KR20210080801A - 외장형 스마트폰 카메라 모듈 - Google Patents

외장형 스마트폰 카메라 모듈 Download PDF

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KR20210080801A
KR20210080801A KR1020190172753A KR20190172753A KR20210080801A KR 20210080801 A KR20210080801 A KR 20210080801A KR 1020190172753 A KR1020190172753 A KR 1020190172753A KR 20190172753 A KR20190172753 A KR 20190172753A KR 20210080801 A KR20210080801 A KR 20210080801A
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유미동
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주식회사 엠디메카
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Abstract

본 발명은 스마트폰에 대하여 착탈 가능하게 결합하는 외장형 카메라 모듈로서, 교환 렌즈가 착탈 가능하게 끼워지는 렌즈 장착부와, 상기 교환 렌즈를 통하여 입사된 이미지를 촬상하기 위한 촬상 소자와, 상기 촬상 소자에서 기록된 영상 데이터를 상기 스마트폰으로 전송할 수 있는 데이터 인터페이스를 포함하는 외장형 카메라 모듈에 관한 것이다.

Description

외장형 스마트폰 카메라 모듈 {External Smartphone Camera Module}
본 발명은 외장형 카메라 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디지털 일안 교환 렌즈를 장착하여 촬영된 이미지를 스마트폰으로 전송할 수 있도록 탈부착이 가능한 외장형 카메라 모듈에 관한 것이다.
디지털 기술의 발전에 따라 종래의 필름 카메라를 대신하여 디지털 카메라가 널리 보급되고 있다. 특히 과거 고가로 판매되어 전문가들만 사용하는 것으로 알려져 있는 SLR(Single-lens Reflex) 카메라를 디지털 방식으로 전환한 DSLR이 상대적으로 저렴하게 보급되고 있다.
'렌즈 교환식 카메라'라고도 불리는 DSLR 카메라는 디지털 일안 리플렉스(Digital single-lens Reflex) 카메라의 약칭으로서, 일반적인 디지털 카메라가 이안식 렌즈를 구비한 것과 달리 한 개의 렌즈를 통해서 뷰파인더로 이미지를 보내 사진을 찍는 일안 반사식 카메라를 의미한다. DSLR은 렌즈의 광축 상으로 소정 각도 내에서 회전 가능하게 형성되는 미러(mirror)를 구비하여 렌즈를 통과한 빛이 미러(mirror)에서 반사되고 펜타프리즘과 뷰파인더(view-finder)를 통해 촬영자가 확인할 수 있다. 이때, 셔터-릴리스 신호가 입력되면 미러가 축을 중심으
로 회전 구동하여 렌즈의 광축 상에서 이탈하기 위하여 상승되고, 셔터가 오픈 상태가 되면 촬상 소자 상에 피사체의 상이 형성된다. DSLR은 일반 디지털 카메라와 비교해서도 화질이나 색감이 훨씬 좋기 때문에 보다 선명한 이미지를 얻고자 하는 사용자들로부터 많은 인기를 얻고 있다.
일반적으로 DSLR의 경우에는 카메라 본체(바디)와 별도로 이에 탈부착 가능한 교환 렌즈로 구성되어 있다. 교환렌즈가 바디와 결합하게 되면, 본체로부터 렌즈로 전원이 공급되어 렌즈와 바디 사이에서 전기적 신호가 송수신 된다. 일반적인 디지털 카메라와 마찬가지로, DSLR 카메라의 바디에는 셔터-릴리스 버튼을 비롯하여 촬영 모드를 설정하기 위한 모드 다이얼이나 광각-줌 버튼이나 망원-줌 버튼 및 기능 버튼과 LCD 창과 같은 디스플레이부를 비롯하여 촬영할 피사체를 부고 구도를 설정하기 위한 작은 창인 뷰파인더를 구비하고 있다.
그런데 DSLR 카메라의 경우 필요에 따라 다양한 교환 렌즈를 몸체에 장착하여 이미지를 촬상하게 되는데, DSLR카메라의 몸체는 일반 디지털 카메라에 비하여 훨씬 무거울 뿐만 아니라 상대적으로 고가로 판매되고 있다. 따라서 DSLR 등급의 양호한 이미지를 구현하기 위해서는 교환 렌즈는 물론이고 몸체를 구입하여야 하는 문제점이 있었다.
