KR20090118178A - 카메라 모듈 오차 보정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포커스 렌즈 및 줌 렌즈의 이동 방향에 따라 렌즈 모듈의 제작 시 결정되는 줌 트래킹 곡선을 설계치와 측정치를 상호 비교하여 보정한 줌 트래킹 곡선을 이용함으로써 피사체에 대한 자동 포커싱을 더욱 정확하게 결정할 수 있는 카메라 모듈 오차 보정 방법에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명의 카메라 모듈 오차 보정 방법은, 포커싱을 위한 포커스 렌즈와 줌 렌즈의 위치 관계를 나타내는 설계치 트래킹 곡선이 결정된 렌즈 모듈을 갖는 카메라 모듈의 오차 보정 방법에 있어서, 상기 줌 렌즈의 위치를 와이드와 텔레로 이동시키면서 와이드와 피크 및 텔레 지점을 가지는 측정치 트래킹 곡선을 산출하는 단계와, 상기 설계치 트래킹 곡선과 측정치 트래킹 곡선을 비교하여 상기 와이드와 피크 및 텔레 지점 중 선택된 두 지점을 일치시킨 보정 트래킹 곡선을 산출하는 단계와, 상기 설계치 트래킹 곡선과 상기 보정 트래킹 곡선에서 일치되지 않은 한 지점의 오차 비율을 계산하는 단계와, 상기 계산된 오차 비율을 이용하여 설계치 트래킹 곡선을 보정하는 단계 포함한다.

카메라, 줌 렌즈, 자동 포커싱, 오차 보정, 설계치, 측정치

Description

카메라 모듈 오차 보정 방법{Error Compensation Method of Camera Module}

본 발명은 카메라 모듈 오차 보정 방법에 관한 것으로서, 특히 포커스 렌즈 및 줌 렌즈의 이동 방향에 따라 렌즈 모듈의 제작 시 결정되는 줌 트래킹 곡선을 설계치와 측정치를 상호 비교하여 보정한 줌 트래킹 곡선을 이용함으로써 피사체에 대한 자동 포커싱을 더욱 정확하게 결정할 수 있는 카메라 모듈 오차 보정 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 디지털 카메라, 비디오 카메라 또는 카메라 기능을 갖는 휴대 단말기 등에 사용되는 줌(zoom) 기능을 구비한 렌즈 모듈은, 그 내부에 포함된 포커스 렌즈와 줌 렌즈의 위치 관계를 나타낸 줌 트래킹 곡선에 기초하여 포커싱이 이루어진다.

이러한 줌 트래킹 곡선은 렌즈 모듈을 설계할 때 결정되며, 렌즈 모듈이 사용되는 카메라는, 렌즈 모듈의 설계시 결정된 줌 트래킹 곡선에 따라 각 렌즈들의 위치가 결정될 수 있도록 설계 제작된다.

광학 줌 기능은 줌 렌즈를 소형의 모터로 이동시킴으로써 구현된다. 즉, 사용자가 와이드(Wide) 또는 텔레(Tele)의 줌잉 신호를 입력하면, 구동모터를 통해 줌 렌즈가 이동한다. 이를 통해 카메라의 렌즈계를 통해 입력되는 파사체의 영상은 축소 또는 확대된다. 이와 동시에 초점 거리가 변화하므로, 줌 렌즈의 이동이 있는 경우 인포커스(In focus)를 유지하기 위해서는 포커스 렌즈도 연동하여야 한다.

한편, 줌 렌즈(Zoom Lens)의 제작에 있어서 렌즈 가공시의 가공 오차와 렌즈 조립시의 조립 오차 등으로 인하여 줌 렌즈의 트랙 특성이 설계치로 부터 벗어나게 된다.

따라서, 줌 렌즈의 설계치로부터 벗어난 실제 모듈의 줌 트랙 곡선은 설계치 곡선과 차이를 나타내게 되어 줌 동작시 영상의 포커스가 흐려지는 현상이 나타난다.

이러한 줌 동작시의 포커스가 흐려지는 문제점을 개선하기 위한 기술이 대한민국 등록특허 제0781273호에 "카메라 모듈의 오차 보정 장치 및 그 방법"이라는 제목으로 개시된 바 있다.

이 기술은 줌 렌즈를 와이드(Wide)방향으로 최대한 이동시켜 화각을 가장 넓게 하고, 텔레(Tele)신호를 입력하여 점차적으로 입력되는 피사체의 영상을 확대하며, 줌 렌즈의 이동에 따라 선명한 영상을 유지하기 위해 포커스 렌즈를 연동한다.

