KR102294319B1 - 카메라 모듈의 영상 획득 방법 - Google Patents

카메라 모듈의 영상 획득 방법 Download PDF

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Abstract

실시예는 이미지 영역을 M(M은 2 이상의 정수) 개의 셀(cell)들로 구분하는 단계; 상기 M 개의 셀들 각각의 초점과 노출을 설정하는 단계; 상기 설정된 초점과 노출에 따라 M개의 영상 정보를 획득하는 단계; 및 초점과 노출이 달리 설정된 상기 M개의 영상 정보를 합성하여 하나의 이미지를 구하는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 영상 획득 방법을 제공한다.

Description

카메라 모듈의 영상 획득 방법{IMAGE ACQUISITION METHOD OF CAMERA MODULE}
실시예는 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 카메라 모듈의 영상 획득 방법에 관한 것이다.
휴대폰 및 PDA 등과 같은 휴대용 단말기는 최근 그 기술의 발전과 더불어 단순한 전화기능뿐만 아니라, 음악, 영화, TV, 게임 등으로 멀티 컨버전스로 사용되고 있으며, 이러한 멀티 컨버전스로의 전개를 이끌어 가는 것 중의 하나로서 카메라 모듈(camera module)이 가장 대표적이라 할 수 있다.
카메라 모듈은 기존의 30만 화소(VGA급)에서 현재 800만 화소 이상의 고화소 중심으로 변화됨과 동시에 오토포커싱(AF), 광학 줌(optical zoom) 등과 같은 다양한 부가 기능의 구현으로 변화되고 있다.
일반적으로, 카메라 모듈(CCM:Compact Camera Module)은 소형으로써 카메라폰이나 PDA, 스마트폰을 비롯한 휴대용 이동통신 기기 등의 다양한 IT 기기에 적용되고 있는 바, 최근에 이르러서는 소비자의 다양한 취향에 맞추어 소형의 카메라 모듈이 장착된 기기의 출시가 점차 늘어나고 있는 실정이다.
이와 같은 카메라 모듈은, CCD나 CMOS 등의 이미지 센서를 주요 부품으로 하여 제작되고 있으며 이미지 센서를 통하여 사물의 이미지를 집광시켜 기기내의 메모리상에 데이터로 저장되고, 저장된 데이터는 기기내의 LCD 또는 PC 모니터 등의 디스플레이 매체를 통해 영상으로 디스플레이된다.
카메라 모듈로 이미지를 촬영할 때, 초점과 노출을 사용자가 설정하거나 또는 오토(auto)로 설정할 경우 제어부에서 자동으로 설정한다.
이때, 노출 차이나 초점 거리의 차이가 큰 풍경 사진 등을 촬영할 경우, 하나의 이미지 내에서 일부분은 노출이나 초점 거리가 실제와 크게 달라서, 이미지 내에 화이트 홀 등이 발생할 수 있다.
실시예는 하나의 이미지 내에서 각 부분바다 초점이나 노출이 크게 다를 경우, 예를 들면 사람과 배경이 함께 표시되는 이미지에서 화이트 홀을 억제하고 아웃 포커싱을 방지하고자 한다.
실시예는 이미지 영역을 M(M은 2 이상의 정수) 개의 셀(cell)들로 구분하는 단계; 상기 M 개의 셀들 각각의 초점과 노출을 설정하는 단계; 상기 설정된 초점과 노출에 따라 M개의 영상 정보를 획득하는 단계; 및 초점과 노출이 달리 설정된 상기 M개의 영상 정보를 합성하여 하나의 이미지를 구하는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 영상 획득 방법을 제공한다.
(a) 단계는, 사용자 또는 카메라 모듈의 제어부에서 상기 이미지 영역을 M개의 셀들로 구분할 수 있다.
M개의 셀들은 서로 동일한 형상을 가질 수 있다.
(b) 단계에서, 상기 각각의 셀의 초점을 해당 셀의 중심 위치에 대응하여 설정할 수 있다.
(b) 단계에서, 상기 각각의 셀의 노출을 해당 셀의 중심 위치에 대응하여 설정할 수 있다.
