KR20190104796A - 복수의 파장대역을 감지할 수 있는 카메라를 이용하여 복수의 정보를 생성하는 방법 및 이를 구현한 전자 장치 - Google Patents

복수의 파장대역을 감지할 수 있는 카메라를 이용하여 복수의 정보를 생성하는 방법 및 이를 구현한 전자 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 다양한 실시 예는 전자장치가, 제1 파장 대역의 광을 출력할 수 있는 제1 발광부와, 제2 파장 대역의 광을 출력할 수 있는 제2 발광부와, 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역에 대응하는 광을 감지할 수 있는 하나 이상의 제1 픽셀들 및 제2 파장 대역에 대응하는 광을 감지할 수 있는 하나 이상의 제2 픽셀들이 배열된 이미지 센서를 포함하는 카메라와, 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는, 제1 광원을 이용하여 제1 파장 대역의 광 및 제2 광원을 이용하여 제2 파장 대역의 광을 출력하도록 설정되고, 이미지 센서와 전기적으로 연결되고 어플리케이션 프로세서와 지정된 인터페이스를 통해 연결된 제어회로를 포함할 수 있다. 제어 회로는, 제1 파장 대역 광 및 제2 파장 대역의 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광을 카메라를 이용하여 외부 객체에 대한 이미지 데이터를 획득하고, 이미지 데이터 중 하나 이상의 제1 픽셀들에 대응하는 제1 픽셀 데이터와 제2 픽셀에 대응하는 제2 픽셀 데이터와의 차이를 이용하여 외부 객체에 대한 제1 이미지 데이터를 생성하고, 이미지 데이터 중 하나 이상의 제2 픽셀들에 대응하는 제2 픽셀 데이터에 대한 비닝(binning)을 수행하여 외부 객체에 대한 제2 이미지 데이터를 생성하고, 프로세서가 제1 이미지 데이터에 기반하여 인증 정보를 생성하고, 및 제2 이미지 데이터를 이용하여 깊이 정보를 생성 하도록 지정된 인터페이스를 통해 어플리케이션 프로세서로 전송하도록 설정될 수 있다. 그 밖의 다양한 실시예가 가능하다.

Description

복수의 파장대역을 감지할 수 있는 카메라를 이용하여 복수의 정보를 생성하는 방법 및 이를 구현한 전자 장치{METHOD FOR GENERATING PLURAL INFORMATION USING CAMERA TO SENSE PLURAL WAVE BANDWIDTH AND APPARATUS THEREOF}
본 발명은 전자장치에서 서로 다른 파장 대역의 이미지들을 동시에 획득하여 처리할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
전자장치의 성능이 개선됨에 따라, 전자장치를 통해 제공되는 다양한 서비스 및 부가 기능들이 점차 확대되고 있다. 또한, 전자장치의 효용 가치를 높이고 사용자들의 다양한 욕구를 만족시키기 위해서 전자장치에서 실행 가능한 다양한 어플리케이션들이 개발되고 있다.
이러한 어플리케이션들 중에는 카메라 기능과 관련된 것들도 있으며, 사용자는 전자장치에 장착된 카메라 모듈을 이용하여 자기 자신을 촬영하거나 배경을 촬영할 수 있다.
전자장치의 카메라 모듈은 생체 인식 또는 비전(vision) 인식을 위해 사용될 수 있다. 전자장치는 생체 인식 또는 비전 인식을 위해 복수의 이미지들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 홍채 인식을 위해 이용되는 카메라 모듈은 약 850 nm 의 빛을 이용하여 사용자의 홍채 이미지(예: 제1 이미지)를 인식할 수 있다. 또한, 야외 환경의 외광 노이즈를 피해 피사체를 인식해야 하는 카메라 모듈은 약 940nm 의 빛을 이용하여 피사체(예: 제2 이미지)를 인식할 수 있다.
하나의 전자장치에서 서로 다른 대역의 빛들이 이용되는 기능들, 예컨대, 홍채 인식 기능 및 뎁스(depth) 측정 기능들이 수행되기 위해서는, 전자장치에 각각의 파장대역에 특화된 최소한 2개의 카메라 모듈들이 구비되어야 한다. 또한 복수의 이미지들을 획득하기 위하여, 전자장치는 카메라 모듈들을 순차적으로 구동하여 이미지들을 획득하고, 순차적으로 획득되는 이미지를 처리하는 구조를 갖게 되어 이미지 처리 시간이 길어질 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자장치는 서로 다른 파장 대역을 가지는 복수의 이미지들을 동시에 획득하여 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자장치는 홍채 이미지 및 깊이 정보를 동시에 실시간으로 획득할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자장치는 서로 다른 파장 대역의 광신호를 감지할 수 있는 복수의 픽셀들을 구비하는 이미지 센서를 구비할 수 있으며, 이미지 센서를 통해 서로 다른 파장 대역을 가지는 복수의 이미지들을 동시에 획득하여 처리할 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자장치가, 제1 파장 대역의 광을 출력할 수 있는 제1 발광부와, 제2 파장 대역의 광을 출력할 수 있는 제2 발광부와, 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역에 대응하는 광을 감지할 수 있는 하나 이상의 제1 픽셀들 및 제2 파장 대역에 대응하는 광을 감지할 수 있는 하나 이상의 제2 픽셀들이 배열된 이미지 센서를 포함하는 카메라와, 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는, 제1 광원을 이용하여 제1 파장 대역의 광 및 제2 광원을 이용하여 제2 파장 대역의 광을 출력하도록 설정되고, 이미지 센서와 전기적으로 연결되고 어플리케이션 프로세서와 지정된 인터페이스를 통해 연결된 제어회로를 포함할 수 있다. 제어 회로는, 제1 파장 대역 광 및 제2 파장 대역의 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광을 카메라를 이용하여 외부 객체에 대한 이미지 데이터를 획득하고, 이미지 데이터 중 하나 이상의 제1 픽셀들에 대응하는 제1 픽셀 데이터와 제2 픽셀에 대응하는 제2 픽셀 데이터와의 차이를 이용하여 외부 객체에 대한 제1 이미지 데이터를 생성하고, 이미지 데이터 중 하나 이상의 제2 픽셀들에 대응하는 제2 픽셀 데이터에 대한 비닝(binning)을 수행하여 외부 객체에 대한 제2 이미지 데이터를 생성하고, 프로세서가 제1 이미지 데이터에 기반하여 인증 정보를 생성하고, 및 제2 이미지 데이터를 이용하여 깊이 정보를 생성 하도록 지정된 인터페이스를 통해 어플리케이션 프로세서로 전송하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자장치의 이미지 생성 방법은, 제1 파장 대역의 제1 광 및 제2 파장 대역의 제2 광을 발생하는 동작과, 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역에 대응하는 광을 감지할 수 있는 하나 이상의 제1 픽셀들 및 제2 파장 대역에 대응하는 광을 감지할 수 있는 하나 이상의 제2 픽셀들이 배열된 이미지 센서를 이용하여 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광을 통해 외부 객체에 대한 이미지 데이터를 획득하는 동작과, 이미지 데이터 중 하나 이상의 제1 픽셀들에 대응하는 제1 픽셀 데이터와 제2 픽셀에 대응하는 제2 픽셀 데이터와의 차이를 이용하여 외부 객체에 대한 제1 이미지 데이터를 생성하는 동작과, 이미지 데이터 중 하나 이상의 제2 픽셀들에 대응하는 제2 픽셀 데이터에 대한 비닝(binning)을 수행하여 외부 객체에 대한 제2 이미지 데이터를 생성하는 동작과, 제1 이미지 데이터에 기반하여 인증 정보를 생성하고, 및 제2 이미지 데이터를 이용하여 깊이 정보를 생성 하도록 지정된 인터페이스를 통해 어플리케이션 프로세서로 전송하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자장치는, 제1 파장 대역의 광을 출력할 수 있는 제1 발광부와, 제2 파장 대역의 광을 출력할 수 있는 제2 발광부와, 이미지 센서를 포함하는 카메라와, 제1 광원을 이용하여 제1 파장 대역의 광 및 제2 광원을 이용하여 제2 파장 대역의 광을 출력하도록 설정되고, 제1 픽셀 및 제2 픽셀의 차이를 이용하여 제1 이미지를 생성하고, 제2 픽셀을 비닝하여 제2 이미지를 생성하는 프로세서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는, 제1 및 제2 파장 대역의 광을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 제1 픽셀들과, 제2 파장 대역의 광을 통과시키도록 구성된 필터들과, 필터 하단에 실장되며, 제2 필터를 통과한 제2 파장 대역의 광을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 제2 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자장치는 하나의 이미지 센서를 이용하여 서로 파장 대역들을 가지는 복수 이미지들을 동시에 획득할 수 있으며, 획득된 복수의 이미지들을 병렬 처리하여 이미지들을 신속하게 처리할 수 있다. 예를들면, 전자장치는 홍채 인식과 깊이 정보 추출을 동시에 수행할 수 있으며, 이로인해 두 정보를 신속하게 획득할 수 있다. 따라서 다양한 실시예에 따른 전자장치는 하나의 이미지 센서를 사용함으로써 하드웨어의 물리적 크기를 줄일 수 있다. 따라서 소형 모바일 기기에 적용하기 적합하며 두 정보를 이용하여 더욱 향상된 홍채 인식 성능을 확보할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자장치(101)의 블럭도이다.
