KR20100092254A - Light emitting device and portable terminal using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A light emitting device and a portable terminal using the same are provided to minimize the color temperature change caused by the temperature by making light sources emit a light at a different time point. CONSTITUTION: A portable terminal(200) includes a light emitting unit(210), a control unit(230), a camera module(220) and an RF(Radio Frequency) unit(240). The light emitting unit includes plural light sources, and the plural light sources have different viewing angles. The plural light sources emit a light in different directions, and the control unit controls the light sources to enable the light sources to emit the light at different time. The camera module includes an image sensor.

Description

발광 수단과 그를 이용하는 휴대용 단말기{LIGHT EMITTING DEVICE AND PORTABLE TERMINAL USING THE SAME}LIGHT EMITTING DEVICE AND PORTABLE TERMINAL USING THE SAME}

본 발명은 카메라에 관한 발명으로서, 특히 발광 수단을 구비한 카메라에 관한 발명이다.The present invention relates to a camera, and more particularly to a camera provided with light emitting means.

근래의 카메라는 필름이 아닌 이미지 센서에 피사체의 상을 저장하는 소형화된 모듈형태로서, 다양한 기기들에 적용되고 있다. 그 대표적인 예로서, 휴대용 통신 단말기에 실장된 카메라 모듈을 예로 들 수 있으며, 반도체 기술의 발전으로 인해서 휴대용 통신 단말기에 실장된 카메라 모듈이라 하더라도 고화소의 이미지 센서가 적용되고 있다.Modern cameras have been applied to various devices as miniaturized modules that store images of subjects in image sensors rather than films. As a representative example thereof, a camera module mounted in a portable communication terminal may be cited. Even with a camera module mounted in a portable communication terminal due to the development of semiconductor technology, a high pixel image sensor is applied.

따라서, 휴대용 통신 단말기에 실장된 카메라 모듈의 성능 및 그에 대한 사용자의 요구가 점차 기존의 카메라에 근접하고 있다. 상술한 사용자의 요구 및 성능을 충족시키기 위한 방편으로서, 발광 수단이 제안되고 있다. Therefore, the performance of the camera module mounted in the portable communication terminal and the user's demand for it are gradually approaching the existing camera. As means for meeting the needs and performances of the above-described users, light emitting means have been proposed.

즉, 플래시 또는 스트로브로 지칭되는 발광 수단은 사진 촬영을 위한 광량이 부족한 경우 또는 역광 상태의 촬영 등을 지원하는 데 이용되며, 휴대용 통신 단말기에 적용되는 발광 수단으로는 통상 발광 다이오드(light emitting diode)가 사용 되고 있다.That is, the light emitting means called a flash or strobe is used to support a case where the amount of light for taking a picture is insufficient or to take a back light, and the like. As a light emitting means applied to a portable communication terminal, a light emitting diode is usually used. Is being used.

도 1은 카메라 모듈과 발광 수단을 내장한 휴대용 통신 단말기의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 종래 휴대용 통신 단말기(100)는 카메라 모듈(130)과, 발광 수단(140)과, 무선 송신부(110, RF부)와, 제어부(120)와, 메모리(150)와, 안테나를 포함한다. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a portable communication terminal incorporating a camera module and light emitting means. Referring to FIG. 1, the conventional portable communication terminal 100 includes a camera module 130, a light emitting unit 140, a wireless transmitter 110 (RF unit), a controller 120, a memory 150, It includes an antenna.

상기 제어부(120)는 메모리(150)에 저장된 데이터를 무선 송신부(110)를 통해 송수신시키기 위해 상기 메모리(150)와 무선 송신부(110)를 제어하거나 또는 상기 카메라 모듈(130)과 발광 수단(140)을 제어하는 기능을 제공할 수 있다. The controller 120 controls the memory 150 and the wireless transmitter 110 or transmits the data stored in the memory 150 through the wireless transmitter 110 or the camera module 130 and the light emitting unit 140. It can provide a function to control).

상기 제어부(120)는 상기 카메라 모듈(130) 및 발광 수단(140)을 제어하기 위한 드라이버를 포함해서 구성될 수 있으며, 상술한 드라이버는 상기 카메라 모듈(130)로부터 영상 데이터를 구성하는 각 프레임에 대한 동기신호(Vsync)를 입력받아서 동기 신호에 맞춰 상기 발광 수단(140)을 제어하게 된다.The controller 120 may include a driver for controlling the camera module 130 and the light emitting means 140. The above-described driver may be configured in each frame constituting image data from the camera module 130. The light emitting unit 140 is controlled according to the synchronization signal by receiving the synchronization signal Vsync.

