KR20140034552A - 카메라 모듈 및 그 제어방법 - Google Patents

카메라 모듈 및 그 제어방법 Download PDF

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김제환
신명준
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삼성전기주식회사
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Abstract

카메라 모듈 및 그 제어방법이 제공된다. 카메라 모듈은 포커스 렌즈를 포함하는 렌즈부, 렌즈부를 구동하는 렌즈 구동부, 렌즈부를 통과한 빛을 촬상하여 이미지 신호를 생성하는 촬상부, 주변 밝기를 감지하여 조도값이 포함된 조도 감지 정보를 생성하는 조도 감지부, 및 포커스 렌즈의 최적 초점거리를 찾는 오토 포커싱을 수행하고, 이미지 신호의 연속 생성에 따른 동영상 촬영에서 수신한 조도 감지 정보의 조도값 변화를 판단하여 오토 포커싱을 정지시키는 제어부를 포함한다.

Description

카메라 모듈 및 그 제어방법{CAMERA MODULE AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 카메라 모듈 및 그 제어방법에 관한 것이다.
최근, 카메라는 자동으로 초점을 조절해주는 기능인 오토 포커싱(AF: Auto Focusing) 기능을 지원한다. 오토 포커싱 기능을 갖는 카메라는 렌즈의 기준 위치에서 일정 간격으로 렌즈를 이동시키고 촬상부에서 생성되는 이미지의 고주파 성분을 반복하여 검출함으로써 고주파 성분이 가장 크게 나오는 지점을 최적의 초점거리로 판단하는 방식을 사용한다.
이전에는 화면의 변화가 감지되면 자동으로 포커싱을 수행함으로서 또렷한 영상을 얻을 목적으로 연속 오토 포커싱 기능을 구현하였다. 그러나 연속 오토 포커싱은 동영상 촬영시 빈번하게 수행되어 렌즈 이동에 따라 화면에 불필요한 움직임을 발생시킨다. 또한, 동영상 촬영시 연속 오토 포커싱은 불필요한 오토 포커싱을 수행하여 전원 소비를 증가시킨다.
한국공개특허 제2009-0006454호
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 동영상 촬영시 불필요한 오토 포커싱 수행을 방지하기 위해 조도 감지 변화에 따라 오토 포커싱 수행을 정지시키는 카메라 모듈 및 그 제어방법을 제공한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 카메라 모듈은 포커스 렌즈를 포함하는 렌즈부, 렌즈부를 구동하는 렌즈 구동부, 렌즈부를 통과한 빛을 촬상하여 이미지 신호를 생성하는 촬상부, 주변 밝기를 감지하여 조도값이 포함된 조도 감지 정보를 생성하는 조도 감지부, 및 포커스 렌즈의 최적 초점거리를 찾는 오토 포커싱을 수행하고, 이미지 신호의 연속 생성에 따른 동영상 촬영에서 수신한 조도 감지 정보의 조도값 변화를 판단하여 오토 포커싱을 정지시키는 제어부를 포함한다.
목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따른 오토 포커싱을 수행하는 카메라 모듈의 제어방법은 피사체에 대한 촬영을 위해 오토 포커싱을 수행하는 단계, 오토 포커싱을 통한 촬영이 동영상 촬영인지 판단하는 단계, 동영상 촬영을 확인하여 주변 밝기의 감지로 생성된 조도 감지 정보의 조도값 변화를 판단하는 단계, 및 조도값 변화를 확인하여 오토 포커싱의 수행을 정지시키는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 및 그 제어방법은 동영상 촬영시 조도 감지부에서 설정된 레벨 이하의 조도값이 감지될 경우 오토 포커싱의 동작을 중지시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈 및 그 제어방법은 조명부 및 표시부의 밝기 제어를 위해 사용되는 조도 감지부를 이용함으로써 추가적인 비용을 소모하지 않고 불필요한 오토 포커싱 동작을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 광 차단부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제어방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제어방법의 오토 포커싱을 수행하는 단계를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈(100)은 렌즈부(110), 렌즈 구동부(120), 촬상부(130), 주파수 정보 검출부(140), 저장부(150), 조명부(160), 표시부(170), 조도 감지부(180), 제어부(190) 및 광 차단부(200)를 포함한다.
각 구성 요소를 설명하면, 렌즈부(110)는 피사체(50)를 반영하는 빛을 모아서 촬상부(130)에 상이 맺히게 한다. 이를 위해 렌즈부(110)는 복수개의 렌즈들로 구비하여 광학계로 구성될 수 있으며, 렌즈들은 기능별로 광학군을 형성할 수 있다. 여기서, 렌즈부(110)는 초점 조절을 수행하는 포커스 렌즈(115)를 포함할 수 있다.
