KR100318612B1 - 캠코더의 오토포커스 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

가.청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

캠코더에 관한 것이다.

나.발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

피사체의 일부분이 새츄레이션되어 있는 경우에도 정확히 오토 포커싱 동작을 수행할 수 있는 캠코더의 오토 포커싱 제어장치 및 방법을 제공한다.

다.발명의 해결방법의 요지

본 발명은 캠코더의 오토포커스 제어장치에 있어서, 광축방향으로 전후 이동되어 피사체의 포커스를 맞추는 포커스렌즈와, 소정 제어에 따라 상기 포커스렌즈를 상기 광축방향으로 전후 이동시키는 포커스모터와, 오토포커스 데이터 발생부와 휘도분포 데이터 발생부로 구성되는 오토포커싱을 위한 로직부를 구비하여 카메라부로부터 촬상되어 입력되는 상기 피사체의 촬상영상신호로부터 오토포커싱을 위한 오토포커스(AF)데이터 및 휘도분포(HISTO) 데이터를 생성 출력시키는 신호처리부와, 상기 촬상영상신호의 휘도레벨이 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우에는 현재 촬상하고 있는 피사체를 새츄레이션 피사체로 판단하여 상기 휘도분포 데이터의 값이 최소로 되는 지점에 상기 포커스렌즈가 위치하도록 제어하는 마이컴을 포함하여 구성함을 특징으로 한다..

라.발명의 중요한 용도

캠코더에 이용한다.

Description

캠코더의 오토포커스 제어장치 및 방법

본 발명은 캠코더에 관한 것으로, 특히 캠코더의 오토포커스(Auto focus) 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 캠코더는 피사체를 촬영하는 일반적인 카메라(video camera)의 기능을 가지고 있을 뿐만 아니라 촬영된 피사체를 녹화할 수 있는 녹화기(video recoder)로서의 기능도 함께 가지고 있는 휴대용 촬영장치이다.

상기한 바와 같은 캠코더에는 통상적으로 피사체와의 핀트(Pint)가 자동으로 정확히 맞추어지도록 하는 오토포커싱(Auto focusing) 기능이 구현되어 있다.

도 1은 캠코더내 카메라계의 장치 구성 일예를 도시한 것으로, 상기 도 1을 참조하면 렌즈부(10)는 줌렌즈(zoom lens), 포커스렌즈(focus lens) 등을 포함하고 있다. 줌렌즈는 줌모터(12)에 의해 광축방향으로 전후 이동되어 피사체의 배율이 확대 및 축소되도록 하는 렌즈이고 포커스렌즈는 포커스모터(14)에 의해 광축방향으로 전후 이동되어 피사체의 포커스가 맞아지도록 하는 렌즈이다. 상기 줌모터(12)와 포커스모터(14) 각각은 마이컴(30)에 의해 제어되는 줌모터 구동부(16)와 포커스모터 구동부(18)에 의해 구동된다. 상기 렌즈부(10)후단에 위치하는 조리개(20)는 조리개 제어부(32)에 의해 구동되는 조리개 메터에 의해 개폐되어 입사 광량을 조절한다. 조리개 제어부(32)는 마이컴(30)에 의해 제어되어 상기 조리개 메터를 구동시키며, 또한 홀 센서(hall sensor)를 구비하여 상기 조리개(20)의 개폐정도를 감지하고 감지된 값을 마이컴(30)으로 출력한다. CCD(Charge Coupled Device)(22)는 렌즈부(10) 및 조리개(20)를 통과한 피사체의 광신호를 전기적 신호(촬상영상신호)로 변환출력하며, CDS/AGC(Correlated Double Sampling/Auto Gain Control)(24)는 상기 촬상영상신호를 상관더블 샘플링하고 이득 조절하여 CDS출력을 조리개 제어부(32)로 출력하고 이득제어된 출력을 ADC(Analog to Digital Converter)(26)로 출력한다. ADC(26)는 CDS/AGC(24)에서 이득조절된 1필드분의 촬상영상신호를 디지털신호로 변환출력한다. 신호처리부(Digital Signal Processor:이하 "DSP"라 함)(28)는 영상처리를 위한 영상신호처리부 및 오토포커싱(auto focusing)을 위한 로직부 등을 포함하고 있는데, 상기 영상신호처리부는 디지털변환된 1필드분의 촬상영상신호를 NTSC(National Television System Committe) 또는 PAL(Phase Alternation by Line)방식의 영상신호(Y,C)로 처리하여 VCR계로 출력한다.

