KR20220063391A - 카메라 모듈 검사 장치, 카메라 모듈 검사 방법 및 이미지 생성 장치 - Google Patents

카메라 모듈 검사 장치, 카메라 모듈 검사 방법 및 이미지 생성 장치 Download PDF

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Abstract

성능이 개선된 카메라 모듈 검사 장치가 제공된다. 카메라 모듈 검사 장치는 카메라 모듈을 수용하는 계수 데이터 추출기, 및 카메라 모듈을 수용하여, 카메라 모듈에 대한 테스트를 수행하는 검사 장치를 포함하고, 계수 데이터 추출기는, 카메라 모듈로부터 출력된 이미지 신호를 제공받고, 이미지 신호에 포함된 제1 컬러 이미지 신호 및 제2 컬러 이미지 신호의 비(ratio)에 대한 계수 데이터(coefficient data)를 생성하는 계수 생성기, 및 생성된 계수 데이터를 저장하는 메모리 장치를 포함하고, 검사 장치는, 카메라 모듈로부터의 이미지 신호 및 메모리 장치로부터의 계수 데이터를 제공받고, 이미지 신호 및 계수 데이터에 기초하여 변환 패턴 이미지 신호를 생성하는 이미지 생성기, 및 변환 패턴 이미지 신호에 대한 보정 데이터를 생성하는 보정 데이터 생성기를 포함한다.

Description

카메라 모듈 검사 장치, 카메라 모듈 검사 방법 및 이미지 생성 장치{CAMERA MODULE TEST APPARATUS, CAMERA MODULE TEST METHOD AND IMAGE GENERATING DEVICE}
본 발명은 카메라 모듈 검사 장치, 카메라 모듈 검사 방법 및 이미지 생성 장치에 대한 것이다.
이미지 센싱 장치(image sensing device)는 광학 정보를 전기 신호로 변환시키는 반도체 소자 중 하나이다. 이러한 이미지 센싱 장치는 전하 결합형(CCD; Charge Coupled Device) 이미지 센싱 장치와 씨모스형(CMOS; Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 이미지 센싱 장치를 포함할 수 있다.
CMOS 형 이미지 센서는 CIS(CMOS image sensor)라고 약칭될 수 있다. CIS는 2차원적으로 배열된 복수개의 픽셀들을 구비할 수 있다. 픽셀들 각각은 예를 들어, 포토 다이오드(photodiode, PD)를 포함할 수 있다. 포토다이오드는 입사되는 광을 전기 신호로 변환해주는 역할을 할 수 있다.
최근 들어, 컴퓨터 산업과 통신 산업의 발달에 따라 디지털 카메라, 캠코더, 스마트폰, 게임 기기, 경비용 카메라, 의료용 마이크로 카메라, 로봇 등 다양한 분야에서 성능이 향상된 이미지 센서의 수요가 증대되고 있다.
전자장치에 사용되는 카메라 모듈은 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈의 성능 개선 및 불량 방지를 위하여 카메라 모듈을 선별할 수 있다. 즉, 카메라 모듈 검사 장치는 카메라 모듈이 불량인지 판단하고, 불량인 경우 불량에 대한 보정 데이터를 카메라 모듈에 저장시킴으로써, 카메라 모듈의 성능을 개선시킬 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 성능이 개선된 카메라 모듈 검사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 성능이 개선된 카메라 모듈 검사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 성능이 개선된 이미지 생성 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 장치는 카메라 모듈을 수용하는 계수 데이터 추출기, 및 카메라 모듈을 수용하여, 카메라 모듈에 대한 테스트를 수행하는 검사 장치를 포함하고, 계수 데이터 추출기는, 카메라 모듈로부터 출력된 이미지 신호를 제공받고, 이미지 신호에 포함된 제1 컬러 이미지 신호 및 제2 컬러 이미지 신호의 비(ratio)에 대한 계수 데이터(coefficient data)를 생성하는 계수 생성기, 및 생성된 계수 데이터를 저장하는 메모리 장치를 포함하고, 검사 장치는, 카메라 모듈로부터의 이미지 신호 및 메모리 장치로부터의 계수 데이터를 제공받고, 이미지 신호 및 계수 데이터에 기초하여 변환 패턴 이미지 신호를 생성하는 이미지 생성기, 및 변환 패턴 이미지 신호에 대한 보정 데이터를 생성하는 보정 데이터 생성기를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 장치는 제1 배열을 갖는 제1 컬러 필터를 투과한 빛을 센싱하여 출력된 제1 컬러 이미지 신호와 제2 컬러 이미지 신호의 비(ratio)를 기초로 생성된 제1 계수 데이터와 제1 배열과 다른 제2 배열을 갖는 제2 컬러 필터를 투과한 빛을 센싱하여 출력된 제3 컬러 이미지 신호와 제4 컬러 이미지 신호의 비를 기초로 생성된 제2 계수 데이터가 저장된 메모리, 및 카메라 모듈의 이미지 센서에 포함된 컬러 필터의 배열을 기초로 제1 및 제2 계수 데이터 중 어느 하나를 선택하여 이미지 센서로부터 출력된 이미지를 변환하는 이미지 변환 장치를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 방법은 제1 카메라 모듈에 빛을 제공하고, 빛에 응답하여 제1 카메라 모듈로부터 출력된 제1 이미지 신호를 수신하고, 제1 이미지 신호에 포함된 제1 컬러 이미지 신호 및 제2 컬러 이미지 신호의 비에 대한 계수 데이터를 생성하고, 생성된 계수 데이터를 저장하고, 제2 카메라 모듈에 빛을 제공하고, 빛에 응답하여 제2 카메라 모듈로부터 출력된 제2 이미지 신호와 저장된 계수 데이터를 수신하고, 제2 이미지 신호 및 계수 데이터에 기초하여 제1 변환 패턴 이미지 신호를 생성하고, 제1 변환 패턴 이미지 신호에 대한 제1 보정 데이터를 생성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 방법은 제1 컬러 필터를 갖는 제1 카메라 모듈을 준비하고, 제1 카메라 모듈로부터 제1 컬러 필터를 투과한 빛을 센싱하여 출력된 제1 이미지 신호를 제공받고, 제1 이미지 신호에 포함된 복수의 컬러 이미지 신호들의 비에 대한 제1 계수 데이터를 생성하고, 제1 계수 데이터를 저장하고, 제2 컬러 필터를 갖는 제2 카메라 모듈을 준비하고, 제2 컬러 필터가 제1 컬러 필터에 매칭되는지 확인하고, 제2 컬러 필터가 제1 컬러 필터에 매칭되는 경우, 저장된 제1 계수 데이터 및 제2 카메라 모듈로부터 제2 컬러 필터를 투과한 빛을 센싱하여 출력된 제2 이미지 신호에 기초하여 제1 변환 패턴 이미지 신호를 생성하고, 제1 변환 패턴 이미지 신호에 대한 보정 데이터를 생성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 이미지 생성 장치는 카메라 모듈을 수용하는 계수 데이터 추출기, 및 카메라 모듈을 수용하여, 카메라 모듈로부터 출력된 이미지를 변환하는 이미지 변환 장치를 포함하고, 계수 데이터 추출기는 카메라 모듈로부터 출력된 이미지 신호를 제공받고, 이미지 신호에 포함된 제1 컬러 이미지 신호 및 제2 컬러 이미지 신호의 비에 대한 계수 데이터를 생성하고, 이미지 변환 장치는 계수 데이터를 이용하여 이미지 신호를 그레이 이미지 신호로 변환할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1의 카메라 모듈의 블록도이다.
도 3은 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서의 개념적인 레이아웃을 도시한 도면이다.
도 4는 몇몇 실시예에 따른 픽셀 어레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4의 A-A를 따라 절단한 픽셀 어레이의 단면도이다.
도 6은 몇몇 실시예에 따른 이미지 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 몇몇 실시예에 따른 계수 데이터 추출기를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 몇몇 실시예에 따른 계수 데이터 추출기의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 10은 몇몇 실시예에 따른 이미지 신호의 양자 효율을 설명하기 위한 그래프이다.
도 11 및 도 12는 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14 및 도 15는 도 11 내지 13의 카메라 모듈 검사 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 16 및 도 17은 몇몇 실시예에 따른 이미지 센싱 장치의 블록도이다.
도 18은 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 시스템의 블록도이다.
도 19는 도 18의 카메라 모듈 검사 장치의 블록도이다.
도 20은 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 시스템의 블록도이다.
도 21은 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 시스템의 블록도이다.
도 22는 도 21의 카메라 모듈 검사 시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 23은 몇몇 실시예에 따른 멀티 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 24는 도 23의 카메라 모듈의 상세 블록도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 시스템의 블록도이다. 도 2는 도 1의 카메라 모듈의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 카메라 모듈 검사 시스템(1)은 계수 데이터 추출기(10) 및 카메라 모듈 검사 장치(50)를 포함할 수 있다. 여기서 계수 데이터 추출기(10) 와 카메라 모듈 검사 장치(50)는 분리된 것으로 도시되었으나, 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 계수 데이터 추출기(10)와 카메라 모듈 검사 장치(50)는 하나의 장치로 구현될 수 있고, 동일한 환경에서 동작이 수행될 수 있다.
계수 데이터 추출기(10)는 카메라 모듈(100)을 수용하여, 카메라 모듈(100)에 대한 계수 데이터(CD)를 추출할 수 있다. 카메라 모듈(100)은 외부로부터 제공되어 계수 데이터 추출기(10)에 연결될 수 있다. 즉, 카메라 모듈(100)은 카메라 모듈 검사 시스템(1)에 포함되지 않을 수 있다. 계수 데이터 추출기(10)는 추출된 계수 데이터(CD)를 카메라 모듈 검사 장치(50)에 제공할 수 있다.
카메라 모듈 검사 장치(50)는 카메라 모듈(100)을 수용하여, 카메라 모듈(100)로부터 출력된 이미지 신호를 계수 데이터(CD)에 기초하여 다른 이미지 신호로 변환할 수 있다. 또한, 카메라 모듈 검사 장치(50)는 변환된 이미지 신호를 이용하여 보정 데이터(CRD)를 생성할 수 있다.
여기서 카메라 모듈(100)은 계수 데이터 추출기(10)에서 이용된 카메라 모듈(100)과 동일할 수 있다. 하지만 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않고, 카메라 모듈 검사 장치(50)에서 이용되는 카메라 모듈(100)은 계수 데이터 추출기(10)에서 이용되는 카메라 모듈(100)과 다를 수도 있다.
