지 않으며, 나아가, 촬영 영역 전체에 AF 보조광을 조사할 필요가 없기 때문에, 소비전력을 억제할 수 있다.

또한, 발광량 조절 수단(9)이 얼굴 영역의 사이즈에 기초하여 보조광 발광 수단(6)의 발광량을 조절한다. 이 경우, 얼굴 영역의 사이즈가 작을수록 이 얼굴 영역에 해당하는 사람이 멀리 있는 것으로 추정되기 때문에, 발광량을 강하게 한다. 반대로, 얼굴 영역의 사이즈가 크면, 사람이 가까이 있는 것으로 추정되기 때문에, 발광량을 약하게 한다. 이로써, 피사체까지의 거리에 따라 발광량을 조절할 수 있고, 피사체가 가까이 있는 경우에 지나친 발광량으로 발광하지 않는다. 이 결과, 발광에 필요한 전력을 절약할 수 있다.

이하, 본 실시예의 구체적인 사례에 대해 설명한다. 본 구체적인 사례는 촬상 장치로서 디지털 스틸 카메라를 예로 들어 본 실시예를 구체적으로 설명하는 것이다.

도 2는 본 구체적인 실시예에 관한 디지털 스틸 카메라를 나타내는 블럭도이고, 도 3은 도 2에 나타내는 보조광 발광 장치를 상세히 나타내는 단면도이다.

본 구체적인 사례에 관한 디지털 스틸 카메라(11)에 있어서는 광학계(12)가 마련되어 있고, 이 광학계(12)에는 대물 렌즈(도시하지 않음), 초점 렌즈(13), 초점 렌즈(13)의 위치를 광축(光軸)을 따라 일정 범위내에서 이동시키는 모터(14) 및 촬상 소자로서의 CCD(Charge-Coupled Device:전하 결합 소자)(15)가 마련되어 있다.

여기서, 대물 렌즈 및 초점 렌즈(13)는 디지털 스틸 카메라(11)의 외부에서 입사한 광을 CCD(15)를 향해 집광하며, CCD(15)는 집광된 광을 아날로그의 전기 신호로 변환한다.

또한, 디지털 스틸 카메라(11)에는, CCD(15)로부터 입력된 전기 신호를 샘플링하고, 파형을 조절하고, 일정 게인을 걸어 증폭하는 CDSAMP(16)가 마련되어 있다. 나아가, 이 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환 회로(17)가 마련되고 있고, 이 디지털 신호로 변환된 전기 신호(화상 신호)가 입력되는 화상 입력 콘트롤러(18)가 마련되어 있다.

화상 입력 콘트롤러(18)는 버스 배선(19)에 접속되어 있다.

버스 배선(19)에는 화상 입력 콘트롤러(18) 이외에, RGB 형식의 화상 신호를 YC 형식의 화상 신호로 변환하는 신호 처리 회로(20), YC 형식의 화상 신호를 JPEG 형식으로 압축하는 압축 처리 회로(21), 화상 표시용 신호 처리를 수행하는 비디오 인코더(22), 디지털 스틸 카메라(11)내의 각종 장치의 제어부가 되는 CPU(Central Processing Unit:중앙 처리 장치)(23), 화상 신호로부터 합초점을 검출하는 AF 검출 회로(24), 화상 신호로부터 사람의 얼굴에 해당하는 얼굴 영역을 검출하는 얼굴 추출 회로(25), 화상 신호를 일시적으로 유지하는 SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory: 동기 다이나믹 랜덤 액세스 메모리)(26), 화상 입력 콘트롤러(18)로부터 출력된 화상 신호를 일시적으로 기억하는 VRAM(Video Random Access Memory)(27), 화상 데이터를 외부의 기록 미디어(50)에 기록할 때, 및 기록 미디어(50)에 기록되어 있는 화상 신호를 출력할 때의 인터페이스가 되는 미디어 콘트롤러(28)가 접속되어 있다.

얼굴 추출 회로(25)는 화상 신호로부터의 얼굴 영역의 추출을, 얼굴의 특징점을 검출하는 프로그램에 의해 수행하는데, 종래의 기술, 예를 들어, 일본특허공개 2001-16573호에 개시되어 있는 방법에 의해 수행될 수도 있다.

또한, VRAM(27)은 A면(27a) 및 B면(27b)의 2개의 기억 영역을 가지며, 각 영역이 1 프레임 분의 화상 데이터를 저장한다.