포커스 렌즈(115)는 위치가 조절되어 피사체(50)에 대한 초점을 조절한다. 여기서, 포커스 렌즈(115)는 렌즈 구동부(120)에 의해 위치가 조절될 수 있다.
촬상부(130)는 렌즈부(110)를 통과한 빛을 감지하여 피사체(50)의 상에 대한 이미지 신호를 생성한다. 여기서 촬상부(130)는 피사체(50)의 상을 감광하기 위한 촬상부를 포함할 수 있다. 촬상부는 CCD(charge coupled devices) 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 방식으로 구성될 수 있다. 이러한 촬상부(130)는 생성된 이미지 신호를 주파수 정보 검출부(140) 또는 제어부(190)로 제공할 수 있다.
주파수 정보 검출부(140)는 이미지 신호의 주파수 정보를 검출한다. 여기서 주파수 정보 검출부(140)는 이미지 신호의 주파수 성분을 검출하는 필터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 주파수 정보 검출부(140)는 로우 패스 필터(low pass filter) 또는 하이 패스 필터(high pass filter)를 사용하여 구현된 밴드 패스 필터(band pass filter)를 포함할 수 있다. 이러한 주파수 정보 검출부(140)는 이미지 신호의 주파수 성분을 검출하여 이미지의 복잡도를 수치로 환산할 수 있다.
저장부(150)는 렌즈부(110)의 초점 거리에 상응하여 검출된 이미지 주파수 정보를 저장한다.
조명부(160)는 피사체(50)를 향해 광을 방사한다. 조명부(160)는 주변의 밝기에 따른 제어부(190)의 제어로 인해 방사하는 광량을 조절할 수 있다.
표시부(170)는 카메라 모듈(100)에서 처리되는 정보를 표시한다. 특히, 표시부(170)는 촬상부(130)에서 생성된 이미지 신호가 표시 가능하게 변환된 영상 데이터를 수신하여 표시할 수 있다. 여기서 표시부(170)는 터치 스크린으로 구성될 수 있다.
조도 감지부(180)는 카메라 모듈(100) 주변의 밝기를 감지한다. 여기서 조도 감지부(180)는 입력되는 광량에 따라 조도 감지 정보를 생성할 수 있다. 조도 감지부(180)는 조도 감지 정보를 제어부(190)로 제공할 수 있다.
제어부(190)는 오토 포커싱을 수행하기 위해 렌즈 구동부(120)를 제어한다. 여기서 제어부(190)는 초점 거리를 조절하기 위해 포커스 렌즈(115)를 이동시키는 렌즈 구동부(120)를 제어할 수 있다.
제어부(190)는 오토 포커싱을 위해 렌즈 구동부(120)를 제어하여 포커스 렌즈(115)를 최소 초점거리부터 최대 초점거리까지 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 제어부(190)는 포커스 렌즈(115)가 원거리에서 근거리로 이동하도록 초기 렌즈이동방향을 설정하여 렌즈 구동부(120)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(190)는 주파수 정보 검출부(140)로부터 각 초점거리에 상응하는 이미지 주파수 정보를 수신할 수 있다. 제어부(190)는 수신한 이미지 주파수 정보로부터 고주파 성분이 가장 크게 나오는 지점을 최적 초점거리로 판단할 수 있다.
또한, 제어부(190)는 주변 밝기에 따라 조도 감지부(180)로부터 조도 감지 정보를 수신할 수 있다. 제어부(190)는 수신한 조도 감지 정보를 이용하여 조명부(160)의 밝기를 제어하는 조명제어신호를 생성할 수 있다. 또한, 제어부(190)는 수신한 조도 감지 정보를 이용하여 표시부(170)의 밝기를 제어하는 표시제어신호를 생성할 수 있다. 제어부(190)는 조명제어신호 및 표시제어신호 각각을 조명부(160) 및 표시부(170)에 제공할 수 있다.