카메라 모듈 검사 장치(50)는 생성된 보정 데이터(CRD)를 카메라 모듈(100)에 제공할 수 있다. 보정 데이터(CRD)는 카메라 모듈(100)의 불량 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 카메라 모듈(100)은 이미지 센서(101), 이미지 신호 프로세서(180) 및 메모리 장치(190)를 포함할 수 있다.
이미지 센서(101)는 빛을 이용하여 센싱 대상의 이미지를 센싱하여, 이미지 신호(IS)를 생성할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 생성된 이미지 신호(IS)는 예를 들어, 디지털 신호일 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
이미지 신호(IS)는 이미지 신호 프로세서(180)에 제공되어 처리될 수 있다. 이미지 신호 프로세서(180)는 이미지 센서(101)의 버퍼부(170)로부터 출력된 이미지 신호(IS)를 수신하고 수신된 이미지 신호(IS)를 디스플레이에 용이하도록 가공하거나 처리할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 이미지 신호 프로세서(180)는 이미지 센서(101)로부터 출력된 이미지 신호(IS)에 대해 디지털 비닝을 수행할 수 있다. 이 때, 이미지 센서(101)로부터 출력된 이미지 신호(IS)는 아날로그 비닝 없이 픽셀 어레이(PA)로부터의 로우(raw) 이미지 신호일 수도 있고, 아날로그 비닝이 이미 수행된 이미지 신호(IS)일 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 이미지 센서(101)와 이미지 신호 프로세서(180)는 도시된 것과 같이 서로 분리되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서(101)가 제1 칩에 탑재되고, 이미지 신호 프로세서(180)가 제2 칩에 탑재되어 소정의 인터페이스를 통해 서로 통신할 수 있다. 하지만, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니며, 이미지 센서(101)와 이미지 신호 프로세서(180)는 하나의 패키지, 예컨대 MCP(multi-chip package)로 구현될 수 있다.
이미지 신호 프로세서(180)는 메모리 장치(190)에 연결될 수 있다. 메모리 장치(190)에는 보정 데이터(CRD)가 저장될 수 있다. 여기서 보정 데이터(CRD)는 도 1의 카메라 모듈 검사 시스템(1)으로부터 제공될 수 있다. 메모리 장치(190)는 비휘발성 메모리 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 장치(190)는 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM 또는 플래시 메모리) 등의 메모리 칩을 포함할 수 있다.
메모리 장치(190)는 저장된 보정 데이터(CRD)를 이미지 신호 프로세서(180)에 제공할 수 있다. 이미지 신호 프로세서(180)는 보정 데이터(CRD)를 이용하여 이미지 신호(IS)를 보정하여 보정된 이미지 신호(IS')를 출력할 수 있다. 이미지 신호(IS')는 디스플레이에 제공되고, 해당 이미지는 디스플레이될 수 있다. 하지만 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않고, 이미지 신호(IS)가 출력되어 디스플레이될 수도 있다.
이미지 센서(101)는, 컨트롤 레지스터 블록(110), 타이밍 제네레이터(120), 로우(row) 드라이버(130), 픽셀 어레이(PA), 리드 아웃 회로(150), 램프신호 생성기(160), 버퍼부(170)를 포함할 수 있다.
컨트롤 레지스터 블록(110)은 이미지 센서(101)의 동작을 전체적으로 제어할 수 있다. 특히, 컨트롤 레지스터 블록(110)은 타이밍 제네레이터(120), 램프신호 생성기(160) 및 버퍼부(170)에 직접적으로 동작 신호를 전송할 수 있다.
타이밍 제네레이터(120)는 이미지 센서(101)의 여러 구성 요소들의 동작 타이밍의 기준이 되는 신호를 발생할 수 있다. 타이밍 제네레이터(120)에서 발생된 동작 타이밍 기준 신호는 로우 드라이버(130), 리드 아웃 회로(150), 램프신호 생성기(160) 등에 전달될 수 있다.
램프신호 생성기(160)는 리드 아웃 회로(150)에 사용되는 램프 신호를 생성하고 전송할 수 있다. 예를 들어, 리드 아웃 회로(150)는 상관 이중 샘플러(CDS), 비교기 등을 포함할 수 있는데, 램프신호 생성기(160)는 상관 이중 샘플러(CDS), 비교기 등에 사용되는 램프 신호를 생성하고 전송할 수 있다.
버퍼부(170)는 예를 들어, 래치부를 포함할 수 있다. 버퍼부(170)는 외부로 제공할 이미지 신호(IS)를 임시적으로 저장할 수 있으며, 이미지 신호(IS)를 외부 메모리 또는 외부 장치로 전송할 수 있다. 버퍼부(170)는 예를 들어 DRAM 또는 SRAM 등을 포함할 수 있다. 하지만 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않으며, 버퍼부(1170)는 MRAM과 같은 메모리를 포함할 수도 있다.
픽셀 어레이(PA)는 외부 이미지를 센싱할 수 있다. 픽셀 어레이(PA)는 복수의 픽셀(또는 단위 픽셀)을 포함할 수 있다. 로우 드라이버(130)는 픽셀 어레이(PA)의 로우(row)를 선택적으로 활성화시킬 수 있다.
리드 아웃 회로(150)는 픽셀 어레이(PA)로부터 제공받은 픽셀 신호를 샘플링하고, 이를 램프 신호와 비교한 후, 비교 결과를 바탕으로 아날로그 이미지 신호(데이터)를 디지털 이미지 신호(데이터)로 변환할 수 있다.
도 3은 몇몇 실시예에 따른 이미지 센서의 개념적인 레이아웃을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 이미지 센서(101)는 제1 방향(예를 들어, 수직 방향)으로 적층된 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)을 포함할 수 있다. 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)은 도시된 것과 같이 제1 방향과 교차하는 제2 방향과 제3 방향으로 연장될 수 있으며, 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)에는 도 2에 도시된 블록들이 배치될 수 있다.
도면에 도시하지는 않았으나, 제2 영역(S2) 하부에는 메모리가 배치된 제3 영역이 배치될 수도 있다. 이 때, 제3 영역에 배치된 메모리는 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)으로부터 이미지 데이터를 전송받아, 이를 저장하거나 처리하고, 이미지 데이터를 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)으로 재전송할 수 있다. 이 경우, 메모리는 DRAM(dynamic random access memory) 소자, SRAM(static random access memory) 소자, STT-MRAM(spin transfer torque magnetic random access memory) 소자 및 플래시(flash) 메모리 소자와 같은 메모리 소자를 포함할 수 있다. 메모리가 예를 들어, DRAM 소자를 포함하는 경우, 메모리는 이미지 데이터를 상대적으로 고속으로 전송받아 처리할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 메모리는 제2 영역(S2)에 배치될 수도 있다.
제1 영역(S1)은 픽셀 어레이(PA) 및 제1 주변 영역(PH1)을 포함하고, 제2 영역(S2)은 로직 회로 영역(LC) 및 제2 주변 영역(PH2)을 포함할 수 있다. 제1 영역(S1) 및 제2 영역(S2)은 순차적으로 상하로 적층되어 배치될 수 있다.
제1 영역(S1)에서, 픽셀 어레이(PA)는 도 2을 참조하여 설명한 픽셀 어레이(PA)와 동일할 수 있다. 픽셀 어레이(PA)는 매트릭스(matrix) 형태로 배열된 복수의 단위 픽셀들을 포함할 수 있다. 각 픽셀은 포토 다이오드 및 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 이에 관한 보다 구체적인 설명은 후술한다.
제1 주변 영역(PH1)은 복수의 패드들을 포함할 수 있으며, 픽셀 어레이(PA)의 주변에 배치될 수 있다. 복수의 패드들은 외부 장치 등과 전기적 신호를 송수신할 수 있다.
제2 영역(S2)에서, 로직 회로 영역(LC)은 복수의 트랜지스터들을 포함하는 전자 소자들을 포함할 수 있다. 로직 회로 영역(LC)에 포함된 전자 소자들은 픽셀 어레이(PA)과 전기적으로 연결되어, 픽셀 어레이(PA)의 각 단위 픽셀에 일정한 신호를 제공하거나 출력 신호를 제어할 수 있다.
로직 회로 영역(LC)에는 예를 들어, 도 2를 참조하여 설명한 컨트롤 레지스터 블록(110), 타이밍 제네레이터(120), 로우 드라이버(130), 리드 아웃 회로(150), 램프신호 생성기(160), 버퍼부(170) 등이 배치될 수 있다. 로직 회로 영역(LC)에는 예를 들어, 도 2의 블록들에서, 픽셀 어레이(PA) 이외의 블록들이 배치될 수 있다.
제2 영역(S2)에도 제1 영역(S1)의 제1 주변 영역(PH1)에 대응되는 영역에 제2 주변 영역(PH2)이 배치될 수 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 4는 몇몇 실시예에 따른 픽셀 어레이를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 4의 A-A를 따라 절단한 픽셀 어레이의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 픽셀 어레이(PA)는 복수의 단위 픽셀(PX)들을 포함할 수 있다. 복수의 단위 픽셀(PX)들은 2차원으로 배열될 수 있다. 예를 들어 복수의 단위 픽셀(PX)들은 제2 방향 및 제3 방향으로 반복되어 배치될 수 있다. 단위 픽셀(PX)들은 일정한 간격을 가지고 배열될 수 있다. 예를 들어, 픽셀 어레이(PA)는 베이어 패턴으로 배열될 수 있다. 하지만, 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않고 픽셀 어레이(PA)는 테트라 패턴 또는 노나 패턴 등으로 배열될 수도 있다.
도 5를 참조하면, 픽셀 어레이(PA)는 단위 픽셀(PX1) 및 단위 픽셀(PX2)을 포함할 수 있다. 단위 픽셀(PX1)과 단위 픽셀(PX2)은 서로 인접하게 배열될 수 있다.
픽셀 어레이(PA)는 기판(146W, 146B), 광전 트랜지스터(148W, 148B), 반사 방지막(147), 측면 반사 방지막(144), 컬러 필터(143W, 143B), 상부 평탄화막(142), 하부 평탄화막(145), 마이크로 렌즈(141-1, 141-2)를 포함할 수 있다.
기판(146W, 146B)은 예를 들어, P형 또는 N형 벌크 기판을 사용하거나, P형 벌크 기판에 P형 또는 N형 에피층을 성장시켜 사용하거나, N형 벌크 기판에 P형 또는 N형 에피층을 성장시켜 사용할 수도 있다. 또한, 기판(146W, 146B)은 반도체 기판 이외에도 유기(organic) 플라스틱 기판과 같은 기판도 사용할 수 있다.
