KR100781272B1 - 연속 줌잉 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속 줌잉 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 줌 렌즈를 이동하여 연속적으로 화면을 확대 또는 축소하는 과정에서 포커스를 유지하는 연속 줌잉 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 모바일 폰에 사용되는 소형의 카메라 모듈에 있어서 연속적인 줌잉에 상응하여 포커스 렌즈가 연동하도록 함으로써 연속적으로 화면을 확대 또는 축소하는 과정에서 포커스를 유지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 피사체의 위치와 줌 렌즈의 위치에 상응하는 정확한 포커스 렌즈의 위치값을 추정하여 포커스 렌즈를 이동함으로써 정확한 포커스를 유지하는 장점이 있다.
연속 줌잉, 포커스 렌즈, 줌 렌즈, 이동 거리

Description

연속 줌잉 장치 및 그 방법{Continuous Zooming Apparatus and Method thereof}
도 1은 줌 렌즈와 포커스 렌즈의 연동이동 관계를 나타낸 상관관계도이다.
도 2는 본 발명에 의한 연속 줌잉 장치의 일 실시예의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예인 포커스 렌즈 이동 거리의 연산을 모식적으로 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 의한 연속 줌잉 방법의 일 실시예를 나타낸 순서도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 줌잉(Zooming) 신호 입력부 20: 줌 렌즈 제어부
30: 줌 렌즈 구동부 40: 줌 렌즈
50: 포커스 렌즈 제어부 60: 포커스 렌즈 구동부
70: 포커스 렌즈 90: 피사체(촬영 대상)
100: 연속 줌잉(Zooming) 장치
본 발명은 연속 줌잉 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 줌 렌즈를 이동하여 연속적으로 화면을 확대 또는 축소하는 과정에서 포커스를 유지하는 연속 줌잉 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
카메라 모듈이 부착된 모바일 폰이 보편화되고, 해상도 높은 카메라 폰이 제작되면서 광학 줌 기능을 가지는 카메라에 대한 요구가 증대되고 있다. 그러나 모바일 폰에 사용되는 소형의 카메라 모듈은 설계상의 기술적인 어려움과 제한된 유효 초점 거리로 인하여 줌 기능은 제외되거나 2배, 3배 줌이 되는 경우라도 제한된 단계에 따른 줌잉(Zooming)만이 가능하였다.
상기한 바와 같은 광학 줌 기능은 줌 렌즈를 소형의 모터로 이동시킴으로써 구현된다. 즉, 사용자가 와이드(Wide) 또는 텔레(Tele)의 줌잉(Zooming) 신호를 입력하면, 구동모터를 통해 줌 렌즈를 이동시킨다. 이를 통해 카메라의 렌즈계를 통해 입력되는 파사체는 축소 또는 확대되며 동시에 초점 거리가 변화한다. 그러므로 줌 렌즈의 이동이 있는 경우 인포커스(In focus)를 유지하기 위해서는 초점 렌즈도 이동하여야 한다.