또한, 제어부(190)는 조도 감지부(180)로부터 수신한 조도 감지 정보의 변화에 따라 오토 포커싱을 정지시킬 수 있다. 구체적으로 제어부(190)는 영상 촬영을 위해 오토 포커싱을 시작하게 하는 신호를 렌즈 구동부(120)로 제공할 수 있다. 또한, 제어부(190)는 연속적인 오토 포커싱이 불필요한 동영상 촬영의 경우 조도 감지 정보의 변화를 확인하여 오토 포커싱의 수행을 정지시킬 수 있다. 예를 들어, 촬상부(130)를 통해 지속적으로 생성되는 이미지 신호를 이용하여 동영상 촬영이 진행되는 것을 제어부(190)에서 감지한 경우, 제어부(190)는 수신되는 조도 감지 정보의 조도값을 확인할 수 있다. 여기서 제어부(190)는 오토 포커싱의 수행 정지를 위해 설정된 기준 조도값, 수신된 조도 감지 정보의 조도값을 비교할 수 있다. 비교 결과, 수신된 조도값이 기준 조도값 미만일 경우 제어부(190)는 오토 포커싱의 수행을 정지시킬 수 있다. 즉, 제어부(190)는 조도값의 변화에 따라 오토 포커싱을 정지시킬 수 있다.
여기서 오토 포커싱의 수행을 정지시키기 위한 신호로 사용되는 조도값은 제어부(190)가 사용자의 입력에 따라 조도 감지부(180)로 입력되는 광량을 제어하여 만들어 낼 수 있다. 특히, 제어부(190)는 사용자의 입력에 따라 광 차단부(200)를 구동하여 조도 감지부(180)로 입력되는 광량을 제어할 수 있다.
광 차단부(200)는 조도 감지부(180)로 입력되는 광을 차단할 수 있다. 여기서 광 차단부(200)는 조도 감지부(180)의 전방에 설치될 수 있다. 또한, 광 차단부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 광 셔터로 구성되어 광의 투과량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 광 차단부(200)는 제어부(190)의 제어에 따라 광 셔터를 닫을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 동영상 촬영시 조도 감지부에서 설정된 레벨 이하의 조도값이 감지될 경우 오토 포커싱의 동작을 중지시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈은 조명부 및 표시부의 밝기 제어를 위해 사용되는 조도 감지부를 이용함으로써 추가적인 비용을 소모하지 않고 불필요한 오토 포커싱 동작을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제어방법을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제어방법은 피사체에 대한 촬영을 위해 오토 포커싱을 수행하는 단계(S110), 오토 포커싱을 통한 촬영이 동영상 촬영인지 판단하는 단계(S120), 동영상 촬영을 확인하여 주변 밝기를 감지하는 단계(S130), 감지된 조도값과 설정된 조도값을 비교하여 조도 변화를 판단하는 단계(S140) 및 조도 변화를 확인하여 오토 포커싱을 정지시키는 단계(S150)를 포함한다.
여기서는 도 1에 도시된 카메라 모듈을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제어방법을 상세하게 설명한다.
단계 S110에서는 카메라 모듈의 제어부가 피사체에 대한 촬영을 위해 최적 초점거리를 찾기 위한 오토 포커싱의 수행을 시작한다.
단계 S110에서는 도 4에 도시된 바와 같이 포커스 렌즈를 기준 위치로 이동시키는 단계(S111), 포커스 렌즈를 이동시키며 포커스 렌즈를 통과한 빛을 촬상하여 이미지 신호를 생성하는 단계(S113), 이미지 신호로부터 이미지 주파수 정보를 검출하는 단계(S115) 및 이미지 주파수 정보에 포함된 고주파 성분이 가장 크게 나오는 포커스 렌즈의 위치를 확인하여 최적 초점 거리를 검출하는 단계(S117)를 포함한다.
단계 S111에서는 카메라 모듈의 제어부가 렌즈 구동부를 제어하여 렌즈부의 포커스 렌즈를 기준 위치로 이동시킨다.
단계 S113에서는 카메라 모듈의 제어부가 렌즈 구동부를 제어하여 렌즈부의 포커스 렌즈를 이동시키고, 카메라 모듈의 촬상부가 포커스 렌즈를 통과한 빛을 촬상하여 이미지 신호를 생성한다.
단계 S115에서는 카메라 모듈의 주파수 정보 검출부가 생성된 이미지 신호로부터 이미지 주파수 정보를 검출한다.
단계 S117에서는 카메라 모듈의 제어부가 검출된 이미지 주파수 정보를 이용하여 최적 초점거리인지 판단한다. 여기서 제어부는 최적 초점거리인지 판단하기 위해 검출된 이미지 주파수 정보에 포함된 고주파 성분이 가장 크게 나오는 포커스 렌즈의 위치를 확인할 수 있다. 이를 위해 제어부는 포커스 렌즈의 위치 이동에 따라 저장부에 기 저장된 이미지 주파수 정보의 고주파 성분을 불러와 검출된 이미지 주파수 정보에 포함된 고주파 성분과 비교할 수 있다. 제어부는 비교 결과로 피사체에 초점을 맞추기 위한 포커스 렌즈의 최적 위치를 판단할 수 있다.
