KR20080024637A - Auto focus control method and photographing apparatus having auto focus function - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 촬영장치의 오토포커스방법을 설명하기 위한 흐름도,1 is a flowchart illustrating an autofocus method of a conventional photographing apparatus;
도 2는 종래 촬영장치에서, AF데이터의 크기를 포커스렌즈의 위치변화에 따라 나타낸 도면,2 is a view showing the size of AF data according to a change in position of a focus lens in a conventional photographing apparatus;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영장치의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도,3 is a block diagram showing a schematic configuration of a photographing apparatus according to an embodiment of the present invention;
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영장치에서, AF데이터의 크기를 포커스렌즈의 위치변화에 따라 나타낸 도면, 그리고,4A and 4B are diagrams illustrating the size of AF data according to a change in position of a focus lens in a photographing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영장치의 오토포커스 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an autofocus control method of a photographing apparatus according to an exemplary embodiment.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 촬영장치 110 : 렌즈부100: recording device 110: lens unit
120 : 렌즈구동부 130 : CCD120: lens driver 130: CCD
140 : CDS/AGC/ADC 150 : DSP140: CDS / AGC / ADC 150: DSP
160 : 기록/재생부 170 : 제어부160: recording / playback unit 170: control unit
180 : 메모리180: memory
본 발명은 오토포커스 제어방법 및 그 방법이 적용된 촬영장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피사체가 되는 대상 및 환경에 상관없이 공통으로 적용가능한 오토포커스 제어방법 및 그 방법이 적용된 촬영장치에 관한 것이다.The present invention relates to an autofocus control method and a photographing apparatus to which the method is applied. More particularly, the present invention relates to an autofocus control method and a photographing apparatus to which the method is applied, irrespective of a subject and environment to be a subject.
일반적으로 캠코더 및 카메라와 같은 촬영장치는 렌즈를 통해 입사되는 광신호를 전기적인 신호로 광전 변환한 후, 광전 변환된 영상신호에 대해, 소정의 영상 처리를 수행하여 촬영 동작을 수행한다. 이러한 촬영장치의 사용에 있어서, 선명한 촬영을 위한 오토포커스(Auto Focus:AF)기능이 제공되는데, 오토포커스 기능을 통해 전문가가 아닌 일반적인 사용자가 촬영장치를 쉽게 조작하여 선명한 영상을 얻을 수 있게 된다.In general, a photographing apparatus such as a camcorder and a camera photoelectrically converts an optical signal incident through a lens into an electrical signal, and then performs a predetermined image processing on the photoelectrically converted image signal to perform a photographing operation. In the use of such a photographing apparatus, an Auto Focus (AF) function for clear photographing is provided. An autofocus function enables a general user, not an expert, to easily operate a photographing apparatus to obtain a clear image.
사용자는 조도분포가 극단적인 경우, 특히 야간 환경에서 밝은 불빛이 소정 비율이상 존재하게 되는 경우, 스포트라이트(Spot Light)촬영을 하게 된다. 여기서, 기존의 오토포커스 제어방법을 이용하여 스포트라이트촬영을 하게 되면, 포커스가 정확하게 수행되지 않게 되어, 피사체의 형태가 흐려지고 명암의 구분이 불분명해지게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 도 1 및 도 2에 나타낸 방법을 이용하고 있다.The user may take a spot light when the illuminance distribution is extreme, particularly when a bright light exists at a predetermined ratio or more in a night environment. In this case, when spotlight photography is performed using the conventional autofocus control method, the focus may not be accurately performed, and the shape of the subject may be blurred and the distinction of contrast may become unclear. In order to solve this problem, the method shown in FIGS. 1 and 2 is conventionally used.
도 1은 종래 촬영장치의 오토포커스방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 그리고, 도 2는 종래 촬영장치에서, AF데이터의 크기를 포커스렌즈의 위치변화에 따라 나타낸 도면이다.1 is a flowchart illustrating an autofocus method of a conventional photographing apparatus. 2 is a diagram illustrating the size of AF data according to a change in position of a focus lens in a conventional photographing apparatus.
