KR20110078083A

KR20110078083A - 카메라 구동 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20110078083A
Application number: KR1020090134816A
Authority: KR
Inventors: 김표재; 윤영권; 이용구
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-12-30
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2011-07-07
Also published as: US20110157460A1; US8891004B2; US9413958B2; US20150070571A1; KR101141854B1

Abstract

본 발명은 휴대 단말이 저전력으로 카메라를 구동하기 위해, 카메라 기능 실행 요구에 따라 이미지 센서에 전원을 인가하고 초기화 하고, 저전력 대기 모드가 설정되면, 센싱된 데이터에 대한 스트리밍 출력을 중지하고 있는 소프트웨어 대기 상태로 이미지 센서를 유지하고, 널 이미지를 표시부에 디스플레이한다.

이미지 센서, 소프트웨어 대기 모드, 저전력

Description

카메라 구동 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DRIVING CAMERA}

본 발명은 디지털 카메라에 관한 것으로, 특히 낮은 전력 소모를 유지하면서 빠르게 디지털 카메라를 구동할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.

현재의 휴대 단말은 특정한 하나의 기능을 위한 것이 아닌, 복수의 부가 기능을 제공하는 형태로 개발되고 있다. 예를 들어, 휴대폰의 경우, 기본적인 전화 통화 기능 이외에도, 근거리 무선 통신, 음악 파일 재생, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 서비스 수신, 영상 촬영 기능 등 여러 부가 기능을 복합적으로 제공한다. 이와 같이, 하나의 휴대 단말에서 다양한 기능들을 제공할 수 있게 됐지만, 이로 인한 전력 소모 또한 증가했기 때문에, 능동적인 전력 제어를 필요로 한다.

카메라 기능을 구비한 휴대 단말은 촬영 모드가 설정된 상태에서 전력을 효율적으로 관리하기 위해, 일정 시간 동안 촬영 요구가 발생하지 않으면 촬영 대기 상태로 전환한다. 촬영 대기 상태에서는 AE(Auto Exposure)와 AWB(Auto White Balance)를 수행하지 않거나 AF(Auto Focus)를 위해 렌즈 모터의 미세 조정을 금지함으로써 전력 소모를 감소시킬 수 있다. 그리고 계속해서 촬영 요구가 발생하지 않거나, 카메라와 관련된 사용자 입력이 감지되지 않으면, 자동으로 촬영 모드를 종료하거나 표시 화면의 출력을 중단한다. 이에 따라, 이미지 센서로의 전원 인가가 중단되며, 카메라 응용 프로그램의 로드가 취소된다.

촬영에 따른 이미지를 저장 하거나, 촬영 활성 상태에서 다른 특정 기능을 수행해야 하는 경우에는 대기 상태로 전환되며, 특정 기능의 수행이 완료되면 다시 촬영 활성 상태로 전환한다. 예를 들어, 영상 촬영 기능과 관련된 모든 구성부가 활성된 촬영 활성 상태라 하여도, 휴대폰에 호가 착신되거나 문자 메시지가 수신되면, 휴대폰은 통화 또는 메시지 확인과 같은 동작을 우선적으로 수행한다. 이때, 촬영 모드는 종료되거나, 대기 상태로 전환된다. 대기 상태로 전환되는 경우, 통화가 종료되거나 메시지 확인이 완료되면, 휴대폰은 다시 촬영 활성 모드로 전환된다. 하지만 대기 시간이 일정정도 이상 길어지면, 촬영 모드는 완전히 종료된다.

일반적으로, 휴대 단말에서 촬영 모드가 설정되어 활성 상태로 진입하는데 소요되는 시간은 1초에서 2초 정도이며, 이 과정을 도1에 나타내었다. 도1을 참조하면, 휴대 단말은 사용자의 촬영 모드 설정 요청에 따라 카메라 기능을 활성 시키기 위해 이미지 센서에 전원을 인가하여 구동하고, 촬영 프로그램을 메모리로 로드한다. 그리고 이미지 센서를 초기화 하고, 줌 기능의 초기화, 이미지의 크기, ISO, 노출 시간 등 여러 가지 카메라 설정값에 따라 이미지 센서를 셋팅하여, 촬영키 입력등에 대응하여 바로 이미지를 촬영할 수 있는 활성 상태로 진입한다.

상기한 전력 관리 방식 중 일정 시간 후에 촬영 모드를 종료 하거나 휴대 단말의 표시 장치의 출력을 중단하는 방식은 사용자가 능동적으로 카메라의 저전력 기능을 사용할 수 없다는 문제점이 있다.