또한, 디지털 스틸 카메라(11)에는 비디오 인코더(22)로부터 출력된 화상 신호에 기초하여 화상를 표시하는 화상 표시 장치(29), CPU(23)로부터의 지령에 기초하여 CCD(15)의 동작 타이밍을 제어하는 타이밍 제너레이터(30), CPU(23)로부터의 지령에 기초하여 모터(14)를 작동시키는 모터 드라이버(31)가 마련되어 있다.

CPU(23)에는 셔터(32)가 접속되어 있으며, CPU(23), AF 검출 회로(24) 및 모터 드라이버(31)에 의해 합초 수단이 구성되어 있다.

또한, 디지털 스틸 카메라(11)에는 AF 보조광을 발광하는 AF 보조광 발광 장치(33), CPU(23)로부터의 지령에 기초하여 AF 보조광 발광 장치(33)의 투광 방향을 제어하는 투광 방향 조절 회로(34), CPU(23)로부터의 지령에 기초하여 AF 보조광 발광 장치(33)의 발광량을 조절하는 보조광 드라이브 회로(35)가 마련되어 있다.

또한, AF 보조광 발광 장치(33)의 전방에는 AF 보조 광의 조사 각도를 규제하는 렌즈(36)가 마련되어 있다.

CPU(23)로부터 보조광 드라이브 회로(35)에는 2개의 제어 신호(AFAS_A 및 AFAS_B)가 전달되도록 되어 있다. 여기서, 보조광 드라이브 회로(35)는 제어 신호(AFAS_A 및 AFAS_B)가 양쪽 모두 하이(high) 레벨(H)일 때 AF 보조광 발광 장치(33)가 명발광(明發光)하도록 하고, 제어 신호의 어느 한쪽이 하이 레벨이고 다른 쪽이 로우(low) 레벨(L)일 때 AF 보조광 발광 장치(33)가 암발광(暗發光)하도록 하며, 양쪽 모두 로우 레벨일 때 AF 보조광 발광 장치(33)가 발광하지 않도록 한다.

표 1은 보조광 드라이브 회로(35)의 진리값표이다.

제어 신호		AFAS_A
제어 신호		L	H
AFAS_B	L	OFF	암발광
AFAS_B	H	암발광	명발광

한편, 도 3에 나타내는 바와 같이, AF 보조광 발광 장치(33)에는 한쪽 단부가 개구(開口)된 외통(41)이 배치되고, 외통(41)의 내부에는 한쪽 단부가 개구된 내통(42)이 마련되어 있다.

내통(42)의 개구부는 외통(41)의 개구부와 동일한 쪽에 배치되어 있다. 외통(41)의 내측면에는, 외통(41)의 중심축을 향해 지지 부재(43)가 설치되어 있고, 이 지지 부재(43)의 선단이 내통(42)에 접해 있다.

또한, 외통(41)의 내측면에서의 지지 부재(43)에 대향하는 위치에는 내통(42)을 지지 부재(43) 방향으로 눌러 가압하는 가압 부재(44)가 설치되어 있다.

내통(42)은 가압 부재(44)에 의해 지지 부재(43)의 선단(先端)에 가압됨으로써, 지지 부재(43)의 선단을 지점으로 하여 외통(41)에 대해 회동가능하게 지지되어 있다.

나아가, 외통(41)의 내측면에서의 내통(42) 바닥부에 해당하는 위치에는, 보이스 코일 모터(VCM)(45)가 마련되어 있고, 외통(41)의 내측면에서의 보이스 코일 모터(45)에 대향하는 위치에는 각도 검출 센서(46)가 마련되어 있다.

보이스 코일 모터(45)는 외통(41)의 반경 방향을 따라 신축하는데, 내통(42)에서 볼 때, 지지 부재(43) 및 보이스 코일 모터(45)은 같은 쪽에 배치되어 있고, 그 반대쪽에는 가압 부재(44) 및 각도 검출 센서(46)가 배치되어 있다.

그리고, 투광 방향 조절 회로(34)에서의 신호에 의해, 보이스 코일 모터(45)가 외통(41)의 반경 방향을 따라 신축함으로써, 내통(42)이 지지 부재(43)의 선단을 지점으로 하여 회동하고, 이 회동의 각도를 각도 검출 센서(46)가 검출하도록 되어 있다.

