KR20130005882A - 디지털 촬영 장치, 그 제어방법, 및 오토포커싱 방법 - Google Patents

디지털 촬영 장치, 그 제어방법, 및 오토포커싱 방법 Download PDF

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KR20130005882A
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Abstract

본 발명의 일 실시예의 일 측면에 따르면, 렌즈; 상기 렌즈를 투과한 입사광을 제1 경로와 제2 경로로 분할하는 광 분할부; 상기 제1 경로의 입사광을 광전 변환하여 촬상 신호를 생성하는 촬상 소자; 상기 제2 경로의 입사광을 이용하여 렌즈 구동 신호를 생성하는 오토포커싱부; 및 상기 렌즈 구동 신호를 이용하여 상기 렌즈를 구동하는 렌즈 구동부를 포함하는 디지털 촬영 장치가 제공된다.

Description

디지털 촬영 장치, 그 제어방법, 및 오토포커싱 방법 {Digital photographing apparatus, method for the same, and method for auto-focusing}
본 발명의 실시예들은 디지털 촬영 장치, 디지털 촬영 장치 제어방법, 및 오토포커싱 방법에 관한 것이다.
디지털 촬영 장치는 광학 신호를 입력 받아, 이를 전기적인 신호로 변환하여 촬영 영상을 생성한다. 광학 신호는 촬상 소자에서 초점이 맞도록, 렌즈에 의해 그 경로가 조절된다. 이를 위해 디지털 촬영 장치에서 자동으로 렌즈의 위치를 조절하는 오토포커싱 처리가 이루어진다.
일본공개특허공보 2006-220868호 (NIKON CORP) 2006.08.24. 일본공개특허공보 1994-082684호 (ASAHI OPTICAL CO LTD) 1994.03.25.
본 발명의 실시예들은 촬상 신호를 생성함과 동시에, 별도로 구비된 AF(auto-focusing) 광학계에서 오토포커싱을 수행함에 있어서, 촬상 신호의 세기를 저하시키지 않으면서, 빠르고 정확한 오토포커싱이 가능하도록 하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들은 렌즈의 구동 방향을 용이하게 결정할 수 있도록 하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예의 일 측면에 따르면, 렌즈; 상기 렌즈를 투과한 입사광을 제1 경로와 제2 경로로 분할하는 광 분할부; 상기 제1 경로의 입사광을 광전 변환하여 촬상 신호를 생성하는 촬상 소자; 상기 제2 경로의 입사광을 이용하여 렌즈 구동 신호를 생성하는 오토포커싱부; 및 상기 렌즈 구동 신호를 이용하여 상기 렌즈를 구동하는 렌즈 구동부를 포함하는 디지털 촬영 장치가 제공된다.
상기 광 분할부는 상기 렌즈를 투과한 입사광 중 가시광선은 투과시키고 적외선은 반사시키는 제1 반사경을 포함할 수 있다.
상기 AF 광학계는, 상기 제2 경로의 입사광을 일부 투과시키고 일부 반사시키는 제2 반사경; 상기 제2 반사경으로부터 투과된 입사광을 광전 변환하여 제1 검출 신호를 생성하는 제1 센서; 상기 제2 반사경으로부터 반사된 입사광을 광전 변환하여 제2 검출 신호를 생성하는 제2 센서; 및 상기 제1 검출 신호 및 상기 제2 검출 신호를 이용하여 상기 렌즈 구동 신호를 생성하는 AF 처리부를 포함할 수 있다.
상기 렌즈로부터 상기 제1 센서까지의 광 경로의 길이는, 상기 렌즈로부터 상기 촬상 소자까지의 광 경로의 길이보다 짧고, 상기 렌즈로부터 상기 제2 센서까지의 광 경로의 길이는, 상기 렌즈로부터 상기 촬상 소자까지의 광 경로의 길이보다 길 수 있다.
상기 AF 처리부는, 상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기와 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기의 차이가 기준값보다 작으면 합초 상태(in-focus)로 판단하고, 상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기가 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기보다 크면, 상기 입사광이 촬상 소자에 도달하기 전에 초점이 맞은 전핀 상태로 판단하며, 상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기가 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기보다 작으면, 상기 입사광이 촬상 소자를 지나서 초점이 맞은 후핀 상태로 판단할 수 있다.