한편, 정보통신 기술의 지속적인 발전에 의하여 휴대 단말기의 기능이 점점 향상되고 있으며, 그 중에서도 스마트폰은 기존의 컴퓨터가 가지고 있는 다양한 기능을 구현하고 있어서 단순한 통화 기능이나 메시지 전달과 같은 커뮤니케이션을 넘어서서, 정지 영상이나 동영상과 같은 이미지와 음성 파일의 전송이나 저장을 통하여 멀티미디어로서의 기능을 구현하고 있다. 뿐만 아니라, 각각의 스마트폰에 최적화되어 있는 다양한 어플리케이션(이른바, 앱)을 통하여 사용자가 스마트폰을 사용하는 과정에서 편의성을 증진시킬 수 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 고가로 판매되는 DSLR 카메라의 본체를 대신하여, 스마트폰에 탈부착이 가능하며 DSLR 교환 렌즈를 통과한 이미지를 스마트폰으로 전송, 저장할 수 있는 외장형 카메라 모듈을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 스마트폰을 통하여 입수할 수 있는 다양한 어플리케이션을 활용하여 피사체에 대한 영상데이터의 처리 및 조작이 가능한 외장형 카메라 모듈을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 후술하는 발명의 상세한 설명 및 첨부하는 도면을 통해서 더욱 분명해질 것이다.
전술한 목적을 갖는 본 발명에 따르면, 스마트폰에 대하여 착탈 가능하게 결합하는 외장형 카메라 모듈로서, 교환 렌즈가 착탈 가능하게 끼워지는 렌즈 장착부; 상기 교환 렌즈를 통하여 입사된 이미지를 기록하는 촬상소자; 및 상기 촬상 소자에서 기록된 이미지 데이터를 상기 스마트폰으로 전송할 수 있는 데이터 인터페이스를
포함하는 외장형 카메라 모듈을 제공한다.
상기 외장형 카메라 모듈은 유선 케이블 또는 커넥터에 의하여 접속되어 있는 상기 데이터 인터페이스를 통하여 상기 스마트폰으로 이미지 데이터를 전송하거나 또는 내부의 무선통신모듈을 통하여 상기 스마트폰으로 이미지 데이터를 전송하도록 구성된다.
바람직하게는, 상기 외장형 카메라 모듈은 상기 교환 렌즈 내부에 형성된 조리개를 조정하기 위한 렌즈 인터페이스와, 상기 촬상 소자로의 빛의 노출을 제어하기 위한 셔터 릴리스 버튼을 더욱 포함할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따르면 본 발명의 외장형 카메라 모듈은 전원을 더욱 포함한다.
특히, 상기 외장형 카메라 모듈은 저-광량시 피사체에 대하여 순간적인 섬광을 일으킬 수 있는 플래시를 제어하기 위한 플래시 구동부를 더욱 포함할 수 있는데, 이때 상기 플래시 구동부는 유선 또는 무선으로 상기 플래시의 동작을 제어하도록 구현될 수 있다.
아울러, 본 발명의 상기 외장형 카메라 모듈은 상기 피사체에 대한 초점 조정을 위한 자동초점(auto-focusing,AF) 구동부를 더욱 포함한다.
본 발명의 외장형 카메라 모듈은 스마트폰과 연계하여, 고가로 판매되는 DSLR 카메라 본체를 구입하지 않고서도 DSLR 교환 렌즈를 통하여 촬상되는 양질의 이미지를 구현할 수 있다.
따라서 사용자로서는 DSLR 교환 렌즈만 구입하고 본체를 구입하지 않았다고 하더라도, DSLR 카메라 본체에 비하여 훨씬 저렴하게 공급될 수 있는 본 발명의 외장형 카메라 모듈을 통해서 얼마든지 DSLR 등급의 이미지를 즐길 수 있다.
더욱이, 현재 DSLR 카메라 제조사에 따라 별도로 제공되고 있는 이미지 처리 소프트웨어를 대신하여, 스마트폰을 통하여 제공받을 수 있는 이미지 처리 앱과 연동시킨다면, 훨씬 양호한 이미지를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명에 따라 교환 렌즈가 착탈 가능하게 결합하며, 스마트폰으로 영상 데이터를 전송하는 외장형 카메라 모듈의 외부 형태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 외장형 카메라 모듈을 중심으로 교환 렌즈와 스마트폰이 탈착 가능하게 결합하는 상태를 보여주는 결합 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따라 교환 렌즈가 장착된 본 발명의 외장 카메라 모듈이 케이스를 통하여 스마트폰에 착탈 가능하게 결합하는 상태를 예시적으로 도시한 것으로, 외장형 카메라 모듈의 일부 구성을 간략하게 도시하고 있으며, 케이블을 통해서 외장형 카메라 모듈로부터 스마트폰으로 데이터가 전송되는 실시예를 보여주고 있다.