도 2, 다양한 실시예들에 따른, 카메라 모듈(180)을 예시하는 블럭도(200)이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 다양한 실시 예들에 따른 카메라 모듈(180)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 다양한 실시 예에 따른 전자장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 다양한 실시 예에 따른 전자장치의 이미지 센서에 포함된 픽셀 어레이의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 전자장치가 복수 파장 대역의 정보들을 동시에 획득하는 예를 도시하는 도면이다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전자장치의 이미지 생성 동작을 설명하는 도면이다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자장치의 이미지 처리 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 전자장치의 이미지 생성 동작을 설명하는 도면이다.
이하 본 발명의 다양한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자장치(101)의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자장치(예: 전자장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자장치(101)이 외부 전자장치(예: 전자장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자장치(101)가 외부 전자장치(예: 전자장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자장치(101)와 외부 전자장치(예: 전자장치(102), 전자장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있고, 이로부터, 제1 네트워크 198 또는 제2 네트워크 199와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자장치(101)와 외부의 전자장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자장치(102, 104) 각각은 전자장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자장치(101)로 전달할 수 있다. 전자장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다.. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 카메라 모듈(180)을 예시하는 블럭도(200)이다.
도 2를 참조하면, 카메라 모듈(180)은 렌즈 어셈블리(210), 플래쉬(220), 이미지 센서(230), 이미지 스태빌라이저(240), 메모리(250)(예: 버퍼 메모리), 또는 이미지 시그널 프로세서(260)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는 이미지 촬영의 대상인 피사체로부터 방출되는 빛을 수집할 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는 하나 또는 그 이상의 렌즈들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 복수의 렌즈 어셈블리(210)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 카메라 모듈(180)은, 예를 들면, 듀얼 카메라, 360도 카메라, 또는 구형 카메라(spherical camera)를 형성할 수 있다. 복수의 렌즈 어셈블리(210)들 중 일부는 동일한 렌즈 속성(예: 화각, 초점 거리, 자동 초점, f 넘버(f number), 또는 광학 줌)을 갖거나, 또는 적어도 하나의 렌즈 어셈블리는 다른 렌즈 어셈블리의 렌즈 속성들과 다른 하나 이상의 렌즈 속성들을 가질 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는, 예를 들면, 광각 렌즈 또는 망원 렌즈를 포함할 수 있다.
플래쉬(220)는 피사체로부터 방출 또는 반사되는 빛을 강화하기 위하여 사용되는 빛을 방출할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 플래쉬(220)는 하나 이상의 발광 다이오드들(예: RGB(red-green-blue) LED, white LED, infrared LED, 또는 ultraviolet LED), 또는 xenon lamp를 포함할 수 있다. 이미지 센서(230)는 피사체로부터 방출 또는 반사되어 렌즈 어셈블리(210)를 통해 전달된 빛을 전기적인 신호로 변환함으로써, 상기 피사체에 대응하는 이미지를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이미지 센서(230)는, 예를 들면, RGB 센서, BW(black and white) 센서, IR 센서, 또는 UV 센서와 같이 속성이 다른 이미지 센서들 중 선택된 하나의 이미지 센서, 동일한 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들, 또는 다른 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들을 포함할 수 있다. 이미지 센서(230)에 포함된 각각의 이미지 센서는, 예를 들면, CCD(charged coupled device) 센서 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서를 이용하여 구현될 수 있다.
이미지 스태빌라이저(240)는 카메라 모듈(180) 또는 이를 포함하는 전자장치(101)의 움직임에 반응하여, 렌즈 어셈블리(210)에 포함된 적어도 하나의 렌즈 또는 이미지 센서(230)를 특정한 방향으로 움직이거나 이미지 센서(230)의 동작 특성을 제어(예: 리드 아웃(read-out) 타이밍을 조정 등)할 수 있다. 이는 촬영되는 이미지에 대한 상기 움직임에 의한 부정적인 영향의 적어도 일부를 보상하게 해 준다. 일 실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)는, 일 실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)은 카메라 모듈(180)의 내부 또는 외부에 배치된 자이로 센서(미도시) 또는 가속도 센서(미도시)를 이용하여 카메라 모듈(180) 또는 전자장치(101)의 그런 움직임을 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)는, 예를 들면, 광학식 이미지 스태빌라이저로 구현될 수 있다. 메모리(250)는 이미지 센서(230)을 통하여 획득된 이미지의 적어도 일부를 다음 이미지 처리 작업을 위하여 적어도 일시 저장할 수 있다. 예를 들어, 셔터에 따른 이미지 획득이 지연되거나, 또는 복수의 이미지들이 고속으로 획득되는 경우, 획득된 원본 이미지(예: Bayer-patterned 이미지 또는 높은 해상도의 이미지)는 메모리(250)에 저장이 되고, 그에 대응하는 사본 이미지(예: 낮은 해상도의 이미지)는 표시 장치(160)을 통하여 프리뷰될 수 있다. 이후, 지정된 조건이 만족되면(예: 사용자 입력 또는 시스템 명령) 메모리(250)에 저장되었던 원본 이미지의 적어도 일부가, 예를 들면, 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 획득되어 처리될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 메모리(250)는 메모리(130)의 적어도 일부로, 또는 이와는 독립적으로 운영되는 별도의 메모리로 구성될 수 있다.
이미지 시그널 프로세서(260)는 이미지 센서(230)을 통하여 획득된 이미지 또는 메모리(250)에 저장된 이미지에 대하여 하나 이상의 이미지 처리들을 수행할 수 있다. 상기 하나 이상의 이미지 처리들은, 예를 들면, 깊이 지도(depth map) 생성, 3차원 모델링, 파노라마 생성, 특징점 추출, 이미지 합성, 또는 이미지 보상(예: 노이즈 감소, 해상도 조정, 밝기 조정, 블러링(blurring), 샤프닝(sharpening), 또는 소프트닝(softening)을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 이미지 시그널 프로세서(260)는 카메라 모듈(180)에 포함된 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 이미지 센서(230))에 대한 제어(예: 노출 시간 제어, 또는 리드 아웃 타이밍 제어 등)를 수행할 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 처리된 이미지는 추가 처리를 위하여 메모리(250)에 다시 저장 되거나 카메라 모듈(180)의 외부 구성 요소(예: 메모리(130), 표시 장치(160), 전자장치(102), 전자장치(104), 또는 서버(108))로 제공될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이미지 시그널 프로세서(260)는 프로세서(120)의 적어도 일부로 구성되거나, 프로세서(120)와 독립적으로 운영되는 별도의 프로세서로 구성될 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(260)이 프로세서(120)과 별도의 프로세서로 구성된 경우, 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 처리된 적어도 하나의 이미지는 프로세서(120)에 의하여 그대로 또는 추가의 이미지 처리를 거친 후 표시 장치(160)를 통해 표시될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자장치(101)는 각각 다른 속성 또는 기능을 가진 복수의 카메라 모듈(180)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 예를 들면, 상기 복수의 카메라 모듈(180)들 중 적어도 하나는 광각 카메라이고, 적어도 다른 하나는 망원 카메라일 수 있다. 유사하게, 상기 복수의 카메라 모듈(180)들 중 적어도 하나는 전면 카메라이고, 적어도 다른 하나는 후면 카메라일 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", “A 또는 B 중 적어도 하나,”"A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,”및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 전자장치(예를들면 도 1의 전자장치(101))는 제1 발광부(330), 제2 발광부(340), 카메라 모듈(320) 및 프로세서(300)을 포함할 수 있다.