도 1에 따르면, 먼저, 촬영장치는 입력된 휘도 데이터에 대한 필터링 과정을 통해, AF데이터를 검출한다(S10). 즉, 휘도 데이터를 특정 주파수의 성분만을 추출한 후, 각기 다른 주파수를 갖는 2개의 하이 패스 필터(High Pass Filter)를 통과시켜, 도 2에 나타낸 제1AF데이터 및 제2AF데이터를 검출한다.According to FIG. 1, first, the photographing apparatus detects AF data through a filtering process on input luminance data (S10). That is, after extracting only luminance components of a specific frequency, the luminance data is passed through two high pass filters having different frequencies to detect the first AF data and the second AF data shown in FIG.
이때, 조도가 어두운 상태이고, 밝은 부분이 일정량 이상 존재하는가를 판단하여, 스포트라이트촬영을 하게 되면(S30), 스포트 AF데이터를 생성한다(S50). 즉, 제1AF데이터 및 제2AF데이터의 비율을 산출하여, 스포트라이트촬영에 이용되는 스포트 AF데이터를 생성한다. 그리고, 스포트 AF데이터를 이용하여 AF작업을 수행한다(S70).At this time, when it is determined that the illuminance is in the dark state and the bright part is present in a predetermined amount or more, and spotlighting is performed (S30), spot AF data is generated (S50). That is, the ratio of the first AF data and the second AF data is calculated to generate spot AF data used for spotlight shooting. Then, the AF operation is performed using the spot AF data (S70).
단계 S30에서, 스포트라이트촬영을 하지 않게 되는 경우, 제1AF데이터 혹은 제2AF데이터를 이용하여 AF작업을 수행하게 된다.In the case where the spotlight shooting is not performed in step S30, the AF operation is performed using the first AF data or the second AF data.
그러나, 이상과 같은 종래의 오토포커스방법을 이용하는 경우, 피사체가 되는 대상 및 환경이 변하게 되면, 포커스가 정확하게 수행되지 않게 되어, 피사체의 형태가 흐려지고 명암의 구분이 불분명해지게 된다. 예를 들어, 야간 환경에 존재하는 밝은 불빛이 이동하거나, 불빛에 대하여 상대적으로 어두운 보행자가 이동하게 되는 경우, 동일한 스포트 AF데이터를 이용하면, 포커스가 정확하게 수행되지 않게 된다.However, when using the conventional autofocus method as described above, when the object and the environment to be the subject change, the focus is not performed correctly, the shape of the subject is blurred, and the contrast of the contrast becomes unclear. For example, when a bright light existing in the night environment moves or a relatively dark pedestrian moves with respect to the light, using the same spot AF data, the focus may not be performed correctly.
따라서, 본 발명의 목적은 피사체가 되는 대상 및 환경에 상관없이 선명한 영상을 얻기 위해, 일반 촬영 및 스포트라이트 촬영에 공통으로 이용가능한 피크 데이터(Peak Data) 구간을 검출하여 오토포커스를 제어하는 오토포커스 제어방법 및 그 방법이 적용된 촬영장치을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to control the autofocus by detecting the peak data section that can be commonly used for general shooting and spotlight shooting in order to obtain a clear image regardless of the object and environment of the subject. A method and a photographing apparatus to which the method is applied are provided.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 촬영장치의 오토포커스 제어방법은 AF(Auto Focus)데이터 및 상기 AF데이터를 가공한 가공데이터의 상승구간이 일치되는 지를 판단하는 단계, 상기 AF데이터 및 상기 가공데이터의 하강구간이 일치되는 지를 판단하는 단계, 및 상기 상승구간 및 상기 하강구간이 일치되는 피크 데이터(Peak Data)구간을 이용하여 오토포커스를 수행하는 단계를 포함한다.In accordance with another aspect of the present invention, an autofocus control method of an imaging apparatus includes determining whether an ascending section of an auto focus (AF) data and a processed data processed by the AF data match, the AF data and the processed data. Determining whether the falling section of the data coincides, and performing autofocus using the peak data section in which the rising section and the falling section coincide.
여기서, 상기 AF데이터는 휘도 데이터를 특정 주파수 이하의 성분을 추출한 후, 서로 다른 주파수를 갖는 적어도 2개 이상의 하이 패스 필터(High Pass Filter)를 통과시켜 얻는 데이터 중, 어느 하나의 데이터인 것을 특징으로 한다.In this case, the AF data is any one of data obtained by extracting a component having a luminance lower than a specific frequency and then passing at least two high pass filters having different frequencies. do.