도 4는 본 발명에 따른 외장형 카메라 모듈에 의하여, 교환 렌즈를 통하여 입사된 이미지가 스마트폰으로 전송되는 개념을 간략하게 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 외장형 카메라 모듈의 중계에 의하여 교환 렌즈를 통과한 이미지 데이터가 스마트폰으로 전송되는 과정을 설명하기 위한 블록도로서, 교환 렌즈, 외장형 카메라 모듈 및 스마트폰의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따라 교환 렌즈가 결합한 외장형 카메라 모듈을 사용하여 스마트폰의 디스플레이부를 통하여 피사체에 대한 영상을 촬영하기 위한 사용 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명자들은 DSLR 카메라를 통하여 훨씬 양호한 이미지를 얻을 수 있지만, 값비싼 교환 렌즈와 함께 고가의 본체를 구매하여야 하는 문제점을 해소하기 위한 방안을 연구한 끝에, 교환 렌즈를 착탈 가능하게 장착할 수 있으며 스마트폰의 외부에 착탈 가능한 외장형 카메라 모듈을 통해서 종래의 문제점을 해결할 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 완성하였다. 이하에서는 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 설명의 편의를 위하여, 본 명세서에서는 달리 표시하지 않는 한, 피사체 쪽을 '전단', '전면'등으로 칭하고, 스마트폰 쪽을 '후단', '후면' 등으로 칭하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따라 교환 렌즈가 착탈 가능하게 결합하며, 스마트폰으로 영상 데이터를 전송하는 외장형 카메라 모듈의 외부 형태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 외장형 카메라 모듈을 중심으로 교환 렌즈와 스마트폰이 탈착 가능하게 결합하는 상태를 보여주는 결합 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따라
교환 렌즈가 장착된 본 발명의 외장 카메라 모듈이 케이스를 통하여 스마트폰에 착탈 가능하게 결합하는 상태를 예시적으로 도시한 것으로, 외장형 카메라 모듈의 일부 구성을 간략하게 도시하고 있다.
도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 외장형 카메라 모듈(100)은 교환 렌즈(200)와 스마트폰(300) 사이에서, 교환렌즈(200)를 관통하여 입사된 피사체에 대한 영상 데이터를 스마트폰(300)으로 전송한다. 여기서 교환 렌즈(200)는 디지털 일안 리플렉스(Digital single-lens Reflex, DSLR) 카메라용 교환 렌즈일 수 있는데, 통상적으
로 내부에 다수의 렌즈를 구비하고 있으며 원통 형상을 갖는다. 사용자가 수동으로 조리개의 개폐 정도, 셔터구동 시간, 피사체에 대한 초점 등을 조절할 수 있도록, 원통형 교환 렌즈(200)의 외부에는 조리개 조정 수단, 셔터 조정 수단, 자동 초점 조정 수단 등이 구비될 수 있다.
한편, 통상적으로 다수의 렌즈가 내부에 형성되어 있는 교환 렌즈(200)를 착탈 가능하게 결합할 수 있도록 외장형 카메라 모듈(100)의 전면에는 홀(103)이 구비되어 있는 렌즈 장착부(102)가 형성되어 있다. 렌즈 장착부(102)는 예를 들어 디지털 일안 리플렉스(DSLR, digital single lens reflex)용 교환 렌즈일 수 있는 교환 렌
즈(200)를 외장형 카메라 모듈(100)로 착탈 가능하게 장착하기 위한 것이다. 이 렌즈 장착부(102)는 DSLR 카메라 제조업체의 규격에 따른 마운트 구조를 가질 수 있는데, 교환 렌즈(200)를 체결할 때 정해진 방향으로 체결되도록 구성되어 있다. DSLR 카메라 제조업체의 규격에 따라 서로 다른 규격의 크기를 가지는 교환 렌즈(200)를 렌즈 장착부(102)를 통하여 착탈 가능하게 결합하기 위해서, 시중에서 판매되고 있는 렌즈 컨버터(lensconverter)가 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 외장형 카메라 모듈(100)은 교환 렌즈(200)를 착탈 가능하게 결합시킬 수 있는 동시에 스마트폰(300)에 대하여 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 예를 들어 스마트폰(300)에 착탈 가능하게 끼워지는 스마트폰 케이스(400)를 고려해 볼 수 있다. 스마트폰 케이스(400)는 예를 들어 스마트폰
(300)의 디스플레이부(330, 도 6 참조)가 형성된 면이 아닌 반대쪽 배면을 커버하면서 스마트폰(300)으로 착탈 가능하게 끼워진다. 스마트폰 케이스(400)가 스마트폰(300)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있도록, 스마트폰 케이스(400)의 상부(402a) 및 하부(402b)는 스마트폰(300)을 향하여 돌출되되, 그 단부가 스마트폰(300)의 중앙을 향하여 기울어진 형상을 가질 수 있다. 스마트폰 케이스(400)는 사출 성형을 통하여 제조될 수 있는데, 플라스틱 재질로 만들어질 수 있다.
