KR101472853B1 - 카메라 모듈의 광축 정합성 평가 시스템 및 이를 사용한 카메라 모듈의 광축 정합성 평가 방법 - Google Patents

카메라 모듈의 광축 정합성 평가 시스템 및 이를 사용한 카메라 모듈의 광축 정합성 평가 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수의 렌즈들부터 촬상된 이미지들이 저장되는 이미지 저장부와; 상기 이미지 저장부로부터 상기 이미지들 중 어느 하나를 선택하는 선택부; 및 선택된 상기 이미지 상에서 휘도값을 기준으로 상기 이미지의 센터링 상태를 평가하는 센터링 평가부를 포함하는 카메라 모듈의 광축 정합성평가 시스템을 제공한다. 또한, 본 발명은 카메라 모듈의 광축 정합성평가 방법도 제공한다.

Description

카메라 모듈의 광축 정합성 평가 시스템 및 이를 사용한 카메라 모듈의 광축 정합성 평가 방법{SYSTEM FOR TESTING CAMERA MODULE OPTIC AXIS MATCHING AND METHOD FOR TESTING CAMERA MODULE OPTIC AXIS MATCHING USING THE SAME}
본 발명은 카메라 모듈의 광축 정합성평가 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 취득된 이미지로부터 카메라 모듈의 광축 정합성을 평가할 수 있는 카메라 모듈의 광축 정합성 평가 시스템 및 이를 사용한 카메라 모듈의 광축 정합성 평가 방법에 관한 것이다.
일반적으로 셀룰러 폰, 타블렛, 및 랩탑 컴퓨터와 같은 모바일 디바이스에서 사용하기 위한 카메라 모듈들의 운영 요소들은 보다 선명한 이미지 해상도 및 보다 세련된 자동 초점 맞춤 능력들에 대하여 급격히 발전하고 있다.
동시에, 카메라 모듈들의 치수들은 또한 소비자 요구에 부합하도록 더욱 작아지고 있다. 결과적으로, 이러한 카메라 모듈의 작동 성능은 렌즈 모듈과 이미지 센서의 상대적 배열에 대해 극히 민감해지고 있으며, 즉, 이미지 센서에 대한 렌즈 모듈의 약간의 오정렬은 카메라 모듈들의 작동 성능에서 상당한 저하를 초래할 수 있다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허 공개번호 제10-2013-0024813호(공개일 : 2013년 03월 08일)가 있으며, 상기 선행문헌에는 렌즈모듈의 정렬에 관한 기술이 개시된다.
본 발명의 목적은, 다수의 렌즈로부터 촬상된 이미지로부터 광축의 정합성을 평가하여 카메라 모듈에 구비되는 렌즈의 정렬 상태를 평가할 수 있는 카메라 모듈의 광축 정합성 평가 시스템 및 이를 사용한 카메라 모듈의 광축 정합성평가 방법을 제공함에 있다.
일 양태에 있어서, 본 발명은 다수의 렌즈들부터 촬상된 이미지들이 저장되는 이미지 저장부와; 상기 이미지 저장부로부터 상기 이미지들 중 어느 하나를 선택하는 선택부; 및 선택된 상기 이미지 상에서 휘도값을 기준으로 상기 이미지로부터 카메라 모듈의 광축의 정합성을 평가하는 센터링 평가부를 포함하는 카메라 모듈의 광축 정합성 평가 시스템을 제공한다.
상기 렌즈들은 구면 렌즈인 것이 바람직하다.
상기 센터링 평가부는, 선택된 상기 이미지에서 지정된 위치 상에 센터링 평가 영역을 설정하는 평가 영역 설정부와, 상기 센터링 평가 영역의 센터링 값과, 기설정된 기준 센터링 값과의 차이가 설정된 오차 범위에 포함되는 지의 여부를 판단하여, 디 센터링(de-centering) 여부를 결정하는 센터링 평가 실행부를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 평가 영역 설정부는, 선택된 상기 이미지 상에서 다수의 관심 영역의 타입을 지정하고, 지정된 상기 관심 영역들의 크기를 지정한다.
상기 다수의 관심 영역은, 상기 이미지 상에서 중앙 위치 및, 좌, 우, 상, 하 를 포함하는 모서리 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 좌우 상하는 중앙 위치로부터 서로 동일한 거리를 형성하여야 한다.
