KR20100077878A

KR20100077878A - 초점검출장치 및 이를 구비하는 촬상장치

Info

Publication number: KR20100077878A
Application number: KR1020080135951A
Authority: KR
Inventors: 스타오 덩; 박경태
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-12-29
Filing date: 2008-12-29
Publication date: 2010-07-08
Also published as: US8184197B2; US20100165175A1; ATE543116T1; EP2202554B1; EP2202554A1

Abstract

본 발명은 단순한 구성으로도 광원 종류에 따른 오차를 정확히 보정할 수 있는 초점검출장치를 개시한다. 본 발명에 따르는 초점검출장치는, 1차 결상면 상에 위치하는 마크; 피사체의 상과 상기의 마크의 상이 형성되는 센서유닛; 한 쌍의 상기 피사체의 상들 사이의 거리에 따라 1차 디포커스 양을 계산하는 1차 디포커스계산유닛; 한 쌍의 상기 마크의 상들 사이의 거리에 따라 촬상장치로 들어오는 광의 주요 파장을 검출하는 파장검출유닛; 상기 파장검출유닛이 검출한 주요 파장에 따라 색수차 보정량을 계산하는 보정량계산유닛; 및 상기 1차 디포커스 양에 상기 색수차 보정량을 더하여 최종 디포커스 양을 계산하는 2차 디포커스계산유닛;을 포함한다.

촬상장치, 자동 초점, 색수차

Description

초점검출장치 및 이를 구비하는 촬상장치{FOCUS DETECTING APPARATUS AND IMAGE PICK-UP APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 초점검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피사체를 조명하는 광원 종류에 따른 오차를 보정할 수 있는 초점검출장치에 관한 것이다.

최근에는, 카메라와 같은 촬상장치에 사용자의 편의를 위하여 피사체의 초점을 자동으로 조정하는 자동 초점 기능이 많이 제공되고 있다. 초점검출장치가 촬영렌즈의 초점 상태와 디포커스(defocus) 양을 검출함으로써, 피사체의 초점이 자동으로 맞쳐질 수 있다.

파장에 따라 굴절률이 달라지는 색수차 현상에 의하여 촬영렌즈의 초점 상태를 검출하는데 오차가 발생할 수 있다. 일반적으로 사람의 눈에 민감한 녹색에 해당되는 파장(약 587nm 부분)을 기준으로 피사체의 초점을 맞추는 것이 바람직하다. 주위 환경에 따라 피사체를 조명하는 광원의 파장성분은 달라진다. 초점검출장치는 초점검출장치에 입사되는 광을 기준으로 촬영렌즈의 초점 상태를 검출한다. 피사체를 조명하는 광원의 주요 파장성분이 녹색에 해당되는 파장에서 크게 벗어난다면, 정확한 피사체의 초점을 맞출 수 없다.

주위가 어두운 저조도 환경에서는 초점검출장치로 들어오는 광량이 줄어들어 촬영렌즈의 초점 상태를 정확히 검출할 수 없기 때문에, 일반적으로 보조광원이 사용되어 피사체를 조명한다. 이런 보조광원으로서 주로 적외선이 사용된다. 적외선의 파장은 녹색에 해당되는 파장에서 크게 떨어져 있기 때문에, 이 경우에도 역시 촬영렌즈의 초점 상태를 검출하는데 오차가 발생한다.

이와 같이 광원 종류에 따른 오차를 보정하기 위한 초점검출장치가 연구되고 있으나 아직까지 광원 종류에 따른 오차를 정확히 보정하지는 못하고 있다. 또한 광원 종류를 판단하기 위한 별도의 부품들이 많이 포함되기 때문에, 제조비용이 증가하고 생산성이 저하되고 촬상장치의 전체적인 크기가 증가하는 문제가 발생한다.

본 발명에 따라 단순한 구성으로도 피사체를 조명하는 광원 종류에 따른 오차를 정확히 보정할 수 있는 초점검출장치가 개시된다.