또한, 상기 AF 처리부는, 전핀 상태로 판단되면, 상기 렌즈를 상기 촬상 소자와 가까워지는 방향으로 이동시키는 상기 렌즈 구동 신호를 생성하고, 후핀 상태로 판단되면, 상기 렌즈를 상기 촬상 소자와 멀어지는 방향으로 이동시키는 상기 렌즈 구동 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 다른 측면에 따르면, 렌즈를 투과한 입사광으로부터 적외선을 추출하는 단계; 상기 적외선이 추출된 나머지 입사광을 이용하여 촬상 소자에서 촬상 신호를 생성하는 단계; 및 상기 추출된 적외선을 이용하여 오토포커싱을 수행하는 단계를 포함하는 디지털 촬영 장치 제어방법이 제공된다.
상기 오토포커싱을 수행하는 단계는, 상기 적외선을 경로 B와 경로 C로 분할하는 단계; 상기 경로 B의 적외선으로부터 제1 센서에서 제1 검출 신호를 생성하는 단계; 상기 경로 C의 적외선으로부터 제2 센서에서 제2 검출 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제1 검출 신호 및 상기 제2 검출 신호를 이용하여 초점 상태를 판별하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 렌즈로부터 상기 제1 센서까지의 경로 B의 길이는, 상기 렌즈로부터 상기 촬상 소자까지의 광 경로의 길이보다 짧고, 상기 렌즈로부터 상기 제2 센서까지의 경로 C의 길이는, 상기 렌즈로부터 상기 촬상 소자까지의 광 경로의 길이보다 길 수 있다.
상기 초점 상태를 판별하는 단계는, 상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기와 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기의 차이가 기준값보다 작으면 합초 상태(in-focus)로 판단하는 단계; 상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기가 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기보다 크면, 상기 입사광이 촬상 소자에 도달하기 전에 초점이 맞은 전핀 상태로 판단하는 단계; 및 상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기가 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기보다 작으면, 상기 입사광이 촬상 소자를 지나서 초점이 맞은 후핀 상태로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 디지털 촬영 장치 제어방법은, 전핀 상태로 판단된 경우, 상기 렌즈를 상기 촬상 소자와 가까워지는 방향으로 이동시키는 단계; 및 후핀 상태로 판단된 경우, 상기 렌즈를 상기 촬상 소자와 멀어지는 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 촬상 신호를 생성하는 단계와 상기 오토포커싱을 수행하는 단계는 동시에 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 또 다른 측면에 따르면, 렌즈를 통과한 입사광을 경로 B와 경로 C로 분할하는 단계; 상기 경로 B의 입사광으로부터 제1 센서에서 제1 검출 신호를 생성하는 단계; 상기 경로 C의 입사광으로부터 제2 센서에서 제2 검출 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제1 검출 신호 및 상기 제2 검출 신호를 이용하여 초점 상태를 판별하는 단계를 포함하고, 상기 렌즈로부터 상기 제1 센서까지의 제1 경로의 길이는, 상기 렌즈로부터 촬상 소자까지의 광 경로의 길이보다 짧고, 상기 렌즈로부터 상기 제2 센서까지의 제2 경로의 길이는, 상기 렌즈로부터 상기 촬상 소자까지의 광 경로의 길이보다 긴, 오토포커싱 방법이 제공된다.