상기 센터링 평가 실행부는, 상기 중앙 위치와 상기 모서리 위치에서의 상기 관심 영역들 에서의 휘도값을 평균처리하여, 휘도 한계값을 설정하고, 선택된 상기 이미지의 전 픽셀을 스캔하고, 스캔된 상기 이미지 상에서, 상기 휘도 한계값을 기준으로 상기 전 픽셀을 블랙 및 화이트 색상으로 치환하여, 상기 센터링 평가 영역을 화이트 색상으로 설정하고, 상기 센터링 평가 영역에서의 센터링 값을 산출하고, 산출된 상기 센터링 값과 상기 기설정된 기준 센터링 값과의 차이가 설정된 오차 범위에 포함되는 지 여부를 판단하여, 상기 센터링 값이 상기 기준 센터링 값과의 차이가 설정된 오차 범위를 벗어나면 불량을 판정하는 것이 바람직하다.
상기 센터링 평가 실행부는, 상기 센터링 평가 영역에서의 양측 모서리 위치에서의 휘도 편차가 기설정된 휘도 편차에 이르는 지를 판단하여 비네팅 여부를 판단하고, 상기 센터링 평가 영역을 4분할하여, 최대 어두운 영역과, 최대 밝은 영역의 휘도차가 설정된 휘도차에 이르는 지의 여부를 판단하여 틸팅 여부를 판단하고, 상기 센터링 평가 영역에서의 RGB 프로파일 상에서 핫 픽셀의 존재 여부를 판단하는 것이 바람직하다.
다른 양태에 있어서, 본 발명은 이미지 저장부에 다수의 렌즈들부터 촬상된 이미지들을 저장하는 제 1단계와; 선택부를 사용하여 상기 이미지 저장부로부터 상기 이미지들 중 어느 하나를 선택하는 제 2단계; 및 센터링 평가부를 사용하여 선택된 상기 이미지 상에서 휘도값을 기준으로 상기 이미지의 센터링 상태를 평가하는 제 3단계를 포함하는 카메라 모듈의 광축 정합성평가 방법을 제공한다.
상기 렌즈들은 구면 렌즈이고, 상기 이미지는 2차원 이미지인 것이 바람직하다.
상기 제 3단계에서, 상기 센터링 평가부는, 선택된 상기 이미지에서 지정된 위치 상에 센터링 평가 영역을 설정하고, 상기 센터링 평가 영역의 센터링 값과, 기설정된 기준 센터링 값과의 차이가 설정된 오차 범위에 포함되는 지의 여부를 판단하여, 디 센터링(de-centering) 여부를 결정하는 것이 바람직하다.
상기 평가 영역 설정부는, 선택된 상기 이미지 상에서 다수의 관심 영역의 타입을 지정하고, 지정된 상기 관심 영역들의 크기를 지정한다.
여기서, 상기 다수의 관심 영역을, 상기 이미지 상에서 중앙 위치 및, 좌, 우, 상, 하 를 포함하는 모서리 위치에 배치하는 것이 바람직하다.
상기 중앙 위치와 상기 모서리 위치에서의 상기 관심 영역들 에서의 휘도값을 평균처리하여, 휘도 한계값을 설정하고, 선택된 상기 이미지의 전 픽셀을 스캔하고, 스캔된 상기 이미지 상에서, 상기 휘도 한계값을 기준으로 상기 전 픽셀을 블랙 및 화이트 색상으로 치환하여, 상기 센터링 평가 영역을 화이트 색상으로 설정하고, 상기 센터링 평가 영역에서의 센터링 값을 산출하고, 산출된 상기 센터링 값과 상기 기설정된 기준 센터링 값과의 차이가 설정된 오차 범위에 포함되는 지 여부를 판단하여, 상기 센터링 값이 상기 기준 센터링 값과의 차이가 설정된 오차 범위를 벗어나면 불량을 판정하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 다수의 렌즈로부터 촬상된 이미지에 대한 센터링을 평가하여 카메라 모듈에 구비되는 렌즈의 정렬 상태를 평가할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 카메라 모듈의 광축 정합성평가 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 카메라 모듈의 광축 정합성평가 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 3은 선택된 이미지의 일예를 보여주는 사진이다.
