KR101675900B1 - 카메라 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로, 본 발명의 카메라 모듈은 렌즈부, 상기 렌즈부를 통해 입사되는 광 에너지를 감지하여 프리뷰 영상 이미지를 생성하고, 입력되는 노출 시간에 대응되는 상기 광 에너지를 감지하여 최종 영상 이미지를 생성하는 이미지 센서, 상기 프리뷰 영상 이미지에 플리커가 발생했는지 여부를 판단하고, 상기 플리커가 발생 하지 않은 경우에는 상기 제1 이미지 센서로 상기 프리뷰 영상 이미지의 중심 영역과 엣지 영역의 가중치가 서로 다른 제1 노출 시간 또는 제2 노출 시간을 출력하고, 상기 플리커가 발생한 경우에는 상기 제1 이미지 센서로 상기 프리뷰 영상 이미지의 상기 중심 영역과 상기 엣지 영역의 가중치가 동일한 제4 노출 시간을 출력하는 이미지 신호 처리부를 포함한다.

Description

카메라 모듈{Camera module}

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 셔터 스피드 자동 조절 기능을 갖는 카메라의 경우, 조도 레벨이 높아짐에 따라 카메라의 셔터 스피드의 속도가 빨라지며, 최대 30fps(frame per sec)까지 동작한다.

예를 들어, 50HZ의 상용 교류 전원에 의해 직접 점등되는 1, 500Lux 형광등 조명의 경우 1/100초 주기로 조도 변화가 발생되며, 이러한 환경 하에서 카메라의 셔터 스피드는 최대 30fps, 즉 1/120초의 셔터 스피드까지 동작된다.

그런데, 상용 교류 전원에 의해 직접 점등되는 형광등의 조명 아래에서, 카메라에 의해 피사체를 촬영하면, 형광등의 조도 변화(광량 변화)의 주파수(상용 교류 전원 주파수의 2배)와 카메라 셔터 스피드의 차이에 의해, 촬영 출력의 영상 신호에 시간적인 명암의 변화, 즉 플리커(flicker)가 발생되는 문제가 있다.

예를 들면, 상용 교류 전원 주파수가 50Hz인 형광등의 조명 아래에서, 카메라에 의해 피사체를 촬영하는 경우, 형광등의 조도 레벨이 높아짐에 따라 카메라의 셔터 스피드의 속도가 빨라져 최대 30fps까지 동작한다.

따라서 형광등의 조도 변화의 주기가 1/100초인 상태에서 카메라 셔터 스피드가 최대 1/120초를 가져 타이밍상 안 맞기 때문에, 형광등의 조도 변화에 대하여 각 필드의 노광 타이밍이 어긋나서, 각 화소의 노광량이 필드마다 변화된다.

결국, 형광등과 같은 조도 변화 주기에 따른 셔터 스피드의 노광 타이밍이 일치하지 않기 때문에, 일정 주기를 두고 반복적으로 플리커 구간이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 조도 변화 주기와 셔터 스피드의 노광 타이밍이 일치하지 않을 때 발생하는 플리커 현상을 방지할 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 렌즈부, 상기 렌즈부를 통해 입사되는 광 에너지를 감지하여 프리뷰 영상 이미지를 생성하고, 입력되는 노출 시간에 대응되는 상기 광 에너지를 감지하여 최종 영상 이미지를 생성하는 이미지 센서, 상기 프리뷰 영상 이미지에 플리커가 발생했는지 여부를 판단하고, 상기 플리커가 발생 하지 않은 경우에는 상기 제1 이미지 센서로 상기 프리뷰 영상 이미지의 중심 영역과 엣지 영역의 가중치가 서로 다른 제1 노출 시간 또는 제2 노출 시간을 출력하고, 상기 플리커가 발생한 경우에는 상기 제1 이미지 센서로 상기 프리뷰 영상 이미지의 상기 중심 영역과 상기 엣지 영역의 가중치가 동일한 제4 노출 시간을 출력하는 이미지 신호 처리부를 포함하는 카메라 모듈이 제공된다.

본 발명의 실시 예에서는 플리커 현상이 발생할 경우 프리뷰 영상 이미지의 중심 영역과 엣지 영역의 가중치가 동일한 노출 시간으로 최종 영상 이미지를 생성함으로써, 최종 영상 이미지에서 광량 차이가 발생하지 않아 플리커 현상이 약화된 최종 영상 이미지를 얻을 수 있다.