제1 발광부(330) 및 제2 발광부(340)은 서로 다른 파장 대역의 광을 출력할 수 있다. 예를들어, 제1 발광부(330) 및 제2 발광부(340)는 적외선 발광소자(infrared LED)일 수 있다. 예를들어, 홍채 인식을 할 수 있는 전자장치인 경우, 제1 발광부(330)는 홍채 인식에 적합한 파장 대역의 광을 출력할 수 있으며, 제2 발광부(340)는 깊이(depth) 정보 획득에 적합한 파장 대역의 광을 출력할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제1 발광부(330) 및 제2 발광부(340)는 각각 순차적으로 해당하는 파장 대역의 광을 출력할 수 있으며, 또는 동시에 해당 파장 대역의 광을 출력할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자장치는 제1 발광부(330) 및 제2 발광부(340)를 동시에 구동하여 제1 파장 대역의 광 및 제2 파장 대역의 광을 외부 객체(350)에 조사할 수 있다.
카메라 모듈(320)(예: 도 1의 카메라 모듈(180), 도 2)은 객체(340)에서 반사되는 제1 파장 대역의 광 및 제2 파장 대역의 광을 수광하여 픽셀 정보를 생성할 수 있는 이미지 센서(325)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(325)(예: 도 2의 이미지 센서(230))는 필터 및 픽셀들로 구성될 수 있다. 필터는 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역의 광을 통과시킬 수 있는 필터 및/또는 제2 파장 대역의 광을 통과시킬 수 있는 ?터일 수 있다. 픽셀은 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역의 광을 인식할 수 있는 제1 픽셀 및 제2 파장 대역의 광을 인식할 수 있는 제2 픽셀들을 포함할 수 있다. 제1 픽셀 들과 제2 픽셀 들을 격자 형태로 배열되는 구조를 가지는 픽셀 어레이 형태를 가질 수 있다.
예를들면, 이미지 센서(325)는 제1 및 제2 파장 대역의 광을 감지할 수 있도록 설정된 제1 픽셀과, 제2 파장 대역의 광을 통과시키도록 구성된 필터 및 필터를 통과한 제2 파장 대역의 광을 감지할 수 있도록 설정된 제2 픽셀들을 포함할 수 있다.
예를들면, 이미지 센서(325)는 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역의 광을 통과시키도록 구성된 제1 필터 및 제1 필터를 통과한 제1 및 제2 파장 대역의 광을 감지할 수 있도록 설정된 제1 픽셀 센서들을 포함할 수 있다. 이미지 센서(325)는 제2 파장 대역의 광을 통과시키도록 구성된 제2 필터 및 제2 필터를 통과한 제2 파장 대역의 광을 감지할 수 있도록 설정된 제2 픽셀 센서들을 포함할 수 있다.
프로세서(310)는 제1 발광부(330), 제2 발광부(340) 및 카메라 모듈(320)을 제어할 수 있으며, 카메라 모듈(320)에서 획득되는 이미지들을 처리할 수 있다. 예를들면, 프로세서(310)은 도 1의 프로세서(120)이 될 수 있다. 예를들면 프로세서(310)은 도 2의 이미지 시그널 프로세서(260)이 될 수 있다.
프로세서(310)은 제1 발광부(330) 및 제2 발광부(340)를 동시에 구동하여 제1 파장 대역의 제1 광 및 제2 파장 대역의 제2 광을 발생하도록 제어할 수 있다. 프로세서(310)는 이미지 센서(325)를 통해 외부 객체에 부딪혀 반사된 제1 파장 및 제2 파장 대역의 반사광에 기반하는 픽셀 정보들을 수신하여 외부 객체(350)에 대한 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 프로세서(310)는 이미지 데이터 중에서 제1 픽셀 센서들에서 획득되는 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역의 신호들과 제2 픽셀 들에서 획득되는 제2 파장 대역의 신호들의 차이를 이용하여 상기 외부 객체에 대한 제1 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 제1 이미지 데이터는 제1 파장 대역의 신호들에 기반하는 이미지 데이터일 수 있다. 프로세서(310)는 이미지 데이터 중에서 하나 이상의 제2 픽셀 들에서 획득되는 제2 픽셀 정보에 대한 비닝(binning)을 수행하여 상기 외부 객체(350)에 대한 제2 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 제2 이미지 데이터는 제2 파장 대역의 신호들에 기반하는 이미지 데이터일 수 있다. 프로세서(310)는 제1 이미지 데이터에 기반하여 인증 정보를 생성하고, 제2 이미지 데이터를 이용하여 깊이 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(310)가 카메라 모듈 내의 이미지 시그널 프로세서(예: 도 2의 이미지 시그널 프로세서(260))인 경우, 프로세서(310)는 제1 이미지 데이터 및 제2 이미지 데이터를 생성할 수 있으며, 생성된 제1 이미지 데이터 및 제2 이미지를 인터페이스를 통해 어플리케이션 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))에 전달할 수 있다. 어플리케이션 프로세서는 제1 이미지 데이터 및 제2 이미지 데이터에 기반하여 인증 동작을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(310)가 전자장치의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))인 경우, 프로세서(310)는 카메라 모듈(320)을 통해 제1 픽셀 정보들 및 제2 픽셀 정보들을 획득하고, 획득된 제1 픽셀 및 제2 픽셀 정보들에 기반하여 제1 이미지 데이터 및 제2 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 프로세서(310)는 생성된 제1 이미지 데이터 및 제2 이미지 데이터에 기반하여 인증 동작을 수행할 수 있다.
도 4는 다양한 실시 예들에 따른 카메라 모듈(180)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 카메라 모듈(180)은 렌즈 어셈블리(210), 이미지 스태빌라이저(240), 필터(410), 이미지 센서(230), 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(420) 및 이미지 시그널 프로세서(260) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
필터(410)는 특정 대역의 빛만 통과시키는 대역 통과 필터(band pass filter) 또는 특정 대역의 빛만 차단시키는 대역 저지 필터(band stop filter)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 필터(410)는 렌즈 어셈블리(210)의 아래에, 즉, 카메라 모듈(180)에 내부에 구비될 수 있다. 따라서, 렌즈 어셈블리(210)를 통과한 빛 중 적어도 일부는 필터(410)에 의해 차단될 수 있다. 예를 들어, 필터(410)가 적외선 대역의 빛만 통과시키는 대역 통과 필터일 경우, 필터(410)는 렌즈 어셈블리(210)를 통과한 빛 중 적외선 대역의 빛만 통과시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 필터(410)는 가시광선을 차단하고 적외선(700nm 이상의 파장)을 통과시키도록 구성될 수 있다.
이미지 센서(230)는 아날로그의 전기적인 신호를 디지털의 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 ADC를 포함할 수 있다. 이미지 센서(230)는 내부에 메모리(미도시)를 포함할 수 있으며, 내부에 포함된 메모리에 디지털의 전기적인 신호, 즉 픽셀로부터 출력된 데이터를 일시적으로 저장하였다가 외부 회로(예를 들어, 프로세서(120) 또는 메모리(130) 등)로 출력할 수 있다. 이미지 센서(230)는 데이터 입출력을 위해 사용되는 인터페이스를 포함할 수 있으며, 인터페이스의 출력 속도에 따라 외부 회로로 데이터를 출력할 수 있다.