그리고 대기 상태에서는 단지 AF(Auto Focus)와 AE(Auto Exposure), AWB(Auto White Balance) 기능만이 중단되기 때문에, 전력 소모 감소에 많은 도움이 되지 못한다.

또한, 호 착신과 같은 타의적 요인으로 인해 촬영대기 시간이 길어져서 촬영 모드가 종료된 경우, 사용자는 다시 촬영 모드를 설정하고, 활성 상태로 진입하는 것을 원할 가능성이 높다. 그러나 이미 촬영 모드가 종료되었기 때문에, 순간적으로 활성 상태를 설정할 수 없으며, 이에 따라, 도1과 같은 과정으로 처음부터 단계적으로 촬영 모드를 재설정해야 한다. 이 경우, 사용자의 대기 시간이 길어지며, 사용자가 원하는 장면에 대한 촬영 기회를 놓칠 수도 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 휴대 단말에서 촬영 모드 설정시 저전력 소모를 유지하면서 빠른 촬영이 가능한 카메라의 구동 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 사용자가 능동적으로 선택 가능한 저전력 대기 상태 구현 및 이를 이용한 빠른 카메라 구동 방법 및 장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 카메라의 저전력으로 구동하여 대기 상태를 장시간 유지할 수 있는 카메라 구동 방법 및 장치를 제공한다.

한편, 본 발명은 휴대 단말의 저전력 카메라 구동 방법에 있어서, 카메라 기능 실행 요구에 따라 이미지 센서에 전원을 인가하고 초기화 하는 과정과, 저전력 대기 모드가 설정되면, 센싱된 데이터에 대한 스트리밍 출력을 중지하고 있는 소프트웨어 대기 상태로 이미지 센서를 유지하는 과정과, 널 이미지를 표시부에 디스플레이하는 과정을 포함한다.

그리고 본 발명은 휴대 단말의 저전력 카메라 구동 장치가, 이미지 센서와,

상기 이미지 센서에서 스트리밍 입력되는 데이터를 처리하여 이미지를 출력하는 이미지 처리부와, 상기 이미지 처리부에서 출력되는 이미지를 표시부에 디스플레이하고, 카메라 기능 실행 요구에 따라 상기 이미지 센서에 전원을 인가하고, 상기 이미지 센서를 초기화 하고, 저전력 대기 모드가 설정되면, 상기 이미지 센서를, 센싱된 데이터에 대한 스트리밍 출력을 중지하고 있는 소프트웨어 대기 상태로 유지하고, 널 이미지를 표시부에 디스플레이하는 제어부를 포함한다.

본 발명은 사용자가 능동적으로 카메라 기능과 관련한 일반 모드와 저전력 대기 모드로 선택할 수 있으며, 저전력 대기 모드를 선택 시 장시간 대기 상태를 유지할 수 있고, 사용자의 촬영 의사에 따라 대기 상태에서 활성 상태로 빠른 전환이 가능하여 빠른 순간 포착을 가능하게 한다. 또한 일반 모드로 카메라 기능을 사용 중에도 선택에 의해 저전력 대기 모드로 전환 가능하여 전력 소모를 최소화 하 면서 장시간의 촬영 대기 상태로 카메라 기능을 유지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 전력 소비가 낮은 저전력 대기 모드를 유지하면서도, 촬영 요구에 대응하여 빠르게 카메라를 구동할 수 있는 카메라 구동 방법을 제공한다. 이에 따라, 본 발명은 저전력 대기 모드가 설정되면, 이미지 센서를 소프트웨어 대기 상태로 전환하고, 표시부의 출력을 검은색의 널 이미지로 대체한 후 최소값의 FPS(Frame Per Second)로 출력하거나, 또는 멀티태스킹을 지원하는 운영체제 하에서 카메라 응용 프로그램을 백그라운드로 전환한다. 이미지 센서의 소프트웨어 대기 상태란 이미지 센서의 초기화 및 촬영 모드에 대응하는 각종 세팅값 설정이 완료된 후, 스트리밍 출력 직전의 상태를 의미한다. 즉, 소프트웨어 대기 상태에서 이미지 센서는 센싱된 데이터에 대한 스트리밍 출력을 하지 않는다.

저전력 대기 모드가 설정된 상태에서 활성 모드 전환이 요청되면, 본 발명에 따라 이미지 센서는 센싱된 데이터에 대한 스트리밍 출력을 즉각적으로 실행할 수 있으며, 이로 인해 단 시간 내에 프리뷰 화면이 제공될 수 있고, 촬영 또한 가능해 진다.