도 2는 동기 신호(Vsync)와 발광 수단의 동작 시간과, 실제 촬영되는 영상 데이터의 프레임들을 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 도 2의 (a)와 (b)는 서로 다른 광원들에서 발광 상태를 도시한 그래프이고, 도 2의 (c)는 동기 신호 및 그로 인해 촬영되는 영상 데이터들(이미지 프레임)들 간 시간 간격을 도시한 그래프이다. FIG. 2 is a schematic diagram for describing an operation time of a synchronization signal Vsync and light emitting means and frames of image data actually photographed. 2 (a) and 2 (b) are graphs showing light emission states of different light sources, and FIG. 2 (c) shows a time interval between a synchronization signal and image data (image frames) photographed thereby. It is a graph shown.

또한, 도 2의 (d)는 하나의 동기신호 이후 촬영된 영상 데이터의 처리 지연 시간을 나타낸다. 종래 발광 수단 제어의 타이밍을 나타낸다. 롤링 셔터(rolling shutter)를 사용하는 경우에는 한 장의 이미지 촬영을 위해서 2개의 동기신호 구간 동안 지속적으로 두개의 발광 수단들이 발광된다.In addition, (d) of FIG. 2 illustrates a processing delay time of image data captured after one synchronization signal. The timing of the conventional light emitting means control is shown. In the case of using a rolling shutter, two light emitting means emit light continuously during two synchronization signal sections for taking a single image.

즉, 롤링 셔터를 포함하는 카메라 모듈은 롤링 셔터가 지나가는 각 칼럼(161-1~161-n)이 완료된 이후에, 해당 칼럼을 데이터 처리하기 위한 별도의 시간(162-1 ~ 162-n)이 요구된다. 따라서, 하나의 동기 신호 간 촬영된 영상 데이터는 인접한 다른 동기 신호의 촬영 시간 동안에도 연산 처리된다. 종래 롤링 셔터를 사용하는 카메라 모듈(130)의 발광 수단들(140)은 두 개의 동기신호들이 제공되는 동안 지속적으로 발광된다. That is, the camera module including the rolling shutter has a separate time (162-1 to 162-n) for data processing of the column after each column (161-1 to 161-n) passing the rolling shutter is completed. Required. Therefore, the image data photographed between one synchronization signal is computed even during the photographing time of another adjacent synchronization signal. The light emitting means 140 of the camera module 130 using the conventional rolling shutter continuously emits light while two synchronization signals are provided.

따라서, 각기 다른 발광 수단들을 동일한 세기로 일정시간 동안 지속적으로 발광시킴으로써 색온도가 변화되어 촬영되는 영상 데이터에 영향을 줄 수 있다. 고화소의 카메라 모듈은 저화소의 카메라 모듈에 비해 발광 수단의 발광 시간이 상대적으로 더 길게 되므로 색온도 변화에 더욱 민감하다. Therefore, by continuously emitting different light emitting means for a predetermined time at the same intensity, the color temperature may be changed to affect the image data photographed. The high pixel camera module is more sensitive to color temperature changes because the light emission time of the light emitting means is relatively longer than that of the low pixel camera module.

본 발명은 롤링 셔터를 사용하는 휴대용 단말기 등에 장착되는 소형의 카메라 모듈에 있어서, 색온도 변화를 최소화시킬 수 있는 발광 수단을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a light emitting means capable of minimizing color temperature changes in a compact camera module mounted on a portable terminal using a rolling shutter.

본 발명에 따른 카메라 모듈은,Camera module according to the present invention,

서로 다른 시야각으로 서로 다른 방향을 향하도록 발광하는 복수의 광원들과;A plurality of light sources emitting light to face different directions at different viewing angles;

상기 광원들이 서로 다른 시간 동안 발광되도록 제어하기 위한 제어부를 포함한다.And a control unit for controlling the light sources to emit light for different times.

