KR20130068764A - 3차원 카메라 모듈 및 그의 오토 포커싱 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 3차원 카메라 모듈 및 그의 오토 포커스 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 적어도 1매 이상의 렌즈를 포함하는 제 1 렌즈부를 이동시키는 제 1 엑추에이터와; 적어도 1매 이상의 렌즈를 포함하는 제 2 렌즈부를 이동시키는 제 2 엑추에이터와; DOF(Depth of Field)로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들 중, 최초 스텝과 그 다음의 스텝이 중첩되어 있지 않은 제 1 디지털 코드와 상기 제 1 디지털 코드에 대응되는 상기 제 1 렌즈부의 렌즈 위치가 수록된 제 1 룩업 테이블(Look-up table) 및 DOF(Depth of Field)로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들이 중첩되어 있는 제 2 디지털 코드에 대응되는 상기 제 1 렌즈부의 렌즈 위치가 수록된 제 2 룩업 테이블이 저장되어 있는 메모리부와; 상기 메모리부에 저장된 상기 제 1 룩업 테이블의 제 1 디지털 코드로 상기 제 1 엑추에이터를 구동시키고, 상기 제 2 룩업 테이블의 제 2 디지털 코드로 상기 제 2 엑추에이터를 구동시키는 오토 포커스 구동부를 포함한다.

Description

3차원 카메라 모듈 및 그의 오토 포커싱 방법 { 3-dimensional camera module and method for auto focusing the same }
본 발명은 3차원 카메라 모듈 및 그의 오토 포커싱 방법에 관한 것이다.
현재 출시된 구조의 VCM(Voice Coil Motor) 구조의 3차원 카메라는 오토 포커스(Auto Focus)를 할 수 있는 구조로 되어 있으나, 2차원 카메라 모드에서만 동작하도록 구성되어 있다.
3차원 카메라 모드에서 오토 포커스를 수행하기 위해서는 좌측 카메라와 우측 카메라가 오토 포커스시 동일 위치에 렌즈가 오도록 되어 있어야 하지만, 기존 3차원 카메라에서는 두 카메라간의 동일 렌즈 위치정보를 파악할 수 있는 기능이 없어 3차원 모드에서는 오토 포커스를 수행할 수 없다.
예컨대, 오토 포커스를 하지 않을 경우, 5M 화소급의 카메라라고 한다면 주로 2-3m 거리의 대상의 제한된 제한된 피사체에서만 3차원 효과를 가지게 된다.
일반적으로 렌즈의 정확한 위치를 검출하기 위해서 VCM은 홀 센서와 같은 위치 감지 센서를 사용하나, 이를 적용할 경우 카메라 모듈의 크기가 커지는 단점이 있다.
오토 포커스는 보통 오토 포커스 구동칩(AF Driver IC)에 8비트 또는 10비트의 입력된 코드에 의해 VCM에 인가되는 전압을 제어하여 동작한다.
만약, 두 카메라의 렌즈를 동일 위치에 놓기 위해 동일한 코드로 인가할 경우, VCM 마다 미세한 동작 범위의 차이와 렌즈 편차 등으로 인해 두 카메라가 정확하게 대상 피사체를 잡지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
본 발명은 3차원 카메라 모듈의 오토 포커스를 최적화시킬 수 있는 것이다.
본 발명은,
적어도 1매 이상의 렌즈를 포함하는 제 1 렌즈부를 이동시키는 제 1 엑추에이터와;
적어도 1매 이상의 렌즈를 포함하는 제 2 렌즈부를 이동시키는 제 2 엑추에이터와;
DOF(Depth of Field)로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들 중, 최초 스텝과 그 다음의 스텝이 중첩되어 있지 않은 제 1 디지털 코드와 상기 제 1 디지털 코드에 대응되는 상기 제 1 렌즈부의 렌즈 위치가 수록된 제 1 룩업 테이블(Look-up table) 및 DOF(Depth of Field)로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들이 중첩되어 있는 제 2 디지털 코드에 대응되는 상기 제 1 렌즈부의 렌즈 위치가 수록된 제 2 룩업 테이블이 저장되어 있는 메모리부와;
상기 메모리부에 저장된 상기 제 1 룩업 테이블의 제 1 디지털 코드로 상기 제 1 엑추에이터를 구동시키고, 상기 제 2 룩업 테이블의 제 2 디지털 코드로 상기 제 2 엑추에이터를 구동시키는 오토 포커스 구동부를 포함하는 3차원 카메라 모듈이 제공된다.
