WO2024071902A1 - 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

카메라 모듈을 포함하는 전자 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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WO2024071902A1
WO2024071902A1 PCT/KR2023/014646 KR2023014646W WO2024071902A1 WO 2024071902 A1 WO2024071902 A1 WO 2024071902A1 KR 2023014646 W KR2023014646 W KR 2023014646W WO 2024071902 A1 WO2024071902 A1 WO 2024071902A1
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WO
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electronic device
ois
module
processor
motion
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PCT/KR2023/014646
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송원석
양경동
윤재무
조지연
최송하
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삼성전자 주식회사
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Publication date
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    • 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
    • H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region

Definitions

  • This disclosure relates to an electronic device including a camera module and its control operation.
  • mobile devices are equipped with functions such as OIS (optical image stabilization) and VDIS (video digital image stabilization) to enable the acquisition of improved photos or videos.
  • functions such as OIS (optical image stabilization) and VDIS (video digital image stabilization) to enable the acquisition of improved photos or videos.
  • OIS is a method of reducing shaking by moving the lens assembly or image sensor included in the camera module
  • VDIS is a method of reducing shaking through digital processing in a mobile device.
  • Electronic devices can eliminate defects caused by shaking during video shooting through the OIS function.
  • the movement range of the lens assembly or image sensor for the OIS function is limited.
  • the maximum physical correction angle for performing the OIS function is 1 degree.
  • the electronic device has limitations that cannot cover large movements of the electronic device due to limitations in the correction angle.
  • the electronic device can improve jitter by adaptively adjusting the suppression ratio according to the relative position of the lens assembly or image sensor.
  • Electronic devices can improve jitter problems to some extent by adaptively adjusting the suppression ratio. However, it is difficult for electronic devices to quickly apply the suppression ratio at every moment, resulting in the problem of microtremor.
  • the electronic device can expand the maximum physical correction angle for performing the OIS function, but problems may occur as the correction angle is expanded.
  • An electronic device includes a motion sensor and an image sensor that output signals for acquiring motion data corresponding to the movement of the electronic device, and performs optical image stabilization based on the movement of the electronic device.
  • OIS OIS
  • at least one processor operatively connected to the motion sensor and the camera module, the camera module including an OIS module configured to perform If the exposure time of the image sensor is less than or equal to a predetermined exposure time during frame acquisition, motion state information is determined based on the size of the motion data, and suppression related to the driving range of the OIS module is based on the motion state information. A suppression ratio is determined, and the operation of the OIS module is controlled based on the determined suppression ratio.
  • the electronic device further includes a memory, wherein the motion state information includes a motion level that divides the size of the motion data into stages, and the memory includes a table in which a suppression ratio is assigned to each motion level. and the at least one processor may determine a suppression ratio for the OIS module based on the stored table.
  • At least one processor may adaptively adjust the suppression ratio based on the correction angle position of the OIS module when the exposure time is longer than the predetermined exposure time.
  • At least one processor may adaptively adjust the suppression ratio based on the correction angle position of the OIS module when the exposure time is less than or equal to the predetermined exposure time and the motion level is greater than or equal to the predetermined value. It can be adjusted.
  • At least one processor may adaptively adjust the suppression ratio based on a correction angle demand for the OIS module when the exposure time is less than or equal to the predetermined exposure time and the motion level is greater than or equal to the predetermined value. It can be adjusted.
  • the operating range of the OIS module may be expanded from a first range to a second range.
  • At least one processor may obtain the motion level by processing the motion data based on the driving range of the OIS module extended from the first range to the second range.
  • At least one processor may control the OIS module based on the suppression ratio that gradually increases according to the motion level.
  • the motion sensor includes at least one of an acceleration sensor that outputs a signal for acquiring acceleration data or a gyro sensor that outputs a signal for acquiring angular velocity data, and the at least one processor is configured to determine the acceleration A motion level corresponding to the movement of the electronic device may be determined based on at least one of data or the angular velocity data.
  • the electronic device further includes an illuminance sensor that outputs a signal for measuring the illuminance around the electronic device, and the at least one processor determines the exposure time based on the measured illuminance, and , if the exposure time is less than or equal to a predetermined exposure time, the motion data can be processed to obtain the motion level.
  • a method of operating an electronic device includes continuously acquiring image frames through a camera module, acquiring motion data corresponding to movement of the electronic device, and using an image sensor while acquiring the image frames. If the exposure time is less than or equal to a predetermined exposure time, determining motion state information based on the size of the motion data and determining a suppression ratio related to the driving range of the OIS module based on the motion state information. and controlling the operation of the OIS module according to the determined suppression ratio.
  • the operation of determining motion state information based on the size of the motion data includes determining a suppression ratio for the OIS module based on a table in which suppression ratios are allocated for each motion level, and determining the suppression ratio for the OIS module.
  • Status information may include a motion level that divides the size of the motion data into stages.
  • the method of operating an electronic device may further include adaptively adjusting the suppression ratio based on the correction angle position of the OIS module when the exposure time is longer than the predetermined exposure time.
  • a method of operating an electronic device includes, when the exposure time is less than or equal to the predetermined exposure time and the motion level is greater than or equal to a predetermined value, the suppression ratio is adaptively adjusted based on the correction angle position of the OIS module. It may further include an adjustment operation.
  • a method of operating an electronic device includes compensation for the OIS module when the exposure time is less than or equal to the predetermined exposure time, the motion level is greater than or equal to a predetermined value, and the motion level is greater than or equal to a predetermined value.
  • An operation of adaptively adjusting the suppression ratio based on each demand may be further included.
  • the operation of acquiring the motion level by processing the motion data includes, when the driving range of the OIS module is expanded from a first range to a second range, processing the motion data to obtain the motion level.
  • a method of operating an electronic device comprising:
  • An electronic device includes a motion sensor and a lens module that output signals for acquiring motion data corresponding to movement of the electronic device, a camera module capable of performing an Optical Image Stabilization (OIS) function, and An OIS module that moves the lens module within a driving range of the OIS function, the motion sensor, the camera module, and at least one processor electrically connected to the OIS module, wherein the at least one processor is connected to the camera module.
  • OIS Optical Image Stabilization
  • the OIS module may move the lens module according to a second range in which the operating range of the OIS function is larger than the first range.
  • At least one processor acquires a correction angle at regular intervals while acquiring the image frame, and the correction angle includes a first correction angle and a second correction angle obtained after the first correction angle. and the conversion angle may be determined based on an average between the first correction angle and the second correction angle.
  • At least one processor may perform Lens Distortion Correction (LDC) before converting an image frame based on the conversion angle.
  • LDC Lens Distortion Correction
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment according to an embodiment.
  • Figure 2 is a block diagram illustrating a camera module according to one embodiment.
  • Figure 3 is a control block diagram of an electronic device including a camera module according to an embodiment.
  • Figure 4 shows the OIS driving range that a camera module can perform according to an embodiment.
  • Figure 5 shows an example in which a camera module determines a suppression ratio according to an embodiment.
  • Figure 6 shows an example in which a camera module determines a suppression ratio when an OIS correction request exceeds the OIS driving range according to an embodiment.
  • Figure 7 shows an example of determining a suppression ratio when the maximum OIS driving range of a camera module is expanded according to an embodiment.
  • Figure 8 is a flowchart of a method of operating an electronic device according to an embodiment.
  • Figure 9 shows the priority between jitter and microtremors as a function of exposure time.
  • Figure 10 shows an example of determining the suppression ratio when the exposure time is relatively long.
  • Figure 11 shows an example of determining the suppression ratio when the exposure time is relatively short.
  • Figure 12 illustrates OIS operation in a state where there is no movement of the electronic device, according to one embodiment.
  • Figure 13 illustrates when the OIS function is turned off while there is movement of the electronic device, according to one embodiment.
  • Figure 14 illustrates when the OIS function is turned on while there is movement of the electronic device, according to one embodiment.
  • Figure 15 is a flowchart of a method of operating an electronic device according to an embodiment.
  • Figure 16 shows an example of perspective transformation.
  • Figure 17 is an example of the process of deriving the OIS angle for perspective conversion in Figure 16.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment according to one embodiment.
  • the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through a first network 198 (e.g., a short-range wireless communication network) or a second network 199. It is possible to communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (e.g., a long-distance wireless communication network). According to one embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • a first network 198 e.g., a short-range wireless communication network
  • a second network 199 e.g., a long-distance wireless communication network.
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input module 150, an audio output module 155, a display module 160, an audio module 170, and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or may include an antenna module 197.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178) may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101.
  • some of these components e.g., sensor module 176, camera module 180, or antenna module 197) are integrated into one component (e.g., display module 160). It can be.
  • the processor 120 for example, executes software (e.g., program 140) to operate at least one other component (e.g., hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can be controlled and various data processing or operations can be performed. According to one embodiment, as at least part of data processing or computation, the processor 120 stores commands or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132. The commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134.
  • software e.g., program 140
  • the processor 120 stores commands or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132.
  • the commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134.
  • the processor 120 may include a main processor 121 (e.g., a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor 123 (e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit) that can operate independently or together with the main processor 121. It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • a main processor 121 e.g., a central processing unit or an application processor
  • auxiliary processor 123 e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit
  • the main processor 121 may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the auxiliary processor 123 may be set to use lower power than the main processor 121 or be specialized for a designated function. You can.
  • the auxiliary processor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as part of it.
  • the auxiliary processor 123 may, for example, act on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (e.g., sleep) state, or while the main processor 121 is in an active (e.g., application execution) state. ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (e.g., the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) At least some of the functions or states related to can be controlled.
  • co-processor 123 e.g., image signal processor or communication processor
  • may be implemented as part of another functionally related component e.g., camera module 180 or communication module 190. there is.
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models.
  • Artificial intelligence models can be created through machine learning. For example, such learning may be performed in the electronic device 101 itself, where artificial intelligence is performed, or may be performed through a separate server (e.g., server 108).
