KR101051509B1 - 카메라의 광량 제어 장치 및 방법 - Google Patents

카메라의 광량 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

카메라의 광량 제어 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라의 광량 제어 방법은, 카메라의 자세차 보정을 위한 코드 값을 생성하여 메모리에 저장한 후, 자동 초점 수행 시 자세차 보정을 위한 코드 값을 반영하여 코드 값을 생성한다. 그리고, 자동 초점 수행에 따른 카메라 렌즈의 이동 변위를 통해 피사체와의 거리를 측정한 후, 피사체와의 거리에 따라 플래쉬의 광량을 조절한다.

Description

카메라의 광량 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING LIGHT INTENSITY OF CAMERA}
본 발명의 실시예는 카메라에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카메라의 광량을 제어하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 단말기에 장착되는 카메라 또는 디지털 카메라에는 자동 초점(Auto Focusing) 기능 및 줌(Zomming) 기능이 구비되어 있으며, 실내 촬영이나 야간 촬영과 같은 저조도 촬영시에 보조광으로 사용하기 위한 플래쉬가 구비된다.
종래에는 카메라용 플래쉬로 제논 램프가 주로 사용되었으나, 최근에는 소형으로 제작되고 오랜 수명과 밝은 밝기를 가지는 고휘도 LED가 카메라용 플래쉬로 사용되고 있다.
이러한 종래의 카메라용 플래쉬는 원거리 또는 근거리에 대한 구분이 없이 조도에 따라서만 광량 제어가 이루어진다. 따라서, 피사체의 촬영 거리에 따라 원거리에서 광량 부족이 발생하여 피사체가 어둡게 촬영되고, 근거리에서 광량 포화가 발생하여 피사체가 희게 촬영됨에 따라, 촬영 화상의 품질이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 피사체와의 거리에 따라 플래쉬의 광량을 조절할 수 있는 카메라의 광량 제어 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라의 광량 제어 방법은, (A) 카메라의 자세차 보정을 위한 코드값을 생성하여 메모리에 저장하는 단계; (B) 상기 자세차 보정을 위한 코드값을 추가한 코드값을 통해 자동 초점 기능을 수행하여 피사체와의 거리를 측정하는 단계; 및 (C) 상기 피사체와의 거리에 따라 플래쉬의 광량을 조절하는 단계를 포함한다.
상기 (A) 단계는, (A-1) 상기 카메라가 수평 상태에 놓인 상태에서 자동 초점 기능을 수행하여 카메라의 VCA(Voice Coil Actuator)를 구동시키는데 인가되는 전류값을 측정하는 단계; (A-2) 상기 카메라가 수직 상태에 놓인 상태에서 자동 초점 기능을 수행하여 카메라의 VCA를 구동시키는데 인가되는 전류값을 측정하는 단계; 및 (A-3) 상기 카메라의 자세차 전류 값을 구한 후, 상기 자세차 전류 값을 코드 값으로 변환하여 상기 메모리에 저장하는 단계를 포함한다.
상기 (B) 단계는, (B-1) 상기 자세차 보정을 위한 코드값을 추가하여 자동 초점을 위한 코드 값을 생성하는 단계; (B-2) 상기 생성한 코드 값에 대응하는 전류를 발생하여 액츄에이터를 구동시켜 자동 초점 조정을 수행하는 단계; 및 (B-3) 상기 자동 초점 조정에 따른 카메라 렌즈의 이동 변위를 확인한 후, 상기 카메라 렌즈의 이동 변위에 대응하는 피사체와의 거리 데이터를 추출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라의 광량 제어 장치는, 내부에 하나 이상의 렌즈를 구비하며, 외부에서 인가되는 구동 신호에 따라 상기 렌즈를 이동시켜 자동 초점 조정을 수행하는 액츄에이터; 외부로부터 전달되는 코드 값에 대응하는 전류를 발생시키고, 상기 전류를 상기 구동 신호로 하여 상기 액츄에이터에 인가하는 구동 드라이버; 카메라의 자세차 보정을 위한 코드 값 및 상기 렌즈의 변위에 따른 피사체와의 거리 데이터를 저장하는 메모리; 피사체와의 거리에 따라 광량을 달리하여 광을 발산하는 플래쉬; 및 상기 카메라의 자세차 보정을 위한 코드 값을 반영하여 자동 초점을 위한 코드 값을 생성한 후 상기 생성한 코드 값을 상기 구동 드라이버로 전달하고, 상기 자동 초점 조정에 따른 렌즈의 이동 변위를 확인하여 상기 메모리에서 상기 이동 변위에 따른 피사체와의 거리를 추출하며, 추출한 피사체와의 거리에 따라 상기 플래쉬가 발산하는 광의 광량을 조절하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 피사체의 거리에 따라 플래쉬의 광량을 조절함으로써, 광량 포화 및 광량 부족 현상을 방지할 수 있으며, 그로 인해 촬영된 화상의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라의 광량 제어 방법을 나타낸 순서도.