단계 S120에서는 카메라 모듈의 제어부가 오토 포커싱의 수행을 통한 촬영이 동영상 촬영인지 판단한다. 판단 결과, 동영상 촬영일 경우 단계 S130으로 이동한다. 만약, 동영상 촬영이 아닐 경우 단계 S110으로 이동한다.
단계 S130에서는 카메라 모듈의 조도 감지부가 카메라 모듈 주변의 밝기에 따른 조도를 감지한다. 조도 감지부는 감지된 조도값을 포함하는 조도 감지 정보를 생성할 수 있다. 조도 감지부는 조도 감지 정보를 제어부에 제공할 수 있다.
단계 S140에서는 카메라 모듈의 제어부가 수신한 조도 감지 정보의 조도값을 이용하여 조도 변화를 판단한다. 제어부는 오토 포커스 동작의 정지를 위해 설정된 조도값과, 수신한 조도값을 비교한다. 여기서 포커스 동작의 정지를 위해 설정된 조도값은 카메라 모듈의 조도 감지부로 입력되는 광량을 차단한 상태에 상응하게 설정될 수 있다. 비교 결과, 수신한 조도값이 오토 포커스 동작의 정지를 위해 설정된 조도값 이하일 경우 단계 S150으로 이동한다. 만약, 수신한 조도값이 오토 포커스 동작의 정지를 위해 설정된 조도값을 초과할 경우 단계 S110으로 이동한다.
단계 S150에서는 비교 결과에 따라 조도 변화를 확인하여 카메라 모듈의 제어부가 오토 포커스 동작을 정지시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 제어방법은 동영상 촬영시 설정된 레벨 이하의 조도값이 감지될 경우 오토 포커싱의 동작을 중지시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 오토 포커싱을 수행하는 카메라 모듈에 있어서,
    포커스 렌즈를 포함하는 렌즈부;
    상기 렌즈부를 구동하는 렌즈 구동부;
    상기 렌즈부를 통과한 빛을 촬상하여 이미지 신호를 생성하는 촬상부;
    주변 밝기를 감지하여 조도값이 포함된 조도 감지 정보를 생성하는 조도 감지부; 및
    상기 포커스 렌즈의 최적 초점거리를 찾는 오토 포커싱을 수행하고, 상기 이미지 신호의 연속 생성에 따른 동영상 촬영에서 수신한 상기 조도 감지 정보의 조도값 변화를 판단하여 상기 오토 포커싱을 정지시키는 제어부를 포함하는 카메라 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 포커스 렌즈의 위치별로 생성된 상기 이미지 신호로부터 이미지 주파수 정보를 검출하는 주파수 정보 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 포커스 렌즈의 위치 이동에 따라 검출된 상기 이미지 주파수 정보를 비교하여 상기 포커스 렌즈의 최적 초점거리를 찾는 상기 오토 포커싱을 수행하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 수신한 조도 감지 정보의 조도값을 상기 오토 포커싱의 정지를 위해 설정된 조도값과 비교하여 조도값 변화를 판단하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈.
  5. 오토 포커싱을 수행하는 카메라 모듈의 제어방법에 있어서,
    피사체에 대한 촬영을 위해 오토 포커싱을 수행하는 단계;
    상기 오토 포커싱을 통한 촬영이 동영상 촬영인지 판단하는 단계;
    동영상 촬영을 확인하여 주변 밝기의 감지로 생성된 조도 감지 정보의 조도값 변화를 판단하는 단계; 및
    조도값 변화를 확인하여 오토 포커싱의 수행을 정지시키는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 제어방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 오토 포커싱을 수행하는 단계는
    포커스 렌즈를 기준 위치로 이동시키는 단계;
    상기 포커스 렌즈를 이동시키며 상기 포커스 렌즈를 통과한 빛을 촬상하여 이미지 신호를 생성하는 단계;
    상기 이미지 신호로부터 이미지 주파수 정보를 검출하는 단계;
    상기 이미지 주파수 정보에 포함된 고주파 성분이 가장 크게 나오는 상기 포커스 렌즈의 위치를 확인하여 최적 초점 거리를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제어방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 조도 감지 정보의 조도값 변화를 판단하는 단계는
    상기 조도 감지 정보의 조도값을 상기 오토 포커싱의 정지를 위해 설정된 조도값과 비교하여 조도값 변화를 판단하는 것을 특징으로 하는 카메라 모듈의 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180002417A (ko) * 2016-06-29 2018-01-08 삼성전기주식회사 액츄에이터의 드라이버 ic 및 이를 포함하는 카메라 모듈

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