  • Learning algorithms may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but It is not limited.
  • An artificial intelligence model may include multiple artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural network (DNN), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), restricted boltzmann machine (RBM), belief deep network (DBN), bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above.
  • artificial intelligence models may additionally or alternatively include software structures.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176) of the electronic device 101. Data may include, for example, input data or output data for software (e.g., program 140) and instructions related thereto.
  • Memory 130 may include volatile memory 132 or non-volatile memory 134.
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 and may include, for example, an operating system 142, middleware 144, or application 146.
  • the input module 150 may receive commands or data to be used in a component of the electronic device 101 (e.g., the processor 120) from outside the electronic device 101 (e.g., a user).
  • the input module 150 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, keys (eg, buttons), or digital pen (eg, stylus pen).
  • the sound output module 155 may output sound signals to the outside of the electronic device 101.
  • the sound output module 155 may include, for example, a speaker or a receiver. Speakers can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display module 160 can visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display module 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector, and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
  • the audio module 170 can convert sound into an electrical signal or, conversely, convert an electrical signal into sound. According to one embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device (e.g., directly or wirelessly connected to the electronic device 101). Sound may be output through the electronic device 102 (e.g., speaker or headphone).
  • the electronic device 102 e.g., speaker or headphone
  • the sensor module 176 detects the operating state (e.g., power or temperature) of the electronic device 101 or the external environmental state (e.g., user state) and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 176 includes, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that can be used to connect the electronic device 101 directly or wirelessly with an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card interface
  • audio interface audio interface
  • connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 can convert electrical signals into mechanical stimulation (e.g., vibration or movement) or electrical stimulation that the user can perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 can capture still images and moving images.
  • the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 can manage power supplied to the electronic device 101.
  • the power management module 188 may be implemented as at least a part of, for example, a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101.
  • the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • Communication module 190 is configured to provide a direct (e.g., wired) communication channel or wireless communication channel between electronic device 101 and an external electronic device (e.g., electronic device 102, electronic device 104, or server 108). It can support establishment and communication through established communication channels. Communication module 190 operates independently of processor 120 (e.g., an application processor) and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication.
  • processor 120 e.g., an application processor
  • the communication module 190 may be a wireless communication module 192 (e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module) may be included.
  • a wireless communication module 192 e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module
  • the corresponding communication module is a first network 198 (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (e.g., legacy It may communicate with an external electronic device 104 through a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network
  • the wireless communication module 192 uses subscriber information (e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 to communicate within a communication network such as the first network 198 or the second network 199.
  • subscriber information e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the wireless communication module 192 may support 5G networks after 4G networks and next-generation communication technologies, for example, NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technology provides high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low latency). -latency communications)) can be supported.
  • the wireless communication module 192 may support high frequency bands (eg, mmWave bands), for example, to achieve high data rates.
  • the wireless communication module 192 uses various technologies to secure performance in high frequency bands, for example, beamforming, massive array multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing. It can support technologies such as input/output (FD-MIMO: full dimensional MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements specified in the electronic device 101, an external electronic device (e.g., electronic device 104), or a network system (e.g., second network 199).
  • the wireless communication module 192 supports Peak data rate (e.g., 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (e.g., 164 dB or less) for realizing mmTC, or U-plane latency (e.g., 164 dB or less) for realizing URLLC.
  • Peak data rate e.g., 20 Gbps or more
  • loss coverage e.g., 164 dB or less
  • U-plane latency e.g., 164 dB or less
  • the antenna module 197 may transmit or receive signals or power to or from the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a radiator made of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for the communication method used in the communication network, such as the first network 198 or the second network 199, is connected to the plurality of antennas by, for example, the communication module 190. can be selected Signals or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the at least one selected antenna.
  • other components eg, radio frequency integrated circuit (RFIC) may be additionally formed as part of the antenna module 197.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • a mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high-frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals in the designated high frequency band. can do.
  • a mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high-frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side)
  • peripheral devices e.g., bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signal e.g. commands or data
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199.
  • Each of the external electronic devices 102 or 104 may be of the same or different type as the electronic device 101.
  • all or part of the operations performed in the electronic device 101 may be executed in one or more of the external electronic devices 102, 104, or 108.
  • the electronic device 101 may perform the function or service instead of executing the function or service on its own.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least part of the function or service.
  • One or more external electronic devices that have received the request may execute at least part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 may process the result as is or additionally and provide it as at least part of a response to the request.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology can be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an Internet of Things (IoT) device.
  • Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 104 or server 108 may be included in the second network 199.
  • the electronic device 101 may be applied to intelligent services (e.g., smart home, smart city, smart car, or healthcare) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • Figure 2 is a block diagram illustrating a camera module according to one embodiment.
  • the camera module 180 includes a lens assembly 210, a flash 220, an image sensor 230, an image stabilizer 240, a memory 250 (e.g., buffer memory), or an image signal processor. It may include (260).
  • the lens assembly 210 may collect light emitted from a subject that is the target of image capture.
  • Lens assembly 210 may include one or more lenses.
  • the camera module 180 may include a plurality of lens assemblies 210. In this case, the camera module 180 may form, for example, a dual camera, a 360-degree camera, or a spherical camera.
  • Some of the plurality of lens assemblies 210 have the same lens properties (e.g., angle of view, focal length, autofocus, f number, or optical zoom), or at least one lens assembly is different from another lens assembly. It may have one or more lens properties that are different from the lens properties of .
  • the lens assembly 210 may include, for example, a wide-angle lens or a telephoto lens.
  • the flash 220 may emit light used to enhance light emitted or reflected from a subject.
  • the flash 220 may include one or more light emitting diodes (eg, red-green-blue (RGB) LED, white LED, infrared LED, or ultraviolet LED), or a xenon lamp.
  • the image sensor 230 may acquire an image corresponding to the subject by converting light emitted or reflected from the subject and transmitted through the lens assembly 210 into an electrical signal.
  • the image sensor 230 is one image sensor selected from among image sensors with different properties, such as an RGB sensor, a BW (black and white) sensor, an IR sensor, or a UV sensor, and the same It may include a plurality of image sensors having different properties, or a plurality of image sensors having different properties.
  • Each image sensor included in the image sensor 230 may be implemented using, for example, a charged coupled device (CCD) sensor or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) sensor.
  • CCD charged coupled device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the image stabilizer 240 moves at least one lens or image sensor 230 included in the lens assembly 210 in a specific direction in response to the movement of the camera module 180 or the electronic device 101 including the same.
  • the operating characteristics of the image sensor 230 can be controlled (e.g., adjusting read-out timing, etc.). This allows to compensate for at least some of the negative effects of said movement on the image being captured.
  • the image stabilizer 240 is a gyro sensor (not shown) or an acceleration sensor (not shown) disposed inside or outside the camera module 180. It is possible to detect such movement of the camera module 180 or the electronic device 101 using .
  • the image stabilizer 240 may be implemented as, for example, an optical image stabilizer.
  • the memory 250 may at least temporarily store at least a portion of the image acquired through the image sensor 230 for the next image processing task. For example, when image acquisition is delayed due to the shutter or when multiple images are acquired at high speed, the acquired original image (e.g., Bayer-patterned image or high-resolution image) is stored in the memory 250. , the corresponding copy image (e.g., low resolution image) may be previewed through the display device 160. Thereafter, when a specified condition is satisfied (eg, user input or system command), at least a portion of the original image stored in the memory 250 may be obtained and processed, for example, by the image signal processor 260. According to one embodiment, the memory 250 may be configured as at least part of the memory 130 or as a separate memory that operates independently.
  • a specified condition eg, user input or system command
  • the image signal processor 260 may perform one or more image processes on an image acquired through the image sensor 230 or an image stored in the memory 250.
  • the one or more image processes may include, for example, depth map creation, three-dimensional modeling, panorama creation, feature point extraction, image compositing, or image compensation (e.g., noise reduction, resolution adjustment, brightness adjustment, blurring). may include blurring, sharpening, or softening.
  • the image signal processor 260 may include at least one of the components included in the camera module 180 (e.g., an image sensor). (230)) may perform control (e.g., exposure time control, read-out timing control, etc.).
  • the image processed by the image signal processor 260 is stored back in the memory 250 for further processing.
  • the image signal processor 260 may be configured as at least a part of the processor 120, or may be configured as a separate processor that operates independently of the processor 120.
  • the image signal processor 260 may be configured as the processor 120.
  • at least one image processed by the image signal processor 260 may be displayed through the display device 160 as is or after additional image processing by the processor 120.
  • the electronic device 101 may include a plurality of camera modules 180, each having different properties or functions.
  • at least one of the plurality of camera modules 180 may be a wide-angle camera, and at least another one may be a telephoto camera.
  • at least one of the plurality of camera modules 180 may be a front camera, and at least another one may be a rear camera.
  • Figure 3 is a control block diagram of an electronic device including a camera module according to an embodiment.
  • FIG. 3 shows simple configurations included in the electronic device 101, and the electronic device 101 according to FIG. 3 includes the same or similar configurations as the electronic device 101 shown in FIG. 1. can do.
  • the electronic device 101 may include a motion sensor 211, an illumination sensor 212, a processor 270, and a camera module 180.
  • the electronic device 101 may include a motion sensor 211.
  • the processor 270 may detect movement of the electronic device 101 through the motion sensor 211.
  • the motion sensor 211 may provide motion data corresponding to the movement of the electronic device 101 to the processor 270.
  • the motion sensor 211 provides motion data to the processor 270 so that the processor 270 processes the motion data to obtain a motion level.
  • the motion level is a measure of the movement of the electronic device 101 and can be used to determine the suppression ratio in the OIS function, which will be described later.
  • Motion data is data about the physical momentum of the electronic device 101 and can be obtained through a signal output from the motion sensor 211.
