KR20210060560A - 매크로 이미징 방법 및 단말기 - Google Patents

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후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 출원은 촬영되는 물체가 이미지 센서에 가까이 있을 때 촬영 품질이 상대적으로 낮다는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 매크로 이미징 방법 및 단말기 제공하고, 촬영 기술 분야에 관한 것이다. 단말기는 카메라 모듈, 입력 컴포넌트, 출력 컴포넌트 및 프로세서를 포함한다. 물체 측으로부터 이미지 측까지, 카메라 모듈은 렌즈 어셈블리, 렌즈 어셈블리 구동 장치 및 이미지 센서를 포함한다. 렌즈 어셈블리는 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 범위 내에 있을 때 선명한 이미징을 지원하도록 구성된다. 렌즈 어셈블리 구동 장치는, 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 범위 내에 있을 때, 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 이동시키도록 구성되고, 렌즈 어셈블리 구동 장치의 구동 스트로크는 단말기의 최단 초점 거리와 관련된다. 프로세서는 렌즈 어셈블리 구동 장치를 제어하도록 구성되어, 렌즈 어셈블리는 촬영되는 물체에 포커싱을 완료한다. 입력 컴포넌트는 사용자에 의해 입력되는 촬영 지시를 수신하도록 구성되고, 촬영 지시는 포커싱된 사진을 촬영하는 데 사용된다. 출력 컴포넌트는 촬영된 사신을 출력하도록 구성된다.

Description

매크로 이미징 방법 및 단말기
본 출원은 2018년 10월 16일 중국 특허청에 출원된 "매크로 이미징 방법 및 단말기"라는 명칭의 중국 특허 출원 번호 제201811206371.X호에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본 출원은 단말기 촬영 기술 분야에 관한 것으로, 특히 매크로 이미징 방법 및 단말기에 관한 것이다.
일반적으로, 사용자는 지능형 단말기 상의 카메라를 사용하여 정적인 사진 또는 동적인 영상을 촬영할 수 있다. 현재, 지능형 단말기의 카메라 설계 방식은 프라임 렌즈 디자인과 줌 렌즈 디자인으로 분류된다. 프라임 렌즈 디자인에서는, 카메라의 초점 길이(focal length)가 결정된 값이다. 예를 들어, 카메라의 초점 길이는 27㎜, 30㎜, 54㎜ 또는 또 다른 값일 수 있다. 줌 렌즈 디자인에서는, 카메라의 초점 길이가 조정될 수 있다. 일반적인 사용 시나리오에서, 카메라가 촬영되는 물체로부터 무한히 먼 거리와 촬영되는 물체로부터 무한히 짧은 거리에서 포커싱할 수 있도록 하기 위해, 카메라의 초점 거리(focus distance)는 일반적으로 7㎝보다 크다.
많은 응용 시나리오에서, 사용자는 짧은 거리에서 사진을 찍을 필요가 있고, 예를 들어, 사용자는 렌즈 어셈블리에 매우 가까운 곤충의 사진을 찍기를 원한다. 그러나, 예를 들어 1㎝ 내지 5㎝로 초점 거리가 짧은 경우, 기존의 지능형 단말기의 카메라의 이미징 결과물은 흐릿하고, 획득한 이미지의 품질이 상대적으로 낮다.
본 출원의 실시예는 초점 거리가, 예를 들어 1㎝ 내지 5㎝인 촬영 시나리오에서 이미징을 통해 고품질 이미지를 얻을 수 있는 단말기를 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 출원의 실시예에서 다음의 기술적 솔루션이 사용된다.
제 1 측면에 따르면, 본 출원의 실시예는 단말기를 제공한다. 단말기는 카메라 모듈, 입력 컴포넌트, 출력 컴포넌트 및 프로세서를 포함한다. 물체 측으로부터 이미지 측까지, 카메라 모듈은 렌즈 어셈블리, 렌즈 어셈블리 구동 장치 및 이미지 센서를 포함한다.
렌즈 어셈블리는 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 범위 내에 있을 때 선명한 이미징을 지원하도록 구성된다. 렌즈 어셈블리 구동 장치는, 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 범위 내에 있을 때, 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 이동하도록 구성되고, 렌즈 어셈블리 구동 장치의 구동 스트로크는 단말기의 최단 초점 거리와 관련된다. 프로세서는 렌즈 어셈블리 구동 장치를 제어하여, 렌즈 어셈블리가 촬영되는 물체에 포커싱을 완료하도록 구성된다. 입력 컴포넌트는 사용자에 의해 입력되는 촬영 지시를 수신하도록 구성되고, 촬영 지시는 포커싱된 사진을 촬영하는 데 사용된다. 출력 컴포넌트는 촬영된 사진을 출력하도록 구성된다. 이러한 방식으로, 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 범위 내에 있을 때, 프로세서는 렌즈 어셈블리 구동 장치를 제어하여, 렌즈 어셈블리가 촬영되는 물체에 성공적으로 포커싱할 수 있다.
가능한 디자인에서, 매크로 범위는 1㎝ 내지 5㎝이다.
선택적으로, 렌즈 어셈블리는 초광각 렌즈 어셈블리이고, 초광각 렌즈 어셈블리의 화각(FOV; field of view)은 100° 이상이고, 초광각 렌즈 어셈블리의 등가 초점 길이의 값은 10㎜ 내지 20㎜이다.
선택적으로, 초광각 렌즈 어셈블리는 에지 화각에서 음의 왜곡을 갖고, 음의 왜곡은 -30% 이상이다. 중앙 화각에서 초광각 렌즈 어셈블리의 수평 배율은 0.03 내지 0.43이다.
선택적으로, 초광각 렌즈 어셈블리의 렌즈 개수는 5 내지 8 개이고, 이미지 센서의 크기는 1/3.06 내지 1/2.78이다.
가능한 디자인에서, 렌즈 어셈블리는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리이다. 프로세서는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하도록 더 구성된다.
선택적으로, 내부 포커싱 렌즈 어셈블리는 굴절력(focal power)이 가변적인 하나 이상의 렌즈를 포함하고, 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력은 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이와 관련된다.
프로세서가 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하도록 구성되는 것은 구체적으로, 프로세서가 굴절력이 가변적인 하나 이상의 렌즈의 굴절력을 조정하여, 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하도록 구성되는 것으로 구현될 수 있다.
선택적으로, 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절률(refractive index)은 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력과 관련된다.
프로세서가 굴절력이 가변적인 하나 이상의 렌즈의 굴절력을 조정하도록 구성되는 것은 구체적으로, 프로세서가 굴절력이 가변적인 렌즈에 입력되는 전류 또는 전압을 제어하여, 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절률을 변경하여, 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력을 조정하도록 구성되는 것으로 구현될 수 있다.
이와 달리, 굴절력이 가변적인 렌즈의 형상은 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력과 관련된다.
이에 대응하여, 프로세서가 굴절력이 가변적인 하나 이상의 렌즈의 굴절력을 조정하도록 구성되는 것은 구체적으로, 프로세서가 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력을 조정하기 위해, 굴절력이 가변적인 렌즈를 제어하여 변형시키도록 구성되는 것으로 구현될 수 있다.
선택적으로, 굴절력이 가변적인 렌즈는 전자 재료 렌즈 또는 변형 가능한 렌즈이다.
따라서, 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하기 위해, 굴절력이 가변적인 렌즈에 전계를 인가함으로써 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절률이 변경되거나, 또는 구동 장치를 사용하여 렌즈를 밀고 당김으로써 굴절력이 가변적인 렌즈가 변형되어, 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력을 변화시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 단말기는 촬영되는 물체가 이미지 센서에 비교적 가까울 때 선명한 이미징을 지원할 수 있다.
가능한 디자인에서, 단말기는 렌즈 구동 장치를 더 포함한다. 내부 포커싱 렌즈 어셈블리는 광축을 따라 순차적으로 배열된 n개의 렌즈를 포함한다. n개의 렌즈는 하나 이상의 이동 가능한 렌즈 그룹을 포함하고, 각각의 이동 가능한 렌즈 그룹은 하나 이상의 이동 가능한 렌즈를 포함한다. 이동 가능한 렌즈는 광축을 따라 렌즈 어셈블리에 대한 상대적인 위치가 변경 가능한 렌즈이고, 광축을 따라 이동 가능한 렌즈의 상대적인 위치는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이와 관련된다.
렌즈 구동 장치는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 하나 이상의 이동 가능한 렌즈 그룹을 광축을 따라 이동하도록 구동하여, 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하도록 구성된다.
이러한 방식으로, 본 출원의 이 실시예에서, 렌즈 구동 장치의 구동을 통해, 광축을 따라 렌즈 어셈블리의 이동 가능한 렌즈 사이의 상대적인 위치가 변경, 즉 렌즈 어셈블리의 렌즈 사이의 간격이 변경된다. 따라서, 전체 렌즈 어셈블리의 광학적 특성, 예를 들어 초점 길이가 변경될 수 있다. 구체적으로, 본 출원의 이 실시예에서, 렌즈 어셈블리의 렌즈 사이의 간격을 동적으로 조정함으로써 렌즈 어셈블리의 초점 길이가 조정될 수 있으므로, 단말기는 매크로 모드에서 이미징을 통해 비교적 선명한 이미지를 얻을 수 있다.
제 2 측면에 따르면, 본 출원의 실시예는 매크로 이미징 방법을 제공한다. 방법은 단말기에 적용된다. 단말기는 카메라 모듈, 입력 컴포넌트, 출력 컴포넌트 및 프로세서를 포함한다. 물체 측으로부터 이미지 측까지, 카메라 모듈은 렌즈 어셈블리, 렌즈 어셈블리 구동 장치 및 이미지 센서를 포함한다. 렌즈 어셈블리는 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 범위 내에 있을 때 선명한 이미징을 지원한다. 방법은 다음의 단계를 포함한다.
촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 범위 내에 있는 것으로 감지되는 경우, 프로세서는 렌즈 어셈블리 구동 장치가 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 이동하도록 제어하여, 렌즈 어셈블리는 촬영되는 물체에 포커싱을 완료한다. 입력 컴포넌트는 사용자에 의해 입력된 촬영 지시를 수신하고, 촬영 지시는 포커싱된 사진을 촬영하는 데 사용된다. 이후, 출력 컴포넌트는 촬영된 사진을 출력한다.
가능한 디자인에서, 단말기가 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 범위 내에 있는 것을 감지한 이후, 단말기는 다음의 단계를 더 수행할 수 있다.
출력 컴포넌트는 제 1 인터페이스를 출력하고, 제 1 인터페이스는 사용자에게 매크로 촬영을 활성화할 것인지를 프롬프트하는 데 사용된다.
본 출원의 이 실시예에서 제공되는 매크로 이미징 방법에 따르면, 단말기는 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 범위 내에 있는지 여부를 감지할 수 있다. 매크로 조건이 충족될 때, 단말기의 렌즈 어셈블리 구동 장치는 렌즈 어셈블리를 밀어 광축을 따라 이동시켜, 포커싱을 완료한다. 이러한 방식으로, 매크로 모드에서 비교적 선명한 이미지가 촬영될 수 있다.
가능한 디자인에서, 매크로 범위는 1㎝ 내지 5㎝이다.
가능한 디자인에서, 렌즈 어셈블리는 초광각 렌즈 어셈블리이고, 초광각 렌즈 어셈블리의 화각(FOV)은 100° 이상이고, 초광각 렌즈 어셈블리의 초점 길이의 값은 10㎜ 내지 20㎜이다.
