WO2012157995A2 - 카메라 모듈 및 그의 구동 방법 - Google Patents

카메라 모듈 및 그의 구동 방법 Download PDF

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WO2012157995A2
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박종하
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엘지이노텍 주식회사
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G02B7/09—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification adapted for automatic focusing or varying magnification
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/32—Means for focusing
    • G03B13/34—Power focusing
    • G03B13/36—Autofocus systems
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00—Image enhancement or restoration
    • G06T5/73—Deblurring; Sharpening
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals

Definitions

  • the present invention relates to a camera module and a driving method thereof.
  • a camera module is one that can photograph a subject as a picture or a video, store the image data, and then edit and transmit the image data as necessary.
  • the camera focuses on the lens according to the distance between the lens and the subject.
  • the camera requires a function capable of automatically adjusting focus according to a change in distance from a subject, that is, an auto focus (AF) function, in order to capture a high quality photograph.
  • AF auto focus
  • the present invention solves the problem of obtaining a clear image, preventing the blurry image from being selected by the confusion circles and their overlapping, and improving the accuracy of extracting the best-focus image. .
  • An imaging unit including a lens and photographing a subject
  • a lens transfer unit which moves the lens of the imaging unit
  • the focusing driver is controlled to divide the image area of the subject photographed by the imaging unit into a plurality of sections, and to photograph each of the sections by auto focusing (AF), and each of the sections is auto focusing.
  • a camera module is provided that includes an image signal processor (ISP) that detects and compares a focusing level of the same pixel in images of a photographed subject and selects an autofocused image.
  • ISP image signal processor
  • the image signal processor selects an object image having pixels having the high focusing level as an autofocused image.
  • the same pixel is a plurality of pixels, and the image signal processor calculates an average value of the focusing levels detected in each of the images of the subject, and converts the subject image having the pixels with the calculated average value into an autofocused image. Select.
  • the image signal processor further detects a focusing level of adjacent pixels of the same pixel, calculates a deviation of the detected focusing level of the same pixel and a focusing level of adjacent pixels, and has the calculated high deviation pixels. Select the subject image as the autofocused image.
  • the focusing level is a sharpness value or an edge value of the subject image.
  • An imaging unit including a lens and photographing a subject
  • a lens transfer unit which moves the lens of the imaging unit
  • a camera including an image signal processor which detects and compares the focusing level of all the same pixels of the images of the photographed subject by auto focusing, and extracts and synthesizes the pixels having the high focusing level to obtain a clear subject image; Contains modules
  • comparing the detected focusing level and selecting the subject image having the high focusing level among the same pixels as the autofocused image may select the subject image having the pixel having the high focusing level as the autofocused image. Step.
  • detecting the focusing level of the same pixels in the images of the subject photographed by auto focusing each of the sections may further include detecting the focusing level of adjacent pixels of the same pixel, and detecting the detected focusing level.
  • selecting the subject image having the high focusing level among the same pixels as an autofocused image may calculate a deviation between the detected focusing level of the same pixel and the focusing level of adjacent pixels, and the calculated deviation is high. In this step, a subject image having pixels is selected as an autofocused image.
  • an image signal processor receives images of a subject photographed by auto focusing sections in an image pickup unit, and detects and compares a focusing level of the same pixel of images of a subject to obtain a subject image having a pixel having a high focusing level. By selecting the auto-focused image, a clear image can be obtained.
  • the present invention has the effect of minimizing the depth of field (DOF: Depth of Field) caused by the unique characteristics of the lens to minimize the partially blurred image area during close-up photography.
  • DOE Depth of Field
  • the present invention has an effect of preventing the blurry image from being selected by the confusion sources and their overlapping, and improving the accuracy of extracting the best-focus image.
  • FIG. 1 is a schematic structural block diagram of a camera module according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view for explaining an AF area of a subject image according to the first embodiment of the present invention
  • 3 and 4 are diagrams for describing a method of selecting an autofocused image in a camera module according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining an oppo focus method of a camera module according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic structural block diagram of a camera module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIGS. 7 to 9 are diagrams for describing a method for selecting an autofocused image in a camera module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart for explaining an oppo focus method of a camera module according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic structural block diagram of a camera module according to a first embodiment of the present invention.
