KR20060011202A - 오토 포커스 동작 기능을 가진 이동통신 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에 관한 것으로, 특히 카메라 기능이 내장된 이동통신 단말기에 관한 것이다.

이러한 본 발명에 따른 카메라 모듈을 포함하는 오토 포커스 기능을 가진 이동통신 단말기는 상기 카메라 모듈에 포함되며, 오토 포커스에 필요한 정보 데이타를 처리하여 I2C 방식을 통해 출력하는 디지탈 신호처리기와; 단말기 전반을 제어하며, 상기 디지탈 신호처리기로부터 I2C 방식을 통해 출력된 오토 포커스에 필요한 정보 데이타를 수신하여 처리하고, 이에 따른 해당 PDM 신호를 출력하는 마이크로 프로세서와; 상기 마이크로 프로세서로부터 출력된 PDM 신호의 듀티 사이클(duty cycle)에 따라 인에이블되어 인가되는 전압을 펄스 형태의 일정 레벨 전압으로 출력 처리하는 전압 레귤레이터와; 상기 전압 레귤레이터로부터 출력되는 펄스 형태의 일정 레벨 전압으로부터 DC 성분을 필터링하는 저역통과필터와; 상기 카메라 모듈에 포함되며, 상기 저역통과필터에서 필터링된 DC 전압을 인가받아 오토 포커스를 위한 렌즈 위치를 조정하는 렌즈 제어 모터;를 포함한다.

이동통신 단말기, 카메라, 오토 포커스.

Description

오토 포커스 동작 기능을 가진 이동통신 단말기{Mobile communication terminal having auto focus function}

도 1은 종래 카메라가 구비된 이동통신 단말기에 적용된 오토 포커스 동작 회로도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오토 포커스 동작 회로도.

본 발명은 이동통신 단말기에 관한 것으로, 특히 카메라 기능이 내장된 이동통신 단말기에 관한 것이다.

이동통신 단말기의 보급 확대에 따라 이 분야의 기술이 발전하고 있다. 소비자들의 요구와 업체간의 경쟁에 의해 날로 다양한 기능이 추가되고 있으며, 카메라가 장착된 단말기는 최근 들어 신규로 보급되는 단말기의 많은 부분을 차지할 정도로 인기를 누리고 있다.

이동통신 단말기에 장착된 카메라는 통상 오토 포거스(AF : Auto Focus) 기능을 구비하고 있는데, AF란 카메라의 렌즈계를 통해 입력되는 피사체의 영상 초점을 자동으로 조절하는 기능을 말한다. 일반적으로 AF 기능은 소형의 모터로 자동 초점렌즈를 구동하여 촬상부간의 거리를 조절함으로써 정확한 초점을 맞추는 것이며, 이러한 모터는 마이크로 프로세서의 제어신호에 따라 동작하게 된다.

일반 디지탈 카메라의 경우에 AF 기능을 위한 회로는 매우 복잡한다. 따라서 디지탈 카메라에 적용되는 AF 회로를 이동통신 단말기에 부가적인 기능으로 사용되는 카메라에 적용하기에는 공간상 등의 부적합한 문제점이 있다. 이에 따라 이동통신 단말기에는 다음과 같은 도 1에 도시된 회로가 적용되고 있다.

도 1은 종래 카메라가 구비된 이동통신 단말기에 적용된 오토 포커스 동작 회로도이다. 종래 이동통신 단말기에 적용된 AF 동작 회로에 대해 도 1을 참조로 하여 설명하면, 우선 카메라 모듈(10) 내의 디지탈 신호처리기(DSP : Digital Signal Processor)(15)는 AF 제어에 필요한 정보 데이타를 I2C 통신을 통해 마이크로 프로세서(20)로 전달해 준다.

