KR20220135986A - 카메라를 이용한 조도 측정 방법 및 이를 지원하는 전자 장치 - Google Patents

카메라를 이용한 조도 측정 방법 및 이를 지원하는 전자 장치 Download PDF

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김동수
박재형
슈이치 시모카와
윤여탁
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Abstract

본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 전자 장치는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈, 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널을 제1 프레임레이트로 구동하는 디스플레이 구동 회로(display driver IC; DDI), 메모리, 및 상기 카메라 모듈, 상기 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 구동 회로, 및 상기 메모리와 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 디스플레이 구동 회로는 상기 제1 프레임레이트에 대응하는 하나의 프레임을 출력하기 위해 복수의 사이클들로 상기 디스플레이 패널을 구동하고, 상기 이미지 센서는 상기 복수의 사이클들 중 상기 디스플레이 패널의 일부 라인이 비발광 하는 구간에서 상기 이미지 센서의 노광을 수행하고, 리드아웃을 수행하여 상기 노광에 따른 이미지 데이터를 획득하고, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 상기 이미지 데이터를 이용하여 상기 전자 장치 주변의 조도를 결정하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시예가 가능하다.

Description

카메라를 이용한 조도 측정 방법 및 이를 지원하는 전자 장치{METHOD FOR MEASURING ILLUMINANCE USING CAMERA AND ELECTRONIC DEVICE SUPPORTING THE SAME}
본 문서의 다양한 실시 예는 카메라를 이용하여 조도를 측정하는 방법 및 이를 지원하는 전자 장치에 관한 것이다.
스마트폰, 태블릿 PC와 같은 전자 장치는 카메라 모듈(또는 카메라, 카메라 장치)을 포함할 수 있다. 전자 장치는 카메라 모듈을 통해 사진 또는 동영상을 촬영할 수 있다.
최근에는 전자 장치의 전면에서, 디스플레이가 차지하는 영역이 점차적으로 커지고 있다. 카메라 모듈, 조도 센서(예: ALS(ambient light sensor)), 지문 센서 또는 스피커와 같은 구성이 최소화 되거나, 디스플레이 패널의 하단으로 배치되고 외부에서 인식이 어려운 형태(hidden)로 실장되고 있다.
전자 장치는 조도 센서의 기능을 카메라를 이용하여 대체할 수 있다. 카메라가 디스플레이 패널의 활성화(active) 영역 밖(non-active)영역에 배치되는 경우, 또는 카메라가 디스플레이 패널에 형성된 홀을 통해 노광되는 경우, 카메라를 이용한 조도 측정시 디스플레이 패널의 발광에 의한 영향을 받지 않을 수 있다.
디스플레이 배면 카메라(Under Display Camera; UDC)의 경우, 이미지 센서는 디스플레이 패널의 활성화(active) 영역 아래에 배치되는 경우, 카메라를 이용한 조도 측정시 디스플레이 패널의 발광에 의한 영향을 받을 수 있다. 디스플레이 패널에서 출력되는 빛이 이미지 센서로 유입되어, 정확한 조도 측정이 어려울 수 있다. 이를 방지하기 위해, 이미지 센서와 중첩되는 영역을 블랙(디스플레이 꺼짐) 처리하여 빛의 간섭을 줄이는 방안이 시도되고 있다. 이 경우, 디스플레이 패널의 구동 방식에 따라, 이미지 센서의 상부 영역에서 플리커(flicker)가 시인될 수 있다.
별도의 조도 센서를 디스플레이 하단에 배치하여 보완하는 방안도 시도되고 있으나, 디스플레이 패널의 배면에서 조도 센서의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
본 문서의 다양한 실시예에 따른 실시예들은 디스플레이 배면 카메라의 노광 타이밍을 디스플레이 패널의 비발광 시간에 동기화 시켜 조도를 측정하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
전자 장치는 이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈, 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널을 제1 프레임레이트로 구동하는 디스플레이 구동 회로(display driver IC; DDI), 메모리, 및 상기 카메라 모듈, 상기 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 구동 회로, 및 상기 메모리와 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 디스플레이 구동 회로는 상기 제1 프레임레이트에 대응하는 하나의 프레임을 출력하기 위해 복수의 사이클들로 상기 디스플레이 패널을 구동하고, 상기 이미지 센서는 상기 복수의 사이클들 중 상기 디스플레이 패널의 일부 라인이 비발광 하는 구간에서 상기 이미지 센서의 노광을 수행하고, 리드아웃을 수행하여 상기 노광에 따른 이미지 데이터를 획득하고, 상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가, 상기 이미지 데이터를 이용하여 상기 전자 장치 주변의 조도를 결정하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 디스플레이 배면 카메라의 노광 타이밍을 디스플레이 패널의 비발광 시간에 동기화 시켜 정확하게 조도를 측정할 수 있다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 조도 센서 보다 넓은 화각(field of view;FOV) 및 높은 투과율을 가지는 디스플레이 배면 카메라를 이용하여 조도 측정의 정확성을 높일 수 있다. 상기 전자 장치는 별도의 조도 센서를 포함하지 않을 수 있다. 이에 따라, 재료비가 절감될 수 있고, 조도 센서가 외부에서 시인되지 않을 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도 이다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 카메라 모듈을 예시하는 블럭도이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치를 나타낸다.
도 4는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 블럭도를 나타낸다.
도 5는 다양한 실시 예에 따른 카메라 모듈을 이용한 조도 측정 방법을 나타낸다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 디스플레이 패널의 구동을 나타낸다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 노광 타이밍을 나타낸다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 이미지 센서의 ROI를 나타낸다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 이미지 데이터의 크롭을 나타낸다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 카메라 모듈(180)을 예시하는 블럭도(200)이다.
도 2를 참조하면, 카메라 모듈 (180)은 렌즈 어셈블리(210), 플래쉬(220), 이미지 센서 (230), 이미지 스태빌라이저(240), 메모리(250)(예: 버퍼 메모리), 또는 이미지 시그널 프로세서(260)를 포함할 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는 이미지 촬영의 대상인 피사체로부터 방출되는 빛을 수집할 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는 하나 또는 그 이상의 렌즈들을 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 복수의 렌즈 어셈블리(210)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 카메라 모듈(180)은, 예를 들면, 듀얼 카메라, 360도 카메라, 또는 구형 카메라(spherical camera)를 형성할 수 있다. 복수의 렌즈 어셈블리(210)들 중 일부는 동일한 렌즈 속성(예: 화각, 초점 거리, 자동 초점, f 넘버(f number), 또는 광학 줌)을 갖거나, 또는 적어도 하나의 렌즈 어셈블리는 다른 렌즈 어셈블리의 렌즈 속성들과 다른 하나 이상의 렌즈 속성들을 가질 수 있다. 렌즈 어셈블리(210)는, 예를 들면, 광각 렌즈 또는 망원 렌즈를 포함할 수 있다.