  • the camera module includes a lens, and an imaging unit 110 for photographing a subject; A lens transfer unit 120 for moving the lens of the imaging unit 110; A focusing driver 130 for operating the lens transfer part 120; The focusing driver 130 is controlled to divide the image area of the subject photographed by the imaging unit 110 into a plurality of sections, and to photograph each of the sections by auto focusing.
  • An image signal processor (ISP) that selects a subject image having a pixel having a high focusing level as an autofocused image by detecting and comparing a focusing level of the same pixel in the images of a subject photographed by autofocusing the sections. 200).
  • the image signal processor 200 controls the imaging unit 110 and the focusing driver 130.
  • the focusing level is a degree of focusing well, and may be defined as, for example, a sharpness value or an edge value of the subject image.
  • the camera module divides the image area of the subject photographed by the imaging unit 110 into a plurality of sections in the image signal processor 200, and automatically divides each of the sections.
  • the focusing driver 130 is controlled to photograph by focusing (AF).
  • the image pickup unit 110 receives the images of the photographed subject by auto focusing from the image signal processor 200, and detects and compares the focusing level of the same pixel of the images of the subject. By selecting a subject image having a high level pixel as an autofocus image, a clear image can be obtained.
  • the image signal processor 200 detects and compares the focusing level of all the same pixels of the images of the photographed subject by auto focusing each of the sections, extracts and synthesizes the pixels having a high focusing level, It may be configured to acquire a subject image.
  • the present invention has an advantage of minimizing a depth of field (DOF) caused by a unique characteristic of a lens, thereby minimizing a partially blurred image area during close-up photography.
  • DOE depth of field
  • FIGS. 3 and 4 are methods of selecting an autofocused image from a camera module according to the first exemplary embodiment of the present invention. A diagram for explaining.
  • the image signal processor divides the image area 10 of the subject photographed by the imaging unit into a plurality of sections (eg, three sections of FIG. 2).
  • Each of the sections is photographed by auto focusing (AF).
  • the first AF area is autofocused and taken, then the second AF area is autofocused and taken, and then the third AF area is autofocused and taken.
  • the focusing level of the same pixel of the three images is detected and the focusing levels are compared.
  • the image signal processor selects the image of FIG. 4 as the best autofocused image.
  • the image signal processor controls the focusing driver to divide the image area of the subject photographed by the imaging unit into a plurality of sections, and auto focus the respective sections, and the sections are autofocused and photographed.
  • the subject image having the pixel having the high focusing level may be selected as the autofocused image.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of driving a camera module according to a first embodiment of the present invention.
  • the image area of the subject photographed by the imaging unit 110 is divided into a plurality of sections, and each of the sections is subjected to auto focusing (AF). Shoot (S100 step).
  • each of the sections is autofocused to detect the focusing level of the same pixels in the images of the photographed subject.
  • the detected focusing level is compared, and a subject image having a higher focusing level among the same pixels is selected as an autofocused image (step S120).
  • FIG. 6 is a schematic structural block diagram of a camera module according to a second embodiment of the present invention.
  • the camera module includes a lens, the imaging unit 110 for photographing the subject; A lens transfer unit 120 for moving the lens of the imaging unit 110; A focusing driver 130 for operating the lens transfer part 120; The focusing driver 130 is controlled so that the image area of the subject photographed by the imaging unit 110 is divided into a plurality of sections, and each of the sections is photographed by auto focusing (AF). Each of the sections is auto-focused to detect focusing levels of the same plurality of pixels in the photographed subjects, calculate an average value of the focusing levels detected in each of the images of the subject, and calculate the pixels having the high average value. And an image signal processor 210 for selecting an image of the subject as an autofocus image.
  • the camera module controls the focusing driver 130 in the image signal processor 210 to display a plurality of sections divided in the image area of the subject in the imaging unit 110.
  • Shoot with auto focus the camera module according to the second exemplary embodiment of the present invention controls the focusing driver 130 in the image signal processor 210 to display a plurality of sections divided in the image area of the subject in the imaging unit 110. Shoot with auto focus.