더 나아가, 외통(41)의 내면에서의 도 3의 지면 앞쪽의 영역에도 지지 부재 및 보이스 코일 모터가 마련되어 있고, 지면 뒤쪽의 영역에는 가압 부재 및 각도 검출 센서가 마련되어 있다. 즉, 지지 부재(43), 가압 부재(44), 보이스 코일 모터(45) 및 각도 검출 센서(46)는 외통(41)내에 2쌍이 마련되어 있다. 이로써, 내통(42)은 외통(41)의 중심축에 직교하고, 또한 서로 직교하는 2축에 대해 회동가능하게 되어 있다.

더 나아가 내통(42)의 바닥부에는, LED(Light Emitting Diode: 발광 다이오드)(47)가 마련되어 있고, 내통(42)내의 개구부 근처에는 렌즈(48)가 마련되어 있다. 이로써, LED(47)에서 출사된 AF 보조광(49)이 렌즈(48)에 의해 평행화되어, 내통(42)의 개구부로부터 출사되고, 외통(41)의 개구부를 통해 AF 보조광 발광 장치(33)의 외부로 출사되도록 되어 있다.

이어, 본 실시예에 관한 디지털 스틸 카메라(11)의 동작에 대해 설명한다.

우선, 대기 상태의 동작에 대해 설명한다.

디지털 스틸 카메라(11)의 외부로부터 광학계(12)에 광이 입사하면, 이 광이 대물 렌즈 및 초점 렌즈(13)에 의해 CCD(15)에 집광된다. 이로써, CCD(15)가 수광한 광을 아날로그 전기 신호로 변환하고, 그 아날로그 전기 신호를 CDSAMP(16)로 출력한다.

CDSAMP(16)는 입력된 아날로그 전기 신호의 파형을 조절하는 동시에 일정 게인을 걸어 증폭하고, A/D 변환 회로(17)로 출력한다.

A/D 변환 회로(17)는 이 아날로그 전기 신호를 디지털 화상 신호로 변환하여 화상 입력 콘트롤러(18)로 출력한다.

화상 입력 콘트롤러(18)는 이 화상 신호를 버스 배선(19)을 통해 VRAM(27)에 대해 출력하고, VRAM(27)의 A면(27a) 및 B면(27b)에 번갈아 각각 1화면 분의 화상 신호를 기입한다. 그리고, A면(27a) 및 B면(27b) 중 화상 기입 중이 아닌 면에서 화상 신호를 독출(讀出)하고, 비디오 인코더(22)가 이 화상 신호를 표시용으로 변환하며, 화상 표시 장치(29)가 이 화상 신호를 기초로 화상을 표시한다. 이렇게 하여, 광학계(12)로 입사된 화상이 거의 실시간 동영상, 즉 스루 화상으로서 화상 표시 장치(29)에 표시된다.

이어, 합초 동작에 대해 설명한다.

도 4는 본 실시예에 따른 디지털 스틸 카메라(11)의 합초 동작을 나타내는 플로우챠트이다.

도 5a 및 도 5b는 AF 보조광의 조사 영역을 나타내는 도면으로, 도 5a는 얼굴 영역이 검출되지 않은 경우를 나타내고, 도 5b는 얼굴 영역이 검출된 경우를 나타낸다.

도 6a 및 도 6b는 촬영 영역에서의 자동 초점 영역의 위치를 나타내는 도면으로, 도 6a는 얼굴 영역이 검출되지 않은 경우를 나타내고, 도 6b는 얼굴 영역이 검출된 경우를 나타낸다.

도 7은 도 4에 나타내는 「AF search」의 동작을 상세히 나타내는 플로우챠트이고, 도 8은 가로축에 초점 렌즈의 위치를 잡고, 세로축에 AF 평가값을 잡아 합초점의 검출 방법을 나타내는 그래프이다.

상술한 대기 상태에 있어서, 셔터(32)를 누르면, 도 4의 S1 단계에 나타내는 바와 같이, 얼굴 추출 회로(25)가 VRAM(27)에 저장되어 있는 화상 신호 중 직전에 표시된 화상으로부터 사람 얼굴의 특징점을 검출하고, 얼굴에 해당하는 얼굴 영역을 추출한다. 그리고, 이 얼굴 영역의 위치에 관한 정보를 SDRAM(26)에 기입한다.