플래쉬(220)는 피사체로부터 방출 또는 반사되는 빛을 강화하기 위하여 사용되는 빛을 방출할 수 있다. 일실시예에 따르면, 플래쉬(220)는 하나 이상의 발광 다이오드들(예: RGB(red-green-blue) LED, white LED, infrared LED, 또는 ultraviolet LED), 또는 xenon lamp를 포함할 수 있다. 이미지 센서(230)는 피사체로부터 방출 또는 반사되어 렌즈 어셈블리(210)를 통해 전달된 빛을 전기적인 신호로 변환함으로써, 상기 피사체에 대응하는 이미지를 획득할 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 센서(230)는, 예를 들면, RGB 센서, BW(black and white) 센서, IR 센서, 또는 UV 센서와 같이 속성이 다른 이미지 센서들 중 선택된 하나의 이미지 센서, 동일한 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들, 또는 다른 속성을 갖는 복수의 이미지 센서들을 포함할 수 있다. 이미지 센서(230)에 포함된 각각의 이미지 센서는, 예를 들면, CCD(charged coupled device) 센서 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 센서를 이용하여 구현될 수 있다.
이미지 스태빌라이저(240)는 카메라 모듈(180) 또는 이를 포함하는 전자 장치(101)의 움직임에 반응하여, 렌즈 어셈블리(210)에 포함된 적어도 하나의 렌즈 또는 이미지 센서(230)를 특정한 방향으로 움직이거나 이미지 센서(230)의 동작 특성을 제어(예: 리드아웃(read-out) 타이밍을 조정 등)할 수 있다. 이는 촬영되는 이미지에 대한 상기 움직임에 의한 부정적인 영향의 적어도 일부를 보상하게 해 준다. 일실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)은 카메라 모듈(180)의 내부 또는 외부에 배치된 자이로 센서(미도시) 또는 가속도 센서(미도시)를 이용하여 카메라 모듈(180) 또는 전자 장치(101)의 그런 움직임을 감지할 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)는, 예를 들면, 광학식 이미지 스태빌라이저로 구현될 수 있다. 메모리(250)는 이미지 센서(230)을 통하여 획득된 이미지의 적어도 일부를 다음 이미지 처리 작업을 위하여 적어도 일시 저장할 수 있다. 예를 들어, 셔터에 따른 이미지 획득이 지연되거나, 또는 복수의 이미지들이 고속으로 획득되는 경우, 획득된 원본 이미지(예: bayer-patterned 이미지 또는 높은 해상도의 이미지)는 메모리(250)에 저장이 되고, 그에 대응하는 사본 이미지(예: 낮은 해상도의 이미지)는 표시 장치(160)을 통하여 프리뷰(pre-view)될 수 있다. 이후, 지정된 조건이 만족되면(예: 사용자 입력 또는 시스템 명령) 메모리(250)에 저장되었던 원본 이미지의 적어도 일부가, 예를 들면, 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 획득되어 처리될 수 있다. 일실시예에 따르면, 메모리(250)는 메모리(130)의 적어도 일부로, 또는 이와는 독립적으로 운영되는 별도의 메모리로 구성될 수 있다.
이미지 시그널 프로세서(260)는 이미지 센서(230)을 통하여 획득된 이미지 또는 메모리(250)에 저장된 이미지에 대하여 하나 이상의 이미지 처리들을 수행할 수 있다. 상기 하나 이상의 이미지 처리들은, 예를 들면, 깊이 지도(depth map) 생성, 3차원 모델링, 파노라마 생성, 특징점 추출, 이미지 합성, 또는 이미지 보상(예: 노이즈 감소, 해상도 조정, 밝기 조정, 블러링(blurring), 샤프닝(sharpening), 또는 소프트닝(softening)을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 이미지 시그널 프로세서(260)는 카메라 모듈(180)에 포함된 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 이미지 센서(230))에 대한 제어(예: 노광 시간 제어, 또는 리드아웃 타이밍 제어 등)를 수행할 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 처리된 이미지는 추가 처리를 위하여 메모리(250)에 다시 저장 되거나 카메라 모듈(180)의 외부 구성 요소(예: 메모리(130), 표시 장치(160), 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))로 제공될 수 있다. 일실시예에 따르면, 이미지 시그널 프로세서(260)는 프로세서(120)의 적어도 일부로 구성되거나, 프로세서(120)와 독립적으로 운영되는 별도의 프로세서로 구성될 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(260)이 프로세서(120)과 별도의 프로세서로 구성된 경우, 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 처리된 적어도 하나의 이미지는 프로세서(120)에 의하여 그대로 또는 추가의 이미지 처리를 거친 후 표시 장치(160)를 통해 표시될 수 있다.
일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 각각 다른 속성 또는 기능을 가진 복수의 카메라 모듈(180)들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 서로 다른 화각을 갖는 렌즈(예: 렌즈 어셈블리(210))를 포함하는 카메라 모듈(180)이 복수로 구성될 수 있고, 전자 장치(101)는 사용자의 선택에 기반하여, 전자 장치(101)에서 수행되는 카메라 모듈(180)의 화각을 변경하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 복수의 카메라 모듈(180)들 중 적어도 하나는 광각 카메라이고, 적어도 다른 하나는 망원 카메라일 수 있다. 유사하게, 상기 복수의 카메라 모듈(180)들 중 적어도 하나는 전면 카메라이고, 적어도 다른 하나는 후면 카메라일 수 있다. 또한, 복수의 카메라 모듈(180)들은, 광각 카메라, 망원 카메라, 컬러 카메라, 흑백(monochrome) 카메라, 또는 IR(infrared) 카메라(예: TOF(time of flight) camera, structured light camera) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, IR 카메라는 센서 모듈(예: 도 1의 센서 모듈(176))의 적어도 일부로 동작될 수 있다. 예를 들어, TOF 카메라는 피사체와의 거리를 감지하기 위한 센서 모듈(예: 도 1의 센서 모듈(176))의 적어도 일부로 동작될 수 있다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(301)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 본체부(310), 디스플레이(320)(예: 도 1의 표시 장치(160)), 카메라 모듈(330)(예: 도 1 또는 도 2의 카메라 모듈(180))을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 본체부(또는 하우징)(310)는 전자 장치(301)의 동작에 필요한 다양한 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본체부(310)는 내부에 기판(예: PCB(printed circuit board), FPCB(flexible PCB) 또는 RFPCB(rigid-flexible PCB)), 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)), 메모리(예: 도 1의 메모리(130)) 또는 통신 모듈(예: 도 1의 통신 모듈(190))와 같은 다양한 구성을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 본체부(310)의 제1 면(예: 전면)에는 디스플레이(320)가 배치될 수 있다. 디스플레이(320)는 풀 프론트 디스플레이(full front display)일 수 있고, 베젤이 없거나 최소화된 형태일 수 있다. 디스플레이(320)는 텍스트, 또는 이미지와 같은 다양한 컨텐츠를 표시할 수 있다. 디스플레이(320)는, 카메라 모듈(330)이 배치되는 적어도 일부 영역에서 빛을 통과시킬 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(320)는 픽셀들 사이의 빈 공간을 통해 외부로부터 유입되는 빛을 통과시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 디스플레이(320)는 복수의 레이어들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(320)는 윈도우 층, 터치 스크린 패널, 디스플레이 패널, 및/또는 보호층이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다. 디스플레이(320) 내부의 디스플레이 패널은 복수의 디스플레이 라인(또는 픽셀 라인)들로 구성될 수 있다. 디스플레이 패널의 복수의 디스플레이 라인들은 지정된 프레임 레이트 및 발광/비발광 사이클(또는 듀티 사이클)에 따라 구동될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 복수의 디스플레이 라인들 중 일부 라인(이하, 중첩 라인)(415)은 카메라 모듈(330)이 조도 측정을 위해 이용되는 경우, 디스플레이 라인에서 출력되는 빛이 이미지 센서로 유입되어 조도 측정에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 중첩 라인(415)은 이미지 센서(450)의 센싱면의 상부인 제1 영역(전자 장치(301)의 전면에서 바라보는 경우, 이미지 센서(450)와 중첩되는 디스플레이(320)의 일부 영역)에 배치되는 라인들이거나, 제1 영역에서 일부 확장된 제2 영역에 배치되는 라인들일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 중첩 라인(415)는, 카메라 모듈(330)이 빛을 수광하기 위한 개구부에 대응하는 영역에 배치되는 라인들일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(301)는 중첩 라인(415)에서 발생하는 빛이 카메라 모듈(330) 내부의 이미지 센서(450)로 유입되지 않도록 이미지 센서(450)의 노광 타이밍 또는 리드아웃 타이밍을 조절할 수 있다(도 4 내지 도 10 참고).