선택적으로, 초광각 렌즈 어셈블리는 에지 화각에서 음의 왜곡을 갖고, 음의 왜곡은 -30% 이상이다. 중앙 화각에서 초광각 렌즈 어셈블리의 수평 배율은 0.03 내지 0.43이다.
선택적으로, 초광각 렌즈 어셈블리의 렌즈의 개수는 5 내지 8이고, 이미지 센서의 크기는 1/3.06 내지 1/2.78이다.
가능한 디자인에서, 렌즈 어셈블리는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리이다. 프로세서가 렌즈 어셈블리 구동 장치가 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 이동하도록 제어하여, 렌즈 어셈블리가 촬영되는 물체에 대한 포커싱을 완료하는 것은 구체적으로, 프로세서가 렌즈 어셈블리 구동 장치가 내부 포커싱 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 이동하도록 제어하고, 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이의 조정을 제어하여, 내부 포커싱 렌즈 어셈블리가 촬영되는 물체에 포커싱을 완료하는 것으로 구현될 수 있다.
선택적으로, 단말기는, 프로세서를 사용하여, 굴절력이 가변적인 렌즈에 입력되는 전류 또는 전압을 제어하여 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력을 조정한다. 이와 달리, 단말기는, 프로세서를 사용하여, 굴절력이 가변적인 렌즈를 변형시켜 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력을 조정하도록 제어한다. 물론, 단말기의 프로세서는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하기 위해 다른 방식으로 제어하여 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력을 변경시킬 수 있다.
본 출원의 본 실시예에서 제공되는 매크로 이미징 방법에 따르면, 단말기가 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 조건을 충족하는 것을 감지할 때, 단말기는 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하기 위해, 렌즈의 변형 또는 렌즈의 굴절률을 제어하여 렌즈의 굴절력을 변경시킬 수 있고, 렌즈 어셈블리 구동 장치를 사용하여 포커싱을 완료할 수 있다. 이러한 방식으로, 매크로 모드에서 이미징을 통해 고품질 이미지를 얻을 수 있다.
도 1은 본 출원의 실시예에 따른 단말기의 개략적 구조도이다.
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 단말기 상의 카메라 모듈의 배치의 개략도이다.
도 3은 본 출원의 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적 구조도이다.
도 4는 본 출원의 실시예에 따른 보이스 코일 모터와 렌즈 어셈블리 사이의 접속의 개략도이다.
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 초광각 렌즈 어셈블리를 갖는 카메라 모듈의 개략적 구조도이다.
도 6은 화각의 개략도이다.
도 7은 종래의 휴대폰과 본 출원의 실시예에 따른 휴대폰에 의해 매크로 범위 내에서 촬영된 사진을 도시한다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 단말기에 의해 매크로 범위 내에서 촬영된 사진을 도시한다.
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 단말기에 의해 매크로 범위 내에서 촬영된 사진을 도시한다.
도 10은 본 출원의 실시예에 따른 내부 포커싱 렌즈 어셈블리를 갖는 카메라 모듈의 제 1 개략적 구조도이다.
도 11은 본 출원의 실시예에 따른 내부 포커싱 렌즈 어셈블리를 갖는 카메라 모듈의 제 2 개략적 구조도이다.
도 12는 본 출원의 실시예에 따른 매크로 이미징 방법의 흐름도이다.
도 13은 본 출원의 실시예에 따른 매크로 이미징 방법의 흐름도이다.
도 14는 본 출원의 실시예에 따른 매크로 이미징 방법의 흐름도이다.
도 15(a) 내지 도 15(d)는 본 출원의 실시예에 따른 매크로 이미징 시나리오의 제 1 개략도이다.
도 16(a) 내지 도 16(c)는 본 출원의 실시예에 따른 매크로 이미징 시나리오의 제 2 개략도이다.
도 17(a) 내지 도 17(d)는 본 출원의 실시예에 따른 매크로 이미징 시나리오의 제 3 개략도이다.
참조 번호의 설명:
1 : 카메라 렌즈
2 : 음성 코일 모터
먼저, 본 출원의 실시예에서 사용되는 용어에 대해 설명한다.
화각(FOV; Field of view): 도 6을 참조하면, 광학 기기에서, 광학 기기의 렌즈 어셈블리를 꼭지점으로 하여 촬영되는 물체의 이미지가 렌즈 어셈블리를 통과할 수 있는 최대 범위의 두 모서리 사이에 형성되는 끼인각을 화각이라고 한다. 화각의 크기는 광학 기기의 시야 범위를 결정한다. 더 넓은 화각은 더 넓은 시야 범위를 나타낸다. 즉, 화각 내에 있는 물체는 렌즈 어셈블리를 사용하여 촬영될 수 있고, 화각 밖의 물체는 볼 수 없다. 도 6에서, ab는 가시 범위의 직경, 점 c는 가시 범위의 중심, oc는 물체 거리, ω는 화각이다.
이미지 센서의 크기: 이 용어는 이미지 센서에서 감광성 요소의 크기를 가리킨다.
등가 초점 길이: 다른 카메라 모듈의 이미지 센서의 감광 요소는 다른 크기를 갖기 때문에, 같은 렌즈 어셈블리가 다른 감광 요소와 함께 사용될 때 다른 이미징 효과를 얻는다. 이해와 설명의 편의를 위해, 다른 렌즈 어셈블리의 초점 길이는 특정 비율 계수에 근거하여 표준 카메라의 등가 초점 길이로 변환된다. 표준 카메라는 풀 프레임(full-frame) 카메라일 수 있다. 다른 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 표준 카메라의 등가 초점 길이로 변환하는 방법에 대해서는 종래 기술을 참조한다. 자세한 내용은 본 명세서에서 설명하지 않는다.
피사계 심도: 이 용어는 카메라 모듈이 포커싱을 완료할 때 감광성 요소 상에 촬영되는 물체의 이미징의 선명하거나 또는 뚜렷한 범위를 가리킨다. 이미징의 선명한 범위가 클수록 더 큰 피사계 심도를 나타내고, 이미징의 선명한 범위가 작을수록 더 작은 피사계 심도를 나타낸다. 또한, 피사계 심도는 보케(bokeh) 효과와 관련이 있다. 일반적으로, 피사계 심도가 작을수록 더 좋은 보케 효과에 대응하고, 피사계 심도가 클수록 더 좋지 않은 보케 효과에 대응한다.
본 출원의 명세서 및 첨부 도면에서, "제 1", "제 2" 등의 용어는 다른 객체들 사이에서 구별하거나 또는 동일한 객체에 대한 다른 프로세싱들 사이에서 구별하기 위한 것이지만, 객체의 특정 순서를 나타내지는 않는다. 또한, 본 출원의 명세서에 언급되는 "포함하는", "함유하는" 또는 기타 이의 변형의 용어는 비배타적인 포함을 표현하기 위한 것이다. 예를 들어, 일련의 단계 또는 유닛을 포함하는 프로세스, 방법, 시스템, 제품 또는 디바이스는 나열된 단계 또는 유닛으로 한정되지 않고, 선택적으로 다른 나열되지 않은 단계 또는 유닛을 추가로 포함하거나, 선택적으로 프로세스, 방법, 제품 또는 디바이스의 또 다른 내재적인 단계 또는 유닛을 더 포함한다. 본 출원의 실시예에서, "예" 또는 "예를 들어"라는 단어는 예, 예시 또는 설명을 제공하는 것을 표현하는 데 사용된다는 점에 유의해야 한다. 본 출원의 실시예에서 "예" 또는 "예를 들어"로 설명된 임의의 실시예 또는 디자인 방식은 또 다른 실시예 또는 디자인 방식보다 더 바람직하거나 또는 더 많은 이점을 갖는 것으로 설명되어서는 안된다. 정확하게, "예" 또는 "예를 들어" 등이라는 단어의 사용은 특정 방식으로 상대적인 개념을 제시하기 위한 것이다.
본 출원의 실시예에서 제공되는 단말기는 휴대폰, 웨어러블 디바이스, 증강 현실(AR; Augmented Reality) 디바이스/가상 현실(VR; Virtual Reality) 디바이스, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 울트라-모바일 개인용 컴퓨터(UMPC; Ultra-Mobile personal computer), 넷북 또는 PDA(Personal Digital Assistant)와 같이 촬영 기능을 구비한 휴대용 전자 디바이스일 수 있다. 이것은 본 출원의 실시예에서 한정되지 않는다. 휴대용 전자 디바이스의 예시적인 실시예는 iOS®, Android®, Microsoft® 또는 다른 운영 체제를 사용하는 휴대용 전자 디바이스를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 휴대용 전자 디바이스는 이와 달리 터치-감지 표면(예를 들어, 터치 패널)을 갖는 랩톱 컴퓨터(랩탑)과 같은 또 다른 휴대용 전자 디바이스일 수 있다. 본 출원의 일부 다른 실시예에서, 전자 디바이스는, 예를 들어 휴대용 전자 디바이스 대신에, 터치-감지 표면(예를 들어, 터치 패널)을 갖는 데스크탑 컴퓨터일 수 있다는 것이 더 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 본 출원의 실시예에서 단말기는 휴대폰(100)일 수 있다. 이하에서는 휴대폰(100)을 예로 들어 실시예를 자세하게 설명한다.
도 1에 도시된 것과 같이, 휴대폰(100)은 구체적으로 프로세서(101), 무선 주파수(RF; radio frequency) 회로(102), 메모리(103), 터치스크린(104), 블루투스 장치(105), 하나 이상의 센서(106), Wi-Fi 장치(107), 포지셔닝 장치(108), 오디오 회로(109), 주변 인터페이스(110) 및 전원 공급 장치(111)와 같은 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이들 컴포넌트는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호 케이블(도 1에 도시 안됨)을 사용하여 통신할 수 있다. 이 분야의 통상의 기술자는 도 1에 도시된 하드웨어 구조가 휴대 전화에 대한 한정을 구성하지 않고, 휴대 전화(100)는 도면에 도시된 것보다 더 많거나 또는 더 적은 컴포넌트를 포함하거나, 또는 일부 컴포넌트를 결합하거나, 또는 다른 컴포넌트 배열을 가질 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
다음은 도 1을 참조하여 휴대폰(100)의 각각의 컴포넌트를 구체적으로 설명한다.
프로세서(101)는 휴대폰(100)의 제어 센터로, 다양한 인터페이스 및 회선을 사용하여 휴대폰(100)의 다양한 부분과 접속되고, 메모리(103)에 저장된 애플리케이션 프로그램(줄여서, 앱)을 구동 또는 실행하고, 메모리(103)에 저장된 데이터를 호출함으로써 휴대폰(100)의 다양한 기능 및 데이터 프로세싱을 실행한다. 일부 실시예에서, 프로세서(101)는 하나 이상의 프로세싱 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(101)는 카메라 모듈에서 렌즈 어셈블리의 초점 길이의 조정을 제어하도록 구성될 수 있다. 프로세서에 의한, 렌즈 어셈블리의 초점 길이의 조정의 제어에 대한 구체적인 설명은 다음의 설명을 참조한다. 프로세서(101)는 카메라 모듈의 렌즈 어셈블리 구동 장치를 제어하여 렌즈 어셈블리를 광축을 따라 이동하도록 구동하고, 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하여, 렌즈 어셈블리가 촬영되는 물체에 포커싱을 완료하도록 더 구성된다.