광전 트랜지스터(148W, 148B)는 포토 다이오드, 포토 트랜지스터, 포토 게이트, 핀형(pinned) 포토 다이오드 또는 이들의 조합일 수 있다.
반사 방지막(147)과 측면 반사 방지막(144)은 외부에서 마이크로 렌즈(141-1, 141-2)로 입사하는 빛이 W 영역과 B 영역으로 서로 침투하지 않도록 막아줄 수 있다. 반사 방지막(147)과 측면 반사 방지막(144)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, 실리콘 산질화막, 수지 및 이들의 조합물, 이들의 적층물과 같은 절연막으로 이루어질 수 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다.
상부 평탄화막(142)과 하부 평탄화막(145)은 컬러 필터(143W, 143B)를 사이에 두고 평탄하게 형성될 수 있다. 상부 평탄화막(142)과 하부 평탄화막(145)은 실리콘 산화막 계열의 물질, 실리콘 질화막 계열의 물질, 수지 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 6은 몇몇 실시예에 따른 이미지 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 이미지 신호(IS)는 이미지 센서(101)가 픽셀 어레이(PA)로부터의 빛을 센싱하여 출력한 신호일 수 있다. 예를 들어, 빛은 픽셀 어레이(PA)의 컬러 필터(143W, 143B)를 투과하여 광전 트랜지스터(148W, 148B)에 도달할 수 있고, 이에 응답하여 이미지 신호(IS)는 로직 회로 영역(LC)으로부터 출력될 수 있다.
예를 들어, 이미지 신호(IS)는 화이트 컬러를 갖는 컬러 필터(143W)를 투과한 빛을 센싱하여 출력된 제1 화이트 픽셀 값(W1)을 포함할 수 있다. 또한, 이미지 신호(IS)는 블루 컬러를 갖는 컬러 필터(143B)를 투과한 빛을 센싱하여 출력된 블루 픽셀 값(B1)을 포함할 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 화이트 픽셀 값(W1 내지 W8), 그린 픽셀 값(G1 내지 G4), 블루 픽셀 값(B1 및 B2) 및 레드 픽셀 값(R1 및 R2)은 이미지 센서(101)가 각각에 대응되는 컬러를 갖는 컬러 필터를 투과한 빛을 센싱하여 출력한 이미지 신호(IS)일 수 있다.
픽셀 어레이(PA)는 RGBW 베이어(bayer) 패턴으로 배열될 수 있다. 즉, 픽셀 어레이(PA)의 컬러 필터는 레드 컬러 필터, 그린 컬러 필터, 블루 컬러 필터 및 화이트 컬러 필터의 조합일 수 있으며, 컬러 필터들은 베이어 타입으로 배열될 수 있다. 하지만 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않으며, 픽셀 어레이(PA)는 RGB 베이어 패턴, RGB 테트라 패턴, CMY 패턴, RYYB 패턴 등을 포함할 수도 있다.
이미지 신호(IS)는 픽셀 어레이(PA)의 컬러 필터의 컬러에 대응되도록 픽셀 값들이 도 6에 도시된 것과 같이 배열될 수 있다. 하지만, 도 6은 각 단위 픽셀(PX)의 위치에 따라서 각각의 픽셀 값을 배열한 것에 불과하고, 실제 출력된 이미지 신호(IS)의 픽셀 값의 저장 위치는 도시된 위치에 제한되지 않는다.
도 7 및 도 8은 몇몇 실시예에 따른 계수 데이터 추출기를 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 몇몇 실시예에 따른 계수 데이터 추출기의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 카메라 모듈 검사 시스템(1)에 포함되는 계수 데이터 추출기(10)는 광원 방출기(20), 고정부(21) 및 연결부(22)를 포함할 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 카메라 모듈(100)은 계수 데이터 추출기(10) 내에 수용될 수 있다. 즉, 카메라 모듈(100)은 외부로부터 카메라 모듈 검사 시스템(1)의 계수 데이터 추출기(10)에 제공될 수 있다.
카메라 모듈(100)은 고정부(21) 상에 배치되고, 연결부(22)와 연결될 수 있다. 또한, 카메라 모듈(100)은 고정부(21) 상에 고정될 수 있다. 카메라 모듈(100)의 인터페이스 또는 커넥터는 계수 데이터 추출기(10)의 연결부(22)와 연결되어, 데이터를 주고받을 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(100)로부터 출력된 이미지 신호(IS)는 연결부(22)에 전달될 수 있다. 또한, 이미지 신호(IS)는 연결부(22)를 통해 계수 생성기(30)에 전달될 수 있다.
광원 방출기(20)는 고정부(21) 및 카메라 모듈(100)의 상부에 배치될 수 있다. 광원 방출기(20)는 카메라 모듈(100)에 대하여 광(L)을 방출할 수 있다(S200). 여기서 광(L)은 예를 들어 EDS 광(Electric die sorting light)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광(L)은 백색광을 포함할 수 있다. 즉, 광원 방출기(20)로부터 방출되는 광(L)은 모든 파장의 빛을 포함할 수 있다. 광(L)은 레드 성분의 빛, 그린 성분의 빛과 블루 성분의 빛을 모두 포함할 수 있다. 하지만 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않는다.
카메라 모듈(100)은 광원 방출기(20)로부터 방출되는 광(L)을 입사시킬 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(100)의 이미지 센서(101)는 광(L)을 센싱하여 이미지 신호(IS)를 출력할 수 있다. 여기서, 픽셀 어레이(PA)에 도달한 광(L)은 광전 트랜지스터(148W, 148B)에 의해 변환되고, 리드 아웃 회로(150)에 의해 이미지 신호(IS)로 출력될 수 있다.
계수 생성기(30)는 카메라 모듈(100)로부터 생성된 이미지 신호(IS)를 수신할 수 있다(S201).
계수 생성기(30)는 이미지 신호(IS)에 기초하여 계수를 생성할 수 있다(S202). 즉, 계수 생성기(30)는 이미지 신호(IS)를 이용하여 계수 데이터(CD)를 생성할 수 있다.
도 10은 몇몇 실시예에 따른 이미지 신호의 양자 효율을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10을 참조하면, 파장에 따라서 각 컬러 이미지 신호의 양자 효율(quantum efficiency)(QE)은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 블루 컬러 이미지 신호(B)의 양자 효율은, 450nm의 짧은 파장에서 클 수 있고, 650nm의 긴 파장에서 작을 수 있다. 예를 들어, 그린 컬러 이미지 신호(G)의 양자 효율은, 550nm의 중간 파장에서 클 수 있고, 450nm의 짧은 파장 및 650nm의 긴 파장에서 작을 수 있다. 예를 들어, 레드 컬러 이미지 신호(R)의 양자 효율은, 650nm의 긴 파장에서 클 수 있고, 450nm의 짧은 파장에서 작을 수 있다. 각 컬러 이미지 신호는 파장에 따라서 변경될 수 있다. 하지만 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않는다.
여기서 화이트 컬러 이미지 신호(W)의 크기는 그린 컬러 이미지 신호(G)의 크기, 레드 컬러 이미지 신호(R)의 크기 및 블루 컬러 이미지 신호(B)의 크기의 파장에 대한 적분 값에 해당될 수 있다. 즉, 화이트 컬러 이미지 신호(W)의 크기는 다음의 수학식 1로 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
화이트 컬러 이미지 신호(W)는 그린 컬러 이미지 신호(G), 레드 컬러 이미지 신호(R) 및 블루 컬러 이미지 신호(B)를 이용하여 선형적으로 나타낼 수 있다. 화이트 컬러 이미지 신호(W)의 크기는 다음의 수학식 2로 나타낼 수 있다.
Figure pat00002
즉, 화이트 컬러 이미지 신호(W)는 그린 컬러 이미지 신호(G), 레드 컬러 이미지 신호(R) 및 블루 컬러 이미지 신호(B)에 대한 일정 비율로 구성될 수 있다.
또한, 각각의 그린 컬러 이미지 신호(G), 레드 컬러 이미지 신호(R) 및 블루 컬러 이미지 신호(B)는 서로에 대하여 일정한 관계식을 가질 수 있다. 그린 컬러 이미지 신호(G)를 블루 컬러 이미지 신호(B)에 대하여 나타내는 것은 다음의 수학식 3에 해당될 수 있고, 레드 컬러 이미지 신호(R)를 블루 컬러 이미지 신호(B)에 대하여 나타내는 것은 다음의 수학식 4에 해당될 수 있다.
Figure pat00003
Figure pat00004
수학식 3과 수학식 4를 수학식 2에 대입하면 다음과 같다.
Figure pat00005
이에 따라서, 화이트 컬러 이미지 신호(W)는 블루 컬러 이미지 신호(B)를 이용하여 나타날 수 있다. 즉 화이트 컬러 이미지 신호(W)는 블루 컬러 계수(XB) 및 블루 컬러 상수(KB)를 이용하여 나타낼 수 있다.
또한, 화이트 컬러 이미지 신호(W)는 레드 컬러 이미지 신호(R)를 이용하여 나타날 수 있고, 그린 컬러 이미지 신호(G)를 이용하여 나타날 수 있다. 이에 대한 수학식은 다음과 같다.
Figure pat00006
Figure pat00007
여기서 화이트 컬러 이미지 신호(W)는 레드 컬러 계수(XR) 및 레드 컬러 상수(KR)를 이용하여 나타낼 수 있다. 또한 화이트 컬러 이미지 신호(W)는 그린 컬러 계수(XG) 및 그린 컬러 상수(KG)를 이용하여 나타낼 수 있다.
여기서, 광(L)이 모든 파장을 포함하는 경우, 각 관계식의 상수는 생략될 수 있다. 예를 들어, 블루 컬러 상수(KB), 레드 컬러 상수(KR) 및 그린 컬러 상수(KG)는 각 수학식에서 생략될 수 있다. 이에 따라서, 각 컬러 이미지 신호들의 관계식은 다음과 같다. 하지만 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않는다.
Figure pat00008
이에 따라서, 계수 생성기(30)는 이미지 신호(IS)에 기초하여 계수 데이터(CD)를 생성할 수 있다. 여기서 계수 데이터(CD)는 블루 컬러 계수(XB), 레드 컬러 계수(XR) 및 그린 컬러 계수(XG)를 포함할 수 있다. 즉 계수 데이터는 하나의 컬러 이미지 신호와 다른 컬러 이미지 신호의 비에 대한 것일 수 있다.