이미지 센서(230)는 복수의 픽셀들로 구성된 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 픽셀 어레이는 외부로부터 수광된 빛을 아날로그의 전기적인 신호로 변환하는 포토 다이오드를 포함할 수 있다. 예컨대, 이미지 센서(230)의 픽셀 어레이에 외부로부터 빛이 수신되면, 픽셀 어레이를 구성하는 적어도 하나의 픽셀에서 광전 변환이 일어나고, 이를 통해 수신된 빛이 전기적인 신호로 변환될 수 있다. 한편, 광전 변환이 일어나는 빛의 대역은 이미지 센서(230)를 제작하는데 사용된 물질에 따라 범위가 다른데, 일 실시 예에 따르면, 이미지 센서(230)의 제작에는 실리콘(silicon)이 사용될 수 있다. 전자장치(101)는 피사체로부터 렌즈 어셈블리(210) 및 필터(410)를 통과하여 전달된 빛을 이미지 센서(230)를 통해 전기적인 신호로 변환함으로써, 상기 피사체에 대응하는 이미지를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 이미지 센서(230)의 픽셀 어레이에 포함된 복수의 픽셀들은 특정 대역의 빛만 차단하거나, 특정 대역의 빛만 통과시킬 수 있는 필터를 포함할 수 있다. 필터들은 픽셀 어레이에 포함된 복수의 픽셀들 위에 실장될 수 있다. 픽셀들 위에 실장된 필터는 렌즈 어셈블리(210)를 통과하여 전달된 빛 중 특정 파장 대역의 빛만 포토 다이오드에 전달하거나, 특정 파장 대역의 빛만 포토 다이오드에 전달되지 않도록 할 수 있다.
예를들면, 필터(410)은 특정 파장 대역의 빛을 통과시킬 수 있는 필터일 수 있다. 제1 픽셀 위에는 필터가 실장되지 않을 수 있으며, 제2 픽셀 위에는 특정 파장 대역(예: 940 nm)의 광을 통과시킬 수 있는 필터가 실장될 수 있다. 제1 픽셀은 제1 파장 대역(예: 810 nm) 및 제2 파장 대역(예: 940 nm)의 빛들에 기반하는 픽셀 정보를 생성할 수 있으며, 제2 픽셀은 제2 파장 대역(예; 940)의 빛만 통과시킬 수 있는 필터에 기반하는 픽셀 정보를 생성할 수 있다.
예를들면, 필터(410)은 제1 필터 및 제2 필터들을 포함할 수 있다. 픽셀 어레이는 제1 픽셀 및 제2 픽셀들이 격자 무늬로 배열되는 구조를 가질 수 있다. 제1 픽셀 위에는 제1 필터가 실장될 수 있으며, 제2 픽셀 위에는 제2 필터가 실장될 수 있다. 제1 필터는 제1 파장 대역(예: 810 nm) 및 제2 파장 대역(예: 940 nm)의 빛들을 통과시킬 수 있는 대역 통과 필터일 수 있으며, 제2 필터는 제2 파장 대역(예: 940 nm)의 빛만 통과시킬 수 있는 필터일 수 있다.
인쇄 회로 기판(420)은 이미지 센서(230) 및 이미지 시그널 프로세서(260)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 인쇄 회로 기판(420)은 이미지 센서(230)에서 생성된 전기적인 신호를 이미지 시그널 프로세서(260)에 전달할 수 있다.
상기 도 4는 카메라 모듈(180)의 구조를 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐이며, 도 4에 개시된 구성 요소들은 다양한 방법으로 결합될 수 있고, 또한, 전자장치에 하나 이상 구비될 수도 있다.
도 5는 다양한 실시 예에 따른 전자장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 도시된 전자장치(500)는 상기 도 1의 전자장치(101)일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자장치(500)는 적외선 대역의 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역들의 빛을 이용하여 피사체를 인식하는 카메라 모듈(501)(예: 도 3의 카메라 모듈(320)), 적외선 대역 중 제1 파장 대역의 빛을 출력하는 적외선 광원(507)(예: 도 3의 제1 발광부(330) 및 적외선 대역 중 제2 파장 대역의 빛을 출력하는 적외선 광원(509)(도 3의 제2 발광부(340))을 포함할 수 있다.
카메라 모듈(501)은 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역의 빛에 기반하는 제1 픽셀 정보 및 제2 파장 대역의 빛에 기반하는 제2 픽셀 정보를 생성할 수 있다. 예를들어, 제1 파장 대역은 810nm 대역일 수 있으며, 제2 파장 대역은 940nm 대역일 수 있다.
전자장치(500)는 적외선 광원(507)으로부터 출력되는 제1 파장 대역의 광 및 적외선 광원(509)으로부터 출력되는 제2 파장 대역의 광에 기반하여, 카메라 모듈(501)을 통해 피사체를 인식할 수 있다. 예를 들어, 전자장치(500)는 적외선 광원(507)으로부터 출력되는 810 nm 의 적외선을 이용하여, 사용자의 홍채를 인식할 수 있으며, 적외선 광원(509)으로부터 출력되는 940 nm 의 적외선을 이용하여, 피사체로부터 뎁스(depth) 정보를 획득할 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들은 하나의 적외선 카메라로 다중 대역의 빛들을 이용할 수 있는 전자장치(500)를 통해 실시될 수 있으나, 이로써 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 카메라 모듈은 전자장치(500)의 하우징 중 일부를 통해 외부로 노출될 수 있다. 예컨대, 카메라 모듈들은 전자장치(500)의 전면 또는 후면 중 일부에 실장될 수 있다.
도 6은 다양한 실시 예에 따른 전자장치의 이미지 센서에 포함된 픽셀 어레이의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 전자장치(101)는 적어도 하나의 이미지 센서(230)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(230)는 복수의 픽셀들(601, 603)로 구성된 픽셀 어레이(600)를 포함할 수 있다.
이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3의 이미지 센서(325))는 제1 픽셀(601)(예: A 픽셀) 및 제2 픽셀(603)(예: B 픽셀)들이 교차 배열되는 격자 무늬 구조의 픽셀 어레이들을 포함할 수 있다. 도 6에서 픽셀 어레이의 제1 픽셀(601)과 제2 픽셀(603)의 수는 1:1의 비율로 배열되는 예로 도시하고 있다. 그러나 제1 픽셀(601)과 제2 픽셀(603)의 수는 다른 비율(예: 4:1, 8:1 등)로 구성할 수도 있다.
제1 발광부(예: 도 3의 제1 발광부(330))은 제1 파장 대역인 810nm의 광을 출력하고, 제2 발광부(예: 도 3의 제2 발광부(340))은 제2 파장 대역인 940nm의 광을 출력할 수 있다. 픽셀 어레이의 제1 픽셀(601) 및 제2 픽셀(603)에는 외부 객체에서 반사되어 입사되는 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역의 광들이 입력될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 픽셀 어레이(600)를 구성하는 제1 픽셀(601)은 810 nm 및 940 nm 의 적외선을 감지하는데 이용될 수 있다. 예컨대, 이미지 센서(230)의 픽셀 어레이(600)에 810nm 및 940 nm 의 적외선이 수신되면, 제1 픽셀(601)에서 광전 변환이 일어나고, 이를 통해 수신된 빛이 전기적인 신호로 변환될 수 있다. 제1 픽셀(601)은 필터를 구비하지 않을 수 있으며, 제1 발광부에서 출력되는 제1 파장 대역 및 제2 발광부에서 출력되는 제2 파장 대역의 광들을 수신할 수 있다. 또한 제1 픽셀(601) 위에 제1 파장 대역(810nm) 및 제2 파장 대역(940nm)의 광들을 통과시키는 대역 통과 필터가 구비하여, 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역의 광을 수광할 수도 있다. 전자장치(101)는 제1 픽셀(601)을 통해 생성된 전기적인 신호에 기초하여, 홍채 정보를 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 픽셀 어레이(600)를 구성하는 제2 픽셀(603)의 위에 제2 파장 대역의 광을 통과시킬 수 있는 대역 통과 필터를 실장할 수 있다. 픽셀 어레이(600)에 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역의 광이 입력되면, 필터는 제2 파장 대역의 광을 통과시킬 수 있으며, 제2 픽셀(603)은 제2 파장 대역의 광을 수광하여 픽셀 정보를 생성할 수 있다. 예컨대, 이미지 센서(230)의 픽셀 어레이(600)에 810nm 및 940 nm 의 적외선이 수신되면, 필터는 940 nm의 광을 통과시킬 수 있으며, 제2 픽셀(603)은 광전 변환하여 수신된 광을 전기적인 신호로 변환할 수 있다. 전자장치(101)는 제2 픽셀(603)을 통해 생성된 전기적인 신호에 기초하여, 전자장치(101) 및 피사체 간의 거리를 측정하거나 피사체의 움직임 정보를 획득하는 등, 피사체에 대한 뎁스 정보를 획득할 수 있다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 전자장치가 복수 파장 대역의 정보들을 동시에 획득하는 예를 도시하는 도면이다. 다양한 실시예에서, 도 1은 프로세서의 제어회로가 될 수 있다.