이어, S2 단계에 나타내는 바와 같이, CPU(23)가 SDRAM(26)에 기입된 얼굴 영역의 위치 정보를 읽어 들이고, 촬영 영역 중 얼굴 영역의 위치에 기초하여 투광 방향 조절 회로(34)에 지시를 내린다. 이로써, 투광 방향 조절 회로(34)가 AF 보조광 발광 장치(33)의 보이스 코일 모터(45)를 제어하고, 내통(42)을 소정 각도로 회동시킨다.

이 경우, 도 5a에 도시되는 바와 같이, 촬영 영역(62) 중에 얼굴 영역이 검출되지 않은 경우는, AF 보조광의 조사 영역(61)을 촬영 영역(62)의 중앙부로 설정한다.

한편, 도 5b에 도시되는 바와 같이, 촬영 영역(62) 중에 얼굴 영역이 검출된 경우는, 검출된 얼굴 영역에 해당하는 사람의 얼굴(63)을 포함하는 영역으로, AF 보조광의 조사 영역(61)을 설정한다.

또한, CPU(23)는 얼굴 영역의 사이즈, 즉 얼굴 영역이 점유하는 화소수를 계측하고, 검출된 얼굴 영역에 해당하는 사람의 얼굴까지의 거리를 산출한다.

구체적으로는, 미리 기억되어 있는 표준적인 얼굴 영역의 사이즈를 A(pixel)로 하고, CPU(23)가 계측한 얼굴 영역의 사이즈를 B(pixel)로 하며, 얼굴 영역의 피사체로 되어 있는 사람의 얼굴까지의 거리를 X(m)으로 하고, 표준적인 얼굴 영역의 사이즈(A)를 결정했을 때의 촬영 거리를 D(m)으로 하며, 조정 계수를 K로 할 때, 거리(X)를 하기 수학식 1에 의해 산출한다.

여기서, 조정 계수(K)는 렌즈의 화각(畵角)이 표준적인 얼굴 영역의 사이즈(A)를 결정했을 때의 화각과 다른 경우에, 화각의 차이에 기인하는 얼굴 영역의 사이즈 차이를 보상하는 계수이다. 본 실시예에 있어서는, 예를 들어, 거리(D)는 1.5m로 하고, 조정 계수(K)는 1로 한다.

여기서, 얼굴 영역의 사이즈(B)가 기준값 미만인 경우, 즉 산출된 거리(X)가 소정의 거리보다도 큰 경우에는, CPU(23)는 보조광 드라이브 회로(35)에 대해 출력하는 제어신호(AFAS_A 및 AFAS_B)를 모두 하이 레벨로 한다. 이렇게 하여, AF 보조광 발광 장치(33)의 발광량을 첫번째 양으로 설정하고, 발광 모드를 명발광으로 한다.

한편, 얼굴 영역의 사이즈(B)가 기준값 이상인 경우, 즉 산출된 거리(X)가 소정 거리 이하인 경우에는, CPU(23)는 보조광 드라이브 회로(35)에 대해 출력하는 제어 신호(AFAS_A 및 AFAS_B) 중에 한쪽을 하이 레벨로 하고, 다른 쪽을 로우 레벨로 한다. 이렇게 하여, AF 보조광 발광 장치(33)의 발광량을 전술한 첫번째 양보다도 적은 두번째 양으로 설정하고, 발광 모드를 암발광으로 한다.

이와 같이, 투광 방향 조절 회로(34)에 의해 투광 방향을 제어하고, 보조광 드라이브 회로(35)에 의해 발광 모드를 선택한 다음에, AF 보조광 발광 장치(33)를 발광시킨다.

이어, S3 단계에 나타내는 바와 같이, CPU(23)가 모터 드라이버(31)에 지령을 주고, 이 지령을 토대로 모터 드라이버(31)가 모터(14)를 구동시켜 초점 렌즈(13)를 주사 범위(71)(도 8 참조)의 단부, 즉, 스타트(start) 위치까지 이동시킨다.

이어, S4 단계에 나타내는 바와 같이, 자동 초점 영역(AF 영역)을 설정한다. 이 때, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 촬영 영역(62) 중에 얼굴 영역이 검출되지 않은 경우에는, 자동 초점 영역(64)을 촬영 영역(62)의 중앙부로 설정한다.

한편, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 촬영 영역(62) 중에 얼굴 영역이 검출된 경우에는, 자동 초점 영역(64)을 검출된 얼굴 영역의 적어도 일부를 포함하는 영역, 예를 들어 얼굴 영역과 동일한 영역, 얼굴 영역의 내부 영역, 또는 얼굴 영역을 포함하는 영역으로 설정한다.