무선 주파수 회로(102)는 정보 수신 및 송신 동안 또는 호출 동안 무선 신호를 수신 및 송신하도록 구성될 수 있다. 특히, 기지국으로부터 다운링크 데이터를 수신한 이후, 무선 주파수 회로(102)는 프로세싱을 위해 다운링크 데이터를 프로세서(101)에 송신할 수 있다. 또한, 무선 주파수 회로(102)는 업링크 데이터를 기지국에 송신한다. 일반적으로, 무선 주파수 회로는 안테나, 적어도 하나의 증폭기, 트랜시버, 커플러, 저잡음 증폭기, 듀플렉서 등을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 무선 주파수 회로(102)는 무선 통신을 통해 또 다른 디바이스와 더 통신할 수 있다. 무선 통신은 GSM(global system for mobile communication), GPRS(general packet radio service), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband code division multiple access), LTE(long term evolution), 이메일, SMS(short message service) 등을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아닌 임의의 통신 표준 또는 프로토콜을 사용하여 구현될 수 있다.
메모리(103)는 애플리케이션 프로그램 및 데이터를 저장하도록 구성된다. 프로세서(101)는 메모리(103)에 저장된 애플리케이션 프로그램 및 데이터를 구동하여 휴대폰(100)의 다양한 기능 및 데이터 프로세싱을 실행한다. 메모리(103)는 주로 프로그램 저장 영역과 데이터 저장 영역을 포함한다. 프로그램 저장 영역은 운영 체제 및 적어도 하나의 기능(예를 들어, 사운드 재생 기능, 이미지 재생 기능)에 필요한 애플리케이션 프로그램을 저장할 수 있다. 데이터 저장 영역은 휴대폰(100)을 사용하는 동안 생성된 (오디오 데이터, 전화 번호부와 같은) 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(103)는 고속 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있고, 비휘발성 메모리, 예를 들어 자기 디스크 저장 디바이스, 플래시 메모리 디바이스 또는 또 다른 비휘발성 고체 상태 저장 디바이스를 더 포함할 수 있다. 메모리(103)는, 예를 들어 Apple에서 개발한 iOS 운영 체제 및 Google에서 개발한 Android 운영 체제와 같은 다양한 운영 체제를 저장할 수 있다.
휴대폰은 입력 컴포넌트와 출력 컴포넌트를 포함할 수 있다. 입력 컴포넌트는 휴대폰 상에서 사용자가 수행한 입력 동작을 수신할 수 있고, 예를 들어 사용자에 의해 입력된 음성 동작을 수신하거나, 또는 사용자에 의해 입력된 터치 동작을 수신할 수 있다. 출력 컴포넌트는 휴대폰의 내부 데이터 프로세싱 결과를 사용자에게 출력할 수 있다. 예를 들어, 휴대폰은 출력 컴포넌트를 사용하여 음성, 인터페이스 등을 출력한다. 예를 들어, 입력 컴포넌트와 출력 컴포넌트는 함께 통합될 수 있다. 예를 들어, 가능한 경우에, 입력 컴포넌트인 터치패드(104-1)와 출력 컴포넌트인 디스플레이 스크린(104-2)은 터치스크린(104)에 통합된다. 터치스크린(104)은 터치패드(104-1) 및 디스플레이 스크린(104-2)을 포함할 수 있다. 터치패드(104-1)는 터치패드(104-1) 상에서 또는 터치패드(104-1) 근처에서 휴대폰(100) 사용자에 의해 수행된 터치 이벤트(예를 들어, 손가락 또는 스타일러스와 같은 임의의 적절한 물체를 사용하여 터치패드(104-1) 상에서 또는 터치패드(104-1) 근처에서 사용자에 의해 수행되는 동작)를 수집하고, 수집된 터치 정보를 프로세서(101)와 같은 또 다른 컴포넌트로 송신하는 입력 컴포넌트로 사용될 수 있다.
사용자에 의해 터치패드(104-1) 근처에서 수행되는 터치 이벤트를 플로팅 터치(floating touch)라고 부를 수 있다. 플로팅 터치는 타겟(예를 들어, 아이콘)을 선택, 이동 또는 드래그하기 위해 사용자가 터치패드를 직접 터치할 필요가 없고, 원하는 기능을 수행하기 위해 단말기 근처에 위치하기만 하면 되는 것을 의미할 수 있다. 플로팅 터치의 응용 시나리오에서, "터치" 및 "접촉"과 같은 용어는 터치스크린과의 직접 접촉을 의미하는 것이 아니라 터치스크린 근처 또는 가까운 접촉이다.
구체적으로, 터치패드(104-1)에는 2가지 타입의 정전 용량 센서, 즉 상호 정전 용량 센서(mutual-capacitance sensor)와 자기 정전 용량 센서(self-capacitance sensor)가 배치될 수 있다. 2가지 타입의 용량성 센서는 배열되는 방식에 있어서 터치패드(104-1) 상에 교대로 배열될 수 있다. 상호 정전 용량 센서는 일반적인 종래의 다지점(multi-point) 터치를 구현, 즉 사용자가 터치패드(104-1)에 접촉할 때 사용자의 제스처를 감지하도록 구성된다. 자기 정전 용량 센서는 터치패드(104-1)에서 멀리 떨어진 손가락 센싱을 감지하기 위해 상호 정전 용량 센서에서 생성된 신호보다 더 강한 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 사용자의 손가락이 스크린의 위쪽에서 움직일 때, 자기 정전 용량 센서에서 생성된 신호가 상호 정전 용량 센서에서 생성된 신호보다 강하기 때문에, 휴대폰(100)은 스크린의 위쪽, 예를 들어 터치패드(104-1) 위쪽으로 20㎜에서의 사용자의 제스처를 감지할 수 있다.
선택적으로, 플로팅 터치가 수행될 수 있는 터치패드(104-1)는 정전 용량 타입, 적외선 감지 타입, 초음파 타입 등으로 구현될 수 있다. 또한, 터치패드(104-1)는 저항 타입, 정전 용량 타입, 적외선 타입, 표면 탄성파 타입과 같은 복수의 타입으로 구현될 수 있다. 디스플레이 스크린(104-2)은 출력 컴포넌트로 사용될 수 있고, 사용자에 의해 입력된 정보 또는 사용자에게 제공되는 정보 및 휴대폰(100)의 다양한 메뉴를 디스플레이하도록 구성된다. 디스플레이 스크린(104-2)은 액정 디스플레이, 유기 발광 다이오드 등의 형태로 구성될 수 있다. 터치패드(104-1)는 디스플레이 스크린(104-2)을 덮을 수 있다. 터치패드(104-1) 상에서 또는 근처에서 터치 이벤트를 감지한 이후, 터치패드(104-1)는 터치 이벤트의 타입을 결정하기 위해 터치 이벤트를 프로세서(101)에 전송한다. 이후, 프로세서(101)는 터치 이벤트의 타입에 근거하여 디스플레이 스크린(104-2) 상에 대응하는 시각적 출력을 제공할 수 있다.
도 1에서, 터치패드(104-1) 및 디스플레이 스크린(104-2)은 2개의 독립적인 컴포넌트로서 사용되어 휴대폰(100)의 입력 및 출력 기능을 구현한다. 그러나, 일부 실시예에서, 터치패드(104-1) 및 디스플레이 스크린(104-2)은 통합되어 휴대폰(100)의 입력 및 출력 기능을 구현할 수 있다.
터치스크린(104)은 재료의 복수의 층을 적층하여 형성되는 것이 이해될 수 있다. 본 출원의 이 실시예에서, 터치패드(층) 및 디스플레이 스크린(층)만이 도시되고, 다른 층은 본 출원의 이 실시예에는 도시되지 않는다. 또한, 본 발명의 일부 다른 실시예에서, 터치패드(104-1)는 디스플레이 스크린(104-2)을 덮을 수 있고, 터치패드(104-1)의 크기는 디스플레이 스크린(104-2)의 크기보다 크기 때문에, 디스플레이 스크린(104-2)은 터치 패드(104-1)에 의해 완전히 덮인다. 이와 달리, 터치패드(104-1)는 휴대폰(100)의 전면(front-side) 상에 풀 패널 형태, 즉 휴대폰(100)의 전면 상에서 사용자의 임의의 터치가 휴대폰에 의해 센싱될 수 있는 형태로 배치될 수 있다. 이는 휴대폰의 전면 상에서 풀 터치 경험을 구현할 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 터치패드(104-1)는 휴대폰(100)의 전면 상에 풀 패널 형태로 배치되고, 디스플레이 스크린(104-2)은 또한 휴대폰(100)의 전면 상에 풀 패널의 형태로 배치될 수 있다. 이는 휴대폰의 전면 상에 베젤이 없는(bezel-less) 구조를 구현할 수 있다.
예를 들어, 본 출원의 이 실시예에서, 터치패드(104-1)와 같은 입력 컴포넌트는 사용자에 의해 입력되는 촬영 지시를 수신하도록 구성되고, 촬영 지시는 단말기가 포커싱된 사진을 촬영하도록 지시하는 데 사용된다. 디스플레이 스크린(104-2)과 같은 출력 컴포넌트는 포커싱 이후에 촬영된 사진을 출력하도록 구성된다. 예를 들어, 도 15(d)를 참조하면, 사용자는 촬영 지시를 입력하기 위해 터치패드(104-1)를 터치하고 탭하여 촬영 옵션(1505)을 선택한다. 또한, 단말기는 포커싱한 이후 사진을 촬영하고, 디스플레이 스크린(104-2)은 포커싱한 이후 단말기에 의해 촬영된 사진을 출력한다.
본 출원의 이 실시예에서, 휴대폰(100)은 지문 인식 기능을 더 가질 수 있다. 예를 들어, 지문 수집 디바이스(112)는 휴대폰(100)의 후면에 배치되거나, 또는 지문 수집 디바이스(112)는 휴대폰(100)의 전면(예를 들어, 터치스크린(104) 아래쪽)에 배치될 수 있다. 또 다른 예를 들면, 지문 수집 디바이스(112)는 지문 인식 기능을 구현한 터치스크린(104)에 배치될 수 있다. 즉, 지문 수집 디바이스(112)는 터치스크린(104)과 통합되어 휴대폰(100)의 지문 인식 기능을 구현할 수 있다. 이 경우, 지문 수집 디바이스(112)는 터치스크린(104)에 배치되고, 터치스크린(104)의 일부일 수 있거나, 또는 또 다른 방식으로 터치스크린(104)에 배치될 수 있다. 또한, 지문 수집 디바이스(112)는 이와 달리 풀 패널 지문 수집 디바이스로 구현될 수 있다. 따라서, 터치스크린(104)은 지문 인식이 어느 위치에서나 수행될 수 있는 패널로 볼 수 있다. 지문 수집 디바이스(112)는 수집된 지문을 프로세서(101)에 송신하고 프로세서(101)는 지문을 프로세싱(예를 들어, 지문 인증을 수행)할 수 있다. 본 출원의 이 실시예에서 지문 수집 디바이스(112)의 주요 컴포넌트는 지문 센서이다. 지문 센서는 광학 센싱 기술, 용량성 센싱 기술, 압전 센싱 기술, 초음파 센싱 기술 등을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아닌 임의의 타입의 센싱 기술을 사용할 수 있다.
휴대폰(100)은 휴대폰(100)과 또 다른 근거리 단말기(예를 들어, 휴대폰 또는 스마트워치) 사이에서 데이터 교환을 구현하도록 구성된 블루투스 장치(105)를 더 포함할 수 있다. 본 출원의 이 실시예에서 블루투스 장치(105)는 집적 회로, 블루투스 칩 등일 수 있다.