  • the motion data includes at least one of data obtained by processing signals generated from an acceleration sensor, a gyro sensor (gyroscope), a magnetic sensor, or a hall sensor.
  • the motion sensor 211 may include at least one of an acceleration sensor, a gyro sensor (gyroscope), a magnetic sensor, or a Hall sensor.
  • the acceleration sensor can measure acceleration in three axes (eg, X-axis, Y-axis, or Z-axis) of the electronic device 101.
  • the gyro sensor may measure the rotation angle or tilt about three axes (eg, X-axis, Y-axis, or Z-axis) of the electronic device 101.
  • the above sensors are examples, and the motion sensor 211 may further include at least one other type of sensor.
  • the electronic device 101 may include an illumination sensor 212.
  • the processor 270 may measure the illuminance (or brightness) around the electronic device 101 through the illuminance sensor 212. In one embodiment, the processor 270 may determine whether it is a low-illuminance environment in which the measured illuminance is less than a specified value. In one embodiment, the processor 270 may determine whether the measured illuminance is a high illuminance environment corresponding to a specified value or more.
  • the processor 270 may be understood as including at least one processor.
  • the processor 270 includes an OIS control circuit 271 and can transmit and receive various data from an application processor (AP) 290.
  • the AP 290 may provide exposure time, which is information set for the camera module 180, to the processor 270.
  • the AP 290 may provide the shutter speed, which is information set in the camera module 180, to the processor 270.
  • the processor 270 may further include at least one of an image signal processor 260 and a communication processor (CP).
  • CP communication processor
  • the OIS control circuit 271 may control the camera module 180 to perform an OIS operation.
  • the OIS control circuit 271 may control the camera module 180 to perform the OIS function based on motion data obtained from the motion sensor 211.
  • the OIS control circuit 271 may be placed adjacent to the camera module 180.
  • the OIS control circuit 271 may be placed on one side of the inside of the camera module 180.
  • the OIS control circuit 271 may obtain acceleration data from an acceleration sensor.
  • the OIS control circuit 271 may obtain information about the speed (acceleration) at which the electronic device 101 is shaking by performing an integral operation on the acceleration data.
  • the OIS control circuit 271 can control the OIS function of the camera module 180 based on information about acceleration.
  • the OIS control circuit 271 may obtain angular velocity data from a gyro sensor.
  • the OIS control circuit 271 may obtain information about the angle at which the electronic device 101 shakes by performing an integral operation on the angular velocity data.
  • the OIS control circuit 271 can control the OIS function of the camera module 180 based on information about the angle.
  • the image signal processor 260 may continuously acquire image frames while the camera module 180 performs the OIS function.
  • the image signal processor 260 may obtain image frames on which the OIS function is performed from the camera module 180 and provide them to the AP 290.
  • the AP 290 may acquire image frames on which the OIS function has been performed.
  • the AP 290 may perform Video Digital Image Stabilization (VDIS) on image frames on which the OIS function has been performed.
  • VDIS Video Digital Image Stabilization
  • the image signal processor 260 may provide image frames that have undergone VDIS to the AP 290.
  • the camera module 180 may acquire image frames under the control of the processor 270. In one embodiment, the camera module 180 may acquire image frames while performing the OIS function by the OIS control circuit 271. In one embodiment, the camera module 180 may provide image frames acquired while performing the OIS function to the processor 270.
  • the camera module 180 may use a lens shift method to move the lens assembly 210 (see FIG. 2) through the OIS function.
  • the processor 270 may move the lens assembly 210 through the actuator 182.
  • the processor 270 may detect the moved position of the lens assembly 210 through a hall sensor (not shown).
  • the camera module 180 may use a sensor shift method to move the image sensor 181 through the OIS function.
  • the processor 270 may move the image sensor 181 through the actuator 182.
  • the processor 270 may detect the moved position of the image sensor 181 through a hall sensor.
  • the camera module 180 may perform the OIS function within the first range.
  • the first range is the driving range of the OIS function and may be the maximum driving range over which the camera module 180 can move the lens assembly 210 to compensate for the movement of the electronic device 101.
  • the camera module 180 may perform the OIS function within a second range that is larger than the first range.
  • the second range extends the maximum driving range to a greater extent than the first range.
  • the second range may be provided by expanding the movement space of the lens assembly 210 during the production stage of the camera module 180.
  • the maximum driving range may be set to 3 degrees.
  • the maximum operating range of the OIS function may be a fixed value at the time of production of the camera module 180, and may be expanded from the first range to the second range or reduced from the second range to the first range according to a command from the AP 290. It could be.
  • the memory 250 can store various programming languages or instructions by the processor 270.
  • the processor 270 can execute an application and control various hardware by executing code written in a programming language stored in the memory 250. Additionally, the processor 270 can set and support an appropriate shooting mode so that the camera module 180 can perform the operation intended by the user.
  • the processor 270 may store an image frame on which VDIS has been performed in the memory 250. In another embodiment, the processor 270 may store image frames on which the OIS function is performed in the memory 250.
  • Figure 4 shows the OIS driving range that a camera module can perform according to an embodiment.
  • the camera module 180 may perform the OIS function within the first range.
  • the processor 270 may move the lens assembly 210 (or image sensor 230) included in the camera module 180 within the first range.
  • the OIS control circuit 271 may rotate the lens assembly 210 within a first range through the actuator 182.
  • the OIS control circuit 271 can detect the moved position of the lens assembly 210 through a Hall sensor (not shown).
  • the camera module 180 may perform the OIS function within a second range that is larger than the first range.
  • the OIS maximum operating range By expanding the OIS maximum operating range, the camera module 180 can effectively improve jitter even when a large movement occurs in the electronic device 101.
  • Jitter refers to a phenomenon in which certain objects flash in a video due to different degrees of blur for each image frame.
  • the OIS maximum driving range shows an example of the maximum driving range in which the camera module 180 can perform the OIS function.
  • the first range and the second range are shown together for comparison.
  • the OIS driving range shows an example of a driving range in which the camera module 180 can perform the OIS function.
  • the OIS driving range may be narrower than the OIS maximum driving range or may be the same range. If the OIS maximum driving range is the second range, the OIS driving range may be narrower than the second range or may be the same range.
  • the OIS maximum driving range may be understood to mean the second range.
  • the processor 270 may perform the OIS function for the OIS driving range included in the maximum OIS driving range due to the physical limitations of the camera module 180.
  • Figure 5 shows an example in which a camera module determines a suppression ratio according to an embodiment.
  • the processor 270 adjusts the lens assembly 210 (see FIG. 2) within a range of 1 degree. Move to improve jitter.
  • the processor 270 prevents the OIS function from being executed when the movement of the electronic device 101 is relatively large and the OIS correction request exceeds 1 degree. That is, the electronic device 101 was unable to improve the jitter phenomenon because the OIS function was blocked when a relatively large movement occurred during video shooting.
  • the jitter phenomenon is improved by adjusting the suppression ratio. This will be described in detail with reference to FIG. 6.
  • Figure 6 shows an example in which a camera module determines a suppression ratio when the OIS correction demand exceeds the OIS maximum driving range according to an embodiment.
  • the processor 270 may adjust the suppression ratio when the OIS correction demand is greater than the OIS maximum driving range because the movement of the electronic device 101 is relatively large.
  • the OIS correction requirement may be determined based on motion data obtained from the motion sensor 211. If the OIS correction request is smaller than the OIS maximum driving range (area 610), the processor 270 performs the OIS function in the same manner as in FIG. 5.
  • the correction demand and suppression ratio can be determined according to the equation below.
  • the processor 270 may determine the suppression ratio to be 0.5 when the OIS correction demand is 2 degrees (620). In one embodiment, the processor 270 may control the camera module 180 to perform the OIS function within a range of 1 degree based on a suppression ratio of 0.5. For example, the processor 270 may operate the lens assembly so that while the electronic device 101 is shaken by 2 degrees, an OIS correction corresponding to 0.5 degrees is performed each time the electronic device 101 moves so that a correction amount corresponding to 1 degree is required. 210 (or image sensor 230) may move.
  • the processor 270 may determine the suppression ratio to be 0.2. In one embodiment, the processor 270 may control the camera module 180 to perform the OIS function within a range of 1 degree based on a suppression ratio of 0.2. For example, while the electronic device 101 is shaken by 5 degrees, the processor 270 moves the lens assembly 210 (or the image sensor 230) by 0.2 degrees for each degree the electronic device 101 moves. The camera module 180 can be controlled.
  • the processor 270 may not perform the OIS operation when the correction request amount is greater than 5 degrees, or may limit the OIS operation based on a suppression ratio of 0.2.
  • the processor 270 can resolve jitter that occurs when the movement of the electronic device 101 is large through an adaptive suppression ratio (ASR).
  • ASR adaptive suppression ratio
  • the position of the lens assembly 210 (or image sensor 230) continuously changes every short time, so the suppression ratio must be changed at every moment. If the processor 270 fails to provide an appropriate suppression ratio, slight tremors may occur in image frames to be provided to VDIS. In addition, when the OIS maximum operating range is small and a large movement occurs in the electronic device 101, the suppression ratio is only 0.2, so the lens assembly 210 moves with a small suppression ratio, which causes a problem of being vulnerable to jitter.
  • the present disclosure can improve jitter improvement even in large movements of the electronic device 101 by increasing the minimum suppression ratio by expanding the OIS maximum driving range. This will be described in detail with reference to FIG. 7.
  • Figure 7 shows an example of determining a suppression ratio when the maximum OIS driving range of a camera module is expanded according to an embodiment.