마이컴(30)은 내장 메모리에 저장된 제어프로그램에 의거하여 비디오 카메라의 오토포커싱(auto focusing)에 관련된 동작을 전반적으로 제어한다. 마이컴(30)은 오토포커싱을 위해 DSP(28)의 적분기에서 출력되는 오토포커스(Auto Focus:이하 "AF"라 함)데이터가 가장 커지는 피크(peak) 지점에서 렌즈부(10)에 있는 포커스렌즈가 정지되도록 제어함으로써 오토포커싱 동작을 수행하고 있다. 즉, 마이컴(30)은 포커스렌즈의 위치가 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 AF데이터의 피크 지점(P)에 해당할 때 정지되도록 제어한다.

그런데 상기 밴드패스 필터된 AF데이터는 상기한 바와 같이 대부분의 경우에는 포커스가 맞아 있는 상태에서 최대값을 나타내지만 피사체의 일부분이 새츄레이션되어 있는 경우 즉, 피사체의 일부분의 휘도가 주위에 비해서 아주 큰 부분이 있는 경우에는 포커스렌즈의 위치에 따른 AF데이터값의 분포가 상기 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 중앙부분이 피크가 아닌 형태로 데이터 분포를 가지게 된다.

따라서 종래에서와 마찬가지로 AF데이터의 피크지점(P)에서 포커스렌즈의 위치를 정지하도록 하는 오토포커싱 동작을 수행하는 경우 오토포커싱이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같이 종래 캠코더에서 AF데이터의 피크 지점에서 포커스렌즈의 위치를 정지시키는 오토포커싱 동작은 피사체의 일부분이 새츄레이션되어 있는 경우에는 AF데이터의 불균형 분포로 인해 포커스렌즈의 위치가 정확히 설정되지 못하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 피사체의 일부분이 새츄레이션되어 있는 경우에도 정확히 포커스렌즈의 위치를 설정시키는 캠코더의 오토포커스 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.

도 1은 통상적인 캠코더의 블록 구성도,

도 2는 일반적인 피사체인 경우 포커스렌즈의 위치에 따른 오토포커스 데이터 분포도와 새츄레이션된 피사체인 경우 포커스렌즈의 위치에 따른 오토포커스 데이터 분포도를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 신호처리부내의 오토포커싱을 위한 로직부의 상세 블록구성도,

도 4는 상기 도 3의 휘도분포 데이터 발생부의 상세 블록 구성도,

도 5는 새츄레이션된 피사체인 경우 포커스렌즈의 위치별 휘도분포 데이터와, 포커스렌즈의 위치에 따른 오토포커싱 데이터 분포도를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 오토포커싱 제어를 위한 처리 흐름도,

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 캠코더의 오토포커스 제어장치에 있어서, 광축방향으로 전후 이동되어 피사체의 포커스를 맞추는 포커스렌즈와, 소정 제어에 따라 상기 포커스렌즈를 상기 광축방향으로 전후 이동시키는 포커스모터와, 오토포커스 데이터 발생부와 휘도분포 데이터 발생부로 구성되는 오토포커싱을 위한 로직부를 구비하여 카메라부로부터 촬상되어 입력되는 상기 피사체의 촬상영상신호로부터 오토포커싱을 위한 오토포커스(AF)데이터 및 휘도분포(HISTO) 데이터를 생성 출력시키는 신호처리부와, 상기 촬상영상신호의 휘도레벨이 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우에는 현재 촬상하고 있는 피사체를 새츄레이션 피사체로 판단하여 상기 휘도분포 데이터의 값이 최소로 되는 지점에 상기 포커스렌즈가 위치하도록 제어하는 마이컴을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 구체적인 처리 흐름과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 캠코더 신호처리부내의 오토포커싱을 위한 로직부의 상세 블록 구성도를 도시한 것이다. 상기 도 3을 참조하면, DSP내 오토포커싱을 위한 로직부(300)는 오토포커싱할 밴드폭(band width)을 설정하는 밴드패스필터(302) 및 적분기(304) 등을 포함하고 있다. 밴드패스필터(302)는 디지털 변환된 촬상영상신호의 휘도신호를 미리 설정된 밴드폭으로 밴드패스 필터링하고 적분기(304)는 밴드패스 필터를 거친 신호를 적분하여 생성되는 AF데이터를 마이컴(308)으로 출력한다. 휘도분포(HISTO) 데이터 발생부(306)은 본 발명의 실시 예에 따라 새로이 구비되는 블록으로 CCD화소(pixel)의 휘도신호를 크기별로 나누고 휘도신호 크기의 분포를 카운트(Count)하여 카운트된 휘도분포(HISTO) 데이터를 출력시킨다.

도 4는 상기 휘도분포 데이터 발생부(306)의 상세 블록 구성을 도시한 것으로, 상기 도 4를 참조하여 휘도분포 데이터 발생부(306)의 동작을 보다 상세히 설명하면, 상기 휘도분포 데이터 발생부(306)는 휘도신호 크기 판단부(400)와 화소수 연산부(402)로 구성되는데 휘도신호 크기 판단부(400)는 입력되는 각 화소의 휘도신호 크기 즉, 각 화소의 광량을 판단하며, 화소수 연산부(402)는 상기 휘도신호 크기 판단부(400)로부터 판단된 각 화소를 휘도신호 크기별로 합산하여 휘도분포 데이터로 출력시키게 된다.