그리고, 포커스 렌즈의 연동은 포커스 렌즈의 이동 사이클을 증감시키고 줌 렌즈의 연동은 줌 스텝을 증감시키는데, 최소 화각 지점과 같은 한 지점에서 보정을 실시하여 전체 곡선을 그대로 이동시킴으로써, 오차를 보정한다.

그런데, 이 기술은 최소 화각 지점과 같은 한지점에서 측정된 보정치를 이용하여 보정을 수행하기 때문에 전체 지점에 대한 오차 보정 효율이 떨어져 줌 트래킹 곡선과 실제의 렌즈 위치에 오차가 발생하므로 자동 포커싱이 맞지 않게 되는 단점이 있다.

본 발명의 목적은, 렌즈 모듈 내의 줌 렌즈와 포커스 렌즈의 위치를 나타내는 줌 트래킹 곡선을 피크와 텔레 및 와이드 지점에서 포커스 실측치와 설계치 포커서를 비교하여 줌 렌즈의 설계치와 측정치의 차이를 줄임으로써, 줌 렌즈 구동시 정확한 자동 포커싱이 이루어지도록 하는 카메라 모듈 오차 보정 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 카메라 모듈 오차 보정 방법은, 포커싱을 위한 포커스 렌즈와 줌 렌즈의 위치 관계를 나타내는 설계치 트래킹 곡선이 결정된 렌즈 모듈을 갖는 카메라 모듈의 오차 보정 방법에 있어서, 상기 줌 렌즈의 위치를 와이드와 텔레로 이동시키면서 와이드와 피크 및 텔레 지점을 가지는 측정치 트래킹 곡선을 산출하는 단계와, 상기 설계치 트래킹 곡선과 측정치 트래킹 곡선을 비교하여 상기 와이드와 피크 및 텔레 지점 중 선택된 두 지점을 일치시킨 보정 트래킹 곡선을 산출하는 단계와, 상기 설계치 트래킹 곡선과 상기 보정 트래킹 곡선에서 일치되지 않은 한 지점의 오차 비율을 계산하는 단계와, 상기 계산된 오차 비율을 이용하여 설계치 트래킹 곡선을 보정하는 단계 포함한다.

상기 피크 지점은 상기 와이드 지점과 상기 텔레 지점 사이의 포커스가 최대 또는 최소인 지점이다.

상기 오차 비율을 계산하는 단계는, 상기 측정치 트래킹 곡선에서의 최대값에서 상기 보정 트래킹 곡선 산출시 선택되지 않은 한 지점의 측정치를 뺀 값을 상기 설계치 최대값에서 상기 보정 트래킹 곡선 산출시 선택되지 않은 지점의 설계치를 뺀 결과값으로 나눈 것이다.

상기 설계치 트래킹 곡선을 보정하는 단계는, 설계치 최대값과 설계치의 차를 오차 비율에 곱한 결과값을 보정 트래킹 곡선의 측정치 최대값에서 뺀 값으로 보정한다.

상기 보정 트래킹 곡선을 산출하는 단계는, 상기 피크 지점과 상기 와이드 지점을 설계치 트래킹 곡선에 일치시키거나, 상기 피크 지점과 상기 텔레 지점을 설계치 트래킹 곡선에 일치시킨다.

또는, 상기 보정 트래킹 곡선을 산출하는 단계는, 상기 측정치 트래킹 곡선과 설계치 트래킹 곡선과 비교하여 텔레 지점과 와이드 지점 중 차이가 적은 지점 및 피크 지점을 일치시킨다.

본 발명은 실제 모듈의 줌 트래킹 곡선과 설계치 트래킹 곡선의 복수의 지점을 이용하여 선택된 두 지점을 일치시킨 다음 오차 비율 및 보정 비율을 산출하고, 산출된 보정 비율에 따라 변형된 트래킹 곡선을 설계치 곡선으로 이용함으로써, 오차 보정 효율을 높여 렌즈 제작시 렌즈 가공 오차롸 렌즈 유니트 제작시의 렌즈 조립 오차등에 의해 포커싱이 맞지 않은 문제를 개선하여 선명한 화상을 제공할 수 있다.

이에 따라, 줌 모듈 양산시 줌 렌즈 유니트의 수율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈 오차 보정 방법을 나타낸 흐름도로서, 본 발명은 포커싱을 위한 포커스 렌즈와 줌 렌즈의 위치 관계를 나타내는 설계치 트래킹 곡선이 결정된 렌즈 모듈을 갖는 카메라 모듈의 오차 보정 방법에 관한 것이다.