마이크로 프로세서(20)는 DSP(15)로부터 제공된 AF 정보 데이타를 처리하여 해당 제어신호를 동일한 I2C 방식으로 디지탈/아날로그 변환기(DAC : Digital Analog Converter)(30)에 출력한다. 아날로그 변환된 제어신호, 즉 전압은 OP AMP에서 충분히 증폭되어 트랜지스터의 도통을 제어한다. 트랜지스터의 이미터-베이스간 전압이 이론적인 값인 0.7V를 넘어서게 되면, 트랜지스터가 도통되어 컬렉터에서 이미터로 전류가 흐르게 되며, 이에 따라 모터가 구동하여 렌즈 위치를 조절함으로써 AF를 처리한다.

이와 같은 종래 방식에 따르면, 우선 마이크로 프로세서 출력되는 제어신호를 처리하기 위해서는 I2C 통신이 가능한 DAC 소자가 필수적으로 필요하고 별도의 증폭회로가 부가적으로 첨부되어져야 하는 등 고려해야 할 회로소자들이 많아지게 되며, 이에 따라 오동작 등의 가능성이 높아질 수 있다. 또한 전류제어방식을 사용하기 때문에 동작시 주변 누설전류 등에 의한 영향을 최소화하기 위한 별도의 관리가 필요하게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, AF 기능을 위한 필요부품소자를 간소화하여 오동작 가능성을 배제시키며, 전류제어방식에 따른 누설전류에 의한 피해를 방지하고자 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 카메라가 구비된 이동통신 단말기는 마이크로 프로세서가 카메라 모듈 내의 DSP 소자에서 처리되어 출력되는 AF 정보 데이타를 처리하여 AF를 위한 해당 PDM 신호를 출력한다. 전압 레귤레이터는 PDM 신호의 듀티 사이클(duty cycle)에 따라 인에이블되어져, 인에이블되는 동안에만 인가되는 배터리로부터의 전압을 출력한다. 출력된 전압은 저역통과필터에서 DC 성분만 필터링되어 모터에 공급된다. 이에 따라 모터는 공급된 DC 전압에 의해 렌즈 위치를 조정함으로써 AF를 처리하게 된다.

본 발명의 이와 같은 양상에 따라 AF용 모터제어를 위한 회로가 PDM 신호와 전압 레귤레이터, 그리고 저역통과필터만으로 간단하게 구성됨으로써 오동작 가능성이 배제되며, 또한 전압제어방식을 이용하므로 누설전류에 의한 피해가 발생하지 않는다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오토 포커스 동작 회로도이다. 도시된 바와 같이, 오토 포커스 기능을 가진 이동통신 단말기는 카메라 모듈(100)에 포함되며, 오토 포커스에 필요한 정보 데이타를 처리하여 I2C 방식을 통해 출력하는 디지탈 신호처리기(110)와,

단말기 전반을 제어하며, 디지탈 신호처리기(110)로부터 I2C 방식을 통해 출력된 오토 포커스에 필요한 정보 데이타를 수신하여 처리하고, 해당 PDM 신호를 출력하는 마이크로 프로세서(200)와,

마이크로 프로세서(200)로부터 출력된 PDM 신호의 듀티 사이클(duty cycle)에 따라 인에이블되어 인가되는 전압을 일정 레벨의 전압으로 출력 처리하는 전압 레귤레이터(300)와,

전압 레귤레이터(300)로부터 출력되는 펄스 형태의 일정 레벨 전압으로부터 DC 성분을 필터링하는 저역통과필터(400)와,

카메라 모듈(100)에 포함되며, 저역통과필터(400)에서 필터링된 DC 전압을 인가받아 렌즈 위치를 조정하는 렌즈 제어 모터(130)를 포함한다.

카메라 모듈(100)은 기본적으로 렌즈계(도시하지 않음), 촬상부(도시하지 않음), 렌즈 제어 모터(130), 디지탈 신호처리기(DSP)(110)를 포함한다. 렌즈계는 소형의 하나 혹은 복수의 렌즈로 구성되며, 빛을 집광하여 촬상부에 공급한다. 촬상부는 통상 CMOS 촬상소자 또는 CCD 촬상소자로 구성되며, 각 픽셀별로 빛을 전기적인 아날로그 영상 신호로 변환하여 출력하는 공지의 소자이다.

