KR102157902B1 - 카메라모듈의 오토포커싱 제어장치 및 이를 구비한 이동단말 - Google Patents

카메라모듈의 오토포커싱 제어장치 및 이를 구비한 이동단말 Download PDF

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Abstract

카메라모듈의 오토포커싱 제어장치 및 이를 구비한 이동단말이 개시된다. 본 발명의 제어장치에서 이미지 센서부는, 액추에이터의 구동에 의해 렌즈가 이동하는 순간에 대응하는 동기신호를 구동부에 전송할 수 있다.

Description

카메라모듈의 오토포커싱 제어장치 및 이를 구비한 이동단말{APPARATUS FOR CONTROLLING AUTO FOCUSING IN CAMERA MODULE AND MOBILE TERMINAL COMPRISING THE SAME}
본 발명은 카메라모듈의 오토포커싱 제어장치 및 이를 구비한 이동단말에 관한 것이다.
일반적으로 카메라모듈은, 렌즈를 통한 피사체의 광 이미지를 이미지 센서에 촬상하여, 피사체 이미지를 획득하는 것으로서, 최근 이러한 카메라모듈은 이동단말 등 각종 전자기기에 장착되어 다양한 기능을 수행하고 있다. 이러한 카메라모듈에서 오토포커싱(auto focusing) 성능은 제품의 신뢰성을 좌우하는 핵심적인 기술요소이다.
오토포커싱을 수행하기 위해서는, 렌즈의 변위가 요구되는데, 렌즈의 움직임에 대한 안정화 시간 및 각 하드웨어에서의 지연시간 등이 설정되어야 하므로 오토포커싱 시간이 느려지는 문제점이 있다.
또한, 보통 이미지 센서에서 이미지는 프레임 단위로 처리되므로, 매 변위 발생시에는 프레임 추정이 불가능하므로, 프레임 스킵(frame-skip)이 요구되는 문제점이 있다.
한편, 근래 사용되는 터치방식의 스마트 기기(smart device)에서는, 오토포커싱 영역을 사용자가 지정하기 때문에, 해당 영역에 대해 오토포커싱을 수행하기 위해 제어신호를 생성하고, 이를 드라이버와 액추에이터(actuator)에 각각 전달하기 위해서는 지연시간이 소요되므로, 오토포커싱 시간이 더욱 느려지게 되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 이미지 센서부에서 동기신호를 발생하여 이를 오토포커싱 구동신호에 적용하여, 정확한 포커싱을 수행하는 카메라모듈의 오토포커싱 제어장치 및 이를 구비한 이동단말을 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예의 오토포커싱 제어장치는, 오토포커싱(AF)을 위한 제어신호를 생성하는 제어부; 상기 제어신호를 수신하여, 액추에이터를 구동하기 위한 구동신호를 생성하는 구동부; 및 렌즈를 통해 입사되는 빛을 영상신호로 변환하여, 영상신호에 대한 프레임 패킷을 상기 제어부로 전송하는 이미지 센서부를 포함하고, 상기 이미지 센서부는, 상기 액추에이터의 구동에 의해 렌즈가 이동하는 순간에 대응하는 동기신호를 상기 구동부에 전송할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 구동부는, 상기 동기신호의 수신 전 소정 구간에 해당하는 영상에 대한 오토포커싱 코드를 확인하여, 이에 대응하는 구동신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 오토포커싱 제어장치는, 상기 오토포커싱 코드를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예의 오토포커싱 제어장치는, 상기 구동부의 구동신호에 따라 상기 렌즈를 이동하는 상기 액추에이터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 동기신호를 상기 이미지 센서부로부터 수신하여, 해당 동기신호에 대응하여 플래쉬를 구동하기 위한 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 오토포커싱 제어장치가 구비되는 카메라모듈을 포함하는 이동단말이 제공될 수 있다.
렌즈가 움직이지 않는 영역에서 비교적 빠르게 오토포커스 코드를 검출하여, 오토포커스 정확도를 향상할 수 있으며, 오토포커스 코드의 검출을 위한 시간지연을 최소화하여 오토포커스 성능을 향상할 수 있다.
도 1은 종래의 오토포커싱 제어장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라모듈의 오토포커싱 제어장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 제어장치의 제어 타이밍을 설명하기 위한 일예시도이다.
도 4는 사용자가 오토포커싱 영역을 지정하는 예를 설명하기 위한 일예시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 오토포커싱 제어장치를 설명하기 위한 구성도이다.
제어부(120)에서 생성된 오토포커싱 제어신호는, 제어신호 송수신부(110)에 의해 오토포커싱 구동부(140)에 전달되고, 오토포커싱 구동부(140)는 해당 제어신호를 수신하여 구동신호를 생성하여 이를 오토포커싱 액추에이터(150)에 전달한다.
오토포커싱 액추에이터(150)는 구동신호에 따라 렌즈(도시되지 않음)를 이동하여, 렌즈로부터 입사되는 빛을 이미지 센서부(160)가 영상신호로 변환하여, 해당 영상신호에 대한 이미지 프레임 패킷(image frame packet)을 제어부(120)의 이미지 수신부(130)에 전달한다.
이와 같이, 제어신호 송수신부(110)를 통해 제어신호가 출력되면, 이미지 패킷 프레임이 이미지 수신부(130)에 입력될 때까지, 하드웨어(hardware)적인 지연시간이 발생하게 된다.
본 발명은 이러한 지연시간을 하드웨어적으로 줄이기 위한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 카메라모듈의 오토포커싱 제어장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예의 제어장치의 제어 타이밍을 설명하기 위한 일예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제어장치는, 제어신호 송수신부(10), 제어부(20), 이미지 수신부(30), 오토포커싱(AF) 구동부(40), 오토포커싱 액추에이터(50), 이미지 센서부(60), 및 시간제어부(70)를 포함할 수 있다.