본 발명에 따르는 초점검출장치는, 1차 결상면 상에 위치하는 마크; 피사체의 상과 상기의 마크의 상이 형성되는 센서유닛; 한 쌍의 상기 피사체의 상들 사이의 거리에 따라 1차 디포커스 양을 계산하는 1차 디포커스계산유닛; 한 쌍의 상기 마크의 상들 사이의 거리에 따라 촬상장치로 들어오는 광의 주요 파장을 검출하는 파장검출유닛; 상기 파장검출유닛이 검출한 주요 파장에 따라 색수차 보정량을 계산하는 보정량계산유닛; 및 상기 1차 디포커스 양에 상기 색수차 보정량을 더하여 최종 디포커스 양을 계산하는 2차 디포커스계산유닛;을 포함한다.

상기 마크는 직선 형상일 수 있다.

또한, 상기 마크는 상기 1차 결상면의 2이상의 위치에 배치될 수 있다.

상기 파장검출유닛은 촬상장치로 들어오는 광의 주요 파장을 각각의 마크의 상의 거리에 따라 검출된 파장들의 평균값으로 할 수 있다.

상기 초점검출장치는, 한 쌍의 상기 마크의 상들 사이의 거리에 대응되는 파장 데이터를 저장하는 파장 데이터 메모리부;를 더 포함할 수 있다.

상기 파장 데이터는 데이터 테이블 형태일 수 있다.

또한, 상기 파장 데이터는 다항식 근사계수 형태일 수 있다.

렌즈유닛의 색수차 특성 데이터가 상기 보정량계산유닛으로 전달될 수 있다.

상기 센서유닛은 복수 개의 광전센서를 포함할 수 있다.

상기 복수 개의 광전센서 중 2이상의 광전센서는, 상기 피사체의 상을 감지하는 제1감지부; 및 상기 마크의 상을 감지하는 제2감지부;를 포함할 수 있다.

상기 센서유닛은, 상기 피사체의 상을 감지하는 제1광전센서; 및 상기 마크의 상을 감지하는 제2광전센서;를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명에 따르는 촬상장치는, 피사체에서 나오는 광을 결상시키는 렌즈유닛; 상기 렌즈유닛의 초점 상태를 검출하는 전술한 바와 같은 특징을 갖는 초점검출장치; 및 피사체 상에 대한 감광이 이루어지는 촬상영역;을 포함한다.

본 발명의 상기와 같은 목적 및 특징은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해 질 것이다. 참고로 본 발명을 설명함 에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상장치(100)의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.

상기 촬상장치(100)는 DSLR(Digital Single Lens Reflex) 카메라인 경우이다. 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명은 DSLR 카메라 이외의 다른 촬상 장치에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 1에 도시된 촬상장치(100)는 렌즈유닛(110), 마운트(120), 메인 미러(130), 서브 미러(140), 포컬 플레인 셔터(150), 촬상 영역(160), 포커싱 스크린(focusing screen)(170), 펜타 프리즘(180), 접안 렌즈(190), 및 초점검출장치(200)를 포함한다.

렌즈유닛(110)은 피사체에서 나오는 광을 촬상 영역(160)에 결상시킨다. 도 1에 도시된 바와 같이, 렌즈유닛(110)은 복수 개의 렌즈들로 구성된다. DSLR 카메라의 경우 렌즈유닛(110)은 교환 가능하다.

또한, 렌즈유닛(110)에는 손떨림 보정장치(미 도시) 및 자동 초점 구동부(미 도시)가 포함되어 있다. 손떨림 보정장치는 촬영시 사용자의 손떨림에 의한 사진의 화질열화를 방지하기 위한 장치이다. 그리고 자동 초점 구동부는 초점검출장치(200)로부터 촬영 렌즈(110)의 초점상태에 대한 정보를 수신하여, 상기 정보에 따라 포커싱 렌즈를 이동시키는 장치이다.