이와 같이 본 발명은 저전력 대기 모드에서 이미지 센서를 소프트웨어 대기 모드로 유지하고, 표시 화면에 낮은 FPS로 검정색의 널 이미지를 출력함으로써, 전력 소모를 낮출 수있다. 동시에 이미지 센서의 초기화 상태를 유지하고, 이미지 처리 활성 상태를 유지함으로써, 빠른 카메라 구동을 가능하게 한다.

상기한 본 발명이 적용되는 휴대 단말의 구성을 도2에 도시하였다. 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말의 구성을 나타낸 도면이다. 도2를 참조하면, 휴대 단말은 입력부(110), 표시부(120), 제어부(130), 이미지 센서(140), 이미지 처리부(150)를 구비한다.

입력부(110)는 키패드, 터치스크린 등의 다양한 입력 수단이 포함될 수 있으며, 사용자는 사용자 입력부(310)를 통해 촬영 모드 설정 요청을 입력하거나, 카메라 구동 방식을 선택할 수 있다.

표시부(120)는 각종 이미지 또는 데이터를 제어부(130)의 제어하에 디스플레이한다. 표시부(120)는 LCD(Liquid Crystal Display)로 구현될 수 있다.

제어부(130)는 휴대 단말의 전반적인 상태 및 동작을 제어하며, 카메라 응용 프로그램의 구동 및 이미지 센서(140)의 동작 제어, 이미지 처리부(150)의 제어, 표시부(120)의 화면 제어 등을 수행한다. 제어부(130)는 마이크로프로세서나 DSP(Digital Signal Processor)등을 통해 구현될 수 있으며, 동작 제어에 필요한 메모리와 같은 부가 장치를 포함한다.

이미지 처리부(150)는 이미지 센서(140)에 의해 획득된 센싱값을 처리함으로 써, 이미지를 처리하여 제어부(130)로 출력한다.

이미지 센서(140)는 MOS트랜지스터나 CCD메모리의 배열 위에 화상을 결상시키고 각 셀(cell;최소 단위의 회로 요소)의 출력을 전자적으로 주사하여 화상을 전기신호로변환시켜 이미지 처리부(150)로 출력한다.

이러한 이미지 센서(140)의 동작 과정에 따른 시스템 상태는 도3과 같이 네 가지로 구분할 수 있다. 도3은 이미지 센서(140)의 네 가지 시스템 상태를 나타낸 도면이다. 도3을 참조하여, 이미지 센서(140)는 파워 오프(power off) 상태(210), 하드웨어 대기(hardware standby) 상태(220), 소프트웨어 대기(software standby) 상태(230), 스트리밍(streaming) 상태(240)의 네 가지 시스템 상태를 가질 수 있다. 촬영 모드가 설정되지 않은 경우, 이미지 센서(140)는 파워 오프 상태(210)를 유지한다. 그리고 카메라 응용 프로그램이 실행됨에 따라, 파워 오프 상태(210)에서 전원이 인가되면, 하드웨어 대기 상태(220)가 된다. 하드웨어 대기 상태(220)에서 시스템 초기화 과정 및카메라 촬영 설정값에 따른 셋팅이 완료되면 이미지 센서(140)는 소프트웨어 대기 상태(230)가 된다. 카메라 촬영 설정값은 실제 촬영에 따라 생성되는 이미지의 크기 및 화질을 결정하는 값으로, 예를 들어, 이미지의 크기, 화이트 밸런스 이득(gain), 그레이 또는 RGB 스케일, ISO, 노출 시간(exposure time) 등이 있다. 소프트웨어 대기 상태(230)에서 이미지 센서(140)의 동작 클럭을 인가하는 PLL 락(Lock) 과정이 수행되면, 이미지 센서(140)는 피사체의 화상을 이미지 처리부(150)로 출력하는 스트리밍 상태(240)가 된다. 이들 중, 세 번째 상태인 소프트웨어 대기 상태(230)는 카메라 설정값에 따른 셋팅이 유지된 상태에서 uA 단위의 전력만을 소비하는 상태이기 때문에, 본 발명은 저전력 대기 모드에서 이미지 센서(140)를 소프트웨어 대기 상태로 유지한다.

상기와 같이 구성되는 휴대 단말의 동작 과정을 도4를 참조하여 설명한다. 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말의 동작 과정을 나타낸 도면이다.