도 2는 카메라의 VCA가 수평 상태에 놓인 상태를 나타낸 도면.
도 3은 카메라의 VCA가 수직 상태에 놓인 상태를 나타낸 도면.
도 4는 자동 초점 수행 시 코드 값 대 전류 값을 나타낸 그래프.
도 5는 자동 초점 수행 시 카메라 렌즈의 변위 대 전류 값을 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라의 자세차 보정 방법을 나타낸 순서도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라의 광량 제어 장치의 구성을 나타낸 도면.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 카메라의 광량 제어 장치 및 방법의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라의 광량 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1을 참조하면, 카메라의 광량 제어 방법(100)은 먼저 카메라의 VCA(Voice Coil Actuator)의 자세차를 보정한다(102). 일반적으로, 카메라는 제조 공정 상에서 VCA가 수평 상태로 놓여진 상태에서 기준 초점 거리(예를 들어, 1.2m 및 10cm)를 맞추게 된다. 그러나, 실제 사용자가 자동 초점 기능을 수행할 때는 카메라의 VCA가 수평 상태가 아닌 수직 상태에 놓여진 상태에서 사용되게 된다. 이 경우, 카메라의 VCA에 자세차가 존재하게 되며, 자세차가 존재하는 상태에서 자동 초점 기능을 수행하면 실제적으로 초점 거리가 다르게 나오므로 이러한 자세차를 보정해주어야 한다.
즉, 도 2에 도시한 바와 같이 카메라의 제조 공정에서는 카메라의 VCA가 수평 상태에 놓여진 상태에서 기준 초점 거리를 맞추게 된다. 여기서, 카메라의 VCA는 바닥에 위치하게 된다. 그러나, 실제 사용자가 자동 초점 기능을 수행하는 환경에서는 도 3에 도시한 바와 같이 카메라의 VCA가 수직 상태에 놓인 상태에서 사용되게 된다. 이 경우, 카메라의 VCA는 중력에 의해 앞으로 약간 돌출하게 되며 이때, VCA가 수평 상태에 놓인 경우와 비교하여 소정의 자세차가 발생하게 된다.
이렇게 자세차가 존재하는 상태에서 자동 초점 기능을 수행하면 초점 거리에 오차가 발생하게 된다. 예를 들어, 카메라의 VCA가 수평 상태에 놓인 상태에서 기준 초점 거리인 인피니트(Infinite)를 1.2m로 맞추어 놓은 경우, 카메라의 VCA가 수직 상태에 놓인 상태에서 인피니트를 측정하면 1.0m 정도가 된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 카메라에 존재하는 자세차를 미리 보정하여 자동 초점 기능 수행시 오차가 발생하지 않도록 해주는 작업을 수행한다. 카메라의 자세차 보정 방법에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
다음으로, 카메라를 통해 자동 초점 기능을 수행하여 피사체와의 거리를 측정한다(104). 이미 카메라의 자세차를 보정한 상태이기 때문에 자동 초점 기능 수행 시 초점 거리에 대한 오차는 발생하지 않으며, 그로 인해 피사체와의 정확한 거리를 측정할 수 있게 된다.
구체적으로, 카메라는 자동 초점 기능 수행 시 카메라의 VCA를 구동시키기 위해 인가한 전류 값을 이용하여 피사체와의 거리를 측정한다. 일반적으로, 카메라에서 자동 초점은 코드 값을 사용하여 수행하게 되는데, 상기 카메라의 VCA를 구동시키기 위해 인가되는 전류 값은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 코드 값과 선형성을 가지기 때문에 상기 코드 값을 알면 상기 전류 값을 확인할 수 있게 된다.
그리고, 상기 전류 값을 통해 피사체와의 거리를 추출하는데, 이때 상기 전류 값에 따른 카메라 렌즈의 변위를 이용하여 피사체와의 거리를 추출할 수 있다. 도 5는 자동 초점 기능 수행 시 전류 대 카메라 렌즈의 변위 그래프를 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 기준 초점 거리인 인피니트(1.2m)와 매크로(10cm) 사이에서 전류 대 변위가 선형성을 가지는 것을 볼 수 있다. 예를 들어, 자동 초점 수행시 카메라 렌즈의 변위는 3.4㎛/㎃의 기울기를 가진다. 따라서, 상기 카메라의 VCA를 구동시키기 위해 인가한 전류 값을 알면 카메라 렌즈의 변위를 알 수 있게 된다.