렌즈 제어 모터(130)는 배터리로부터 전압을 공급받아 렌즈의 위치를 조정한다. 이와 같은 렌즈 제어 모터(130)에 대해서의 동작에 대해서는 후술하기로 한다. DSP(110)는 촬상부에서 처리된 아날로그 영상 신호를 디지탈화한다. 이러한 DSP(110)는 촬상부로부터 수신되는 영상 신호를 분석하여 AF를 위해 적합한 AF 정보 데이타를 후술할 마이크로 프로세서(200)로 출력한다.

즉, DSP(100)는 촬상부로부터 수신되는 영상 윤곽선의 선명도를 통해 카메라 렌즈를 어느 방향으로 얼마만큼 움직여야하는지를 나타내는 AF 정보 데이타를 처리한다. DSP(100)는 처리된 AF 정보 데이타를 I2C 방식을 통해 마이크로 프로세서(200)로 출력한다. DSP(100)의 이러한 AF 정보 데이타 처리 기술은 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

그리고 참고로 I2C란 Inter-IC라고도 불리우며, I2C는 집적회로들 간의 통신 링크를 제공하는 두 가닥 선의 양방향 직렬 버스를 말한다. 필립스는 TV, VCR 및 오디오 장비 등과 같은 대량 생산되는 제품용으로 I2C 버스를 이미 20년 전에 소개하였다.

마이크로 프로세서(200)는 메모리에 저장된 제어 프로그램 데이타에 기반하여 단말기 동작의 전반을 제어한다. 이러한 마이크로 프로세서(200)는 카메라 모듈(100)의 DSP(110)로부터 I2C 방식으로 출력된 AF 정보 데이타를 수신하여 분석 처리한다. 마이크로 프로세서는 수신된 AF 정보 데이타 처리에 따라 카메라 렌즈 조정에 필요한 PDM 신호를 PDM 신호 단자를 통해 출력한다.

PDM 신호란 하이(High)와 로우(Low)가 차지하는 비율, 즉 듀티 사이클을 조정함으로써, 모터 등의 동작을 제어할 수 있는 신호이다. 이러한 신호 방식은 공지된 사항이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

전압 레귤레이터(300)는 출력단의 전압을 일정하게 유지시켜주는 역할을 하는 공지 구성이다. 이러한 전압 레귤레이터는 마이크로 프로세서(200)로부터의 PDM 신호의 듀티 사이클에 따라, 즉 High 상태에서만 인에이블되어 배터리로부터 인가되는 전압을 일정 레벨의 전압을 갖는 펄스 형태로 출력 처리하게 된다. 이에 따라 전압 레귤레이터(300)에서 출력되는 펄스 형태의 전압 Vout은 PDM 신호와 동일한 펄스 형태를 가진다.

전압 레귤레이터(300)는 그 정격전압이 후술할 렌즈 제어 모터(130)의 최대 정격 전압값과 동일한 사양의 레귤레이터임이 바람직하다. 그리고 전압 레귤레이터(300)는 도시된 바와 같이 바람직하게 저전압 강하용으로써 사용되는 주지된 구성인 LDO(Low Drop Out) Regulator 칩이 사용될 수 있다. 참고로 LDO Regulator의 경우, 도시된 바와 같이 C2의 구성요소를 가진다. C2의 역할은 인가되는 전압 성분 중 교류 성분을 제거하는 것으로, 본 발명에 있어서 필요한 구성요소는 아니므로 없어도 무방하다.

저역통과필터(400)는 전압 레귤레이터(300)로부터 출력되는 펄스 형태의 일정 레벨을 갖는 전압을 입력받아 DC 성분만을 필터링한다. 필터링된 DC 성분 전압 의 레벨은 전술한 마이크로 프로세서(200)에서의 PDM 신호 듀티 사이클에 따라 달라지게 된다. 즉, PDM 신호의 한 주기에서 High 비율이 높으면 필터링된 DC 성분 전압의 레벨은 높아지며, Low 비율이 높으면 필터링된 DC 성분 전압의 레벨은 낮아진다.