도 4 내지 7은 선택된 이미지에서 센터링 평가 영역을 설정하는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 8은 센터링 분석의 일 예를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 카메라 모듈의 광축 정합성평가 시스템 및 이를 사용한 카메라 모듈의 광축 정합성평가 방법을 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어, 카메라 모듈의 광축 정합성평가 시스템의 구성을 통한, 센터링 평가 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 카메라 모듈의 광축 정합성평가 시스템의 구성을 보여주는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 카메라 모듈의 광축 정합성평가 방법을 보여주는 흐름도이다.
제 1단계
도 1 및 도 2를 참조 하면, 본 발명의　센터링 평가 시스템은 이미지 저장부(100)와, 선택부(200)와, 센터링 평가부(300)로 구성되고, 이들은 서로 데이타를 주고 받을 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 센터링 평가부(300)는 평가 영역 설정부(310)와, 센터링 평가 실행부(320)로 구성된다.
본 발명에 따르는 카메라 모듈은 다수의 렌즈를 구비하고, 상기 렌즈들은 외면이 구면을 이루는 렌즈일 수 있다.
또한, 상기의 구면 렌즈들은 2차원 이미지를 촬상할 수 있다.
상기와 같이 다수의 렌즈들 각각에서 촬상되는 이미지들은 정보로서, 이미지 저장부에 저장된다.
따라서, 이미지 저장부(100)에 저장되는 이미지들(10, 도 3참조)은 해당 렌즈에 대한 정보가 저장될 수 있다.
제 2단계
이어, 이미지 저장부(100)와 전기적으로 연결되는 선택부(200)를 사용하여, 상기 이미지들(10) 중 어느 하나를 선택한다.
도 3은 선택된 이미지의 일예를 보여주는 사진이다.
상기와 같이 선택되는 이미지(10)는 실질적으로 센터링을 평가하고자하는 렌즈를 결정하기 위함이다.
상기 선택되는 이미지(10)는 정보로서, 센터링 평가부(300)로 전송되고, 상기 이미지(10)는 2차원 이미지이다.
제 3단계
본 발명에 따르는 제 3단계에서는 상기와 같이 선택된 이미지(10) 상에서 휘도를 기준으로 이미지(10)의 센터링 상태를 평가할 수 있다.
도 4 내지 6은 선택된 이미지에서 센터링 평가 영역을 설정하는 과정을 보여주는 도면들이다.
센터링 영역 설정
도 4를 참조 하면, 평가 영역 설정부(310)를 사용하여 선택된 이미지(10) 상에서 센터링 평가 영역(CA, 도 7참조)을 설정한다.
먼저,　관심 영역(ROI)의 타입을 결정한다. 본 발명에서 관심 영역(12)은 사각형의 형상을 갖는 타입으로 설정하는 것이 바람직하다.
그리고, 설정된 관심 영역(12)의 크기를 결정한다. 상기 관심 영역(12)의 크기는 X축 길이, Y축 길이를 갖도록 형성된다.
상기와 같은 관심 영역(12)을 이미지 상에서, 중앙 위치(12a)와, 좌우상하 위치를 갖는 모서리 위치(12b,12c,12d,12e)로 설정한다.
좌우 상하는 중앙 위치로부터 서로 동일한 거리를 형성하여야 한다.
따라서, 상기 관심 영역(12)은 중앙 위치(12a)를 기준으로 좌우상하로의 사방의 모서리 위치(12b,12c,12d,12e)에 배치된다.
이어, 센터링 평가 실행부(320)를 사용하여, 중앙 위치의 관심 영역(12a)과, 모서리 위치의 관심 영역들(12b,12c,12d,12e)에서의 휘도값 또는 밝기값을 산출한다.
그리고, 상기와 같이 산출된 휘도값을 평균 처리하고, 평균 처리된 휘도값을 휘도 한계값으로 설정한다.
그리고, 이미지의 전 픽셀에 대해 휘도값을 산출하여, 전 픽셀을 검사한다.
여기서, 상기의 전 픽셀의 휘도값이 상기 휘도 한계값 이상인지 또는 이하인지의 여부를 판단한다.