  • the image pickup unit 110 receives images of a subject photographed by auto focusing from the image signal processor 210 to detect focusing levels of the same plurality of pixels of the images of the subject, The average value of the focusing level detected in each of the images of the subject is calculated, and the subject image having pixels with the calculated average value is selected as the autofocused image, and the blurred image is selected by the confusion circles and their overlapping. It is possible to prevent the error, and to improve the accuracy of extracting the best-focus image.
  • the confusion circle is mixed with other confusion circles around, blurring the image of the original subject, thereby reducing the difference in level values between the selected pixel and the surrounding pixels. Therefore, it can be determined that the focus is relatively accurate as the level difference with the surrounding pixels increases.
  • FIGS. 7 to 9 are diagrams for describing a method for selecting an autofocused image in a camera module according to a second embodiment of the present invention.
  • the image area of the subject photographed by the imaging unit is divided into a plurality of sections, and each of the sections is photographed by auto focusing (AF).
  • the images 300, 310, and 320 of the three subjects are photographed with the same subject only differently from the auto focus region, the images having the same image region are composed of pixels.
  • the plurality of pixels 301, 302, 303, 304, and 305 of the image 300 of the subject display the same image as the plurality of pixels 311, 312, 313, 314, 315 of the image 310 of the subject and the plurality of pixels 321, 322, 323, 324, 325 of the image 320 of the subject.
  • an average value of respective focusing levels of the plurality of pixels 301, 302, 303, 304, and 305 of the image 300 of the subject an average value of respective focusing levels of the plurality of pixels 311, 312, 313, 314, 315 of the image 310 of the subject, and an image of the subject '
  • An average value of focusing levels of the plurality of pixels 321, 322, 323, 324, and 325 of 320 ′ is calculated, and the subject image having pixels having the calculated average value is selected as an autofocused image.
  • each of the sections is auto-focused to detect a focusing level of the same pixel and a focusing level of adjacent pixels of the same pixel in images of a photographed subject, and detects the focusing level of the same pixel and the adjacent pixel. And calculating a deviation of the focusing level of the subjects, and selecting the subject image having the high deviation pixels as the autofocused image.
  • the respective focusing levels of the plurality of pixels 301, 302, 303, 304, 305 of the image 300 of the subject are (104,95,107,91,103), and the focusing levels of the plurality of pixels 311,312,313,314,315 of the image 310 of the subject.
  • the focusing levels of the plurality of pixels 321,322,323,324,325 of the image '320' of the subject are (92,108,98,103,92)
  • the plurality of pixels of the image '300' of the subject The deviation of the focusing level of the fields 301, 302, 303, 304, and 305 is 6.16
  • the deviation of the focusing level of the plurality of pixels 311, 312, 313, 314, and 315 of the subject image 310 is 15.19
  • the deviation of the focusing level is 6.24.
  • the '310' subject image is selected as the autofocused image.
  • Circle of Confusion # 1 and # 2 overlap, an error may occur when selecting the best-focused image with only the level value of the same region for three images due to interference of the confusion circle. Can be.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of driving a camera module according to a second embodiment of the present invention.
  • the image area of the subject photographed by the imaging unit 110 is divided into a plurality of sections, and each of the sections is subjected to auto focusing (AF).
  • AF auto focusing
  • S200 step
  • each of the sections is autofocused to detect a focusing level of the same plurality of pixels in the images of the photographed subject.
  • An average value of the focusing levels detected in each of the images of the subject is calculated (S220).
  • the subject image having pixels having the calculated average value is selected as the autofocused image (S230).
  • an image signal processor receives images of a subject photographed by auto focusing sections in an image pickup unit, and detects and compares a focusing level of the same pixel of images of a subject to obtain a subject image having a pixel having a high focusing level.
  • a camera module for obtaining a clear image is provided.

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Abstract

본 발명은 카메라 모듈 및 그의 구동 방법에 관한 것이다. 즉, 본 발명의 카메라 모듈은 렌즈를 포함하고, 피사체를 촬영하는 촬상부와; 상기 촬상부의 렌즈를 이동시키는 렌즈 이송부와; 상기 렌즈 이송부를 동작시키는 포커싱 구동부와; 상기 촬상부에서 촬영되는 피사체의 영상 영역을 복수개의 구간들로 분할하고, 상기 구간들 각각을 오토 포커싱(Auto Focusing, AF)하여 촬영하도록, 상기 포커싱 구동부를 제어하고, 상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들에서 동일 픽셀의 포커싱 레벨을 검출 및 비교하여 오토 포커스된 영상으로 선정하는 이미지 신호 프로세서(Image Signal Processor, ISP)를 포함한다.