그리고, 본 발명의 일실시예는 상기 제 1 렌즈부는, 우안용 렌즈부이고, 상기 제 2 렌즈부는, 좌안용 렌즈부일 수 있다.
또, 상기 최초 스텝은 0스텝이고, 그 다음의 스텝은 2스텝일 수 있다.
또한, 상기 0스텝은 Infinite에서 107cm이고, 2스텝은 107cm ~ 67cm일 수 있다.
더불어, 상기 제 1과 제 2 엑추에이터는, 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor, VCM) 엑추에이터, 압전력에 의해 구동되는 엑추에이터, 정전용량 방식에 의해 구동되는 멤즈(MEMS) 엑추에이터 중 하나일 수 있다.
본 발명은,
DOF(Depth of Field)로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들 중, 최초 스텝과 그 다음의 스텝이 중첩되어 있지 않은 제 1 디지털 코드를, 제 1 렌즈부를 이동시키기 위하여, 제 1 엑추에이터에 인가하여 오토 포커스하는 단계와;
DOF로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들이 중첩되어 있는 제 2 디지털 코드를, 제 2 렌즈부를 이동시키기 위하여, 제 2 엑추에이터에 인가하여 오토 포커스하는 단계를 포함하는 3차원 카메라 모듈의 오토 포커스 방법이 제공된다.
그리고, 본 발명의 일실시예는 상기 제 1 렌즈부를 이동시키기 위하여 제 1 엑추에이터에 인가하여 오토 포커스하는 단계와, 상기 제 2 렌즈부를 이동시키기 위하여, 제 2 엑추에이터에 인가하여 오토 포커스하는 단계는 동시에 수행할 수 있다.
본 발명은 제 1과 제 2 엑추에이터의 오토 포커스 탐색 구간이 다르게 되어, 두 개의 제 1과 2 렌즈부를 갖는 3차원 카메라 모듈의 오토 포커스를 최적화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 제 1 엑추에이터의 오토 포커스 탐색 구간과 제 2 엑추에이터의 오토 포커스 탐색 구간에서, 포커싱하고자 하는 렌즈 위치를 동일하게 위치시킬 수 있으며, 동일한 렌즈 위치의 디지털 코드값은 다르게 설정할 수 있으므로, 3차원 카메라 모듈의 오토 포커스 효과를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 3차원 카메라 모듈의 구성 블록도
도 2는 본 발명의 일 실시예의 3차원 카메라 모듈의 메모리부에 저장된 제 1 디지털 코드를 설명하기 위한 개념적인 도면
도 3은 도 2의 DOF를 이용한 엑추에이터의 성능 곡선 그래프
도 4는 본 발명의 일 실시예의 3차원 카메라 모듈의 제 1과 제 2 엑추에이터의 성능 곡선 그래프
도 5는 본 발명의 일 실시예의 3차원 카메라 모듈의 오토 포커스 방법의 흐름도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용은 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 3차원 카메라 모듈의 구성 블록도이다.
본 발명의 일 실시예의 3차원 카메라 모듈은 적어도 1매 이상의 렌즈를 포함하는 제 1 렌즈부를 이동시키는 제 1 엑추에이터(110)와; 적어도 1매 이상의 렌즈를 포함하는 제 2 렌즈부를 이동시키는 제 2 엑추에이터(120)와; DOF(Depth of Field)로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들 중, 최초 스텝과 그 다음의 스텝이 중첩되어 있지 않은 제 1 디지털 코드와 상기 제 1 디지털 코드에 대응되는 상기 제 1 렌즈부의 렌즈 위치가 수록된 제 1 룩업 테이블(Look-up table) 및 DOF(Depth of Field)로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들이 중첩되어 있는 제 2 디지털 코드에 대응되는 상기 제 1 렌즈부의 렌즈 위치가 수록된 제 2 룩업 테이블이 저장되어 있는 메모리부(140)와; 상기 메모리부(140)에 저장된 상기 제 1 룩업 테이블의 제 1 디지털 코드로 상기 제 1 엑추에이터(110)를 구동시키고, 상기 제 2 룩업 테이블의 제 2 디지털 코드로 상기 제 2 엑추에이터(120)를 구동시키는 오토 포커스 구동부(130)를 포함한다.
