KR100930771B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 렌즈부, 상기 렌즈부를 통해 들어온 빛을 전기적 영상신호로 변환하기 위한 이미지 센서, 상기 이미지 센서에서 출력된 영상신호를 처리하여, 이 영상신호 중에서 근적외선 성분이 포함된 레드 채널에 대한 에지를 분석한 후 AF 액츄에이터를 구동시키는 ISP를 포함한다. 본 발명에 의하면 카메라 모듈에서 근적외선을 이용하여 에지 분석을 수행함으로써, 야간 인물 촬영시에 AF 수행능력을 향상시키는 효과가 있다.

ISP, 야간, 주간, 근적외선, 오토포커싱, 카메라, 에지, 인물, 렌즈.

Description

카메라 모듈 {Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

최근 휴대폰, PDA 등과 같은 이동통신단말기에 카메라 모듈이 장착되는 경우가 많아지고 있다. 또한, 최근에는 화상회의, 화상통화 등을 위해 노트북 PC, 데스크탑 PC에 카메라 모듈이 장착되어 출시되고 있는 실정이다.

종래 휴대폰과 같은 이동통신단말기에 탑재되는 카메라 모듈의 기능 중에서 자동 초점 (Auto focus, 이하 'AF'라 함) 기능이 있다.

일반적으로 야간 촬영이라 함은 조도가 10 럭스(lux) 이하의 환경에서 촬영하는 것을 말하는데 종래 카메라 모듈에서는 야간 촬영시에 AF 수행능력이 떨어지는 문제점이 있다. 즉, 종래 AF 알고리즘의 경우에 낮은 조도에서 가시광선 영역의 파장값이 작아서 피사체의 에지(Edgy) 분석에 어려움이 있고, 이로 인한 AF 수행능력이 떨어지는 문제점이 있다. 특히, 종래 카메라 모듈에서 야간의 인물 촬영시 AF 수행에 많은 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 야간에 인물 촬영시에 오토 포커스 수행 능력을 향상시킨 카메라 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 렌즈부, 상기 렌즈부를 통해 들어온 빛을 전기적 영상신호로 변환하기 위한 이미지 센서, 상기 이미지 센서에서 출력된 영상신호를 처리하여, 이 영상신호 중에서 근적외선 성분이 포함된 레드 채널에 대한 에지(Edge)를 분석한 후 AF(Auto Focusing) 액츄에이터를 구동시키는 ISP(Image Signal Processor)를 포함한다.

본 발명에 의하면 카메라 모듈에서 근적외선을 이용하여 에지 분석을 수행함으로써, 야간 인물 촬영시에 AF 수행능력을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 화이트 밸런스 프로세싱을 이용하여 주간 촬영시에 발생할 수 있는 화면이 붉게 물드는 현상을 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 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 실시예에 따른 카메라 모듈의 내부구조를 보여주는 블록도이다. 카메라 모듈은 렌즈부(100), 이미지 센서(200), ISP(300)를 포함하여 이루어진다.

이미지 센서(200)는 렌즈부(100)를 통해 들어온 빛을 전기적 영상신호로 변환하는 역할을 한다. 일반적으로 이미지 센서(200)는 근적외선 파장에 반응하는 실리콘 반도체로 구성된다. 일반적인 실리콘 반도체로 구성된 이미지 센서(200)의 경우, 약 1100nm 이내의 파장을 흡수할 수 있다. 도 1에서 A는 근적외선을 나타낸다.

ISP(Image Signal Processor)(300)는 이미지 센서(200)에서 출력된 영상신호를 처리하며, 이 영상신호 중에서 근적외선 성분이 포함된 레드 채널(Red channel)에 대한 에지(Edge)를 분석하여 AF(Auto Focusing) 액츄에이터를 구동시킨다. 본 발명의 일 실시예에서 ISP(300)는 야간 인물 촬영 모드에서만 레드 채널에 대한 에지를 분석하여 AF 액츄에이터를 구동시킬 수 있다.