Description

카메라 모듈 및 그의 구동 방법
본 발명은 카메라 모듈 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
각종 휴대단말기의 보급이 널리 일반화되고, 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라 휴대단말기와 관련된 소비자들의 요구도 다양화되고 있는바, 이에 따라 다양한 종류의 부가장치들이 휴대단말기에 장착되고 있다.
그 중에서 피사체를 사진이나 동영상으로 촬영하여 그 이미지데이터를 저장한 후 필요에 따라 이를 편집 및 전송할 수 있는 대표적인 것이 카메라 모듈이다.
한편, 카메라는 렌즈와 피사체간의 거리에 따라 렌즈의 초점이 변화된다.
그러므로, 카메라는 우수한 품질의 사진 촬상을 위하여, 피사체와의 거리 변화에 따라 초점을 자동으로 조절할 수 있는 기능, 즉 자동초점조절(Auto Focus: AF) 기능이 요구된다.
본 발명은 선명한 영상을 얻을 수 있으며, 착란원들 및 그들의 중첩에 의하여 흐릿한 영상이 선정되는 것을 방지하고, 베스트 포커스 영상(Best-focus image)을 추출하는 정확도를 향상시킬 수 있는 과제를 해결하는 것이다.
본 발명은,
렌즈를 포함하고, 피사체를 촬영하는 촬상부와;
상기 촬상부의 렌즈를 이동시키는 렌즈 이송부와;
상기 렌즈 이송부를 동작시키는 포커싱 구동부와;
상기 촬상부에서 촬영되는 피사체의 영상 영역을 복수개의 구간들로 분할하고, 상기 구간들 각각을 오토 포커싱(Auto Focusing, AF)하여 촬영하도록, 상기 포커싱 구동부를 제어하고, 상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들에서 동일 픽셀의 포커싱 레벨을 검출 및 비교하여 오토 포커스된 영상으로 선정하는 이미지 신호 프로세서(Image Signal Processor, ISP)를 포함하는 카메라 모듈이 제공된다.
그리고, 상기 이미지 신호 프로세서는 상기 포커싱 레벨이 높은 픽셀을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정한다.
또, 상기 동일 픽셀은 복수개의 픽셀들이고, 상기 이미지 신호 프로세서는 상기 피사체의 영상들 각각에서 검출된 포커싱 레벨의 평균값을 산출하고, 상기 산출된 평균값이 높은 픽셀들을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정한다.
또한, 상기 이미지 신호 프로세서는 상기 동일 픽셀의 인접 픽셀들의 포커싱 레벨을 더 검출하고, 상기 검출된 동일 픽셀의 포커싱 레벨과 인접 픽셀들의 포커싱 레벨의 편차를 산출하고, 상기 산출된 편차가 높은 픽셀들을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정한다.
더불어, 상기 포커싱 레벨은 상기 피사체 영상의 샤프니스(Sharpness)값 또는 에지(Edge)값이다.
본 발명은,
렌즈를 포함하고, 피사체를 촬영하는 촬상부와;
상기 촬상부의 렌즈를 이동시키는 렌즈 이송부와;
상기 렌즈 이송부를 동작시키는 포커싱 구동부와;
상기 상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들의 모든 동일 픽셀의 포커싱 레벨을 검출 및 비교하고, 포커싱 레벨이 높은 픽셀들을 추출하여 합성하여 선명한 피사체 영상을 획득하는 이미지 신호 프로세서를 포함하는 카메라 모듈을 포함한다.
본 발명은,
촬상부에서 촬영되는 피사체의 영상 영역을 복수개의 구간들로 분할하고, 상기 구간들 각각을 오토 포커싱(Auto Focusing, AF)하여 촬영하는 단계와;
상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들에서 동일 픽셀들의 포커싱 레벨을 검출하는 단계와;
상기 검출된 포커싱 레벨을 비교하여, 동일 픽셀들 중 높은 포커싱 레벨을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 구동 방법을 포함한다.