그러므로, 본 발명의 일 실시예의 3차원 카메라 모듈의 오토 포커스 장치는 상기 오토 포커스 구동부(130)에서 상기 메모리부(140)에 저장된 상기 제 1 룩업 테이블의 제 1 디지털 코드로 상기 제 1 엑추에이터(110)를 구동시키고, 상기 제 2 룩업 테이블의 제 2 디지털 코드로 상기 제 2 엑추에이터(120)를 구동시켜, 상기 제 1과 제 2 렌즈부의 오토 포커스를 수행하게 된다.
여기서, 상기 제 1 렌즈부는 3차원 카메라 모듈의 우안용 렌즈부이고, 상기 제 2 렌즈부는 좌안용 렌즈부일 수 있고, 그 반대로 적용될 수도 있다.
또한, 상기 제 1과 제 2 엑추에이터(110,120)는 3차원 카메라 모듈의 제 1과 2 렌즈부의 렌즈를 오토 포커싱(Auto Focusing)을 위해서 광축 방향을 따라 이동시킨다.
그리고, 상기 제 1과 제 2 엑추에이터(110,120)는 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor, VCM) 엑추에이터, 압전력에 의해 구동되는 엑추에이터, 정전용량 방식에 의해 구동되는 멤즈(MEMS) 엑추에이터를 포함하나, 역시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 3차원 카메라 모듈의 메모리부에 저장된 제 1 디지털 코드를 설명하기 위한 개념적인 도면이고, 도 3은 도 2의 DOF를 이용한 엑추에이터의 성능 곡선 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예의 3차원 카메라 모듈의 제 1과 제 2 엑추에이터의 성능 곡선 그래프이다.
전술된 바와 같이, 제 1 엑추에이터에 인가되는 제 1 디지털 코드(즉, 전류값에 해당)를 렌즈의 특성인 DOF(Depth of Field)를 이용하여, 다수의 스텝들로 분리시키고, 상기 다수의 스텝들 중, 최초 스텝과 그 다음의 스텝이 중첩되어 있지 않은 것이다.
이때, DOF(Depth of Field)를 이용하여, 디지털 코드를 다수의 스텝들로 분리시키면, 이웃하는 스텝들은 겹치는 영역이 존재하게 된다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 0스텝과 1스텝이 겹치게 되고, 1스텝과 2스텝이 겹치게 된다.
본 발명은 3차원 카메라 모듈의 하나의 렌즈부를 오토 포커스시키는 엑추에이터의 오토 포커스 탐색이, DOF가 겹치지 않거나, 또는 실질적으로 겹치는 영역이 지극히 극미한 0스텝에서 2스텝으로 이어지도록 하여, 도 3과 같은 엑추에이터 특성을 갖도록 하는 것이다.
여기서, 1스텝은 배제되어, 0스텝에서 바로 2스텝으로 연결된다.
그리고, 상거리 기준으로, 0스텝은 Infinite에서 107cm이고, 2스텝은 107cm ~ 67cm이다.
즉, 중첩되어 있지 않은 최초 스텝은 0스텝이고, 그 다음의 스텝은 2스텝이다.
또, 2스텝의 Near limit of depth of field를 사용하는 이유는 그 이하의 거리에 대해서는 3차원 효과가 제대로 표현되지 않기 때문이다.
참고로, 도 2의 조건은 F-NO(F-Number)가 2.4, 유효초점거리(Effective focal length, EFL)이 3.2, 센서 픽셀 크기가 1.12㎛이고, 포커싱 거리가 150cm이다.
그러므로, 제 1 엑추에이터에 인가되는 제 1 디지털 코드는 DOF로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들 중, 최초 스텝과 그 다음의 스텝이 중첩되어 있지 않아, 제 1 엑추에이터의 원거리에서 근거리까지의 오토 포커스 탐색 구간은 도 4의 'A'가 되는 것이다.
그리고, 제 2 엑추에이터에 인가되는 제 2 디지털 코드는 DOF로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들이 중첩되어 있어, 제 2 엑추에이터의 원거리에서 근거리까지의 오토 포커스 탐색 구간은 도 4의 'B'가 되는 것이다.
