KR101038830B1 - 주야간 겸용 카메라 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 주야간 겸용 카메라 모듈은, 하나 이상의 렌즈가 광축을 따라 구비되는 렌즈유닛; 상기 광축상에 배치되어 주간 촬영 모드 및 야간 촬영 모드에 사용되는 필터; 상기 필터를 통과한 빛이 상을 맺는 이미지 결상영역을 구비하는 이미지 센서; 야간 촬영 모드 시 빛을 발광하는 적외선 LED 조명; 및 R(red) 채널, G(green) 채널, 및 B(blue) 채널의 모든 출력값이 기 설정된 일정기준 이상이면 주간 촬영 모드로 판단하고, R 채널의 출력값은 기 설정된 일정기준 이상이고 G 채널 및 B 채널의 출력값들은 기 설정된 일정기준 미만이면 야간 촬영 모드로 판단하고, 야간 촬영 모드 시 상기 적외선 LED 조명을 발광시키는 제어부;를 포함할 수 있다.
적외선 필터, 적외선 LED 조명

Description

주야간 겸용 카메라 모듈 {CAMERA MODULE FOR DAY AND NIGHT}
본 발명은 주야간 겸용 카메라 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 카메라 모듈로 간편하게 주야간 모두 촬영을 할 수 있는 카메라 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰, PDA, 휴대용 PC 등과 같은 휴대통신 단말기는 최근 문자 또는 음성 데이터를 전송하는 것뿐만 아니라 화상 데이터 전송까지 수행하는 것으로 일반화되어 가고 있다.
이러한 추세에 부응하여 화상 데이터 전송이나 화상 채팅 등을 할 수 있기 위해서 최근에 휴대통신 단말기에 카메라 모듈이 기본적으로 설치되고 있는 실정이다.
휴대통신 단말기에 설치되는 카메라 모듈은 현재 야간촬영을 위해서 조명용 LED 및 Xenon flash를 장착하여 촬영용 조명으로 활용하고 있다. 그러나 이러한 보조 광원을 사용하여 촬영을 하게 되더라도 카메라 모듈의 소형화에 따른 렌즈 성능의 저하 및 이미지 센서의 크기의 소형화에 따른 빛의 효율화의 저하에 따라 원거 리 피사체의 촬상에는 어려움이 많다. 즉, 광원이 도달할 수 있는 거리의 피사체만 촬영이 가능한 기능상의 한계를 갖게 된다.
야간촬영을 위해서는 특수 적외선 필터 및 적외선 LED 조명을 이용한 야간촬영용 카메라가 존재하나, 이를 주간촬영시 사용할 경우 적외선 파장대의 빛도 인식하여 촬영하므로 색상이 변하게 되는 문제점이 있다. 즉, 야간촬영용 카메라는 주간촬영시에는 사용할 수 없다.
따라서, 주간촬영과 야간촬영을 위해서는 각각 별개의 두 개의 카메라 모듈을 준비해야하므로, 비용이 추가적으로 발생하고 휴대가 용이하지 않은 문제점이 존재한다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나의 카메라 모듈로, 주간촬영시에는 적외선 영역을 차단하고 촬영하여 출력영상의 색상의 변화를 방지하며, 야간촬영시에는 적외선을 감지하여 원거리의 피사체도 촬영이 가능한 주야간 겸용 카메라 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주야간 겸용 카메라 모듈은, 하나 이상의 렌즈가 광축을 따라 구비되는 렌즈유닛; 상기 광축상에 배치되어 주간 촬영 모드 및 야간 촬영 모드에 사용되는 필터; 상기 필터를 통과한 빛이 상을 맺는 이미지 결상영역을 구비하는 이미지 센서; 야간 촬영 모드 시 빛을 발광하는 적외선 LED 조명; 및 R(red) 채널, G(green) 채널, 및 B(blue) 채널의 모든 출력값이 기 설정된 일정기준 이상이면 주간 촬영 모드로 판단하고, R 채널의 출력값은 기 설정된 일정기준 이상이고 G 채널 및 B 채널의 출력값들은 기 설정된 일정기준 미만이면 야간 촬영 모드로 판단하고, 야간 촬영 모드 시 상기 적외선 LED 조명을 발광시키는 제어부;를 포함할 수 있다.
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또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 주야간 겸용 카메라 모듈은 주간 촬영 모드시에는 R 채널, G 채널, 및 B 채널의 모든 출력값을 이용하여 컬러영상을 출력하고, 야간 촬영 모드시에는 R 채널의 출력값을 휘도값으로 대치하여 흑백영상을 출력하도록 하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 주야간 겸용 카메라 모듈은, 2 단계 적외선 필터 및 적외선 LED 조명을 이용함으로써 하나의 카메라 모듈로 간편하게 주야간 모두 촬영을 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식 을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 주야간 겸용 카메라 모듈의 동작순서를 나타내는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 촬영이 시작되면(촬영 셔터가 눌러지는 것을 의미한다.) S10 단계에서 제어부는 촬영모드를 판단한다.