또, 상기 검출된 포커싱 레벨을 비교하여, 동일 픽셀들 중 높은 포커싱 레벨을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 단계는 상기 포커싱 레벨이 높은 픽셀을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 단계이다.
더불어, 상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들에서 동일 픽셀들의 포커싱 레벨을 검출하는 단계는 상기 동일 픽셀의 인접 픽셀들의 포커싱 레벨을 검출하는 것을 더 포함하고, 상기 검출된 포커싱 레벨을 비교하여, 동일 픽셀들 중 높은 포커싱 레벨을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 단계는 상기 검출된 동일 픽셀의 포커싱 레벨과 인접 픽셀들의 포커싱 레벨의 편차를 산출하고, 상기 산출된 편차가 높은 픽셀들을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 단계이다.
본 발명은 촬상부에서 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들을 이미지 신호 프로세서에서 입력받아, 피사체의 영상들의 동일 픽셀의 포커싱 레벨을 검출 및 비교하여 포커싱 레벨이 높은 픽셀을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정함으로써, 선명한 영상을 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 렌즈의 고유한 특성으로 생기는 피사계 심도(DOF : Depth of Field)를 최소화하여 근접 촬영시 부분적으로 블러(Blur)된 이미지 영역을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 착란원들 및 그들의 중첩에 의하여 흐릿한 영상이 선정되는 것을 방지하고, 베스트 포커스 영상(Best-focus image)을 추출하는 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 구성 블록도
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 피사체 영상의 AF 영역을 설명하기 위한 도면
도 3와 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈에서 오토 포커스된 영상을 선정하는 방법을 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈의 오포 포커스 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 구성 블록도
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈에서 오토 포커스된 영상을 선정하는 방법을 설명하기 위한 도면
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈의 오포 포커스 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 11은 착란원 이미지를 촬영한 사진도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 구성 블록도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈를 포함하고, 피사체를 촬영하는 촬상부(110)와; 상기 촬상부(110)의 렌즈를 이동시키는 렌즈 이송부(120)와; 상기 렌즈 이송부(120)를 동작시키는 포커싱 구동부(130)와; 상기 촬상부(110)에서 촬영되는 피사체의 영상 영역을 복수개의 구간들로 분할하고, 상기 구간들 각각을 오토 포커싱(Auto Focusing, AF)하여 촬영하도록, 상기 포커싱 구동부(130)를 제어하고, 상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들에서 동일 픽셀의 포커싱 레벨을 검출 및 비교하여 포커싱 레벨이 높은 픽셀을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 이미지 신호 프로세서(Image Signal Processor, ISP)(200)를 포함한다.
여기서, 상기 이미지 신호 프로세서(200)는 상기 촬상부(110)와 상기 포커싱 구동부(130)를 제어한다.
그리고, 상기 포커싱 레벨은 포커스가 잘 맞는 정도이며, 예컨대, 피사체 영상의 샤프니스(Sharpness)값 또는 에지(Edge)값으로 정의될 수 있다.
그러므로, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 이미지 신호 프로세서(200)에서 상기 촬상부(110)에서 촬영되는 피사체의 영상 영역을 복수개의 구간들로 분할하고, 상기 구간들 각각을 오토 포커싱(Auto Focusing, AF)하여 촬영하도록, 상기 포커싱 구동부(130)를 제어한다.
그리고, 상기 촬상부(110)에서 상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들을 상기 이미지 신호 프로세서(200)에서 입력받아, 상기 피사체의 영상들의 동일 픽셀의 포커싱 레벨을 검출 및 비교하여 포커싱 레벨이 높은 픽셀을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정함으로써, 선명한 영상을 얻을 수 있는 것이다.
또 다른 구성으로, 상기 이미지 신호 프로세서(200)는 상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들의 모든 동일 픽셀의 포커싱 레벨을 검출 및 비교하고, 포커싱 레벨이 높은 픽셀들을 추출하여 합성하여 선명한 피사체 영상을 획득하도록 구성될 수도 있다.