휴대 단말의 사용자는 카메라 기능이 활성되기 전에 입력부(110)를 통해, 카메라의 동작 모드를 일반 모드와 저전력 모드 중에서 선택할 수 있다. 일반 모드는 카메라의 통상적인 동작 모드이고, 저전력 모드는 본 발명에 따른 카메라 동작 모드이다. 이에 따라, 301단계에서 제어부(130)는 사용자에 의해 선택된 동작 모드를 저장한다.

그리고 사용자의 카메라 기능 실행 요구에 따라 303단계에서 이미지 센서(140)에 전원을 인가하여, 이미지 센서(140)를 파워 온 시킨다. 이후, 제어부(130)는 305단계에서 카메라 응용 프로그램을 제어부(130)의 메모리로 로드하고 307단계로 진행한다. 307단계에서 제어부(130)는 이미지 센서(140)의 초기화를 진행하고, 초기화가 완료되면, 이미지 센서(140)에 각종 카메라 촬영 설정값에 따라 세팅함에 따라, 이미지 센서(140)는 소프트웨어 대기 상태(230)가 된다.

이후, 제어부(130)는 309단계로 진행하여, 상기 301단계에서 선택된 동작 모드에 따라 이미지 센서(140)의 상태와 카메라 동작을 제어한다.

먼저, 사용자에 의해 카메라의 동작 모드가 저전력 대기 방식으로 실행되도록 선택된 경우, 제어부(130)는 321단계에서 이미지 센서(140)를 소프트웨어 대기 상태로 유지한다. 그리고 제어부(130)는 이미지 처리부(150)의 출력이 검정색의 널 이미지로 대체 되도록 제어하고, 325단계로 진행하여, 널 이미지를 낮은 FPS로 표시부(120)에 프리뷰 화면처럼 출력한다. 만약 휴대 단말이 멀티태스킹이 가능하다면, 제어부(130)는 325단계에서 널 이미지를 출력하는 대신, 카메라 응용 프로그램을 백그라운드 프로세스로 실행 시킬 수도 있다. 이러한 과정을 통해 카메라는 저전력 대기 모드로 작동 되게 된다.

한편, 사용자가 이미지를 촬영하기 위해 저전력 대기 모드에서 카메라 촬상 버튼을 누르면, 제어부(130)는 327단계에서 카메라 촬상 버튼의 입력을 감지하고, 311단계로 진행하여, 일반 모드로 전환하게 된다. 그리고 이미지를 촬영하여 표시부(120)에 출력한다. 만약, 촬상 버튼의 입력이 없으면, 329단계에서 제어부(120)는 저전력 대기 모드의 유지 시간을 체크하여 임계값(Tn)보다 큰 경우 카메라 응용 프로그램을 종료하고 아닌 경우 계속 저전력 대기 모드를 유지한다. 이는 장시간의 대기 모드로 인한 과도한 전력 소모를 방지하기 위함이다.

한편, 사용자에 의해 카메라의 동작 모드가 일반 모드 방식으로 실행되도록 선택되면, 311단계에서 이미지 센서를 스트리밍 상태(240)로 전환하고, 이미지 처리부(150)에서 처리된 이미지를 표시부(120)에 출력함에 따라, 313단계에서 프리뷰 화면을 출력하게 된다. 이렇게 프리뷰 화면이 출력되는 상태에서도 315단계와 같이 사용자가 입력부(110)를 통해 저전력 대기 모드를 선택하게 되면, 제어부(130)는 321단계로 진행하여, 이미지 센서(140)를 스트리밍 상태(240)에서 소프트웨어 대기 상태(230)로 전환하고, 상기한 323 단계 내지 329단계를 수행한다.

317단계와 같이, 사용자가 카메라 종료를 선택한 경우에는 일반적인 카메라 프로그램 종료와 같은 과정으로 카메라 기능이 종료된다.