  • the camera module 180 may be set to reduce the suppression ratio to 0.5 in the section where the OIS correction demand is 3 to 6 degrees when the maximum OIS driving range is 3 degrees. If the movement of the electronic device 101 becomes relatively large and the OIS correction requirement exceeds 6 degrees, the camera module 180 may not perform the OIS operation or may limit the OIS operation based on the minimum suppression ratio of 0.5. For the relationship between OIS correction demand and suppression ratio, refer to Equation 1. Additionally, in area 720 where the OIS correction requirement is greater than the OIS maximum driving range, reference is made to embodiments of area 620 in FIG. 6.
  • jitter is improved by reducing the blur phenomenon as the OIS maximum operating range of the camera module 180 is expanded, but another problem, a micro-tremor phenomenon, occurs in the 710 area where the movement of the electronic device 101 is relatively small. It can happen. This is because when the OIS maximum operating range is extended, the amount of movement of the lens assembly 210 becomes relatively large.
  • Micro-tremor occurs when the movement of the electronic device 101 is relatively small, and when the movement is relatively large, jitter becomes dominant over micro-tremor.
  • the movement of the electronic device 101 is an important factor in the OIS function, but since the degree of blur varies depending on the exposure time, in order to perform effective OIS, the exposure time must be considered in addition to the movement of the electronic device 101.
  • the present disclosure determines the suppression ratio by using exposure time and movement information of the electronic device in addition to adjusting the suppression ratio based on the position of the OIS.
  • Figure 8 is a flowchart 800 of a method of operating an electronic device according to an embodiment.
  • Figure 9 shows the priority between jitter and microtremor according to exposure time
  • Figure 10 shows an example of determining the suppression ratio when the exposure time is relatively long
  • Figure 11 shows the suppression ratio when the exposure time is relatively short. An example of determining is shown. Embodiments according to FIG. 8 will be described with reference to FIGS. 9 to 11.
  • the processor 270 continuously acquires image frames through the camera module 180 (801).
  • the processor 270 may acquire motion data from the motion sensor 211 while continuously acquiring image frames through the camera module 180.
  • the processor 270 may acquire illuminance data from the illuminance sensor 212 while continuously acquiring image frames through the camera module 180.
  • the processor 270 may process the illuminance data to determine whether the electronic device 101 is in a low-illuminance environment or a high-illuminance environment.
  • the processor 270 can drive the camera module 180 and continuously acquire image frames through the image sensor 181.
  • the processor 270 may perform video shooting through the camera module 180 and obtain successive image frames included in video data.
  • the processor 270 may determine whether to perform OIS by prioritizing jitter or OIS by prioritizing microtremor according to the exposure time of the camera module 180. Referring to FIG. 9, based on the predetermined exposure time (T_set), if the exposure time is relatively long (area A), OIS that prioritizes jitter is performed, and if the exposure time is relatively short (area B), OIS is performed. OIS is performed with priority given to fine tremors. Exposure time is a value determined by shutter speed. A faster shutter speed means a shorter exposure time. Therefore, based on exposure time has the same meaning as based on shutter speed, and in this disclosure, the OIS process is explained based on exposure time.
  • the processor 270 processes the motion data to obtain a motion level (803). If the exposure time is relatively short, it can be expected that microtremor will occur more dominantly than jitter. Accordingly, the processor 270 can determine the degree of movement of the electronic device 101 through the motion level and perform the OIS function through a stepwise suppression ratio according to the motion level.
  • the processor 270 may determine a motion level corresponding to the movement of the electronic device by processing at least one of acceleration data or angular velocity data. Additionally, the processor 270 according to one embodiment may determine the suppression ratio based on the motion level received from the AP 290 without directly calculating the motion level.
  • the processor 270 may determine the exposure time according to a control command from the AP 290.
  • the exposure time may be determined according to user input set through the application.
  • the processor 270 determines the exposure time based on the illuminance measured through the illuminance sensor 212, and if the exposure time is less than or equal to the predetermined exposure time, the processor 270 processes the motion data to obtain the motion level. You can.
  • the processor 270 can set the exposure time to be long in a low-light environment, and set the exposure time to be short in a high-light environment.
  • *Motion level is a measure of electronic device movement obtained by processing motion data, and refers to the result obtained by processing signals generated from an acceleration sensor, gyro sensor (gyroscope), magnetic sensor, or hall sensor.
  • the motion level may refer to the amount of change in pixels constituting the image when the size of the signal acquired by the motion sensor 211 (proportional to the degree of movement of the electronic device) is reflected in the image. Accordingly, the motion level may be weighted according to performance information of the camera module 180.
  • the processor 270 may apply a weight to the motion level based on information about the Field of View (FOV) of the camera module 180 or information about the resolution of the display module 160. there is.
  • FOV Field of View
  • the processor 270 may apply a first weight to the motion level if the FOV of the camera module 180 is smaller than a predetermined viewing range.
  • the processor 270 may apply a second weight greater than the first weight to the motion level.
  • the processor 270 may apply different weights to the motion level based on the resolution of the display module 180. For example, the processor 270 may apply a relatively small weight to the motion level as the resolution increases, and may apply a relatively large weight to the motion level as the resolution becomes smaller.
  • the processor 270 processes the motion data because the importance of the movement of the electronic device 101 is relatively low when the exposure time is long (area A in FIGS. 9 and 10). It can be omitted.
  • the processor 270 may perform the OIS function through an adaptive suppression ratio (ASR) when the exposure time is longer than the predetermined exposure time (T_set) (805). At this time, the processor 270 may adaptively adjust the suppression ratio based on the correction angle position of the OIS function in order to preferentially resolve jitter rather than fine tremor.
  • ASR adaptive suppression ratio
  • the processor 270 determines the suppression ratio based on the motion level (806). Specifically, when the motion level is lower than a predetermined motion level, the processor 270 may perform the OIS function based on a suppression ratio that gradually increases according to the motion level.
  • area B is a section where fine tremor takes precedence over jitter due to the relatively short exposure time (see FIG. 9), and the processor 270 gradually adjusts the suppression ratio in sections where the motion level is 2 or less. It can be adjusted.
  • the electronic device 101 can solve the problem caused by fine tremor by adjusting the suppression ratio step by step.
  • the processor 270 may perform the OIS function through an adaptive suppression ratio (ASR).
  • ASR adaptive suppression ratio
  • the suppression ratio for each motion level shown in FIG. 11 is only an example for convenience of explanation, and various settings can be made depending on the specifications of the camera module 180.
  • the processor 270 acquires an image frame 807 on which the OIS function is performed.
  • the processor 270 determines the suppression ratio based on the motion level. is determined, and an image frame in which the OIS function is performed can be obtained according to the determined suppression ratio. At this time, the processor 270 may determine the suppression ratio of the OIS function based on the table stored in the memory 250.
  • the table according to one embodiment may be data to which a suppression ratio is assigned for each motion level.
  • the processor 270 may perform the OIS function through a stepwise suppression ratio when the exposure time is less than or equal to the predetermined exposure time and the motion level is less than or equal to the predetermined motion level.
  • the processor 270 may perform the OIS function based on a suppression ratio that gradually increases depending on the motion level.
  • the processor 270 may adaptively adjust the suppression ratio based on the correction angle position of the OIS function. That is, the processor 270 may continuously change the suppression ratio according to a certain period (eg, lead-out timing) based on at least one of the position of the OIS correction angle or the OIS correction demand.
  • a certain period eg, lead-out timing
  • the processor 270 may adaptively adjust the suppression ratio based on the OIS correction angle position. Although this is a section where microscopic tremors dominate, the electronic device moves significantly so jitter must be prioritized to be effective. Accordingly, the processor 270 according to one embodiment may continuously change the suppression ratio according to a certain period (eg, lead-out timing) based on at least one of the position of the OIS correction angle or the OIS correction demand amount.
  • a certain period eg, lead-out timing
  • the operating range of the OIS function may be expanded from the first range to the second range.
  • the maximum OIS operating range of the camera module 180 to which embodiments according to the present disclosure are applied may be 3 degrees instead of 1 degree.
  • the OIS maximum driving range may be one of the specifications fixed during the manufacturing process of the camera module 180, but the OIS maximum driving range may be changed by later settings.
  • the OIS maximum driving range is basically the second range, but may be reduced from the second range to the first range depending on the settings.
  • the camera module 180 changes from the first range to the second range or from the second range to the first range according to a control command from the AP 290. It could be.
  • the processor 270 may process motion data to obtain a motion level.
  • the electronic device 101 can correct shake above a certain level through VDIS in addition to the OIS function for shake correction.
  • FIG. 12 shows OIS operation in a state where there is no movement of the electronic device according to an embodiment
  • FIG. 13 shows when the OIS function is turned off while there is movement in the electronic device according to an embodiment
  • FIG. 14 illustrates when the OIS function is turned on while there is movement of the electronic device according to one embodiment.
  • the light reflected from the object S passes through the lens assembly 210 and is received at the center of the image sensor 230, which is the correct position.
  • the lens assembly 210 moves relative to the image sensor 230, thereby directing the light reflected from the object S to the center of the image sensor 230. Make sure it receives light.
  • the OIS maximum driving range may be extended from the first range 210-1 to the second range 210-1. If the OIS maximum operating range is expanded and the moving distance of the lens assembly 210 increases, more severe perspective distortion occurs in the image frame.
  • Perspective distortion is a phenomenon in which an object or its surroundings are distorted or deformed within an image frame, and can occur as the focal distance changes depending on the angle of the incident ray.
  • Perspective distortion is caused by OIS wobbling.
  • FIG. 15 is a flowchart 1500 of a method of operating an electronic device according to an embodiment.
  • Figure 16 shows an example of perspective transformation
  • Figure 17 is an example of the process of deriving the OIS angle for perspective transformation in Figure 16.
  • FIG. 15 is explained with reference to FIGS. 16 and 17.
  • the processor 270 may acquire an image frame to which the OIS function is applied (1501).
  • the camera module 180 may acquire image frames under the control of the processor 270.
  • the camera module 180 may acquire image frames while performing the OIS function by the OIS control circuit 271.