저역통과필터(400)는 일 양상에 있어서 도시된 바와 같은 R1, C3로 구성된 RC필터일 수 있다. R1, C3로 구성된 RC필터회로의 소자값은 바람직하게 실험적인 결과에 결정되게 되며, 대략 R1의 경우 수십k Ohm대 영역을 갖고 C3의 경우 0.1 ~ 1uF대의 영역에서 결정된다.

렌즈 제어 모터(130)는 바람직하게 인덕터형 모터가 사용될 수 있다. 렌즈 제어 모터(130)는 RC 필터로부터 필터링된 DC 전압을 AF2 단자를 통해 공급받아 구동되어 AF를 위한 렌즈 위치 제어를 처리한다. 즉, 렌즈 제어 모터(130)는 공급되는 DC 전압에 따라 렌즈 위치를 조정하게 된다. 렌즈 위치 조정을 처리하는 이와 같은 모터는 공지된 기술 구성이므로 상세한 설명은 생략한다.

참고로 도 2에 있어서, C1, C2는 전압 레귤레이터(300)의 사양에 따라 권장되는 커패시터 값을 갖게 되는데, 일반적으로 C1 = 1uF, C2 = 47nF 정도의 커패시턴스를 갖는다. 여기서 C1의 역할은 배터리로부터 인가되는 전압을 일정한 전압으로 잡아주는 역할을 하는데, 통상 LDO Regulator과의 연결 구성상 포함되는 소자이다. C1 또한 C2와 마찬가지로 본 발명에서의 역할상 필수적인 구성은 아니다.

본 발명의 이와 같은 양상에 따른 AF용 모터제어를 위한 회로가 PDM 신호와 전압 레귤레이터, 그리고 저역통과필터만으로 간단하게 구성됨으로써 오동작 가능 성이 배제되며, 또한 전압제어방식을 이용하므로 누설전류에 의한 피해가 발생하지 않는다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 카메라 모듈을 구비한 이동통신 단말기에서 카메라 동작시 오토 포커스를 위한 모터제어에 필요한 회로가 PDM 신호와 전압 레귤레이터, 그리고 저역통과필터만으로 간단하게 구성됨으로써 오동작 가능성이 배제되며, 또한 전압제어방식을 이용하므로 누설전류에 의한 피해가 발생하지 않는다.

한편 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (2)

1. 카메라 모듈을 포함하는 이동통신 단말기에 있어서,

   상기 카메라 모듈에 포함되며, 오토 포커스에 필요한 정보 데이타를 처리하여 I2C 방식을 통해 출력하는 디지탈 신호처리기와;

   단말기 전반을 제어하며, 상기 디지탈 신호처리기로부터 I2C 방식을 통해 출력된 오토 포커스에 필요한 정보 데이타를 수신하여 처리하고, 이에 따른 해당 PDM 신호를 출력하는 마이크로 프로세서와;

   상기 마이크로 프로세서로부터 출력된 PDM 신호의 듀티 사이클(duty cycle)에 따라 인에이블되어 인가되는 전압을 펄스 형태의 일정 레벨 전압으로 출력 처리하는 전압 레귤레이터와;

   상기 전압 레귤레이터로부터 출력되는 펄스 형태의 일정 레벨 전압으로부터 DC 성분을 필터링하는 저역통과필터와;

   상기 카메라 모듈에 포함되며, 상기 저역통과필터에서 필터링된 DC 전압을 인가받아 오토 포커스를 위한 렌즈 위치를 조정하는 렌즈 제어 모터;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 오토 포커스 동작 기능을 가진 이동통신 단말기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 저역통과필터는 RC 필터인 것을 특징으로 하는 오토 포커스 동작 기능을 가진 이동통신 단말기.

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