상기 초점 상태를 판별하는 단계는, 상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기와 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기의 차이가 기준값보다 작으면 합초 상태(in-focus)로 판단하는 단계; 상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기가 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기보다 크면, 상기 입사광이 촬상 소자에 도달하기 전에 초점이 맞은 전핀 상태로 판단하는 단계; 및 상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기가 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기보다 작으면, 상기 입사광이 촬상 소자를 지나서 초점이 맞은 후핀 상태로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 오토포커싱 방법은, 전핀 상태로 판단된 경우, 상기 렌즈를 상기 촬상 소자와 가까워지는 방향으로 이동시키는 단계; 및 후핀 상태로 판단된 경우, 상기 렌즈를 상기 촬상 소자와 멀어지는 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 적외선을 이용하여 AF 광학계에서 오토포커싱을 수행함으로써, 촬상 신호의 세기를 저하시키지 않으면서 빠르고 정확한 오토포커싱이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면 AF 광학계에서 렌즈의 구동 방향을 용이하게 결정할 수 있어, 오토포커싱의 속도를 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 촬영 장치(100a)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 촬영 장치 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 촬영 장치(100b)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 촬상 소자(140)에 초점이 맞은 합초 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 촬상 소자(140)에서는 초점이 맞지 않고, 촬상 소자(140)를 지나서 초점이 맞은 후핀 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 촬상 소자(140)에서는 초점이 맞지 않고, 촬상 소자(140) 앞쪽에서 초점이 맞은 전핀 상태를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오토포커싱 방법을 나타낸 도면이다.
하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다.
또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 촬영 장치(100a)의 구조를 나타낸 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 촬영 장치(100a)는 렌즈(110), 광 분할부(120), 오토포커싱부(130), 촬상 소자(140), 및 렌즈 구동부(150)를 포함한다.
렌즈(110)는 초점 렌즈, 줌 렌즈 등을 포함하는 복수 군, 복수 매의 렌즈들을 구비할 수 있다. 렌즈(110)는 렌즈 구동부(150)에 의해 그 위치가 조절된다. 렌즈 구동부(150)는 오토포커싱부(130)에서 제공된 렌즈 구동 신호에 따라 렌즈(110)의 위치를 조절한다.
광 분할부(120)는 렌즈(110)를 투과한 입사광을 제1 경로(PATH1)와 제2 경로(PATH2)로 분할한다. 광 분할부(120)는 예를 들면, 일부 광을 투과시키고 일부 광을 반사시키는 반사경을 이용하여 구성될 수 있다. 다른 예로서, 광 분할부(120)는 프리즘 및 반사경의 조합에 의해 구성될 수 있다. 광 분할부(120)는, 제1 경로(PATH1)의 입사광은 촬상 소자(140)로 가이드하고, 제2 경로(PATH2)의 입사광은 오토포커싱부(130)로 가이드한다.
촬상 소자(140)는 제1 경로(PATH1)의 입사광을 광전 변환하여 촬상 신호를 생성한다. 촬상 소자(140)는 광학 신호를 전기 신호로 변환하는 CCD(Charge Coupled Device) 이미지센서 또는 CIS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)일 수 있다. 이와 같은 촬상 소자(140)는 촬상 소자 제어부(미도시)에 의해 감도 등이 조절될 수 있다. 상기 촬상 소자 제어부는 실시간으로 입력되는 영상 신호에 의해 자동으로 생성되는 제어 신호 또는 사용자의 조작에 의해 수동으로 입력되는 제어 신호에 따라 촬상 소자(140)를 제어할 수 있다.
촬상 소자(140)의 노광 시간은 셔터(미도시)로 조절된다. 셔터(미도시)는 가리개를 이동시켜 빛의 입사를 조절하는 기계식 셔터와, 촬상 소자(140)에 전기 신호를 공급하여 노광을 제어하는 전자식 셔터가 있다.
또한 렌즈(110)와 광 분할부(120) 사이에 조리개(미도시)가 개재되어 노출 및 피사계 심도가 조절될 수 있다.