그리고, 상기 가공데이터는 상기 적어도 2개 이상의 하이 패스 필터를 통과시켜 얻은 데이터 중, 2개의 데이터 간의 비율을 계산하여 얻는 것을 특징으로 한다.The processed data may be obtained by calculating a ratio between two data among the data obtained by passing the at least two high pass filters.
한편, 본 발명의 촬영장치는 광축 방향으로 위치이동이 가능한 포커스렌즈, 상기 포커스렌즈를 통해 입사된 광학상이 광전 변환된 전기적인 휘도 데이터를 이용하여, AF(Auto Focus)데이터를 검출하는 신호처리부, 및 상기 신호처리부에서 검출된 AF데이터 및 상기 AF데이터를 가공한 가공데이터를 이용하여, 피크 데이터(Peak Data)구간을 검출한 후, 오토포커스를 수행하기 위한 상기 포커스렌즈를 제어하는 제어신호를 출력하는 제어부를 포함한다.On the other hand, the photographing apparatus of the present invention is a focus lens that can be moved in the optical axis direction, a signal processing unit for detecting AF (Auto Focus) data by using the electrical luminance data of the optical image incident through the focus lens photoelectric conversion; And after detecting a peak data section by using the AF data detected by the signal processor and the processed data of the AF data, outputting a control signal for controlling the focus lens for performing autofocus. It includes a control unit.
여기서, 상기 제어부는 상기 AF데이터 및 상기 가공데이터의 상승구간 및 하강구간이 일치되는 지점을 상기 포커스렌즈의 피크 데이터 구간으로 검출하는 것을 특징으로 한다.The control unit may detect, as a peak data section of the focus lens, a point where the rising section and the falling section of the AF data and the processed data coincide.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention. However, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be abbreviated or omitted.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영장치의 개략적인 구성을 나타낸 블럭도이다.3 is a block diagram showing a schematic configuration of a photographing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 촬영장치(100)는 렌즈부(110), 렌즈구동부(120), CCD(130), CDS/AGC/ADC(140), DSP(150), 기록/재생부(160), 제어부(170), 및 메모리(180)를 구비한다.Referring to FIG. 3, the photographing
렌즈부(110)의 구성을 상세하게 도시하지는 않았으나, 렌즈부(110)는 고정렌즈, 줌렌즈, 조리개, 및 포커스렌즈를 포함한다. 이 중에서, 포커스렌즈는 광학상의 초점을 맞추기 위해 광축방향으로 이동가능하게 마련되어 있다.Although the configuration of the
렌즈구동부(120)는 렌즈부(110)에 마련된 줌렌즈 및 포커스렌즈를 광축 방향으로 이동시킨다. 특히, 렌즈구동부(120)는 제어부(170)의 제어에 따라, 포커스렌즈를 'NEAR'방향 혹은 'FAR'방향으로 이동시켜 광축 상에서 포커스렌즈의 위치를 변경시킬 수 있다.The
CCD(Charge Coupled Device)(130)는 피사체의 광학상을 전기신호로 변환시켜 출력하는 촬상소자이다. CCD(130)외에 MOS(Metal Oxide Semiconductor)형 촬상소자로 본 촬영장치(100)를 구형사는 것도 가능하다.The CCD (Charge Coupled Device) 130 is an imaging device that converts and outputs an optical image of a subject into an electrical signal. In addition to the
CDS/AGC/ADC(140)는 CCD(130)로부터 출력되는 전기신호에 대해, 상관 이중 샘플링회로(Correlaated Double Circuit)를 이용하여 노이즈를 제거하고, 자동이득제어회로(Auto Gain Controlling Circuit)를 이용하여 신호의 레벨이 일정하게 유지되도록 이득을 조정한 후, ADC(Analog to Digital Converter)를 이용하여 디지털 영상신호로 변환한다.The CDS / AGC /
DSP(Digital Signal Processor)(150)는 CDS/AGC/ADC(140)로부터 출력되는 영상신호에 대해 AWB(Auto White Balance) 등의 신호처리를 수행하여 기록/재생부(160)로 전달한다. 기록/재생부(160)에 전달된 영상신호는 LCD와 같은 디스플레이 장치에서 재생되거나, 소정 포맷으로 압축되어 기록매체에 기록된다.The digital signal processor (DSP) 150 performs signal processing such as AWB (Auto White Balance) on the image signal output from the CDS / AGC /
또한, DSP(150)는 영상신호에 포함된 휘도 데이터를 이용하여, AF(Auto Focus)데이터를 생성한다. 즉, DSP(150)는 휘도 데이터에서 특정 주파수 이하의 성분을 추출한 후, 서로 다른 주파수를 갖는 2개의 하이 패스 필터(High Pass Filter)를 통과시켜서, 2종류의 AF데이터(제1AF데이터 및 제2AF데이터)를 얻는다. 여기서, 하이 패스 필터는 2개 이상이 될 수도 있으며, 이 경우, AF데이터 역시 2개 이상이 된다.In addition, the DSP 150 generates AF (Auto Focus) data by using luminance data included in the image signal. That is, the DSP 150 extracts components below a specific frequency from the luminance data, and then passes two high pass filters having different frequencies, thereby providing two types of AF data (first AF data and second AF). Data). Here, the number of high pass filters may be two or more, and in this case, the AF data may also be two or more.