한편, 렌즈유닛(110)에는 조리개(115)가 포함되어 있다. 조리개(115)는 촬영 렌즈(110)를 통과하는 빛의 양 및 화상의 심도를 조절한다. 즉, 조리개(115)를 넓히면, 촬영렌즈(110)는 더욱 많은 빛을 통과시키기 되므로 사용자는 보다 밝은 사진을 촬영할 수 있게 된다. 하지만, 조리개(115)를 넓히면 구경이 커지므로 사진의 심도는 낮아진다. 반면, 조리개(115)를 좁히면, 촬영 렌즈(110)는 보다 적은 빛을 통과시키기게 되므로, 사진은 좀더 어둡게 촬영된다. 그리고 조리개(115)를 좁히면 구경이 작아지므로 심도가 깊은 사진을 얻을 수 있게 된다.

마운트(120)는 렌즈유닛(110)과 촬상장치(100)의 바디(101)를 연결시키는 역할을 한다. 또한, 마운트(120)는 촬상 영역(160)의 중심을 렌즈유닛(110)의 광축과 일치시켜준다.

마운트(120)는 렌즈 마운트(123)와 바디 마운트(126)로 구성된다. 렌즈 마운트(123)와 바디 마운트(126)가 서로 맞물린 형태로 연결됨으로써, 렌즈유닛(110)은 촬상장치(100)의 바디(101)에 고정된다.

메인 미러(130)는 렌즈유닛(110)을 통과한 빛을 일부를 투과시키고 나머지는 반사한다. 메인 미러(130)에서 반사된 빛은 포커싱 스크린(170)으로 진행하여, 사용자는 접안 렌즈(190)를 통해 피사체를 확인할 수 있다. 메인 미러(130)를 투과한 빛은 초점검출장치(200)로 진행하여, 초점검출장치(200)가 렌즈유닛(110)의 초점 상태를 검출한다.

서브 미러(140)는 메인 미러(130)에서 투과된 빛을 초점검출장치(200)로 가이드한다.

포컬 플레인 셔터(150)는 촬상 영역(160) 바로 앞에 설치되며, 선막, 후막으 로 부르는 두 장의 검정 커튼 또는 금속 막으로 구성된다. 포컬 플레인 셔터(150)는 촬영 시에 선막이 열려 촬상 영역(170)이 빛에 노출되고, 후막이 닫혀 촬상영역(170)의 빛이 다시 차단되는 형태의 셔터방식이다. 즉, 포컬 플레인 셔터(150)는 선막과 후막의 시간차를 이용하여 셔터 스피드를 조절하게 된다.

촬상 영역(160)은 피사체의 상에 대한 감광이 이루어지는 부분이다. 피사체의 상에 대한 감광이 이루어질 때에는, 메인 미러(130)와 서브 미러(140)가 광 경로 상에서 후퇴한다. 필름 카메라의 경우, 촬상 영역(160)에 필름이 놓여지고, 디지털 카메라의 경우는, 촬상 영역(160)에 이미지 센서들이 배열된다. 이런 이미지 센서는 CCD(charge coupled devices)와 CMOS(complementary metal oxide semi-conductor)로 구분될 수 있다. CCD는 약한 빛에도 민감하게 반응하며 이미지품질이 높아 대부분의 디지털카메라에 사용된다. 하지만 생산 공정이 까다롭고 생산단가가 비싸다는 단점이 있다. 반면, CMOS는 CCD에 비해 생산 단가가 적게 들고 생산과정도 비교적 쉬워 저가형 디지털 카메라의 센서로 많이 사용되며, 최근에는 영상처리기술의 발달로 인하여 고화질 고품질의 이미지 구현이 가능해져 전문가용 DSLR에도 많이 사용되고 있다.

포커싱 스크린(focusing screen)(170)은 매트면과 프레넬(fresnel) 렌즈로 구성된다. 매트면은 촬상 영역(160)과 광학적으로 등가적인 위치에 배치된다. 따라서, 매트면에는 촬영 화상과 동일한 화상이 나타나게 된다. 프레넬 렌즈는 매트면을 통과한 빛을 다시 집광시켜, 사용자가 접안렌즈(190)를 통해 더욱 밝은 상을 볼 수 있게 한다.

펜타 프리즘(180)은 오각형 형태의 프리즘을 의미한다. 펜타 프리즘(180)은 포커싱 스크린(170)에 결상된 정립역상(상하는 똑바로이고, 좌우는 반대인 상)을 정립정상(상하좌우 모두 똑바로인 상)으로 변환하는 기능을 한다. 따라서, 사용자는 눈으로 보는 것과 동일한 형태의 촬영될 영상을 뷰파인더를 통해 확인할 수 있게 된다.