도 1은 줌 렌즈와 포커스 렌즈의 연동이동 관계를 나타낸 상관관계도이다. 도시된 바와 같이 종래의 모바일 폰에 장착되는 소형 카메라 모듈에서는 7개의 줌잉 단계를 나누어 각 단계별로 오토 포커싱(AF)을 하였다. 이때 7개의 단계에 따른 줌 렌즈와 포커스 렌즈의 이동값은 정해진 유효 초점 거리(effective focal lenth)와 피사체의 위치에 따른 실험값으로 결정된다. 그러나 이와 같은 종래기술에서는 단계별로 줌 렌즈가 이동하는 줌잉 과정에서는 디포커스(defocus)가 되어 화면이 흐려지는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 모바일 폰에 사용되는 소형의 카메라 모듈에 있어서 줌 렌즈를 이동하여 연속적으로 화면을 확대 또는 축소하는 과정에서 포커스를 유지하는 연속 줌잉 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명에 의한 연속 줌잉 장치의 바람직한 실시예는 줌 거리에 대응하여 이동이 가능한 줌 렌즈와; 초점 거리에 대응하여 이동이 가능한 포커스 렌즈와; 상기 줌 렌즈를 이동시키는 줌 렌즈 구동부와; 인포커스가 된 상태의 줌 렌즈 위치값 및 포커스 렌즈의 위치값이 적어도 하나 저장된 메모리와; 상기 줌 렌즈가 이동되면 상기 메모리에서 상기 이동된 줌 렌즈의 위치값에 해당하는 포커스 렌즈의 위치값을 검색하고, 상기 검색된 포커스 렌즈의 위치값을 이용하여 상기 포커스 렌즈의 이동 거리를 결정하는 포커스 렌즈 제어부와; 상기 포커스 렌즈 구동부에 의해 결정된 이동 거리에 상응하게 상기 포커스 렌즈를 이동시키는 포커스 렌즈 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 의한 연속 줌잉 방법의 바람직한 실시예는 줌잉 신호가 입력되는 단계와; 상기 줌잉 신호에 상응하게 줌 렌즈를 이동시키는 단계와; 메모리에 인포커스가 된 상태의 줌 렌즈 위치값 및 포커스 렌즈의 위치값이 적어도 하나 저장된 상태에서, 상기 이동된 줌 렌즈의 위치값에 해당하는 포커스 렌즈의 위치값을 검색하는 단계와; 상기 검색된 포커스 렌즈의 위치값을 이용하여 상기 포커스 렌즈의 이동 거리를 결정하는 단계와; 상기 결정된 포커스 렌즈의 이동 거리에 상응하게 상기 포커스 렌즈를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 연속 줌잉 장치 및 그 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 의한 연속 줌잉 장치의 일 실시예의 구성을 나타낸 블록도이다. 도시된 바와 같이 본 실시예에 의한 연속 줌잉 장치(100)는 줌잉 신호 입력부(10), 렌즈 제어부(20,50), 렌즈 구동부(30,60) 및 렌즈부(40,70)를 포함하여 구성된다.
줌잉 신호 입력부(10)를 통해 촬영하고자 하는 피사체(90)를 연속적으로 축소하거나 확대하는 와이드(Wide) 또는 텔레(Tele)의 신호를 입력받는다. 입력된 줌 신호에 상응하여 줌 렌즈 제어부(20)는 줌 렌즈(40)의 이동거리를 결정하고 그에 상응하는 구동신호를 출력한다. 상기 구동신호에 따라 줌 렌즈 구동부(30)는 줌 렌즈(40)를 해당 이동거리 만큼 이동시킨다. 이를 통하여 영상표시부에 표시되는 피사체(90)의 영상은 연속적으로 확대 또는 축소된다.
상기 줌 렌즈(40)가 구동하여 연속적인 줌잉이 이루어짐에 따라, 포커스 렌즈 제어부(50)는 포커스 렌즈(70)가 연동하여 인포커스를 유지하도록 제어신호를 출력한다. 이때, 포커스 렌즈(70)의 이동거리는, 상기 포커스 렌즈 제어부(50) 내에 저장된 데이터로부터 결정된다. 포커스 렌즈 구동부(60)는 상기 제어신호를 입력받아 상기 포커스 렌즈의 이동거리 만큼 포커스 렌즈(70)를 이동시킨다. 따라서, 줌 렌즈(40)가 이동하며 연속적으로 줌잉됨에 따라, 포커스 렌즈(70)도 함께 연속이동을 함으로써 인포커스를 유지하며 연속 줌잉이 가능하게 한다.
상기 포커스 렌즈(70)의 이동거리의 결정방법은 이하에서 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예인 포커스 렌즈(70) 이동거리의 연산을 모식적으로 나타낸 그래프로, 피사체(90)의 거리에 따른 포커스 렌즈(70)와 줌 렌즈(40)의 상관관계가 도시되어 있다. 이에 도시된 바와 같이 포커스 렌즈 제어부(50)는 상기 그래프를 구성하는 데이터를 바탕으로 포커스 렌즈의 이동거리를 결정한다. 이를 위해 포커스 렌즈 제어부(50)는 상기의 데이터가 저장된 메모리(미도시)를 더 포함한다.