이어서, 계수 데이터 추출기(10)는 메모리 장치(40)에 계수 데이터(CD)를 저장할 수 있다. 계수 생성기(30)는 생성된 계수 데이터(CD)를 메모리 장치(40)에 제공할 수 있다. 메모리 장치(40)는 제공받은 계수 데이터(CD)를 저장할 수 있다. 여기서, 메모리 장치(40)는 계수 데이터(CD)가 계수 데이터 추출기(10)에 이용된 카메라 모듈(100)의 종류에 매칭되도록 저장할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(100)의 컬러 필터의 타입이 RGBW인 경우, RGBW인 경우에 생성된 계수 데이터(CD)를 저장할 수 있다. 하지만 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않는다.
도 7 내지 도 10을 참조하여 설명한 계수 데이터(CD)의 추출 방법은 카메라 모듈(100)의 검사 방법이 수행되기 전에 수행될 수 있다. 즉, 복수의 카메라 모듈(100)이 검사되어야 하는 경우, 대표적인 하나의 카메라 모듈(100)만의 계수 데이터(CD)를 추출할 수 있다. 그리고 이어서 복수의 카메라 모듈(100)이 계수 데이터(CD)를 이용하여 검사될 수 있다. 이에 따라서, 카메라 모듈 검사 장치(50)에 의한 검사 시간이 감소될 수 있고, 특정 이미지 신호를 RGB 이미지 신호로 변경하는 하드웨어가 없어도 카메라 모듈(100)은 검사될 수 있다. 즉, 카메라 모듈 검사 시스템(1)의 성능은 개선될 수 있다.
도 11 및 도 12는 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 13은 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 도 14 및 도 15는 도 11 내지 13의 카메라 모듈 검사 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 카메라 모듈 검사 시스템(1)에 포함되는 카메라 모듈 검사 장치(50)는 광원 방출기(51), 고정부(52) 및 연결부(53)를 포함할 수 있다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 카메라 모듈(100)은 카메라 모듈 검사 장치(50) 내에 수용될 수 있다. 즉, 카메라 모듈(100)은 외부로부터 카메라 모듈 검사 시스템(1)의 카메라 모듈 검사 장치(50)에 제공될 수 있다.
카메라 모듈(100)은 고정부(52) 상에 배치되고, 연결부(53)와 연결될 수 있다. 또한, 카메라 모듈(100)은 고정부(52) 상에 고정될 수 있다. 카메라 모듈(100)의 인터페이스 또는 커넥터는 카메라 모듈 검사 장치(50)의 연결부(53)와 연결되어, 데이터를 주고받을 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(100)로부터 출력된 이미지 신호(IS)는 연결부(53)에 전달될 수 있다. 또한, 이미지 신호(IS)는 연결부(53)를 통해 그레이 이미지 생성기(60)에 전달될 수 있다.
광원 방출기(51)는 고정부(52) 및 카메라 모듈(100)의 상부에 배치될 수 있다. 광원 방출기(51)는 카메라 모듈(100)에 대하여 광(L)을 방출할 수 있다(S210). 여기서 광(L)은 예를 들어 백색광을 포함할 수 있다. 카메라 모듈(100)는 입사되는 광(L)에 응답하여 이미지 신호(IS)를 출력할 수 있다.
그레이 이미지 생성기(60)는 카메라 모듈(100)로부터 생성되는 이미지 신호(IS) 및 메모리 장치(40)로부터의 계수 데이터(CD)를 수신할 수 있다(S211). 그레이 이미지 생성기(60)는 기존에 메모리 장치(40)에 저장된 계수 데이터(CD)를 제공받을 수 있다. 여기서 계수 데이터(CD)는 카메라 모듈 검사 장치(50)의 동작 이전에 생성되어 저장된 것일 수 있다.
본 실시예에서, 카메라 모듈 검사 장치(50)와 계수 데이터 추출기(10)가 분리되어 배치되는 것으로 도시되지만, 카메라 모듈 검사 장치(50)와 계수 데이터 추출기(10)는 하나의 장치에서 구현될 수 있다. 즉, 카메라 모듈 검사 장치(50)와 계수 데이터 추출기(10)의 동작은 동일한 환경에서 수행될 수 있다. 즉, 카메라 모듈 검사 장치(50)와 계수 데이터 추출기(10)에서 이용되는 광(L)은 동일할 수 있고, 카메라 모듈(100) 또한 동일할 수 있다. 하지만 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않는다.
그레이 이미지 생성기(60)는 이미지 신호(IS) 및 계수 데이터(CD)에 기초하여 그레이 이미지 신호(GIS)를 생성할 수 있다(S212). 즉, 그레이 이미지 생성기(60)는 계수 데이터(CD)를 이용하여 카메라 모듈(100)로부터 생성된 이미지 신호(IS)를 그레이 이미지 신호(GIS)로 변환시킬 수 있다. 여기서 그레이 이미지 생성기(60)로부터 생성된 이미지 신호는 그레이 이미지 신호(GIS)에 한정되지 않을 수 있다. 즉 그레이 이미지 생성기(60)는 다른 변환 패턴 이미지 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 그레이 이미지 생성기(60)는 계수 데이터(CD)를 이용하여 이미지 신호(IS)를 RGB 베이어 패턴 이미지 신호로 변환시킬 수도 있다. 하지만 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않는다.
도 14를 참조하면, 이미지 신호는 화이트 픽셀 값(W1 내지 W8), 그린 픽셀 값(G1 내지 G4), 블루 픽셀 값(B1 및 B2) 및 레드 픽셀 값(R1 및 R2)을 포함할 수 있다. 메모리 장치(40)에 저장된 계수 데이터(CD)는 블루 컬러 계수(XB1, XB2), 레드 컬러 계수(XR1, XR2), 그린 컬러 계수(XG1, XG2, XG3, XG4) 등을 포함할 수 있다. 여기서 블루 컬러 계수(XB1, XB2)는 블루 픽셀 값(B1 및 B2)에 대응될 수 있고, 레드 컬러 계수(XR1, XR2)는 레드 픽셀 값(R1 및 R2)에 대응될 수 있으며, 그린 컬러 계수(XG1, XG2, XG3, XG4)는 그린 픽셀 값(G1 내지 G4)에 대응될 수 있다.
그레이 이미지 신호(GIS)는 이미지 신호(IS)에 계수 데이터(CD)가 적용되어 생성될 수 있다. 예를 들어, 그레이 픽셀 값(Wg1)은 블루 픽셀 값(B1)과 블루 컬러 계수(XB1)에 기초하여 다음의 수학식 9에 따라 생성될 수 있다.
Figure pat00009
또한, 그레이 픽셀 값(Wg3)은 그린 픽셀 값(G1)과 그린 컬러 계수(XG1)에 기초하여 다음의 수학식 10에 따라 생성될 수 있다.
Figure pat00010
또한, 그레이 픽셀 값(Wg7)은 레드 픽셀 값(R1)과 레드 컬러 계수(XR1)에 기초하여 다음의 수학식 11에 따라 생성될 수 있다.
Figure pat00011
이에 따라서, 그레이 이미지 신호(GIS)는 이미지 신호(IS) 및 계수 데이터(CD)에 기초하여 생성될 수 있다. 그레이 이미지 신호(GIS)는 그레이 이미지를 포함할 수 있다. 즉, 원본 이미지를 갖는 이미지 신호(IS)는 그레이 이미지를 갖는 그레이 이미지 신호(GIS)로 변환될 수 있다. 그레이 이미지 신호(GIS)는 보정 데이터 생성기(70)에 제공될 수 있다.
기존의 보정 데이터 생성기(70)는 RGB 베이어 패턴의 이미지 신호 또는 그레이 이미지 신호를 처리할 수 있다. 하지만, 보정 데이터(CRD) 생성을 위해서, RGB 베이어 패턴의 이미지 신호 또는 그레이 이미지 신호가 아닌 이미지 신호를 해당 신호로 변환하는 하드웨어 등이 필요할 수 있다. 하지만, 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예에서, 기존에 저장된 계수 데이터(CD)를 이미지 신호(IS)에 적용하여 그레이 이미지 신호(GIS)가 생성될 수 있고, 보정 데이터 생성기(70)는 생성된 그레이 이미지 신호(GIS)에 기초하여 보정 데이터(CRD)를 생성할 수 있다.
보정 데이터 생성기(70)는 그레이 이미지 신호(GIS)의 그레이 이미지에 기초하여 보정 데이터(CRD)를 생성할 수 있다(S213).
보정 데이터 생성기(70)는 생성된 그레이 이미지 신호(GIS)에 대하여 쉐이딩 검사, 불량 픽셀 검사, FPN 검사 등을 수행할 수 있다. 보정 데이터 생성기(70)는 보다 많은 종류의 검사들을 수행할 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는 불량 픽셀 검사를 예로 들어 설명하도록 한다.
도 15를 참조하면, 그레이 이미지 신호(GIS)에서 그레이 픽셀 값(Wg4)에 해당되는 픽셀과 그레이 픽셀 값(Wg8)에 해당되는 픽셀이 불량 픽셀로 검사될 수 있다. 이에 따라서, 그레이 픽셀 값(Wg4)에 해당되는 픽셀은 불량 픽셀(BP1)로 표시될 수 있고, 그레이 픽셀 값(Wg8)에 해당되는 픽셀은 불량 픽셀(BP2)로 표시될 수 있다.
이에 따라서, 보정 데이터(CRD)는 어느 픽셀이 불량 픽셀인지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 보정 데이터(CRD)는 그레이 픽셀 값(Wg4)에 해당되는 픽셀이 불량 픽셀(BP1)이라는 표시를 포함할 수 있고, 그레이 픽셀 값(Wg8)에 해당되는 픽셀이 불량 픽셀(BP2)이라는 표시를 포함할 수 있다. 하지만 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않는다.
다시 도 12 및 도 13을 참조하면, 보정 데이터 생성기(70)는 카메라 모듈(100)에 보정 데이터(CRD)를 제공할 수 있다(S214). 보정 데이터 생성기(70)는 생성된 보정 데이터(CRD)를 메모리 장치(80)에 제공할 수 있다. 여기서 메모리 장치(80)는 DRAM 등의 휘발성 메모리 장치일 수도 있고, 플래쉬 메모리 등의 비휘발성 메모리 장치일 수도 있다. 또한, 메모리 장치(80)는 메모리 장치(40)와 동일할 수도 있다. 메모리 장치(80)로부터 독출된 보정 데이터(CRD)는 카메라 모듈(100)에 전달될 수 있다.