픽셀들의 휘도값이 휘도 한계값 보다 같거나 큰 경우, 이미지(10) 상에서 해당 픽셀을 화이트 색상으로 치환한다.
반면, 픽셀들의 휘도값이 휘도 한계값 보다 작은 경우, 이미지 상에서 해당 픽셀을 블랙 색상으로 치환한다.
이에 따라, 도 6에 도시되는 바와 같이,　 이미지 상에서 화이트 및 블랙 색상으로 가시적으로 표시될 수 있다.
상기와 같이 이미지(10)의 전 픽셀에 대한 검사가 완료되면, 화이트 색상으로 치환된 픽셀, 즉 센터링 평가 영역(CA)의 센터링 값(Cm)을 산출한다.
상기 센터링 값(Cm)의 산출은 하기의 식을 따른다.
식 1은 센터링 평가 영역의 X축 중심을 계산하기 위한 식이고, 식 2는 센터링 평가 영역의 Y축 중심을 계산하기 위한 식이다.
Figure 112013064491675-pat00001
..식 1
Figure 112013064491675-pat00002
..식 2
상기와 같이 센터링 평가 영역(CA)의 센터링 값(Cm)을 산출한 이후,
산출된 상기 센터링 값(Cm)과 상기 기설정된 기준 센터링 값(Cs)과의 차이가 설정된 오차 범위에 포함되는 지 여부를 판단하여, 상기 센터링 값(Cm)이 상기 기준 센터링 값(Cs)과의 차이가 설정된 오차 범위를 벗어나면 불량으로 판정한다.
도 7은 센터링 분석의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 7을 참조 하면, 센터링 평가 영역을 4분할(UL,UR,LL,LR)하여, 각 분할된 영역에서의 최대 어두운 영역과 최대 밝은 영역에서의 차이가 5%정도 차이가 나는 경우, 이는 틸트로 판단될 수 있다.
그러나, 디 센터링의 경우, 센터링 값(Cm)이 기준 센터링 값(Cs)과의 오차 범위 내에 포함되는 경우로, 양품의 수준을 이루는 경우일 수 있다.
상기와 같은 구성 및 작용을 통해, 본 발명에 따르는 실시예는 다수의 렌즈로부터 촬상된 이미지에 대한 센터링을 평가하여 카메라 모듈에 구비되는 렌즈의 정렬 상태를 평가할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 카메라 모듈에 장착된 구면 렌즈들로 촬상된 2차원 이미지로부터 렌즈 자체의 센터링을 간접적으로 평가하여, 렌즈의 양품 여부를 판단할 수 있다
이에 더하여, 도면에 도시되지 않았지만, 본 발명에 따르는 렌즈들은 렌즈의 센터링을 조절할 수 있는 센터링 조절 유닛을 더 구비할 수 있다.
그리고, 상기와 같이 센터링 평가 영역에서의 센터링 값과, 기준 센터링 값과의 오차 범위에 포함되도록 센터링 조절 유닛을 구동하여, 해당 렌즈 자체의 센터링을 직접적으로 조절할 수도 있다.
이상, 본 발명의 카메라 모듈의 광축 정합성평가 시스템 및 이를 사용한 카메라 모듈의 광축 정합성평가 방법에 관한 구체적인 실시예들에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 이미지
10 : 관심 영역
12 : 관심 영역
12a : 중앙 위치 관심 영역
12b : 좌측 위치 관심 영역
12c : 우측 위치 관심 영역
12d : 상측 위치 관심 영역
12e : 하측 위치 관심 영역
100 : 이미지 저장부
200 : 선택부
300 : 센터링 평가부
310 : 평가 영역 설정부
320 : 센터링 평가 실행부
Cm : 센터링 값
Cs : 기준 센터링 값

Claims (10)

  1. 다수의 렌즈들부터 촬상된 이미지들이 저장되는 이미지 저장부;
    상기 이미지 저장부로부터 상기 이미지들 중 어느 하나를 선택하는 선택부; 및
    선택된 상기 이미지 상에서 휘도값을 기준으로 상기 이미지의 센터링 상태를 평가하는 센터링 평가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 광축 정합성평가 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 렌즈들은 구면 렌즈인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 광축 정합성평가 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 센터링 평가부는,
    선택된 상기 이미지에서 지정된 위치 상에 센터링 평가 영역을 설정하는 평가 영역 설정부와,
    상기 센터링 평가 영역의 센터링 값과, 기설정된 기준 센터링 값과의 차이가 설정된 오차 범위에 포함되는 지의 여부를 판단하여, 디 센터링(de-centering) 여부를 결정하는 센터링 평가 실행부를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 광축 정합성평가 시스템.
