KR20090006979A - 오토 포커스 장치 및 그 오토 포커싱 방법 - Google Patents

오토 포커스 장치 및 그 오토 포커싱 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오토 포커스 장치 및 오토 포커싱 방법에 관한 것으로서, 적어도 2개 이상의 콘트라스트 정보를 획득하여 이를 평균한 값을 이용하여 피사체 전반에 걸쳐 동일한 해상도를 가지도록 함을 특징으로 한다. 본 발명은 적어도 2개 이상의 윈도우를 가져, 상기 윈도우를 통해 피사체 표면의 콘트라스트 정보들을 획득하는 콘트라스트 획득부와, 상기 획득한 다수의 콘트라스트 정보들의 평균값을 산출하여 상기 평균값을 갖는 동일 해상도로 촬영을 수행하는 포커싱부를 포함한다. 또한, 상기 윈도우는, 피사체 중앙의 콘트라스트 정보를 획득하는 중앙 윈도우와, 피사체 우측의 콘트라스트 정보를 획득하는 우측 윈도우와, 피사체 좌측의 콘트라스트 정보를 획득하는 좌측 윈도우를 포함한다.
카메라, AF, 오토 포커스, 콘트라스트, 해상도, MTF, 윈도우

Description

오토 포커스 장치 및 그 오토 포커싱 방법{Auto focus apparatus and method for auto focusing}
도 1은 종래에 피사체의 중앙에서 콘트라스트 정보를 획득하는 모습을 도시한 그림이다.
도 2는 종래에 피사체의 각 부분에서의 해상도를 도시한 그림이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 오토 포커스 장치를 나타낸 블록도이다.
도 4는 일반적인 MTF선도를 도시한 그림이다.
도 5는 표면 기울기를 가지는 피사체의 MTF선도를 도시한 그림이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 동일 해상도를 가지도록 MTF를 변환한 예를 도시한 그림이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 오토 포커싱을 수행하는 단계를 도시한 플로차트이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
30: 콘트라스트 획득부 31: 좌측 윈도우
32: 중앙 윈도우 33: 우측 윈도우
35: 포커싱부
본 발명은 오토 포커스 장치 및 오토 포커싱 방법에 관한 것이다.
카메라의 오토 포커스(AF;Auto Focus) 기능은 촬영 시의 초점을 자동으로 맞추어지는 기능으로서, 일반적으로 콘트라스트 검출방식이 사용된다. 상기 콘트라스트 검출방식은 피사체의 콘트라스트(contrast)를 읽어내어 콘트라스트 대비가 강한 곳을 읽어내는 방식으로서, 모든 사물은 명암차(콘트라스트)를 가지고 있고 이러한 명암차(콘트라스트)가 분명해지는 지점을 찾아서 초점을 맞추는 것이다.
오토 포커스 수행 시에 상기 콘트라스트 정보를 읽어오기 위하여 도 1과 같이 피사체의 중앙에 일정 사이즈의 윈도우(window;11)를 만들어 콘트라스트 정보를 수집한다.
그런데, 표면에 기울기(tilt)가 있는 피사체를 도 1과 같이 오토 포커싱 할 경우, 기울기가 심한 쪽의 해상도가 나빠지는 문제가 있다. 즉, 피사체의 정중앙 부분(15)의 경우는 해상도가 도 2의 (c)처럼 높게 형성될 수 있으나, 정중앙의 주변부로서 표면이 기울어진 끝부분(16,17)은 도 2의 (a), (b)처럼 해상도가 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 피사체의 주변부에서 해상도가 떨어지는 문제를 개선시킬 수 있는 오토 포커스 장치 및 오토 포커스 방법을 제안한다.
본 발명은, 적어도 2개 이상의 윈도우를 가져, 상기 윈도우를 통해 피사체 표면의 콘트라스트 정보들을 획득하는 콘트라스트 획득부와, 상기 획득한 다수의 콘트라스트 정보들의 평균값을 산출하여 상기 평균값을 갖는 동일 해상도로 촬영을 수행하는 포커싱부를 포함한다.
또한, 상기 윈도우는, 피사체 중앙의 콘트라스트 정보를 획득하는 중앙 윈도우와, 피사체 우측의 콘트라스트 정보를 획득하는 우측 윈도우와, 피사체 좌측의 콘트라스트 정보를 획득하는 좌측 윈도우를 포함한다.
또한, 본 발명은, 피사체에 대하여 적어도 2개 이상의 콘트라스트 정보들을 획득하는 단계와, 상기 획득한 콘트라스트 정보에 대한 평균값을 산출하는 단계와, 상기 평균값을 기준으로 피사체 전체에 대하여 동일 해상도로서 포커싱이 이루어지는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 오토 포커스 장치를 나타낸 블록도이다.
본 발명은 오토 포커싱을 위하여 피사체의 콘트라스트 정보를 획득하기 위한 콘트라스트 획득부(30)를 둔다. 종래의 콘트라스트 획득부는 중앙 윈도우만 두어 피사체의 중앙 부분의 콘트라스트 정보를 획득하지만, 본 발명의 콘트라스트 획득부(30)는 중앙 윈도우(32) 이외에 좌측 윈도우(31)와 우측 윈도우(33)를 두어 피사체의 좌측 및 우측의 콘트라스트 정보도 함께 획득하는 특징을 가진다. 상기 획득된 콘트라스트 정보는 피사체 내의 거리에 따라 MTF선도로서 나타난다.