도5는 본 발명을 카메라 기능을 가지는 휴대폰에 적용한 경우를 나타낸 것이다. 일반적인 카메라 동작 방식인 도1과 비교하여 저전력 대기 상태를 구현하여 일반 모드에서 카메라 기능 구동에 필요한 이미지 센서의 초기화 및 카메라 응용 프로그램의 메모리 로드 과정을 생략할 수 있어 빠른 촬영이 가능하게 된다. 또한 저전력 대기 모드 구현으로 장시간의 대기 상태를 구현 할 수 있게 된다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 예를 들어, 휴대 단말이 이동 통신 단말인 경우 소프트웨어 대기 상태에서 음성 호가 착신되더라도 대기 모드의 유지 시간이 임계값 이하라면, 소프트웨어 대기 모드는 그대로 유지될 수 있다. 다시 말해, 호 착신 및 통화에 따른 동작을 수행하면서도, 이미지 센서에 대한 소프트웨어 대기는 그대로 유지되는 것이다. 이때, 표시부에는 호 착신에 따른 이미지들이 디스플레이될 수 있다. 그리고 통화가 종료되면 표시부(120)에 다시 널 이미지를 디스플레이한다. 만약, 소프트웨어 대기 모드 상태에서 영상 통화 호가 착신된다면, 영상 통화를 위해 이미지 센서는 스트리밍 상태로 전환될 수도 있다.

따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

도1은 종래의 카메라 구동 과정을 나타낸 도면,

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말의 구성을 나타낸 도면,

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 시스템 상태를 나타낸 도면,

도4는 본 발명의 일 실시예에 다른 휴대 단말의 동작 과정을 나타낸 도면,

도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대폰 동작을 나타낸 도면.

Claims

휴대 단말의 저전력 카메라 구동 방법에 있어서,

카메라 기능 실행 요구에 따라 이미지 센서에 전원을 인가하고 초기화 하는 과정과,

저전력 대기 모드가 설정되면, 센싱된 데이터에 대한 스트리밍 출력을 중지하고 있는 소프트웨어 대기 상태로 이미지 센서를 유지하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 방법.
제1항에 있어서, 널(null) 이미지를 표시부에 디스플레이하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 방법.
제2항에 있어서, 촬상 요구가 발생하면, 상기 센싱된 데이터가 이미지 처리부로 스트리밍 출력되도록 상기 이미지 센서를 스트리밍 상태로 전환하는 과정과,

상기 이미지 처리부에 의해 처리된 이미지를 표시부에 디스플레이하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 방법.
제3항에 있어서, 상기 널 이미지는 최소값의 FPS(Frame Per Second)로 출력됨을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 방법.
제4항에 있어서, 상기 널 이미지는 검정색의 이미지임을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 방법.
제1항에 있어서, 상기 소프트웨어 대기 상태에서 상기 이미지 센서에는 촬영될 이미지의 크기 및 화질을 결정하는 카메라 촬영 설정값이 세팅되어 있음을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 방법.
제1항에 있어서, 카메라 응용 프로그램을 백그라운드로 전환하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 방법.
제1항에 있어서, 호가 착신되어도 상기 소프트웨어 대기 상태는 유지됨을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 방법.
휴대 단말의 저전력 카메라 구동 장치에 있어서,

이미지 센서와,

상기 이미지 센서에서 스트리밍 입력되는 데이터를 처리하여 이미지를 출력하는 이미지 처리부와,

상기 이미지 처리부에서 출력되는 이미지를 표시부에 디스플레이하고, 카메라 기능 실행 요구에 따라 상기 이미지 센서에 전원을 인가하고, 상기 이미지 센서를 초기화 하고, 저전력 대기 모드가 설정되면, 상기 이미지 센서를, 센싱된 데이 터에 대한 스트리밍 출력을 중지하고 있는 소프트웨어 대기 상태로 유지하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 장치.
제9항에 있어서, 상기 제어부는 널(null) 이미지를 표시부에 디스플레이함을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 장치.
제10항에 있어서, 상기 제어부는 촬상 요구가 발생하면, 상기 센싱된 데이터가 상기 이미지 처리부로 스트리밍 출력되도록 상기 이미지 센서를 스트리밍 상태로 전환하고, 상기 이미지 처리부에 의해 처리된 이미지를 상기 표시부에 디스플레이함을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 장치.
제 10항에 있어서, 상기 널 이미지는 최소값의 FPS(Frame Per Second)로 출력됨을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 장치.
제10항에 있어서, 상기 널 이미지는 검정색의 이미지임을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 장치.
제9항에 있어서, 상기 소프트웨어 대기 상태에서 상기 이미지 센서에는 촬영될 이미지의 크기 및 화질을 결정하는 카메라 촬영 설정값이 세팅되어 있음을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 장치.
제9항에 있어서, 상기 제어부는 카메라 응용 프로그램을 백그라운드로 전환함을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 장치.
제9항에 있어서, 호가 착신되어도 상기 소프트웨어 대기 상태는 유지됨을 특징으로 하는 저전력 카메라 구동 장치.