휴대폰(100)은 적어도 하나의 센서(106), 예를 들어 광 센서, 모션 센서, 이미지 센서 및 또 다른 센서를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 광 센서는 주변 광 센서 및 근접 센서를 포함할 수 있다. 주변 광 센서는 주변 광의 밝기에 근거하여 터치스크린(104)의 디스플레이 스크린의 휘도를 조정할 수 있고, 근접 센서는 휴대폰(100)이 귀로 움직일 때 디스플레이 스크린의 전원을 끌 수 있다. 모션 센서의 타입으로서, 가속도 센서는 다양한 방향(일반적으로 3축 상에서)의 가속도의 크기를 감지할 수 있고, 정적인 상태에서 중력의 크기 및 방향을 감지할 수 있고, 휴대폰의 자세를 식별하는 애플리케이션(예를 들어, 가로 방향과 세로 방향 전환, 관련된 게임 및 자력계 자세 보정) 및 진동 식별에 관련된 기능(예를 들어, 보수계 및 노킹)에 사용될 수 있다. 이미지 센서는 카메라 모듈(115)에 배치될 수 있고, 카메라 모듈(115)에 의해 촬영된 사진을 전기적 신호로 변환하도록 구성된다. 예를 들어, CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서는 고해상도(High Resolution), 즉 미세한 물체를 센싱하고 인식할 수 있고, 상대적으로 넓은 감광 영역을 갖는다. CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 이미지 센서는 절전 특성을 가지고 있고, 정지 사진이나 또는 동영상 촬영시 휴대폰의 전력 소모를 줄일 수 있다.
또한, 자이로스코프, 기압계, 습도계, 온도계, 적외선 센서와 같이 휴대폰(100)에 더 배치될 수 있는 다른 센서는 본 명세서에서 설명하지 않는다.
Wi-Fi 장치(107)는, 휴대폰(100)에, Wi-Fi 관련 표준 프로토콜을 따르는 네트워크 액세스를 제공하도록 구성된다. 휴대폰(100)은 Wi-Fi 장치(107)를 사용하여 Wi-Fi 액세스 포인트에 접속하여, 사용자가 이메일을 수신 및 송신하고, 웹 페이지를 검색하고, 스트리밍 미디어에 액세스 하는 것 등을 지원할 수 있다. Wi-Fi 장치(107)는 사용자에게 무선 광대역 인터넷 액세스를 제공한다. 일부 다른 실시예에서, Wi-Fi 장치(107)는 또한 Wi-Fi 무선 액세스 포인트로서 기능할 수 있고, 또 다른 단말기에 Wi-Fi 네트워크 액세스를 제공할 수 있다.
포지셔닝 장치(108)는 휴대폰(100)에 지리적 위치를 제공하도록 구성된다. 포지셔닝 장치(108)는 구체적으로 GPS(Global Positioning System), BeiDou 항법 위성 시스템 또는 러시아의 GLONASS와 같은 포지셔닝 시스템의 수신기일 수 있음이 이해될 수 있다. 포지셔닝 시스템에 의해 송신된 지리적 위치를 수신한 이후, 포지셔닝 장치(108)는 프로세싱을 위해 정보를 프로세서(101)에 송신하거나 또는 저장을 위해 정보를 메모리(103)에 송신한다. 일부 다른 실시예에서, 포지셔닝 장치(108)는 이와 달리 AGPS(assisted global positioning system)의 수신기일 수 있다. AGPS는 범위 및 포지셔닝 서비스에서 포지셔닝 장치(108)를 지원하는 보조 포지셔닝 서버로서 기능한다. 이 경우, 보조 포지셔닝 서버는 무선 통신 네트워크를 통해 휴대폰(100)과 같은 단말기의 포지셔닝 장치(108)(즉, GPS 수신기)와 통신하여 포지셔닝 지원을 제공한다. 일부 다른 실시예에서, 포지셔닝 장치(108)는 이와 달리 Wi-Fi 액세스 포인트에 근거한 포지셔닝 기술일 수 있다. 각각의 Wi-Fi 액세스 포인트는 전역적으로 고유한 MAC(Media Access Control) 주소를 가지고 있으므로, 단말기는 Wi-Fi가 활성화될 때 주변 Wi-Fi 액세스 포인트의 방송 신호를 스캔하고 수집할 수 있고, 따라서 Wi-Fi 액세스 포인트에서 방송되는 MAC 주소를 얻을 수 있다. 단말기는 무선 통신 네트워크를 통해 위치 서버로 Wi-Fi 액세스 포인트를 식별할 수 있는 데이터(예를 들어, MAC 주소)를 전송한다. 위치 서버는 각각의 Wi-Fi 액세스 포인트의 지리적 위치를 검색하고, Wi-Fi 방송 신호의 세기를 참조하여 단말기의 지리적 위치를 계산하고, 단말기의 지리적 위치를 단말기의 포지셔닝 장치(108)에 전송한다.
오디오 회로(109), 스피커(113) 및 마이크(114)는 사용자와 휴대폰(100) 사이에 오디오 인터페이스를 제공할 수 있다. 오디오 회로(109)는 수신된 오디오 데이터로부터 변환된 전기 신호를 스피커(113)로 전송할 수 있고, 스피커(113)는 전기 신호를 출력을 위한 소리 신호로 변환한다. 또한, 마이크(114)는 수집된 소리 신호를 전기 신호로 변환하고, 오디오 회로(109)는 전기 신호를 수신하여, 전기 신호를 오디오 데이터로 변환한 다음 오디오 데이터를 RF 회로(102)로 출력하여 오디오 데이터를, 예를 들어 또 다른 휴대폰으로 송신하거나, 또는 추가 프로세싱을 위해 오디오 데이터를 메모리(103)에 출력한다.
주변 인터페이스(110)는 외부 입력/출력 디바이스(예를 들어, 키보드, 마우스, 외부 디스플레이, 외부 메모리, SIM(subscriber identify module) 카드)에 다양한 인터페이스를 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 마우스는 USB(Universal Serial Bus) 인터페이스를 사용하여 접속되고, 차이나 텔레콤 사업자에 의해 제공되는 SIM 카드는 SIM 카드 슬롯의 금속 컨택을 사용하여 접속된다. 주변 인터페이스(110)는 전술한 외부 입력/출력 주변 디바이스를 프로세서(101) 및 메모리(103)에 연결하도록 구성될 수 있다.
휴대폰(100)은 각각의 컴포넌트에 전원을 공급하는 전원 공급 장치(111)(예를 들어, 배터리 및 전원 관리 칩)를 더 포함할 수 있다. 배터리는 전력 관리 칩을 사용하여 프로세서(101)와 논리적으로 접속되어, 전력 공급 장치(111)를 사용하여 충전 관리, 방전 관리, 전력 소비 관리 등의 기능을 구현할 수 있다.
휴대폰(100)은 카메라 모듈(115)을 더 포함할 수 있고, 카메라 모듈(115)은 단말기의 카메라일 수 있다. 카메라 모듈(115)은 정지 사진, 동영상 등을 촬영하도록 구성된다. 가능한 구현예에서, 물체 측으로부터 이미지 측까지, 카메라 모듈(115)은 렌즈 어셈블리, 렌즈 어셈블리 구동 장치 및 이미지 센서를 포함한다. 카메라 모듈(115)에 대한 자세한 설명은 다음의 실시예를 참조한다.
비록 도 1에는 도시되지 않았지만, 휴대폰(100)은 플래시, 마이크로 프로젝션 장치, NFC(Near Field Communication) 장치 등을 더 포함할 수 있다. 자세한 내용은 본 명세서에서 설명하지 않는다.
다음은 본 출원의 실시예에서 제공되는 단말기를 자세하게 설명한다. 다음은 단말기가 휴대폰인 예를 들어 설명한다. 이는 본 명세서에 언급되어 있으며 이하에서는 반복되지 않는다. 도 2를 참조하면, 휴대폰(200)이 예로서 사용된다. 휴대폰(200)의 카메라 모듈(201)은 도 2에 도시된 후방 카메라일 수 있고, 후방 카메라는 휴대폰의 후면의 상단에 배치된다. 물론, 카메라 모듈은 이와 달리 또 다른 위치, 예를 들어 휴대폰 내부에 배치될 수 있다. 사용자가 촬영을 할 필요가 있을 때, 카메라 모듈이 돌출되어 촬영을 수행한다.
도 3은 본 출원의 이 실시예에 따른 단말기의 카메라 모듈의 예시적인 구조를 도시한다. 물체 측으로부터 이미지 측까지, 카메라 모듈(201)은 렌즈 어셈블리(301), 렌즈 어셈블리 구동 장치(302) 및 이미지 센서(303)를 포함한다. 도 3의 컴포넌트는 단지 예시적인 컴포넌트이고, 컴포넌트의 실제 모양과 크기는 도 3에 도시된 경우로 한정되지 않는다.
물체 측은 촬영되는 물체의 측이고, 이미지 측은 이미지 센서가 이미징을 구현하는 측이다. 렌즈 어셈블리 구동 장치는 보이스 코일 모터, 압전 세라믹 및 MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이미지 센서는 앞서 언급한 CCD 이미지 센서 및 CMOS 이미지 센서를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
렌즈 어셈블리 구동 장치는 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 이동하도록 구성된다. 렌즈 어셈블리 구동 장치의 구동 스트로크(stroke)는 렌즈 어셈블리의 최단 초점 거리와 관련된다. 본 출원의 이 실시예에서, 모터의 구동 스트로크는 렌즈 어셈블리의 최단 초점 거리를 1㎝ 내지 5㎝로 만들 수 있다.
초점 거리는 물체와 이미지 사이의 거리, 즉 촬영되는 물체로부터 렌즈 어셈블리까지의 거리와 렌즈 어셈블리로부터 이미지 센서까지의 거리의 합, 다시 말해 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리이다. 최단 초점 거리는 촬영되는 물체에 포커싱하기 위한 최단 초점 거리이다. 촬영되는 물체가 포커싱된다는 것은 촬영되는 물체가 이미지 센서 상에 비교적 선명한 이미지로 결상될 수 있음을 의미한다. 다시 말해, 최단 초점 거리는 비교적 선명한 이미지를 형성하기 위해 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 최단 거리이다.
예를 들어, 렌즈 어셈블리 구동 장치는 모터이다. 촬영되는 물체가 이미지 센서로부터 비교적 짧은 거리, 예를 들어 1㎝에 있을 때, 모터는 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 특정 스트로크(예를 들어, 400㎛)만큼 이동시키므로, 촬영되는 물체는 이미지 센서로부터 1㎝의 거리에 포커싱된다. 촬영되는 물체가 이미지 센서로부터, 예를 들어 7㎝의 거리에 있을 때, 모터는 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 특정 스트로크(예를 들어, 50㎛)만큼 이동시키므로, 촬영되는 물체는 이미지 센서로부터 7㎝의 거리에 포커싱된다. 본 출원의 이 실시예에서, 모터의 구동 스트로크는 렌즈 어셈블리의 최단 초점 거리를 1㎝ 내지 5㎝로 만들 수 있다. 즉, 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 1㎝ 내지 5㎝ 내에 있을 때, 촬영되는 물체는 포커싱될 수 있고, 다시 말해, 촬영되는 물체는 비교적 선명한 이미지로 이미지 센서 상에 결상될 수 있다.