또한, 스마트폰(300)의 배면으로 결합되는 스마트폰 케이스(400)의 반대쪽 면, 즉 외장형 카메라 모듈(100)과 접하는 면에는 카메라 모듈 장착부(410)가 형성되어 있어서 이를 통하여 카메라 모듈(100)이 스마트폰(300)에 대하여 착탈 가능하게 결합할 수 있다. 이를 위하여, 스마트폰 케이스(400)의 전면 외주면에 가이드 홈 형태를 갖는 카메라 모듈 장착부(410)를 형성하고, 본 발명에 따른 외장형 카메라 모듈(100)을 스마트폰 케이스(400)에 형성된 가이드 홈 형태의 카메라 모듈 장착부(410) 단부로부터 슬라이딩 방식으로 스마트폰 케이스(400)로 착탈
가능하게 결합할 수 있다. 이를 위해서 외장형 카메라 모듈(100)의 후단면 일부를 돌출시켜 케이스 가이드(116)를 형성하고, 케이스 가이드(116)가 스마트폰 케이스(400)의 단부로부터 카메라 모듈 장착부(410)의 내측으로가이드되어, 외장형 카메라 모듈(100)이 스마트폰 케이스(400)를 통하여 스마트폰(300)에 대하여 착탈 가능하게 결합할 수 있다. 외장형 카메라 모듈(100)이 카메라 모듈 장착부(410)로 안정적으로 결합할 수 있도록, 카메라 모듈 장착부(410)의 양측의 외주 단부는 그 중앙을 향해 돌출 형성되는 걸림단(412)으로 기능할 수 있다.
이와 별개로, 교환 렌즈(200)가 렌즈 장착부(102)를 통하여 카메라 모듈(100)에 착탈 가능하게 결합하는 것과 유사하게, 스마트폰 케이스(400)의 전면에 원형 또는 사각형 형태의 홈을 형성하고, 외장형 카메라 모듈(100)의 후단면 일부를 후단 쪽으로 돌출 형성하고, 이 돌출 형성된 외장형 카메라 모듈(100)의 후단면 일부가 스마트폰 케이스(400)의 전면에 형성된 원형 또는 사각형 형태의 홈으로 장착하는 방법을 고려해 볼 수 있다. 교환 렌즈(200)가 렌즈 장착부(102)로 끼워지는 것과 마찬가지로, 이 경우에도 외장형 카메라 모듈(100)이 스마트폰 케이스(400)에 대하여 일정한 방향으로 장착되도록 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 외장형 카메라 모듈(100)의 내부에는 이미지 센서를 구비하여 피사체에 대한 영상을 기록, 촬상하기 위한 촬상 소자(110)가 형성된다. 아울러, 외장형 카메라 모듈(100)의 일측으로는 스마트폰(300)과의 사이에서 영상 데이터의 전송을 위한 데이터 인터페이스(120)를 갖는다. 특히, 본 발명과 관련한 바람직한 실시예에 따르면, 외장형 카메라 모듈(100)에는 렌즈 인터페이스(104), 셔터-릴리스 버튼(106) 및 자체 전원(108)을 가질 수 있다.
이때, 렌즈 인터페이스(104)는 교환 렌즈(200)가 장착되는 외장형 카메라 모듈(100)의 선단부 쪽에 형성되는 것이 바람직하다. 렌즈 인터페이스(104)는 교환 렌즈(200)의 내부에 형성된 조리개(206)를 조정하기 위한 것으로서, 기계식 조리개의 경우에는 노브(knob) 형태일 수 있으며, 전자식 조리개인 경우에는 외장형 카메라 모듈(100)의 내부에 구비되는 조리개 구동부(162)를 통하여 조리개(206)를 조정하여 렌즈를 관통한 빛의 양을 조정 할 수 있다.
셔터 릴리스 버튼(106)은 촬상 소자(110) 전면에 형성된 셔터(107, 도 5 참조)를 개폐하여 빛의 노출 시간을 조작할 수 있는 버튼으로서, 셔터(107)의 개폐를 통하여 정해진 시간 동안 촬상 소자(110)로 빛이 노출된다. 조리개(206)와 셔터(107)는 서로 연동하여 빛에 적절하게 노출된 피사체에 대한 영상을 이미지 센서가 구비된 촬상소자(110)에 기록한다. 이 과정에서, 사용자는 셔터 릴리스 버튼(106)을 조작하여 피사체에 대한 영상을 촬영한다.
즉, 사용자가 셔터 릴리스 버튼(106)을 반-셔터 상태로 조작하여 신호가 입력되면 외장형 카메라 모듈(100)은 피사체에 대한 초점을 맞추고 빛의 양을 조절하고, 이와 같이 초점 및 빛의 양이 조절된 상태에서 사용자가 셔터 릴리스 버튼(106)을 완전-셔터 상태로 조작하여 또 다른 신호가 입력되면 피사체에 대한 영상을 촬영한다. 이를 위해서, 셔터 릴리스 버튼(106)으로부터 입력된 신호를 처리하도록 외장형 카메라 모듈(100)은 셔터 구동부(164)를 갖는다.