이어, S5 단계에 나타내는 바와 같이, 자동 초점 주사(AF Search)를 개시한다. 자동 초점 주사는, 구체적으로 다음과 같이 수행한다.

즉, 도 7의 S51 단계에 나타내는 바와 같이, 모터 드라이버(31)가 모터(14)를 스텝형으로 작동시켜, 초점 렌즈(13)를 스타트 위치에서 아주 작은 거리만큼 이동시킨다.

그리고, S52 단계에 나타내는 바와 같이, AF 검출 회로(24)가 자동 초점 영역(64)에 해당하는 화상 신호로부터 공간에 관한 고주파 성분을 추출하고, 이 고주 파 성분의 강도를 주파수에 관하여 적분하여 AF 평가값를 취득한다.

이어, S53 단계로 나아가, 주사 범위(71) 전체의 주사가 종료하지 않았으면 S51 단계 및 S22 단계를 반복하고, 종료했으면 자동 초점 주사를 종료한다.

이 자동 초점 주사에 의해 초점 렌즈(13)의 위치마다 AF 평가값을 플롯하고, 도 8에 나타내는 초점 렌즈의 위치와 AF 평가값과의 상관관계를 구한다. 또한, 이 때, AF 평가값의 최대값이 확인되면, 그 시점에서 주사를 종료할 수도 있다.

이어, 도 4의 S6 단계에 나타내는 바와 같이, AF 평가값이 최대가 되는 초점 렌즈의 위치를 결정하고, 이 위치를 합초 위치로 한다. 이 이유는, AF 평가값이 최대가 되는 위치는, 고주파 성분의 강도가 최대가 되는 위치이며, 에지(edge)가 선 샤프(sharp)한 화상을 얻을 수 있는 위치이기 때문이다.

그리고, S7 단계에 나타내는 바와 같이, 모터 드라이버(31)에 의해 모터(14)를 구동시켜 초점 렌즈(13)을 합초 위치로 이동시킨다. 이로써, 합초 동작이 종료한다.

이 때, AF 보조광 발광 장치(33)의 발광도 정지한다.

또한, 본 실시예에 있어서, 주변 환경이 충분히 밝을 때에는, CPU(23)는 제어 신호(AFAS_A 및 AFAS_B)를 모두 로우 레벨로 하고, AF 보조광 발광 장치(33)에 AF 보조광을 발광시키지 않는다.

또한, S1 단계에 있어서, 촬영 영역내에 복수의 얼굴 영역을 검출했을 때에는, AF 보조광의 투광 방향을 그 면적이 최대의 얼굴 영역에 해당하는 얼굴을 향하게 하고, 이 최대의 얼굴 영역의 사이즈를 기초로 발광량을 조절하며, 이 최대의 얼굴 영역에 대해 합초 동작을 수행한다.

또한, 본 실시예에 따르면, 디지털 스틸 카메라(11)에 몇몇의 촬영 모드를 설정해 두고, 상술한 얼굴 영역에 기초하여 투광 방향 및 발광량을 제어하는 합초 동작은「풀 오토 모드」로만 실시하고, 예를 들어,「풍경 모드」 등에서는 실시하지 않도록 한다. 이로써, 사용자의 의도를 반영한 적절한 합초 동작을 수행할 수 있다.

이어, 촬상 동작에 대해 설명한다.

합초 동작이 종료한 후, 셔터(32)를 누르면, 화상 입력 콘트롤러(18)가 화상 신호를 SDRAM(26)에 기억시키고, 신호 처리 회로(20)가 이 화상 신호를 RGB 형식에서 YC 형식으로 변환하고, 압축 처리 회로(21)가 이 화상 신호를 JPEG 형식으로 압축한다. 그리고, 미디어 콘트롤러(28)가 이 압축된 화상 신호를 기록 미디어(50)에 기입한다. 이로써, 촬상 동작이 완료한다.

이어, 본 실시예의 효과에 대해 설명한다.

본 실시예에 따르면, 얼굴 추출 회로(25)가 화상 신호로부터 얼굴 영역을 추출하고, CPU(23)가 촬영 영역에서의 이 얼굴 영역의 위치에 기초하여 AF 보조광의 투광 방향을 제어함으로써, 주요 피사체인 사람의 얼굴을 AF 보조광에 의해 확실히 조명할 수 있다. 그리고, 이 얼굴 영역에 대해 합초 동작을 수행함으로써, 사람의 얼굴에 확실히 초점을 맞출 수 있다.