예를 들면, DSP(150)는 휘도 데이터에서 2MHz이하의 주파수 성분만을 추출한 후, 상대적으로 낮은 주파수(150,200, 혹은 250KHz)를 통과시키는 로우 패스 필터 를 통과시켜 제1AF데이터를 검출하고, 상대적으로 높은 주파수(750,800, 혹은 850KHz)를 통과시키는 로우 패스 필터를 통과시켜 제2AF데이터를 검출한다.For example, the DSP 150 extracts only a frequency component of 2 MHz or less from the luminance data, passes a low pass filter that passes a relatively low frequency (150, 200, or 250 KHz), and detects the first AF data, and then relatively high frequency. The second AF data is detected by passing through a low pass filter that passes a frequency (750, 800, or 850 KHz).
그리고, 제어부(170)는 제1AF데이터와 제2AF데이터의 비율(제2AF데이터/제1AF데이터)을 통해 가공한 가공데이터를 산출한다. 여기서, 제어부(170)는 제1AF데이터와 제2AF데이터 뿐만 아니라, 오토포커스 동작을 수행하는데 필요한 데이터를 통해 가공데이터를 산출할 수도 있다.The
제어부(170)는 제1AF데이터 및 제2AF데이터 중, 어느 하나의 AF데이터 및 가공데이터를 이용하여, 스포트라이트 촬영시 오토포커스를 수행하기 위한 피크 데이터 구간을 검출한다. 즉, 제어부(170)는 AF데이터 및 가공데이터의 상승구간 및 하강구간이 일치되는 구간을 포커스렌즈의 피크 데이터 구간으로 검출한다. 이때, 상대적으로 높은 주파수(750,800, 혹은 850KHz)를 통과시키는 로우 패스 필터를 통과시켜 검출한 제2AF데이터를 이용하는 것이 피크 데이터 구간 검출에 있어서 더 유리하다.The
메모리(180)에는 오토포커스를 수행하는데 필요한 데이터들이 저장되며, 특히 검출된 피크 데이터 구간이 저장되어 오토포커스 수행시 이용된다.The
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영장치에서, AF데이터의 크기를 포커스렌즈의 위치변화에 따라 나타낸 도면이다.4A and 4B are diagrams illustrating the size of AF data according to a change in position of a focus lens in the photographing apparatus according to an exemplary embodiment.
도 4a는 낮 환경과 같이 피사체가 되는 대상이 뚜렷한 경우, AF데이터의 크기를 포커스렌즈의 위치변화에 따라 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 피크 데이터 구간은 포커스렌즈가 'NEAR'에서 'FAR'방향, 혹은 'FAR'에서 'NEAR'방향으로 진 행함에 따라, 제2AF데이터 및 가공데이터의 상승구간 및 하강구간이 일치되는 구간(F)으로 검출된다.4A is a diagram illustrating the size of AF data according to the change of the position of the focus lens when the object to be the subject is distinct, such as a day environment. Referring to the drawing, the peak data section coincides with the rising and falling sections of the second AF data and the processed data as the focus lens proceeds from 'NEAR' to 'FAR' direction, or 'FAR' to 'NEAR' direction. It is detected in the section F to be.