도 16 및 도 17은 몇몇 실시예에 따른 이미지 센싱 장치의 블록도이다.
도 2 및 16을 참조하면, 이미지 센싱 장치(300a)는 카메라 모듈(100) 및 어플리케이션 프로세서(AP)를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(100)의 메모리 장치(190)는 메모리 장치(80)로부터 보정 데이터(CRD)를 제공받을 수 있다. 메모리 장치(190)는 보정 데이터(CRD)를 저장할 수 있다. 메모리 장치(190)는 외부의 요청에 응답하여 보정 데이터(CRD)를 이미지 신호 프로세서(180)에 제공할 수 있다. 즉, 이미지 신호 프로세서(180)가 이미지 신호(IS)에 대하여 이미지 처리를 수행하는 경우에, 메모리 장치(190)에 저장된 보정 데이터(CRD)를 이용하여 이미지 신호(IS)를 보정할 수 있다. 즉, 카메라 모듈(100)은 카메라 모듈 검사 시스템(1)으로부터 생성된 보정 데이터(CRD)를 이용하여 이미지 신호(IS)를 보정함으로써 보다 화질이 개선된 이미지 신호(IS')를 출력할 수 있다.
보정된 이미지 신호(IS')는 어플리케이션 프로세서(AP)에 제공될 수 있다. 어플리케이션 프로세서(AP)는 제공받은 이미지 신호(IS')에 대하여 이미지 처리를 추가로 수행할 수 있다. 또한, 이미지 처리를 수행한 이미지 신호(IS')를 디스플레이를 통하여 출력할 수 있다.
하지만 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않고, 어플리케이션 프로세서(AP)는 이미지 신호(IS')를 그대로 디스플레이를 통하여 출력할 수도 있다.
도 17을 참조하면, 이미지 센싱 장치(300b)는 카메라 모듈(100) 및 어플리케이션 프로세서(AP)를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(100)의 이미지 신호 프로세서(180)는 메모리 장치(190)로부터 보정 데이터(CRD)를 제공받을 수 있다. 이미지 신호 프로세서(180)는 이미지 신호(IS)와 보정 데이터(CRD)를 어플리케이션 프로세서(AP)에 제공할 수 있다. 즉, 이미지 신호 프로세서(180)는 보정 데이터(CRD)를 이용하여 이미지 신호(IS)에 대한 이미지 처리를 수행하지 않을 수 있다. 어플리케이션 프로세서(AP)는 제공받은 보정 데이터(CRD)를 이용하여 이미지 신호(IS)에 대한 이미지 처리를 수행할 수 있다.
이하, 도 18 및 도 19를 참조하여 다른 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 시스템(1a)을 설명한다.
도 18은 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 시스템의 블록도이다. 도 19는 도 18의 카메라 모듈 검사 장치의 블록도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 17을 이용하여 설명한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.
도 18을 참조하면, 카메라 모듈 검사 시스템(1a)는 카메라 모듈 검사 장치(50')를 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 17을 참조하여 설명한 카메라 모듈 검사 시스템(1)이 계수 데이터 추출기(10)와 카메라 모듈 검사 장치(50)를 포함하는 것과 달리, 카메라 모듈 검사 시스템(1a)은 카메라 모듈 검사 장치(50')만을 포함할 수 있다. 여기서 계수 데이터 추출기(10)의 기능은 카메라 모듈 검사 장치(50')에 의해 구현될 수 있다.
카메라 모듈(100)은 카메라 모듈 검사 장치(50')에 수용될 수 있고, 카메라 모듈 검사 장치(50')의 동작 결과 출력된 보정 데이터(CRD)를 제공받을 수 있다.
도 19를 참조하면, 카메라 모듈 검사 장치(50')는 연결부(22), 계수 생성기(30), 메모리 장치(40), 그레이 이미지 생성기(60), 보정 데이터 생성기(70), 메모리 장치(80)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 17을 참조하여 설명한 계수 데이터 추출 과정과 카메라 모듈 검사 과정은 카메라 모듈 검사 장치(50')에 의하여 수행될 수 있다. 즉, 도 1 내지 조 17에서 계수 데이터 추출 과정과 카메라 모듈 검사 과정이 분리되어 설명된 것과 달리, 카메라 모듈 검사 장치(50')는 상기 과정들을 모두 수행할 수 있다.
카메라 모듈(100)로부터 출력된 이미지 신호(IS)가 계수 생성기(30)에 전달되고, 계수 생성기(30)는 계수 데이터(CD)를 생성할 수 있다. 이어서, 계수 생성기(30)는 계수 데이터(CD)를 메모리 장치(40)에 전달하고, 메모리 장치(40)는 계수 데이터(CD)를 저장할 수 있다.
후속되는 과정에서, 카메라 모듈(100)로부터 출력된 이미지 신호(IS)가 그레이 이미지 생성기(60)에 전달될 수 있다. 또한, 메모리 장치(40)로부터 출력된 계수 데이터(CD)는 그레이 이미지 생성기(60)에 전달될 수 있다. 그레이 이미지 생성기(60)는 계수 데이터(CD)를 이용하여 이미지 신호(IS)를 그레이 이미지 신호(GIS)로 변환시킬 수 있다. 보정 데이터 생성기(70)는 생성된 그레이 이미지 신호(GIS)에 기초하여 보정 데이터(CRD)를 생성할 수 있고, 생성된 보정 데이터(CRD)는 메모리 장치(80)에 저장될 수 있다. 또한, 보정 데이터(CRD)는 카메라 모듈(100)에 전달되어 저장될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 장치(50')에서 계수 데이터 추출 과정과 카메라 모듈 검사 과정은 동일한 환경에서 수행될 수 있다. 즉, 계수 데이터(CD)는 동일한 환경에서 그레이 이미지 생성기(60)의 그레이 이미지 생성 시에 사용될 수 있다.
이하, 도 20을 참조하여 다른 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 시스템(1b)을 설명한다.
도 20은 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 시스템의 블록도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 17을 이용하여 설명한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.
도 20을 참조하면, 카메라 모듈 검사 시스템(1b)은 복수의 카메라 모듈들(100, 100_1, 100_2, 100_3)을 수용할 수 있다. 예를 들어, 계수 데이터 추출기(10)는 카메라 모듈(100)을 수용할 수 있고, 카메라 모듈 검사 장치(50)는 복수의 카메라 모듈들(100, 100_1, 100_2, 100_3)을 수용할 수 있다.
먼저, 계수 데이터 추출기(10)는 카메라 모듈(100)을 수용하여, 이에 대하여 계수 데이터(CD)를 추출할 수 있다. 계수 데이터(CD)는 카메라 모듈 검사 장치(50)에 전달될 수 있다.
이어서 카메라 모듈 검사 장치(50)는 사용된 카메라 모듈(100)을 수용하고, 카메라 모듈(100)로부터 출력되는 이미지 신호(IS)와 계수 데이터(CD)를 이용하여 보정 데이터(CRD)를 출력하고, 보정 데이터(CRD)를 카메라 모듈(100)에 제공할 수 있다.
또한, 계수 데이터(CD)가 카메라 모듈 검사 장치(50)에 제공된 후에, 복수의 카메라 모듈들(100_1, 100_2, 100_3)이 카메라 모듈 검사 장치(50)에 수용될 수 있다. 여기서 복수의 카메라 모듈들(100_1, 100_2, 100_3)은 한번에 수용될 수도 있고, 순차적으로 수용될 수도 있다.
예를 들어, 카메라 모듈(100_1)이 카메라 모듈 검사 장치(50)에 수용되고, 카메라 모듈(100_1)로부터 출력된 이미지 신호와 저장된 계수 데이터(CD)를 이용하여 보정 데이터(CRD_1)가 생성될 수 있다. 보정 데이터(CRD_1)는 카메라 모듈(100_1)에 제공되어 저장될 수 있다.
카메라 모듈(100_2)이 카메라 모듈 검사 장치(50)에 수용되고, 카메라 모듈(100_2)로부터 출력된 이미지 신호와 저장된 계수 데이터(CD)를 이용하여 보정 데이터(CRD_2)가 생성될 수 있다. 보정 데이터(CRD_2)는 카메라 모듈(100_2)에 제공되어 저장될 수 있다.
카메라 모듈(100_3)이 카메라 모듈 검사 장치(50)에 수용되고, 카메라 모듈(100_3)로부터 출력된 이미지 신호와 저장된 계수 데이터(CD)를 이용하여 보정 데이터(CRD_3)가 생성될 수 있다. 보정 데이터(CRD_3)는 카메라 모듈(100_3)에 제공되어 저장될 수 있다.
여기서, 복수의 카메라 모듈들(100_1, 100_2, 100_3)의 이미지 센서의 컬러 필터의 패턴은 카메라 모듈(100)의 이미지 센서의 컬러 필터의 패턴과 동일할 수 있다. 또한, 각각의 보정 데이터(CRD, CRD_1, CRD_2, CRD_3)는 서로 다를 수 있다. 하지만 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않는다.
계수 데이터(CD)가 추출된 이후에, 복수의 카메라 모듈들(100_1, 100_2, 100_3)에 대한 카메라 모듈 검사가 수행됨으로써, 카메라 모듈 검사에 소모되는 시간은 감소될 수 있다. 즉, 보다 효율적인 카메라 모듈 검사가 수행될 수 있다.
이하, 도 21 및 도 22를 참조하여 다른 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 시스템(1c)을 설명한다.
도 21은 몇몇 실시예에 따른 카메라 모듈 검사 시스템의 블록도이다. 도 22는 도 21의 카메라 모듈 검사 시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 17을 이용하여 설명한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.
도 21을 참조하면, 카메라 모듈 검사 시스템(1c)은 계수 데이터 추출기(10), 카메라 모듈 검사 장치(50) 및 카메라 모듈 분류기(90)를 포함할 수 있다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 계수 데이터 추출기(10)는 카메라 모듈들(100a, 100b, 100c)을 수용할 수 있다(S220). 계수 데이터 추출기(10)는 카메라 모듈들(100a, 100b, 100c)의 계수 데이터(CD1, CD2, CD3)를 추출하고, 추출한 계수 데이터(CD1, CD2, CD3)를 저장할 수 있다(S221). 또한, 계수 데이터 추출기(10)는 계수 데이터(CD1, CD2, CD3)를 카메라 모듈 검사 장치(50)에 제공할 수 있다.