오토포커싱부(130)는 제2 경로(PATH2)의 입사광을 입력 받아 렌즈 구동 신호를 생성하고, 이를 렌즈 구동부(150)로 출력한다. 오토포커싱부(130)는 제2 경로(PATH2)의 입사광을 이용하여 오토포커싱을 수행하기 위한 검출 신호를 생성하고, 이를 이용하여 초점 상태를 판별한 후, 렌즈 구동 신호를 생성한다. 오토포커싱부(130)는 제2 경로(PATH2)의 입사광을 통해, 초점 상태를 피드백 받으면서, 렌즈 구동 신호를 생성한다. 오토포커싱부(130)는 위상차 오토포커싱 방식, 콘트라스트(contrast) 오토포커싱 방식 등 다양한 방식을 이용하여 오토포커싱을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광 분할부(120)는 입사광 중, 적외선을 분리하여 제2 경로(PATH2)를 통해 오토포커싱부(130)로 보내고, 가시광선을 포함하는 나머지 입사광을 제1 경로(PATH1)를 통해 촬상 소자(140)로 보낸다. 촬상 소자(140)는 주로 가시광선 영역의 빛을 이용하여 촬상 신호를 생성하기 때문에, 적외선이 입력되지 않는다 하더라도, 촬상 신호의 세기에는 큰 변화가 발생하지 않는다. 따라서 적외선을 이용하여 오토포커싱을 수행함으로 인해, 촬상 신호의 세기 저하 없이, 계속적인 오토포커싱을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 촬영 장치 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 촬영 장치 제어방법은, 우선 렌즈(110)를 투과한 입사광을 제1 경로(PATH1)의 입사광과 제2 경로(PATH2)의 입사광으로 분할한다(S210). 일 실시예에 따르면, 입사광으로부터 적외선을 분리하여 제2 경로(PATH2)를 통해 보낼 수 있다.
다음으로, 제1 경로(PATH1)의 입사광을 이용하여 촬상 신호를 생성하고(S220), 제2 경로(PATH2)의 입사광을 이용하여 오토포커싱을 수행한다(S230).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 촬영 장치(100b)의 구조를 나타낸 도면이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 촬영 장치(100b)는 렌즈(110), 광 분할부(120), 오토포커싱부(130), 촬상 소자(140), 렌즈 구동부(150), 아날로그 신호 처리부(310), 및 CPU/DSP(370)를 포함한다.
본 실시예에 따른 광 분할부(120)는 일부 광은 투과시키고, 일부 광은 반사시키는 제1 반사경(320)을 포함한다. 광 분할부(120)에서 흡수되어 소실되는 광이 발생할 수 있음은 물론이다.
일 실시예에 따르면, 제1 반사경(320)은 가시광선은 투과시키고, 적외선은 반사시키도록 구성될 수 있다. 제1 반사경(320)은 예를 들면 저방사율 유리(Low Emissivity Glass), 가시광은 투과시키고 적외선은 반사시키도록 두께가 조절되어 가교 결합된 중합성 이격층으로 이격된 금속 합금층 등을 이용하여 다양하게 구성될 수 있다. 제1 반사경(320)은 적외선을 반사시켜, 제1 경로(PATH1)를 통해 오토포커싱부(130)에 구비된 제2 반사경(330)으로 보내고, 나머지 입사광은 촬상 소자(140)로 투광시킨다. 제1 반사경(320)은 특히 가시광선의 투과율이 높은 물질 또는 구조를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예는 제1 반사경(320)이 적외선은 반사시켜 오토포커싱부(130)로 보내고, 가시광선은 촬상 소자(140)로 전달함으로써, 제1 반사경(320)의 움직임 없이 촬상이 가능하다. 따라서 제1 반사경(320)이 고정된 상태에서 촬상 신호의 생성과 오토포커싱이 가능함으로 인해, 연사 촬영 및 동영상 촬영 동안 계속적인 오토포커싱이 가능한 특징이 있다. 또한, 연사 촬영의 연사 속도를 현저하게 증대시킬 수 있다. 나아가 라이브뷰 모드에서도 연속 오토포커싱이 가능하여 보다 고품질의 라이브뷰를 제공할 수 있다.
오토포커싱부(130)는 제2 반사경(330), 제1 센서(340), 제2 센서(350), 및 AF 처리부(360)를 포함한다.
제2 반사경(330)은 제2 경로(PATH2)의 입사광 중 일부는 반사시켜 경로 C(PATHC)를 통해 제2 센서(350)로 전달하고, 나머지는 입사광은 투과시켜 경로 B(PATHB)를 통해 제1 센서(340)로 전달한다. 제2 반사경(330)에서 흡수되는 광이 발생할 수 있음은 물론이다.
일례로서, 제2 반사경(330)은 50%의 빛은 흡수하고 50%의 빛은 반사하도록 구성될 수 있다.