렌즈 어셈블리 구동 장치는 주로 광학 축을 따라 렌즈 어셈블리를 밀고, 광학 축을 따라 렌즈 어셈블리를 최적의 이미징 위치로 밀도록 구성된다는 점에 유의해야 한다. 단말기에 배치된 다른 렌즈 어셈블리에 대해, 렌즈 어셈블리 구동 장치는 다른 구동 스트로크를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 렌즈 어셈블리가 단말기에 배치되고, 렌즈 어셈블리 구동 장치의 스트로크는 0㎛ 내지 400㎛이다. 이러한 방식으로, 촬영되는 물체가 이미지 센서로부터 1㎝ 내지 5㎝ 떨어져 있을 때, 렌즈 어셈블리 구동 장치는 렌즈 어셈블리를 광축을 따라 최적의 이미징 위치로 밀 수 있다. 또 다른 예로, 제 2 렌즈 어셈블리가 단말기에 배치되고, 렌즈 어셈블리 구동 장치의 구동 스트로크는 0㎛ 내지 300㎛이다. 이러한 방식으로, 촬영되는 물체가 이미지 센서로부터 1㎝ 내지 5㎝ 떨어져 있을 때, 렌즈 어셈블리 구동 장치는 렌즈 어셈블리를 광축을 따라 최적의 이미징 위치로 밀 수 있다. 다른 렌즈 어셈블리에 대해, 렌즈 어셈블리 구동 장치는 또한 다른 구동 스트로크 범위를 가질 수 있음을 알 수 있다.
렌즈 어셈블리 구동 장치는 여러 방식으로 렌즈 어셈블리에 접속될 수 있음이 이해될 수 있다. 보이스 코일 모터가 예로 사용된다. 선택적으로, 렌즈 어셈블리와 보이스 코일 모터는 도 4(a)에 도시된 나사산 매립 구조를 사용하여 서로 접속될 수 있다. 구체적으로, 이러한 구조는 주로 보이스 코일 모터(2)와 렌즈 어셈블리(1) 사이에 나사산을 끼워 예비 접착력을 형성한 다음, 나사산 매립 구조의 상단으로부터 접착제를 주입하여 고정이 구현되므로, 렌즈 어셈블리(1)의 바깥쪽 표면이 보이스 코일 모터(2)의 안쪽 표면에 고정된다. 이러한 방식으로, 렌즈 어셈블리(1)와 보이스 코일 모터(2)가 서로 접합된다. 이와 달리, 렌즈 어셈블리(1)와 보이스 코일 모터(2)는 도 4(b)에 도시된 나사산 없는 매끄러운 표면 구조를 사용하여 서로 접속될 수 있다. 나사산 없는 매끄러운 표면 구조를 사용하여 접속하는 구체적인 방법에 대해서는 종래 기술을 참조한다. 자세한 내용은 본 명세서에서 설명되지 않는다. 물론, 렌즈 어셈블리와 보이스 코일 모터는 이와는 달리 또 다른 방식으로 서로 접속될 수 있다. 이것은 본 출원의 이 실시예에서 한정되지 않는다. 또한, 렌즈 어셈블리와 MEMS 및 압전 세라믹 각각의 접속 관계에 대해서는 종래 기술의 방식을 참조한다. 이것은 본 출원의 이 실시예에서 한정되지 않는다.
본 출원의 이 실시예에서, 이미지 센서로부터 1㎝ 내지 5㎝의 거리에서 촬영되는 물체의 비교적 선명한 이미징을 지원하기 위해, 다음의 3가지 타입의 렌즈 어셈블리 중 적어도 하나가 사용될 수 있다 :
케이스 1 : 렌즈 어셈블리는 고정 초점 초광각 렌즈 어셈블리이다.
예를 들어, 초광각 렌즈 어셈블리의 화각(FOV)은 100° 이상이고, 초광각 렌즈 어셈블리의 등가 초점 길이의 값은 10㎜ 내지 20㎜이다.
본 출원의 이 실시예에서, 단말기는 다른 렌즈 어셈블리를 배치함으로써 매크로 이미징을 구현할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 다른 렌즈 어셈블리의 특정 파라미터는 다르다. 일반적으로, 렌즈 어셈블리의 파라미터가 본 출원의 이 실시예에서 언급된 파라미터 범위에 속할 때, 단말기는 매크로 이미징을 구현할 수 있다. 예를 들어, 초광각 렌즈 어셈블리의 FOV가 110°이고, 등가 초점 길이가 15㎜일 때, 단말기의 매크로 이미징은 초광각 렌즈 어셈블리의 곡률 또는 굴절률과 같은 또 다른 파라미터를 조정하여 구현될 수 있다. 본 출원의 이 실시예에서, 매크로 이미징은 촬영되는 물체가 이미지 센서로부터 1㎝ 내지 5㎝의 거리에서 비교적 선명한 이미지로 결상될 수 있음을 의미한다. 이는 본 명세서에 언급되어 있으며 이하에서는 반복되지 않는다.
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 예시적인 초광각 렌즈 어셈블리의 구조를 도시한다. 초광각 렌즈 어셈블리는 6개의 렌즈를 포함한다. 물체 측으로부터 이미지 측까지, 제 1 렌즈(L1)의 굴절력은 음이고, 제 2 렌즈(L2)의 굴절력은 양이다. 개구 조리개(STO)는 L1과 L2 사이에 배치된다. 제 3 렌즈(L3)의 굴절력은 음이고, 제 4 렌즈(L4)의 굴절력은 양이고, 제 5 렌즈(L5)의 굴절력은 양이고, 제 6 렌즈(L6)의 굴절력은 음이다. 초광각 렌즈 어셈블리의 FOV 값은 100°이거나 100°보다 큰 값일 수 있다. 초광각 렌즈 어셈블리의 등가 초점 길이는 10㎜ 내지 20㎜ 사이의 값일 수 있다. 제 1 렌즈(L1)로부터 이미지 센서(303)까지의 거리는 총 길이(TTL; Total Track Length)로 정의되고, 렌즈의 절반 이미지 높이는 IH이며, IH/TTL은 0.5 내지 0.6이다. 물론, 본 출원의 이 실시예에서 초광각 렌즈 어셈블리는 이와 달리 또 다른 구조 및 또 다른 개수의 렌즈를 가질 수 있다. 예를 들어, 초광각 렌즈 어셈블리는 5개의 렌즈를 포함하고, 물체 측으로부터 이미지 측으로 렌즈의 굴절력, 곡률 등은 실제 상황에 따라 설정될 수 있다. 이와 달리, 초광각 렌즈 어셈블리는 종래의 구조를 사용할 수 있다. 초광각 렌즈 어셈블리의 구체적인 구조는 본 출원의 이 실시예에서 한정되지 않는다.
본 출원의 이 실시예에서, 초광각 렌즈 어셈블리의 등가 초점 길이는 비교적 짧다(10㎜ 내지 20㎜). 따라서, 최단 초점 거리를 얻을 수 있다. 즉, 렌즈 어셈블리가 촬영되는 물체에 비교적 가까울 때, 포커싱은 여전히 성공적으로 수행되어 이미징을 통해 고품질 및 고화질 이미지를 얻을 수 있다.
도 7을 참조하면, 도 7(a)는 종래의 휴대폰에 의해 매크로 모드(예를 들어, 촬영되는 물체와 렌즈 어셈블리 사이의 거리가 5㎝임)에서 촬영된 이미지를 도시하고, 이미징을 통해 얻은 이미지는 상대적으로 흐릿하고, 도 7(b)는 본 출원의 실시예에 따른 휴대폰에 의해 매크로 모드에서 촬영된 이미지이다. 도 7(b)에서, 곤충과 잎의 디테일이 상대적으로 선명하다.
또한, 렌즈 어셈블리가 촬영되는 물체에 비교적 가까울 때, 초점 거리가 비교적 짧기 때문에 촬영된 이미지의 피사계 심도가 상대적으로 작으므로, 촬영된 이미지에서 상대적으로 좋은 보케 효과를 얻을 수 있다.
도 8은 본 출원의 실시예에 따른 휴대폰에 의해 촬영된 사진을 도시한다. 사진은 비교적 좋은 보케 효과를 가지고 있다.
선택적으로, 중앙 화각에서 렌즈 어셈블리의 수평 배율은 0.03 내지 0.43이다. 렌즈 어셈블리의 에지 화각에서 음의 왜곡을 갖고, 음의 왜곡은 -30% 이상이다.
수평 배율은 광축에 수직인 방향으로의 배율이고, 수평 배율의 값은 광축에 수직인 방향으로 실제 물체 크기에 대한 이미지 크기의 비율이다. 에지 화각은 0.8 내지 1의 화각이다. 구체적으로, 도 6을 참조하면, 전체 가시 범위는 N개의 부분으로 나뉘고, 최대 가시 범위는 1로 표시되고, 중앙 화각은 0으로 표시되고, 0.8 내지 1 사이의 영역은 에지 화각, 즉 α 및 β는 에지 화각이다. 음의 왜곡은 에지 화각에서의 렌즈 어셈블리의 수평 배율이 중앙 화각에서의 렌즈 어셈블리의 수평 배율보다 작다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 카메라 모듈이 미니어처 풍경을 촬영할 때, 에지 화각에서 낮은 배율은 매크로 풍경을 촬영하는 동안 물체 거리의 증가로 인한 배율의 감소와 동등하므로, 카메라 모듈은, 촬영을 통해, 비교적 좋은 원근 효과를 가진 이미지를 얻을 수 있다.
도 9는 본 출원의 실시예에 따른 휴대폰에 의해 촬영된 사진을 도시한다. 마이크로 장면(테이블 위의 몇 개의 작은 인형)과 매크로 장면(도 9의 건물)은 상대적으로 좋은 원근 효과를 가지므로, 사진이 더 입체적이다.
선택적으로, 렌즈 어셈블리의 렌즈의 개수는 5 내지 8이고, 이미지 센서의 크기는 1/3.06 내지 1/2.78이다. 선택적으로, 렌즈는 플라스틱 또는 유리로 제작되거나 또는 플라스틱과 유리의 혼합물로 제작된다. 선택적으로, 렌즈 어셈블리의 조리개 범위는 F2.4 내지 F1.8이다.
케이스 2: 렌즈 어셈블리는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리이다. 내부 포커싱 렌즈 어셈블리는 광축을 따라 순차적으로 배열된 n개의 렌즈를 포함한다. n개의 렌즈는 하나 이상의 이동 가능한 렌즈 그룹을 포함한다. 각각의 이동 가능한 렌즈 그룹은 하나 이상의 이동 가능한 렌즈를 포함한다. 이동 가능한 렌즈는 광축을 따라 렌즈 어셈블리에 대한 상대적인 위치가 변경 가능한 렌즈이고, 광축을 따라 이동 가능한 렌즈의 위치는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이와 관련된다.
케이스 2에서, 단말기는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 하나 이상의 이동 가능한 렌즈 그룹을 구동하여 광축을 따라 이동시켜, 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하도록 구성되는 렌즈 구동 장치를 더 포함한다.
선택적으로, 렌즈 구동 장치는 보이스 코일 모터, MEMS 또는 압전 세라믹일 수 있다.
