KR101967336B1 - 카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법은 카메라 주변의 조도를 확인하는 단계; 저조도 상황일 경우, 이미지 센서에 획득된 영상을 복수 개의 세그먼트로 분할하는 단계; 분할된 세그먼트 별로 조도를 측정하는 단계; 분할된 세그먼트 별로 측정된 조도를 비교하여 가장 밝은 조도를 가지는 세그먼트를 확인하는 단계; 가장 밝은 조도를 가지는 세그먼트의 영상을 오토 포커싱하는 단계; 및 오토 포커싱 된 영상을 촬영하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법{AF control method for Camera Module}
본 발명은 카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법에 관한 것이다.
근래 타블렛 컴퓨터, 카메라 폰, PDA, 스마트 폰, 장난감(toy)등의 다양한 멀티미디어 분야, 나아가서는 감시 카메라나 비디오 테이프 레코더의 정보단말 등의 화상입력기기용으로 소형의 카메라 모듈의 수요가 높아지고 있다. 특히, 스마트 폰은 소형화된 디자인을 선호하는 소비자의 수요 증가에 따라 작은 사이즈의 카메라 모듈을 개발하는 추세에 있다.
이러한 카메라 모듈은 CCD나 CMOS의 이미지 센서 칩을 이용하여 제조하며, 이미지 센서 칩에 렌즈를 통하여 사물을 집광하여, 광 신호를 전기 신호로 변환하여 LCD 디스플레이 장치 등의 디스플레이 매체에 사물이 표시될 수 있도록 영상을 전달한다.
그런데, 카메라 모듈은 휴대용 모바일 기기와 같은 전자기기에 장착되어 다양한 환경에서 사용될 수 있는데, 만일 저조도 환경에서 사용할 경우 오토 포커싱 기능을 수행하는 액츄에이터의 제어를 위한 충분한 데이터가 제공되지 못하여, 포커싱 동작이 실패하여 흐릿한 이미지를 획득할 수 밖에 없다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-0577523호(2006.04.28.) 대한민국 등록특허 제10-0992367호(2010.10.29.)
본 발명은 저조도 환경에서도 최적의 오토 포커싱 기능을 수행할 수 있는 카메라 모듈 오토 포커싱 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법은 카메라 주변의 조도를 확인하는 단계; 저조도 상황일 경우, 이미지 센서에 획득된 영상을 복수 개의 세그먼트로 분할하는 단계; 분할된 세그먼트 별로 조도를 측정하는 단계; 분할된 세그먼트 별로 측정된 조도를 비교하여 가장 밝은 조도를 가지는 세그먼트를 확인하는 단계; 가장 밝은 조도를 가지는 세그먼트의 영상을 오토 포커싱하는 단계; 및 오토 포커싱 된 영상을 촬영하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 카메라 주변 조도 측정 단계는 카메라 모듈 외부에 설치된 조도 센서로 주변 환경 조도를 측정하는 단계;를 포함할 수 있다.
또는, 상기 카메라 주변 조도 측정 단계는 카메라 모듈에 설치된 이미지 센서의 글로벌 게인 값으로 측정하는 단계;를 포함할 수도 있다.
상기 세그먼트 분할 단계는 이미지 센서에 결상 된 영상의 '가로 세그먼트의 수 x 세로 세그먼트의 수'가 4x8 및 8x16 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 세그먼트 별 조도 측정 단계는 각 세그먼트 별 이미지 센서의 글로벌 게인 값을 측정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 세그먼트는 상기 이미지 센서의 가로 세율 비율과 비례하도록 형성될 수 있다.
또는, 상기 세그먼트는 정사각형 및 직사각형 중 어느 하나로 형성될 수도 있다.
이미지 센서의 영상 획득 구역을 분할 세그먼트로 하여, 각 세그먼트 별로 조도를 1차적으로 확인하여, 가장 밝은 조도를 가지는 세그먼트의 영상을 기준으로 오토 포커싱 기능을 수행하기 때문에, 다른 세그먼트에서 오토 포커싱 기능 수행을 위한 충분한 조도가 확보되지 않더라도 최적의 이미지 화상을 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법을 도시한 흐름도, 그리고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 영상 획득 구간을 세그먼트 별로 분할한 상태를 도시한 개념도 이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법을 도시한 흐름도, 그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 영상 획득 구간을 세그먼트 별로 분할한 상태를 도시한 개념도 이다.
도 1의 흐름도에 도시된 바와 같이, 카메라 모듈이 작동이 시작되면, 소정의 제어부는 이미지 센서가 획득한 영상의 특성을 분석하여, 영상의 고주파 성분인 경계(Edge) 정보에서 초점 값(Focus value)이 가장 높은 곳으로 상기 렌즈 위치를 조정하여 가장 선명한 화면을 얻을 수 있도록 오토 포커싱 유닛을 제어할 수 있다(S10).
상기 제어부는 최적의 오토 포커싱 기능을 수행할 수 있도록 획득된 영상과는 별도로 조도 센서 등을 이용하여 촬영 환경의 조도를 측정하여 현재 촬영 상태가 저조도 상태인지의 여부를 판단할 수 있다. 또는 카메라 모듈에 마련된 이미지 센서의 획득 신호를 이용하는 것도 가능하다. 즉, 이미지 센서에는 글로벌 게인(global gain)이 설치되어 획득된 영상의 밝기를 감지할 수 있는데, 만일 밝은 영상이 결상될 경우, 상기 글로벌 게인 값은 '0'으로 설정되고, 영상의 밝기가 어두워질수록 게인 값을 증가할 수 있다. 이러한 수치를 기준으로 획득된 영상의 밝기를 판단할 수도 있다(S20).