M개의 영상 정보의 획득은, 상기 각각의 셀의 설정된 초점과 노출에 따라 이루어질 수 있다.
M개의 영상 정보의 촬영은, 해당 셀을 포함하는 상기 이미지 영역 전체에 대하여 이루어질 수 있다.
M개의 영상 정보 각각은, 상기 이미지 영역 전체의 초점과 노출은 상기 기설정된 초점과 노출로 촬영될 수 있다.
(d) 단계는, 상기 촬영된 M개의 영상 정보에서 상기 초점과 노출에 대응하는 부분들을 합하여 하나의 이미지를 합성할 수 있다.
카메라 모듈의 영상 획득 방법은, 상술한 합성된 하나의 이미지의 데이터와 상기 설정된 초점과 노출에 따라 획득된 M개의 영상 정보 중 적어도 하나를 저장하는 (e) 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 카메라 모듈의 영상 획득 방법은 하나의 이미지 내에서 각 셀들 간의 명암 차이에 의한 화이트 홀이 발생하지 않고, 예를 들면 사물이나 사람과 배경 간의 거리 차이에서 아웃 포커스가 발생하지 않을 수 있다.
도 1은 카메라 모듈을 포함하는 이동 단말기의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 2는 카메라 모듈의 영상 획득 방법의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 3a 내지 도 3c는 도 2의 방법에서 이미지 영역을 M 셀들로 구분하는 것을 나타낸 도면이고,
도 4a 내지 도 4d는 도 2의 방법에서 M개의 영상 정보를 획득하는 단계를 나타낸 도면이고,
도 5는 도 2의 방법에서 M개의 영상 정보를 합성하여 하나의 이미지를 구하는 단계를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1은 카메라 모듈을 포함하는 이동 단말기의 일실시예를 나타낸 도면이다.
이동 단말기(1000)의 하우징(1100)에는 표시부(1200)가 배치되고, 하우징(1100)의 상단 중앙부에는 음향출력부(도시되지 않음)를 보호하는 덮개부(1500)가 배치될 수 있다.
그리고, 덮개부(1500)에 인접하여 카메라 모듈(1300)과 광원(1400)이 배치될 수 있으며, 광원(1400)은 상술한 발광소자 내지 발광소자 패키지일 수 있으며, 광원(1400)은 도시된 바와 같이 하우징(1100)의 전면에 배치되거나 또는 후면에 배치될 수도 있다.
도 1에서 카메라 모듈이 구비된 이동 단말기가 도시되고 있으나, 이동 단말기와 별도로 단독의 카메라 모듈이 사용될 수도 있다.
도 2는 카메라 모듈의 영상 획득 방법의 일실시예를 나타낸 도면이다.
먼저, 카메라를 온(on)한다(S110). 예를 들면, 이동 단말기(1000)에 구비된 카메라 모듈(1300)의 경우, 이동 단말기(1000) 내의 표시부(1200)를 터치하여 카메라 모듈(1300)을 켤 수 있다.
그리고, 단독으로 사용되는 카메라 모듈의 경우 전원을 온(on)하여 켤 수 있다.
그리고, MF(Multi-Focus) 기능을 선택할지 판단하게 된다(S120). 예를 들면 도 3a에 도시된 바와 같이 표시부(1200)에 MF 기능을 선택할지를 사용자에게 묻는 유저 인터페이스(UI)가 아이콘(Icon) 등의 형식으로 표시될 수 있다.
이때, 사용자가 MF 기능을 사용하지 않을 것임을 선택하면(No), 카메라 모듈은 하나의 영상을 촬영하고 이미지를 저장할 수 있다(S130).
그리고, 사용자가 MF 기능을 사용할 것임을 선택하면(Yes), 도 3b에 도시된 바와 같이 카메라 모듈의 표시부(1200)에서 매수를 선택하는 화면이 표시될 수 있다. 도 3b의 '매수 선택'은 필요에 따라 생략될 수 있으며, 이때 사용자가 기설정된 매수로 이미지 영역이 분할되거나 또는 카메라 모듈의 제어부(미도시)에서 이미지 영역을 임의의 개수로 분할할 수도 있다.