선택적으로, 렌즈 구동 장치가 이동 가능한 렌즈를 구동하여 이동시킬 때, 광축을 따라 같은 이동 가능한 렌즈 그룹의 이동 가능한 렌즈 사이의 상대적인 위치는 변경되지 않고 유지된다. 즉, 렌즈 구동 장치는 광축을 따라 이동 가능한 렌즈 그룹을 전체적으로 이동시킨다. 예를 들어, 렌즈 구동 장치는 이동 가능한 렌즈 그룹의 제 1 렌즈를 구동하여 광축을 따라 물체 측으로 100㎛ 이동시키고, 이에 대응하여 같은 이동 가능한 렌즈 그룹의 제 2 렌즈를 구동하여 광축을 따라 물체 측으로 100㎛ 이동시킨다. 다른 이동 가능한 렌즈 그룹은 광학 축을 따라 다른 거리와 방향으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 도 10에서, L2 및 L3은 구동되어 광축을 따라 물체 측으로 이동하고, 이동 거리는 거리 1이고, L4는 구동되어 광축을 따라 이미지 측으로 이동하고, 이동 거리는 거리 2이다. 다른 이동 가능한 렌즈 그룹은 광축을 따라 같은 거리 및 같은 방향으로 이동할 수 있다. 이동 가능한 렌즈 그룹의 구체적인 이동 규칙은 본 출원의 이 실시예에서 한정되지 않는다.
이동 가능한 렌즈는 렌즈 구동 장치에 특정한 방식으로 접속될 수 있다. 예를 들어, 이동 가능한 렌즈는 접착제 주입 방식으로 렌즈 구동 장치에 접속될 수 있다. 물론, 이동 가능한 렌즈와 렌즈 구동 장치 사이의 접속 방식에 대해서는 종래 기술의 또 다른 방식이 참조될 수도 있다. 이것은 본 출원의 이 실시예에서 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 10은 본 출원의 실시예에 따른 예시적인 내부 포커싱 렌즈 어셈블리를 도시한다. 렌즈 구동 장치는 모터이고, n의 값은 6이다. 6개의 렌즈에서, 이동 가능한 렌즈(L2) 및 이동 가능한 렌즈(L3)는 이동 가능한 렌즈 그룹을 형성하고, L4는 또 다른 이동 가능한 렌즈 그룹이다. 이동 가능한 렌즈(L2, L3)는 접착제 주입을 통해 모터에 접합되고, 이동 가능한 렌즈(L4)도 접착제 주입을 통해 모터에 접합된다. 이에 대응하여, 모터는 L2, L3 및 L4를 구동하여 광축의 방향을 따라 내부 포커싱 렌즈 어셈블리에 상대적으로 이동시킬 수 있다.
본 출원의 이 실시예에서, 렌즈 구동 장치의 구동을 통해, 광축을 따라 렌즈 어셈블리의 이동 가능한 렌즈 사이의 상대적인 위치가 변경된다. 즉, 렌즈 어셈블리의 렌즈 사이의 간격이 변경된다. 따라서, 전체 렌즈 어셈블리의 광학적 특성, 예를 들어 초점 길이가 변경될 수 있다. 구체적으로, 본 출원의 이 실시예에서, 렌즈 어셈블리의 렌즈 사이의 간격을 동적으로 조정하여 렌즈 어셈블리의 초점 길이가 조정될 수 있으므로, 단말기는 매크로 모드에서 이미징을 통해 비교적 선명한 이미지를 얻을 수 있다.
렌즈 구동 장치가 이동 가능한 렌즈를 미는 프로세스는 렌즈 어셈블리 구동 장치가 렌즈 어셈블리를 미는 전술된 프로세스와 다르다는 점에 유의해야 한다. 렌즈 구동 장치는 렌즈 어셈블리의 렌즈 사이의 간격을 변경하여 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하기 위해, 렌즈 어셈블리의 이동 가능한 렌즈를 밀어 광축을 따라 이동시킨다. 렌즈 어셈블리 구동 장치는 렌즈 어셈블리를 광축을 따라 이동시켜 피사체 거리와 이미지 거리를 조정하여, 촬영되는 물체를 선명한 이미지로 이미징하기 위한 렌즈 어셈블리의 최적 위치를 결정하기 위해, 렌즈 어셈블리를 밀어 광축을 따라 이동시키킨다.
도 10은 본 출원의 이 실시예에서의 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 예일 뿐이다. 실제 사용시, 렌즈 어셈블리에 포함된 렌즈의 개수와 어떤 렌즈 또는 렌즈들이 구체적으로 이동 가능한 렌즈인지 또는 이동 가능한 렌즈들인지는 다르게 설정될 수 있다. 이것은 본 출원의 이 실시예에서 한정되지 않는다.
케이스 3: 렌즈 어셈블리는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리이다. 도 11을 참조하면, 내부 포커싱 렌즈 어셈블리는 굴절력이 가변적인 하나 이상의 렌즈(예를 들어, 도 11의 렌즈 L1 및 L4)를 포함하고, 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력은 렌즈 어셈블리의 초점 길이와 관련된다.
굴절력은 광학 디바이스가 입사 평행 빔을 굽히는 능력을 나타내는 데 사용된다. 더 큰 굴절력은 더 높은 평행 빔의 굽힘 정도를 나타낸다. 굴절력이 0보다 클 때, 굽힘은 수렴한다. 굴절력이 0보다 작을 때, 굽힘은 발산한다.
굴절력이 가변적인 렌즈의 형태는 전기장의 인가(예를 들어, 변경된 전류 또는 전압)에 따라 변경될 수 있고, 굴절력이 가변적인 렌즈의 형태는 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력과 관련된다. 이와 달리, 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절률은 전기장의 인가에 따라 변경될 수 있고, 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절률은 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력과 관련된다.
이에 대응하여, 단말기의 프로세서는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하기 위해, 굴절력이 가변적인 렌즈의 변형 또는 굴절률을 제어하여 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력을 조정할 수 있다. 선택적으로, 프로세서가 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하도록 구성되는 것은 구체적으로, 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력을 조정하여 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하기 위해, 프로세서가 굴절력이 가변적인 렌즈에 입력되는 전류 또는 전압을 제어하여 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절률을 변경하는 것으로 구현될 수 있다. 이와 달리, 프로세서가 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하도록 구성되는 것은 구체적으로, 프로세서가 굴절력이 가변적인 렌즈를 변형시키도록 제어하여 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력을 조정하도록 구성되어 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하는 것으로 구현될 수 있다. 여기서, 프로세서가 굴절력이 가변적인 렌즈를 변형시키도록 제어하는 것은 구체적으로, 프로세서가 구동 장치를 제어하여, 구동 장치가 렌즈를 밀고 당겨서 변형시키는 것일 수 있다.
선택적으로, 굴절력이 가변적인 렌즈는 전자 재료 렌즈 또는 변형 가능한 렌즈이다. 전자 재료는 전기장을 가하면 굴절률이 변경될 수 있는 재료이다. 변형 가능한 렌즈는 구동 장치의 구동에 따라 변형될 수 있다. 구동 장치는 모터, MEMS 등일 수 있다. 물론, 굴절력이 가변적인 렌즈의 재료는 전술한 2가지 타입으로 한정되지 않고, 이와는 달리 또 다른 재료일 수 있다. 이것은 본 출원의 이 실시예에서 한정되지 않는다.
본 출원의 이 실시예에서는, 전체 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하기 위해, L1 또는 L4와 같은, 굴절력이 가변적인 렌즈에 전계가 인가되어 렌즈의 굴절력을 변경시키므로, 단말기는 매크로 모드에서 이미징을 통해 비교적 선명한 이미지를 얻을 수 있다.
도 3에 도시된 카메라 모듈은 또 다른 컴포넌트를 더 포함할 수 있다는 것에 유의해야 한다. 예를 들어, 적외선 차단 필터(304)는 렌즈 어셈블리(301)와 이미지 센서(303) 사이에 배치되고, 주변 광에서 근적외선 및 자외선 대역을 필터링하도록 구성된다. 선택적으로, 적외선 차단 필터의 두께는 0.11㎜ 또는 0.21㎜이고, 적외선 차단 필터의 재료는 수지 또는 청색 유리이다. 물론, 적외선 차단 필터는 이와는 달리 또 다른 재료 및/또는 또 다른 두께의 필터일 수 있다. 필터의 재료 및 두께는 본 출원의 이 실시예에서 한정되지 않는다.
본 출원의 실시예는 매크로 이미징 방법을 더 제공한다. 도 12를 참조하면, 방법은 전술한 케이스 1에 설명된 단말기에 적용된다. 단말기는 카메라 모듈, 입력 컴포넌트 및 출력 컴포넌트를 포함한다. 물체 측으로부터 이미지 측까지, 카메라 모듈은 렌즈 어셈블리, 렌즈 어셈블리 구동 장치 및 이미지 센서를 포함한다. 렌즈 어셈블리는 초광각 렌즈 어셈블리이고, 방법은 다음의 단계를 포함한다.
S1201: 입력 컴포넌트는 사용자에 의해 입력되는 카메라 켜기 동작을 수신하여 카메라를 켠다.
예를 들어, 입력 컴포넌트는 터치패드(104-1)일 수 있다. 도 15(a)를 참조하면, 사용자는 스크린에 디스플레이되는 카메라 아이콘(1501)을 터치하여 탭하고, 터치패드(104-1)는 사용자에 의해 입력된 카메라 켜기 동작에 대한 정보를 수집하여 추가 프로세싱을 위해 정보를 프로세서에 전송하여 카메라를 켠다. 도 15(b)는 단말기의 카메라 인터페이스(1502)를 도시한다. 인터페이스는 단말기의 디스플레이 스크린(104-2)에 의해 사용자에게 디스플레이될 수 있다.
S1202: 프로세서가 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리를 감지한다.
(선택 사항) S1203: 단말기는 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 범위 내에 있다는 것을 감지하고, 출력 컴포넌트는 제 1 인터페이스(1504)를 출력하며, 제 1 인터페이스(1504)는 사용자에게 매크로 촬영을 활성화할지를 프롬프트하는 데 사용된다.
매크로 범위는 1㎝ 내지 5㎝이다.
선택적으로, 단말기의 프로세서(101)는 레이저 거리 측정 방식으로 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리를 측정한다. 레이저 거리 측정의 구체적인 원리와 프로세스에 대해서는 종래 기술을 참조한다. 자세한 내용은 본 명세서에서 설명하지 않는다. 이와 달리, 프로세서(101)는 이미지 센서에서 이미지를 수집하고, 이미지가 비교적 흐릿할 때, 촬영되는 물체가 이미지 센서에 상대적으로 가깝다는 것을 예비적으로 판단할 수 있다.
선택적으로, 프로세서(101)는 측정된 거리를 렌즈 어셈블리 구동 장치에 피드백한다.
도 15(a) 내지 도 15(d)를 참조하면, 단말기의 카메라가 켜진 이후, 단말기가 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 범위 내에 있다는 것을 감지한 경우, 근거리 촬영의 더 나은 이미징 품질을 얻기 위해, 도 15(c)에 도시된 것과 같이, 단말기의 출력 컴포넌트, 즉 디스플레이 스크린(104-2)은 제 1 인터페이스(1504)를 출력하여 매크로 촬영을 활성화할지를 사용자에게 프롬프트한다.
S1204: 입력 컴포넌트는 사용자에 의해 입력되는 제 1 동작을 수신하고, 제 1 동작은 단말기에 매크로 촬영을 활성화하도록 지시하는 데 사용된다.