그리고, 카메라와 피사체와의 거리는 상기 카메라 렌즈의 변위를 통해 추출한다. 예를 들어, 카메라는 카메라 렌즈의 변위에 따른 피사체 거리를 룩업 테이블 형식으로 저장해 놓는다. 그러면, 자동 초점 수행 시 카메라 렌즈의 변위에 따른 피사체 거리를 쉽게 추출할 수 있게 된다.
다음으로, 피사체와의 거리를 참조하여 카메라의 광량을 제어한다(106). 예를 들어, 피사체가 원거리에 위치하는 경우 카메라의 광량을 높여 플래쉬를 동작시키고, 피사체가 근거리에 위치하는 경우 카메라의 광량을 줄여 플래쉬를 동작시킨다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카메라의 자세차 보정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 카메라의 자세차 보정 방법(102)은 먼저 카메라의 VCA가 수평 상태에 놓인 상태에서 자동 초점 기능을 수행하여 카메라의 VCA를 구동시키는데 인가되는 전류값을 측정한다(602).
다음으로, 카메라의 VCA가 수직 상태에 놓인 상태에서 자동 초점 기능을 수행하여 카메라의 VCA를 구동시키는데 인가되는 전류값을 측정한다(604).
다음으로, 상기 카메라의 자세차 전류 값을 구한 후, 이를 코드 값으로 변환하여 메모리에 저장한다(606). 상기 카메라의 자세차 전류값은 상기 수평 상태에서의 전류 값과 상기 수직 상태에서의 전류 값의 차이로 나타낼 수 있다. (즉, 자세차 전류 값 = 수평 상태에서의 전류 값 - 수직 상태에서의 전류 값)
다음으로, 사용자가 상기 카메라의 자동 초점 기능 수행 시, 상기 카메라는 상기 자세차 전류 값에 해당하는 코드 값을 추가하여 자동 초점을 위한 코드 값을 생성한다(608). 이를 통해 카메라의 자세차를 보정하여 자동 초점 기능을 수행할 수 있으며, VCA의 수평 상태에서의 기준 초점 거리와 VCA의 수직 상태에서의 기준 초점 거리가 동일하게 나타나게 된다. 따라서, 자동 초점 기능 수행 시 초점 거리의 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 피사체와의 정확한 거리를 추출해 낼 수 있게 된다. 또한, 피사체와의 거리에 따른 플래쉬의 광량을 정확히 제어할 수 있어, 안정된 색감의 화상이 촬영되도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라의 광량 제어 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 카메라의 광량 제어 장치(700)는 액츄에이터(702), 구동 드라이버(704), 메모리(706), 플래쉬(708), 및 제어부(710)를 포함한다.
상기 액츄에이터(702)는 카메라 모듈 내에 장착되며, 내부에 하나 이상의 렌즈(701)를 구비한다. 상기 액츄에이터(702)는 상기 구동 드라이버(704)의 구동 신호에 의해 동작한다. 상기 액츄에이터(702)는 상기 렌즈(701)를 이동시켜 이미지 센서(703)로부터의 상기 렌즈(701)의 위치를 가변시켜 초점 조정이 이루어지도록 한다.
상기 액츄에이터(702)는 상기 구동 드라이버(704)의 구동 신호에 의해 구동되어, 상기 렌즈(701)를 상기 이미지 센서(703)와 가장 가까운 위치(즉, 매크로)에서 상기 이미지 센서(703)로부터 멀어지는 방향으로 이동시켜 상기 이미지 센서(703)와 가장 멀리 떨어진 위치(즉, 인피니트)까지 자동 초점을 수행한다.
상기 구동 드라이버(704)는 상기 제어부(710)로부터 전달되는 코드 값에 해당하는 전류를 생성하여 상기 액츄에이터(702)로 인가한다. 이때, 상기 액츄에이터(702)에 인가하는 전류가 상기 구동 신호가 된다.
상기 메모리(706)는 해당 카메라의 자세차 보정을 위한 코드 값을 저장한다. 또한, 상기 메모리(706)는 상기 렌즈(701)의 변위에 따른 피사체와의 거리 데이터를 저장한다.
상기 플래쉬(708)는 상기 제어부(710)의 제어에 따라 광량을 조절하여 빛을 발산시킨다. 이때, 상기 플래쉬(708)는 해당 카메라와 피사체와의 거리에 따라 광량을 조절하게 된다.