우선, 본 발명은 줌 렌즈의 위치를 와이드와 텔레로 이동시키면서 와이드와 피크 및 텔레 지점을 가지는 측정치 트래킹 곡선을 산출한다(S10).

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 산출된 측정치 트래킹 곡선을 도시한 그래프도로서, x축은 줌의 배율을 나타내고, y축은 줌의 배율에 상응하는 포커스 지점 을 나타낸다.

도 2에 도시된 바와 같이 측정치 트래킹 곡선은 와이드 지점(Wide)과, 텔레 지점(Tele) 및 피크 지점(Peak)을 갖는다.

본 발명의 실시예에서, 와이드 지점(Wide)은 줌 1.0 배의 위치이고, 텔레 지점(Tele)은 줌 3.0배인 지점, 피크 지점(Peak)은 와이드 지점(Wide)과 텔레 지점(Tele) 지점 사이의 포커스가 최대 또는 최소인 지점이다.

이러한 세 지점을 갖는 측정치 트래킹 곡선을 설계치 트래킹 곡선과 비교하여 와이드와 피크 및 텔레 지점 중 선택된 두 지점을 일치시킨 보정 트래킹 곡선을 산출한다(S20).

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 산출된 보정 트래킹 곡선과 설계치 트래킹 곡선을 나타낸 그래프도로서, 보정된 트래킹 곡선과 설계치 트래킹 곡선 사이에 오차량이 발생한 것을 볼 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 보정 트래킹 곡선 산출시 피크 지점과 텔레 지점을 일치시켰으나, 다른 실시예를 통해 피크 지점과 와이드 지점을 설계치 트래킹 곡선에 일치시킬 수도 있다.

바람직하게는, 측정치 트래킹 곡선과 설계치 트래킹 곡선을 상호 비교하여, 설계치 트래킹 곡선과의 적은 지점을 피크 지점과 일치시킨다.

즉 설계치와의 오차가 큰 지점을 일치시켜 보정을 하는 경우 보정 효율이 떨어지므로, 설계치와의 오차가 적은 지점을 일치시키고 오차가 큰 지점에 대한 오차를 보정하는 것이 바람직하다.

한편, 이렇게 두 지점을 일치시켜 산출된 보정 트래킹 곡선을 이용하여 일치되지 않은 한 지점의 오차 비율을 계산한다(S30).

오차 비율은 측정치 트래킹 곡선에서의 최대값에서 보정 트래킹 곡선 산출시 선택되지 않은 한 지점의 측정치를 뺀 값을, 설계치 최대값에서 보정 트래킹 곡선 산출시 선택되지 않은 지점의 설계치를 뺀 결과값으로 나눈다.

간략하게는, 오차 비율=(측정치 최대값 - 와이드(또는 텔레) 측정치 값)/(설계치 최대값-와이드(또는 텔레)의 설계치)가 된다.

본 발명의 실시예는 도 4에 도시된 바와 같이 피크 지점과 텔레 지점을 일치시키고, 와이드 지점의 오차 비율을 계산하는 것을 실시예로 든다.

도 4를 참조하면, 설계치 트래킹 곡선에서의 와이드 지점의 길이 "A "와 측정치로부터 보정된 곡선으로부터의 와이드 지점의 길이"B"를 이용하여 오차 비율을 계산한다.

이렇게 계산된 오차 비율을 이용하여 설계치 트래킹 곡선을 보정한다(S40).

이때, 보정된 설계치는 아래와 같이 계산된다.

보정된 설계치=측정치 최대값 - 오차 비율ㅧ (설계치 최대값-설계치)

즉, 원래의 설계치에 오차 비율을 곱하여 측정치에 근접한 보정된 설계치를 구할 수 있으며, 이때의 계산 기준점은 측정치의 최대값 또는 최소값이 된다.

아래 표 1은 본 발명의 실시예에 따라 보정된 트래킹 값을 나타낸 것이다.

표 1을 참조하면, 와이드(Wide) 지점과, 피크 지점(Peak) 및 텔레(Tele)에 대하여 각각 선택적으로 두 지점을 일치시키면서 선택되지 않은 한 지점의 설계치와 측정치의 차를 통해 오차 비율을 계산하였다.

이렇게 계산된 오차 비율과 측정치 및 설계치를 이용하여 최종 설계치를 보정하였다.