도 15(c)에 도시된 것과 같이, 디스플레이 스크린(104-2)은 "예" 및 "아니오" 옵션을 디스플레이하고, 사용자는 입력 컴포넌트를 사용하여 제 1 동작, 예를 들어 도 1에 도시된 터치패드(104-1)를 사용하여 "예" 옵션을 터치하는 동작을 입력할 수 있다. 선택적으로, 터치패드(104-1)는 수집된 터치 정보(즉, 사용자에 의한 "예" 옵션을 탭)를, 예를 들어 프로세싱을 위해 프로세서에 송신한다.
선택적으로, 사용자가, 예를 들어 터치패드(104-1)를 사용하여 "아니오" 옵션을 터치할 때, 단말기는 사용자의 실제 촬영 의도가 매크로 촬영이 아닌 것을 판단할 수 있다. 이 경우, 단말기는 기존의 방법을 사용하여 사진을 촬영할 수 있다.
S1205: 프로세서의 제어에 의해, 렌즈 어셈블리 구동 장치는 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 이동시켜, 촬영되는 물체에 포커싱을 수행한다.
예를 들어, 단말기는 촬영되는 물체에 자동으로 포커싱을 수행할 수 있다. 구체적으로, 단말기가 사용자의 제 1 동작을 수신하고 매크로 촬영을 활성화한다고 판단한 이후, 단말기의 프로세서는 렌즈 어셈블리 구동 장치를 제어하여, 렌즈 어셈블리 구동 장치가 초광각 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 이동시켜, 포커싱 프로세스를 완료할 수 있다. 단말기는 사용자에 의해 휴대폰 인터페이스에 입력되는 포커싱 동작을 더 수신하고, 포커싱 동작에 근거하여 광축을 따라 초광각 렌즈 어셈블리의 위치를 조정할 수 있다. 예를 들어, 도 15(d)를 참조하면, 사용자는 디스플레이 스크린에 디스플레이된 곤충을 터치하여 초점을 선택할 수 있다. 사용자의 입력을 수신한 이후, 단말기는 곤충을 초점으로 사용하고, 광축을 따라 초광각 렌즈 어셈블리의 위치를 조정한다.
S1206: 입력 컴포넌트는 사용자에 의해 입력된 촬영 지시를 수신하여 단말기가 포커싱된 사진을 촬영하도록 지시한다.
예를 들어, 도 15(d)를 참조하면, 사용자가 매크로 모드에서 정지 사진을 촬영하기를 원한다고 가정하면, 사용자는 터치패드(104-1)를 사용하여 촬영 옵션(1505)을 탭하여 촬영 지시를 입력하고, 사용자가 매크로 모드에서 동영상을 촬영하기를 원한다고 가정하면, 사용자는 터치패드(104-1)를 사용하여 촬영 옵션(1506)을 탭하여 촬영 지시를 입력한다.
물론, 도 17(a)를 참조하면, 단말기가 "음성 기동(voice-activated) 촬영"을 활성화하는 경우, 사용자는 마이크 등의 입력 컴포넌트를 사용하여 음성을 입력하여 촬영 지시를 입력할 수 있다. 이와 달리, 사용자는 또 다른 입력 컴포넌트를 사용하여 또 다른 방식으로 촬영 지시를 입력할 수 있다. 자세한 내용은 본 출원의 이 실시예의 본 명세서에서 설명되지 않는다.
S1207: 출력 컴포넌트는 포커싱 이후 촬영된 사진을 출력한다.
도 15(d)를 참조하면, 사용자는 터치패드(104-1)를 사용하여 촬영 옵션(1505)을 탭하여, 단말기가 매크로 모드에서 사진을 촬영하도록 트리거할 수 있고, 출력 컴포넌트, 예를 들어 디스플레이 스크린(104-2)은 매크로 모드에서 촬영된 사진을 출력한다.
물론, 단말기가 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 범위 내에 있다는 것을 감지할 때, 단말기는 도 15(c)에 도시된 제 1 인터페이스(1504)를 출력하지 않을 수 있고, 자동으로 매크로 촬영 모드를 활성화하고, 렌즈 어셈블리 구동 장치를 사용하여 초광각 렌즈 어셈블리를 구동하여 포커싱을 완료한다. 이후, 단말기는 포커싱된 사진을 촬영하여 출력한다. 즉, 도 12에서, S1203 및 S1204는 선택적인 단계이다.
본 출원의 이 실시예에서 제공되는 매크로 이미징 방법에 따르면, 단말기는 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 조건을 충족하는지를 감지할 수 있다. 매크로 조건이 충족될 때, 단말기의 렌즈 어셈블리 구동 장치는 렌즈 어셈블리를 밀어 광축을 따라 이동시켜, 포커싱을 완료한다. 이러한 방식으로, 매크로 모드에서 비교적 선명한 이미지가 촬영될 수 있다.
본 출원의 이 실시예는 매크로 이미징 방법을 더 제공한다. 방법은 전술한 케이스 2에서 설명된 단말기에 적용된다. 단말기는 카메라 모듈, 입력 컴포넌트 및 출력 컴포넌트를 포함한다. 물체 측으로부터 이미지 측까지, 카메라 모듈은 내부 포커싱 렌즈 어셈블리, 렌즈 어셈블리 구동 장치 및 이미지 센서를 포함한다. 내부 포커싱 렌즈 어셈블리는 광축을 따라 순차적으로 배열된 n개의 렌즈를 포함한다. n개의 렌즈는 하나 이상의 이동 가능한 렌즈 그룹을 포함한다. 각각의 이동 가능한 렌즈 그룹은 하나 이상의 이동 가능한 렌즈를 포함한다. 이동 가능한 렌즈는 광축을 따라 렌즈 어셈블리에 대한 상대적인 위치가 변경 가능한 렌즈이고, 광축을 따라 이동 가능한 렌즈의 위치는 렌즈 어셈블리의 초점 길이와 관련된다. 도 13을 참조하면, 방법은 단계 S1201 내지 S1204, S1301, S1302, S1206 및 S1207을 포함한다.
S1201 내지 S1204에 대한 설명은 전술한 설명을 참조한다. 자세한 내용은 본 명세서에서 다시 설명하지 않는다.
S1301: 프로세서의 제어에 따라, 렌즈 구동 장치는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 하나 이상의 이동 가능한 렌즈 그룹을 구동하여 광축을 따라 이동시켜, 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정한다.
예를 들어, 렌즈 구동 장치는 모터이다. 도 10을 참조하면, 모터는 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하기 위해, L2 및 L3로 구성된 이동 가능한 렌즈 그룹을 구동하여 광축을 따라 물체 측으로 이동시킬 수 있다.
S1302: 프로세서의 제어에 따라, 렌즈 어셈블리 구동 장치는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 이동시켜, 촬영되는 물체에 포커싱을 수행한다.
S1206 및 S1207에 대한 설명은 전술한 설명을 참조한다. 자세한 내용은 본 명세서에서 다시 설명하지 않는다.
본 출원의 이 실시예에서 제공되는 매크로 이미징 방법에 따르면, 단말기가 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 조건을 충족하는 것을 감지할 때, 단말기의 렌즈 구동 장치는 하나 이상의 이동 가능한 렌즈를 구동하여 광축을 따라 이동시켜, 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 동적으로 조정하고, 렌즈 어셈블리 구동 장치는, 매크로 모드에서, 렌즈 어셈블리를 밀어서 광축을 따라 이동시켜, 포커싱을 완료할 수 있다. 이러한 방식으로, 매크로 모드에서 이미징을 통해 선명한 이미지를 얻을 수도 있다.
본 출원의 실시예는 매크로 이미징 방법을 더 제공한다. 방법은 전술한 케이스 3에 설명된 단말기에 적용된다. 단말기는 카메라 모듈, 입력 컴포넌트, 출력 컴포넌트 및 프로세서를 포함한다. 물체 측으로부터 이미지 측까지, 카메라 모듈은 렌즈 어셈블리, 렌즈 어셈블리 구동 장치 및 이미지 센서를 포함한다. 렌즈 어셈블리는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리이다. 내부 포커싱 렌즈 어셈블리는 굴절력이 가변적인 하나 이상의 렌즈를 포함하고, 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력은 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이와 관련된다. 도 14를 참조하면, 방법은 단계 S1201 내지 S1204, S1401, S1402, S1206 및 S1207을 포함한다.
S1201 내지 S1204에 대한 설명은 전술한 설명을 참조한다. 자세한 내용은 본 명세서에서 다시 설명하지 않는다.
S1401: 프로세서는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리에 있고 굴절력이 가변적인 하나 이상의 렌즈의 굴절력의 조정을 제어하여, 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정한다.
선택적으로, 단말기는, 프로세서를 사용하여, 굴절력이 가변적인 렌즈에 입력되는 전류 또는 전압을 제어하여, 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력을 조정한다. 이와 달리, 단말기는, 프로세서를 사용하여, 굴절력이 가변적인 렌즈가 변형하도록 제어하여, 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력을 조정한다. 물론, 단말기의 프로세서는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하기 위해, 굴절력이 가변적인 렌즈의 굴절력을 이와는 다른 또 다른 방식으로 제어할 수 있다.
S1402: 프로세서는 렌즈 어셈블리 구동 장치를 제어하여, 렌즈 어셈블리 구동 장치가 내부 포커싱 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 이동시켜, 촬영되는 물체에 포커싱을 수행한다.
S1206 및 S1207에 대한 설명은 전술한 설명을 참조한다. 자세한 내용은 본 명세서에서 다시 설명하지 않는다.
본 출원의 이 실시예에서 제공되는 매크로 이미징 방법에 따르면, 단말기가 촬영되는 물체와 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 조건을 충족하는 것을 감지할 때, 단말기는 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하기 위해, 렌즈의 변형 또는 굴절률을 제어하여 렌즈의 굴절력을 변경할 수 있고, 렌즈 어셈블리 구동 장치를 사용하여 포커싱을 완료할 수 있다. 이러한 방식으로, 매크로 모드에서 이미징을 통해 고품질 이미지를 얻을 수 있다.
도 16(a) 내지 도 16(c)를 참조하면, 본 출원의 일부 다른 실시예에서, 단말기의 카메라가 켜진 이후, 도 15(a)에 도시된 것과 같이, 사용자는 모드 옵션(1503)을 탭하여, 단말기가 도 16(b)에 도시된 모드 선택 인터페이스(1601)로 점프하도록 트리거할 수 있다. 이후, 모드 선택 인터페이스(1601)에서, 사용자는 매크로 촬영 옵션(1602)을 탭하여 단말기가 매크로 이미징을 수행하도록 트리거할 수 있다. 선택적으로, 사용자가 매크로 촬영 옵션(1602)을 탭한 것을 감지한 이후, 전술한 케이스 1에서 설명된 구조를 갖는 단말기는 S1205 내지 S1207을 수행할 수 있다. 사용자가 매크로 촬영 옵션(1602)을 탭한 것을 감지한 이후, 전술한 케이스 2에서 설명된 구조의 단말기는 S1301, S1302, S1206 및 S1207을 수행할 수 있다. 사용자가 매크로 촬영 옵션(1602)을 탭한 것을 감지한 이후, 전술한 케이스 3에서 설명된 구조를 갖는 단말기는 S1401, S1402, S1206 및 S1207을 수행할 수 있다.
물론, 단말기는 이와 달리 또 다른 방식으로 모드 선택 인터페이스(1601)로 점프할 수 있다. 예를 들어, 카메라 인터페이스(1502)에서 사용자에 의해 수행된 왼쪽 슬라이드 동작을 수신할 때, 단말기는 모드 선택 인터페이스(1601)로 점프한다. 모드 선택 인터페이스로 진입하는 방식은 본 출원의 이 실시예에서 한정되지 않는다.