따라서, 본 발명은 렌즈의 고유한 특성으로 생기는 피사계 심도(DOF : Depth of Field)를 최소화하여 근접 촬영시 부분적으로 블러(Blur)된 이미지 영역을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 피사체 영상의 AF 영역을 설명하기 위한 도면이고, 도 3와 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈에서 오토 포커스된 영상을 선정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전술된 이미지 신호 프로세서는 도 2에 도시된 바와 같이, 촬상부에서 촬영되는 피사체의 영상 영역(10)을 복수개의 구간들(예컨대, 도 2의 3개 구간들)로 분할한다.
그리고, 상기 구간들 각각은 오토 포커싱(Auto Focusing, AF)하여 촬영된다.
즉, 제 1 AF 영역이 오토 포커싱되어 촬영되고, 그 후, 제 2 AF 영역이 오토 포커싱되어 촬영되며, 이어서 제 3 AF 영역이 오토 포커싱되어 촬영된다.
이렇게 피사체를 3장 촬영한 후, 3장의 영상 중 각 구간마다 포커스가 가장 잘맞는 영상을 판별하기 위해서, 3장의 영상의 동일한 픽셀의 포커싱 레벨을 검출하고, 이 포커싱 레벨를 비교한다.
도 3 및 도 4와 같이, 동일한 픽셀이 '살몬'이 촬영된 글자 영역인 경우, 이 '살몬'의 글자 영역의 RGB 데이터는 도 3에서 (213/200/226)이고, 도 4에서 (230/220/228)으로, 도 4의 영상이 도 3의 영상보다 상대적으로 높은 RGB 데이터값을 갖는 것을 확인할 수 있다.
여기서, 이미지 신호 프로세서는 도 4의 영상을 베스트 오토 포커스된 영상으로 선정한다.
그러므로, 이미지 신호 프로세서는 촬상부에서 촬영되는 피사체의 영상 영역을 복수개의 구간들로 분할하고, 상기 구간들 각각을 오토 포커싱하여 촬영하도록, 포커싱 구동부를 제어하고, 상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들에서 동일 픽셀의 포커싱 레벨을 검출 및 비교하여 포커싱 레벨이 높은 픽셀을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정할 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 카메라 모듈의 구동 방법은 촬상부(110)에서 촬영되는 피사체의 영상 영역을 복수개의 구간들로 분할하고, 상기 구간들 각각을 오토 포커싱(Auto Focusing, AF)하여 촬영한다.(S100단계)
그 후, 상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들에서 동일 픽셀들의 포커싱 레벨을 검출한다.(S110단계)
상기 검출된 포커싱 레벨을 비교하여, 동일 픽셀들 중 높은 포커싱 레벨을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정한다.(S120단계)
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈의 개략적인 구성 블록도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈은 렌즈를 포함하고, 피사체를 촬영하는 촬상부(110)와; 상기 촬상부(110)의 렌즈를 이동시키는 렌즈 이송부(120)와; 상기 렌즈 이송부(120)를 동작시키는 포커싱 구동부(130)와; 상기 촬상부(110)에서 촬영되는 피사체의 영상 영역을 복수개의 구간들로 분할하고, 상기 구간들 각각이 오토 포커싱(Auto Focusing, AF)하여 촬영되도록, 상기 포커싱 구동부(130)를 제어하고, 상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들에서 동일한 복수개의 픽셀들의 포커싱 레벨을 검출하고, 상기 피사체의 영상들 각각에서 검출된 포커싱 레벨의 평균값을 산출하고, 상기 산출된 평균값이 높은 픽셀들을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 이미지 신호 프로세서(210)를 포함한다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈은 상기 이미지 신호 프로세서(210)에서 상기 포커싱 구동부(130)를 제어하여, 피사체의 영상 영역에서 분할된 복수개의 구간들을 상기 촬상부(110)에서 오토 포커싱하여 촬영한다.