도 5는 상기 휘도분포 데이터 발생부(306)로부터 출력되는 휘도분포 데이터의 포커스렌즈의 위치에 대응된 분포도를 도시한 것이다. 상기 휘도분포 데이터의 분포도는 피사체의 일부분이 새츄레이션되어 있는 경우 상기 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 포커스렌즈의 초점이 맞취지는 부분에서 최저값을 나타내게 된다.

따라서 상기와 같은 휘도분포 데이터의 특성에 따라 피사체의 일부분이 새츄레이션되어 있는 경우 마이컴(308)은 AF데이터를 이용하는 대신 상기 휘도분포 데이터를 이용하여 오토포커싱을 수행함으로써 오토포커싱 에러를 줄일 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 피사체의 일부분이 새츄레이션된 경우 신호처리부로부터 입력되는 휘도분포 데이터를 이용하여 오토포커싱을 동작을 수행하기 위한 마이컴(308)에서의 처리 흐름을 도시한 것이다. 이하 상기 도 6의 흐름도에 따라 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 특히, 본 발명의 실시 예에서는 설명의 편의상 피사체로부터 촬상되는 CCD화소의 휘도신호 크기를 10비트 즉, 0∼1024레벨로 표시하는 경우를 예를 들어 설명한다.

먼저 마이컴(308)은 오토포커싱 동작을 수행하기 위해 (600)단계에서 신호처리부로의 오토포커싱을 위한 로직부(300)로부터 AF데이터 및 휘도분포(HISTO) 데이터를 함께 입력받는다. 이어 마이컴(308)은 (602)단계로 진행하여 촬상되는 피사체의 CCD화소중 휘도신호의 크기가 128∼1024레벨사이인 화소의 수를 계산하여 상기 화소의 수가 미리 설정된 기준치(K)를 초과하는지 여부를 검사한다. 상기 기준치라함은 피사체의 일부분이 새츄레이션되었는지 여부를 판단하기 위해 미리 설정된 값으로 휘도신호의 크기가 128∼1024레벨사이인 화소의 수를 의미한다. 이때 만일 상기 (602)단계에서 상기 피사체의 CCD화소중 휘도신호의 크기가 128∼1024레벨사이인 화소의 수가 상기 기준치를 초과하지 않은 경우 마이컴(308)은 (604)단계에서 상기 피사체를 새츄레이션된 부분이 없는 일반적인 피사체로 판단하고, 통상적인 경우와 마찬가지로 상기 신호처리부로부터 입력되는 데이터중 AF데이터를 이용하여 오토포커싱 동작을 수행하게 된다. 즉, 마이컴(308)은 (606)단계로 진행하여 포커스렌즈를 이동시키며, (608)단계에서 상기 도 2의 (a)에 도시된 AF데이터의 분포도중 AF데이터의 값이 최대값이 되는 피크 지점(P)에 포커스렌즈가 위치하는지 여부를 검사한다. 이때 만일 포커스렌즈의 위치가 AF데이터의 최대값에 해당하는 피크 지점(P)에 위치하지 않으면 마이컴(308)은 상기 (606)∼(608)단계를 반복 수행하며, 포커스렌즈의 위치가 AF데이터의 최대값 지점에 위치하도록 제어한다. 이와 달리 상기 (608)단계에서 포커스렌즈의 위치가 AF데이터의 최대값에 해당하는 지점에 위치하면 마이컴(308)은 (610)단계로 진행하여 포커스모터(14)의 구동을 정지시켜 포커스렌즈가 더 이상 이동하지 않도록 제어한다.

이와 달리 상기 (602)단계에서 상기 피사체의 CCD화소중 휘도신호의 크기가 128∼1024레벨사이인 화소의 수가 상기 기준치를 초과하는 경우 마이컴(308)은 (612)단계에서 상기 피사체의 일부분이 새츄레이션되어 있다고 판단하고, 이에 따라 상기 신호처리부로부터 입력되는 데이터중 휘도분포 데이터를 이용하여 오토포커싱 동작을 수행하게 된다. 즉, 마이컴(308)은 (614)단계로 진행하여 포커스렌즈를 이동시키며, (616)단계에서 상기 도 5의 (a)에 도시된 휘도분포 데이터의 분포도중 휘도분포 데이터의 값이 최소값이 되는 지점(M)에 포커스렌즈가 위치하는지 여부를 검사한다. 이때 만일 포커스렌즈의 위치가 휘도분포 데이터의 최소값에 해당하는 지점(M)에 위치하지 않으면 마이컴(308)은 상기 (614)∼(616)단계를 다시 수행하며, 포커스렌즈의 위치가 휘도분포 데이터의 최소값 지점(M)에 위치하도록 제어한다. 이와 달리 상기 (616)단계에서 포커스렌즈의 위치가 휘도분포 데이터의 최소값에 해당하는 지점(M)에 위치하면 마이컴(308)은 (618)단계로 진행하여 포커스모터(14)의 구동을 정지시켜 포커스렌즈가 더 이상 이동하지 않도록 제어한다.