도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에서는 열 감지를 하기 위하여 근적외선 파장을 이용하여 에지 분석을 수행한다. 참고로 가시광선의 파장은 약 380~780nm이 며, 근적외선 파장은 750nm~30000nm 이다.

본 발명의 일 실시예에서 렌즈부(100)에는 적외선 컷오프 필터(IR cutoff filter)가 내장되지 않는다. 본 발명에서는 근적외선 파장을 이용해야 하기 때문에, 도 1에서 보는 바와 같이 렌즈부(100)에서는 근적외선(A) 파장을 통과시켜야 한다. 따라서, 렌즈부(100)에는 적외선 컷오프 필터가 내장되지 않아야 한다.

도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에서 ISP(300)는 오토 포커싱부(310)와 GIP(General Image Processing)부(320)로 이루어진다.

오토 포커싱부(310)는 이미지 센서(200)에서 출력된 영상신호 중에서 근적외선 성분이 포함된 레드 채널에 대한 에지 분석을 하는 역할을 한다.

GIP부(320)는 레드 채널을 포함한 이미지 센서(200)에서 출력된 영상신호 및 오토 포커싱부(310)에서 출력된 신호를 처리하는 역할을 한다. 도 1의 실시예에서, GIP부(320)는 레드 채널, 그린 채널(Green Channel), 블루 채널(Blue Channel)의 영상신호 및 오토 포커싱부(310)에서 출력된 신호를 처리하게 된다.

이제 본 발명에서 ISP(300)의 내부구조를 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ISP(300)의 내부구조를 보여주는 블록도이다.

도 2에서 오토 포커싱부(310)는 렌즈 이동부(312), 에지 패스 필터부(314), 에지 분석부(316)를 포함하여 이루어진다.

렌즈 이동부(312)는 렌즈부(100)를 원점에서부터 바깥쪽으로 이동시키는 역할을 한다. 다시 말해서, 렌즈 이동부(312)는 렌즈부(100)를 무한대 초점에서부터 접사 초점까지 이동시키는 역할을 한다.

에지 패스 필터부(314)는 레드 채널에 대한 에지 이미지를 얻기 위한 소정의 필터를 구비하고 있다. 본 발명의 일 실시예에서 에지 패스 필터부(314)는 소벨 필터(Sobel filter)로 구성될 수 있다.

참고로 소벨 필터는 사물의 윤곽선을 검출하는 필터로서, 비선형 연산자를 사용하는 마스크 윈도우 영역에서 양 끝단에 속한 화소들 사이의 합의 차이를 구한후, 이를 수평과 수직 방향에 대한 평균 크기를 구함으로써 경계 부위를 강조하는 필터이다. 소벨 필터는 보통 3*3 크기의 창으로 정의되며, 잡음에 강하고 굵게 나타나는 특성을 갖는다.

에지 분석부(316)는 렌즈부(100)의 이동시에 에지 패스 필터부(314)에서 얻은 이미지 중에서 에지 정보가 가장 많은 이미지를 GIP부(320)에 전송하는 역할을 한다. 예를 들어, 도 2의 실시예에서 에지 분석부(316)는 렌즈 이동부(312)가 렌즈부(100)를 이동시키면서 에지 패스 필터부(314)에서 얻은 이미지를 분석하여 에지 정보가 가장 많은 이미지를 GIP부(320)에 전송하게 된다.

이처럼 본 발명의 카메라 모듈에서는 야간에 인체에서 발산되는 근적외선을 이용하여 에지 정보를 처리함으로써, 야간에 인물 촬영시에 AF 기능을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명에서는 근적외선을 이용하기 위하여 렌즈부(100)에 적외선 컷오프 필터가 제거되어야 한다. 이렇게 렌즈부(100)에 적외선 컷오프 필터를 제거하면, 근적외선 파장을 이용하여 야간 인물 촬영시에 AF 효과를 개선할 수 있으나 주간 촬영시에 적외선에 의해 화면이 전체적으로 붉게 나타나는 현상이 발생하게 된다. 이 때의 화면 상태가 도 4 (a)에 도시되어 있다.