접안 렌즈(190)는 사용자가 포커싱 스크린(170)에 결상된 상을 확인할 수 있도록, 1미터 전방에 허상을 만들어 준다. 따라서, 사용자는 접안 렌즈(190)를 통해 촬영될 영상을 확인할 수 있게 된다.

초점검출장치(200)는 렌즈유닛(110)의 초점 상태를 검출한다. 초점검출장치(200)은 필드 렌즈(210), 마크(220, mark), 반사 미러(230), 시야 마스크(240), 세퍼레이팅 렌즈(250, separating lens), 센서유닛(260), 초점연산유닛(270)을 포함한다.

도 2는 도 1에 도시된 초점검출장치(200)의 광 경로를 도시한 것이다. 명확한 이해를 돕기 위하여, 반사 미러(230), 시야 마스크(240)는 도 2에 도시되지 않았다. 도 3은 도 1, 2에 도시된 센서유닛(260)의 평면도이다.

1차 결상면(201)은 촬상 영역(160)과 광학적으로 등가적인 위치에 있다. 초점이 정확히 맞았을 경우, 피사체의 상은 1차 결상면(201)에 형성된다. 그 후에, 필드 렌즈(210), 반사 미러(230), 세퍼레이팅 렌즈(250)를 지나 센서유닛(260)에 2차 결상된다.

필드 렌즈(210)는 초점검출장치(200)로 입사되는 빛을 모아주며, 1차 결상 면(201)에 인접하게 위치한다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이 필드 렌즈(210)는 3개의 영역(210a, 210b, 210c)으로 구분된다. 따라서, 초점검출장치(200)로 입사된 광은 3개의 영역으로 분리되어 센서유닛(260)에 결상된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 필드 렌즈(210)의 제1영역(210a)에 대응되는 1차 결상면(201)의 제1영역을 참조부호 201a로, 필드 렌즈(210)의 제2영역(210b)에 대응되는 1차 결상면(201)의 제2영역을 참조부호 201b로, 필드 렌즈(210)의 제3영역(210c)에 대응되는 1차 결상면(201)의 제3영역을 참조부호 201c로 표시하였다.

마크(220)는 1차 결상면(201)에 위치한다. 본 발명의 일 실시 예에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 마크(220)가 1차 결상면(201)의 제2영역(201b)에 위치한다. 그러나 이는 예시적인 것일 뿐, 마크(220)는 1차 결상면(201)의 제1영역(201a) 또는 제3영역(201c)에도 위치할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 마크(220)은 직선 형상이다. 그러나 마크(220)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다.

반사 미러(230)는 초점검출장치(200)로 입사된 빛을 센서유닛(260) 방향으로 반사한다. 그에 따라 촬상장치(100)의 공간을 효율적으로 이용할 수 있다. 즉, 불필요하게 촬상 장치(100)의 높이가 커지는 것을 방지한다.

시야 마스크(240)는 복수 개의 개구를 포함한다. 복수 개의 개구를 통과한 빛은 세퍼레이팅 렌즈(250)를 통과하여 센서유닛(260) 상에 복수 개의 피사체의 상이 형성된다.