카메라 모듈(또는 카메라 장치)(330)은 본체부(310)의 제1 면(예: 전면)을 향하도록 배치될 수 있다. 카메라 모듈(330)은 디스플레이 배면 카메라(또는 디스플레이 하부 카메라)(under display camera; UDC)일 수 있다. 카메라 모듈(330)은 디스플레이(320)에 포함된 디스플레이 패널의 하단(이미지가 표시되는 면의 반대면)에 배치될 수 있다. 카메라 모듈(330)은 사용자가 외부에서 시각적으로 인식되기 어렵도록 감춰진 형태일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(330)은 디스플레이(320)에 포함된 적어도 일부 레이어가 제거되는 영역에 장착될 수 있다. 예를 들어, 외부 빛이 통과할 수 없는 레이어(예: 차폐층)가 제거될 수 있고, 제거된 영역에 카메라 모듈(330)의 렌즈부가 배치될 수 있다.
카메라 모듈(330)은 내부에 이미지 센서(450)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(450)는 디스플레이(320) 내 중첩 라인(415) 사이의 공간을 통과하여 유입되는 빛을 이용하여 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 카메라 모듈(330)을 이용하여 조도를 측정하는 경우, 이미지 센서(450)의 노광 타이밍 또는 리드아웃 타이밍은 중첩 라인(415)의 비발광 시간에 대응하도록 조절될 수 있다(도 4 내지 도 9 참고).
도 4는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 블럭도를 나타낸다. 도 4는 카메라 모듈(330)을 이용하여 조도를 측정하는 구성을 중심으로 도시한 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4를 참조하면, 전자 장치(301)는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))(405), 디스플레이(406)(예: 도 1의 표시 장치(160), 도 3의 디스플레이(320)), 카메라 모듈(408)(예: 도 1 또는 도 2의 카메라 모듈(180), 도 3의 카메라 모듈(330))을 포함할 수 있다.
프로세서(405)는 디스플레이(406)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(405)는 디스플레이 패널(410)을 지정된 프레임레이트(framerate) (또는 구동 주파수, 재생률(refresh rate), 주사율(scan rate))로 구동하기 위한 제어 신호를 디스플레이 구동 회로(display driver IC; 이하, DDI)(420)에 전송할 수 있다. 프로세서(405)는 디스플레이 패널(410)을 통해 출력될 이미지 데이터를 DDI(420)에 전송할 수 있다.
프로세서(405)는 카메라 모듈(408)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(405)는 카메라 모듈(408)을 통해 이미지 데이터를 획득하고, 이미지 데이터를 기반으로 이미지를 저장하거나 디스플레이(406)에 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(405)는 카메라 모듈(408)을 이용하여 주변의 조도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(405)는 디스플레이 커널(405a)을 통해 조도 측정과 관련된 정보 또는 제어 신호(예: 이미지 센서(450)의 노광 활성화 신호, 디스플레이 패널(410)의 발광 활성화 신호)를 디스플레이(406) 또는 카메라 모듈(408)과 송수신할 수 있다. 조도 측정의 경우, 프로세서(405)는 디스플레이(406) 또는 카메라 모듈(408)를 동시에 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(405)는 디스플레이 커널(405a)을 통해, 카메라 모듈(408)에 디스플레이 패널(410)의 밝기 정보를 전송할 수 있다. 카메라 모듈(408)는 디스플레이 패널(410)의 밝기에 대한 이미지 센서(450)의 노광 시간, 조도 출력에 이용되는 영역(이하, ROI(region of interest))을 각 밝기 값에 대응하는 룩업 테이블(LUT)로 미리 저장할 수 있다. 카메라 모듈(408)는 수신한 밝기 정보를 이용하여, 노광 시간, ROI와 관련된 정보(예: 노광 시간, Gain, Binning Setting)를 결정할 수 있다(도 5 및 도 6 참고).
다양한 실시예에 따르면, 카메라 모듈(408)을 이용하여 조도가 측정되는 경우, 프로세서(405)는 센서 허브(480)을 통해 측정된 조도값을 수신할 수 있다. 프로세서(405)는 수신한 조도값을 이용하여 디스플레이(406)의 밝기를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(405)는 수신한 조도값을 다양한 어플리케이션(490)의 실행에 이용할 수 있다.
디스플레이(406)는 디스플레이 패널(410) 및 디스플레이 구동 회로(DDI)(420)을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(410)은 이미지 또는 텍스트와 같은 다양한 컨텐츠를 출력할 수 있다. 디스플레이 패널(410)은 복수의 디스플레이 라인(또는 픽셀 라인)들로 구성될 수 있다. 디스플레이 패널(410)의 복수의 디스플레이 라인들은 지정된 프레임 레이트 및 발광/비발광 사이클(또는 듀티 사이클)에 따라 구동될 수 있다(도 6 참고).
DDI(420)는 프로세서(405)의 제어 신호에 따라 디스플레이 패널(410)을 구동할 수 있다. DDI(420)는 제어 신호에 따른 프레임 레이트(예: 60Hz 또는 120Hz)로 디스플레이 패널(410)을 구동할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(408)을 이용하여 조도를 측정하는 경우, DDI(420)는 프레임레이트의 변경에 관한 제어 신호를 수신할 수 있다. DDI(420)는 제어 신호에 대응하여 제1 프레임레이트로 구동중인 디스플레이 패널(410)을 제2 프레임레이트로 구동할 수 있다. 예를 들어, 제2 프레임레이트는 조도 측정에 유리하도록 디스플레이 라인의 비발광 구간이 제1 프레임레이트 보다 길 수 있다.
DDI(420)는 디스플레이 패널(410)을 통해 하나의 프레임을 출력하는 동안, 디스플레이 패널(410)을 구성하는 각각의 디스플레이 라인(또는 픽셀 라인)을 복수의 사이클들로 구동할 수 있다. 예를 들어, 60Hz 동작의 경우, DDI(420)는 하나의 프레임을 출력하는 16.67ms 동안, 4개의 사이클로 디스플레이 라인이 발광/비발광을 반복하도록 할 수 있다. 디스플레이 패널(410)을 구동하는 전압이 변경되지 않는 조건에서 각각의 사이클에서 발광 구간이 늘어날수록(비발광 구간이 줄어들수록) 디스플레이 패널(410)의 밝기가 밝아질 수 있다(도 6 참고).