외장형 카메라 모듈(100)의 작동을 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 이온충전식 배터리일 수 있는 배터리와 같은 전원(108)이 외장형 카메라 모듈(100)에 착탈 가능하게 형성될 수 있다. 하지만, 예를 들어 무선이나 별도의 케이블을 통하여 유선으로 외장형 카메라 모듈(100)을 스마트폰(300)의 전원과 연계시키는 경우라면, 본 발명의 카메라 모듈(100)에 반드시 자체 독립된 전원을 가질 필요는 없다. 자체 전원(108)을 구비한 경우에, 외장형 카메라 모듈(100)의 구동을 위한 메인 스위치로서 전원 스위치(112)가 외장형 카메라 모듈(100)의 외부에 형성될 수 있으며, 전원(108)의 구동 및 제어를 위한 전기적 신호를 제어하기 위한 전원 제어부(미도시)가 카메라 모듈(100) 내부에 형성될 수 있다.
아울러, 별도의 도면 부호를 도시하지는 않았지만, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 피사체에 대한 자동초점(auto-focusing), 피사체에 대한 프리뷰(pre-view), 촬영 상황 또는 촬영 모드를 간단히 설정, 조작할 수 있도록 전자 모드 다이얼이 구비될 수 있다. 이러한 촬영 모드의 예로서는 AUTO(자동 촬영) 모드, 피사체의 상태에 따른 최적의 촬영 모드를 간단히 설정하는 SCENE 모드, 조리개(206) 및 셔터(107) 속도를 포함한 다양한 촬영 모드를 수동으로 설정하여 영상을 촬영하기 위한 수동(Manual) 모드 등을 들 수 있다. 이러한 기능을 위해
서, 도 5에 도시되어 있는 제어부(150)에는 자동초점 스위치, 릴리스 스위치, 화상 선택 스위치, 결정 스위치, 전자 모드 다이얼 스위치 등의 다양한 스위치가 접속될 수 있다.
한편, 예를 들어 전하결합소자(charge coupled device, CCD) 또는 상보성 금속 산화막 반도체(Complementarymetal-oxide-semiconductor, CMOS) 소자일 수 있는 촬상 소자(110)는 교환 렌즈(200)를 통과하여 입사된 피사체에 대한 영상을 기록하여, 후술하는 제어부(150)로 전송하는 역할을 수행한다.
제어부(150)는 촬상 소자(110)로부터 전송된 피사체에 대한 영상 신호를 디지털 신호로 처리하여 데이터 인터페이스(120)를 통하여 스마트폰(300)으로 전송하기 위한 것으로, 이를 위해서 교환 렌즈(200)의 구성 요소들 및 외장형 카메라 모듈(100)의 각종 구성 요소들을 제어한다. 외장형 카메라 모듈(100)에서 처리된 피사체에 대한
영상 데이터를 스마트폰(300)으로 전송하기 위한 방법으로는 외장형 카메라 모듈(100)에 형성된 데이터 인터페이스(120)와 스마트폰(300)에 형성된 데이터 인터페이스(302)에 각각 접속하기 위한 수단을 구비하고 유선으로 연결하는 케이블(122)을 고려해 볼 수 있다. 아울러, 유선 케이블(122)을 반드시 구성하지 않고, 외장형 카메라모듈(100)의 데이터 인터페이스(120)와 스마트폰의 데이터 인터페이스(302)를 직접 연결하는 커넥터 역시 본 발명에 따른 외장형 카메라 모듈(100)과 스마트폰(300) 사이에서 데이터를 송수신하기 위한 대안이 될 수 있다.
뿐만 아니라, 전술한 방식 외에도, 와이파이(Wi-fi) 또는 모바일 와이맥스로 알려져 있는 와이브로(WiBro,Wireless Broadband) 등과 같은 인터넷 기반의 무선 통신, 적외선 데이터 통신(Infrared Data Association,IRDA), 블루투스(Bluetooth), 무선 근거리 통신망(Wireless LAN), 지그비(ZIGBEE) 등과 같은 무선 통신 프로토
콜을 활용한 무선통신모듈(130)이 사용될 수 있다. 무선통신모듈(130)은 스마트폰(300)으로의 데이터 전송은 물론이고, 플래시 구동부(168, 도 5 참조)와 연동하여 무선으로 플래시(미도시)를 구동, 제어하는 과정에도 관여
할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따르면 외장형 카메라 모듈(100)의 외측에는 저-광량시 피사체에 대하여 순간적인 섬광을 일으킬 수 있는 플래시(미도시)를 장착할 수 있는 플래시 장착부(114)를 구비할 수 있다. 피사체에 대한 주변 환경에 따라 플래시의 작동 여부를 제어할 수 있도록 카메라 모듈(100)의 내부에 플래시 구동부(168)가 구성된다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 잘 알려져 있는 것과 같이, 플래시(미도시)는 플래시 장착부(114)에 장착되어 유선으로 제어될 수 있음은 물론이고, 무선 플래시 기술을 응용하여 외장형 카메라 모듈(100)에 장착되지 않고서도 구동될 수 있다. 무선 플래시와 관련해서, 전술한 무선통신모듈(130)을 통하여 외장형 카메라 모듈(100)과 플래시(미도시)가 연동하여 동작할 수 있다. 무선 플래시 기술을 사용하면 다수의 플래시를 동시에 발광시켜 본격적인 조광 촬영이 가능하다는 이점을 갖는다.