S20단계에서 이미지 센서에 결상 된 영상이 어두운 조도 환경 하에 있다고 판단되면, 소정의 제어부는 이미지 센서에 결상 된 영상 정보를 도 2에 도시된 바와 같이 복수 개의 세그먼트 단위로 임의 분할할 수 있다. 이때, 상기 세그먼트의 분할 개수는 많을수록 좋으나, 지나치게 많은 경우 제어부에 부담을 줄 수 있기 때문에, 4x8 내지 8x16 정도의 세그먼트로 구획되는 것이 좋다. 또한, 상기 세그먼트는 직사각형 또는 정사각형상으로 마련될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이미지 센서의 가로 세로 비율과 비례하도록 형성될 수 있다. 예컨대 이미지 센서의 가로 세로 비율이 16:9일 경우, 세그먼트의 가로 세로의 비율도 16:9가 되도록 형성될 수 있다. 물론, 이미지 센서의 가로 세로 비율과 무관하게 정사각형 또는 직사각형으로 형성되는 것도 가능하다(S30).
S30단계에서 복수 개의 세그먼트 단위로 이미지 센서에서 획득된 영상이 이미지 분할 되면, 도 2에 도시된 바와 같이 제어부는 각 세그먼트 별로 S1, S2, ??????, Sn으로 개별 주소를 부여하고, 각 주소별로 획득된 조도를 측정할 수 있다. 이 경우에는 이미지 센서에 마련된 글로벌 게인의 수치를 기준으로 하여 영상의 밝기를 측정할 수 있다(S40).
S40단계에서 각 세그먼트 단위로 조도가 측정되면, 측정된 조도를 이용하여 각 세그먼트들 사이의 밝기를 비교할 수 있다. 예컨대, S1 세그먼트에서의 글로벌 게인 값이 '10'이고, S2 세그먼트에서의 글로벌 게인 값이 '5'일 경우 S1 세그먼트보다 S2 세그먼트의 밝기가 더 밝다고 인식할 수 있다(S50).
S50 단계에서 복수 개의 세그먼트들의 조도를 모두 비교하면, 가장 밝은 조도를 가지는 세그먼트(Sb)를 확인할 수 있다. 그러면 제어부는 가장 밝은 조도를 가지는 세그먼트(Sb)에서 획득된 영상으로 오토 포커싱 기능을 수행할 수 있다. 즉, 해당 세그먼트(Sb)의 밝기를 기준으로 해당 세그먼트에서의 영상의 고주파 성분인 경계(Edge) 정보에서 초점 값(Focus value)이 가장 높은 곳으로 상기 렌즈 위치를 조정하여 가장 선명한 화면을 얻을 수 있도록 오토 포커싱 유닛을 제어한다. 그러면, 이미지 센서에서 획득된 영상이 주변 밝기가 너무 어두워 시커멓게 나온 세그먼트는 물론 어느 정도 영상은 확인할 수 있으나 오토 포커싱이 어려운 세그먼트의 영상까지 한꺼번에 초점이 조절되어 보다 저조도 하에서도 선명한 영상의 획득이 가능하다(S60).
S60단계에서 오토 포커싱 기능이 수행 완료되면, 카메라 모듈은 해당 영상을 촬영하여 소정의 저장소에 저장할 수 있다(S70).
이상과 같은 본 발명의 일실시예에 따르면, 플래시를 사용하지 않아도 어두운 환경에서 보다 선명한 영상을 카메라 모듈로 획득할 수 있다.
또한, 별도의 조도 센서 없이 이미지 센서에 설치된 글로벌 게인 값을 이용하여 결상되는 영상의 밝기를 확인하는 것도 가능하므로, 조도센서가 없는 전자기기에 설치된 카메라 모듈에서도 주변 밝기에 따른 오토 포커싱 기능 수행이 가능하다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
10; 이미지 센서 S1; 제 1 세그먼트
S2; 제 2 세그먼트 S3; 제 3 세그먼트
Sb; 최고 조도 세그먼트

Claims (7)

  1. 카메라 주변의 조도를 확인하는 단계;
    저조도 상황일 경우, 이미지 센서에 획득된 영상을 복수 개의 세그먼트로 분할하는 단계;
    분할된 세그먼트 별로 조도를 측정하는 단계;
    분할된 세그먼트 별로 측정된 조도를 비교하여 가장 밝은 조도를 가지는 세그먼트를 확인하는 단계;
    가장 밝은 조도를 가지는 세그먼트의 영상을 오토 포커싱하는 단계; 및
    오토 포커싱 된 영상을 촬영하는 단계;를 포함하는 카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 카메라 주변 조도 측정 단계는,
    카메라 모듈 외부에 설치된 조도 센서로 주변 환경 조도를 측정하는 단계;를 포함하는 카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 카메라 주변 조도 측정 단계는,
    카메라 모듈에 설치된 이미지 센서의 글로벌 게인 값으로 측정하는 단계;를 포함하는 카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 세그먼트 분할 단계는,
    이미지 센서에 결상 된 영상의 '가로 세그먼트의 수 x 세로 세그먼트의 수'가 4x8 및 8x16 중 어느 하나로 형성되는 카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 세그먼트 별 조도 측정 단계는,
    각 세그먼트 별 이미지 센서의 글로벌 게인 값을 측정하는 단계;를 포함하는 카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 세그먼트는,
    상기 이미지 센서의 가로 세로 비율과 비례하도록 형성되는 카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 세그먼트는,
    정사각형 및 직사각형 중 어느 하나로 형성되는 카메라 모듈의 오토 포커싱 제어방법.
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