센서유닛(260)에는 피사체의 상과 마크(220)의 상이 형성되며, 센서유닛(260)은 복수 개의 광전센서(261a, 261b, 261c, 261d)를 포함한다. 센서유 닛(260)은 3개의 영역(260a, 260b, 260c)으로 구분된다. 1차 결상면(201)의 제1영역(201a)의 상은 센서유닛(260)의 제1영역(260a)에 2차 결상되고, 1차 결상면(201)의 제2영역(201b)의 상은 센서유닛(260)의 제2영역(260b)에 2차 결상되고, 1차 결상면(201)의 제3영역(201c)의 상은 센서유닛(260)의 제3영역(260c)에 2차 결상된다. 이 경우, 시야 마스크(240)와 세퍼레이팅 렌즈(250)에 의해, 가로 방향으로 한 쌍의 상이 형성되고 세로 방향으로 한 쌍의 상이 형성된다. 즉, 도 3과 같이 센서유닛(260)의 제2영역(260b) 만을 볼 경우, 가로 방향으로 한 쌍의 피사체의 상들(205a, 205b)이 형성되고, 세로 방향으로 한 쌍의 피사체의 상들(205c, 205d)이 형성된다. 가로 방향으로 배치된 한 쌍의 광전센서(261a, 261b)가 한 쌍의 피사체의 상들(205a, 205b)을 감지하고, 세로 방향으로 배치된 한 쌍의 광전센서(261c, 261d)가 한 쌍의 피사체의 상들(205c, 205d)를 감지한다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 센서유닛(260)은 소위 크로스 타입의 센서유닛(260)이다. 가로 방향으로 형성된 한 쌍의 피사체의 상들(205a, 205b) 사이의 거리를 측정하고 세로 방향으로 형성된 한 쌍의 피사체의 상들(205c, 205d) 사이의 거리를 측정하면, 위상차 검출방식(phase difference detection method)으로 렌즈유닛(110) 초점 상태와 디포커스 양을 구할 수 있다.

마크(220)의 상도 센서유닛(260)에 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가로 방향으로 한 쌍의 마크의 상들(220a, 220b)이 형성된다. 후술하는 바와 같이, 파장의 변화에 따라 한 쌍의 마크의 상들(220a, 220b) 사이의 거리(d)가 변화한다.

가로 방향으로 배치된 한 쌍의 광전센서(261a, 261b)는 피사체의 상을 감지 하는 제1감지부(263)과 마크의 상(220a, 220b)을 감지하는 제2감지부(264)을 포함한다. 한 쌍의 마크의 상들(220a, 220b)의 거리(d) 변화는 상당히 작기 때문에, 광전센서(261a, 261b)의 제2감지부(264)의 크기는 광전센서(261a, 261b)의 제1감지부(263)의 크기보다 상당히 작다.

세로 방향으로도 한 쌍의 마크의 상이 형성되나 도 3에는 도시되지 않았다. 도 3을 기준으로 마크의 상이 세로줄로 형성되기 때문에, 세로 방향으로 배치된 한 쌍의 광전센서(261c, 261d)로는 세로 방향으로 형성된 한 쌍의 마크의 상들 사이의 거리 변화를 측정할 수 없기 때문이다.

광전센서(261a, 261b, 261c, 261d)는 감지된 피사체의 상(205a, 205a, 205c, 205d) 및 마크의 상(261a, 261b)를 전기적 신호로 변환한다.

초점연산유닛(270)의 센서유닛(260)이 제공한 전기적 신호를 분석하여, 렌즈유닛(110)의 초점 상태 및 디포커스 양을 계산한다.

도 4는 초점연산유닛(270)의 블록도를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 초점연산유닛(270)은 1차 디포커스계산유닛(271), 파장 데이터 메모리부(272), 파장검출유닛(272), 보정량계산유닛(274), 2차 디포커스계산유닛(275)을 포함한다.

1차 디포커스계산유닛(271)은 한 쌍의 피사체의 상들 사이의 거리에 따라 1차 디포커스 양을 계산한다. 예컨대, 도 3에서 가로 방향으로 배치된 광전센서(261a, 261b)의 제1감지부(263)가 제공한 전기적 신호를 분석하여 가로 방향으로 형성된 한 쌍의 피사체의 상들(205a, 205b) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이러한 피사체의 상들(205a, 205b) 사이의 거리를 알게 되면, 위상차 검출 방식을 이용하여 디포커스 양이 계산될 수 있다. 위상차 검출 방식은 공지 기술로서 당업자가 용이하게 이해할 수 있기 때문에 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시 예에 있어서는, 더욱 정확한 디포커스 양을 계산하기 위하여 세로 방향으로 형성된 한 쌍의 피사체의 상들(205c, 205d) 사이의 거리도 측정한다.