따라서 본 발명의 외장형 카메라 모듈(100)은, 도 4에 간략하게 도시한 것과 같이, 사용자의 조작에 의하여 예를 들어 DSLR용 교환 렌즈(200)를 통과한 피사체에 대한 영상이 카메라 모듈(100) 내에 형성된 촬상 소자(110)에 기록되고, 기록된 영상 정보가 제어부(150)에서 처리된 뒤, 카메라 모듈(100)은 데이터 인터페이스(120) 및/
또는 무선통신모듈(130)을 통하여 스마트폰(300)으로 영상 정보를 전송함으로써 스마트폰(300)에서도 DSLR 등급의 영상을 저장, 처리할 수 있다. 본 발명에 따른 외장형 카메라 모듈(100)을 사용하여 교환 렌즈(200)를 통하여 입사된 피사체에 대한 영상 데이터가 스마트폰(300)으로 전송, 처리되는 과정에 대해서, 본 발명에 따른 외장형 카메라 모듈(100)의 중계에 의하여 교환 렌즈(200)를 통과한 이미지 데이터가 스마트폰으로 전송되는 과정을 설명하기 위한 블록도인 도 5를 참조하면서 설명한다.
도 5에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 외장형 카메라 모듈(100)은 교환 렌즈(200)로부터 입사된 피사체에 대한 영상을 처리하여 스마트폰(300)으로 전송하기 위하여, 촬상 소자(110), 데이터 인터페이스(120), 무선통신 모듈(130), 제어부(150) 및 제어부(150)에 의하여 그 동작이 제어되는 다양한 구동부(162, 164, 166, 168)를 포함한다.
우선, 교환 렌즈(200)는 전면 렌즈(202)와 후면 렌즈(204)를 포함하는 통상 다수의 렌즈를 가지고 있으며, 전면렌즈(202)와 후면 렌즈(204) 사이에는 빛의 양을 조정하는 조리개(206)가 형성되어 있다. 렌즈(202, 204)의 구동을 위하여 외장형 카메라 모듈(100)의 제어부(150)와 렌즈 관련 정보를 송수신하는 렌즈 구동부(210)가 교환렌즈(200) 내부에 형성되어 있다. 이 렌즈 구동부(210)는 특히 피사체에 대한 자동 초점 조정을 위하여 외장형 카메라 모듈(100) 내에 형성되는 AF 구동부(166)와 연동하여 제어된다. 피사체에 대한 자동 초점을 수행할 수 있도록, 렌즈 구동부(210)는 전자 모터, 초음파 모터 또는 기어 블록과 같은 구동원과, 이 구동원을 제어하기 위한 드라이버 회로와, 렌즈의 위치를 검출하기 위한 인코더(encoder)를 포함할 수 있다. 한편, 조리개(206)는 외장형 카메라 모듈(100)의 조리개 구동부(162)에 의하여 구동 제어된다.
따라서 렌즈(202, 204)를 통과한 빛은 교환 렌즈(200)가 착탈 가능하게 결합한 본 발명의 외장형 카메라 모듈(100) 내부로 입사되어 그 내부의 셔터(107)를 거쳐 촬상 소자(110)에 노출, 기록되고, 기록된 피사체에 대한 영상 신호가 제어부(150)로 전송된다. 제어부(150)에는 마이크로프로세서와 같은 카메라 모듈 CPU(152)와, 주변장치의 작동을 제어하는 장치 제어부(154) 및 피사체에 대한 영상 처리를 디지털 신호 처리부(Digital SignalProcessing, DPS, 156)를 포함한다.
피사체에 대한 최초의 영상 이미지에 기초해서, CPU(152)에 의해 제어되는 장치 제어부(154)는 접속된 노리개 구동부(162)를 제어하여 일정한 조리개 값으로 조정하고, 아울러 접속된 셔터 구동부(164)를 통하여 셔터를 구동한다. 한편, CPU(152)에 의해 제어되는 DPS(156)는 AF 구동부(166)를 제어하여 이와 연동된 렌즈 구동부(21
0)를 구동시킴으로써 피사체에 대한 초점을 조정한다. 이를 위하여 AF 구동부(166)에는 AF 센서(미도시)와 AF센서 구동 회로 등을 갖는다. 이때, 장치 제어부(154)는 외장형 카메라 모듈(100)에 장착된 교환 렌즈(200)의 렌즈 구동부(210)와 통신하여 관련 정보를 서로 송수신한다.