상기 제어부(710)는 상기 각 구성 요소를 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(710)는 사용자의 자동 초점 기능 수행에 대한 명령이 입력되면, 상기 메모리(706)에서 상기 카메라의 자세차 보정을 위한 코드 값을 추출한 후, 상기 자세차 보정을 위한 코드 값을 반영하여 자동 초점을 위한 코드 값을 생성한다. 그 후, 상기 제어부(710)는 상기 생성한 코드 값을 상기 구동 드라이버(704)로 전달한다.
상기 제어부(710)는 자동 초점에 따른 상기 렌즈(701)의 이동 변위를 확인한 후, 상기 렌즈(701)의 이동 변위에 따른 피사체와의 거리를 추출한다. 이때, 상기 제어부(710)는 상기 메모리(706)에서 상기 렌즈(701)의 변위에 따른 피사체와의 거리 데이터를 추출할 수 있다.
상기 제어부(710)는 상기 추출한 피사체와의 거리에 따라 상기 플래쉬(708)의 광량을 제어한다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
701 : 렌즈 702 : 액체에이터
703 : 이미지 센서 704 : 구동 드라이버
706 : 메모리 708 : 플래쉬
710 : 제어부

Claims (5)

  1. (A) 카메라의 자세차 보정을 위한 코드값을 생성하여 메모리에 저장하는 단계;
    (B) 상기 자세차 보정을 위한 코드값을 추가한 코드값을 통해 자동 초점 기능을 수행하여 피사체와의 거리를 측정하는 단계; 및
    (C) 상기 피사체와의 거리에 따라 플래쉬의 광량을 조절하는 단계를 포함하는, 카메라의 광량 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (A) 단계는,
    (A-1) 상기 카메라가 수평 상태에 놓인 상태에서 자동 초점 기능을 수행하여 카메라의 VCA(Voice Coil Actuator)를 구동시키는데 인가되는 전류값을 측정하는 단계;
    (A-2) 상기 카메라가 수직 상태에 놓인 상태에서 자동 초점 기능을 수행하여 카메라의 VCA를 구동시키는데 인가되는 전류값을 측정하는 단계; 및
    (A-3) 상기 카메라의 자세차 전류 값을 구한 후, 상기 자세차 전류 값을 코드 값으로 변환하여 상기 메모리에 저장하는 단계를 포함하는, 카메라의 광량 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 (A-3) 단계에서,
    상기 카메라의 자세차 전류 값은,
    상기 수평 상태에서 측정한 전류 값과 상기 수직 상태에서 측정한 전류 값의 차(差)인 것을 특징으로 하는, 카메라의 광량 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (B) 단계는,
    (B-1) 상기 자세차 보정을 위한 코드값을 추가하여 자동 초점을 위한 코드 값을 생성하는 단계;
    (B-2) 상기 생성한 코드 값에 대응하는 전류를 발생하여 액츄에이터를 구동시켜 자동 초점 조정을 수행하는 단계; 및
    (B-3) 상기 자동 초점 조정에 따른 카메라 렌즈의 이동 변위를 확인한 후, 상기 카메라 렌즈의 이동 변위에 대응하는 피사체와의 거리 데이터를 추출하는 단계를 포함하는, 카메라의 광량 제어 방법.
  5. 내부에 하나 이상의 렌즈를 구비하며, 외부에서 인가되는 구동 신호에 따라 상기 렌즈를 이동시켜 자동 초점 조정을 수행하는 액츄에이터;
    외부로부터 전달되는 코드 값에 대응하는 전류를 발생시키고, 상기 전류를 상기 구동 신호로 하여 상기 액츄에이터에 인가하는 구동 드라이버;
    카메라의 자세차 보정을 위한 코드 값 및 상기 렌즈의 변위에 따른 피사체와의 거리 데이터를 저장하는 메모리;
    피사체와의 거리에 따라 광량을 달리하여 광을 발산하는 플래쉬; 및
    상기 카메라의 자세차 보정을 위한 코드 값을 반영하여 자동 초점을 위한 코드 값을 생성한 후 상기 생성한 코드 값을 상기 구동 드라이버로 전달하고, 상기 자동 초점 조정에 따른 렌즈의 이동 변위를 확인하여 상기 메모리에서 상기 이동 변위에 따른 피사체와의 거리를 추출하며, 추출한 피사체와의 거리에 따라 상기 플래쉬가 발산하는 광의 광량을 조절하는 제어부를 포함하는, 카메라의 광량 제어 장치.
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