따라서, 본 발명은 제 1과 제 2 엑추에이터의 오토 포커스 탐색 구간이 다르게 되어, 두 개의 제 1과 2 렌즈부를 갖는 3차원 카메라 모듈의 오토 포커스를 최적화시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 도 4와 같이, 제 1 엑추에이터의 오토 포커스 탐색 구간 'A'와 제 2 엑추에이터의 오토 포커스 탐색 구간 'B'는 포커싱하고자 하는 렌즈 위치를 동일하게 위치시킬 수 있으며, 동일한 렌즈 위치의 디지털 코드값은 다르게 설정할 수 있어, 3차원 카메라 모듈의 오토 포커스 효과를 향상시킬 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 3차원 카메라 모듈의 오토 포커스 방법의 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예의 3차원 카메라 모듈의 오토 포커스 방법은 먼저, DOF(Depth of Field)로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들 중, 최초 스텝과 그 다음의 스텝이 중첩되어 있지 않은 제 1 디지털 코드를, 제 1 렌즈부를 이동시키기 위하여, 제 1 엑추에이터에 인가하여 오토 포커스한다.(S100단계)
DOF(Depth of Field)로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들이 중첩되어 있는 제 2 디지털 코드를, 제 2 렌즈부를 이동시키기 위하여, 제 2 엑추에이터에 인가하여 오토 포커스한다.(S110단계)
여기서, 상기 'S100단계'와 'S110단계'는 동시에 수행할 수 있다.
따라서, 3차원 카메라 모듈의 제 1과 제 2 렌즈부의 오토 포커스를 수행할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 적어도 1매 이상의 렌즈를 포함하는 제 1 렌즈부를 이동시키는 제 1 엑추에이터와;
    적어도 1매 이상의 렌즈를 포함하는 제 2 렌즈부를 이동시키는 제 2 엑추에이터와;
    DOF(Depth of Field)로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들 중, 최초 스텝과 그 다음의 스텝이 중첩되어 있지 않은 제 1 디지털 코드와 상기 제 1 디지털 코드에 대응되는 상기 제 1 렌즈부의 렌즈 위치가 수록된 제 1 룩업 테이블(Look-up table) 및 DOF(Depth of Field)로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들이 중첩되어 있는 제 2 디지털 코드에 대응되는 상기 제 1 렌즈부의 렌즈 위치가 수록된 제 2 룩업 테이블이 저장되어 있는 메모리부와;
    상기 메모리부에 저장된 상기 제 1 룩업 테이블의 제 1 디지털 코드로 상기 제 1 엑추에이터를 구동시키고, 상기 제 2 룩업 테이블의 제 2 디지털 코드로 상기 제 2 엑추에이터를 구동시키는 오토 포커스 구동부를 포함하는 3차원 카메라 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 렌즈부는,
    우안용 렌즈부이고,
    상기 제 2 렌즈부는,
    좌안용 렌즈부인 3차원 카메라 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 최초 스텝은 0스텝이고, 그 다음의 스텝은 2스텝인 3차원 카메라 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 0스텝은 Infinite에서 107cm이고, 2스텝은 107cm ~ 67cm인 3차원 카메라 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1과 제 2 엑추에이터는,
    보이스 코일 모터(Voice Coil Motor, VCM) 엑추에이터, 압전력에 의해 구동되는 엑추에이터, 정전용량 방식에 의해 구동되는 멤즈(MEMS) 엑추에이터 중 하나인 3차원 카메라 모듈.
  6. DOF(Depth of Field)로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들 중, 최초 스텝과 그 다음의 스텝이 중첩되어 있지 않은 제 1 디지털 코드를, 제 1 렌즈부를 이동시키기 위하여, 제 1 엑추에이터에 인가하여 오토 포커스하는 단계와;
    DOF로 정의된 다수의 스텝들로 분리되어 있고, 상기 다수의 스텝들이 중첩되어 있는 제 2 디지털 코드를, 제 2 렌즈부를 이동시키기 위하여, 제 2 엑추에이터에 인가하여 오토 포커스하는 단계를 포함하는 3차원 카메라 모듈의 오토 포커스 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 렌즈부를 이동시키기 위하여 제 1 엑추에이터에 인가하여 오토 포커스하는 단계와, 상기 제 2 렌즈부를 이동시키기 위하여, 제 2 엑추에이터에 인가하여 오토 포커스하는 단계는 동시에 수행하는 3차원 카메라 모듈의 오토 포커스 방법.



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