도 7을 참조하면, 도시되지 않은 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310)는 제1 발광부(720)(예: 도 3의 제1 발광부(330) 및 제2 발광부(730)(예: 도 3의 제2 발광부(340))를 동시에 구동하여 제1 파장 및 제2 파장 대역의 광을 객체(740)(예: 도 3의 객체(350))에 출력할 수 있다. 제1 파장 및 제2 파장 대역의 광들은 객체(740)에서 반사되어 카메라 모듈(710)(예: 도 3의 카메라 모듈(320))에 입사될 수 있다.
카메라 모듈은 이미지 센서(예: 도 3의 이미지 센서(325))를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 도 6과 같은 구조를 가지는 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 픽셀 어레이 구성에서 제1 픽셀(예: 도 6의 A 픽셀(601))은 필터를 실장하지 않은 픽셀일 수 있으며, 또는 제1 파장 및 제2 파장 대역의 광을 통과시키는 필터를 실장할 수 있다. 그러므로 픽셀 어레이의 제1 픽셀은 750과 같이 제1 파장 및 제2 파장 대역의 혼합 광을 수신하여 전기적인 신호로 변환할 수 있다. 픽셀 어레이 구성에서 제2 픽셀(예: 도 6의 B 픽셀(603))은 제2 파장 대역의 광을 통과시키는 필터를 실장할 수 있다. 그러므로 픽셀 어레이의 제2 픽셀은 760과 같이 제2 파장 대역의 광을 수신하여 전기적인 신호로 변환할 수 있다.
제1 픽셀에서 출력되는 제1 파장 및 제2 파장 대역의 혼합 신호에서 제2 파장 대역의 신호를 제거하면 제1 파장 대역의 신호를 추출할 수 있다. 예를들면, 750과 같은 제1 픽셀의 출력 신호에서 760과 같은 제2 픽셀의 출력신호를 제거하면 제1 파장 대역의 신호를 추출할 수 있음을 알 수 있다. 픽셀 어레이에서 제1 픽셀 및 제2 픽셀은 교차 배열되는 격자 무늬 구조를 가질 수 있으며, 이로인해 픽셀 어레이에서 추출되는 제1 픽셀 정보 및 제2 픽셀 정보는 각각 750 및 760과 같이 추출될 수 있다. 760과 같은 제2 픽셀 정보들을 픽셀 쉬프트시키면 770과 같이 제1 픽셀 정보들의 추출 위치와 일치시킬 수 있다. 프로세서는 780과 같이 750의 제1 픽셀 정보에서 770의 쉬프트된 제2 픽셀 정보에 기반하여 제2 파장 대역의 신호를 제거하면 제1 파장 대역의 신호를 추출할 수 있다. 프로세서는 추출된 제1 파장 대역의 신호들을 790과 같이 보간하여 제1 이미지를 생성할 수 있다. 프로세서는 760과 같은 제2 픽셀 정보들을 비닝(binning)하여 제2 이미지를 생성할 수 있다.
예를들면, 제1 이미지는 홍채 인식을 위한 이미지일 수 있으며, 제2 이미지는 깊이 정보 취득을 위한 이미지일 수 있다. 예를들면 제1 파장 대역은 810nm일 수 있으며, 제2 파장 대역은 940nm일 수 있다. 예를들면, 제2 이미지는 940nm의 구조광(structured light) 패턴이 조명된 얼굴 영상이 될 수 있고, 이를 통해 깊이 정보(예: pointcloud) 를 취득할 수 있다. 전자장치는 홍채 이미지 및 깊이 정보를 동시에 추출할 수 있다. 프로세서가 제1 발광부(720) 및 제2 발광부(730)를 동시에 구동하는 경우 제1 파장(810nm)과 제2 파장(940nm) 대역의 광이 객체(740)에서 동시에 반사되어 이미지 센서에 입사될 수 있다. 이미지 센서의 제1 픽셀(I 픽셀, BW 픽셀)은 810nm+940nm 파장이 혼합된 광에 기반하는 제1 픽셀 정보를 출력할 수 있으며, 제2 픽셀(D 픽셀)은 940 nm 파장에 기반하는 제2 픽셀 정보를 출력할 수 있다. 제1 픽셀 정보에 제1 파장 대역의 810nm 신호는 810nm+940nm 파장이 혼합된 신호에서 940nm 신호를 제거하면 얻을 수 있다. 프로세서는 제1 픽셀 정보에서 제2 파장 대역의 신호가 제거된 신호들을 보간하여 제1 이미지인 홍채이미지를 생성할 수 있으며, 제2 픽셀 정보를 비닝하여 깊이 정보를 추출하기 위한 제2 이미지를 생성할 수 있다. 프로세서는 홍채 이미지와 깊이 정보에 기반하여 복합 인증에 사용하거나, 보안 강화를 위하여 가짜 생체정보 이미지(fake image) 검출용으로 사용할 수 있다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전자장치의 이미지 생성 동작을 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 프로세서(도 3의 프로세서(310))는 제1 픽셀 획득부(810), 제2 픽셀 획득부(820), 픽셀 쉬프터(830), 제1 파장 픽셀 획득부(840), 제1 이미지 생성부(850), 제2 이미지 생성부(860)을 포함할 수 있다. 예를들면, 프로세서는 도 1의 프로세서(120)일 수 있다. 예를들면, 프로세서는 도 2의 이미지 시그널 프로세서(260)가 될 수 있다.
제1 픽셀 획득부(810)은 이미지 센서(도 2의 이미지 센서(230), 도 3의 이미지 센서(325))의 제1 픽셀들에서 출력되는 정보를 획득할 수 있다. 제1 픽셀은 필터를 포함하지 않을 수 있으며, 또는 제1 파장 및 제2 파장 대역의 광을 통과시킬 수 있는 대역 통과 필터를 포함할 수 있다. 제1 픽셀 획득부(810)은 이미지 센서의 제1 픽셀들에서 출력되는 제1 파장 및 제2 파장 대역의 정보를 획득할 수 있다.
제2 픽셀 획득부(820)은 이미지 센서(도 2의 이미지 센서(230), 도 3의 이미지 센서(325))의 제2 픽셀들에서 출력되는 정보를 획득할 수 있다. 제2 픽셀은 제2 파장 대역의 광을 통과시킬 수 있는 대역 통과 필터를 포함할 수 있다. 제2 픽셀 획득부(820)은 이미지 센서의 제2 픽셀들에서 출력되는 제2 파장 대역의 정보를 획득할 수 있다.
픽셀 쉬프터(830)는 제2 픽셀 획득부(820)에서 획득되는 제2 픽셀 정보들을 제1 픽셀 정보들의 위치와 일치되도록 쉬프팅할 수 있다. 예를들면, 픽셀 쉬프터는 제2 픽셀들을 좌우 또는 상하로 1픽셀 위치 쉬프트시켜 제1 픽셀의 위치와 겹쳐지도록 할 수 있다.