제1 센서(340) 및 제2 센서(350)는 입사광을 광전 변환하여, 각각 제1 검출 신호 및 제2 검출 신호를 생성한다. 제1 센서(340) 및 제2 센서(350)는 공간 주파수를 검출하도록 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 센서(340) 및 제2 센서(350)는 흑백의 이미지 센서로 구성될 수 있다. 다른 예로서, 제1 센서(340) 및 제2 센서(350)는 일 방향으로 연장된 라인 센서(예를 들면 수평 라인 센서)로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 렌즈(110)로부터 제1 센서(340)까지의 광 경로의 길이(a+b+b')는 렌즈(110)로부터 촬상 소자(140)까지의 광 경로의 길이(a+a')보다 짧고, 렌즈(110)로부터 제2 센서(350)까지의 광 경로의 길이(a+b+c)는 렌즈(110)로부터 촬상 소자(140)까지의 광 경로의 길이(a+a')보다 길 수 있다. 본 발명은 이러한 구성에 의해, 현재의 초점 상태가, 합초 상태인지, 전핀 상태인지, 후핀 상태인지 알 수 있다.
AF 처리부(360)는 제1 센서(340) 및 제2 센서(350)로부터 생성된 제1 검출 신호 및 제2 검출 신호를 이용하여 오토포커싱 처리를 수행하여 렌즈 구동 신호를 생성하고, 렌즈 구동부(150)로 제공한다. AF 처리부(360)는 제1 검출 신호 및 제2 검출 신호로부터 고주파 성분을 추출하고, 제1 검출 신호와 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기를 비교하여 초점 상태를 판별한다.
일 실시예에 따르면, AF 처리부(360)는 제2 반사경(330)에서 경로 B와 경로 C로 균등하게 빛이 분할되지 않고, 서로 다른 비율로 빛이 분할되는 경우, 제2 반사경(330)에서 빛이 분할되는 비율에 따라 제1 검출 신호 및 제2 검출 신호에 가중치를 적용할 수 있다. 예를 들면, 경로 B와 경로 C의 빛의 세기 비율이 1:2인 경우, AF 처리부(360)는 제1 검출 신호와 제2 검출 신호에 2:1 비율의 가중치를 적용할 수 있다.
아날로그 신호 처리부(310)는 촬상 소자(140)로부터 공급된 촬상 신호에 대하여, 노이즈 저감 처리, 게인 조정, 파형 정형화, 아날로그-디지털 변환 처리 등을 수행한다.
CPU/DSP(370)는 아날로그 신호 처리부(310)로부터 제공된 영상 신호를 처리하고, 디지털 촬영 장치(100b)의 각 구성부들을 제어한다. CPU/DSP(370)는 입력된 영상 데이터에 대해 노이즈를 저감하고, 감마 보정(Gamma Correction), 색필터 배열보간(color filter array interpolation), 색 매트릭스(color matrix), 색보정(color correction), 색 향상(color enhancement) 등의 화질 개선을 위한 영상 신호 처리를 수행할 수 있다. 또한, 화질 개선을 위한 영상 신호 처리를 하여 생성한 영상 데이터를 압축 처리하여 영상 파일을 생성할 수 있으며, 또는 상기 영상 파일로부터 영상 데이터를 복원할 수 있다. 영상의 압축형식은 가역 형식 또는 비가역 형식이어도 된다. 적절한 형식의 예로서, 정지 영상에 경우, JPEG(Joint Photographic Experts Group)형식이나 JPEG 2000 형식 등으로 변환도 가능하다. 또한, 동영상을 기록하는 경우, MPEG(Moving Picture Experts Group) 표준에 따라 복수의 프레임들을 압축하여 동영상 파일을 생성할 수 있다. 영상 파일은 예를 들면 Exif(Exchangeable image file format) 표준에 따라 생성될 수 있다. 상기 동영상 파일 및 상기 영상 파일은 소정의 저장부(미도시)에 저장될 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 초점 상태를 판별하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 일 실시예는 제1 센서(340) 및 제2 센서(350)로부터 검출되는 제1 검출 신호 및 제2 검출 신호를 이용하여 초점 상태를 검출한다. 도 4 내지 도 6에서, 렌즈(110)로부터 촬상 소자(140)까지의 광 경로를 경로 A, 렌즈(110)로부터 제1 센서(340)까지의 광 경로를 경로 B, 렌즈(110)로부터 제2 센서(350)까지의 광 경로를 경로 C라 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 경로 B의 길이는 경로 A의 길이보다 짧게 설정되고, 경로 C의 길이는 경로 A의 길이보다 길게 설정된다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 경로 A와 경로 B의 길이의 차이는, 경로 C와 경로 A의 길이의 차이와 같도록 설정될 수 있다. 즉, 경로 A, 경로 B, 및 경로 C의 길이는 다음 조건을 만족하도록 설정될 수 있다.