  • the camera module 180 may provide image frames acquired while performing the OIS function to the processor 270.
  • the processor 270 may control the OIS module (actuator, 182) to move the lens module (lens assembly, 210) while performing the OIS function.
  • the OIS driving module may have the OIS maximum driving range expanded from the first range to the second range.
  • the processor 270 may obtain the OIS correction angle, which is the position where the lens module has moved.
  • the processor 270 performs LDC (Lens Distortion Correction) (1502) and then performs perspective transform (1503). That is, the processor 270 first performs LDC before performing perspective conversion.
  • LDC Lis Distortion Correction
  • the processor 270 may obtain the OIS correction angle, which is the position where the lens module moves to perform perspective conversion.
  • the processor 270 may calculate the conversion angle ( ⁇ , see FIG. 16) for perspective conversion based on the obtained OIS correction angle.
  • the relationship between the OIS correction angle and the conversion angle can be determined based on various mathematical techniques, and the conversion angle is a neural network model with the OIS correction angle as input data and the conversion angle as output data using various algorithms of machine learning. It can also be derived from .
  • the processor 270 may acquire a plurality of OIS correction angles with different values depending on the lead-out timing while one image frame is generated. For example, referring to FIG. 17, the processor 270 calculates a plurality of OIS correction angles ( ⁇ (i) to ⁇ (n+k), ⁇ (n+k+1) f)) can be obtained. According to one embodiment, the processor 270 may obtain the OIS correction angle at a frequency of 1 KHz. At this time, while the OIS function is performed, the OIS correction angle transmitted within one image frame may have different values. The processor 270 according to one embodiment may acquire the OIS correction angle at regular intervals while acquiring an image frame. The processor 270 may determine the conversion angle based on the average between the first correction angle closest to the center within the image frame and the second correction angle obtained after the second correction angle. That is, interpolation can be used to estimate the OIS correction angle at the center within the image frame.
  • the processor 270 acquires an image frame on which VDIS has been performed (1504).
  • the processor 270 may perform VDIS on an image frame in which perspective distortion occurs based on the transformation angle.
  • Electronic devices may be of various types.
  • Electronic devices may include, for example, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, or home appliances.
  • Electronic devices according to embodiments of this document are not limited to the above-described devices.
  • first, second, or first or second may be used simply to distinguish one element from another, and may be used to distinguish such elements in other respects, such as importance or order) is not limited.
  • One (e.g. first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g. second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”.
  • any of the components can be connected to the other components directly (e.g. wired), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example. can be used
  • a module may be an integrated part or a minimum unit of the parts or a part thereof that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document are one or more instructions stored in a storage medium (e.g., built-in memory 136 or external memory 138) that can be read by a machine (e.g., electronic device 101). It may be implemented as software (e.g., program 140) including these.
  • a processor e.g., processor 120
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code that can be executed by an interpreter.
  • a storage medium that can be read by a device may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g. electromagnetic waves), and this term refers to cases where data is semi-permanently stored in the storage medium. There is no distinction between temporary storage cases.
  • Computer program products are commodities and can be traded between sellers and buyers.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)) or through an application store (e.g. Play StoreTM) or on two user devices (e.g. It can be distributed (e.g. downloaded or uploaded) directly between smart phones) or online.
  • a machine-readable storage medium e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store e.g. Play StoreTM
  • two user devices e.g. It can be distributed (e.g. downloaded or uploaded) directly between smart phones) or online.
  • at least a portion of the computer program product may be at least temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server.
  • each component (e.g., module or program) of the above-described components may include a single or plural entity, and some of the plurality of entities may be separately placed in other components.
  • one or more of the components or operations described above may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • multiple components eg, modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar manner as those performed by the corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, omitted, or , or one or more other operations may be added.

Landscapes

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Abstract

다양한 실시예들에 따른 전자 장치(electronic device)는 전자 장치의 움직임에 대응되는 모션 데이터를 획득하기 위한 신호를 출력하는 모션 센서와 이미지 센서를 포함하고, 전자 장치의 움직임에 기초하여 광학적 이미지 안정화 (Optical Image Stabilization, OIS)를 수행하도록 구성된 OIS 모듈을 포함하는 카메라 모듈과 모션 센서 및 카메라 모듈과 작동적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 적어도 하나의 프로세서는 카메라 모듈을 통해 연속적으로 이미지 프레임을 획득하는 동안에 이미지 센서의 노출 시간이 미리 정해진 노출 시간 이하이면, 모션 데이터의 크기에 기초하여 모션 상태 정보를 결정하고, 모션 상태 정보에 기초하여 OIS 모듈의 구동 범위에 관련된 억압비(Suppression Ratio)를 결정하고, 결정된 억압비에 기초하여 상기 OIS 모듈의 동작을 제어한다.

Description

카메라 모듈을 포함하는 전자 장치 및 그 동작 방법
본 개시는 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치 및 그 제어 동작에 관한 것이다.
최근 모바일 디바이스의 촬영 기능이 향상되면서 모바일 디바이스를 이용한 사진 촬영이나 비디오 촬영에 대한 보정 기술이 발전하고 있다.
예를 들어, 모바일 디바이스에는 OIS(optical image stabilization, 광학식 흔들림 보정)와 VDIS(video digital image stabilization, 디지털 흔들림 보정) 등의 기능이 마련되어 개선된 사진이나 영상을 획득할 수 있도록 한다.
여기서, OIS는 카메라 모듈에 포함된 렌즈 어셈블리 또는 이미지 센서를 이동시켜 흔들림을 경감시키는 방식이고, VDIS는 모바일 디바이스에서 디지털 프로세싱을 통해 흔들림을 경감시키는 방식이다.
전자 장치는 비디오 촬영 중 흔들림에 의한 결함을 OIS 기능을 통해 해소할 수 있다. 그러나, OIS 기능을 위한 렌즈 어셈블리 또는 이미지 센서의 이동 범위는 제한적이다. 예를 들어, OIS 기능을 수행하기 위한 물리적인 보정각의 최대치는 1 도이다. 이 때, 전자 장치는 보정각의 한계로 인해 전자 장치의 큰 움직임을 커버할 수 없는 한계를 갖게 된다.
상술한 한계를 해결하기 위해, 전자 장치는 렌즈 어셈블리 또는 이미지 센서의 상대적인 위치에 따라 억압비(Suppression Ratio)를 적응적(Adaptively)으로 조절함으로써 지터(Jitter)를 개선할 수 있다.
전자 장치는 억압비를 적응적으로 조절함으로써, 지터에 관한 문제를 어느 정도 개선할 수 있다. 그러나, 전자 장치는 억압비를 매순간마다 빠르게 적용하기 어려워 미세 떨림이라는 문제가 발생하게 된다.
이 때, 전자 장치는 OIS 기능을 수행하기 위한 물리적인 보정각의 최대치를 확장할 수 있지만, 보정각을 확장함에 따른 문제점이 발생할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는 상기 전자 장치의 움직임에 대응되는 모션 데이터를 획득하기 위한 신호를 출력하는 모션 센서와 이미지 센서를 포함하고, 상기 전자 장치의 움직임에 기초하여 광학적 이미지안정화 (Optical Image Stabilization, OIS)를 수행하도록 구성된 OIS 모듈을 포함하는 카메라 모듈과 상기 모션 센서 및 상기 카메라 모듈과 작동적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 카메라 모듈을 통해 연속적으로 이미지 프레임을 획득하는 동안에 상기 이미지 센서의 노출 시간이 미리 정해진 노출 시간 이하이면, 상기 모션 데이터의 크기에 기초하여 모션 상태 정보를 결정하고, 상기 모션 상태 정보에 기초하여 상기 OIS 모듈의 구동 범위에 관련된 억압비(Suppression Ratio)를 결정하고, 상기 결정된 억압비에 기초하여 상기 OIS 모듈의 동작을 제어한다.
일 실시예에 따른 상기 전자 장치는, 메모리를 더 포함하고, 상기 모션 상태 정보는 상기 모션 데이터의 크기를 단계적으로 구분하는 모션 레벨을 포함하고, 상기 메모리는, 상기 모션 레벨 별로 억압비가 할당된 테이블을 저장하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 저장된 테이블에 기초하여 상기 OIS 모듈에 대한 억압비를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 적어도 하나의 프로세서는, 상기 노출 시간이 상기 미리 정해진 노출 시간보다 길면, 상기 OIS 모듈의 보정각 위치에 기초하여 상기 억압비를 적응적으로 조절할 수 있다.
일 실시예에 따른 적어도 하나의 프로세서는, 상기 노출 시간이 상기 미리 정해진 노출 시간 이하이고, 상기 모션 레벨이 미리 정해진 값 이상이면, 상기 OIS 모듈의 보정각 위치에 기초하여 상기 억압비를 적응적으로 조절할 수 있다.
일 실시예에 따른 적어도 하나의 프로세서는, 상기 노출 시간이 상기 미리 정해진 노출 시간 이하이고, 상기 모션 레벨이 미리 정해진 값 이상이면, 상기 OIS 모듈에 대한 보정각 요구량에 기초하여 상기 억압비를 적응적으로 조절할 수 있다.
일 실시예에 따른 카메라 모듈은, 상기 OIS 모듈의 구동 범위가 제1 범위에서 제2 범위로 확장된 것일 수 있다.