본 발명의 설명에서는, 오토포커싱 액추에이터(50)가 직접 이미지 센서부(60)에 신호를 전송하는 것과 같이 설명되어 있으나, 이는 오토포커싱 액추에이터(50)가 렌즈를 구동하고, 렌즈를 통과된 빛이 이미지 센서부(60)에 입사되는 지연시간을 도식적으로 표시하기 위해 연결된 것임은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 사항이다.
도 4는 사용자가 오토포커싱 영역을 지정하는 예를 설명하기 위한 일예시도이다.
제어부(20)는, 예를 들어, 사용자가 이동단말(1)의 디스플레이부를 통해 디스플레이되는 이미지의 특정 영역을 오토포커싱하고자 하는 경우, 해당 영역을 도 4와 같이 터치하여 오토포커싱 영역을 지정할 수 있다.
다만, 이는 예시적인 것으로서, 사용자에 의한 오토포커싱 영역 지정에 의해서만 제어신호가 생성되는 것은 아니며, 사용자가 오토포커싱을 위한 버튼을 선택하거나, 또는 셔터가 있는 단말의 경우에는 셔터를 반누름함으로써 오토포커싱을 위한 제어신호가 생성될 수 있음은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 자명한 사항이다.
제어부(20)는 이를 확인하여, 오토포커싱 구동부(40)를 구동하기 위한 제어신호를 생성하고, 제어신호 송수신부(10)가 이를 오토포커싱 구동부(40)에 전달할 수 있다.
도 2에서, 제어신호 송수신부(10), 제어부(20) 및 이미지 수신부(30)는 하나의 하드웨어로 구현될 수 있다. 이와 마찬가지로, 오토포커싱 구동부(40)와 시간 제어부(70)는 하나의 하드웨어로 구현될 수 있어, 연결된 형상으로 도시되었다. 다만 이는 예시적인 것으로서, 시간 제어부(70)는 제어부(20)에 포함되거나, 이미지 센서부(60)에 포함될 수도 있을 것이다.
제어부(20)가 생성한 제어신호를 수신한 오토포커싱 구동부(40)는, 오토포커싱 액추에이터(50)를 구동하기 위한 구동신호를 생성하여, 이를 오토포커싱 액추에이터(50)에 전송할 수 있다.
오토포커싱 액추에이터(50)는, 구동신호에 따라 렌즈(도시되지 않음)를 구동하며, 이미지 센서부(60)는 렌즈의 변위가 시작하는 시점에 동기신호를 시간 제어부(70)에 전송할 수 있다.
이를 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3에서 3A는 제어신호 송수신부(10)가 오토포커싱 구동부(40)에 송신하는 제어신호이고, 3B는 이미지 센서부(60)가 시간제어부(70)에 송신하는 동기신호(sync)일 수 있다.
보통, 오토포커싱을 위한 제어신호는 이동단말(1)에서 프리뷰 영상(preview image)에서 도 4와 같이 오토포커싱 영역이 지정에 의해 생성되므로, 이미지 센서부(60)는 제어신호를 수신하기 이전부터 지속적으로 영상신호를 생성하고 있으며, 이때 영상신호를 프레임 패킷으로 전송되고 있다. 도 3에서 이미지 프레임 패킷은 연속적으로 수신되는 프레임 패킷 중 하나를 도시한 것이다.]
이미지 센서부(60)는, 이와 같이 연속적으로 생성한 프레임 패킷을 이미지 수신부(30)로 지속적으로 전송할 수 있다.
또한, 이미지 센서부(60)는 제어신호에 의해 렌즈의 이동(3D)이 시작되는 순간에 동기신호(3B)를 전송하는데, 제어신호(3A)의 발생부터 동기신호(3B)의 발생까지 소요되는 시간은 하드웨어적인 지연시간(3C)임을 알 수 있다.
동기신호(3B)가 전송되는 시점은 렌즈가 이동하는 순간을 나타내므로, 도 3의 3D 구간에서 렌즈는 이동하는 것임을 알 수 있다. 또한, 이전 제어신호에 의해 오토포커싱 구동부(40)가 오토포커싱 액추에이터(50)에 구동신호를 전송하는 경우에는 이전 제어신호에 의해 렌즈가 또 이동할 수 있음을 알 수 있다. 이때 3F는 이전 제어신호에 의해 렌즈가 구동하는 구간을 나타낸다.
따라서, 동기신호(3B)가 발생되기 전의 소정 구간(3E)에서는 렌즈가 구동하지 않는 안정(stable) 영역임을 확인할 수 있다. 이때, 동기신호 발생 전 소정 구간(3E)은, 미리 설정되어 저장될 수 있다.
한편, 이미지 센서부(60)는 렌즈를 통과하여 입사되는 빛을, 빛의 강약에 따라 전기신호의 강약으로 변경하여, 그 화상을 기록한다. 즉, 광신호를 전기신호로 변경하여 이미지를 획득할 수 있다. 이미지 센서부(60)는 예를 들어 전하결합소자(Charge Coupled Device; CCD), 상보형 금속산화반도체(Complementary Metal-Oxide Semiconductor; CMOS) 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 그와 유사한 기능을 수행하는 다른 소자일 수도 있다.
시간제어부(70)는, 이미지 센서부(60)로부터 수신한 동기신호를 오토포커싱 구동부(40)에 전달하고, 오토포커싱 구동부(40)는 동기신호 이전 소정 구간(3E)에서의 오토포커싱 코드를 확인하여, 이에 해당하는 구동신호를 생성하여, 오토포커스 액추에이터(50)에 전달함으로써, 정확한 오토포커싱 코드를 빠른 시간에 결정할 수 있다.
다만, 오토포커싱 코드는 미리 저장될 수 있으며, 이를 위해 본 발명의 일실시예의 제어장치는, 오토포커싱 코드를 저장하는 저장부(도시되지 않음)를 더 포함할 수도 있다.
한편, 시간제어부(70)는, 이미지 센서부(60)가 생성하는 동기신호를 제어부(20)에 제공하여, 플래쉬(flash)를 구동하기 위한 신호를 생성하는데 동기신호가 사용될 수도 있다.
위와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, 렌즈가 움직이지 않는 영역에서 비교적 빠르게 오토포커스 코드를 검출하여, 오토포커스 정확도를 향상할 수 있으며, 오토포커스 코드의 검출을 위한 시간지연을 최소화하여 오토포커스 성능을 향상할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10: 제어신호 송수신 20: 제어부
30: 이미지 수신부 40: 오토포커싱 구동부
50: 오토포커싱 액추에이터 60: 이미지 센서부
70: 시간제어부