일 실시예에 따르면, DDI(420)는 디스플레이 패널(410)의 전체 영역을 구동할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, DDI(420)는 복수개일 수 있고, 조도 측정을 위한 중첩 라인(415)을 구동하는 제1 드라이버와 나머지 디스플레이 라인을 구동하는 제2 드라이버를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 중첩 라인(415)을 별도의 드라이버를 통해 제어하는 경우, 카메라 모듈(408)이 배치되는 영역의 열화 정도(밝기 변화)에 따라 밝기를 보상할 수 있다. 또한, 중첩 라인(415)은 조도 측정에 유리한 타이밍으로 제어되고, 나머지 디스플레이 라인은 일반적인 타이밍으로 제어될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, DDI(420)는 카메라 모듈(408)에 동기화 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 동기화 신호는 중첩 라인(415) 중 제1 라인(시작 라인)의 비발광 타이밍(턴오프 타이밍)을 포함할 수 있다.
카메라 모듈(408)은 이미지 센서(450)를 이용하여 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 카메라 모듈(408)이 조도 측정을 위해 이용되는 경우, 카메라 모듈(408)은 중첩 라인(415)의 비발광 타이밍에 동기화 되어 노광을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(408)은 이미지 센서(450) 및 센서 인터페이스(460)를 포함할 수 있다. 이미지 센서(450)는 빛을 전기적 신호로 변환할 수 있다. 이미지 센서(450)는 각 픽셀의 데이터를 리드아웃하여 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 이미지 센서(450)의 노광 시간은 중첩 라인(415)의 비발광 타이밍에 동기화될 수 있다.
센서 인터페이스(460)는 프로세서(405)로부터 전송되는 밝기 정보 또는 디스플레이(406)에서 전송되는 비발광 구간에 관한 동기화 신호를 수신하여 이미지 센서(450)에 전달할 수 있다. 센서 인터페이스(460)는 이미지 센서(450)를 통해 생성된 이미지 데이터를 센서 허브(480)에 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 센서 인터페이스(460)는 지정된 조건에 따라 이미지 데이터의 일부를 제거(또는 크롭핑)하거나 스케일 다운하여 센서 허브(480)에 전송할 수 있다.
센서 허브(480)는 이미지 센서(450)를 통해 생성된 조도 측정을 위한 데이터(예: 이미지 데이터, 또는 촬영 정보(Gain, Shutter speed))를 수신할 수 있다. 센서 허브(480)는 연산을 통해 조도값을 산출할 수 있다. 센서 허브(480)는 산출한 조도값을 프로세서(405)에 전송할 수 있다.
도 5는 다양한 실시 예에 따른 카메라 모듈을 이용한 조도 측정 방법을 나타낸다.
도 5를 참조하면, 동작 510에서, 프로세서(405)는 디스플레이 패널(410)을 제1 프레임 레이트(예: 60Hz)로 구동할 수 있다. 프로세서(405)는 DDI(420)에 제어 신호를 송신하여 디스플레이 패널(410)을 제1 프레임 레이트(예: 60Hz)로 구동하도록 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(405)는 제1 프레임레이트에 대응하는 하나의 프레임을 출력하기 위해 복수의 사이클들로 디스플레이 패널(410)을 구동할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(405)는 하나의 프레임을 출력하는 동안 디스플레이 패널(410)을 구성하는 각각의 라인들이 N번의(예: 4회) 사이클로 발광/비발광을 반복하도록 할 수 있다. 각 사이클에서 발광 구간의 비율이 높아지고 다른 구동 조건이 동일한 경우, 디스플레이 패널(410)의 밝기가 밝아질 수 있다.
동작 520에서, 프로세서(405)는 디스플레이(406)와 카메라 모듈(408)를 동기화할 수 있다. 프로세서(405)는 디스플레이(406) 또는 카메라 모듈(408)에 조도 측정과 관련된 정보 또는 제어 신호를 전송할 수 있다. 디스플레이(406)의 DDI(420)는 카메라 모듈(408)의 센서 인터페이스(460)에 중첩 라인(415)의 비발광 구간에 관한 정보를 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(405)는 카메라 모듈(408)에 디스플레이 패널(410)의 밝기에 대응하는 이미지 센서(450)의 노광시간, 조도 출력에 이용되는 ROI를 룩업 테이블(LUT)로 전송하여 저장하도록 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(405)는 카메라 모듈(408)에 디스플레이 패널(410)의 밝기 정보를 전송할 수 있다. 카메라 모듈(408)는 수신한 밝기 정보 및 룩업 테이블(LUT)를 이용하여, 노광 시간, ROI과 관련된 정보(예: 노광 시간, Gain, Binning Setting)를 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(405)는 디스플레이 패널(410)의 밝기의 변경을 모니터링할 수 있다. 디스플레이 패널(410)의 밝기가 변경되는 경우, 프로세서(405)는 변경된 밝기 정보를 카메라 모듈(408)에 전달할 수 있다.
동작 530에서, 프로세서(405)는 디스플레이 패널(410)의 일부 라인이 비발광 하는 구간에서 이미지 센서(450)의 노광을 수행하도록 할 수 있다. 상기 일부 라인은 중첩 라인(415)일 수 있다.
동작 540에서, 카메라 모듈(408)의 이미지 센서(450)는 리드아웃을 수행하여, 노광에 따른 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 롤링 셔터의 경우, 이미지 센서의 각 라인별 노광이 완료된 이후 리드아웃이 수행될 수 있다. 글로벌 셔터의 경우, 이미지 센서의 모든 라인(또는 ROI에 포함된 모든 라인)의 노광이 종료된 이후, 리드아웃이 수행될 수 있다.
동작 550에서, 카메라 모듈(408), 프로세서(405) 또는 별도의 서브 프로세서(예: 센서 허브)는 이미지 데이터를 이용하여 주변의 조도를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(408)의 이미지 시그널 프로세서(예: 도 2의 이미지 시그널 프로세서) 또는 프로세서(405)는 이미지 데이터를 이용하여 조도값을 산출 할 수 있다.
예를 들어, 카메라 모듈(408)의 이미지 시그널 프로세서 또는 프로세서(405)는 카메라 모듈(408)에서 촬영된 이미지로부터 EV(Exposure Value)를 결정하고, 하기 [표 1]과 같은 EV-lux 테이블을 이용하여 조도값을 결정할 수 있다.
EV Lux EV Lux EV Lux EV Lux
-1 1.25 4 40 9 1280 14 40960
-0.5 1.75 4.5 56 9.5 1800 14.5 57800
0 2.5 5 80 10 2600 15 81900
0.5 3.5 5.5 112 10.5 3600 15.5 116000
1 5 6 160 11 5120 16 164000
1.5 7 6.5 225 11.5 7200 16.5 232000
2 10 7 320 12 10240 17 328000
2.5 14 7.5 450 12.5 14400 17.5 464000
3 20 8 640 13 20480 18 656000
3.5 28 8.5 900 13.5 28900
다른 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(408)은 이미지 센서(450)에서 획득한 이미지 데이터를 스케일 다운하여 센서 허브(480) 또는 프로세서(405)에 전달할 수 있다. 센서 허브(480) 또는 프로세서(405)는 이미지 센서(450)를 통해 생성된 조도 측정을 위한 데이터(예: 이미지 데이터, 또는 촬영 정보(Gain, Shutter speed))를 수신할 수 있다. 센서 허브(480) 또는 프로세서(405)는 연산을 통해 조도값을 산출할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(405)는 산출된 조도값을 이용하여 디스플레이 패널(410)의 밝기를 조절하거나, 다양한 어플리케이션에서 이용할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 카메라 모듈(408)(ISP 또는 이미지 센서(450))은 중첩 라인(415)의 비발광 구간에서 밝기 정보를 기준값으로 설정하고, 카메라 모듈(408) 주변에서 특정 밝기의 발광(디스플레이의 가시광선 또는 별도의 적외선 광원 소스로부터)이 되는 시점의 밝기 정보를 검출값으로 설정할 수 있다. 기준값과 검출값의 차이가 특정 수치 이상인 경우, 외부 객체가 근접한 것으로 결정할 수 있다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 디스플레이 패널의 구동을 나타낸다. 도 6에서는 프레임레이트가 60Hz이고, 하나의 프레임이 4사이클로 구동되는 경우를 예시적으로 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 디스플레이 패널(410)의 특성 또는 구동 조건에 따라 사이클의 개수는 변경될 수 있다.