상기 MTF(Modulation Transfer Function)선도에 대해 간단하게 설명하면, MTF란 렌즈 성능 중에서 해상력을 평가하는 척도의 하나로서 피사체가 가지는 콘트라스트를 상면(빛이 비쳐지는 화면)에서 어느 정도 충실히 재현할 수 있는가를 공간 주파수 특성으로 나타낸 것이다. 피사체 표면의 인접한 두 점을 출발한 빛이 렌즈를 통과하고 난 후에는 변형을 겪게 되고 급기야 촬상면에서는 약간의 겹침 현상이 일어나게 되는데 이 겹치는 정도를 나타내는 수치가 modulation이라는 값이다. 렌즈가 얼마나 충실하게 피사체의 상을 그대로 촬상면에 전달하느냐 하는 것은 피사체에 대한 modulation과 상(즉, 촬상면에서)의 modulation을 서로 비교해보면 알 수 있는데 피사체의 modulation에 대한 상의 modulation의 비가 바로 MTF(Modulation Transfer Function) 이다. 따라서, 아주 이상적인 경우의 MTF 값은 '1' 이 되어야 하지만 실제 렌즈에서는 앞서 언급한 여러 가지 요인으로 인해 그보다 작은 값을 갖게 되는 것이다. 따라서 일반적인 MTF선도는 도 4와 같이 MTF선도 의 가로축은 이미지의 화면 중심에서의 거리를 나타내며, 세로축은 전달함수의 특성값인 콘트라스트를 나타낸다.
도 5는 피사체의 표면이 기울기를 가지고 있을 경우에, 피사체의 표면에서의 MTF(콘트라스트 정보)를 나타낸 그림으로서, 중앙부분(51)에 콘트라스트 정보가 많이 분포하고, 표면 기울기를 가지는 에지(edge) 부분인 좌측 및 우측에 콘트라스트 정보(MTF)가 상대적으로 적게 분포되어 있음을 알 수 있다.
따라서 표면에 기울기를 가지는 피사체에 대해서, 본 발명의 3개의 윈도우를 가지는 콘트라스트 획득부를 가지고 콘트라스 정보(64)를 획득하면, 도 6과 같이 각 콘트라스트 정보가 달리함을 알 수 있다. 즉, 좌측 윈도우(31), 중앙 윈도우(32), 우측 윈도우(33)를 가지는 콘트라스트 획득부에서 콘트라스트 정보(64)를 획득하면, 중앙 윈도우(32)에서 측정한 콘트라스트 정보가 많이 분포하고, 좌측 윈도우(31) 및 우측 윈도우(33)에서 측정한 콘트라스트 정보가 상대적으로 적음을 알 수 있다.
상기 콘트라스트 정보에 따르는 해상도(61,62,63)는 각 윈도우에 따라 달라지므로, 이들 콘트라스트 정보를 평균내어 전면적으로 동일한 평균 해상도를 가지도록 한다.
이를 위하여 본 발명의 포커싱부(35)는 상기 3개의 윈도우에 획득된 콘트라스트 정보를 평균내어 전체적으로 동일한 해상도를 가지도록 하는 MTF(65)로 변환시키는 작업을 수행한다. 따라서 표면 기울기를 가지는 피사체의 경우에도 전체적으로 동일한 해상도로서 오토 포커싱이 이루질 수 있다.
한편, 본 발명에서는 윈도우를 중앙 윈도우, 좌측 윈도우, 우측 윈도우라는 3개로서 구현하였지만, 그 윈도우 수는 제한이 없다. 즉, 2개, 3개, 4개, 5개 등과 같이 2개 이상의 윈도우만 있다면, 이들로부터 획득한 콘트라스트 정보를 평균내어 본 발명을 구현할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 오토 포커싱을 수행하는 단계를 도시한 플로차트이다.
오토 포커싱을 위하여 콘트라스트 획득부는, 종래처럼 피사체의 중앙에서만 콘트라스트 정보를 획득할 뿐만 아니라, 피사체의 좌측 및 우측에서도 콘트라스트 정보를 획득(S71)한다. 즉, 본 발명의 콘트라스트 획득부는, 중앙 윈도우, 좌측 윈도우, 우측 윈도우라는 3개의 윈도우를 두어, 피사체 표면의 여러 군데서 값을 달리하는 여러 가지의 콘트라스트 정보를 획득(S71)한다.
상기 획득된 콘트라스트 정보는 평균값 산출(S72)되어, 상기 산출된 평균값의 해상력으로 포커싱이 이루어진다(S73).
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 특허 범위는 상기 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위뿐 아니라 균등 범위에도 미침은 자명할 것이다.
상기에서 기술한 바와 같이 본 발명은, 기울기를 가지는 피사체의 근거리 평면 이미지 촬영의 경우 주변부에서의 해상도 무너짐을 완화하여 생산시 해상도 불량에 따른 불량율 증가를 억제하고 소비자에게 화면 전반적으로 포커싱을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 적어도 2개 이상의 윈도우를 가져, 상기 윈도우를 통해 피사체 표면의 콘트라스트 정보들을 획득하는 콘트라스트 획득부와,
    상기 획득한 다수의 콘트라스트 정보들의 평균값을 산출하여 상기 평균값을 갖는 동일 해상도로 포커싱을 수행하는 포커싱부
    를 포함하는 오토 포커스 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 윈도우는,
    피사체 중앙의 콘트라스트 정보를 획득하는 중앙 윈도우와,
    피사체 우측의 콘트라스트 정보를 획득하는 우측 윈도우와,
    피사체 좌측의 콘트라스트 정보를 획득하는 좌측 윈도우
    를 포함하는 오토 포커스 장치.
  3. 피사체에 대하여 적어도 2개 이상의 콘트라스트 정보들을 획득하는 단계와,
    상기 획득한 콘트라스트 정보에 대한 평균값을 산출하는 단계와,
    상기 평균값을 기준으로 피사체 전체에 대하여 동일 해상도로서 포커싱이 이루어지는 단계
    를 포함하는 오토 포커싱 방법,
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