본 발명에 따른 발광 수단은 다수의 광원들 각각의 시야각이 서로 다른 방향을 향하도록 설정되고, 각기 다른 시점에 발광되도록 제어됨으로써 복수의 광원들이 동시에 발광됨으로 인한 온도 및 그로 인한 색온도 변화를 최소화시킬 수 있다. The light emitting means according to the present invention is set so that the viewing angles of each of the plurality of light sources face different directions, and are controlled to emit light at different points in time, thereby minimizing the temperature and the resulting color temperature change due to the plurality of light sources simultaneously emitting light. have.

또한, 좁은 영역에 광원들의 시야각을 집중심킴으로써 밝은 이미지 촬영이 가능하다.In addition, by focusing the viewing angle of the light sources in a narrow area it is possible to take a bright image.

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

도 3 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발광 수단과 카메라 모듈을 포함하는 휴대용 단말기를 도시한 블록 도이다. 본 발명에 따른 휴대용 단말기(200)는 서로 다른 시야각을 갖으며 서로 다른 방향으로 발광되는 복수의 광원들을 포함하는 발광 수단(210)과, 상기 광원들이 서로 다른 시간 동안 발광되도록 제어하기 위한 제어부(230)와, 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈(220)과, 무선 송수신 부(RF 부, 240)을 포함한다. 3 is a block diagram illustrating a portable terminal including a light emitting unit and a camera module according to an exemplary embodiment of the present invention. The portable terminal 200 according to the present invention includes a light emitting means 210 including a plurality of light sources having different viewing angles and emitting light in different directions, and a controller 230 for controlling the light sources to emit light for different times. ), A camera module 220 including an image sensor, and a wireless transceiver (RF unit) 240.

상기 카메라 모듈(220)은 피사체에서 반사된 광을 수렴시키기 위한 렌즈계(미도시)와, 상기 렌즈계를 통해 수렴된 광을 영상 데이터로 변환시키기 위한 이미지 센서를 포함해서 구성될 수 있다. The camera module 220 may include a lens system (not shown) for converging the light reflected from the subject, and an image sensor for converting the light converged through the lens system into image data.

도 4는 도 3에 도시된 발광 수단과 카메라 모듈의 정렬 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 도 4를 참조하면, 상기 발광 수단(210)은 다수의 광원들(211~213)을 포함하며, 상기 광원들(211~213)은 발광 다이오드가 사용될 수 있다. 또한, 상기 광원들(211~213)은 시야각이 어긋나도록 정렬되어 각각의 시야각이 중첩될 수 있다. 도 4에서 이미지 센서(221)와 광원들(211~213)의 피사체 측을 향하는 방향이 z 축이고, 롤링 셔터(C1~Cn)가 진행하는 방향이 x축이며, z축과 x축에 대해 수직한 축은 y축이다. FIG. 4 is a schematic diagram for describing an alignment state of the light emitting unit and the camera module illustrated in FIG. 3. Referring to FIG. 4, the light emitting unit 210 may include a plurality of light sources 211 to 213, and a light emitting diode may be used as the light sources 211 to 213. In addition, the light sources 211 to 213 may be aligned so that the viewing angles are shifted so that the respective viewing angles overlap. In FIG. 4, the direction of the image sensor 221 and the light sources 211 to 213 toward the subject side is the z axis, the direction in which the rolling shutters C1 to Cn travel is the x axis, and is perpendicular to the z axis and the x axis. One axis is the y axis.

본 발명에 있어서, 상기 광원들(211~213)은 이미지 센서(221)에 대해 롤링 셔터가 동작하는 x 축의 시야 범위보다 y축에 대한 시야각을 좁게 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 광원들(211~213)은 수직(x축)과 수평 방향(y축)의 시야각이 서로 다르게 정렬되고, 수직 방향(y축)의 시야각이 수평 방향(x축)의 시야각보다 더 작게 정렬함으로써 롤링 셔터가 진행하는 방향에 수직한 방향으로 높은 광량이 제공될 수 있다. 상기 광원들(211~213)의 시야각에 대해 예를 들자면, y축의 시야 각이 67.5°로 설정된다면, x축의 시야 각은 112.5°로서 넓게 설정할 수 있다. In the present invention, it is preferable that the light sources 211 to 213 form a narrower viewing angle with respect to the y-axis than the viewing range of the x-axis in which the rolling shutter operates with respect to the image sensor 221. That is, the light sources 211 to 213 have different viewing angles in the vertical (x-axis) and horizontal (y-axis) directions, and the viewing angle in the vertical (y-axis) is greater than that in the horizontal direction (x-axis). By small alignment, a high amount of light can be provided in a direction perpendicular to the direction in which the rolling shutter travels. For example, for the viewing angles of the light sources 211 to 213, if the viewing angle of the y-axis is set to 67.5 °, the viewing angle of the x-axis may be set wide as 112.5 °.