도 6을 참조하면, DDI(420)는 디스플레이 패널(410)을 지정된 프레임레이트(예: 60Hz)로 구동시킬 수 있다. 디스플레이 패널(410)은 하나의 프레임을 출력하는 동안 복수의 사이클들로 구동되어 발광/비발광을 반복할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(410)는 하나의 프레임을 출력하는 동안 4번의 발광/비발광 사이클(또는 듀티 사이클)로 동작할 수 있다. 각각의 사이클은 발광 구간(Disp_on) 및 비발광 구간(Disp_off)을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(410)의 중첩 라인(Line 1 내지 Line N)은 DDI(420)의 제어 신호에 따라 발광/비발광을 반복하여 데이터를 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(405)는 디스플레이 패널(410)의 밝기를 제어할 수 있다. 프로세서(405)는 DDI(420)에 제어 신호를 전송하여 디스플레이 패널(410)의 밝기를 변경할 수 있다. DDI(420)는 하나의 사이클에서 발광 구간(Disp_on) 및 비발광 구간(Disp_off)의 비율을 변경하여 디스플레이 패널(410)의 밝기를 변경할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 패널(410)의 휘도가 200 cd/㎡인 조건에서, 디스플레이 패널(410)은 4cycle에 35.02%의 비발광 구간(Disp_off)의 비율로 구동될 수 있다. 이에 따라, 하나의 사이클은, 4.17ms(= 16.67ms/4) 일 수 있고, 발광 구간(Disp_on)은 2.71ms(=4.17ms*64.98/100)일 수 있고, 비발광 구간(Disp_off)은 1.46ms(= 4.17ms*35.02/100)일 수 있다.
각각의 디스플레이 라인은, 디스플레이 패널(410)의 라인별 순차 구동에 따른 지연(이하, 라인 지연)(Delay_Line)이 발생할 수 있다. 라인 지연(Delay_Line)은 디스플레이 패널(410)의 해상도 또는 프레임레이트에 따라 결정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 도 6의 타이밍도에서, 중첩 라인(Line 1 내지 Line N) 각각은, 비발광 시작 시간(또는 턴오프 시간) 및 비발광 종료 시간(또는 턴온 시간)에 따라 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 라인(또는 시작 라인)은 제1 시간(t1)에 턴오프되고, 제N 라인(또는 마지막 라인)은 제2 시간(t2)에 턴오프될 수 있다. 제1 시간(t1)과 제2 시간(t2) 디스플레이 지연 시간(D_D)과 동일할 수 있다. 디스플레이 지연 시간(D_D)은 라인 지연(Delay_Line)*N(중첩 라인의 개수)일 수 있다.
제1 라인은 제3 시간(t3)에 턴온되고, 제N 라인은 제4 시간(t4)에 턴온될 수 있다. 제3 시간(t3)과 제4 시간(t4)의 차이는 디스플레이 지연 시간(D_D)과 동일할 수 있다. 디스플레이 지연 시간(D_D)은 라인 지연(Delay_Line)*N(중첩 라인의 개수)일 수 있다.
제1 라인(Line 1)의 비발광 구간(Disp_off)은 제1 시간(t1)에서 제3 시간(t3)까지일 수 있다. 제N 라인(Line N)의 비발광 구간(Disp_off)은 제2 시간(t2)에서 제4 시간(t4)까지일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 비발광 구간(Disp_off)은 디스플레이 패널(410)의 프레임레이트, 비발광 구간 비율 및 사이클의 개수를 통해 산출될 수 있다. 예를 들어, 비발광 구간(Disp_off)은 ((1/구동주파수)/사이클 개수)* 비발광 구간 비율)로 산출될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, DDI(420)는 센서 인터페이스(460)에 동기화 신호(Sync)를 송신할 수 있다. 카메라 모듈(408)은 동기화 신호(Sync)를 이용하여, 디스플레이 패널(410) 중 중첩 라인(Line 1 내지 Line N)의 비발광 구간(Disp_off)에 대응하도록 이미지 센서(450)의 노광 타이밍을 설정할 수 있다. 이를 통해, 중첩 라인(Line 1 내지 Line N)에서 출력되는 빛이 이미지 센서(450)로 유입되는 것을 방지하고, 이미지 센서(450)는 외부 광원에 의한 빛만 수광하여 조도 측정의 정확성이 높아질 수 있다(도 7 참고).
다양한 실시예에 따르면, 동기화 신호(Sync)는 제1 라인(Line 1)의 턴오프 시간인 제1 시간(t1)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 카메라 모듈(408)은 제1 시간(t1)에서 제N 라인(Line N)의 턴오프 시간인 제2 시간(t2)을 산출하여 노광을 수행할 수 있다. 카메라 모듈(408)은 라인 지연(Delay_Line) 및 중첩 라인의 개수(N)을 프로세서(405)에서 수신하여 제1 시간(t1)에 반영하여 제2 시간(t2)를 산출할 수 있다. 카메라 모듈(408)은 프로세서(405)에서 수신하여 디스플레이 패널(410)의 밝기에 대응하여 이미지 센서(450)의 노광 시간을 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 카메라 모듈(408)은 일부 사이클에서 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 하나의 프레임을 구성하는 4개의 사이클 중 제1 사이클 및 제3 사이클에서 조도 측정을 위한 이미지 데이터를 획득하고, 제2 사이클 및 제4 사이클에서는 조도 측정을 위한 이미지 데이터를 획득하지 않을 수 있다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 노광 타이밍을 나타낸다. 도 7에서는 중첩 라인이 5개인 경우를 예시적으로 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 7을 참조하면, 중첩 라인(Line 1 내지 Line 5) 각각은, 비발광 시작 시간 및 비발광 종료 시간에 따라 동작할 수 있다.
예를 들어, 시작 라인인 제1 라인(Line 1)은 제1 시간(t1)에 턴오프되고, 마지막 라인인 제5 라인(Line 5)은 제2 시간(t2)에 턴오프될 수 있다. 제1 라인은 제3 시간(t3)에 턴온되고, 제5 라인은 제4 시간(t4)에 턴온될 수 있다.
제1 라인(Line 1)의 비발광 구간(Disp_off)은 제1 시간(t1)에서 제3 시간(t3)까지일 수 있다. 제5 라인(Line 5)의 비발광 구간(Disp_off)은 제2 시간(t2)에서 제4 시간(t4)까지일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 시간(t2)은 제1 시간(t1)에 의해 결정될 수 있다. 제2 시간(t2)은, 제1 시간(t1) + 디스플레이 지연 시간(D_D)로 결정될 수 있다. 여기서, 디스플레이 지연 시간(D_D)은 도 6에서의 라인 지연(Delay_Line)*N(중첩 라인의 개수)일 수 있다.