Claims (6)

  1. 오토포커싱을 위한 제어신호를 생성하는 제어부;
    상기 제어신호를 수신하여, 액추에이터를 구동하기 위한 구동신호를 생성하는 구동부; 및
    렌즈를 통해 입사되는 빛을 영상신호로 변환하여, 영상신호에 대한 프레임 패킷을 상기 제어부로 전송하는 이미지 센서부를 포함하고,
    상기 이미지 센서부는, 상기 액추에이터의 구동에 의해 렌즈가 이동하는 순간에 대응하는 동기신호를 상기 구동부에 전송하고,
    상기 구동부는, 상기 동기신호의 수신 전 소정 구간에 해당하는 영상을 이용하여 구동신호를 생성하는 오토포커싱 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동부는,
    상기 동기신호의 수신 전 소정 구간에 해당하는 영상에 대한 오토포커싱 코드를 확인하여, 이에 대응하는 구동신호를 생성하는 오토포커싱 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 오토포커싱 코드를 저장하는 저장부를 더 포함하는 오토포커싱 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동부의 구동신호에 따라 상기 렌즈를 이동하는 상기 액추에이터를 더 포함하는 오토포커싱 제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 동기신호를 상기 이미지 센서부로부터 수신하여, 해당 동기신호에 대응하여 플래쉬를 구동하기 위한 신호를 생성하는 오토포커싱 제어장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 오토포커싱 제어장치가 구비되는 카메라모듈을 포함하는 이동단말.
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