즉, 본 발명은 상기 광원들(211~213)의 출력하는 파워가 서로 다르고 또한 발광되는 시간이 서로 다르게 중첩됨으로, 피사체를 조명하는 y축 방향의 시야 각을 좁게 잡아서 발광량을 증가시키고도 색온도로 인한 변화를 최소화시킬 수 있다. That is, according to the present invention, since the output power of the light sources 211 to 213 are different from each other and the light emission time overlaps with each other, the light emission amount is increased by narrowing the viewing angle in the y-axis direction for illuminating the subject, Minimize changes due to

따라서, 본 발명에 따른 발광 수단(210)은 롤링 셔터의 각 칼럼(C1~Cn)이 진행하는 y축 방향으로 좁은 시야 범위를 갖는 반면에, x축에 대해서는 넓은 시야 범위를 갖도록 정렬된 광원들(211~213)로 구성될 수 있다. 또한, 상기 광원들(211~213)은 롤링 셔터가 동작하는 방향과 평행하게 배열시키는 것이 바람직하다. Accordingly, the light emitting means 210 according to the present invention has a narrow viewing range in the y-axis direction in which each column C1 to Cn of the rolling shutter travels, while the light sources arranged to have a wide viewing range with respect to the x-axis. It may be composed of (211 ~ 213). In addition, the light sources 211 to 213 may be arranged in parallel with the direction in which the rolling shutter operates.

상기 제어부(230)는 상기 광원들(211~213)이 서로 다른 파워로 동작되거나 또는 서로 다른 시간 동안 조사될 수 있도록 제어한다. 즉, 상기 제어부(230)는 동기 신호(Vsync)에 동기되어 상기 광원들(211~213) 각각을 제어하나, 상기 각 광원(211~213)의 구동 전류가 시간에 따라서 다르게 제어함으로써 상기 발광 수단(210)이 제공하는 전체 광량은 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 발광 수단(210) 색온도 변화를 억제할 수 있다. The controller 230 controls the light sources 211 to 213 to operate at different powers or to be irradiated for different times. That is, the controller 230 controls each of the light sources 211 to 213 in synchronization with the synchronization signal Vsync, but the driving current of each of the light sources 211 to 213 is controlled differently according to time, so that the light emitting means is controlled. The total amount of light provided by 210 can be kept constant. Therefore, the color temperature change of the light emitting means 210 according to the present invention can be suppressed.

도 5는 본 발명에 따른 발광 수단(210)과 카메라 모듈(220)의 동작 관계를 설명하기 위한 그래프이다. 도 5의 a와 c는 상기 광원들(211~213)이 시간에 따라서 서로 다른 파워로 제어되는 예를 도시한 그래프들로서, 상기 광원들(211~213)이 발광되는 전체 시간 동안의 파워는 일정하게 유지됨을 알 수 있다. 도 5의 a 내지 c는 발광 수단이 3개의 광원을 포함하는 경우로 했으나, 그 이상 또는 그 이하의 광원으로도 구성될 수 있다. 또한, 도 5의 a 내지 c 이외의 다른 형태로 구동 전류를 제어할 수도 있다. 5 is a graph illustrating an operation relationship between the light emitting unit 210 and the camera module 220 according to the present invention. 5A and 5C are graphs showing examples in which the light sources 211 to 213 are controlled at different powers according to time, and power of the light sources 211 to 213 during the entire time of emitting light is constant. It can be seen that it is maintained. 5A to 5C show a case in which the light emitting means includes three light sources, it may be configured with a light source of more or less. In addition, the drive current may be controlled in other forms than a to c in FIG. 5.

도 5의 d는 피사체 촬영을 위해 제공되는 동기 신호를 나타내고, 도 5의 e는 롤링 셔터 방식의 카메라 모듈의 피사체 촬영 및 촬영된 영상의 데이터 처리에 관해 개략적으로 도시한 도면이다. 5D illustrates a synchronization signal provided for photographing a subject, and FIG. 5E schematically illustrates subject photographing and data processing of a photographed image of a rolling shutter type camera module.

