KR970001572B1 - 자동초점조절장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

자동초점조절장치

제1도는 종래의 자동초점조절장치의 블럭도.

제2a도는 일반적인 수평방향으로 신호성분이 많은 피사체를 설명하기 위한 도면.

제2b도는 일반적인 수직방향으로 신호성분이 많은 피사체를 설명하기 위한 도면.

제3도는 본 발명에 따른 자동초점조절장치의 일실시예에 따른 구성블럭도.

제4도는 제3도에 따른 렌즈의 위치와 초점평가치와의 관계를 설명하기 위한 도면.

제5도는 제3도에 도시된 마이콤에서 수행되는 초점조절방법을 설명하기 위한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 촬상부 20 : 영상신호처리부

30 : 수평윤곽검출부 40 : 수직윤곽검출부

50 : 혼합부 60 : A/D변환부

70 : 적분부 80 : 영역신호발생부

90 : 마이콤 100 : 모터구동부

본 발명은 촬영기기에 있어서 자동초점조절장치에 관한 것으로, 특히 카메라, 카메라일체형비디오등에 있어서 수평뿐만 아니라 수직방향으로 변화가 있는 피사체에 대해서도 정확하게 초점을 조절할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 카메라, 카메라일체형비디오(이하 비디오카메라라고 함) 등과 같은 촬영기기의 자동초점(Auto Focusing : AF)조절방식에는 적외선 및 초음파를 이용하는 능동방식과 이미지센싱 및 영상신호를 이용한 수동방식으로 크게 구별된다.

종래에는, 제1도에 도시된 바와같이 영상신호를 이용하는 수동방식의 카메라의 자동초점조절장치에 있어서, 촬영렌즈(1a)를 통해 촬상소자(1c)상에 맺힌 광학상을 전기적인 신호로 변환해서 영상신호처리부(3)에서 영상신호로 처리한다.

대역통과필터(3)에서는 상기 영상신호처리부(2)로부터 출력되는 영상신호중 소정영역의 고주파성분을 검출하여, 검출된 영상신호를 디지탈 신호형태로 변환하는 A/D변환부(4)의 출력을 적분부(5)에서 적분한다. 마이콤(7)에서는 영상신호발생부(6)에서 발생되는 영역에 대해서 적분하는 상기 적분부(5)로부터 출력되는 데이타를 평가하여 초점평가치의 최대치가 될때까지 모터구동부(8)를 통해 초점렌즈의 위치를 조절하게 된다.

그러나, 제2a도에 도시된 바와같이 세로줄무늬가 많은 즉, 수평적으로 변화하는 피사체인 경우에는 상기 대역통과필터(3)에 의해 검출된 고주파 성분을 이용하여 초점조절이 가능하지만 제2b도에 도시된 바와같이 가로줄무늬가 많은 즉, 수직적으로 변화하는 피사체인 경우에는 초점조절이 어려운 문제점이 있다.

상술한 문제점을 극복하기 위하여, 본 발명의 목적은 카메라, 비디오카메라등에 있어서 수평방향으로 변환하는 피사체 뿐만 아니라 수직방향으로 변환하는 성분이 있는 피사체에 대해서도 정확하게 초점을 조절할 수 있는 장치를 제공하는데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 자동초점조절장치는 촬영렌즈를 통해 유입되어 촬상소자에 결상되어 있는 피사체의 광학정보를 전기적인 신호로 변환하는 촬상수단 ; 상기 촬상수단으로부터 출력되는 전기적인 신호를 영상처리하는 영상처리수단; 상기 영상신호처리수단으로부터 출력되는 영상신호의 소정 대역을 필터링하여 수평방향의 윤곽신호를 검출하는 수평윤곽검출수단; 상기 영상신호처리수단으로부터 출력되는 영상신호의 현재라인과 바로전 라인의 신호의 차로서 수직방향의 윤곽신호를 검출하는 수직윤곽검출수단; 상기 수평윤곽검출수단의 수평방향의 변화량 및 상기 수평윤곽검출수단의 수평방향의 변화량을 가산하는 혼합수단; 상기 혼합수단의 출력신호에 대하여 디지탈 적분값으로 초점평가치를 검출하는 초점평가치검출수단; 및 상기 초점평가치검출수단의 출력에 따라 초점렌즈의 위치를 초점평가치의 최대점으로 이동시키는 초점위치조절수단을 포함함을 특징으로 하고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 자동초점조절 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

제3도는 본 발명에 의한 자동초점조절장치의 일 실시예를 보인 블럭도이다.