[수학식 1]
경로 C의 길이 > 경로 A의 길이 > 경로 B의 길이
[수학식 2]
경로 C의 길이 - 경로 A의 길이 = 경로 A의 길이 - 경로 B의 길이
도 4는 촬상 소자(140)에 초점이 맞은 합초 상태를 나타낸다. 합초 상태의 경우, 촬상 소자(140)에서 초점이 맞기 때문에, 제1 검출 신호 및 제2 검출 신호의 고주파 성분은 낮은 값을 갖고, 서로 거의 유사한 값을 갖는다. 즉, AF 처리부(360, 도 3 참조)는 제1 검출 신호 및 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기의 차이가 소정의 기준값(REF)보다 작으면 합초 상태로 판단할 수 있다.
도 5는 촬상 소자(140)에서는 초점이 맞지 않고, 촬상 소자(140)를 지나서 초점이 맞은 후핀 상태를 나타낸 도면이다. 렌즈(110)가 합초 위치(PA)로부터 촬상 소자(140)쪽으로 이동하면(PB), 초점이 촬상 소자(140)를 지나서 맞게 된다. 이러한 후핀 상태에서는 초점이 제2 센서(350) 부근에서 맞기 때문에, 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기는 작고, 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기는 크다. 따라서 제1 검출 신호와 제2 검출 신호의 차이가 기준값(REF)보다 크고, 제2 검출 신호의 고주파 성분이 제1 검출 신호의 고주파 성분보다 큰 경우, AF 처리부(360, 도 3 참조)는 후핀 상태로 판단한다. 이러한 경우, AF 처리부(360)는 렌즈(110)를 촬상 소자(140)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 렌즈 구동 신호를 생성하여, 렌즈 구동부(150)로 출력한다.
도 6은 촬상 소자(140)에서는 초점이 맞지 않고, 촬상 소자(140) 앞쪽에서 초점이 맞은 전핀 상태를 나타낸 도면이다. 렌즈(110)가 합초 위치(PA)로부터 촬상 소자(140)와 멀어지는 쪽으로 이동하면(PC), 초점이 촬상 소자(140) 앞쪽에서 맞게 된다. 이러한 전핀 상태에서는 초점이 제1 센서(340) 부근에서 맞기 때문에, 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기는 작고, 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기는 크다. 따라서 제1 검출 신호와 제2 검출 신호의 차이가 기준값(REF)보다 크고, 제1 검출 신호의 고주파 성분이 제2 검출 신호의 고주파 성분보다 큰 경우, AF 처리부(360, 도 3 참조)는 전핀 상태로 판단한다. 이러한 경우, AF 처리부(360)는 렌즈(110)를 촬상 소자(140)와 가까워지는 방향으로 이동시키는 렌즈 구동 신호를 생성하여, 렌즈 구동부(150)로 출력한다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 현재의 초점 상태가 전핀 상태인지 후핀 상태인지를 판별할 수 있어, 렌즈의 구동 방향을 알 수 있어, 오토포커싱 속도를 현저하게 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오토포커싱 방법을 나타낸 도면이다.
우선 렌즈(110)를 통해 입사된 입사광을 경로 B와 경로 C로 분리시킨다(S702). 다음으로 경로 B의 입사광으로부터 제1 검출 신호를 생성하고(S704), 경로 C의 입사광으로부터 제2 검출 신호를 생성한다(S706). 이때 제1 검출 신호는 제1 센서(340, 도 3 참조)에서 생성되고, 제2 검출 신호는 제2 센서(350, 도 3 참조)에서 생성될 수 있다. 또한 렌즈(110)로부터 제1 센서(340)까지의 광 경로의 길이는 렌즈(110)로부터 촬상 소자(140)까지의 광 경로의 길이보다 짧고, 렌즈(110)로부터 제2 센서(350)까지의 광 경로의 길이는 렌즈(110)로부터 촬상 소자(140)까지의 광 경로의 길이보다 길 수 있다.