피사체에 대한 자동 초점 과정을 보다 구체적으로 살펴보면, 교환 렌즈(200)를 통과한 빛은 셔터(107)를 거쳐 촬상 소자(110)로 입사, 기록되는데, 촬상 소자(110)에 의해 취득된 피사체에 대한 영상 정보는 CPU(152)로 전송되고, CPU(152)에 의해 제어되는 DPS(156)는 AF 구동부(166)를 이루는 AF 센서에서 생성한 영상 신호에 근거하여 디포커스 양을 계산하고, CPU(152)에 의해 렌즈 구동부(210)를 이루는 드라이버 회로가 제어되어 렌즈 구동부(210)의 구동원(미도시)이 구동됨으로써, 교환 렌즈(200) 내부의 렌즈(202, 204)가 구동된다. 이때, 렌즈 구동부(210)를 이루는 인코더(미도시)가 구동원의 구동량을 검출하여, 이에 대응하는 신호를 CPU(152)로 전송한다.
한편, 장치 제어부(154)에 접속되어 있는 셔터 구동부(164)에 의하여 셔터(107)의 구동이 제어되어 소정 시간 오픈되어, 촬상 소자(110)로 피사체에 대한 영상이 촬상된다. 이때, 사용자가 셔터 릴리스 버튼(106)을 조작하는 상태에 따라 반-셔터 신호 및 완전-셔터 신호가 DPS(156)로 전송된다. 만약 반-셔터 상태에서 반-셔터 릴리스 신호가 입력되면, 제어부(150)는 AF 구동부(166)를 구동 제어하여 AF 센서 상의 2상 사이의 거리를 연산하고, 이 연산된 거리 데이터로부터 렌즈 구동부(210)를 구동 제어하여 렌즈(202, 204) 사이의 초점을 조정한다. 이어서, 완전-셔터 릴리스 신호가 입력되면 AF 센서의 출력에 근거한 피사체 휘도 정보에 기초하여 적정
한 단면 수축값과 셔터 노출 시간을 연산한다. 연산된 단면 수축값을 이용하여 조리개 구동부(162)를 구동 제어하여 조리개(206)를 구동하고, 셔터 노출 시간을 이용하여 셔터 구동부(164)를 구동 제어하여 셔터(107)를 구동한다.
이와 같은 동작을 통하여 촬상 소자(110)의 촬상 면에 피사체에 대한 상이 결상되면, 이 피사체의 상은 아날로그 영상 신호로 변환되고, 이 영상 신호는 CPU(152)에 의해 구동 제어되는 DPS(156)를 통하여 디지털 영상 신호로 변환된다. 도면으로 도시하지는 않았으나, CPU(152)에는 피사체에 대한 영상 처리를 위한 프로그램이 내장되어 있는 EPROM, 화상 처리 전/화상 처리 중의 영상 데이터를 일시적으로 기억하는 메모리인 SDRAM(synchronous dynamic random-access memory), 최종적으로 확정된 영상 데이터를 기억하는 불휘발성 메모리인 플래시 메모리가 데이터 버스를 통하여 접속될 수 있다.
따라서 외장형 카메라 모듈(100)과 스마트폰(300) 사이에서 피사체에 대한 영상 데이터를 전송하는 과정에서, 외장형 카메라 모듈(100) 내에서 처리된 영상 데이터가 저장 과정을 거치지 않고 인터페이스(120) 또는 무선통신모듈(130)을 통하여 바로 스마트폰(300)으로 데이터 전송되는 경우도 있을 수 있고, 본 발명에 따른 외장형
카메라 모듈(100) 내에 전술한 메모리들을 내장함으로써, 외장형 카메라 모듈(100)에서 처리된 영상 데이터를 임시 및/또는 영구 저장하였다가 실시간으로 또는 별도의 이벤트 발생 시에 저장된 피사체에 대한 영상 데이터를 스마트폰(300)으로 전송할 수 있다.
스마트폰(300)으로 영상 데이터를 전송하기 위한 이벤트 처리로서는 외장형 카메라 모듈(100)의 외부에 별도로 형성된 전송 스위치(미도시) 또는 전자 다이얼 모드(미도시)를 사용자가 조작하여 저장된 영상 데이터 중 스마트폰(300)으로 전송하고자 하는 영상을 선택하고, 이들 선택된 영상을 인터페이스(120) 및/또는 무선통신모듈
(130)을 통하여 스마트폰(300)으로 전송하는 방법을 고려해 볼 수 있을 것이다. 하지만, 본 발명에 따른 영상데이터 전송 방법이 이들 방법으로만 제한되는 것은 결코 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 방법을 쉽게 생각해 낼 수 있을 것이다.