본 발명에서는 이러한 현상을 해결하기 위하여 화이트 밸런스 프로세싱(White balance processing)을 제안한다.

본 발명에서 ISP(300)는 주간 촬영시에 적외선 컷오프 필터의 미사용 조건 정보를 수집하고, 이 정보를 화이트 밸런스 프로세싱 처리하여 화면이 붉게 나타나는 현상을 방지한다.

예를 들어, ISP(300)는 도 4 (a)의 화면에서 적외선 컷오프 필터의 미사용 조건 정보를 수집한다. 도 3 (a)는 도 4 (a)의 화면에서 수집한 적외선 컷오프 필터의 미사용 조건 정보를 나타낸 그래프이다. ISP(300)는 도 3 (a)에 도시된 정보를 화이트 밸런스 프로세싱 처리하고, 이 때의 그래프가 도 3 (b)에 도시되어 있다. 도 4 (b)는 화이트 밸런스 프로세싱 처리가 된 화면으로서, 도 4 (a)와 비교하여 화면이 전체적으로 붉게 물드는 현상이 제거된 것을 확인할 수 있다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범 위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 내부구조를 보여주는 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 ISP의 내부구조를 보여주는 블록도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화이트 밸런스 프로세싱을 보여주는 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주간 촬영시의 영상을 보여주는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 렌즈 200 이미지 센서

300 ISP 310 오토 포커싱부

320 GIP부 312 렌즈 이동부

314 에지 패스 필터부 316 에지 분석부

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 적외선 컷오프 필터(IR cutoff filter)가 내장되지 않는 렌즈부;

   상기 렌즈부를 통해 들어온 빛을 전기적 영상신호로 변환하기 위한 이미지 센서;

   상기 영상신호 중에서 근적외선 성분이 포함된 레드 채널에 대한 에지 분석을 하기 위한 오토 포커싱부와, 상기 레드 채널을 포함한 상기 이미지 센서에서 출력된 영상신호 및 상기 오토 포커싱부에서 출력된 신호를 처리하기 위한 GIP(General Image Processing)부를 포함하며, 상기 GIP부를 이용하여 상기 이미지 센서에서 출력된 영상신호를 처리하고, 이 영상신호 중에서 근적외선 성분이 포함된 레드 채널에 대한 에지(Edge)를 상기 오토 포커싱부를 이용하여 분석한 후 AF(Auto Focusing) 액츄에이터를 구동시키는 ISP(Image Signal Processor)

   를 포함하며,

   상기 오토 포커싱부는 렌즈부를 원점에서부터 바깥쪽으로 이동시키기 위한 렌즈 이동부와, 레드 채널에 대한 에지 이미지를 얻기 위한 소정의 필터를 구비하는 에지 패스 필터부와, 렌즈부의 이동시에 상기 에지 패스 필터부에서 얻은 이미지 중에서 에지 정보가 가장 많은 이미지를 상기 GIP부에 전송하기 위한 에지 분석부를 포함하는 카메라 모듈.
5. 제4항에 있어서,

   상기 소정의 필터는 소벨 필터(Sobel filter)인 카메라 모듈.
6. 제4항에 있어서,

   상기 ISP는 야간 인물 촬영 모드에서만 레드 채널에 대한 에지를 분석하여 AF 액츄에이터를 구동시키는 카메라 모듈.
7. 적외선 컷오프 필터(IR cutoff filter)가 내장되지 않는 렌즈부;

   상기 렌즈부를 통해 들어온 빛을 전기적 영상신호로 변환하기 위한 이미지 센서;

   상기 이미지 센서에서 출력된 영상신호를 처리하여, 이 영상신호 중에서 근적외선 성분이 포함된 레드 채널에 대한 에지(Edge)를 분석한 후 AF(Auto Focusing) 액츄에이터를 구동시키는 ISP(Image Signal Processor)

   를 포함하며,

   상기 ISP는 주간 촬영시에 적외선 컷오프 필터의 미사용 조건 정보를 수집하고, 이 정보를 화이트 밸런스 프로세싱(White balance processing) 처리하는 카메라 모듈.

Images