디스플레이 패널(410)의 라인 단위로 업데이트 되는 구동 방식에 의해, 제1 라인(Line 1)과 제5 라인(Line 5) 사이에는 디스플레이 지연 시간(D_D)이 발생할 수 있다. 디스플레이 패널(410)의 해상도 및 프레임 레이트에 따라 디스플레이 지연 시간(D_D)은 달라질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전체 비발광 구간(total display off; TDO)은 중첩 라인(Line 1 내지 Line 5)가 모두 비발광 상태인 구간일 수 있다. 전체 비발광 구간(TDO)은 제1 시간(t1)에서, 디스플레이 지연 시간(D_D)이 경과하고 시작될 수 있다. 전체 비발광 구간(TDO)은 제2 시간(t2)에서 제3 시간(t3) 사이의 구간일 수 있다.
롤링 셔터의 타이밍도(701)에서, 롤링 셔터의 경우 이미지 센서(450)의 라인별 노광 시작 시간은 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 노광 지연(E_D)이 발생할 수 있다. 각 라인별로, 노광이 종료되는 경우, 각 라인의 리드아웃이 시작될 수 있다.
이미지 센서(450)의 노광이 전체 비발광 구간(TDO)이내에 수행될 수 있다. 노광 시작 시간(E_s)은, 제5 라인(Line 5)의 턴오프 시간인 제2 시간(t2) 이후일 수 있다. 노광 종료 시간(E_e)은, 제1 라인(Line 1)의 턴온 시간인 제3 시간(t3) 이전일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 노광 지연(E_D)은 구동 주파수, Frame Length Line에 의해 정의될 수 있고, ROI 데이터의 획득이 노광 시간내 완료 될 수 있게 ROI와 구동 주파수가 조정될 수 있다.
글로벌 셔터의 타이밍도(702)에서, 글로벌 셔터의 경우 이미지 센서(450)의 모든 라인의 노광 시작 시간 및 노광 종료 시간이 동일할 수 있다. 이에 따라, 노광 지연이 발생하지 않을 수 있다. 이미지 센서(450)의 전체에 대해 노광이 동시에 수행되고, 이후 리드아웃이 시작될 수 있다.
글로벌 셔터에서 이미지 센서(450)의 노광은 전체 비발광 구간(TDO)이내에 수행될 수 있다. 노광 시작 시간(E_s)은, 제5 라인(Line 5)의 턴오프 시간인 제2 시간(t2) 이후일 수 있다. 노광 종료 시간(E_e)은, 제1 라인(Line 1)의 턴온 시간인 제3 시간(t3) 이전일 수 있다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 이미지 센서의 ROI를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 프로세서(405)는 이미지 센서(450) 중 조도 출력에 이용되는 ROI를 결정할 수 있다.
일 실시예(810)에 따르면, 프로세서(405)는 이미지 센서(450)의 전체 영역에서 이미지 데이터를 획득하여 조도를 산출하는데 이용되도록 할 수 있다. 디스플레이 패널(410)의 비발광 구간이 길거나, 이미지 센서(450)의 동작 속도가 빠른 경우, 이미지 센서(450)의 전체 영역에서 이미지 데이터를 획득할 수 있다.
다른 일 실시예(820)에 따르면, 프로세서(405)는 이미지 센서(450)의 일부 영역(예: 중심 영역)을 ROI(821)로 설정할 수 있다. ROI(821)에서 획득한 이미지 데이터만 조도를 산출하는데 이용될 수 있다. 디스플레이 패널(410)의 비발광 구간이 짧은 경우(디스플레이 패널(410)의 밝기가 밝은 경우), ROI(821)에서 빠르게 이미지 데이터가 획득될 수 있다. 이미지 센서(450)는 ROI(821)에서만 노광 및 리드아웃을 수행할 수 있다.
또 다른 일 실시예(830)에 따르면, 프로세서(405)는 이미지 센서(450) 중 복수의 서브 영역들을 ROI(831, 832)로 설정할 수 있다. ROI(831, 832)에서 이미지 데이터만 조도를 산출하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 제1 ROI(831)는 제1 사이클의 전체 비발광 시간 동안 노광 및 리드아웃이 수행되고, 제2 ROI(832)는 제2 사이클의 전체 비발광 시간 동안 노광 및 리드아웃이 수행될 수 있다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 이미지 데이터의 크롭을 나타낸다.
도 9를 참조하면, 카메라 모듈(408)은 이미지 센서(450)을 통해 조도 측정을 위한 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 이미지 센서(450)에서 노광 지속 시간(T_e)는 전체 비발광 구간(TDO)과 같거나, 전체 비발광 구간(TDO)보다 짧을 수 있다.
카메라 모듈(408) 또는 프로세서(405)는 이미지 데이터 중 중첩 라인(415)의 발광 구간에 대응하는 데이터(903)를 제거하고, 중첩 라인(415)의 전체 비발광 구간(TDO)에 대응하는 데이터(905)만을 크롭핑하여 취합할 수 있다. 카메라 모듈(408) 또는 프로세서(405)는 크롭핑된 데이터(910)만을 이용하여 조도를 산출할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 3의 전자 장치(301))는 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3 및 도 4의 이미지 센서(450))를 포함하는 카메라 모듈(예: 도 1 및 도 2의 카메라 모듈(180), 도 3의 카메라 모듈(330), 또는 도 4의 카메라 모듈(408)), 디스플레이 패널(예: 도 4의 디스플레이 패널(410)), 상기 디스플레이 패널(예: 도 4의 디스플레이 패널(410))을 제1 프레임레이트로 구동하는 디스플레이 구동 회로(예: 도 4의 디스플레이 구동 회로(420))(display driver IC; DDI), 메모리(예: 도 1의 메모리(130)), 및 상기 카메라 모듈(예: 도 1 및 도 2의 카메라 모듈(180), 도 3의 카메라 모듈(330), 또는 도 4의 카메라 모듈(408)), 상기 디스플레이 패널(예: 도 4의 디스플레이 패널(410)), 상기 디스플레이 구동 회로(예: 도 4의 디스플레이 구동 회로(420)), 및 상기 메모리(예: 도 1의 메모리(130))와 작동적으로 연결되는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120), 도 4의 프로세서(405))를 포함하고, 상기 디스플레이 구동 회로(예: 도 4의 디스플레이 구동 회로(420))는 상기 제1 프레임레이트에 대응하는 하나의 프레임을 출력하기 위해 복수의 사이클들로 상기 디스플레이 패널(예: 도 4의 디스플레이 패널(410))을 구동하고, 상기 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3 및 도 4의 이미지 센서(450))는 상기 복수의 사이클들 중 상기 디스플레이 패널(예: 도 4의 디스플레이 패널(410))의 일부 라인이 비발광 하는 구간에서 상기 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3 및 도 4의 이미지 센서(450))의 노광을 수행하고, 리드아웃을 수행하여 상기 노광에 따른 이미지 데이터를 획득하고, 상기 메모리(예: 도 1의 메모리(130))는, 실행 시에, 상기 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120), 도 4의 프로세서(405))가, 상기 이미지 데이터를 이용하여 상기 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 3의 전자 장치(301)) 주변의 조도를 결정하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 일부 라인은 상기 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3 및 도 4의 이미지 센서(450))의 센싱면의 상부인 제1 영역에 배치되는 라인들이거나, 상기 제1 영역에서 일부 확장된 제2 영역에 배치되는 라인들일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 구동 회로(예: 도 4의 디스플레이 구동 회로(420))는 상기 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120), 도 4의 프로세서(405))로부터 수신한 제어 신호에 따라 상기 제1 프레임레이트를 제2 프레임레이트로 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120), 도 4의 프로세서(405))가 상기 카메라 모듈(예: 도 1 및 도 2의 카메라 모듈(180), 도 3의 카메라 모듈(330), 또는 도 4의 카메라 모듈(408))에 상기 디스플레이 패널(예: 도 4의 디스플레이 패널(410))의 밝기 정보를 전송하도록 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 카메라 모듈(예: 도 1 및 도 2의 카메라 모듈(180), 도 3의 카메라 모듈(330), 또는 도 4의 카메라 