일 실시예에 따른 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1 범위에서 상기 제2 범위로 확장된 상기 OIS 모듈의 구동 범위에 기초하여, 상기 모션 데이터를 처리하여 상기 모션 레벨을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 적어도 하나의 프로세서는, 상기 모션 레벨에 따라 단계적으로 상승하는 상기 억압비에 기초하여 상기 OIS 모듈을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 모션 센서는, 가속도 데이터를 획득하기 위한 신호를 출력하는 가속도 센서 또는 각속도 데이터를 획득하기 위한 신호를 출력하는 자이로 센서 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 가속도 데이터 또는 상기 각속도 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 전자 장치의 움직임에 대응되는 모션 레벨을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는, 상기 전자 장치 주변의 조도를 측정하기 위한 신호를 출력하는 조도 센서를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 측정된 조도에 기초하여 상기 노출 시간을 결정하고, 상기 노출 시간이 미리 정해진 노출 시간 이하이면 상기 모션 데이터를 처리하여 상기 모션 레벨을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 카메라 모듈을 통해 연속적으로 이미지 프레임을 획득하는 동작과 상기 전자 장치의 움직임에 대응되는 모션 데이터를 획득하는 동작과 상기 이미지 프레임을 획득하는 동안에 이미지 센서의 노출 시간이 미리 정해진 노출 시간 이하이면, 상기 모션 데이터의 크기에 기초하여 모션 상태 정보를 결정하는 동작과 상기 모션 상태 정보에 기초하여 OIS 모듈의 구동 범위에 관련된 억압비(Suppression Ratio)를 결정하는 동작과 상기 결정된 억압비에 따라 상기 OIS 모듈의 동작을 제어하는 동작을 포함한다.
일 실시예에 따른 상기 모션 데이터의 크기에 기초하여 모션 상태 정보를 결정하는 동작은, 모션 레벨 별로 억압비가 할당된 테이블에 기초하여 상기 OIS 모듈에 대한 억압비를 결정하는 동작을 포함하고, 상기 모션 상태 정보는 상기 모션 데이터의 크기를 단계적으로 구분하는 모션 레벨을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 상기 노출 시간이 상기 미리 정해진 노출 시간 보다 길면, 상기 OIS 모듈의 보정각 위치에 기초하여 상기 억압비를 적응적으로 조절하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 상기 노출 시간이 상기 미리 정해진 노출 시간 이하이고, 상기 모션 레벨이 미리 정해진 값 이상이면, 상기 OIS 모듈의 보정각 위치에 기초하여 상기 억압비를 적응적으로 조절하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 상기 노출 시간이 상기 미리 정해진 노출 시간 이하이고, 상기 모션 레벨이 미리 정해진 값 이상이면, 상기 모션 레벨이 미리 정해진 값 이상이면, 상기 OIS 모듈에 대한 보정각 요구량에 기초하여 상기 억압비를 적응적으로 조절하는 동작을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 모션 데이터를 처리하여 모션 레벨을 획득하는 동작은, 상기 OIS 모듈의 구동 범위가 제1 범위에서 제2 범위로 확장되면, 상기 모션 데이터를 처리하여 상기 모션 레벨을 획득하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
일 실시예에 따른 전자 장치는 상기 전자 장치의 움직임에 대응되는 모션 데이터를 획득하기 위한 신호를 출력하는 모션 센서와 렌즈 모듈을 포함하고, OIS(Optical Image Stabilization) 기능을 수행할 수 있는 카메라 모듈과 상기 OIS 기능의 구동 범위 내에서 상기 렌즈 모듈을 이동시키는 OIS 모듈과 상기 모션 센서, 상기 카메라 모듈 및 상기 OIS 모듈과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 카메라 모듈을 통해 연속적으로 이미지 프레임을 획득하는 동안에 상기 전자 장치의 움직임이 발생하면, 상기 OIS 모듈을 제어하여 상기 렌즈 모듈을 이동시키고, 상기 렌즈 모듈이 이동한 위치인 상기 OIS 기능의 보정각을 획득하고, 상기 보정각에 기초하여 상기 이미지 프레임의 원근 변환(Perspective Transform)을 위한 변환각을 결정하고,상기 변환각에 기초하여 VDIS(Video Digital Image Stabilization)를 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 OIS 모듈은, 상기 OIS 기능의 구동 범위가 제1 범위보다 큰 제2 범위에 따라 상기 렌즈 모듈을 이동시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 적어도 하나의 프로세서는, 상기 이미지 프레임을 획득하는 동안 일정 주기 마다 보정각을 획득하고, 상기 보정각은 제1 보정각 및 상기 제1 보정각 이후에 획득한 제2 보정각을 포함하고, 상기 제1 보정각과 상기 제2 보정각 간의 평균에 기초하여 상기 변환각을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 적어도 하나의 프로세서는, 상기 변환각에 기초하여 이미지 프레임을 변환기 전에 LDC(Lens Distortion Correction)를 수행할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 예시하는 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치의 제어 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 카메라 모듈이 수행할 수 있는 OIS 구동 범위를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 카메라 모듈이 억압비를 결정하는 예를 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 카메라 모듈이 OIS 보정 요구량이 OIS 구동 범위를 초과하였을 때 억압비를 결정하는 예를 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 OIS 최대 구동 범위가 확장된 경우 억압비를 결정하는 예를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법의 흐름도이다.
도 9는 노출 시간에 따른 지터와 미세 떨림 간의 우선 순위를 도시한다.
도 10은 노출 시간이 상대적으로 길 때에 억압비를 결정하는 예를 도시한다.
도 11은 노출 시간이 상대적으로 짧을 때에 억압비를 결정하는 예를 도시한다.
도 12는 일 실시예에 따른 전자 장치의 움직임이 없는 상태에서 OIS 동작을 도시한다.
도 13은 일 실시예에 따른 전자 장치의 움직임이 있는 상태에서 OIS 기능이 오프(Off)되었을 때를 도시한다.
도 14는 일 실시예에 따른 전자 장치의 움직임이 있는 상태에서 OIS 기능이 온(On)되었을 때를 도시한다.
도 15는 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법의 흐름도이다.
도 16은 원근 변환의 예를 도시한다.
도 17은 도 16에서의 원근 변환을 위한 OIS 각도를 도출하는 과정의 예이다.
도 1은 일 실시예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 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 실시 예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 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 제1 네트워크(198) 또는 제2 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: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 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. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 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 실시 예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 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 제2 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.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 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. 일 실시예에 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 실시 예에 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. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 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 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 예시하는 블록도이다.
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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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: 리드 아웃(read-out) 타이밍을 조정 등)할 수 있다. 이는 촬영되는 이미지에 대한 상기 움직임에 의한 부정적인 영향의 적어도 일부를 보상하게 해 준다. 일 실시예에 따르면, 이미지 스태빌라이저(240)는, 일 실시예에 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. 일 실시예에 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 프리뷰될 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. 일 실시예에 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: 노출 시간 제어, 또는 리드 아웃 타이밍 제어 등)를 수행할 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(260)에 의해 처리된 이미지는 추가 처리를 위하여 메모리(250)에 다시 저장되거나 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. 일 실시예에 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.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 각각 다른 속성 또는 기능을 가진 복수의 카메라 모듈(180)들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 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.
도 3은 일 실시예에 따른 카메라 모듈을 포함하는 전자 장치의 제어 블록도이다.