  4. 제 3항에 있어서
    상기 평가 영역 설정부는,
    선택된 상기 이미지 상에서 다수의 관심 영역의 타입을 지정하고,
    지정된 상기 관심 영역들의 크기를 지정하되,
    상기 다수의 관심 영역은, 상기 이미지 상에서 중앙 위치 및, 좌, 우, 상, 하 를 포함하는 모서리 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 광축 정합성평가 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 센터링 평가 실행부는,
    상기 중앙 위치와 상기 모서리 위치에서의 상기 관심 영역들 에서의 휘도값을 평균처리하여, 휘도 한계값을 설정하고,
    선택된 상기 이미지의 전 픽셀을 스캔하고,
    스캔된 상기 이미지 상에서, 상기 휘도 한계값을 기준으로 상기 전 픽셀을 블랙 및 화이트 색상으로 치환하여, 상기 센터링 평가 영역을 화이트 색상으로 설정하고,
    상기 센터링 평가 영역에서의 센터링 값을 산출하고, 산출된 상기 센터링 값과 상기 기설정된 기준 센터링 값과의 차이가 설정된 오차 범위에 포함되는 지 여부를 판단하여, 상기 센터링 값이 상기 기준 센터링 값과의 차이가 설정된 오차 범위를 벗어나면 불량을 판정하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 광축 정합성평가 시스템.
  6. 이미지 저장부에 다수의 렌즈들부터 촬상된 이미지들을 저장하는 제 1단계;
    선택부를 사용하여 상기 이미지 저장부로부터 상기 이미지들 중 어느 하나를 선택하는 제 2단계; 및
    센터링 평가부를 사용하여 선택된 상기 이미지 상에서 휘도값을 기준으로 상기 이미지의 센터링 상태를 평가하는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 광축 정합성평가 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 렌즈들은 구면 렌즈이고, 상기 이미지는 2차원 이미지인 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 광축 정합성평가 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제 3단계에서,
    상기 센터링 평가부는 평가 영역 설정부 및 센터링 평가 실행부를 포함하되,
    상기 평가 영역 설정부는 선택된 상기 이미지에서 지정된 위치 상에 센터링 평가 영역을 설정하고,
    상기 센터링 평가 실행부는 상기 센터링 평가 영역의 센터링 값과, 기설정된 기준 센터링 값과의 차이가 설정된 오차 범위에 포함되는 지의 여부를 판단하여, 디 센터링(de-centering) 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 광축 정합성평가 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 평가 영역 설정부는,
    선택된 상기 이미지 상에서 다수의 관심 영역의 타입을 지정하고,
    지정된 상기 관심 영역들의 크기를 지정하되,
    상기 다수의 관심 영역을, 상기 이미지 상에서 중앙 위치 및, 좌, 우, 상, 하 를 포함하는 모서리 위치에 배치하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 광축 정합성평가 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 중앙 위치와 상기 모서리 위치에서의 상기 관심 영역들 에서의 휘도값을 평균처리하여, 휘도 한계값을 설정하고,
    선택된 상기 이미지의 전 픽셀을 스캔하고,
    스캔된 상기 이미지 상에서, 상기 휘도 한계값을 기준으로 상기 전 픽셀을 블랙 및 화이트 색상으로 치환하여, 상기 센터링 평가 영역을 화이트 색상으로 설정하고,
    상기 센터링 평가 영역에서의 센터링 값을 산출하고, 산출된 상기 센터링 값과 상기 기설정된 기준 센터링 값과의 차이가 설정된 오차 범위에 포함되는 지 여부를 판단하여, 상기 센터링 값이 상기 기준 센터링 값과의 차이가 설정된 오차 범위를 벗어나면 불량을 판정하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 광축 정합성평가 방법.
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