제1 파장 정보 획득부(840)는 픽셀 쉬프터(830)에서 출력되는 제2 픽셀 정보에 기반하여 제1 픽셀 획득부(810)에서 출력되는 제1 픽셀 정보에서 제2 픽셀 정보를 제거하는 동작을 수행할 수 있다. 제1 픽셀 정보는 제1 파장 및 제2 파장 대역의 정보들이 혼합된 정보일 수 있다. 제1 이미지는 제1 파장 대역의 정보에 기반하여 생성되는 이미지일 수 있다. 다양한 실시예에서, 제1 파장 정보 획득부(840)는 제1 파장 및 제2 파장 대역이 정보가 혼합된 제1 픽셀 정보에서 제2 파장 대역의 정보를 제거하여 제1 파장 대역의 정보를 추출할 수 있다. 제1 파장 정보 획득부(840)는 제1 픽셀 정보에서 제2 픽셀 정보를 감산하는 연산기로 구성할 수 있다.
제1 이미지 생성부(850)는 제1 파장 정보 획득부(840)에서 출력되는 정보들을 보간하여 제1 이미지를 생성할 수 있다. 이미지 센서의 픽셀 어레이는 도 6에 도시된 바와 같이 제1 픽셀 및 제2 픽셀이 교차 배열되는 격자 무늬 구조를 가질 수 있다. 따라서 픽셀 어레이서 제2 픽셀들이 위치에서는 제1 픽셀 정보를 획득할 수 없다. 제1 이미지 생성부(850)는 제1 파장 정보 획득부(840)에서 획득되는 정보들을 보간하여 제2 픽셀 위치의 정보를 제1 파장 정보로 채워넣을 수 있다.
제2 이미지 생성부(860)는 제1 픽셀 획득부(820)에서 획득되는 제2 픽셀 정보들을 비닝하여 제2 이미지를 생성할 수 있다.
프로세서에서 생성되는 제1 이미지 및 제2 이미지는 결합되어 인증 등과 같은 기능을 수행할 수 있다. 예를들면, 제1 파장 대역(810 nm)의 정보에 기반하는 제1 이미지는 홍채 이미지가 될 수 있으며, 제2 파장 대역(940 nm) 정보는 깊이(depth) 정보일 수 있다. 프로세서는 제1 이미지(홍채 이미지) 및 제2 이미지(깊이 정보)에 기반하여 홍채 인식 기능을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자장치는, 제1 파장 대역의 광을 출력할 수 있는 제1 발광부와, 제2 파장 대역의 광을 출력할 수 있는 제2 발광부와, 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역에 대응하는 광을 감지할 수 있는 하나 이상의 제1 픽셀들 및 제2 파장 대역에 대응하는 광을 감지할 수 있는 하나 이상의 제2 픽셀들이 배열된 이미지 센서를 포함하는 카메라와, 이미지 센서와 전기적으로 연결되고 어플리케이션 프로세서와 지정된 인터페이스를 통해 연결된 제어회로를 포함하는 프로세서를 포함할 수 있다. 제어 회로는, 제 1 발광부를 통해 출력된 제1 파장 대역 광 및 제 2 발광부를 통해 출력된 제2 파장 대역의 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광을 카메라를 이용하여 외부 객체에 대한 이미지 데이터를 획득하고, 이미지 데이터 중 하나 이상의 제1 픽셀들에 대응하는 제1 픽셀 데이터와 제2 픽셀에 대응하는 제2 픽셀 데이터와의 차이를 이용하여 외부 객체에 대한 제1 이미지 데이터를 생성하고, 이미지 데이터 중 하나 이상의 제2 픽셀들에 대응하는 제2 픽셀 데이터에 대한 비닝(binning)을 수행하여 외부 객체에 대한 제2 이미지 데이터를 생성하고, 프로세서가 제1 이미지 데이터에 기반하여 인증 정보를 생성하고, 및 제2 이미지 데이터를 이용하여 깊이 정보를 생성 하도록 지정된 인터페이스를 통해 프로세서로 전송하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는, 제1 광원을 이용하여 제1 파장 대역의 광 및 제2 광원을 이용하여 제2 파장 대역의 광을 출력하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제어 회로는, 제2 픽셀 데이터를 제1 픽셀 데이터 위치에 대응하도록 쉬프트하고, 쉬프트된 제2 픽셀 데이터에 기반하여 제1 픽셀 데이터에서 제2 픽셀 데이터를 제거하여 제1 파장 대역의 픽셀 데이터의 제1 이미지를 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제어 회로는, 제1 이미지 데이터를 생성하는 동작의 일부로, 제1 이미지의 제2 픽셀 데이터 위치에 제1 파장 대역의 픽셀 데이터들의 차이를 이용하여 보간 값을 생성하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 파장 대역은 홍채 이미지를 획득하기 위한 파장 대역이며, 제2 파장 대역은 깊이 정보를 획득하기 위한 파장 대역일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는, 인증 정보 및 깊이 정보를 적어도 이용하여, 외부 객체에 대한 인증을 수행하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 인증은 홍채 인증일 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 전자장치는, 제1 파장 대역의 광을 출력할 수 있는 제1 발광부와, 제2 파장 대역의 광을 출력할 수 있는 제2 발광부와, 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역의 광을 전기적인 제 1신호로 변환할 수 있는 하나 이상의 제1 픽셀들 및 제2 파장 대역의 광을 전기적인 제 2신호로 변환할 수 있는 하나 이상의 제2 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이, 및 하나 이상의 제 2 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀 위에 배치되고, 제2 파장 대역의 광을 통과시킬 수 있는 하나 이상의 필터들을 포함하는 이미지 센서를 포함하는 카메라와, 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는, 제1 광원을 이용하여 제1 파장 대역의 광 및 제2 광원을 이용하여 제2 파장 대역의 광을 출력하고, 제1 신호 및 제2 신호간의 차이를 이용하여 제1 이미지를 생성하고, 제2 신호를 이용하여 제2 이미지를 생성하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 픽셀 어레이는, 제1 픽셀들과 제2 픽셀들이 격자 형태로 배열되는 구조를 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자장치는 제1 픽셀의 상단에 실장되어 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역의 광을 통과시키도록 구성된 필터를 더 구비할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는, 제1 파장 대역 광 및 제2 파장 대역의 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광을 카메라를 이용하여 외부 객체에 대한 이미지 데이터를 획득하고, 이미지 데이터 중 하나 이상의 제1 픽셀들에 대응하는 제1 픽셀 데이터와 제2 픽셀에 대응하는 제2 픽셀 데이터와의 차이를 이용하여 외부 객체에 대한 제1 이미지 데이터를 생성하고, 이미지 데이터 중 하나 이상의 제2 픽셀들에 대응하는 제2 픽셀 데이터에 대한 비닝(binning)을 수행하여 외부 객체에 대한 제2 이미지 데이터를 생성하고, 프로세서가 제1 이미지 데이터에 기반하여 인증 정보를 생성하고, 및 제2 이미지 데이터를 이용하여 깊이 정보를 생성 하도록 지정된 인터페이스를 통해 어플리케이션 프로세서로 전송하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는, 제2 픽셀 데이터를 제1 픽셀 데이터 위치에 대응하도록 쉬프트하고, 쉬프트된 제2 픽셀 데이터에 기반하여 제1 픽셀 데이터에서 제2 픽셀 데이터를 제거하여 제1 파장 대역의 픽셀 데이터의 제1 이미지를 생성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는, 제1 이미지 데이터를 생성하는 동작의 일부로, 제1 이미지의 제2 픽셀 데이터 위치에 제1 파장 대역의 픽셀 데이터들의 차이를 이용하여 보간 값을 생성하도록 설정될 수 있다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자장치의 이미지 처리 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310)는 911 단계에서 제1 발광부(예: 도 3의 제1 발광부(330) 및 제2 발광부(예: 도 3의 제2 발광부(340))를 동시에 구동하여 제1 파장 및 제2 파장 대역의 광을 객체(740)(예: 도 3의 객체(350))에 출력할 수 있다. 예를들면, 프로세서는 도 1의 프로세서(120)일 수 있다. 예를들면, 프로세서는 도 2의 이미지 시그널 프로세서(260)가 될 수 있다.