여기서, 이미지 영역을 복수 개의 매수로 분할한다는 의미는, 도 3c에 도시된 바와 같이 카메라 모듈에 촬영될 영역을 복수 개의 셀(cell)로 구분(S140)함을 뜻하며, 도 3c에서는 4개의 셀(A,B,C,D)로 이미지 영역을 분할하고 있으나 반드시 이에 한정하지는 않으며, 2보다 큰 정수인 M개의 영역으로 분할할 수 있다.
그리고, 분할된 각각의 셀들은 서로 동일한 형상을 가질 수 있는데, 반드시 이에 한정하지는 않는다. 도 3c에서 동일한 크기의 사각형으로 각각의 셀들이 이루어지는데, 하나의 셀이 반드시 사각형의 형상이 아닐 수도 있다. 단, 사각형 형상의 영역을 동일한 크기의 셀들로 구분하려면, 각각의 셀이 사각형인 것이 유리할 수 있다.
이미지 영역은, 카메라 모듈의 표시부(1200) 등에 표시되는 영역이고 카메라 모듈에 의하여 촬영될 영역을 뜻한다. 이미지 영역을 분할한다 함은, 물리적인 구분이 아닌 가상의 선(line) 등으로 구분하는 것을 뜻한다.
그리고, 각각의 셀들에 대하여 초점과 노출을 설정할 수 있다. 도 3c를 예를 들면, A셀로 구분된 영역은 노출 EA와 초점 FA가 최적화된 값일 수 있고, B셀로 구분된 영역은 노출 EB와 초점 FB가 최적화된 값일 수 있고, C셀로 구분된 영역은 노출 EC와 초점 FC가 최적화된 값일 수 있고, 셀로 구분된 영역은 노출 ED와 초점 FD가 최적화된 값일 수 있다.
상술한 각각의 셀들에 대한 초점과 노출의 설정은, 사용자가 수동으로 하거나 또는 카메라 모듈의 제어부에서 자동으로 이루어질 수 있다.
그리고, 기설정된 셀의 개수만큼 영상을 촬영(S150)하는데, 상술한 바와 같이 설정된 초점과 노출에 따라 진행될 수 있다. 도 4a 내지 도 4d는 도 2의 방법에서 M개의 영상 정보를 획득하는 단계를 나타낸 도면이다. 이하에서는 도 4a 내지도 4d를 참조하여, 이미지 영역을 4개의 셀로 구분한 경우를 한정하여 카메라 모듈에서 이미지 영역의 촬영을 설명한다.
도 4a 내지 도 4d에서 4개의 영상을 촬영하는데, 연속하여 촬영이 이루어질 수 있으나 반드시 이에 한정하지는 않는다.
도 4a에서 이미지 영역에 대한 첫 번째 촬영이 이루어진다. 표시부(1200)의 이미지 영역은 4개의 셀(1-A, 1-B, 1-C, 1-D)을 포함하여 촬영될 수 있다. 여기서 상술한 4개의 셀(1-A, 1-B, 1-C, 1-D)은 하나의 이미지 영역 내에 포함되어 모두 노출 EA와 초점 FA로 촬영될 수 있다. 그리고, 4개의 셀(1-A, 1-B, 1-C, 1-D) 중 첫 번째 셀(1-A)은 적절한 노출과 초점으로 설정되어 촬영되었으나, 다른 3개의 셀(1-B, 1-C, 1-D)은 노출과 초점이 맞지 않아서 흐릿하거나 밝거나 어둡게 촬영될 수 있다.
도 4b에서 이미지 영역에 대한 두 번째 촬영이 이루어진다. 표시부(1200)의 이미지 영역은 4개의 셀(2-A, 2-B, 2-C, 2-D)을 포함하여 촬영될 수 있다. 여기서 상술한 4개의 셀(2-A, 2-B, 2-C, 2-D)은 하나의 이미지 영역 내에 포함되어 모두 노출 EB와 초점 FB로 촬영될 수 있다. 그리고, 4개의 셀(2-A, 2-B, 2-C, 2-D) 중 두 번째 셀(2-B)은 적절한 노출과 초점으로 설정되어 촬영되었으나, 다른 3개의 셀(2-A, 2-C, 2-D)은 노출과 초점이 맞지 않아서 흐릿하거나 밝거나 어둡게 촬영될 수 있다.