모듈(408))은 상기 밝기 정보를 기반으로 상기 노광에 관한 설정을 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 밝기 정보는 상기 복수의 사이클들의 발광 구간 또는 비발광 구간의 비율에 관한 정보를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 디스플레이 구동 회로(예: 도 4의 디스플레이 구동 회로(420))는 상기 카메라 모듈(예: 도 1 및 도 2의 카메라 모듈(180), 도 3의 카메라 모듈(330), 또는 도 4의 카메라 모듈(408))에 상기 일부 라인 중 시작 라인의 비발광 시작 시간인 제1 시간에 대한 정보를 포함하는 동기화 신호를 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 카메라 모듈(예: 도 1 및 도 2의 카메라 모듈(180), 도 3의 카메라 모듈(330), 또는 도 4의 카메라 모듈(408))은 상기 제1 시간에서, 상기 일부 라인 중 마지막 라인의 비발광 시작 시간인 제2 시간을 결정하고, 상기 제2 시간에 상기 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3 및 도 4의 이미지 센서(450))에 대한 상기 노광을 시작할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 카메라 모듈(예: 도 1 및 도 2의 카메라 모듈(180), 도 3의 카메라 모듈(330), 또는 도 4의 카메라 모듈(408))은 상기 카메라 모듈(예: 도 1 및 도 2의 카메라 모듈(180), 도 3의 카메라 모듈(330), 또는 도 4의 카메라 모듈(408))은 상기 시작 라인의 비발광 종료 시간인 제3 시간을 결정하고, 상기 제3 시간 이전에 상기 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3 및 도 4의 이미지 센서(450))에 대한 상기 노광을 종료할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 카메라 모듈(예: 도 1 및 도 2의 카메라 모듈(180), 도 3의 카메라 모듈(330), 또는 도 4의 카메라 모듈(408))은, 상기 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3 및 도 4의 이미지 센서(450))의 일부 영역에서 상기 이미지 데이터를 획득할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 카메라 모듈(예: 도 1 및 도 2의 카메라 모듈(180), 도 3의 카메라 모듈(330), 또는 도 4의 카메라 모듈(408))은, 상기 일부 영역에서 상기 노광 및 상기 리드아웃을 수행하고, 상기 일부 영역을 제외한 영역에서 상기 노광 또는 상기 리드아웃을 중지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 일부 영역은, 서로 분리된 복수의 서브 영역들을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120), 도 4의 프로세서(405))가 상기 결정된 조도를 이용하여 상기 디스플레이 패널(예: 도 4의 디스플레이 패널(410))의 밝기를 변경하거나, 어플리케이션의 실행에 반영하도록 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 카메라 모듈(예: 도 1 및 도 2의 카메라 모듈(180), 도 3의 카메라 모듈(330), 또는 도 4의 카메라 모듈(408)) 또는 상기 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120), 도 4의 프로세서(405))는 상기 이미지 데이터 중 상기 구간에 대응하는 데이터를 크롭핑할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 3의 전자 장치(301))는, 제1 면을 포함하는 하우징, 상기 제1 면의 제1 부분을 통해 노출되는 디스플레이, 상기 제1 면의 제1 부분의 일부 영역을 통해 노광되는 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3 및 도 4의 이미지 센서(450)), 및 상기 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3 및 도 4의 이미지 센서(450))에 전기적으로 연결되는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120), 도 4의 프로세서(405))를 포함하고, 상기 디스플레이는, 상기 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120), 도 4의 프로세서(405))로부터 발광(Display) 활성화 신호를 수신하고, 상기 발광 활성화 신호의 수신에 따라 발광 수행 시에 각각의 라인은 비발광 구간을 포함하고, 상기 일부 영역의 시작(1st) 라인은 제1 시점(t1)에 비발광 되고, 상기 일부 영역의 마지막(Nth) 라인은 제2 시점(t2)에 비발광되고, 상기 시작 라인은 상기 제1 시점(t1) 또는 제2 시점(t2) 이후의 제3 시점(t3)에 발광되고, 상기 마지막(Nth) 라인은 상기 제3 시점(t3) 이후의 제4 시점(t4)에 발광되고, 상기 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3 및 도 4의 이미지 센서(450))는, 상기 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120), 도 4의 프로세서(405))로부터 노광(Exposure) 활성화 신호를 수신하고, 상기 노광 활성화 신호의 수신에 따라 상기 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3 및 도 4의 이미지 센서(450)) 중 상기 시작(1st) 라인에 대응하는 제1 이미지 영역에서 제5 시점(t5)부터 제6 시점(t6)까지 노광을 수행하고, 상기 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3 및 도 4의 이미지 센서(450)) 중 상기 마지막(Nth) 라인에 대응하는 제2 이미지 영역에서 제7 시점(t7)부터 제8 시점(t8)까지 노광을 수행하고, 상기 제1 시점(t1) 내지 제4 시점(t4), 제5 시점(t5) 및 제8 시점(t8)은, 제1 시점(t1) < 제2 시점(t2) < 제5 시점(t5) < 제8 시점(t8) < 제3 시점(t3) < 제4 시점(t4)의 관계를 가지고, 상기 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120), 도 4의 프로세서(405))는 상기 노광을 통하여 획득한 이미지를 기반으로 상기 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 3의 전자 장치(301)) 주변의 조도를 측정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제3 시점(t3) 및 상기 제5 시점(t5) 내지 제8 시점(t8)은, 제5 시점(t5) < 제7 시점(t7) < 제6 시점(t6) < 제8 시점(t8) < 제3 시점(t3)의 관계를 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제3 시점(t3) 및 상기 제5 시점(t5) 내지 제8 시점(t8)은, 제5 시점(t5) = 제7 시점(t7) < 제6 시점(t6) = 제8 시점(t8) < 제3 시점(t3)의 관계를 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3 및 도 4의 이미지 센서(450))는 일부 영역에서 상기 노광 활성화 신호에 따른 노광을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120), 도 4의 프로세서(405))는 상기 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3 및 도 4의 이미지 센서(450))의 전체에서 상기 노광 활성화 신호에 따른 노광이 수행 되도록 상기 제 1시점(t1) 내지 제 8시점(t8)을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 조도 측정 방법은, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 3의 전자 장치(301))에서 수행되고, 상기 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 3의 전자 장치(301))의 디스플레이 패널(예: 도 4의 디스플레이 패널(410))을 제1 프레임레이트에 대응하는 하나의 프레임을 출력하기 위해 복수의 사이클들로 구동하는 동작, 상기 복수의 사이클들 중 상기 디스플레이 패널(예: 도 4의 디스플레이 패널(410))의 일부 라인이 비발광 하는 구간에서 상기 이미지 센서(예: 도 2의 이미지 센서(230), 도 3 및 도 4의 이미지 센서(450))의 노광을 수행하는 동작, 리드아웃을 수행하여 상기 노광에 따른 이미지 데이터를 획득하는 동작, 및 상기 이미지 데이터를 이용하여 상기 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 3의 전자 장치(301)) 주변의 조도를 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나",“A 또는 B 중 적어도 하나”, "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나”, 및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(701)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(736) 또는 외장 메모리(738))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(740))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(701))의 프로세서(예: 프로세서(720))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    이미지 센서를 포함하는 카메라 모듈;