여기서, 각각의 카메라 모듈들(100a, 100b, 100c)은 서로 다른 카메라 모듈일 수 있다. 예를 들어, 각각의 카메라 모듈들(100a, 100b, 100c)에 포함되는 컬러 필터의 패턴은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(100a)의 컬러 필터의 패턴은 RGBW일 수 있고, 카메라 모듈(100b)의 컬러 필터의 패턴은 RYYB일 수 있고, 카메라 모듈(100c)의 컬러 필터의 패턴은 CMY일 수 있다. 따라서, 각각의 계수 데이터(CD1, CD2, CD3) 또한 서로 다를 수 있다. 하지만 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예는 이에 제한되지 않는다.
카메라 모듈 검사 장치(50)는 하나의 카메라 모듈을 수용할 수 있다(S222). 여기서 카메라 모듈은 카메라 모듈 분류기(90)에 의하여 제공될 수 있다.
카메라 모듈 분류기(90)는 복수의 카메라 모듈들(100a, 100b, 100c)을 수용할 수 있다. 카메라 모듈 분류기(90)는 카메라 모듈들(100a, 100b, 100c) 중 하나의 카메라 모듈을 카메라 모듈 분류기(90)에 제공할 수 있다.
카메라 모듈 검사 장치(50)는 제공받은 카메라 모듈이 계수 데이터가 추출된 카메라 모듈에 대응되는지 판단할 수 있다(S223). 예를 들어, 카메라 모듈 검사 장치(50)가 카메라 모듈(100a)을 제공받은 경우, 카메라 모듈 검사 장치(50)는 계수 데이터(CD1)을 이에 대응시킬 수 있다.
카메라 모듈(100a)이 계수 데이터가 추출된 카메라 모듈(100a)에 대응되는 경우(S223-Y), 카메라 모듈 검사 장치(50)는 계수 데이터(CD1)에 기초하여 카메라 모듈(100a)을 검사할 수 있다(S224). 즉, 카메라 모듈 검사 장치(50)는 카메라 모듈(100a)로부터 출력된 이미지 신호(IS)를 계수 데이터(CD1)를 이용하여 변환시킬 수 있다.
카메라 모듈 검사 장치(50)는 생성된 그레이 이미지 신호(GIS)를 이용하여 보정 데이터(CRD1)를 생성할 수 있다(S225). 만약 카메라 모듈(100b)가 검사되는 경우 보정 데이터(CRD2)가 생성될 수 있고, 카메라 모듈(100c)가 검사되는 경우 보정 데이터(CRD3)가 생성될 수 있다.
이어서 카메라 모듈 검사 장치(50)는 보정 데이터(CRD1, CRD2, CRD3)를 카메라 모듈들(100a, 100b, 100c)에 제공할 수 있다(S226). 예를 들어, 카메라 모듈 검사 장치(50)는 보정 데이터(CRD1, CRD2, CRD3)를 카메라 모듈 분류기(90)에 제공할 수 있다. 이어서, 카메라 모듈 분류기(90)는 카메라 모듈(100a)에 보정 데이터(CRD1)를 제공할 수 있고, 카메라 모듈(100b)에 보정 데이터(CRD2)를 제공할 수 있고, 카메라 모듈 분류기(90)는 카메라 모듈(100b)에 보정 데이터(CRD3)를 제공할 수 있다.
이를 통해, 카메라 모듈 검사 시스템(1c)은 효율적으로 각각의 카메라 모듈들(100a, 100b, 100c)에 보정 데이터(CRD1, CRD2, CRD3) 저장시킬 수 있다.
이하, 도 23 및 도 24를 참조하여 다른 몇몇 실시예에 따른 전자 장치(2000)를 설명한다.
도 23은 몇몇 실시예에 따른 멀티 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 도 24는 도 23의 카메라 모듈의 상세 블록도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1 내지 도 22를 이용하여 설명한 것과 중복되는 부분은 간략히 설명하거나 생략한다.
도 23을 참조하면, 전자 장치(2000)는 카메라 모듈 그룹(2100), 어플리케이션 프로세서(2200), PMIC(2300), 외부 메모리(2400) 및 디스플레이(2500)를 포함할 수 있다.
카메라 모듈 그룹(2100)은 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c)을 포함할 수 있다. 비록 도면에는 3개의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c)이 배치된 실시예가 도시되어 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 카메라 모듈 그룹(2100)은 2개의 카메라 모듈만을 포함하도록 변형되어 실시될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 카메라 모듈 그룹(2100)은 n개(n은 4 이상의 자연수)의 카메라 모듈을 포함하도록 변형되어 실시될 수도 있다.
여기서 3개의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 중 하나는 도 1 내지 도 22를 이용하여 설명한 카메라 모듈(100)을 포함할 수 있다. 즉, 카메라 모듈 검사 시스템(1, 1a, 1b, 1c)에 의해 검사가 수행된 카메라 모듈(100)이 전자 장치(2000)에 배치될 수 있다.
이하, 도 24를 참조하여, 카메라 모듈(2100b)의 상세 구성에 대해 보다 구체적으로 설명할 것이나, 이하의 설명은 실시예에 따라 다른 카메라 모듈들(2100a, 2100c)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 24를 참조하면, 카메라 모듈(2100b)은 프리즘(2105), 광학 경로 폴딩 요소(Optical Path Folding Element, 이하, ˝OPFE˝)(2110), 액츄에이터(2130), 이미지 센싱 장치(2140) 및 저장부(2150)를 포함할 수 있다.
프리즘(2105)은 광 반사 물질의 반사면(2107)을 포함하여 외부로부터 입사되는 광(L)의 경로를 변형시킬 수 있다.
몇몇 실시예에서, 프리즘(2105)은 제1 방향(X)으로 입사되는 광(L)의 경로를 제1 방향(X)에 수직인 제2 방향(Y)으로 변경시킬 수 있다. 또한, 프리즘(2105)은 광 반사 물질의 반사면(2107)을 중심축(2106)을 중심으로 A방향으로 회전시키거나, 중심축(2106)을 B방향으로 회전시켜 제1 방향(X)으로 입사되는 광(L)의 경로를 수직인 제2 방향(Y)으로 변경시킬 수 있다. 이때, OPFE(2110)도 제1 방향(X)및 제2 방향(Y)과 수직인 제3 방향(Z)로 이동할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 도시된 것과 같이, 프리즘(2105)의 A방향 최대 회전 각도는 플러스(+) A방향으로는 15도(degree)이하이고, 마이너스(-) A방향으로는 15도보다 클 수 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다.
몇몇 실시예에서, 프리즘(2105)은 플러스(+) 또는 마이너스(-) B방향으로 20도 내외, 또는 10도에서 20도, 또는 15도에서 20도 사이로 움직일 수 있고, 여기서, 움직이는 각도는 플러스(+) 또는 마이너스(-) B방향으로 동일한 각도로 움직이거나, 1도 내외의 범위로 거의 유사한 각도까지 움직일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 프리즘(2105)은 광 반사 물질의 반사면(2106)을 중심축(2106)의 연장 방향과 평행한 제3 방향(예를 들어, Z방향)으로 이동할 수 있다.
OPFE(2110)는 예를 들어 m(여기서, m은 자연수)개의 그룹으로 이루어진 광학 렌즈를 포함할 수 있다. m개의 렌즈는 제2 방향(Y)으로 이동하여 카메라 모듈(2100b)의 광학 줌 배율(optical zoom ratio)을 변경할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(2100b)의 기본 광학 줌 배율을 Z라고할 때, OPFE(2110)에 포함된 m개의 광학 렌즈를 이동시킬 경우, 카메라 모듈(2100b)의 광학 줌 배율은 3Z 또는 5Z 이상의 광학 줌 배율로 변경될 수 있다.
액츄에이터(2130)는 OPFE(2110) 또는 광학 렌즈(이하, 광학 렌즈로 지칭)를 특정 위치로 이동시킬 수 있다. 예를 들어 액츄에이터(2130)는 정확한 센싱을 위해 이미지 센서(2142)가 광학 렌즈의 초점 거리(focal length)에 위치하도록 광학 렌즈의 위치를 조정할 수 있다.
이미지 센싱 장치(2140)는 이미지 센서(2142), 제어 로직(2144) 및 메모리(2146)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(2142)는 광학 렌즈를 통해 제공되는 광(L)을 이용하여 센싱 대상의 이미지를 센싱할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이미지 센서(2142)는 앞서 설명한 이미지 센서(101)를 포함할 수 있다.
제어 로직(2144)은 카메라 모듈(2100b)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 로직(2144)은 제어 신호 라인(CSLb)을 통해 제공된 제어 신호에 따라 카메라 모듈(2100b)의 동작을 제어할 수 있다.
메모리(2146)는 보정 데이터(2147)와 같은 카메라 모듈(2100b)의 동작에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 보정 데이터(2147)는 카메라 모듈(2100b)이 외부로부터 제공된 광(L)을 이용하여 이미지 데이터를 생성하는데 필요한 정보를 포함할 수 있다. 보정 데이터(2147)는 예를 들어, 앞서 설명한 회전도(degree of rotation)에 관한 정보, 초점 거리(focal length)에 관한 정보, 광학 축(optical axis)에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. 카메라 모듈(2100b)이 광학 렌즈의 위치에 따라 초점 거리가 변하는 멀티 스테이트(multi state) 카메라 형태로 구현될 경우, 보정 데이터(2147)는 광학 렌즈의 각 위치별(또는 스테이트별) 초점 거리 값과 오토 포커싱(auto focusing)과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 여기서 메모리(2146)는 앞서 설명한 카메라 모듈(100)의 메모리 장치(190)를 포함할 수 있고, 보정 데이터(2147)는 메모리 장치(190)에 저장되는 보정 데이터(CRD)를 포함할 수 있다.
저장부(2150)는 이미지 센서(2142)를 통해 센싱된 이미지 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(2150)는 이미지 센싱 장치(2140)의 외부에 배치될 수 있으며, 이미지 센싱 장치(2140)를 구성하는 센서 칩과 스택된(stacked) 형태로 구현될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 저장부(2150)는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)으로 구현될 수 있으나 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다. 저장부(2150)는 하부 칩(300)에 의해 구현될 수 있다.