제1 파장 및 제2 파장 대역의 광들은 객체에서 반사되어 카메라 모듈(예: 도 1의 카메라 모듈(180), 도 2, 도 3의 카메라 모듈(320))에 입사될 수 있다. 카메라 모듈은 이미지 센서(예: 도 3의 이미지 센서(325))를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 제1 픽셀들 및 제2 픽셀들이 도 6과 같은 구조를 가지는 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 픽셀 어레이 구성에서 제1 픽셀(예: 도 6의 A 픽셀(601))은 필터를 실장하지 않은 픽셀일 수 있으며, 또는 제1 파장 및 제2 파장 대역의 광을 통과시키는 필터를 실장할 수 있다. 그러므로 픽셀 어레이의 제1 픽셀은 제1 파장 및 제2 파장 대역의 혼합 광을 수신하여 전기적인 신호로 변환할 수 있다. 픽셀 어레이 구성에서 제2 픽셀(예: 도 6의 B 픽셀(603))은 제2 파장 대역의 광을 통과시키는 필터를 실장할 수 있다. 그러므로 픽셀 어레이의 제2 픽셀은 제2 파장 대역의 광을 수신하여 전기적인 신호로 변환할 수 있다. 프로세서는 913 단계에서 제1 픽셀 및 제2 픽셀들의 정보를 획득할 수 있다.
프로세서는 915 단계에서 제1 픽셀 정보들 및 제2 픽셀 정보들에 기반하여 제1 이미지 및 제2 이미지를 생성할 수 있다. 제1 이미지는 제1 파장 대역의 정보들에 기반하는 이미지가 될 수 있으며, 제2 이미지는 제2 파장 대역의 정보들에 기반하는 이미지가 될 수 있다. 프로세서는 제1 파장 및 제2 파장 광을 동시에 객체에 출력하여 동시에 제1 파장 및 제2 파장에 기반하는 이미지들을 각각 생성할 수 있다.
프로세서는 917 단계에서 생성된 제1 이미지 및 제2 이미지에 기반하여 지정된 기능을 수행할 수 있다. 지정된 기능은 이미지에 기반하는 인증 기능이 될 수 있다. 예를들면 제1 이미지는 홍채 이미지가 될 수 있으며, 제2 이미지는 깊이 정보가 될 수 있다. 프로세서는 홍채 이미지 및 깊이 정보에 기반하여 사용자의 홍채 정보를 인증할 수 있다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 전자장치의 이미지 생성 동작을 설명하는 도면이다.
도 10을 참조하면, 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))는 1011 단계에서 제1 픽셀 정보를 획득할 수 있다. 제1 픽셀 정보는 제1 파장 및 제2 파장 대역의 정보들이 혼합된 정보일 수 있다. 프로세서는 1051 단계에서 제2 픽셀 정보를 획득할 수 있다. 제2 픽셀 정보는 제2 파장 대역의 정보일 수 있다. 프로세서는 1053 단계에서 제2 픽셀 정보들을 쉬프팅하여 제2 픽셀들의 위치를 제1 픽셀들의 위치와 일치되도록 할 수 있다. 프로세서는 1013 단계에서 쉬프트된 제2 픽셀 정보에 기반하여 제1 픽셀 정보에 제2 픽셀 정보를 제거할 수 있다. 예를들면, 제1 파장 및 제2 파장 대역의 정보들이 혼합된 제1 픽셀 정보에서 제2 파장 대역의 제2 픽셀 정보를 제거하여 제1 파장 대역의 정보를 추출할 수 있다. 프로세서는 1015 단계에서 제1 파장 대역 정보들을 보간하여 제2 픽셀 위치에 제1 파장 정보들을 채워넣어 제1 이미지를 생성할 수 있다. 프로세서는 1015 단계에서 생성된 제1 이미지를 출력할 수 있다. 프로세서는 1055 단계에서 제2 픽셀 정보들을 비닝하여 제2 이미지를 생성할 수 있다. 프로세서는 1057 단계에서 생성된 제2 이미지를 출력할 수 있다.
제1 이미지는 홍채 정보를 포함할 수 있으며, 제2 이미지는 홍채 이미지의 깊이 정보를 포함할 수 있다. 프로세서는 복수의 발광부들을 동시에 구동하고, 이미지 센서를 통해 홍채 이미지와 홍채 이미지의 깊이 정보를 동시에 획득할 수 있다. 프로세서는 홍채 이미지와 깊이 정보를 이용하여 복합 인증 기능을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자장치의 이미지 생성 방법은, 제1 파장 대역의 제1 광 및 제2 파장 대역의 제2 광을 발생하는 동작과, 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역에 대응하는 광을 감지할 수 있는 하나 이상의 제1 픽셀들 및 제2 파장 대역에 대응하는 광을 감지할 수 있는 하나 이상의 제2 픽셀들이 배열된 이미지 센서를 이용하여 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광을 통해 외부 객체에 대한 이미지 데이터를 획득하는 동작과, 이미지 데이터 중 하나 이상의 제1 픽셀들에 대응하는 제1 픽셀 데이터와 제2 픽셀에 대응하는 제2 픽셀 데이터와의 차이를 이용하여 외부 객체에 대한 제1 이미지 데이터를 생성하는 동작과, 이미지 데이터 중 하나 이상의 제2 픽셀들에 대응하는 제2 픽셀 데이터에 대한 비닝(binning)을 수행하여 외부 객체에 대한 제2 이미지 데이터를 생성하는 동작과, 제1 이미지 데이터에 기반하여 인증 정보를 생성하고, 및 제2 이미지 데이터를 이용하여 깊이 정보를 생성 하도록 지정된 인터페이스를 통해 어플리케이션 프로세서로 전송하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 이미지를 생성하는 동작은, 제2 픽셀 데이터를 제1 픽셀 데이터 위치에 대응하도록 쉬프트시키는 동작과, 쉬프트된 제2 픽셀 데이터에 기반하여 제1 픽셀 데이터에서 제2 픽셀 데이터를 제거하여 제1 파장 대역의 픽셀 데이터의 제1 이미지를 생성하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 이미지를 생성하는 동작은, 제1 이미지의 제2 픽셀 데이터 위치에 제1 파장 대역의 픽셀 데이터들의 차이를 이용하여 보간 값을 생성하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 이미지를 생성하는 동작은, 제2 파장 광에 따른 제1 픽셀 데이터를 획득하는 동작과, 획득된 제1 픽셀 데이터를 비닝하여 제2 이미지를 생성하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 파장 대역은 홍채 이미지를 획득하기 위한 파장 대역이며, 제2 파장 대역은 깊이 정보를 획득하기 위한 파장 대역일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자장치의 이미지 생성 방법은, 인증 정보 및 깊이 정보를 적어도 이용하여, 외부 객체에 대한 인증을 수행하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 인증은 홍채 인증일 수 있다.