도 4c에서 이미지 영역에 대한 세 번째 촬영이 이루어진다. 표시부(1200)의 이미지 영역은 4개의 셀(3-A, 3-B, 3-C, 3-D)을 포함하여 촬영될 수 있다. 여기서 상술한 4개의 셀(3-A, 3-B, 3-C, 3-D)은 하나의 이미지 영역 내에 포함되어 모두 노출 EC와 초점 FC로 촬영될 수 있다. 그리고, 4개의 셀(3-A, 3-B, 3-C, 3-D) 중 세 번째 셀(3-C)은 적절한 노출과 초점으로 설정되어 촬영되었으나, 다른 3개의 셀(3-A, 3-B, 3-D)은 노출과 초점이 맞지 않아서 흐릿하거나 밝거나 어둡게 촬영될 수 있다.
도 4d에서 이미지 영역에 대한 네 번째 촬영이 이루어진다. 표시부(1200)의 이미지 영역은 4개의 셀(4-A, 4-B, 4-C, 4-D)을 포함하여 촬영될 수 있다. 여기서 상술한 4개의 셀(4-A, 4-B, 4-C, 4-D)은 하나의 이미지 영역 내에 포함되어 모두 노출 ED와 초점 FD로 촬영될 수 있다. 그리고, 4개의 셀(4-A, 4-B, 4-C, 4-D) 중 네 번째 셀(4-D)은 적절한 노출과 초점으로 설정되어 촬영되었으나, 다른 3개의 셀(4-A, 4-B, 4-C)은 노출과 초점이 맞지 않아서 흐릿하거나 밝거나 어둡게 촬영될 수 있다.
도 4a 내지 도 4d에서 초점과 노출이 맞는 각각의 셀(1-A, 2-B, 3-C, 4-D) 내에서도, 보다 좁은 부분에서 초점과 노출의 서로 일치하지 않을 수 있다. 이때, 각각의 셀(1-A, 2-B, 3-C, 4-D)의 중심 위치에 대응하는 부분에서 해당 셀의 초점과 노출을 조정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 4a 내지 도 4d에서 촬영된 4개의 영상은 각각 4개의 셀을 포함하고, 그 중 하나의 셀은 노출과 초점이 맞게 촬영되었으나 나머지 3개의 셀은 노출과 초점이 맞지 않다.
실시예에서 M=4이고 4장의 연속된 이미지를 촬영하였으나, 보다 많은 개수의 이미지를 노출과 초점을 달리하며 촬영할 수도 있다. 이때 카메라 모듈의 노출과 초점 거리를 바꿀때 소요되는 시간을 줄이기 위하여 하나의 카메라 모듈에서 2개 이상의 카메라를 구비하거나, 액체 렌즈를 사용할 수도 있다.
액체 렌즈는, 두 가지 액체의 계면의 곡률을 전기적으로 조절하여 오토 포커스와 손떨림 보정 기능을 수행할 수 있다. 이때, 카메라 모듈에는 액체 렌즈가 고체 렌즈와 함께 구비될 수 있으며, 일렉트로웨팅(Electrowetting), 즉 전기 습윤 현상을 이용하여 상술한 문제점을 해결할 수 있다.
이어서, 각각의 촬영된 영상에서 특정 셀을 지정(S160), 지정된 셀은 노출과 초점이 맞게 촬영된 셀들이다. 즉, 도 4a에서 촬영된 영상에서는 셀(1-A)의 영상이 지정되고, 도 4b에서 촬영된 영상에서는 셀(2-B)의 영상이 지정되고, 도 4c에서 촬영된 영상에서는 셀(3-C)의 영상이 지정되고, 도 4d에서 촬영된 영상에서는 셀(4-D)의 영상이 지정될 수 있다. 이때, 상술한 지정은 사용자가 인위적으로 할 수도 있으나, 상술한 바와 같이 노출과 초점이 맞게 설정된 셀에 대하여 자동으로 이루어질 수도 있다.