또한, 이 동작에 있어서, 사용자에 의한 조작을 필요로 하지 않기 때문에, 사용자는 번거로운 사전 조작을 요구받는 일 없이 원하는 촬영 기회에 촬영을 수행 할 수 있다.

나아가, 촬영 영역 중 한정된 영역에만 AF 보조광을 조사하고 있기 때문에, 촬영 영역의 전영역에 대해 AF 보조광을 조사하는 경우와 비교하여, AF 보조광의 발광에 따른 소비전력을 억제할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, CPU(23)가 얼굴 영역의 사이즈로부터 피사체까지의 거리(X)를 산출하고, 이 거리(X)에 기초하여 발광 모드를 명발광으로 할지 암발광으로 할지를 결정하며, 피사체가 가까운 경우에는 암발광으로 한다. 따라서, 피사체가 가까운 경우에는, 지나친 광량의 AF 보조광을 발광하지 않음으로써, AF 보조광의 발광에 따른 소비전력을 더욱 더 절감할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따르면, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 합초점의 탐색을 수행하는 자동 초점 영역(64)을 얼굴 영역의 적어도 일부를 포함하는 영역으로 설정하고 있기 때문에, 사람의 얼굴에 확실히 초점을 맞출 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 촬상 장치는, 사용자에게 사전 조작을 요구하지 않을 뿐만 아니라, 적은 소비전력으로도 확실히 합초 동작을 실행할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이 다.

Claims

촬상 소자를 포함하는 광학계;

합초 보조광을 발광하는 보조광 발광 수단;

상기 촬상 소자로부터 출력된 화상 신호에서 사람의 얼굴에 해당하는 얼굴 영역을 검출하는 얼굴 검출 수단;

상기 얼굴 영역의 검출 결과에 기초하여 상기 합초 보조광이 상기 사람의 얼굴을 향하도록 상기 보조광 발광 수단의 투광 방향을 제어하는 투광 방향 제어 수단; 및

상기 얼굴 영역의 적어도 일부를 포함하는 영역에 대해 상기 광학계의 합초 동작을 수행하는 합초 수단을 구비하는 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 화상 신호로부터 상기 얼굴 영역이 검출되지 않았을 경우에는,

상기 투광 방향 제어 수단은 상기 투광 방향을 촬영 영역의 중앙부로 향하게 하고, 상기 합초 수단은 상기 중앙부에 대해 합초 동작을 수행하는 촬상 장치.
제1항에 있어서,

상기 화상 신호로부터 복수의 상기 얼굴 영역이 검출되었을 경우에는,

상기 투광 방향 제어 수단은 상기 투광 방향을 그 면적이 가장 큰 상기 얼굴 영역에 해당하는 얼굴로 향하게 하고, 상기 합초 수단은 상기 그 면적이 가장 큰 얼굴 영역에 대해 합초 동작을 수행하는 촬상 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 얼굴 영역의 사이즈에 기초하여 상기 보조광 발광 수단의 발광량을 조절하는 발광량 조절 수단를 더 구비하는 촬상 장치.
제4항에 있어서,

상기 발광량 조절 수단은 상기 얼굴 영역의 사이즈가 기준값 미만일 때 상기 발광량을 첫 번째 양으로 하고, 상기 얼굴 영역의 사이즈가 상기 기준값 이상일 때 상기 발광량을 상기 첫 번째 양보다도 작은 두번째 양으로 하는 촬상 장치.
촬상 소자를 포함하는 광학계;

합초 보조광을 발광하는 보조광 발광 수단;

상기 촬상 소자로부터 출력된 화상 신호에서 사람의 얼굴에 해당하는 얼굴 영역을 검출하는 얼굴 검출수단;

상기 얼굴 영역의 사이즈에 기초하여 상기 보조광 발광 수단의 발광량을 조절하는 발광량 조절 수단; 및

상기 얼굴 영역의 적어도 일부를 포함하는 영역에 대해 상기 광학계의 합초 동작을 수행하는 합초 수단을 구비하는 촬상 장치.
제6항에 있어서,

상기 발광량 조절 수단은 상기 얼굴 영역의 사이즈가 기준값 미만일 때 상기 발광량을 첫 번째 양으로 하고, 상기 얼굴 영역의 사이즈가 상기 기준값 이상일 때 상기 발광량을 상기 첫 번째 양보다도 적은 두번째 양으로 하는 촬상 장치.