Claims (20)

  1. 제1 파장 대역의 광을 출력할 수 있는 제1 발광부;
    제2 파장 대역의 광을 출력할 수 있는 제2 발광부;
    상기 제1 파장 대역 및 상기 제2 파장 대역에 대응하는 광을 감지할 수 있는 하나 이상의 제1 픽셀들 및 상기 제2 파장 대역에 대응하는 광을 감지할 수 있는 하나 이상의 제2 픽셀들이 배열된 이미지 센서를 포함하는 카메라; 및
    상기 이미지 센서와 전기적으로 연결되고 상기 어플리케이션 프로세서와 지정된 인터페이스를 통해 연결된 제어회로를 포함하는 프로세서를 포함하고,
    상기 제어 회로는,
    상기 제 1 발광부를 통해 출력된 상기 제1 파장 대역 광 및 상기 제 2 발광부를 통해 출력된 상기 제2 파장 대역의 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광을 상기 카메라를 이용하여 상기 외부 객체에 대한 이미지 데이터를 획득하고,
    상기 이미지 데이터 중 상기 하나 이상의 제1 픽셀들에 대응하는 제1 픽셀 데이터와 상기 제2 픽셀에 대응하는 제2 픽셀 데이터와의 차이를 이용하여 상기 외부 객체에 대한 제1 이미지 데이터를 생성하고,
    상기 이미지 데이터 중 상기 하나 이상의 제2 픽셀들에 대응하는 제2 픽셀 데이터에 대한 비닝(binning)을 수행하여 상기 외부 객체에 대한 제2 이미지 데이터를 생성하고, 및
    상기 프로세서가 상기 제1 이미지 데이터에 기반하여 인증 정보를 생성하고, 및 상기 제2 이미지 데이터를 이용하여 깊이 정보를 생성 하도록 상기 지정된 인터페이스를 통해 상기 프로세서로 전송하도록 설정된 전자장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제1 광원을 이용하여 상기 제1 파장 대역의 광 및 상기 제2 광원을 이용하여 상기 제2 파장 대역의 광을 출력하도록 설정되는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 제2 픽셀 데이터를 상기 제1 픽셀 데이터 위치에 대응하도록 쉬프트하고,
    상기 쉬프트된 상기 제2 픽셀 데이터에 기반하여 상기 제1 픽셀 데이터에서 제2 픽셀 데이터를 제거하여 제1 파장 대역의 픽셀 데이터의 제1 이미지를 생성하는 전자장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 회로는,
    상기 제1 이미지 데이터를 생성하는 동작의 일부로, 상기 제1 이미지의 제2 픽셀 데이터 위치에 상기 제1 파장 대역의 픽셀 데이터들의 차이를 이용하여 보간 값을 생성하도록 설정된 전자장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 파장 대역은 홍채 이미지를 획득하기 위한 파장 대역이며,
    상기 제2 파장 대역은 깊이 정보를 획득하기 위한 파장 대역인 전자장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 인증 정보 및 상기 깊이 정보를 적어도 이용하여, 상기 외부 객체에 대한 인증을 수행하도록 설정된 전자장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 인증은 홍채 인증인 전자장치.
  8. 전자장치의 이미지 생성 방법에 있어서,
    제1 파장 대역의 제1 광 및 상기 제2 파장 대역의 제2 광을 발생하는 동작;
    상기 제1 파장 대역 및 상기 제2 파장 대역에 대응하는 광을 감지할 수 있는 하나 이상의 제1 픽셀들 및 상기 제2 파장 대역에 대응하는 광을 감지할 수 있는 하나 이상의 제2 픽셀들이 배열된 이미지 센서를 이용하여 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광을 통해 상기 외부 객체에 대한 이미지 데이터를 획득하는 동작;
    상기 이미지 데이터 중 상기 하나 이상의 제1 픽셀들에 대응하는 제1 픽셀 데이터와 상기 제2 픽셀에 대응하는 제2 픽셀 데이터와의 차이를 이용하여 상기 외부 객체에 대한 제1 이미지 데이터를 생성하는 동작;
    상기 이미지 데이터 중 상기 하나 이상의 제2 픽셀들에 대응하는 제2 픽셀 데이터에 대한 비닝(binning)을 수행하여 상기 외부 객체에 대한 제2 이미지 데이터를 생성하는 동작; 및
    상기 제1 이미지 데이터에 기반하여 인증 정보를 생성하고, 및 상기 제2 이미지 데이터를 이용하여 깊이 정보를 생성 하도록 상기 지정된 인터페이스를 통해 상기 어플리케이션 프로세서로 전송하는 동작을 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 이미지를 생성하는 동작은,
    상기 제2 픽셀 데이터를 상기 제1 픽셀 데이터 위치에 대응하도록 쉬프트시키는 동작; 및
    상기 쉬프트된 상기 제2 픽셀 데이터에 기반하여 상기 제1 픽셀 데이터에서 제2 픽셀 데이터를 제거하여 제1 파장 대역의 픽셀 데이터의 제1 이미지를 생성하는 동작을 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 이미지를 생성하는 동작은,
    상기 제1 이미지의 제2 픽셀 데이터 위치에 상기 제1 파장 대역의 픽셀 데이터들의 차이를 이용하여 보간 값을 생성하는 동작을 더 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 이미지를 생성하는 동작은,
    제2 파장 광에 따른 제1 픽셀 데이터를 획득하는 동작; 및
    획득된 상기 제1 픽셀 데이터를 비닝하여 제2 이미지를 생성하는 동작을 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 파장 대역은 홍채 이미지를 획득하기 위한 파장 대역이며,
    상기 제2 파장 대역은 깊이 정보를 획득하기 위한 파장 대역인 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 인증 정보 및 상기 깊이 정보를 적어도 이용하여, 상기 외부 객체에 대한 인증을 수행하는 동작을 더 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 인증은 홍채 인증인 방법.
  15. 전자장치에 있어서,
    제1 파장 대역의 광을 출력할 수 있는 제1 발광부;
    제2 파장 대역의 광을 출력할 수 있는 제2 발광부;
    상기 제1 파장 대역 및 상기 제2 파장 대역의 광을 전기적인 제 1신호로 변환할 수 있는 하나 이상의 제1 픽셀들 및 상기 제2 파장 대역의 광을 전기적인 제 2신호로 변환할 수 있는 하나 이상의 제2 픽셀들을 포함하는 픽셀 어레이, 및 상기 하나 이상의 제 2 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀 위에 배치되고, 상기 제2 파장 대역의 광을 통과시킬 수 있는 하나 이상의 필터들을 포함하는 이미지 센서를 포함하는 카메라; 및
    프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 제1 광원을 이용하여 상기 제1 파장 대역의 광 및 상기 제2 광원을 이용하여 상기 제2 파장 대역의 광을 출력하고,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호간의 차이를 이용하여 제1 이미지를 생성하고, 및
    상기 제2 신호를 이용하여 제2 이미지를 생성하도록 설정된 전자장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 픽셀 어레이는 상기 제1 픽셀들과 제2 픽셀들이 격자 형태로 배열되는 구조를 가지는 전자장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 픽셀의 상단에 실장되어 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역의 광을 통과시키도록 구성된 필터를 더 구비하는 전자장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 파장 대역 광 및 상기 제2 파장 대역의 광이 외부 객체에 부딪혀 반사된 반사광을 상기 카메라를 이용하여 상기 외부 객체에 대한 이미지 데이터를 획득하고,
    상기 이미지 데이터 중 상기 하나 이상의 제1 픽셀들에 대응하는 제1 픽셀 데이터와 상기 제2 픽셀에 대응하는 제2 픽셀 데이터와의 차이를 이용하여 상기 외부 객체에 대한 제1 이미지 데이터를 생성하고,
    상기 이미지 데이터 중 상기 하나 이상의 제2 픽셀들에 대응하는 제2 픽셀 데이터에 대한 비닝(binning)을 수행하여 상기 외부 객체에 대한 제2 이미지 데이터를 생성하고, 및
    상기 프로세서가 상기 제1 이미지 데이터에 기반하여 인증 정보를 생성하고, 및 상기 제2 이미지 데이터를 이용하여 깊이 정보를 생성 하도록 상기 지정된 인터페이스를 통해 상기 어플리케이션 프로세서로 전송하도록 설정된 전자장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제2 픽셀 데이터를 상기 제1 픽셀 데이터 위치에 대응하도록 쉬프트하고,
    상기 쉬프트된 상기 제2 픽셀 데이터에 기반하여 상기 제1 픽셀 데이터에서 제2 픽셀 데이터를 제거하여 제1 파장 대역의 픽셀 데이터의 제1 이미지를 생성하는 전자장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 제1 이미지 데이터를 생성하는 동작의 일부로, 상기 제1 이미지의 제2 픽셀 데이터 위치에 상기 제1 파장 대역의 픽셀 데이터들의 차이를 이용하여 보간 값을 생성하도록 설정된 전자장치.
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