제1 검출 신호의 고주파 성분(ValueB)의 크기와 제2 검출 신호의 고주파 성분(ValueC)의 크기의 차이가 소정의 기준값(REF)보다 작은 경우(S708), 합초 상태로 판단된다(S710).
제1 검출 신호의 고주파 성분(ValueB)의 크기와 제2 검출 신호의 고주파 성분(ValueC)의 크기의 차이가 소정의 기준값(REF)보다 작지 않은 경우(S708), 제1 검출 신호의 고주파 성분(ValueB)의 크기와 제2 검출 신호의 고주파 성분(ValueC)의 크기를 비교한다(S712). 제1 검출 신호의 고주파 성분(ValueB)의 크기가 제2 검출 신호의 고주파 성분(ValueC)의 크기보다 큰 경우(S712), 전핀 상태로 판단되고(S714), 제2 검출 신호의 고주파 성분(ValueC)의 크기가 큰 경우 후핀 상태로 판단된다(S716). 전핀 상태로 판단된 경우, 렌즈(110)를 촬상 소자(140) 방향으로 이동시키는 렌즈 구동 신호를 생성하고, 후핀 상태로 판단된 경우, 렌즈(110)를 촬상 소자(140)와 멀어지는 방향으로 이동시키는 렌즈 구동 신호를 생성한다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
100a, 100b 디지털 촬영 장치
110 렌즈 120 광 분할부
130 오토포커싱부 140 촬상 소자
150 렌즈 구동부 310 아날로그 신호 처리부
320 제1 반사경 330 제2 반사경
340 제1 센서 350 제2 센서
360 AF 처리부 370 CPU/DSP

Claims (15)

  1. 렌즈;
    상기 렌즈를 투과한 입사광을 제1 경로와 제2 경로로 분할하는 광 분할부;
    상기 제1 경로의 입사광을 광전 변환하여 촬상 신호를 생성하는 촬상 소자;
    상기 제2 경로의 입사광을 이용하여 렌즈 구동 신호를 생성하는 오토포커싱부; 및
    상기 렌즈 구동 신호를 이용하여 상기 렌즈를 구동하는 렌즈 구동부를 포함하는 디지털 촬영 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 분할부는 상기 렌즈를 투과한 입사광 중 가시광선은 투과시키고 적외선은 반사시키는 제1 반사경을 포함하는, 디지털 촬영 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 AF 광학계는,
    상기 제2 경로의 입사광을 일부 투과시키고 일부 반사시키는 제2 반사경;
    상기 제2 반사경으로부터 투과된 입사광을 광전 변환하여 제1 검출 신호를 생성하는 제1 센서;
    상기 제2 반사경으로부터 반사된 입사광을 광전 변환하여 제2 검출 신호를 생성하는 제2 센서; 및
    상기 제1 검출 신호 및 상기 제2 검출 신호를 이용하여 상기 렌즈 구동 신호를 생성하는 AF 처리부를 포함하는, 디지털 촬영 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 렌즈로부터 상기 제1 센서까지의 광 경로의 길이는, 상기 렌즈로부터 상기 촬상 소자까지의 광 경로의 길이보다 짧고,
    상기 렌즈로부터 상기 제2 센서까지의 광 경로의 길이는, 상기 렌즈로부터 상기 촬상 소자까지의 광 경로의 길이보다 긴, 디지털 촬영 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 AF 처리부는,
    상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기와 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기의 차이가 기준값보다 작으면 합초 상태(in-focus)로 판단하고,
    상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기가 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기보다 크면, 상기 입사광이 촬상 소자에 도달하기 전에 초점이 맞은 전핀 상태로 판단하며,
    상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기가 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기보다 작으면, 상기 입사광이 촬상 소자를 지나서 초점이 맞은 후핀 상태로 판단하는, 디지털 촬영 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 AF 처리부는, 전핀 상태로 판단되면, 상기 렌즈를 상기 촬상 소자와 가까워지는 방향으로 이동시키는 상기 렌즈 구동 신호를 생성하고, 후핀 상태로 판단되면, 상기 렌즈를 상기 촬상 소자와 멀어지는 방향으로 이동시키는 상기 렌즈 구동 신호를 생성하는, 디지털 촬영 장치.