촬영모드에는 주간모드와 야간모드가 있으며, 각각 주간촬영과 야간촬영을 위한 모드를 의미한다.
본 발명의 일실시예에 따른 촬영모드를 판단하는 구체적인 방법은 다음과 같을 수 있다.
첫번째 방법으로 휘도값을 이용하여 촬영모드를 판단할 수 있다. 주간의 경 우에는 AE(auto exposure) 타겟(target)에 맞추기 위하여 휘도값을 조정하므로 센서의 휘도값을 측정하여 기준값 이상이라면 주간모드로, 기준값 미만이라면 야간모드로 판단할 수 있다.
두번째 방법으로 R(red) 채널의 출력값을 이용하여 촬영모드를 판단할 수 있다. 주간의 경우에는 R(red) 채널, G(green) 채널, 및 B(blue) 채널 각각의 출력값들이 서로 비슷한 값을 가지며, 모두 일정한 기준값 이상이 된다. 하지만 야간의 경우에는 G 채널 및 B 채널의 출력값들은 기준값 미만이 되며, R 채널의 출력값은 기준값 이상이 된다. 따라서 R 채널의 출력값이 기준값 이상이고, G 채널 및 B 채널의 출력값은 모두 기준값 미만이라면 야간모드로 판단할 수 있다.
S20 단계에서는 S10 단계에서 판단된 촬영모드에 따라 제어부가 조명 및 필터를 제어할 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 따른 조명은 적외선 LED 조명을 사용할 수 있다. 적외선 LED 조명은 야간모드시에 동작하고 주간모드시에는 동작하지 않도록 제어될 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 따른 필터를 제어하는 구체적인 방법은 다음과 같다.
주간에는 일반적으로 인간의 눈이 느낄 수 있는 영역대인 400nm~600nm 사이의 파장을 가지는 가시광선을 감지하여 촬영을 한다. 그런데 카메라의 감광센서는 600nm 이상의 파장을 가지는 적외선도 모두 인식하므로 주간촬영시 600nm 이상의 파장을 가지는 빛을 차단하지 않으면 이미지의 색상이 변하는 문제점이 있다. 따라 서 주간촬영시에는 400nm~600nm 사이의 파장을 가지는 빛만을 통과시키고, 600nm 이상의 파장을 가지는 빛은 차단하는 필터가 필요하다. 이러한 적외선 필터는 주야간 모두 사용되므로 카메라 모듈에 고정되도록 설치할 수 있다.
야간에는 적외선 LED 조명의 빛이 반사된 것을 감지하여 촬영을 한다. 적외선 LED 조명의 빛을 이용하여 촬영을 하기 위해선 주간과 비교하여 800nm~1000nm 사이의 파장을 가지는 빛을 통과시키는 필터가 하나 더 필요하게 된다. 따라서 야간에는 광축상에 놓이고, 주간에는 광축상에 놓이지 않도록 800nm~1000nm 사이의 파장을 가지는 빛을 통과시키는 필터를 설치할 수 있다.
도 2a 및 도 2b에서 각각 본 발명의 일실시형태에 따른 주간모드와 야간모드에서의 필터의 빛의 파장 변화에 따른 차단 특성을 나타낸 그래프를 도시하였다.
S30 단계에서는 S10 단계에서 판단된 촬영모드에 따라 제어부가 영상출력방법을 제어할 수 있다.
주간모드에서는 R 채널, G 채널, 및 B 채널의 출력값이 비슷하므로 모든 채널의 출력값을 이용하여 컬러영상을 출력할 수 있다.
반면에, 야간모드에서는 R 채널의 출력값이 G 채널 및 B 채널의 출력값에 비하여 강하게 나타나므로 R 채널의 출력값을 휘도값으로 대치하여 흑백영상을 출력할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 주야간 겸용 카메라 모듈의 구성을 나 타낸 분해사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시형태에 따른 주야간 겸용 카메라 모듈은 제 1 적외선 필터(330a), 렌즈유닛(310), 하우징(320), 제 2 적외선 필터(330b), 이미지 센서(340), 기판(350), 커넥터(360), 적외선 LED 조명(미도시), 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 본 발명의 일실시형태에 따르면, 상기 제 1 적외선 필터(330a)는 상기 렌즈유닛(310)의 상면에 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 상기 제 1 적외선 필터(330a)는 야간모드시에 사용되는 필터로서 800nm~1000nm 사이의 파장을 가지는 빛을 통과시킬 수 있다. 상기 제 1 적외선 필터(330a)는 회전함으로써 주간모드시에는 광축상에 놓이지 않고, 야간모드시에는 광축상에 놓이도록 설치될 수 있다. 도 3의 (a)에서는 야간모드시에 상기 제 1 적외선 필터(330a)가 광축상에 놓인 상태를, 도 3의 (b)에서는 주간모드시에 상기 제 1 적외선 필터(330a)가 광축상에 놓이지 않은 상태를 각각 도시하였다.