도 4b는 야간 환경에서 스포트라이트 촬영을 하게 되는 경우, AF데이터의 크기를 포커스렌즈의 위치변화에 따라 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, ①구간은 제2AF데이터 및 가공데이터가 동일하게 상승하는 구간이다. 그리고, ②구간은 제2AF데이터가 하강하는 구간이고, 가공데이터가 상승하는 구간이다. 즉, 상승구간 및 하강구간이 일치되지 않으므로, 피크 데이터 구간으로 검출되지 않는다.4B is a diagram illustrating the size of AF data according to a change in position of a focus lens when spotlight photography is performed in a night environment. Referring to the drawings, the
③구간 및 ④구간도 마찬가지로, 상승구간 및 하강구간이 일치되지 않으므로, 피크 데이터 구간으로 검출되지 않는다. 그러나, 도면을 참조하면, 피크 데이터 구간으로 검출된 구간(F)은 제2AF데이터의 상승구간 및 하강구간이 가공데이터의 상승구간 및 하강구간과 일치되는 것을 알 수 있다.Similarly, the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영장치의 오토포커스 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating an autofocus control method of a photographing apparatus according to an exemplary embodiment.
도 5에 따르면, 먼저, DSP(150)가 AF데이터를 검출한다(S200). 즉, DSP(150)는 휘도 데이터에서 특정 주파수 이하의 성분을 추출한 후, 서로 다른 주파수를 갖는 2개의 하이 패스 필터를 통과시켜서, 2종류의 AF데이터(제1AF데이터 및 제2AF데이터)를 얻는다.Referring to FIG. 5, first, the
그리고, 렌즈구동부(120)는 상승구간이 나올 때까지 포커스렌즈를 이동시킨다(S210). 다시 말해서, 제어부(170)는 휘도 데이터에서 검출된 제2AF데이터가 커지는 상승구간이 나올 때까지 포커스렌즈를 'NEAR'에서 'FAR'방향, 혹은 'FAR'에서 'NEAR'방향으로 이동시키도록 렌즈구동부(120)를 제어한다.Then, the
이때, 제어부(170)는 제2AF데이터의 상승구간과 가공데이터의 상승구간이 일치하는지를 판단한다(S220). 즉, 제어부(170)는 DSP(150)에서 검출된 제1AF데이터 및 제2AF데이터의 비율(제2AF데이터/제1AF데이터)을 통해 가공데이터를 산출하여, 제2AF데이터의 상승구간 동안 가공데이터가 상승하는지를 판단한다.At this time, the
제2AF데이터의 상승구간과 가공데이터의 상승구간이 일치되는 것으로 판단되면, 렌즈구동부(120)는 하강구간이 나올 때까지 포커스렌즈를 이동시킨다(S230). 즉, 제어부(170)는 휘도 데이터에서 검출된 제2AF데이터가 커지는 하강구간이 나올 때까지 포커스렌즈를 단계 S210에서와 동일한 방향으로 이동시키도록 렌즈구동부(120)를 제어한다.If it is determined that the rising section of the second AF data coincides with the rising section of the processed data, the
이때, 제어부(170)는 제2AF데이터의 하강구간과 가공데이터의 하강구간이 일치하는지를 판단한다(S240). 즉, 제어부(170)는 DSP(150)에서 검출된 제1AF데이터 및 제2AF데이터의 비율(제2AF데이터/제1AF데이터)을 통해 가공데이터를 산출하여, 제2AF데이터의 하강구간 동안 가공데이터가 하강하는지를 판단한다.At this time, the
그리고, 제어부(170)는 피크 데이터 구간을 검출하여(S250), AF작업을 수행한다(S250). 다시 말해서, 제어부(170)는 제2AF데이터의 상승구간 및 하강구간과 가공데이터의 상승구간 및 하강구간이 일치되는 구간을 피크 데이터 구간으로 검출한다. 그리고, 제어부(170)는 검출된 피크 데이터 구간을 이용하여, 일반 촬영 및 스포트라이트 촬영 시, 오토포커스를 제어한다.The
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, AF데이터 및 AF데이터를 가공한 데이터의 상승구간 및 하강구간이 일치되는 피크 데이터 구간을 검출하여, 오토포커스 제어에 이용함으로써, 피사체가 되는 대상 및 환경에 상관없이 선명한 영상을 얻을 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the peak data section in which the ascending and descending sections of the AF data and the AF data processed are detected and used for autofocus control, thereby irrespective of the subject and environment of the subject. A clear image can be obtained.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiment, the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Anyone of ordinary skill in the art that various modifications can be made, as well as such changes are within the scope of the claims.
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