이때, 2.8배 줌인 텔레(Tele) 지점의 비율이 1.01로 나타나는 지점의 값은 1과 비교하여 0.01의 차가 나므로, 이 경우는 오차 보정 적용을 하지 않고, 1.0배 줌인 와이즈(Wide) 지점의 비율이 0.92로써 1과 비교하여 오차가 크므로, 이 값을 설계치에 적용하여 보정값을 얻는다.

그 결과, 보정되기 전의 설계치와 측정치의 차이와 보정된 후 측정치와 보정 결과치의 차이를 보면 차이가 극히 작아지도록 변화된 것을 볼 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 줌 트랙 커브의 특징을 나타내는 와이드, 피크, 텔레 세 지점 중 선택된 두 지점의 측정치를 설계치에 일치시킨다.

그리고, 나머지 한 지점에서의 오차 비율은 별도의 다른 포커스 값의 측정 필요 없이 이미 측정된 측정치를 그대로 이용하여 계산한다.

이렇게 계산된 오차 비율을 통해 해당 지점주위에 발생하는 줌 설계치의 오차를 순차적으로 보정할 수 있으며, 이를 통해 보다 정확한 줌 구동을 위한 개선된 설계치의 결과를 가져 올 수 있다.

또한, 오차 비율 계산시 설계치와 측정치의 오차 비율이 큰 지점을 오차 비율 계산 지점으로 선택하여, 오차 보정 효율을 높이는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈 오차 보정 방법을 나타낸 흐름도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 산출된 측정치 트래킹 곡선을 도시한 그래프도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 산출된 보정 트래킹 곡선과 설계치 트래킹 곡선을 나타낸 그래프.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 오차 비율 계산을 위한 그래프도.

Claims (7)

1. 포커싱을 위한 포커스 렌즈와 줌 렌즈의 위치 관계를 나타내는 설계치 트래킹 곡선이 결정된 렌즈 모듈을 갖는 카메라 모듈의 오차 보정 방법에 있어서,

   상기 줌 렌즈의 위치를 와이드와 텔레로 이동시키면서 와이드와 피크 및 텔레 지점을 가지는 측정치 트래킹 곡선을 산출하는 단계;

   상기 설계치 트래킹 곡선과 측정치 트래킹 곡선을 비교하여 상기 와이드와 피크 및 텔레 지점 중 선택된 두 지점을 일치시킨 보정 트래킹 곡선을 산출하는 단계;

   상기 설계치 트래킹 곡선과 상기 보정 트래킹 곡선에서 일치되지 않은 한 지점의 오차 비율을 계산하는 단계; 및

   상기 계산된 오차 비율을 이용하여 설계치 트래킹 곡선을 보정하는 단계;

   를 포함하는 카메라 모듈의 오차 보정 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 피크 지점은 상기 와이드 지점과 상기 텔레 지점 사이의 포커스가 최대 또는 최소인 지점인 카메라 모듈의 오차 보정 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 오차 비율을 계산하는 단계는,

   상기 측정치 트래킹 곡선에서의 최대값에서 상기 보정 트래킹 곡선 산출시 선택되지 않은 한 지점의 측정치를 뺀 값을 상기 설계치 최대값에서 상기 보정 트래킹 곡선 산출시 선택되지 않은 지점의 설계치를 뺀 결과값으로 나눔 연산하는 카메라 모듈의 오차 보정 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 설계치 트래킹 곡선을 보정하는 단계는,

   상기 보정 트래킹 곡선의 측정치 최대값에서 설계치 최대값과 설계치의 차를 오차 비율에 곱하여 뺀 결과값으로 보정하는 카메라 모듈 오차 보정 방법.
5. 제 1 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 보정 트래킹 곡선을 산출하는 단계는;

   상기 피크 지점과 상기 와이드 지점을 설계치 트래킹 곡선에 일치시키는 카메라 모듈 오차 보정 방법.
6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 보정 트래킹 곡선을 산출하는 단계는;

   상기 피크 지점과 상기 텔레 지점을 설계치 트래킹 곡선에 일치시키는 카메라 모듈 오차 보정 방법.
7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 보정 트래킹 곡선을 산출하는 단계는;

   상기 측정치 트래킹 곡선과 설계치 트래킹 곡선과 비교하여 텔레 지점과 와이드 지점 중 차이가 적은 지점 및 피크 지점을 일치시키는 카메라 모듈 오차 보정 방법.

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