그래프 A는 줌 렌즈가 가장 넓은 화각을 가지는 경우(최대의 와이드 신호인 경우) 포커스 렌즈의 위치값이 a일 때 초점이 맞는 거리의 피사체를 나타내고 있 다. 상기와 같은 거리의 피사체는, 줌 렌즈와 포커스 렌즈의 위치가 그래프 A 상에 있을 때 인포커스(In focus)된다. 또한, 그래프 B는 줌 렌즈가 가장 넓은 화각을 가지는 경우(최대의 와이드 신호인 경우) 포커스 렌즈의 위치값이 b일 때 초점이 맞는 거리에 위치하는 피사체를 나타내고 있다. 도시된 바와 같이 피사체가 카메라 모듈과 이격된 거리에 따라 줌 렌즈와 초점 렌즈의 위치값은 변화하게 된다. 또한, 줌 렌즈(40)가 텔레(T) 신호에 따라 점차 이동하는 경우, 화각이 좁아지며 피사체(90)가 확대되어 감에 따라 인포커스를 유지하기 위해서는 포커스 렌즈(70)의 위치값도 함께 증가한다. 그러므로 포커스 렌즈(70)가 정확한 위치로 연동하여야 줌잉 과정에서 인포커스를 유지할 수 있다. 이를 위하여 포커스 렌즈 제어부(50)에서 포커스 렌즈(70)의 이동 거리 값을 연산하여 그에 상응하는 신호를 출력하게 된다.
포커스 렌즈 제어부(50)는 상기한 그래프를 구성하는 메모리(미도시)에 저장된 데이터에 상응하여, 포커스 렌즈(70)의 이동거리를 연산한다. 즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 연속 줌잉 장치(100)를 구비한 카메라를 작동시키면, 상기 줌 렌즈(40)는 처음에는 최대 화각을 갖는 지점에 위치한다. 그리고 피사체와의 거리에 따라 초점을 맞춘다. 이후 사용자가 상기 줌 렌즈(40)의 위치를 이동시킴에 따라 자동적으로 포커스 렌즈(70)의 위치도 이동하게 된다. 이때, 상기 피사체의 거리가 상기 메모리(미도시)에 저장된 값에 해당하면, 상기 메모리(미도시)에 저장된 값에 따라(즉, 도 3에 도시된 그래프의 선을 따라) 상기 포커스 렌즈(70)의 이동거리를 결정한다. 그러나, 상기 메모리(미도시)에 저장된 값에 해당하지 않으면, 예를 들어 도 3에서 포커스 렌즈(70)가 a와 b 중간값일 때 초점이 맞는 경우, 근접 한 데이터을 따르게 되면 선명한 상을 유지할 수 없으므로 문제가 된다. 이 경우, 포커스 렌즈(70)의 정확한 위치와 이동거리를 연산하기 위하여, 상기 포커스 렌즈 제어부(50)는 별도의 연산부(미도시)를 더 구비한다. 따라서 상기 연산부(미도시)를 통해 상기 메모리(미도시)에 저장된 데이터의 범위를 벗어나는 경우에도 정확한 포커스 렌즈(70)의 위치값을 찾아내어 이동 거리를 연산할 수 있으며, 상기의 연산과정은 이하에서 상세하게 살펴본다.
도 3에 도시된 바와 같이 곡선 A, B에 포함되는 데이터의 범위를 벗어나는 경우, 근접하는 두 점 f(X0)과 f(X1)의 값을 이용하여 f(X)의 값을 추정할 수 있다. 이를 위해 포커스 렌즈 제어부(50)는 저장된 데이터 중에서 현재 촬영하고자 하는 피사체(90)의 위치와 줌 렌즈(40)의 위치에 상응하는 데이터에 가장 근점한 임의의 두 데이터 값(f(X0)과 f(X1))을 선택한다. 상기 두 데이터 값을 바탕으로 추정값f(X)을 계산하여 정확한 포커스 렌즈(70)의 이동거리를 연산할 수 있다. 이는 보간법에 따라 다음과 같은 방법으로 계산될 수 있다.
Figure 112006011186737-pat00001
그리고 상기 추정값에 상응하여 포커스 렌즈(70)가 이동함으로써 연속 줌잉시 인포커스를 유지하게 된다.