또, 상기 촬상부(110)에서 상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들을 상기 이미지 신호 프로세서(210)에서 입력받아, 상기 피사체의 영상들의 동일한 복수개의 픽셀들의 포커싱 레벨을 검출하고, 상기 피사체의 영상들 각각에서 검출된 포커싱 레벨의 평균값을 산출하고, 상기 산출된 평균값이 높은 픽셀들을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하여, 착란원들 및 그들의 중첩에 의하여 흐릿한 영상이 선정되는 것을 방지하고, 베스트 포커스 영상(Best-focus image)을 추출하는 정확도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
참고로, 초점이 맞지 않은 경우, 착란원은 주변의 다른 착란원들과 섞이게 되어, 원래의 피사체가 갖는 영상을 흐리게 함으로써, 선택한 픽셀과 주변 픽셀들간의 레벨값 차이가 감소하는 현상으로 나타난다. 그러므로, 주변 픽셀과 레벨차가 심할 수록 초점이 상대적으로 정확하다고 판단할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈에서 오토 포커스된 영상을 선정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
제 2 실시예는 촬상부에서 촬영되는 피사체의 영상 영역을 복수개의 구간들로 분할하고, 상기 구간들 각각을 오토 포커싱(Auto Focusing, AF)하여 촬영한다.
이하, 도 7 내지 도 9와 같이, 3개의 피사체의 영상들(300,310,320)이 촬영되었다고 가정하여, 오토 포커스된 영상을 선정하는 방법을 설명한다.
이때, 3개의 피사체의 영상들(300,310,320)은 오토 포커스 영역만 다르게 동일한 피사체를 촬영한 것이므로, 동일한 영상 영역을 갖는 픽셀들로 구성되어 있다.
그러므로, 피사체의 영상 '300'의 복수개의 픽셀들(301,302,303,304,305)은 피사체의 영상 '310'의 복수개의 픽셀들(311,312,313,314,315) 및 피사체의 영상 '320'의 복수개의 픽셀들(321,322,323,324,325)과 동일한 영상을 갖는다.
여기서, 피사체의 영상 '300'의 복수개의 픽셀들(301,302,303,304,305)의 각각의 포커싱 레벨들의 평균값, 피사체의 영상 '310'의 복수개의 픽셀들(311,312,313,314,315)의 각각의 포커싱 레벨들의 평균값 및 피사체의 영상 '320'의 복수개의 픽셀들(321,322,323,324,325)의 각각의 포커싱 레벨들의 평균값을 산출하고, 상기 산출된 평균값이 높은 픽셀들을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 것이다.
또 다른 방법으로, 상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들에서 동일 픽셀의 포커싱 레벨과 상기 동일 픽셀의 인접 픽셀들의 포커싱 레벨을 검출하고, 상기 검출된 동일 픽셀의 포커싱 레벨과 인접 픽셀들의 포커싱 레벨의 편차를 산출하고, 상기 산출된 편차가 높은 픽셀들을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 것이다.
예컨대, 피사체의 영상 '300'의 복수개의 픽셀들(301,302,303,304,305)의 각각의 포커싱 레벨들이 (104,95,107,91,103)이고, 피사체의 영상 '310'의 복수개의 픽셀들(311,312,313,314,315)의 각각의 포커싱 레벨들이 (119,87,111,81,113)이며, 피사체의 영상 '320'의 복수개의 픽셀들(321,322,323,324,325)의 각각의 포커싱 레벨들이 (92,108,98,103,92)인 경우, 피사체의 영상 '300'의 복수개의 픽셀들(301,302,303,304,305)의 포커싱 레벨의 편차는 6.16이고, 피사체의 영상 '310'의 복수개의 픽셀들(311,312,313,314,315)의 포커싱 레벨의 편차는 15.19이며, 피사체의 영상 '320'의 복수개의 픽셀들(321,322,323,324,325)의 포커싱 레벨의 편차는 6.24이다.
그러므로, 산출된 편차가 피사체의 영상 '310'이 높으므로, '310' 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 것이다.
참고로, 피사체가 렌즈에 더 가까워지거나 멀어지면, 그 상은 선명한 점(Sharp point)이 되는 대신, 원형의 얼룩(Circular blob)인 도 11과 같은 착란원(Circle of Confusion) #1, #2, #3이 발생된다.