제3도에 의하면, 촬상부(10)는 피사체에 대한 광학정보를 입력하는 촬영렌즈(11)와, 상기 촬영렌즈(11)를 통해 입력되는 피사체에 대한 광학정보를 전기적인 신호로 출력하는 CCD촬상소자(12)로 구성되며, 도면에는 도시되지 않은 촬영렌즈의 줌링에 설치되어 줌위치 정보를 출력하는 포텐시오미터, 입사되는 광량을 조절하는 조리개 등으로 되어 있다.

영상신호처리부(20)의 입력단자는 상기 CCD촬상소자(12)의 출력단자에 접속되고, 제1출력단자는 수평윤곽검출부(30)에 접속되며, 제2출력단자는 수직윤곽검출부(40)의 입력단자에 접속된다.

상기 수직윤곽검출부(40)는 상기 영상신호처리부(20)의 제2출력단자에 접속된 1H지연기(41)와, 피감수단자는 상기 영상신호처리부(20)의 제2출력단자에, 감수단자는 상기 1H지연기(41)의 출력단자에 각각 접속된 감산기(42)와, 상기 감산기(42)의 출력단자에 접속된 절대치회로(43)로 되어 있다.

혼합부(50)의 제1입력단자는 상기 수평윤곽검출부(30)의 출력단자에 접속되고, 제2입력단자는 절대치회로(43)의 출력단자에 접속되며, 출력단자는 A/D변환부(60)의 입력단자에 접속된다.

적분부(70)의 입력단자는 상기 A/D변환부(60)의 출력단자에 접속되고, 제어입력단자는 영역신호발생부(80)의 출력단자는 접속되며, 출력단자는 마이콤(90)의 데이타입력단자에 접속된다.

모터구동부(100)의 제어신호입력단자는 상기 마이콤(90)의 출력단자에 접속되고, 출력단자는 렌즈(11)위치를 구동하는 모터(도시하지 않음)를 제어하는 입력단자에 접속된다.

이어서, 제3도의 동작을 제4도 및 제5도를 결부시켜 살펴보면, 촬상부(10)에서는 촬영렌즈(11)를 통해 CCD촬상소자(12)상에 맺힌 광학상을 전기적인 신호로 변환한다.

이어서, 제3도의 동작을 제4도 및 제5도를 결부시켜 살펴보면, 촬상부(10)에서는 촬영렌즈(11)를 통해 CCD촬상소자(12)상에 맺힌 광학상을 전기적인 신호로 변환한다.

영상신호처리부(20)에서는 상기 CCD촬상소자(12)로부터 출력되는 전기적인 신호를 영상신호로 처리한다.

수평윤곽검출부(30)는 상기 영상신호처리부(20)로부터 출력되는 영상신호의 1MHz 내지 2.5MHz 이내의 휘도신호를 검출하는 대역통과필터로 구성된다. 여기서 수평윤곽성분은 1MHz 내지 2MHz 내에 존재하게 된다. 1H지연기(41)에서는 상기 영상신호처리부(20)로부터 출력되는 영상신호의 1수평라인지연시켜서 감산기(42)의 감수단자에 출력한다. 감산기(42)에서는 피감수단자에 유입되는 현재라인의 영상신호와 상기 1H지연기(41)로부터 출력되는 바로 전라인의 영상신호의 차성분으로서 절대치회로(43)를 통해 절대값으로 출력된다. 상기 절대치회로(43)의 출력이 수직윤곽성분이 된다. 혼합부(50)에서는 상기 수평윤곽검출부(30)로부터 출력되는 수평방향의 신호변화량과 상기 수직윤곽검출부(40)로부터 출력되는 수직방향의 신호변화량을 가산한다.

A/D변환부(60)에서는 상기 혼합부(50)의 출력을 디지탈신호형태로 변환한다.

적분부(70)에서는 상기 A/D변환부(60)로부터 출력되는 데이타를 영역신호발생부(80)로부터 발생되는 영역에 대해서 디지탈 적분하게 된다.