도 23과 도 24를 함께 참조하면, 몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 각각은 액추에이터(2130)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 각각은 그 내부에 포함된 액추에이터(2130)의 동작에 따른 서로 동일하거나 서로 다른 보정 데이터(2147)를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 중 하나의 카메라 모듈(예를 들어, 2100b)은 앞서 설명한 프리즘(2105)과 OPFE(2110)를 포함하는 폴디드 렌즈(folded lens) 형태의 카메라 모듈이고, 나머지 카메라 모듈들(예를 들어, 2100a, 2100c)은 프리즘(2105)과 OPFE(2110)가 포함되지 않은 버티칼(vertical) 형태의 카메라 모듈일 수 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다.
몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 중 하나의 카메라 모듈(예를 들어, 2100c)은 예를 들어, IR(Infrared Ray)을 이용하여 깊이(depth) 정보를 추출하는 버티컬 형태의 깊이 카메라(depth camera)일 수 있다. 이 경우, 어플리케이션 프로세서(1200)는 이러한 깊이 카메라로부터 제공받은 이미지 데이터와 다른 카메라 모듈(예를 들어, 2100a 또는 2100b)로부터 제공받은 이미지 데이터를 병합(merge)하여 3차원 깊이 이미지(3D depth image)를 생성할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 중 적어도 두 개의 카메라 모듈(예를 들어, 2100a, 2100c)은 서로 다른 관측 시야(Field of View, 시야각)를 가질 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 중 적어도 두 개의 카메라 모듈(예를 들어, 2100a, 2100c)의 광학 렌즈가 서로 다를 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 각각의 시야각은 서로 다를 수 있다. 이 경우, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 각각에 포함된 광학 렌즈 역시 서로 다를 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
몇몇 실시예에서, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 각각은 서로 물리적으로 분리되어 배치될 수 있다. 즉, 하나의 이미지 센서(2142)의 센싱 영역을 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c)이 분할하여 사용하는 것이 아니라, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c) 각각의 내부에 독립적인 이미지 센서(2142)가 배치될 수 있다.
다시 도 23을 참조하면, 어플리케이션 프로세서(2200)는 이미지 처리 장치(2210), 메모리 컨트롤러(2220), 내부 메모리(2230)를 포함할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(2200)는 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c)과 분리되어 구현될 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션 프로세서(2200)와 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c)은 별도의 반도체 칩으로 서로 분리되어 구현될 수 있다.
이미지 처리 장치(2210)는 복수의 서브 이미지 프로세서(2212a, 2212b, 2212c), 이미지 생성기(2214) 및 카메라 모듈 컨트롤러(2216)를 포함할 수 있다.
이미지 처리 장치(2210)는 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c)의 개수에 대응하는 개수의 복수의 서브 이미지 프로세서(2212a, 2212b, 2212c)를 포함할 수 있다.
각각의 카메라 모듈(2100a, 2100b, 2100c)로부터 생성된 이미지 데이터는 서로 분리된 이미지 신호 라인(ISLa, ISLb, ISLc)를 통해 대응되는 서브 이미지 프로세서(2212a, 2212b, 2212c)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(2100a)로부터 생성된 이미지 데이터는 이미지 신호 라인(ISLa)을 통해 서브 이미지 프로세서(2212a)에 제공되고, 카메라 모듈(2100b)로부터 생성된 이미지 데이터는 이미지 신호 라인(ISLb)을 통해 서브 이미지 프로세서(2212b)에 제공되고, 카메라 모듈(2100c)로부터 생성된 이미지 데이터는 이미지 신호 라인(ISLc)을 통해 서브 이미지 프로세서(2212c)에 제공될 수 있다. 이러한 이미지 데이터 전송은 예를 들어, MIPI(Mobile Industry Processor Interface)에 기반한 카메라 직렬 인터페이스(CSI; Camera Serial Interface)를 이용하여 수행될 수 있으나, 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 몇몇 실시예에서, 하나의 서브 이미지 프로세서가 복수의 카메라 모듈에 대응되도록 배치될 수도 있다. 예를 들어, 서브 이미지 프로세서(2212a)와 서브 이미지 프로세서(2212c)가 도시된 것처럼 서로 분리되어 구현되는 것이 아니라 하나의 서브 이미지 프로세서로 통합되어 구현되고, 카메라 모듈(2100a)과 카메라 모듈(2100c)로부터 제공된 이미지 데이터는 선택 소자(예를 들어, 멀티플렉서) 등을 통해 선택된 후, 통합된 서브 이미지 프로세서에 제공될 수 있다.
각각의 서브 이미지 프로세서(2212a, 2212b 및 2212c)에 제공된 이미지 데이터는 이미지 생성기(2214)에 제공될 수 있다. 이미지 생성기(2214)는 이미지 생성 정보(Generating Information) 또는 모드 신호(Mode Signal)에 따라 각각의 서브 이미지 프로세서(2212a, 2212b 및 2212c)로부터 제공된 이미지 데이터를 이용하여 출력 이미지를 생성할 수 있다.
구체적으로, 이미지 생성기(2214)는 이미지 생성 정보 또는 모드 신호에 따라, 서로 다른 시야각을 갖는 카메라 모듈들(2100a, 2100b 및 2100c)로부터 생성된 이미지 데이터 중 적어도 일부를 병합(merge)하여 출력 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 이미지 생성기(2214)는 이미지 생성 정보 또는 모드 신호에 따라, 서로 다른 시야각을 갖는 카메라 모듈들(2100a, 2100b 및 2100c)로부터 생성된 이미지 데이터 중 어느 하나를 선택하여 출력 이미지를 생성할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 이미지 생성 정보는 줌 신호(zoom signal or zoom factor)를 포함할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 모드 신호는 예를 들어, 유저(user)로부터 선택된 모드에 기초한 신호일 수 있다.
이미지 생성 정보가 줌 신호(줌 팩터)이고, 각각의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)이 서로 다른 관측 시야(시야각)를 갖는 경우, 이미지 생성기(2214)는 줌 신호의 종류에 따라 서로 다른 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 줌 신호가 제1 신호일 경우, 카메라 모듈(2100a)로부터 출력된 이미지 데이터와 카메라 모듈(2100c)로부터 출력된 이미지 데이터를 병합한 후, 병합된 이미지 신호와 병합에 사용하지 않은 카메라 모듈(2100b)로부터 출력된 이미지 데이터를 이용하여, 출력 이미지를 생성할 수 있다. 만약, 줌 신호가 제1 신호와 다른 제2 신호일 경우, 이미지 생성기(2214)는 이러한 이미지 데이터 병합을 수행하지 않고, 각각의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)로부터 출력된 이미지 데이터 중 어느 하나를 선택하여 출력 이미지를 생성할 수 있다. 하지만 실시예들이 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 이미지 데이터를 처리하는 방법은 얼마든지 변형되어 실시될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 이미지 생성기(2214)는 복수의 서브 이미지 프로세서(2212a, 2212b 및 2212c) 중 적어도 하나로부터 노출 시간이 상이한 복수의 이미지 데이터를 수신하고, 복수의 이미지 데이터에 대하여 HDR(high dynamic range) 처리를 수행함으로서, 다이나믹 레인지가 증가된 병합된 이미지 데이터를 생성할 수 있다.
카메라 모듈 컨트롤러(2216)는 각각의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)에 제어 신호를 제공할 수 있다. 카메라 모듈 컨트롤러(2216)로부터 생성된 제어 신호는 서로 분리된 제어 신호 라인(CSLa, CSLb 및 CSLc)를 통해 대응되는 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)에 제공될 수 있다.
복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c) 중 어느 하나는 줌 신호를 포함하는 이미지 생성 정보 또는 모드 신호에 따라 마스터(master) 카메라(예를 들어, 2100a)로 지정되고, 나머지 카메라 모듈들(예를 들어, 2100b 및 2100c)은 슬레이브(slave) 카메라로 지정될 수 있다. 이러한 정보는 제어 신호에 포함되어, 서로 분리된 제어 신호 라인(CSLa, CSLb 및 CSLc)를 통해 대응되는 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)에 제공될 수 있다.
줌 팩터 또는 동작 모드 신호에 따라 마스터 및 슬레이브로서 동작하는 카메라 모듈이 변경될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(2100a)의 시야각이 카메라 모듈(2100c)의 시야각보다 넓고, 줌 팩터가 낮은 줌 배율을 나타낼 경우, 카메라 모듈(2100c)이 마스터로서 동작하고, 카메라 모듈(2100a)이 슬레이브로서 동작할 수 있다. 반대로, 줌 팩터가 높은 줌 배율을 나타낼 경우, 카메라 모듈(2100a)이 마스터로서 동작하고, 카메라 모듈(2100c)이 슬레이브로서 동작할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 카메라 모듈 컨트롤러(2216)로부터 각각의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)에 제공되는 제어 신호는 싱크 인에이블 신호(sync enable) 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(2100b)이 마스터 카메라이고, 카메라 모듈들(2100a, 2100c)이 슬레이브 카메라인 경우, 카메라 모듈 컨트롤러(2216)는 카메라 모듈(2100b)에 싱크 인에이블 신호를 전송할 수 있다. 이러한 싱크 인에이블 신호를 제공받은 카메라 모듈(2100b)은 제공받은 싱크 인에이블 신호를 기초로 싱크 신호(sync signal)를 생성하고, 생성된 싱크 신호를 싱크 신호 라인(SSL)을 통해 카메라 모듈들(2100a 및 2100c)에 제공할 수 있다. 카메라 모듈(2100b)과 카메라 모듈들(2100a 및 2100c)은 이러한 싱크 신호에 동기화되어 이미지 데이터를 어플리케이션 프로세서(2200)에 전송할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 카메라 모듈 컨트롤러(2216)로부터 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)에 제공되는 제어 신호는 모드 신호에 따른 모드 정보를 포함할 수 있다. 이러한 모드 정보에 기초하여 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)은 센싱 속도와 관련하여 제1 동작 모드 및 제2 동작 모드로 동작할 수 있다.
복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)은 제1 동작 모드에서, 제1 속도로 이미지 신호를 생성(예를 들어, 제1 프레임 레이트의 이미지 신호를 생성)하여 이를 제1 속도보다 높은 제2 속도로 인코딩(예를 들어, 제1 프레임 레이트보다 높은 제2 프레임 레이트의 이미지 신호를 인코딩)하고, 인코딩된 이미지 신호를 어플리케이션 프로세서(2200)에 전송할 수 있다. 이때, 제2 속도는 제1 속도의 30배 이하일 수 있다.