도 4는 본 발명에 의한 연속 줌잉 방법의 일 실시예를 나타낸 순서도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 연속 줌잉 방법은 줌잉 신호를 입력받는 단계로부터 시작된다. 줌잉 신호 입력부를 통해 촬영하고자 하는 피사체(90)를 연속적으로 축소하거나 확대하는 와이드(Wide) 또는 텔레(Tele)의 신호를 입력받는다(제10단계). 입력된 줌 신호에 상응하여 줌 렌즈 제어부(20)는 줌 렌즈(40)의 이동거리를 결정하여 그에 상응하는 구동신호를 출력한다. 상기 구동신호에 따라 줌 렌즈 구동부(30)는 줌 렌즈(40)를 해당 이동거리 만큼 이동시킨다(제20단계). 이를 통하여 영상표시부에 표시되는 피사체(90)의 영상은 연속적으로 확대 또는 축소된다.
포커스 렌즈 제어부(50)는 줌 렌즈(40)가 구동하여 연속적인 줌잉이 이루어짐에 따라 포커스 렌즈(70)가 연동이동하여 인포커스를 유지하도록 제어신호를 출력한다. 이를 위해 저장된 데이터를 이용하여 포커스 렌즈의 이동거리를 결정한다(제30단계). 이에 대해서는 상기 도 3에서 설명한 바와 같다.
포커스 렌즈 구동부(60)는 상기 제어신호를 입력받아 포커스 렌즈(70)를 상기 입력된 신호에 상응하는 이동거리 만큼 이동시킨다(제40단계). 이를 통해 연속 줌잉에 상응하여 포커스 렌즈(70)도 함께 연속이동을 함으로써 인포커스를 유지하며 연속 줌잉이 가능한 방법을 제공한다.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 연속 줌잉 장치 및 그 방법 에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
즉, 모바일 폰에 사용되는 소형의 카메라 모듈에 있어서 연속적인 줌잉에 상응하여 포커스 렌즈가 연동하도록 함으로써 연속적으로 화면을 확대 또는 축소하는 과정에서 선명한 화상을 유지할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명은 피사체의 위치와 줌 렌즈의 위치에 상응하는 정확한 포커스 렌즈의 위치값을 추정하여 포커스 렌즈를 이동함으로써 정확한 포커스를 유지하는 장점이 있다.

Claims (7)

  1. 줌 거리에 대응하여 이동이 가능한 줌 렌즈;
    초점 거리에 대응하여 이동이 가능한 포커스 렌즈;
    상기 줌 렌즈를 이동시키는 줌 렌즈 구동부;
    인포커스가 된 상태의 줌 렌즈 위치값 및 포커스 렌즈의 위치값이 적어도 하나 저장된 메모리;
    상기 줌 렌즈가 이동되면 상기 메모리에서 상기 이동된 줌 렌즈의 위치값에 해당하는 포커스 렌즈의 위치값을 검색하고, 상기 검색된 포커스 렌즈의 위치값을 이용하여 상기 포커스 렌즈의 이동 거리를 결정하는 포커스 렌즈 제어부; 그리고,
    상기 포커스 렌즈 구동부에 의해 결정된 이동 거리에 상응하게 상기 포커스 렌즈를 이동시키는 포커스 렌즈 구동부;를 포함하여 이루어지는 연속 줌잉 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 줌잉 신호가 입력되는 단계;
    상기 줌잉 신호에 상응하게 줌 렌즈를 이동시키는 단계;
    메모리에 인포커스가 된 상태의 줌 렌즈 위치값 및 포커스 렌즈의 위치값이 적어도 하나 저장된 상태에서, 상기 이동된 줌 렌즈의 위치값에 해당하는 포커스 렌즈의 위치값을 검색하는 단계;
    상기 검색된 포커스 렌즈의 위치값을 이용하여 상기 포커스 렌즈의 이동 거리를 결정하는 단계; 그리고,
    상기 결정된 포커스 렌즈의 이동 거리에 상응하게 상기 포커스 렌즈를 이동시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 연속 줌잉 방법.
  7. 삭제
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