상기 영역신호발생부(80)에서는 시차(parallx) 즉, 핀트를 맞추는 위치가 화면의 중심이 아니고 피사체의 거리에 따라 달라지는 현상이 존재하는 경우 화면의 어느 부위에 핀트를 맞추고 있는지를 사용자가 쉽게 알 수 있게 하기 위하여 초점영역을 뷰파인더상에 전시하게 된다.

마이콤(90)에서는 상기 적분부(70)로부터 출력되는 값이 초점평가치가 되고, 이 값에 따라 렌즈의 위치를 조절하는 모터를 구동하는 모터구동부(100)에 제어신호를 출력한다. 초점렌즈의 위치와 초점평가치와의 관계는 제4도에 도시된 바와같다.

즉, 현재의 초점평가치에 해당하는 렌즈의 위치가 L₁에 있을때 모터를 A의 방향으로 구동하면 현재의 초점평가가치의 값은 작아지게 되고, 모터를 B의 방향으로 구동하면 초점위치에 근접함을 알 수 있다. 따라서, B의 방향으로 계속 모터를 구동하여 렌즈 위치가 L₂에 있게 되면 초점평가치는 그전의 초점평가치보다 자게되므로 증가하다가 감소된다.

따라서, 초점평가치의 최대점(Max)을 찾게 되고 이 최대점에서 렌즈의 위치를 정지하게 된다.

상술한 동작으로 마이콤(90)에서 모터를 제어하여 초점조절방법을 수행하기 위한 흐름도는 제5도에 도시된 바와같다.

초기화시킨 후 모터를 구동해서 렌즈의 위치가 변화하는 동안 상기 적분부(70)로부터 출력되는 현재의 초점평가치와 바로전 초점평가치를 비교해서 현재의 초점평가치보다 바로전 초점평가치가 크면 모터를 역회전시키고, 그렇지 않으면 현재의 초점평가치가 최대인지를 판단하여 최대점이면 모터를 정지하게 된다(S1~S6단계). 피사체 변화에 따라 다시 상술한 방법으로 초점조절을 행하게 된다.(S7단계).

이상으로 상술한 바와같이 본 발명에 의한 자동초점조절장치는 카메라, 비디오카메라등에 있어서 수평방향으로 변화가 많은 피사체 뿐만 아니라 수직방향으로 변화가 많은 피사체에 대해서도 정확하게 초점조절을 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 촬영렌즈를 통해 유입되는 촬상소자에 결상되어 있는 피사체의 광학정보를 전기적인 신호로 변환하는 촬상수단; 상기 촬상수단으로부터 출력되는 전기적인 신호를 영상신호처리하는 영상신호처리수단; 상기 영상신호처리수단으로부터 출력되는 영상신호의 소정대역을 필터링하여 수평방향의 윤곽신호를 검출하는 수평윤곽검출수단; 상기 영상신호처리수단으로부터 출력되는 영상신호의 현재라인과 바로전 라인의 신호의 차로서 수직방향의 윤곽신호를 검출하는 수직윤곽검출수단; 상기 수평윤곽검출수단의 수평방향의 변화량 및 상기 수직윤곽검출수단의 수직방향의 변화량을 가산하는 혼합수단 ; 상기 혼합수단의 출력신호에 대하여 디지탈 적분값으로 초점평가치를 검출하는 초점평가치검출수단; 및 상기 초점평가치검출수단의 출력에 따라 초점렌즈의 위치를 초점평가치의 최대점으로 이동시키는 초점위치조절수단을 포함함을 특징으로 하는 자동초점조절장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 수평윤곽검출수단은 소정대역의 영상신호만을 필터링하는 대역통과필터로 구성됨을 특징으로 하는 자동초점조절장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 수평윤곽검출수단은, 상기 영상신호처리수단으로부터 출력되는 1수평주사기간만큼 지연시키는 지연소자; 상기 영상신호처리수단으로부터 출력되는 현재라인의 영상신호에서 상기 지연소자로부터 바로전 라인의 영상신호를 감산하는 감산기; 및 상기 감산기의 출력을 절대치로 출력하는 절대치회로를 포함함을 특징으로 하는 자동초점조절장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 초점평가치검출수단은 화면의 어느부분에 초점을 맞추고 있는지를 사용자가 쉽게 알 수 있도록 하기 위한 초점영역을 발생하는 초점영역발생수단을 더 포함하여 상기 초점영역에 대해서 초점평가치를 검출함을 특징으로 하는 자동초점조절장치.