도 5는 파장과 한 쌍의 마크의 상들(220a, 220b) 사이의 거리 변화의 관계를 도시한 그래프이다. 도 5에서 x축은 파장을 나타내고, y축은 한 쌍의 마크의 상(220a, 220b)들 사이의 거리 변화를 나타낸다. 도 5에서 587nm의 파장을 갖는 광에 의해 형성된 한 쌍의 마크의 상(220a, 220b)들 사이의 거리를 기준값으로 하였다. 도 5에 도시된 바와 같이 파장이 587nm 보다 커지면 한 쌍의 마크의 상(220a, 220b)들 사이의 거리는 증가하고, 파장이 587nm 보다 작아지면 한 쌍의 마크의 상(220a, 220b)들 사이의 거리는 감소한다. 따라서 한 쌍의 마크의 상(220a, 220b)들 사이의 거리를 알 수 있다면, 촬상장치(100)로 들어오는 광의 주요 파장을 알 수 있다. 도 5와 같은 파장과 한 쌍의 마크의 상(220a, 220b)들 사이의 거리의 관계는 초점검출장치(200)의 광학계에 구성에 따라 달라진다. 초점검출장치(200)를 만든 후에 실험적인 방법 또는 해석적인 방법을 통하여 도 5와 같은 데이터를 얻을 수 있다.

파장 데이터 메모리부(272)는 도 5와 같이 한 쌍의 상기 마크의 상들 사이의 거리에 대응되는 파장 데이터를 저장한다. 이런 파장 데이터는 데이터 테이블 형태 이거나 다항식 근사계수 형태일 수 있다.

파장검출유닛(273)은 한 쌍의 마크의 상들(220a, 220b) 사이의 거리에 따라 촬상장치(100)로 들어오는 광의 주요 파장을 검출한다. 예컨대, 도 3에서 가로 방향으로 배치된 광전센서(261a, 261b)의 제2감지부(264)가 제공한 전기적 신호를 분석하여 가로 방향으로 형성된 한 쌍의 마크의 상들(220a, 220b) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 파장 데이터 메모리부(272)에 저장된 파장 데이터가 파장검출유닛(273)으로 전달된다. 파장 데이터 메모리부(272)에서 전달된 파장 데이터에 기초하여, 파장검출유닛(273)은 촬상장치(100)로 들어오는 광의 주요 파장을 검출할 수 있다.

이와 같이 단지 한 쌍의 마크 상들(220a, 220b) 사이의 거리를 측정함으로써 촬상장치(100)로 들어오는 광의 주요 파장을 정확히 알 수 있다. 또한, 마크(220)를 추가하는 것 이외에 별도의 부품이 필요 없기 때문에, 제조비용이 많이 증가하지 않으며 촬상장치(100)도 커지지 않는다.

도 6는 색수차에 따른 초점 거리 변화를 도시한 그래프이다. 도 6에서 x축은 파장을 나타내고, y축은 색수차에 따른 초점 거리 변화를 나타낸다. 도 6에서 587nm의 파장을 기준값으로 하였다. 도 6과 같은 경우에 있어서, 예컨대 파장이 800nm인 경우라면, 초점 거리는 파장이 587nm인 경우보다 약 0.2mm 정도 크게 된다.

초점검출장치(200)는 초점검출장치(200)로 입사되는 광을 기준으로 렌즈유닛(110)의 초점 상태를 검출한다. 그러나 사람의 눈에 민감한 녹색에 해당되는 파 장(약 587nm 부분)을 기준으로 피사체의 초점을 맞추는 것이 바람직하다. 따라서 초점검출장치(200)로 입사되는 광의 주요 파장이 800nm일 경우, 약 0.2mm 정도 만큼 디포커스 양을 보정하는 것이 바람직하다.

도 6과 같은 파장과 초점 거리 변화의 관계는 렌즈유닛(110)과 초점검출장치(200)의 색수차 특성에 따라 달라진다. 렌즈유닛(110)과 초점검출장치(200)을 만든 후에 실험적인 방법 또는 해석적인 방법을 통하여 도 6와 같은 데이터를 얻을 수 있다.