선택적으로, 일부 시나리오에서, 사용자는 매크로 촬영의 실제 촬영 효과를 알지 못할 수 있다. 이 경우, 단말기는 매크로 촬영의 효과 또는 매크로 촬영에 대한 다른 정보를 사용자에게 표시할 수 있다. 도 16(b)에 도시된 것과 같이, 사용자는 매크로 촬영을 활성화하도록 선택한다. 이 경우, 단말기는 인터페이스 프롬프트를 출력할 수 있고, 예를 들어 "매크로 촬영은 촬영되는 물체가 이미지 센서로부터 1㎝ 내지 5㎝ 떨어져 있을 때 선명한 이미징을 지원할 수 있다"라는 프롬프트 박스가 팝업되고, "예" 및 "아니오" 옵션이 프롬프트 상자에 마련될 수 있다. 사용자가 "예"를 터치할 때, 단말기는 사용자의 실제 촬영 의도가 매크로 촬영인 것을 판단할 수 있다. 따라서, 단말기는 전술한 매크로 촬영 방법을 수행한다.
또한, 본 출원의 일부 다른 실시예에서, 사용자는 단말기의 매크로 촬영 기능을 미리 더 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 17(a)에 도시된 것과 같이, 설정 인터페이스(1701)에서, 사용자는 매크로 촬영 활성화 옵션(1702)을 탭하여 매크로 촬영 기능을 활성화할 수 있다. 선택적으로, 단말기가 매크로 촬영 기능을 활성화 한 이후, 단말기는 전술한 매크로 이미징 방법을 수행할 수 있다. 단말기가 매크로 촬영 기능을 활성화하지 않을 때, 단말기는 전술한 매크로 이미징 방법을 수행할 권한을 갖지 않는다. 사용자가 매크로 촬영을 구현하기를 원할 때, 도 17(a)에 도시된 1702가 꺼져 있는 경우, 단말기는 사용자에게 매크로 촬영 기능을 활성화하도록 프롬프트하는 프롬프트 인터페이스를 출력할 수 있어, 단말기가 매크로 모드에서 이미징을 통해 선명한 이미지를 얻을 수 있다.
단말기는 복수의 방식으로 설정 인터페이스(1701)에 진입할 수 있다는 것에 유의해야 한다. 예를 들어, 카메라 인터페이스(1502)에서 사용자에 의해 수행된 오른쪽 슬라이드 동작을 수신할 때, 단말기는 설정 인터페이스(1701)로 점프할 수 있다. 단말기에 의해 설정 인터페이스에 진입하는 방식은 본 발명의 이 실시예에서 한정되지 않는다. 또한, 단말기는 설정 인터페이스에서 사용자에 의해 수행된 설정을 저장할 수 있다. 이후, 사용자가 카메라를 켰을 때, 단말기가 촬영되는 물체가 이미지 센서에 비교적 가깝게 있다는 것을 감지하는 경우, 단말기는 전술한 매크로 이미징 방법을 수행하여, 매크로 모드에서 선명한 이미징을 구현할 수 있다.
전술한 설명은 본 발명의 단지 특정 구현예이고, 본 발명의 보호 범위를 한정하는 것을 의도하지 않는다. 본 발명에 개시된 기술적 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 용이하게 파악되는 임의의 변형 또는 대체는 본 발명의 보호 범위 내에 속한다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 청구 범위의 보호 범위에 따른다.

Claims (16)

  1. 단말기로서, 상기 단말기는 카메라 모듈, 입력 컴포넌트, 출력 컴포넌트 및 프로세서를 포함하고, 상기 카메라 모듈은 물체 측으로부터 이미지 측까지 렌즈 어셈블리, 렌즈 어셈블리 구동 장치, 및 이미지 센서를 포함하고,
    상기 렌즈 어셈블리는 촬영되는 물체와 상기 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 범위 내에 있을 때 선명한 이미징을 지원하도록 구성되고,
    상기 렌즈 어셈블리 구동 장치는, 상기 촬영되는 물체와 상기 이미지 센서 사이의 거리가 상기 매크로 범위 내에 있을 때, 상기 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 이동시키도록 구성되고, 상기 렌즈 어셈블리 구동 장치의 구동 스트로크는 상기 단말기의 최단 초점 거리와 관련되고,
    상기 프로세서는 상기 렌즈 어셈블리 구동 장치를 제어하여, 상기 렌즈 어셈블리가 상기 촬영되는 물체에 포커싱을 완료하도록 구성되고,
    상기 입력 컴포넌트는 사용자에 의해 입력되는 촬영 지시를 수신하도록 구성되고, 상기 촬영 지시는 포커싱된 사진을 촬영하는 데 사용되고,
    상기 출력 컴포넌트는 상기 촬영된 사진을 출력하도록 구성되는,
    단말기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 매크로 범위는 1㎝ 내지 5㎝인, 단말기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 렌즈 어셈블리는 초광각 렌즈 어셈블리이고, 상기 초광각 렌즈 어셈블리의 화각(FOV; field of view)는 100° 이상이고, 상기 초광각 렌즈 어셈블리의 등가 초점 길이의 값은 10㎜ 내지 20㎜인, 단말기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초광각 렌즈 어셈블리는 에지 화각에서 음의 왜곡을 갖고, 상기 음의 왜곡은 -30% 이상이고, 중앙 화각에서 상기 초광각 렌즈 어셈블리의 수평 배율은 0.03 내지 0.43인, 단말기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초광각 렌즈 어셈블리의 렌즈 개수는 5 내지 8이고, 상기 이미지 센서의 크기는 1/3.06 내지 1/2.78인, 단말기.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 렌즈 어셈블리는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리이고,
    상기 프로세서는 상기 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하도록 더 구성되는, 단말기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 내부 포커싱 렌즈 어셈블리는 굴절력이 가변적인 하나 이상의 렌즈를 포함하고, 굴절력이 가변적인 상기 렌즈의 상기 굴절력은 상기 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 상기 초점 길이와 관련되고,
    상기 프로세서가 상기 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이를 조정하도록 구성되는 것은, 상기 프로세서가 굴절력이 가변적인 상기 하나 이상의 렌즈의 상기 굴절력을 조정하여, 상기 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 상기 초점 길이를 조정하도록 구성되는 것을 포함하는, 단말기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    굴절력이 가변적인 상기 렌즈의 굴절률은 굴절력이 가변적인 상기 렌즈의 상기 굴절력과 관련되고,
    상기 프로세서가 굴절력이 가변적인 상기 하나 이상의 렌즈의 상기 굴절력을 조정하도록 구성되는 것은, 상기 프로세서가, 굴절력이 가변적인 상기 렌즈의 상기 굴절력을 조정하기 위해, 굴절력이 가변적인 상기 렌즈에 입력되는 전류 또는 전압을 제어하여, 굴절력이 가변적인 상기 렌즈의 상기 굴절률을 변경하도록 구성되는 것을 포함하는, 단말기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    굴절력이 가변적인 상기 렌즈의 형상은 굴절력이 가변적인 상기 렌즈의 상기 굴절력과 관련되고,
    상기 프로세서가 굴절력이 가변적인 상기 하나 이상의 렌즈의 상기 굴절력을 조정하도록 구성되는 것은, 상기 프로세서가, 굴절력이 가변적인 상기 렌즈의 상기 굴절력을 조정하기 위해, 굴절력이 가변적인 상기 렌즈를 제어하여 변형시키도록 구성되는 것을 포함하는, 단말기.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    굴절력이 가변적인 상기 렌즈는 전자 재료 렌즈 또는 변형 가능한 렌즈인, 단말기.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 단말기는 렌즈 구동 장치를 더 포함하고,
    상기 내부 포커싱 렌즈 어셈블리는 상기 광축을 따라 순차적으로 배열된 n개의 렌즈를 포함하고, 상기 n개의 렌즈는 하나 이상의 이동 가능한 렌즈 그룹을 포함하고, 각각의 이동 가능한 렌즈 그룹은 하나 이상의 이동 가능한 렌즈를 포함하고, 상기 이동 가능한 렌즈는 상기 광축을 따라 상기 렌즈 어셈블리에 대한 상대적인 위치가 변경 가능한 렌즈이고, 상기 광축을 따라 상기 이동 가능한 렌즈의 상기 상대적인 위치는 상기 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 상기 초점 길이와 관련되고,
    상기 렌즈 구동 장치는 상기 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 상기 하나 이상의 이동 가능한 렌즈 그룹을 구동하여 상기 광축을 따라 이동시켜, 상기 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 상기 초점 길이를 조정하도록 구성되는, 단말기.
  12. 매크로 이미징 방법으로서, 상기 방법은 단말기에 적용되고, 상기 단말기는 카메라 모듈, 입력 컴포넌트, 출력 컴포넌트 및 프로세서를 포함하고, 상기 카메라 모듈은 물체 측으로부터 이미지 측까지 렌즈 어셈블리, 렌즈 어셈블리 구동 장치 및 이미지 센서를 포함하고, 상기 렌즈 어셈블리는 촬영되는 물체와 상기 이미지 센서 사이의 거리가 매크로 범위 내에 있을 때 선명한 이미징을 지원하고,
    상기 방법은,
    상기 촬영되는 물체와 상기 이미지 센서 사이의 거리가 상기 매크로 범위 내에 있는 것이 감지되면, 상기 프로세서에 의해, 상기 렌즈 어셈블리 구동 장치가 상기 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 이동시켜, 상기 렌즈 어셈블리가 상기 촬영되는 물체에 포커싱을 완료하도록 제어하고,
    상기 입력 컴포넌트에 의해, 사용자에 의해 입력된 촬영 지시를 수신하되, 상기 촬영 지시는 포커싱된 사진을 촬영하는데 사용되고,
    상기 출력 컴포넌트에 의해, 상기 촬영된 사진을 출력하는,
    매크로 이미징 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 단말기가 상기 촬영되는 물체와 상기 이미지 센서 사이의 거리가 상기 매크로 범위 내에 있는 것을 감지한 이후, 상기 방법은,
    상기 출력 컴포넌트에 의해, 제 1 인터페이스를 출력하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 1 인터페이스는 상기 사용자에게 매크로 촬영을 활성화할 것인지를 프롬프트하는 데 사용되는, 매크로 이미징 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 매크로 범위는 1㎝ 내지 5㎝인, 매크로 이미징 방법.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 렌즈 어셈블리는 초광각 렌즈 어셈블리이고, 상기 초광각 렌즈 어셈블리의 화각은 100° 이상이고, 상기 초광각 렌즈 어셈블리의 등가 초점 길이의 값은 10㎜ 내지 20㎜인, 매크로 이미징 방법.
  16. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 렌즈 어셈블리는 내부 포커싱 렌즈 어셈블리이고,
    상기 프로세서에 의해, 상기 렌즈 어셈블리 구동 장치가 상기 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 이동시켜, 상기 렌즈 어셈블리가 상기 촬영되는 물체에 포커싱을 완료하도록 제어하는 것은, 상기 프로세서에 의해, 상기 렌즈 어셈블리 구동 장치가 상기 내부 포커싱 렌즈 어셈블리를 구동하여 광축을 따라 이동하도록 제어하고, 상기 내부 포커싱 렌즈 어셈블리의 초점 길이의 조정을 제어하여, 상기 내부 포커싱 렌즈 어셈블리가 상기 촬영되는 물체에 포커싱을 완료하는 것을 포함하는, 매크로 이미징 방법.
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