그리고, 각각의 영상에서 지정된 셀들을 합성하여, 하나의 이미지로 저장(S170)할 수 있다. 도 5는, 도 2의 방법에서 M개의 영상 정보를 합성하여 하나의 이미지를 구하는 단계를 나타낸 도면이다.
본 실시예에서 M=4이고, 총 4개의 영상 정보가 촬영되었으며, 각각의 영상 정보에서 노출과 초점이 맞게 설정된 영역인 1개의 셀의 영상 정보를 합성하여 하나의 영상(image)를 구할 수 있다. 여기서, 노출과 초점이 맞게 설정된 영역인 1개의 셀의 영상 정보는 총 4개이고, 상술한 바와 같이 1-A, 2-B, 3-C, 4-D이다.
도 5에서 4개의 셀인 1-A, 2-B, 3-C, 4-D가 합쳐져서 하나의 영상 정보를 이루며, 표시부(1200)에 표시되고 있다. 즉, 표시부(1200)에 표시되는 하나의 이미지 영역은 서로 다른 시각에 촬영된 4개의 셀이 함께 표시되고 있으며, 4개의 셀은 각각 초점과 노출이 다를 수 있다.
따라서, 카메라 모듈의 표시부(1200)에 표시되는 하나의 이미지 내에서 각 셀들 간의 명암 차이에 의한 화이트 홀이 발생하지 않고, 예를 들면 사물이나 사람과 배경 간의 거리 차이에서 아웃 포커스가 발생하지 않을 수 있다.
그리고, 상술한 복수 개의 셀을 합성하여 하나의 이미지를 표시한 후, 합성된 이미지의 데이터만을 저장할 수 있다. 실시예에 따라, 상기의 초점과 노출을 달리하며 촬영된 도 4a 내지 도 4d의 4개의 이미지의 데이터 전체를 함께 저장할 수도 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1000: 이동 단말기 1100: 하우징
1200: 표시부 1300: 카메라 모듈
1400: 광원 1500: 덮개부

Claims (10)

  1. 카메라 모듈의 제어부에서, 이미지 영역을 서로 다른 형상을 가지는 M(M은 2 이상의 정수) 개의 셀(cell)들로 구분하는 (a) 단계;
    상기 카메라 모듈의 제어부에서, 상기 M 개의 셀들 각각의 초점과 노출을 해당 셀의 중심 위치에 대응하여 자동으로 설정하는 (b) 단계;
    상기 설정된 초점과 노출에 따라 M개의 영상 정보를 획득하는 (c) 단계; 및
    초점과 노출이 달리 설정된 상기 M개의 영상 정보를 합성하여 하나의 이미지를 구하는 (d) 단계를 포함하고,
    상기 (b) 단계에서, 두 가지 액체의 계면의 곡률을 전기적으로 조절하여 상기 초점과 노출을 조절하는 카메라 모듈의 영상 획득 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 M개의 영상 정보의 획득은, 상기 각각의 셀의 설정된 초점과 노출에 따라 이루어지는 카메라 모듈의 영상 획득 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 M개의 영상 정보의 촬영은, 해당 셀을 포함하는 상기 이미지 영역 전체에 대하여 이루어지는 카메라 모듈의 영상 획득 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 M개의 영상 정보 각각은, 상기 이미지 영역 전체의 초점과 노출은 상기 기설정된 초점과 노출로 촬영되는 카메라 모듈의 영상 획득 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는, 상기 촬영된 M개의 영상 정보에서 상기 초점과 노출에 대응하는 부분들을 합하여 하나의 이미지를 합성하는 카메라 모듈의 영상 획득 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 합성된 하나의 이미지의 데이터와 상기 설정된 초점과 노출에 따라 획득된 M개의 영상 정보 중 적어도 하나를 저장하는 (e) 단계를 더 포함하는 카메라 모듈의 영상 획득 방법.
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