    디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널을 제1 프레임레이트로 구동하는 디스플레이 구동 회로(display driver IC;DDI);
    메모리; 및
    상기 카메라 모듈, 상기 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 구동 회로, 및 상기 메모리와 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함하고,
    상기 디스플레이 구동 회로는
    상기 제1 프레임레이트에 대응하는 하나의 프레임을 출력하기 위해 복수의 사이클들로 상기 디스플레이 패널을 구동하고,
    상기 이미지 센서는
    상기 복수의 사이클들 중 상기 디스플레이 패널의 일부 라인이 비발광 하는 구간에서 상기 이미지 센서의 노광을 수행하고,
    리드아웃을 수행하여 상기 노광에 따른 이미지 데이터를 획득하고,
    상기 메모리는, 실행 시에, 상기 프로세서가,
    상기 이미지 데이터를 이용하여 상기 전자 장치 주변의 조도를 결정하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 일부 라인은
    상기 이미지 센서의 센싱면의 상부인 제1 영역에 배치되는 라인들이거나, 상기 제1 영역에서 일부 확장된 제2 영역에 배치되는 라인들인 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 구동 회로는
    상기 프로세서로부터 수신한 제어 신호에 따라 상기 제1 프레임레이트를 제2 프레임레이트로 변경하는 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가
    상기 카메라 모듈에 상기 디스플레이 패널의 밝기 정보를 전송하도록 하는 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 카메라 모듈은
    상기 밝기 정보를 기반으로 상기 노광에 관한 설정을 변경하는 전자 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 밝기 정보는
    상기 복수의 사이클들의 발광 구간 또는 비발광 구간의 비율에 관한 정보를 포함하는 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 구동 회로는
    상기 카메라 모듈에 상기 일부 라인 중 시작 라인의 비발광 시작 시간인 제1 시간에 대한 정보를 포함하는 동기화 신호를 전송하는 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 카메라 모듈은
    상기 제1 시간에서, 상기 일부 라인 중 마지막 라인의 비발광 시작 시간인 제2 시간을 결정하고,
    상기 제2 시간에 상기 이미지 센서에 대한 상기 노광을 시작하는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 카메라 모듈은
    상기 카메라 모듈은 상기 시작 라인의 비발광 종료 시간인 제3 시간을 결정하고,
    상기 제3 시간 이전에 상기 이미지 센서에 대한 상기 노광을 종료하는 전자 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 카메라 모듈은,
    상기 이미지 센서의 일부 영역에서 상기 이미지 데이터를 획득하는 전자 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 카메라 모듈은,
    상기 일부 영역에서 상기 노광 및 상기 리드아웃을 수행하고,
    상기 일부 영역을 제외한 영역에서 상기 노광 또는 상기 리드아웃을 중지하는 전자 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 일부 영역은,
    서로 분리된 복수의 서브 영역들을 포함하는 전자 장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 인스트럭션들은 상기 프로세서가
    상기 결정된 조도를 이용하여 상기 디스플레이 패널의 밝기를 변경하거나, 어플리케이션의 실행에 반영하도록 하는 전자 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 카메라 모듈 또는 상기 프로세서는
    상기 이미지 데이터 중 상기 구간에 대응하는 데이터를 크롭핑하는 전자 장치.
  15. 전자 장치에 있어서,
    제1 면을 포함하는 하우징;
    상기 제1 면의 제1 부분을 통해 노출되는 디스플레이;
    상기 제1 면의 제1 부분의 일부 영역을 통해 노광되는 이미지 센서; 및
    상기 이미지 센서에 전기적으로 연결되는 프로세서;를 포함하고,
    상기 디스플레이는,
    상기 프로세서로부터 발광(Display) 활성화 신호를 수신하고,
    상기 발광 활성화 신호의 수신에 따라 발광 수행 시에 각각의 라인은 비발광 구간을 포함하고,
    상기 일부 영역의 시작(1st) 라인은 제1 시점(t1)에 비발광 되고,
    상기 일부 영역의 마지막(Nth) 라인은 제2 시점(t2)에 비발광되고,
    상기 시작 라인은 상기 제1 시점(t1) 또는 제2 시점(t2) 이후의 제3 시점(t3)에 발광되고,
    상기 마지막(Nth) 라인은 상기 제3 시점(t3) 이후의 제4 시점(t4)에 발광되고,
    상기 이미지 센서는,
    상기 프로세서로부터 노광(Exposure) 활성화 신호를 수신하고,
    상기 노광 활성화 신호의 수신에 따라 상기 이미지 센서 중 상기 시작(1st) 라인에 대응하는 제1 이미지 영역에서 제5 시점(t5)부터 제6 시점(t6)까지 노광을 수행하고,
    상기 이미지 센서 중 상기 마지막(Nth) 라인에 대응하는 제2 이미지 영역에서 제7 시점(t7)부터 제8 시점(t8)까지 노광을 수행하고,
    상기 제1 시점(t1) 내지 제4 시점(t4), 제5 시점(t5) 및 제8 시점(t8)은,
    제1 시점(t1) < 제2 시점(t2) < 제5 시점(t5) < 제8 시점(t8) < 제3 시점(t3) < 제4 시점(t4)의 관계를 가지고,
    상기 프로세서는 상기 노광을 통하여 획득한 이미지를 기반으로 상기 전자 장치 주변의 조도를 측정하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제3 시점(t3) 및 상기 제5 시점(t5) 내지 제8 시점(t8)은,
    제5 시점(t5) < 제7 시점(t7) < 제6 시점(t6) < 제8 시점(t8) < 제3 시점(t3)의 관계를 가지는 전자 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제3 시점(t3) 및 상기 제5 시점(t5) 내지 제8 시점(t8)은,
    제5 시점(t5) = 제7 시점(t7) < 제6 시점(t6) = 제8 시점(t8) < 제3 시점(t3)의 관계를 가지는 전자 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 이미지 센서는
    일부 영역에서 상기 노광 활성화 신호에 따른 노광을 수행하는 전자 장치.
  19. 제15항에 있어서, 상기 프로세서는
    상기 이미지 센서의 전체에서 상기 노광 활성화 신호에 따른 노광이 수행 되도록 상기 제 1시점(t1) 내지 제 8시점(t8)을 결정하는 전자 장치.
  20. 전자 장치에서 수행되는 조도 측정 방법에 있어서,
    상기 전자 장치의 디스플레이 패널을 제1 프레임레이트에 대응하는 하나의 프레임을 출력하기 위해 복수의 사이클들로 구동하는 동작;
    상기 복수의 사이클들 중 상기 디스플레이 패널의 일부 라인이 비발광 하는 구간에서 상기 이미지 센서의 노광을 수행하는 동작;
    리드아웃을 수행하여 상기 노광에 따른 이미지 데이터를 획득하는 동작; 및
    상기 이미지 데이터를 이용하여 상기 전자 장치 주변의 조도를 결정하는 동작;을 포함하는 방법.

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