  7. 렌즈를 투과한 입사광으로부터 적외선을 추출하는 단계;
    상기 적외선이 추출된 나머지 입사광을 이용하여 촬상 소자에서 촬상 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 추출된 적외선을 이용하여 오토포커싱을 수행하는 단계를 포함하는 디지털 촬영 장치 제어방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 오토포커싱을 수행하는 단계는,
    상기 적외선을 경로 B와 경로 C로 분할하는 단계;
    상기 경로 B의 적외선으로부터 제1 센서에서 제1 검출 신호를 생성하는 단계;
    상기 경로 C의 적외선으로부터 제2 센서에서 제2 검출 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 검출 신호 및 상기 제2 검출 신호를 이용하여 초점 상태를 판별하는 단계를 포함하는, 디지털 촬영 장치 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 렌즈로부터 상기 제1 센서까지의 경로 B의 길이는, 상기 렌즈로부터 상기 촬상 소자까지의 광 경로의 길이보다 짧고,
    상기 렌즈로부터 상기 제2 센서까지의 경로 C의 길이는, 상기 렌즈로부터 상기 촬상 소자까지의 광 경로의 길이보다 긴, 디지털 촬영 장치 제어방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 초점 상태를 판별하는 단계는,
    상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기와 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기의 차이가 기준값보다 작으면 합초 상태(in-focus)로 판단하는 단계;
    상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기가 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기보다 크면, 상기 입사광이 촬상 소자에 도달하기 전에 초점이 맞은 전핀 상태로 판단하는 단계; 및
    상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기가 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기보다 작으면, 상기 입사광이 촬상 소자를 지나서 초점이 맞은 후핀 상태로 판단하는 단계를 포함하는, 디지털 촬영 장치 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    전핀 상태로 판단된 경우, 상기 렌즈를 상기 촬상 소자와 가까워지는 방향으로 이동시키는 단계; 및
    후핀 상태로 판단된 경우, 상기 렌즈를 상기 촬상 소자와 멀어지는 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 디지털 촬영 장치 제어방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 촬상 신호를 생성하는 단계와 상기 오토포커싱을 수행하는 단계는 동시에 이루어지는, 디지털 촬영 장치 제어방법.
  13. 렌즈를 통과한 입사광을 경로 B와 경로 C로 분할하는 단계;
    상기 경로 B의 입사광으로부터 제1 센서에서 제1 검출 신호를 생성하는 단계;
    상기 경로 C의 입사광으로부터 제2 센서에서 제2 검출 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 검출 신호 및 상기 제2 검출 신호를 이용하여 초점 상태를 판별하는 단계를 포함하고,
    상기 렌즈로부터 상기 제1 센서까지의 제1 경로의 길이는, 상기 렌즈로부터 촬상 소자까지의 광 경로의 길이보다 짧고,
    상기 렌즈로부터 상기 제2 센서까지의 제2 경로의 길이는, 상기 렌즈로부터 상기 촬상 소자까지의 광 경로의 길이보다 긴, 오토포커싱 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 초점 상태를 판별하는 단계는,
    상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기와 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기의 차이가 기준값보다 작으면 합초 상태(in-focus)로 판단하는 단계;
    상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기가 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기보다 크면, 상기 입사광이 촬상 소자에 도달하기 전에 초점이 맞은 전핀 상태로 판단하는 단계; 및
    상기 제1 검출 신호의 고주파 성분의 크기가 상기 제2 검출 신호의 고주파 성분의 크기보다 작으면, 상기 입사광이 촬상 소자를 지나서 초점이 맞은 후핀 상태로 판단하는 단계를 포함하는, 오토포커싱 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    전핀 상태로 판단된 경우, 상기 렌즈를 상기 촬상 소자와 가까워지는 방향으로 이동시키는 단계; 및
    후핀 상태로 판단된 경우, 상기 렌즈를 상기 촬상 소자와 멀어지는 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함하는, 오토포커싱 방법.
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