보정량계산유닛(274)은 파장검출유닛(273)이 검출한 주요 파장에 따라 색수차 보정량을 계산한다. 초점검출장치(200)의 색수차 특성 데이터는 보정량 계산유닛(274)에 저장되어 있다. 초점검출장치(200)의 색수차 특성 데이터는 데이터 테이블 형태이거나 다항식 근사계수 형태일 수 있다. 전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 있어서는, 서로 다른 렌즈유닛(110)이 촬상장치(100)에 장착될 수 있다. 렌즈유닛(110)이 달라짐에 따라 렌즈유닛(110)의 색수차 특성이 달라지기 때문에 이를 고려할 필요가 있다. 각각의 렌즈유닛(110)의 메모리부(115)에는 렌즈유닛(110)의 색수차 특성 데이터가 저장되어 있다. 렌즈유닛(110)의 색수차 특성 데이터는 데이터 테이블 형태이거나 다항식 근사계수 형태일 수 있다. 렌즈유닛의 메모리부(115)에 저장된 렌즈유닛(110)의 색수차 특성 데이터는 보정량계산유닛(274)으로 전달된다. 보정량계산유닛(274)은 초점검출장치(200)의 색수차 특성 데이터와 렌즈유닛(110)의 색수차 특성 데이터를 결합하여 도 6과 같은 파장과 초점 거리 변화의 관계를 구성한다. 파장검출유닛(273)이 검출한 주요 파장은 보정량계산유 닛(274)으로 전달되면, 도 6과 같은 파장과 초점 거리 변화의 관계에 따라 색수차 보정량이 계산될 수 있다. 예컨대, 파장검출유닛(273)의 검출한 주요 파장이 800nm일 경우, 도 6과 같은 파장과 초점 거리 변화의 관계에서는 색수차 보정량이 -0.2mm가 된다.

2차 디포커스계산유닛(275)은 1차 디포커스계산유닛(271)이 계산한 1차 디포커스 양에 보정량계산유닛(274)이 계산한 색수차 보정량을 더하여 최종 디포커스 양을 계산한다. 2차 디포커계산유닛(275)에서 계산된 최종 디포커스 양은 렌즈유닛(110)의 자동 초점 구동부(113)로 전달되고, 자동 초점 구동부(113)가 최종 디포커스 양만큼 포커싱 렌즈를 이동시킨다.

이와 같이 본 발명의 일 실시 예에 있어서는, 파장검출유닛(273)이 촬상장치(100)로 들어오는 광의 주요 파장을 검출하고 보정량계산유닛(274)은 파장검출유닛(273)이 검출한 주요 파장에 따라 색수차 보정량을 계산한다. 따라서 피사체를 조명하는 광원의 파장성분이 사람의 눈에 민감한 녹색에 해당되는 파장(약 587nm 부분)에서 크게 벗어나더라도 피사체의 초점을 정확히 맞출 수 있다.

이하 본 발명의 다른 실시 예를 도 7, 8을 참조하여 설명한다. 앞선 실시 예와 중복되는 부분을 생략하고 앞선 실시 예와 다른 부분만을 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마크(221, 222)의 배치를 도시한 도면이도, 도 8은 센서유닛(260')의 평면도이다.

앞선 실시 예와 다른 점은 도 7에 도시된 바와 같이 마크(221, 222)가 1차 결상면(201)의 2이상의 위치에 배치된다는 것이다. 즉, 제1마크(221)는 1차 결상 면(201)의 제1영역(201a)에 배치되고, 제2마크(222)는 1차 결상면(201)의 제3영역(201c)에 배치된다. 그러나 이에 한정되지 않고 마크(221, 222)의 개수와 위치는 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 센서유닛(260')은 피사체의 상을 감지하는 제1광전센서(266)와 제1, 2마크(221, 222)의 상을 감지하는 제2광전센서(267a,267b)를 포함한다. 제1, 2마크(221, 222)의 상은 제2광전센서(267a, 267b)에 형성된다. 도 8에서 제1마크(221)의 상은 참조부호 221a, 221b로 표시되었고, 제2마크(222)의 상은 참조부호 222a, 222b로 표시되었다.