그리고, 착란원(Circle of Confusion) #1과 #2가 중첩될 시, 착란원의 간섭에 의해 3장의 영상에 대해서 동일 영역의 레벨값으로만, 베스트 포커스된 영상을 선정할 시 오류가 발생될 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 카메라 모듈의 구동 방법은 촬상부(110)에서 촬영되는 피사체의 영상 영역을 복수개의 구간들로 분할하고, 상기 구간들 각각을 오토 포커싱(Auto Focusing, AF)하여 촬영한다.(S200단계)
그 다음, 상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들에서 동일한 복수개의 픽셀들의 포커싱 레벨을 검출한다.(S210단계)
상기 피사체의 영상들 각각에서 검출된 포커싱 레벨의 평균값을 산출한다.(S220단계)
상기 산출된 평균값이 높은 픽셀들을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정한다.(S230단계)
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
본 발명은 촬상부에서 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들을 이미지 신호 프로세서에서 입력받아, 피사체의 영상들의 동일 픽셀의 포커싱 레벨을 검출 및 비교하여 포커싱 레벨이 높은 픽셀을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정함으로써, 선명한 영상을 얻을 수 있는 카메라 모듈을 제공한다.

Claims (8)

  1. 렌즈를 포함하고, 피사체를 촬영하는 촬상부와;
    상기 촬상부의 렌즈를 이동시키는 렌즈 이송부와;
    상기 렌즈 이송부를 동작시키는 포커싱 구동부와;
    상기 촬상부에서 촬영되는 피사체의 영상 영역을 복수개의 구간들로 분할하고, 상기 구간들 각각을 오토 포커싱(Auto Focusing, AF)하여 촬영하도록, 상기 포커싱 구동부를 제어하고, 상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들에서 동일 픽셀의 포커싱 레벨을 검출 및 비교하여 오토 포커스된 영상으로 선정하는 이미지 신호 프로세서(Image Signal Processor, ISP)를 포함하는 카메라 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이미지 신호 프로세서는,
    상기 포커싱 레벨이 높은 픽셀을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 카메라 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 동일 픽셀은,
    복수개의 픽셀들이고,
    상기 이미지 신호 프로세서는,
    상기 피사체의 영상들 각각에서 검출된 포커싱 레벨의 평균값을 산출하고, 상기 산출된 평균값이 높은 픽셀들을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 카메라 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 포커싱 레벨은,
    상기 피사체 영상의 샤프니스(Sharpness)값 또는 에지(Edge)값인 카메라 모듈.
  5. 렌즈를 포함하고, 피사체를 촬영하는 촬상부와;
    상기 촬상부의 렌즈를 이동시키는 렌즈 이송부와;
    상기 렌즈 이송부를 동작시키는 포커싱 구동부와;
    상기 상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들의 모든 동일 픽셀의 포커싱 레벨을 검출 및 비교하고, 포커싱 레벨이 높은 픽셀들을 추출하여 합성하여 선명한 피사체 영상을 획득하는 이미지 신호 프로세서를 포함하는 카메라 모듈.
  6. 촬상부에서 촬영되는 피사체의 영상 영역을 복수개의 구간들로 분할하고, 상기 구간들 각각을 오토 포커싱(Auto Focusing, AF)하여 촬영하는 단계와;
    상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들에서 동일 픽셀들의 포커싱 레벨을 검출하는 단계와;
    상기 검출된 포커싱 레벨을 비교하여, 동일 픽셀들 중 높은 포커싱 레벨을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 단계를 포함하는 카메라 모듈의 구동 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 검출된 포커싱 레벨을 비교하여, 동일 픽셀들 중 높은 포커싱 레벨을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 단계는,
    상기 포커싱 레벨이 높은 픽셀을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 단계인 카메라 모듈의 구동 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 구간들 각각이 오토 포커싱되어 촬영된 피사체의 영상들에서 동일 픽셀들의 포커싱 레벨을 검출하는 단계는,
    상기 동일 픽셀의 인접 픽셀들의 포커싱 레벨을 검출하는 것을 더 포함하고,
    상기 검출된 포커싱 레벨을 비교하여, 동일 픽셀들 중 높은 포커싱 레벨을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 단계는,
    상기 검출된 동일 픽셀의 포커싱 레벨과 인접 픽셀들의 포커싱 레벨의 편차를 산출하고, 상기 산출된 편차가 높은 픽셀들을 갖는 피사체 영상을 오토 포커스된 영상으로 선정하는 단계인 카메라 모듈의 구동 방법.
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