또한, 플리커 현상이 발생할 경우 휘도 레벨을 설정된 기준 휘도 레벨만큼 높게 설정함으로써, 높은 휘도에 의해 플리커 현상이 약화된 최종 영상 이미지를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 신호 처리부의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 플리커 패턴의 예시도이다.
도 4a 및 도 4b는 플리커 현상이 발생하지 않은 경우 노출시간 조정부의 노출 시간 조정 예시도이고, 도 4c는 플리커 현상이 발생한 경우 노출시간 조정부의 노출 시간 조정 예시도이다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 플리커 현상이 발생한 프리뷰 영상 이미지의 예시도이고, 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 최종 영상 이미지의 예시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기도 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈은 렌즈부(10), 이미지 센서(20) 및 이미지 신호 처리부(30)를 포함한다.

렌즈부(10)는 적어도 하나 이상의 렌즈로 이루어져 있으며, 광 에너지를 입사하고 입사된 광 에너지를 집광시켜 이미지 센서(20)로 출력한다.

이미지 센서(20)는 렌즈부(10)를 통과하는 광 에너지를 감지하는 복수의 픽셀을 포함하며, 복수의 픽셀에서 감지된 광 에너지를 전기적인 신호로 변환하여 이미지 신호 처리부(30)로 출력한다.

이미지 신호 처리부(30)에서 노출 시간이 입력되기 전에 이미지 센서(20)는 프리뷰 영상 이미지를 생성하여 이미지 신호 처리부(30)로 출력하고, 이미지 신호 처리부(30)로부터 노출 시간이 입력되면 이미지 센서(20)는 입력된 노출 시간에 따라 광 에너지를 감지한 최종 영상 이미지를 이미지 신호 처리부(30)로 출력한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이미지 신호 처리부의 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 플리커 패턴의 예시도이고, 도 4a 및 도 4b는 플리커 현상이 발생하지 않은 경우 노출시간 조정부의 노출 시간 조정 예시도이고, 도 4c는 플리커 현상이 발생한 경우 노출시간 조정부의 노출 시간 조정 예시도이고, 도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 플리커 현상이 발생한 프리뷰 영상 이미지의 예시도이고, 도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 최종 영상 이미지의 예시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 이미지 신호 처리부(30)는 이미지 센서(20)로부터 입력된 프리뷰 영상 이미지에 플리커(flicker) 현상이 발생하였는지를 감지하는 플리커 감지부(31)와, 플리커 감지부(31)에서 플리커가 감지 여부에 따라 이미지 센서(20)의 노출 시간을 조정하는 노출시간 조정부(32)와, 플리커가 감지된 경우 노출시간 조정부(32)에서 조정된 노출 시간에 비해 휘도 레벨이 기준 휘도 레벨만큼 높아지도록 노출 시간을 재조정하는 노출 타겟 조정부(33)를 포함한다.

플리커 현상이 발생할 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(20)로부터 입력되는 프리뷰 영상 이미지에는 횡 방향으로 부분 또는 전체가 물결치는 패턴이 나타나며, 플리커 감지부(31)에는 도 3의 플리커 패턴이 저장되어 있다.

플리커 감지부(31)는 이미지 센서(20)로부터 프리뷰 영상 이미지가 입력되면, 미리 저장되어 있는 플리커 패턴이 프리뷰 영상 이미지에 발생하는지를 비교한다.

플리커 감지부(31)는 프리뷰 영상 이미지에서 플리커 패턴이 나타나지 않으면 플리커 현상이 발생하지 않은 것을 나타내는 제1 제어신호를 노출시간 조정부(32)로 출력하고, 프리뷰 영상 이미지에서 플리커 패턴이 나타나면 플리커 현상이 발생한 것을 나타내는 제2 제어신호를 노출시간 조정부(32)로 출력한다.

노출시간 조정부(32)는 플리커 감지부(31)로부터 플리커 현상이 발생하지 않은 것을 나타내는 제1 제어신호가 입력되면, 도 4a에 도시된 바와 같이 감도 개선을 위해 프리뷰 영상 이미지의 중심 영역에 가중치(weight)를 주는 제1 노출 시간을 설정하고, 도 4b에 도시된 바와 같이 프리뷰 영상 이미지의 엣지 영역에 가중치를 주는 제2 노출 시간을 설정하여 이미지 센서(20)로 출력한다.

그러면, 이미지 센서(20)에서 제1 노출 시간 또는 제2 노출 시간에 대응되는 광 에너지를 감지하여 생성된 제1 최종 영상 이미지 또는 제2 최종 영상 이미지를 이미지 신호 처리부(30)로 출력한다.

이때, 제1 노출 시간에 따라 촬영된 제1 최종 영상 이미지는 중심 영역이 밝고 엣지 영역이 중심 영역에 비해 상대적으로 어두운 광량 차이가 발생하는 영상 이미지이다.

또한, 제2 노출 시간에 따라 촬영된 제2 최종 영상 이미지는 중심 영역이 엣지 영역에 비해 상대적으로 어두운 광량 차이가 발생하는 영상 이미지이다.