도 5와 같은 파장과 한 쌍의 마크의 상들 사이의 거리 변화의 관계로부터, 한 쌍의 제1마크의 상들(221a, 221b) 사이의 거리(d1)에 대응되는 제1파장과, 제2마크의 상들(222a, 222b) 사이의 거리(d2)에 대응되는 제2파장이 계산될 수 있다. 파장검출유닛(273)은 촬상장치(100)로 들어오는 광의 주요 파장을 제1파장과 제2파장의 평균값으로 한다.

이와 같이 본 발명의 다른 실시 예에 있어서는, 복수 개의 마크(221, 222)가 사용되기 때문에, 보다 안정적으로 촬상장치(100)로 들어오는 광의 주요 파장을 계산할 수 있다.

본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실행될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상장치(100)의 구조를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 도 1에 도시된 초점검출장치(200)의 광 경로를 도시한 도면,

도 4는 도 1에 도시된 초점연산유닛(270)의 블록도,

도 5는 파장과 한 쌍의 마크의 상들(220a, 220b) 사이의 거리 변화의 관계를 도시한 그래프,

도 6는 색수차에 따른 초점 거리 변화를 도시한 그래프,

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 마크의 배치를 도시한 도면, 그리고

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 센서유닛의 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

100; 촬상장치 110; 렌즈유닛

130; 메인 미러 140; 서브 미러

160; 촬상 영역 200; 초점검출장치

210; 필드 렌즈 220; 마크

250; 세퍼레이팅 렌즈 260; 센서유닛

270; 초점연산유닛 271; 1차 디포커스계산유닛

272; 파장 데이터 메모리부 273; 파장검출유닛

274; 보정량계산유닛 275; 2차 디포커스계산유닛

Claims

1차 결상면 상에 위치하는 마크;

피사체의 상과 상기의 마크의 상이 형성되는 센서유닛;

한 쌍의 상기 피사체의 상들 사이의 거리에 따라 1차 디포커스 양을 계산하는 1차 디포커스계산유닛;

한 쌍의 상기 마크의 상들 사이의 거리에 따라 촬상장치로 들어오는 광의 주요 파장을 검출하는 파장검출유닛;

상기 파장검출유닛이 검출한 주요 파장에 따라 색수차 보정량을 계산하는 보정량계산유닛; 및

상기 1차 디포커스 양에 상기 색수차 보정량을 더하여 최종 디포커스 양을 계산하는 2차 디포커스계산유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.

제1항에 있어서,

상기 마크는 직선 형상인 것을 특징으로하는 초점검출장치.

제1항에 있어서,

상기 마크는 상기 1차 결상면의 2이상의 위치에 배치되는 것을 특징으로하는 초점검출장치.

제3항에 있어서,

상기 파장검출유닛은 촬상장치로 들어오는 광의 주요 파장을 각각의 마크의 상의 거리에 따라 검출된 파장들의 평균값으로 하는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.

제1항에 있어서,

한 쌍의 상기 마크의 상들 사이의 거리에 대응되는 파장 데이터를 저장하는 파장 데이터 메모리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.

제5항에 있어서,

상기 파장 데이터는 데이터 테이블 형태인 것을 특징으로 하는 초점검출장치.

제5항에 있어서,

상기 파장 데이터는 다항식 근사계수 형태인 것을 특징으로 하는 초점검출장치.

제1항에 있어서,

렌즈유닛의 색수차 특성 데이터가 상기 보정량계산유닛으로 전달되는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.

제1항에 있어서,

상기 센서유닛은 복수 개의 광전센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.

제9항에 있어서, 상기 복수 개의 광전센서 중 2이상의 광전센서는,

상기 피사체의 상을 감지하는 제1감지부; 및

상기 마크의 상을 감지하는 제2감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초점검출장치.

제9항에 있어서, 상기 센서유닛은,

상기 피사체의 상을 감지하는 제1광전센서; 및

상기 마크의 상을 감지하는 제2광전센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초점검출장치

피사체에서 나오는 광을 결상시키는 렌즈유닛;

상기 렌즈유닛의 초점 상태를 검출하는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따르는 초점검출장치; 및

피사체 상에 대한 감광이 이루어지는 촬상영역;을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.