일 실시예에 따르면, 도 3은 전자 장치(101)에 포함되는 간략한 구성들을 도시하며, 도 3에 따른 전자 장치(101)는 도 1에 도시된 전자 장치(101)와 동일 또는 유사한 구성들을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(101)는 모션 센서(211), 조도 센서(212), 프로세서(270), 및 카메라 모듈(180)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 모션 센서(211)를 포함할 수 있다. 프로세서(270)는 모션 센서(211)를 통해 전자 장치(101)의 움직임을 감지할 수 있다. 모션 센서(211)는 전자 장치(101)의 움직임에 대응되는 모션 데이터를 프로세서(270)에 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 모션 센서(211)는 모션 데이터를 프로세서(270)에 제공하여 프로세서(270)로 하여금 모션 데이터를 처리하여 모션 레벨을 획득하도록 한다. 모션 레벨은 전자 장치(101)의 움직임에 관한 척도로써, 추후에 설명되는 OIS 기능에서 억압비를 결정하는데 이용될 수 있다. 모션 데이터는 전자 장치(101)의 물리적 운동량에 대한 데이터로써, 모션 센서(211)로부터 출력된 신호를 통해 획득될 수 있다. 구체적으로, 모션 데이터는 가속도 센서, 자이로 센서(자이로스코프), 자기 센서 또는 홀 센서에서 발생한 신호를 처리한 데이터 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예에서, 모션 센서(211)는 가속도 센서, 자이로 센서(자이로스코프), 자기 센서, 또는 홀 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 가속도 센서는 전자 장치(101)의 3축(예: X축, Y축 또는 Z축)으로 작용하는 가속도를 측정할 수 있다. 다른 예를 들면, 자이로 센서는 전자 장치(101)의 3축(예: X축, Y축, 또는 Z축)에 대한 회전각 또는 기울기를 측정할 수 있다. 다만 상기의 센서들은 예시적인 것으로, 모션 센서(211)는 적어도 하나의 다른 종류의 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 전자 장치(101)는 조도 센서(212)를 포함할 수 있다. 프로세서(270)는 조도 센서(212)를 통해 전자 장치(101) 주변의 조도(또는, 밝기)를 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(270)는 측정된 조도가 지정된 값 미만에 해당하는 저조도 환경인지 여부를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(270)는 상기 측정된 조도가 지정된 값 이상에 해당하는 고조도 환경인지 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(270)는 OIS 제어회로(271)를 포함하며, AP(application processor)(290)으로부터 각종 데이터를 송수신할 수 있다. 일 실시예에서, AP(290)는 카메라 모듈(180)에 대해 설정된 정보인 노출 시간(Exposure Time)을 프로세서(270)에 제공할 수 있다. 유사한 개념으로, 일 실시예에서 AP(290)는 카메라 모듈(180)에 설정된 정보인 셔터 스피드를 프로세서(270)에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(270)는 이미지 시그널 프로세서(260), CP(communication processor) 중 적어도 하나를 더 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, OIS 제어회로(271)는 카메라 모듈(180)이 OIS 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, OIS 제어회로(271)는 모션 센서(211)로부터 획득한 모션 데이터를 기반으로 카메라 모듈(180)이 OIS 기능을 수행하도록 제어할 수 있다. 일 실시예에서, OIS 제어회로(271)는 카메라 모듈(180)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들면, OIS 제어회로(271)는 카메라 모듈(180)의 내부의 일 면에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, OIS 제어회로(271)는 가속도 센서로부터 가속도 데이터를 획득할 수 있다. OIS 제어회로(271)는 가속도 데이터를 적분 연산하여 전자 장치(101)가 흔들리는 속도(가속도)에 대한 정보를 획득할 수 있다. OIS 제어회로(271)는 가속도에 대한 정보를 기반으로 카메라 모듈(180)의 OIS 기능을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, OIS 제어회로(271)는 자이로 센서로부터 각속도 데이터를 획득할 수 있다. OIS 제어회로(271)는 각속도 데이터를 적분 연산하여 전자 장치(101)가 흔들리는 각도에 대한 정보를 획득할 수 있다. OIS 제어회로(271)는 각도에 대한 정보를 기반으로 카메라 모듈(180)의 OIS 기능을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이미지 시그널 프로세서(260, 도 2 참조)는 카메라 모듈(180)이 OIS 기능을 수행하는 동안 연속적으로 이미지 프레임들을 획득할 수 있다. 이미지 시그널 프로세서(260)는 카메라 모듈(180)로부터 OIS 기능이 수행된 이미지 프레임들을 획득하여 AP(290)에 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, AP(290)는 OIS 기능이 수행된 이미지 프레임들을 획득할 수 있다. AP(290)는 OIS 기능이 수행된 이미지 프레임들에 대해 VDIS(Video Digital Image Stabilization)를 수행할 수 있다. 다른 실시예에서, 이미지 시그널 프로세서(260)는 VDIS까지 수행된 이미지 프레임들을 AP(290)로 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 프로세서(270)의 제어에 의해 이미지 프레임들을 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 카메라 모듈(180)은 OIS 제어회로(271)에 의해 OIS 기능을 수행하는 동안 이미지 프레임들을 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 카메라 모듈(180)은 OIS 기능을 수행하는 동안 획득한 이미지 프레임들을 프로세서(270)에 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 OIS 기능을 통해 렌즈 어셈블리(210, 도 2 참조)를 이동시키는 렌즈 시프트(lens shift) 방식을 이용할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(270)는 액추에이터(182)를 통해 렌즈 어셈블리(210)를 이동시킬 수 있다. 프로세서(270)는 홀 센서(미도시)를 통해 렌즈 어셈블리(210)가 이동된 위치를 감지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 OIS 기능을 통해 이미지 센서(181)를 이동시키는 센서 시프트(sensor shift) 방식을 이용할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(270)는 액추에이터(182)를 통해 이미지 센서(181)를 이동시킬 수 있다. 프로세서(270)는 홀 센서를 통해 이미지 센서(181)가 이동된 위치를 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 제1 범위 내에서 OIS 기능을 수행할 수 있다. 제1 범위는 OIS 기능의 구동 범위로써, 카메라 모듈(180)이 전자 장치(101)의 움직임을 보상하기 위해 렌즈 어셈블리(210)를 이동시킬 수 있는 최대 구동 범위일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 제1 범위보다 큰 제2 범위 내에서 OIS 기능을 수행할 수 있다. 제2 범위는 최대 구동 범위를 제1 범위보다 크게 확장한 것이다. 제2 범위는 카메라 모듈(180)의 생산 단계에서 렌즈 어셈블리(210)의 이동 공간을 확장함으로써 제공될 수 있다. 예를 들어, 기존에는 렌즈 어셈블리(210)의 최대 구동 범위가 1 도였다면, 본 개시에서는 최대 구동 범위가 3 도로 설정될 수 있다. 단, 전술한 수치는 일 예에 불과하다. 한편, OIS 기능의 최대 구동 범위는 카메라 모듈(180)의 제작 당시에 고정된 값일 수도 있고, AP(290)의 명령에 따라 제1 범위에서 제2 범위로 확장되거나 제2 범위에서 제1 범위로 축소될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 메모리(250, 도 2 참조)는 프로세서(270)에 의해 각종 프로그래밍 언어 또는 명령어를 저장할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(270)는 메모리(250)에 저장된 프로그래밍 언어로 작성된 코드를 실행함으로써 애플리케이션을 실행하고, 각종 하드웨어를 제어할 수 있다. 또한 프로세서(270)는 카메라 모듈(180)이 사용자가 의도하는 동작을 수행할 수 있도록 적절한 촬영 모드를 설정하고 지원할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(270)는 VDIS가 수행된 이미지 프레임을 메모리(250)에 저장할 수 있다. 다른 실시 예에서, 프로세서(270)는 OIS 기능이 수행된 이미지 프레임들을 메모리(250)에 저장할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 카메라 모듈이 수행할 수 있는 OIS 구동 범위를 도시한다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180, 도 2 참조)은 제1 범위 내에서 OIS 기능을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(270, 도 3 참조)는 카메라 모듈(180)에 포함된 렌즈 어셈블리(210)(또는, 이미지 센서(230))를 제1 범위 내에서 이동시킬 수 있다. 예를 들면, OIS 제어회로(271)는 액추에이터(182)를 통해 렌즈 어셈블리(210)를 제1 범위 내에서 회전시킬 수 있다. OIS 제어회로(271)는 홀 센서(미도시)를 통해 렌즈 어셈블리(210)가 이동된 위치를 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 제1 범위보다 큰 제2 범위 내에서 OIS 기능을 수행할 수 있다. 카메라 모듈(180)은 OIS 최대 구동 범위가 확장됨으로써 전자 장치(101)에 큰 움직임이 발생하여도 지터(Jitter)를 효과적으로 개선시킬 수 있다. 지터는 이미지 프레임 별 블러(Blur)의 정도가 서로 달라 동영상에서 특정 객체가 번쩍이는 현상을 가리킨다.
도 4를 참조하면, OIS 최대 구동 범위는 카메라 모듈(180)이 OIS 기능을 수행할 수 있는 최대 구동 범위의 예를 도시한다. 도 4에서는 비교를 위해 제1 범위와 제2 범위가 함께 도시되었다. OIS 구동 범위는 카메라 모듈(180)이 OIS 기능을 수행할 수 있는 구동 범위의 예를 도시한다. OIS 구동 범위는 OIS 최대 구동 범위보다 좁은 범위이거나 같은 범위일 수 있다. 만약, OIS 최대 구동 범위가 제2 범위일 경우, OIS 구동 범위는 제2 범위보다 좁은 범위이거나 같은 범위일 수 있다.
본 개시에서 OIS 최대 구동 범위는 제2 범위를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 일 실시 예에서, 프로세서(270)는 카메라 모듈(180)의 물리적 한계에 의해 OIS 최대 구동 범위에 포함되는 OIS 구동 범위에 대해서 OIS 기능을 수행할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 카메라 모듈이 억압비를 결정하는 예를 도시한다.
도 5를 참조하면, 프로세서(270)는 전자 장치(101)의 움직임이 상대적으로 작아OIS 보정 요구량이 1 도 이하 일 때(510 영역), 1 도 범위 내에서 렌즈 어셈블리(210, 도 2 참조)를 이동시켜 지터를 개선한다. 이와 달리, 프로세서(270)는 전자 장치(101)의 움직임이 상대적으로 커서 OIS 보정 요구량이 1 도를 초과할 때에는 OIS 기능이 실행되지 않도록 하였다. 즉, 전자 장치(101)는 비디오 촬영 시에 상대적으로 큰 움직임이 발생하면, OIS 기능이 차단되어 지터 현상을 개선할 수 없었다.
상술한 문제점을 개선하기 위해, 일 실시예에서는 전자 장치(101)의 움직임이 상대적으로 큰 경우, 억압비를 조절하여 지터 현상을 개선하였다. 이와 관련하여 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 일 실시예에 따른 카메라 모듈이 OIS 보정 요구량이 OIS 최대 구동 범위를 초과하였을 때 억압비를 결정하는 예를 도시한다.
도 6을 참조하면, 도 5와 달리 프로세서(270)는 전자 장치(101)의 움직임이 상대적으로 커서 OIS 보정 요구량이 OIS 최대 구동 범위보다 큰 경우, 억압비를 조절할 수 있다. 여기서, OIS 보정 요구량은 모션 센서(211)로부터 획득한 모션 데이터를 기반으로 결정될 수 있다. OIS 보정 요구량이 OIS 최대 구동 범위보다 작은 경우(610 영역), 프로세서(270)는 도 5와 동일한 방식으로 OIS 기능을 수행한다.
전자 장치(101)의 움직임이 상대적으로 클 때(OIS 보정 요구량이 1 도 이상일 때)에는 보정 요구량과 억압비는 아래와 같은 수학식에 따라 결정될 수 있다.
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일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 OIS 보정 요구량이 2도인 경우(620), 억압비를 0.5로 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서(270)는 0.5의 억압비를 기반으로 1 도의 범위 내에서 OIS 기능을 수행하도록 카메라 모듈(180)을 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(270)는 전자 장치(101)가 2도 흔들리는 동안, 전자 장치(101)가 1도에 상응하는 보정량이 요구되도록 움직일 때마다 0.5도에 상응하는 OIS 보정이 이루어지도록 렌즈 어셈블리(210)(또는, 이미지 센서(230))가 이동할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, OIS 보정 요구량이 5도일 때, 수학식 1을 참조하면, 프로세서(270)는 억압비를 0.2로 결정할 수 있다. 일 실시 예에서, 프로세서(270)는 0.2의 억압비를 기반으로 1 도 범위 내에서 OIS 기능을 수행하도록 카메라 모듈(180)을 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(270)는 전자 장치(101)가 5 도 흔들리는 동안, 전자 장치(101)가 1도 움직일 때마다 렌즈 어셈블리(210)(또는, 이미지 센서(230))가 0.2도씩 이동하도록 카메라 모듈(180)을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(270)는 보정 요구량이 5 도보다 클 때 OIS 동작을 수행하지 않거나, 억압비 0.2를 기반으로 OIS 동작을 제한할 수 있다.