일반적으로, 플리커 현상은 광량 차이가 발생할수록 더 선명하게 나타난다.

따라서, 노출시간 조정부(32)는 플리커 감지부(31)에서 플리커 현상이 발생한 것을 나타내는 제2 제어신호가 입력되면, 도 4c에 도시된 바와 같이 프리뷰 영상 이미지의 중심 영역과 엣지 영역의 가중치가 동일한 제3 노출 시간을 설정하여 노출 타겟 조정부(33)로 출력한다.

노출 타겟 조정부(33)는 휘도 레벨(Y-level)을 조정하는 것으로, 제3 노출 시간에 비해 R, G, B 레벨이 대략 20~30 정도 높아져 제3 노출 시간의 휘도 레벨(Y-level)이 설정된 기준 휘도 레벨만큼 높게 설정되도록 제3 노출 시간을 제4 노출 시간으로 재조정하여 이미지 센서(20)로 출력한다.

그러면, 이미지 센서(20)는 제4 노출 시간에 대응되는 광 에너지를 감지하여 생성된 제3 최종 영상 이미지를 이미지 신호 처리부(30)로 출력한다.

도 5b에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(20)를 통해 입력되는 제4 노출 시간에 따른 최종 영상 이미지는 전체적으로 밝기가 동일한 중심 영역과 엣지 영역의 광량 차이가 발생하지 않는 영상 이미지로서, 본 발명에서는 제4 노출 시간에 따라 촬영된 최종 영상 이미지에서 광량 차이가 발생하지 않아 도 5a에 비해 플리커 현상이 약화된 도 5b의 제3 최종 영상 이미지를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에서는 플리커 현상이 발생할 경우 휘도 레벨을 기준 휘도 레벨(R, G, B 레벨이 대략 20~30 증가한 레벨)만큼 높게 설정함으로써, 높은 휘도에 의해 플리커 현상을 약화시킬 수 있는 제3 최종 영상 이미지를 얻을 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 렌즈부
20: 이미지 센서
30: 이미지 신호 처리부
31: 플리커 감지부
32: 노출시간 조정부
33: 노출 타켓 조정부

Claims (7)

1. 렌즈부,
   상기 렌즈부를 통해 입사되는 광 에너지를 감지하여 프리뷰 영상 이미지를 생성하고, 입력되는 노출 시간에 대응되는 상기 광 에너지를 감지하여 최종 영상 이미지를 생성하는 이미지 센서, 및
   상기 프리뷰 영상 이미지상에서 횡방향으로 나타나는 물결 패턴을 기 저장된 플리커 패턴과 비교하여 플리커가 발생하였는지 여부를 판단하고, 상기 플리커가 발생 하지 않은 경우에는 제1 이미지 센서로 상기 프리뷰 영상 이미지의 중심 영역과 엣지 영역의 가중치가 서로 다른 제1 노출 시간 또는 제2 노출 시간을 출력하고, 상기 플리커가 발생한 경우에는 상기 제1 이미지 센서로 상기 프리뷰 영상 이미지의 상기 중심 영역과 상기 엣지 영역의 가중치가 동일한 제4 노출 시간을 출력하는 이미지 신호 처리부를 포함하는 카메라 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 노출 시간은 상기 중심 영역의 가중치가 상기 엣지 영역의 가중치에 비해 높게 설정되어 있고, 상기 제2 노출 시간은 상기 중심 영역의 가중치가 상기 엣지 영역의 가중치에 비해 낮게 설정되어 있는 카메라 모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 이미지 신호 처리부는,
   상기 플리커가 발생하였는지를 감지하는 플리커 감지부,
   상기 플리커가 감지되지 않은 경우 상기 제1 노출 시간 또는 상기 제2 노출 시간을 상기 이미지 센서로 출력하고, 상기 플리커가 감지된 경우 상기 프리뷰 영상 이미지의 상기 중심 영역과 상기 엣지 영역의 가중치가 동일한 제3 노출 시간을 설정하여 출력하는 노출시간 조정부, 및
   상기 노출 시간 조정부에서 출력된 제3 노출 시간에 비해 휘도 레벨이 기준 휘도 레벨만큼 높아지도록 상기 제3 노출 시간을 상기 제4 노출 시간으로 재조정하는 노출 타켓 조정부를 포함하는 카메라 모듈.
4. 삭제
5. 제3항에 있어서,
   상기 플리커가 감지된 경우, 상기 이미지 센서는 상기 제4 노출 시간에 대응되는 상기 광 에너지를 감지하여 상기 최종 영상 이미지를 생성하는 카메라 모듈.
6. 제3항에 있어서,
   상기 기준 휘도 레벨은 상기 제3 노출 시간의 R, G, B 레벨이 설정된 범위만큼 높아지는 휘도 레벨인 카메라 모듈.
7. 삭제

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