어플리케이션 프로세서(2200)는 수신된 이미지 신호, 다시 말해서 인코딩된 이미지 신호를 내부에 구비되는 메모리(2230) 또는 어플리케이션 프로세서(2200) 외부의 스토리지(2400)에 저장하고, 이후, 메모리(2230) 또는 스토리지(2400)로부터 인코딩된 이미지 신호를 독출하여 디코딩하고, 디코딩된 이미지 신호에 기초하여 생성되는 이미지 데이터를 디스플레이할 수 있다. 예컨대 이미지 처리 장치(2210)의 복수의 서브 프로세서(2212a, 2212b, 2212c) 중 대응하는 서브 프로세서가 디코딩을 수행할 수 있으며, 또한 디코딩된 이미지 신호에 대하여 이미지 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어 디스플레이(2500)에 디코딩된 이미지 신호에 기초하여 생성되는 이미지 데이터가 디스플레이될 수 있다.
복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)은 제2 동작 모드에서, 제1 속도보다 낮은 제3 속도로 이미지 신호를 생성(예를 들어, 제1 프레임 레이트보다 낮은 제3 프레임 레이트의 이미지 신호를 생성)하고, 이미지 신호를 어플리케이션 프로세서(2200)에 전송할 수 있다. 어플리케이션 프로세서(2200)에 제공되는 이미지 신호는 인코딩되지 않은 신호일 수 있다. 어플리케이션 프로세서(2200)는 수신되는 이미지 신호에 대하여 이미지 처리를 수행하거나 또는 이미지 신호를 메모리(2230) 또는 스토리지(2400)에 저장할 수 있다.
PMIC(2300)는 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c) 각각에 전력, 예컨대 전원 전압을 공급할 수 있다. 예를 들어, PMIC(2300)는 어플리케이션 프로세서(2200)의 제어 하에, 파워 신호 라인(PSLa)을 통해 카메라 모듈(2100a)에 제1 전력을 공급하고, 파워 신호 라인(PSLb)을 통해 카메라 모듈(2100b)에 제2 전력을 공급하고, 파워 신호 라인(PSLc)을 통해 카메라 모듈(2100c)에 제3 전력을 공급할 수 있다.
PMIC(2300)는 어플리케이션 프로세서(2200)로부터의 전력 제어 신호(PCON)에 응답하여, 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c) 각각에 대응하는 전력을 생성하고, 또한 전력의 레벨을 조정할 수 있다. 전력 제어 신호(PCON)는 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c)의 동작 모드 별 전력 조정 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 동작 모드는 저전력 모드(low power mode)를 포함할 수 있으며, 이때, 전력 제어 신호(PCON)는 저전력 모드로 동작하는 카메라 모듈 및 설정되는 전력 레벨에 대한 정보를 포함할 수 있다. 복수의 카메라 모듈(2100a, 2100b 및 2100c) 각각에 제공되는 전력들의 레벨은 서로 동일하거나 또는 서로 상이할 수 있다. 또한, 전력의 레벨은 동적으로 변경될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 카메라 모듈 검사 시스템 10: 계수 데이터 추출기
30: 계수 생성기 40: 메모리 장치
50: 카메라 모듈 검사 장치 60: 그레이 이미지 생성기
70: 보정 데이터 생성기 80: 메모리 장치
100: 카메라 모듈

Claims (20)

  1. 카메라 모듈을 수용하는 계수 데이터 추출기; 및
    상기 카메라 모듈을 수용하여, 상기 카메라 모듈에 대한 테스트를 수행하는 검사 장치를 포함하고,
    상기 계수 데이터 추출기는,
    상기 카메라 모듈로부터 출력된 이미지 신호를 제공받고, 상기 이미지 신호에 포함된 제1 컬러 이미지 신호 및 제2 컬러 이미지 신호의 비(ratio)에 대한 계수 데이터(coefficient data)를 생성하는 계수 생성기; 및
    상기 생성된 계수 데이터를 저장하는 메모리 장치를 포함하고,
    상기 검사 장치는,
    상기 카메라 모듈로부터의 이미지 신호 및 상기 메모리 장치로부터의 계수 데이터를 제공받고, 상기 이미지 신호 및 상기 계수 데이터에 기초하여 변환 패턴(converted pattern) 이미지 신호를 생성하는 이미지 생성기; 및
    상기 변환 패턴 이미지 신호에 대한 보정 데이터를 생성하는 보정 데이터 생성기를 포함하는 카메라 모듈 검사 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 컬러 이미지 신호는 화이트 컬러 픽셀 값을 포함하고,
    상기 제2 컬러 이미지 신호는 레드 컬러 픽셀 값, 그린 컬러 픽셀 값 및 블루 컬러 픽셀 값 중 적어도 하나를 포함하는 카메라 모듈 검사 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 이미지 생성기는 상기 제2 컬러 이미지 신호에 포함된 픽셀 값에 상기 계수 데이터를 곱하여 그레이 픽셀 값을 생성하고,
    상기 변환 패턴 이미지 신호는 상기 그레이 픽셀 값을 포함하는 카메라 모듈 검사 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 변환 패턴 이미지 신호는 상기 이미지 신호에 포함된 제1 컬러 이미지 신호를 포함하는 카메라 모듈 검사 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 카메라 모듈은 컬러 필터를 통해 투과된 빛에 응답하여 상기 이미지 신호를 출력하는 카메라 모듈 검사 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 컬러 필터의 패턴은 RGB 베이어 패턴을 포함하지 않는 카메라 모듈 검사 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 보정 데이터 생성기는 RGB 베이어 패턴을 갖는 이미지 신호를 처리하는 카메라 모듈 검사 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 카메라 모듈은 상기 보정 데이터 생성기로부터 생성된 보정 데이터를 저장하는 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 카메라 모듈 검사 장치.
  9. 제1 배열을 갖는 제1 컬러 필터를 투과한 빛을 센싱하여 출력된 제1 컬러 이미지 신호와 제2 컬러 이미지 신호의 비(ratio)를 기초로 생성된 제1 계수 데이터와 상기 제1 배열과 다른 제2 배열을 갖는 제2 컬러 필터를 투과한 빛을 센싱하여 출력된 제3 컬러 이미지 신호와 제4 컬러 이미지 신호의 비를 기초로 생성된 제2 계수 데이터가 저장된 메모리; 및
    카메라 모듈의 이미지 센서에 포함된 컬러 필터의 배열을 기초로 상기 제1 및 제2 계수 데이터 중 어느 하나를 선택하여 상기 이미지 센서로부터 출력된 이미지를 변환하는 이미지 변환 장치를 포함하는 카메라 모듈 검사 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 카메라 모듈의 이미지 센서에 포함된 컬러 필터의 배열이 제1 배열을 갖는 경우, 상기 이미지 변환 장치는 상기 이미지 센서로부터 출력된 이미지를 상기 제1 계수 데이터를 이용하여 변환하는 카메라 모듈 검사 장치.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 변환된 이미지는 그레이 이미지를 포함하는 카메라 모듈 검사 장치.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 컬러 필터의 상기 제1 배열은 RGBW 베이어 패턴을 포함하는 카메라 모듈 검사 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1 컬러 이미지 신호는 화이트 컬러 픽셀 값을 포함하고,
    상기 제2 컬러 이미지 신호는 레드 컬러 픽셀 값, 그린 컬러 픽셀 값 및 블루 컬러 픽셀 값 중 적어도 하나를 포함하는 카메라 모듈 검사 장치.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 배열은 RGB 베이어 패턴을 포함하지 않는 카메라 모듈 검사 장치.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 변환된 이미지에 대한 보정 데이터를 생성하는 보정 데이터 생성기를 더 포함하고,
    상기 생성된 보정 데이터는 상기 카메라 모듈에 전달되는 카메라 모듈 검사 장치.
  16. 제1 카메라 모듈에 빛을 제공하고,
    상기 빛에 응답하여 상기 제1 카메라 모듈로부터 출력된 제1 이미지 신호를 수신하고,
    상기 제1 이미지 신호에 포함된 제1 컬러 이미지 신호 및 제2 컬러 이미지 신호의 비에 대한 계수 데이터를 생성하고,
    상기 생성된 계수 데이터를 저장하고,
    제2 카메라 모듈에 빛을 제공하고,
    상기 빛에 응답하여 상기 제2 카메라 모듈로부터 출력된 제2 이미지 신호와 상기 저장된 계수 데이터를 수신하고,
    상기 제2 이미지 신호 및 상기 계수 데이터에 기초하여 제1 변환 패턴 이미지 신호를 생성하고,
    상기 제1 변환 패턴 이미지 신호에 대한 제1 보정 데이터를 생성하는 것을 포함하는 카메라 모듈 검사 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 카메라 모듈에 포함된 제1 컬러 필터는 상기 제2 카메라 모듈에 포함된 제2 컬러 필터와 동일한 카메라 모듈 검사 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 보정 데이터를 상기 제2 카메라 모듈에 전달하는 것을 더 포함하는 카메라 모듈 검사 방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    제3 카메라 모듈에 빛을 제공하고,
    상기 빛에 응답하여 상기 제3 카메라 모듈로부터 출력된 제3 이미지 신호와 상기 저장된 계수 데이터를 수신하고,
    상기 제3 이미지 신호 및 상기 계수 데이터에 기초하여 제2 변환 패턴 이미지 신호를 생성하고,
    상기 제2 변환 패턴 이미지 신호에 대한 제2 보정 데이터를 생성하고,
    상기 제2 보정 데이터를 상기 제3 카메라 모듈에 전달하는 것을 더 포함하는 카메라 모듈 검사 방법.
  20. 제1 컬러 필터를 갖는 제1 카메라 모듈을 준비하고,
    상기 제1 카메라 모듈로부터 상기 제1 컬러 필터를 투과한 빛을 센싱하여 출력된 제1 이미지 신호를 제공받고,
    상기 제1 이미지 신호에 포함된 복수의 컬러 이미지 신호들의 비에 대한 제1 계수 데이터를 생성하고,
    상기 제1 계수 데이터를 저장하고,
    제2 컬러 필터를 갖는 제2 카메라 모듈을 준비하고,
    상기 제2 컬러 필터가 상기 제1 컬러 필터에 매칭되는지 확인하고,
    상기 제2 컬러 필터가 상기 제1 컬러 필터에 매칭되는 경우, 상기 저장된 제1 계수 데이터 및 상기 제2 카메라 모듈로부터 상기 제2 컬러 필터를 투과한 빛을 센싱하여 출력된 제2 이미지 신호에 기초하여 제1 변환 패턴 이미지 신호를 생성하고, 상기 제1 변환 패턴 이미지 신호에 대한 보정 데이터를 생성하는 것을 포함하는 카메라 모듈 검사 방법.
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