도 5d는 이미지 센서(221) 상에 롤링 셔터들이 순차적으로 작동하는 것을 도식적으로 도시한 도면으로서, 롤링 셔터들이 진행하는 행들(R1~Rn)과, 상기 각 행(R1~Rn) 이후에 각 행(R1~Rn)의 데이터 처리를 위한 별도의 연산 시간(P1~Pn)이 요구된다. 따라서, 하나의 동기 신호에 대한 촬영이 실제로 종료되는 시점은 최초 동기 신호의 다음 순서의 동기 신호가 될 수 있다. 결국 2개의 동기 신호 간 발광 수단이 지속적으로 발광되어야 하나, 본 발명은 발광 수단(210)을 구성하는 광원들의 발광 형태 또는 발광 시점을 서로 다르게 설정한 대신에, 전체 광량을 증가시킴으로써 더 밝은 광량임에도 불구하고 색온도 변화는 최소화시킬 수 있다. FIG. 5D is a diagram schematically showing the rolling shutters operating on the image sensor 221 sequentially, with the rows R1 to Rn through which the rolling shutters progress, and after each row R1 to Rn. An additional calculation time P1 to Pn for data processing of (R1 to Rn) is required. Therefore, the time point at which photographing of one sync signal is actually terminated may be a sync signal of a next order of the first sync signal. Eventually, the light emitting means between the two synchronization signals should be continuously emitted. However, the present invention provides a brighter light amount by increasing the total light amount instead of differently setting the light emission form or the light emission time of the light sources constituting the light emitting means 210. Nevertheless, color temperature changes can be minimized.

도 1은 종래의 카메라 모듈과 발광 수단을 포함하는 휴대용 단말기의 개략적인 구성을 도시한 블록도,1 is a block diagram showing a schematic configuration of a portable terminal including a conventional camera module and light emitting means;

도 2는 도 1에 도시된 휴대용 단말기의 카메라 모듈과 발광 수단의 동작을 설명하기 위한 그래프,2 is a graph for explaining the operation of the camera module and the light emitting means of the portable terminal shown in FIG.

도 3 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 발광 수단과 카메라 모듈의 개략적인 구성을 도시한 블록도,3 is a block diagram showing a schematic configuration of a light emitting means and a camera module according to an embodiment of the present invention;

도 4는 도 3에 도시된 발광 수단과 카메라 모듈의 정렬 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면,4 is a schematic view for explaining an alignment state of the light emitting unit and the camera module shown in FIG. 3;

도 5는 본 발명에 따른 발광 수단과 카메라 모듈의 동작 관계를 설명하기 위한 그래프.5 is a graph for explaining the operation relationship between the light emitting means and the camera module according to the present invention;

Claims (4)

카메라 모듈을 위한 발광 수단에 있어서,In the light emitting means for the camera module, 서로 다른 시야각을 갖으며 서로 다른 방향으로 발광되는 복수의 광원들과;A plurality of light sources having different viewing angles and emitting in different directions; 상기 광원들이 서로 다른 시간 동안 발광되도록 제어하기 위한 제어부를 포함함을 특징으로 하는 발광 수단.And a control unit for controlling the light sources to emit light for different times. 제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 광원들은 시야각이 서로 다른 발광 다이오드들이 이용됨을 특징으로 하는 발광 수단.And the light sources use light emitting diodes having different viewing angles. 휴대용 통신 단말기에 있어서,In a portable communication terminal, 피사체 촬영을 위한 카메라 모듈과;A camera module for photographing a subject; 서로 다른 시야각을 갖으며 서로 다른 방향으로 발광되는 복수의 광원들을 포함하는 발광 수단과;Light emitting means including a plurality of light sources having different viewing angles and emitting light in different directions; 일정 시간 동안에 상기 광원들에 가해지는 구동 전류를 서로 다르게 제어하기 위한 제어부를 포함하는 휴대용 통신 단말기.And a controller for differently controlling driving currents applied to the light sources during a predetermined time. 제3 항에 있어서,The method of claim 3, 상기 광원들은 수직과 수평 방향의 시야각은 서로 다르게 정렬되고, 수직 방향의 시야각이 수평 방향의 시야각보다 더 작게 정렬됨을 특징으로 하는 휴대용 통신 단말기.And the light sources are aligned differently from each other in the vertical and horizontal viewing angles, and that the viewing angles in the vertical direction are smaller than the viewing angles in the horizontal direction.
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