따라서 피사체의 일부분이 새츄레이션될 시 포커스렌즈의 초점이 맞춰지는 지점에서 최소값을 나타내는 특성을 가지는 휘도분포 데이터를 이용하여 오토포커싱 동작을 수행함으로써 피사체의 일부분이 새츄레이션되어 종래의 AF데이터를 오토 포커싱 동작에 이용할 수 없는 경우에도 정확한 오토포커싱 동작을 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 피사체의 일부분이 새츄레이션될 시 포커스렌즈의 초점이 맞춰지는 지점에서 최소값을 나타내는 특성을 가지는 휘도분포 데이터를 이용하여 오토포커싱 동작을 수행함으로써 피사체의 일부분이 새츄레이션되어 종래의 AF데이터를 오토포커싱 동작에 이용할 수 없는 경우에도 정확한 오토포커싱 동작을 수행할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 캠코더의 오토포커스 제어장치에 있어서,

   광축방향으로 전후 이동되어 피사체의 포커스를 맞추는 포커스렌즈와,

   소정 제어에 따라 상기 포커스렌즈를 상기 광축방향으로 전후 이동시키는 포커스모터와,

   오토포커스 데이터 발생부와 휘도분포 데이터 발생부로 구성되는 오토포커싱을 위한 로직부를 구비하여 카메라부로부터 촬상되어 입력되는 상기 피사체의 촬상영상신호로부터 오토포커싱을 위한 오토포커스(AF)데이터 및 휘도분포(HISTO) 데이터를 생성 출력시키는 신호처리부와,

   상기 촬상영상신호의 휘도신호 크기가 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우에는 현재 촬상하고 있는 피사체를 일부분이 새츄레이션된 피사체로 판단하여 상기 휘도분포 데이터의 값이 최소로 되는 지점에 상기 포커스렌즈가 위치하도록 제어하는 마이컴으로 이루어짐을 특징으로 하는 캠코더의 오토포커스 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 휘도분포 데이터 발생부는,

   상기 촬상영상신호의 전체화소를 각 화소가 나타내는 휘도신호의 크기별로 분류하는 휘도신호 크기 판단부와,

   같은 휘도신호 크기를 가지는 화소들을 합산한 결과치로써 상기 휘도분포 데이터를 출력하는 화소수 연산부로 이루어짐을 특징으로 하는 캠코더의 오토포커스 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 오토포커스 데이터 발생부는,

   상기 촬상영상신호의 휘도신호를 미리 설정된 밴드폭으로 밴드패스 필터링시키는 밴드패스 필터와,

   상기 밴드패스 필터링된 휘도신호를 적분하여 오토포커스 데이터로써 출력시키는 적분기로 이루어짐을 특징으로 하는 캠코더의 오토포커스 제어장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 마이컴은,

   상기 촬상영상신호의 휘도신호 크기가 미리 설정된 기준치를 초과하지 않는 경우에는 현재 촬상하고 있는 피사체를 일반적인 피사체로 판단하여 상기 오토포커스 데이터의 값이 최대로 되는 지점에 상기 포커스렌즈가 위치하도록 제어함을 특징으로 하는 캠코더의 오토포커스 제어장치.
5. 포커스렌즈와 포커스모터와 신호처리부 및 마이컴으로 구성된 캠코더의 오토 포커스 제어장치에서 오토포커싱 방법에 있어서,

   상기 신호처리부로부터 입력되는 휘도분포 데이터와 오토포커스 데이터를 수신하는 과정과,

   카메라부로부터 촬상되어 입력되는 피사체의 촬상영상신호의 휘도신호 크기가 미리 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 검사하는 과정과,

   상기 검사결과 상기 촬상영상신호의 휘도신호 크기가 상기 기준치를 초과하는 경우에는 현재 촬상하고 있는 피사체를 새츄레이션된 피사체로 판단하여 상기 휘도분포 데이터의 값이 최소로 되는 지점에 상기 포커스렌즈가 위치하도록 제어하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 캠코더의 오토포커스 제어방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 촬상영상신호의 휘도신호 크기가 상기 기준치를 초과하지 않는 경우에는 현재 촬상하고 있는 피사체를 일반적인 피사체로 판단하여 상기 오토포커스 데이터의 값이 최대로 되는 지점에 상기 포커스렌즈가 위치하도록 제어하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 캠코더의 오토포커스 제어방법.