도 3에서는 상기 제 1 적외선 필터(330a)가 상기 렌즈유닛(310)의 상면에 일정 간격을 두고 배치된 실시예를 도시하였으나, 상기 제 1 적외선 필터(330a)는 회전 등에 의하여 광축상에 놓이거나 놓이지 않은 상태로 위치변경이 가능하다면 배치되는 위치는 얼마든지 변경이 가능하다.
상기 렌즈유닛(310)은 일정크기의 내부공간을 갖는 중공원통형의 형상을 할 수 있으며, 그 내부공간에 하나 이상의 렌즈(미도시)가 광축을 따라 배열될 수 있다.
상기 하우징(320)은 그 개구부에 상기 렌즈유닛(310)이 삽입되고, 하면에는 상기 제 2 적외선 필터(330b), 이미지 센서(340), 및 기판(350)이 차례로 결합될 수 있다.
상기 제 2 적외선 필터(330b)는 주간모드시와 야간모드시에 모두 사용되는 필터로서 400nm~600nm 사이의 파장을 가지는 빛을 통과시킬 수 있다. 상기 제 2 적외선 필터(330b)는 주야간 모두 사용되므로 광축상에 놓이도록 고정되어 설치될 수 있다.
상기 이미지 센서(340)는 렌즈를 통과한 빛이 이미지를 결상하도록 상부면에 이미지 결상영역을 구비하는 촬상소자이다. 상기 이미지 센서(340)는 상기 기판(350)의 상면에 결합되어 복수개의 와이어를 매개로 본딩될 수 있다.
상기 기판(350)은 일단에 연결된 커넥터(360)를 통하여 상기 메인기판(미도시) 연결될 수 있으며, 상기 메인기판(미도시)은 주야간 촬영 제어를 위한 상기 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
적외선 LED 조명은 도시하지 않았지만 상기 제어부(미도시)에 의해 야간모드시에 동작하도록 제어를 받을 수 있다.
상기 제어부는 도시하지는 않았지만 상기 메인기판(미도시)과 상기 커넥터(360)를 통하여 카메라 모듈에 연결될 수 있다.
상기 제어부는 상기 기재한 방법에 따라 촬영모드를 판단하고, 촬영모드에 따라 적외선 조명, 필터, 및 영상출력방법을 제어할 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 2-step 적외선 필터를 이용한 주야간 겸용 카메라 모듈의 동작순서를 나타내는 순서도,
도 2a는 주간촬영시 제어되는 필터의 빛의 파장 변화에 따른 차단 특성을 나타낸 그래프,
도 2b는 야간촬영시 제어되는 필터의 빛의 파장 변화에 따른 차단 특성을 나타낸 그래프,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 2-step 적외선 필터를 이용한 주야간 겸용 카메라 모듈의 구성을 나타낸 분해사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
310 : 렌즈유닛, 320 : 하우징, 330a : 제 1 적외선 필터
330b : 제 2 적외선 필터, 340 : 이미지 센서
350 : 기판, 360 : 커넥터

Claims (6)

  1. 하나 이상의 렌즈가 광축을 따라 구비되는 렌즈유닛;
    상기 광축상에 배치되어 주간 촬영 모드 및 야간 촬영 모드에 사용되는 필터;
    상기 필터를 통과한 빛이 상을 맺는 이미지 결상영역을 구비하는 이미지 센서;
    야간 촬영 모드 시 빛을 발광하는 적외선 LED 조명; 및
    R(red) 채널, G(green) 채널, 및 B(blue) 채널의 모든 출력값이 기 설정된 일정기준 이상이면 주간 촬영 모드로 판단하고, R 채널의 출력값은 기 설정된 일정기준 이상이고 G 채널 및 B 채널의 출력값들은 기 설정된 일정기준 미만이면 야간 촬영 모드로 판단하고, 야간 촬영 모드 시 상기 적외선 LED 조명을 발광시키는 제어부;
    를 포함하는 주야간 겸용 카메라 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    주간 촬영 모드시에는 R 채널, G 채널, 및 B 채널의 모든 출력값을 이용하여 컬러영상을 출력하고, 야간 촬영 모드시에는 R 채널의 출력값을 휘도값으로 대치하여 흑백영상을 출력하도록 하는 주야간 겸용 카메라 모듈.
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