전술한 과정을 통하여 외장형 카메라 모듈(100) 내에서 처리된 피사체에 대한 영상 데이터는 데이터 인터페이스(120)에 연결된 접속 케이블(122) 또는 커넥터(미도시)를 매개로 하는 스마트폰(300)에 형성된 스마트폰 데이터인터페이스(302)를 통하여, 또는 무선통신모듈(130)의 구동을 통하여 스마트폰(300)의 데이터 수신부(322)를 경유하여 스마트폰(300)으로 전송된다. 전송된 영상 정보에 대하여, 스마트폰(300) 자체의 CPU(320)에 의하여 제어되는 다양한 영상 어플리케이션(앱, 324)을 통하여 전송된 영상 데이터를 처리할 수 있으며, 스마트폰(300)
자체의 메모리 또는 인터넷 등의 통신망을 통하여 스마트폰(300)에 접속된 클라우드(cloud)와 같은 데이터 저장부(326)에 영상 데이터를 저장할 수 있다.
도 6에서는 본 발명에 따른 외장형 카메라 모듈(100)에 교환 렌즈(200)가 장착되고, 스마트폰(300)의 디스플레이부(330)를 통하여 피사체를 촬상하는 상태를 개략적으로 도시하고 있다. 전술한 구성을 가지는 본 발명의 휴대가 용이한 외장형 카메라 모듈(100)을 통하여 훨씬 적은 비용으로 DSLR 등
급의 영상 이미지를 얻을 수 있으며, 각 DSLR 제조업체의 폐쇄적인 응용 소프트웨어를 대신하여 공개적인 스마트폰 어플리케이션 시장(앱-스토어, 안드로이드 마켓 등)의 어플리케이션을 활용하여 보다 다양한 영상 서비스를 구현할 수 있다. 더욱이 무선 촬영이 용이하기 때문에 차량에서 무선 블랙박스로도 활용될 수 있다. 아울러, 교환 렌즈와 스마트폰은 분리되어 있고 이와 같이 분리된 상태에서 피사체에 대한 촬상이 가능하기 때문에 손떨림이 줄어들어 양질의 영상을 얻을 수 있고, 스마트폰에 접속된 클라우드 서비스를 받을 수 있어서 영상 데이터를 간편하게 관리할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 전술한 실시예로 한정되는 것은 결코 아니다. 오히려 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 실시예에 기초하여 다양한 변형과 변경을 용이하게 생각해 낼 수 있을 것이다. 하지만 이러한 변형과 변경은 본 발명의 권리 범위에 속한다는 사실은, 첨부하는 청구의 범위를 통해서 분명해질 것이다.
100 : 카메라 모듈 102 : 렌즈 장착부
104 : 렌즈 인터페이스 106 : 셔터 릴리스 버튼
107 : 셔터 110 : 촬상 소자
120 : 데이터 인터페이스 130 : 무선 통신 모듈
150 : 제어부 154 : 장치 제어부
156 : DSP(디지털 신호 처리부) 162 : 조리개 구동부
164 : 셔터 구동부 166 : AF 구동부
168 : 플래시 구동부 200 : 교환 렌즈
206 : 조리개 210 : 렌즈 구동부
300 : 스마트폰 310 : 디스플레이부
320 : 스마트폰 CPU 302 : 스마트폰 인터페이스
324 : 앱(Application) 326 : 데이터 저장부

Claims (6)

  1. 스마트폰에 대하여 착탈 가능하게 결합하는 외장형 카메라 모듈로서,
    교환 렌즈가 착탈 가능하게 끼워지는 렌즈 장착부; 상기 교환 렌즈를 통하여 입사된 피사체에 대한 영상을 기록하는 촬상 소자; 상기 촬상 소자로부터 전송된 피사체에 대한 영상 데이터를 디지털 신호로 처리하는 제어부; 상기 교환 렌즈 내부에 형성된 조리개를 조정하기 위한 렌즈 인터페이스; 상기 촬상 소자로의 빛의 노출을 제어하기 위한 셔터 릴리스 버튼; 및 상기 제어부에서 처리된 피사체에 대한 영상 데이터를 상기 스마트폰으로 전송할 수 있는 데이터 인터페이스를 포함하는 외장형 카메라 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 외장형 카메라 모듈은 유선 케이블 또는 커넥터에 의하여 접속되어 있는 상기 데이터 인터페이스를 통하여 상기 스마트폰으로 이미지 데이터를 전송하거나 또는 내부의 무선통신모듈을 통하여 상기 스마트폰으로 이미지 데이터를 전송하는 외장형 카메라 모듈.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 외장형 카메라 모듈은 전원을 더욱 포함하는 외장형 카메라 모듈.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 외장형 카메라 모듈은 저-광량시 피사체에 대하여 순간적인 섬광을 일으킬 수 있는 플래시를 제어하기 위한 플래시 구동부를 더욱 포함하는 외장형 카메라 모듈.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 플래시 구동부는 유선 또는 무선으로 상기 플래시의 동작을 제어하는 외장형 카메라 모듈.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 외장형 카메라 모듈은 상기 피사체에 대한 초점 조정을 위한 자동초점(auto-focusing, AF) 구동부를 더욱 포함하는 외장형 카메라 모듈.
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