즉, 프로세서(270)는 적응적인 억압비(ASR, Adaptive Suppression Ratio)를 통해 전자 장치(101)의 움직임이 큰 경우에 발생하는 지터를 해결할 수 있다.
한편, ASR에서 렌즈 어셈블리(210)(또는, 이미지 센서(230))의 위치는 짧은 시간마다 지속적으로 변경되므로 매 순간마다 억압비가 변경되어야 한다. 만약, 프로세서(270)가 적절한 억압비를 제공하지 못할 경우 VDIS에 제공하기 위한 이미지 프레임에 미세 떨림이 발생할 수 있다. 또한, OIS 최대 구동 범위가 작을 경우 전자 장치(101)에 큰 움직임이 발생할 때에는 억압비가 0.2 밖에 되지 않아 적은 억압비로 렌즈 어셈블리(210)가 움직이기 때문에 지터에는 취약한 문제점이 발생한다.
따라서, 본 개시는 OIS 최대 구동 범위를 확장함으로써 최소 억압비를 높여 전자 장치(101)의 큰 움직임에서도 지터 개선을 향상시킬 수 있다. 이와 관련하여 도 7을 참조하여 상세히 설명한다.
도 7은 일 실시예에 따른 카메라 모듈의 OIS 최대 구동 범위가 확장된 경우 억압비를 결정하는 예를 도시한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 카메라 모듈(180)은 OIS 최대 구동 범위가 3 도이면, OIS 보정 요구량이 3 도 내지 6 도인 구간에서 억압비가 0.5까지 감소되도록 설정될 수 있다. 전자 장치(101)의 움직임이 상대적으로 커져 OIS 보정 요구량이 6 도를 초과하면, 카메라 모듈(180)은 OIS 동작을 수행하지 않거나, 최소 억압비 0.5를 기반으로 OIS 동작을 제한할 수 있다. OIS 보정 요구량과 억압비 간의 관계는 수학식 1을 참조한다. 또한, OIS 보정 요구량이 OIS 최대 구동 범위보다 큰 영역인 720에서는 도 6의 620 영역에 대한 실시예들을 참조한다.
한편, 본 개시에서는 카메라 모듈(180)의 OIS 최대 구동 범위가 확장됨에 따라 블러 현상을 줄임으로써 지터를 개선하였으나, 전자 장치(101)의 움직임이 상대적으로 작은 710 영역에서 또 다른 문제인 미세 떨림 현상이 발생할 수 있다. OIS 최대 구동 범위가 확장되면, 렌즈 어셈블리(210)의 이동량이 상대적으로 커지기 때문이다.
미세 떨림은 전자 장치(101)의 움직임이 상대적으로 작을 때 발생하며, 움직임이 상대적으로 클 때에는 미세 떨림 보다 지터가 우세하게 된다. 전자 장치(101)의 움직임은 OIS 기능에 있어서 중요한 사항이지만, 노출 시간에 따라 블러(Blur)의 정도가 달라지기 때문에 효과적인 OIS를 수행하기 위해서는 전자 장치(101)의 움직임 이외에도 노출 시간을 고려해야 한다.
본 개시는 상술한 문제점을 해결하기 위해 OIS의 위치에 기반하여 억압비를 조절하는 것 이외에도, 노출 시간과 전자 장치의 움직임 정보를 활용하여 억압비를 결정한다.
*도 8은 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법의 흐름도(800)이다. 도 9는 노출 시간에 따른 지터와 미세 떨림 간의 우선 순위를 도시하고, 도 10은 노출 시간이 상대적으로 길 때에 억압비를 결정하는 예를 도시하고, 도 11은 노출 시간이 상대적으로 짧을 때에 억압비를 결정하는 예를 도시한다. 도 8에 따른 실시예들은 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명한다.
프로세서(270)는 카메라 모듈(180)를 통해 이미지 프레임을 연속적으로 획득한다(801).
일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 카메라 모듈(180)을 통해 연속적으로 이미지 프레임들을 획득하는 동안, 모션 센서(211)로부터 모션 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 카메라 모듈(180)을 통해 연속적으로 이미지 프레임들을 획득하는 동안, 조도 센서(212)로부터 조도 데이터를 획득할 수 있다. 프로세서(270)는 조도 데이터를 처리하여 전자 장치(101)가 저조도 환경에 있는지, 고조도 환경에 있는지를 판단할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 카메라 모듈(180)을 구동할 수 있고, 이미지 센서(181)를 통해 연속적으로 이미지 프레임들을 획득할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(270)는 카메라 모듈(180)을 통해 비디오 촬영을 수행할 수 있고, 비디오 데이터에 포함되는 연속적인 이미지 프레임들을 획득할 수 있다.
프로세서(270)는 카메라 모듈(180)의 노출 시간에 따라 지터를 우선하여 OIS를 수행할 것인지, 미세 떨림을 우선하여 OIS 수행할 것인지 결정할 수 있다. 도 9를 참조하면, 미리 정해진 노출 시간(T_set)를 기준으로 노출 시간이 상대적으로 긴 경우(A 영역)에는 지터를 우선으로 하는 OIS를 수행하고, 노출 시간이 상대적으로 짧은 경우(B 영역)에는 미세 떨림을 우선으로 OIS를 수행한다. 노출 시간은 셔터 스피드에 따라 결정되는 값으로써, 셔터 스피드가 빠르다는 것은 노출 시간이 짧다는 것을 의미한다. 따라서, 노출 시간에 기반하는 것은 셔터 스피드에 기반하는 것과 동일한 의미이며, 본 개시에서는 노출 시간을 기준으로 OIS 과정을 설명한다.
일 실시예에 따른 프로세서(270)는 노출 시간이 미리 정해진 노출 시간(T_set)이하이면(802), 모션 데이터를 처리하여 모션 레벨을 획득한다(803). 노출 시간이 상대적으로 짧은 경우에는 지터보다 미세 떨림이 우세하게 발생할 것으로 예측할 수 있다. 따라서, 프로세서(270)는 전자 장치(101)의 움직임이 어느 정도인지 모션 레벨을 통해 파악하고, 모션 레벨에 따른 단계적 억압비를 통해 OIS 기능을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(270)는 가속도 데이터 또는 각속도 데이터 중 적어도 하나를 처리하여 전자 장치의 움직임에 대응되는 모션 레벨을 결정할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 프로세서(270)는 모션 레벨을 직접적으로 산출하지 않고, AP(290)로부터 전달받은 모션 레벨에 기초하여 억압비를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(270)는 AP(290)의 제어 명령에 따라 노출 시간을 결정할 수 있다. 예를 들어, 노출 시간은 어플리케이션을 통해 설정된 사용자 입력에 따라 결정될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 프로세서(270)는 조도 센서(212)를 통해 측정된 조도에 기초하여 노출 시간을 결정하고, 노출 시간이 미리 정해진 노출 시간 이하이면 모션 데이터를 처리하여 모션 레벨을 획득할 수 있다. 프로세서(270)는 저조도 환경에서는 노출 시간을 길게 설정할 수 있고, 고조도 환경에서는 노출 시간을 짧게 설정할 수 있다.
*모션 레벨은 모션 데이터를 처리하여 획득한 전자 장치 움직임의 척도로써, 가속도 센서, 자이로 센서(자이로스코프), 자기 센서 또는 홀 센서에서 발생한 신호를 처리하여 획득한 결과값을 가리킨다.
모션 레벨은 모션 센서(211)가 획득한 신호의 크기(전자 장치의 움직임 정도에 비례)가 이미지에 반영되었을 때에 이미지를 구성하는 픽셀(Pixel)의 변화량을 가리킬 수 있다. 따라서, 모션 레벨은 카메라 모듈(180)의 성능 정보에 따라 가중치가 적용될 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(270)는 카메라 모듈(180)의 FOV(Field of View)에 대한 정보 또는 디스플레이 모듈(160)의 해상도(Resolution)에 대한 정보에 기초하여 모션 레벨에 가중치를 적용할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(270)는 카메라 모듈(180)의 FOV가 미리 정해진 시야 범위보다 작으면, 모션 레벨에 제1 가중치를 적용할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(270)는 카메라 모듈(180)의 FOV가 미리 정해진 시야 범위보다 큰 경우에는, 모션 레벨에 제1 가중치보다 큰 제2 가중치를 적용할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서(270)는 디스플레이 모듈(180)의 해상도에 기초하여 모션 레벨에 서로 다른 가중치를 적용할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(270)는 해상도가 높을수록 상대적으로 작은 가중치를 모션 레벨에 적용하고, 해상도가 작을수록 상대적으로 큰 가중치를 모션 레벨에 적용할 수 있다.
반대로, 일 실시예에 따른 프로세서(270)는 노출 시간이 긴 경우에(도 9 및 도10의 A 영역)는 전자 장치(101)의 움직임의 중요성이 상대적으로 낮으므로, 모션 데이터의 처리 과정을 생략할 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(270)는 노출 시간이 미리 정해진 노출 시간(T_set)보다 길면 적응적 억압비(ASR)를 통해 OIS 기능을 수행할 수 있다(805). 이 때, 프로세서(270)는 미세 떨림 보다는 지터를 우선적으로 해결하기 위해, OIS 기능의 보정각 위치에 기초하여 억압비를 적응적으로 조절할 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 프로세서(270)는 모션 레벨이 미리 정해진 모션 레벨(L_set)보다 낮을 경우(804)에는 모션 레벨에 기초하여 억압비를 결정한다(806). 구체적으로, 프로세서(270)는 모션 레벨이 미리 정해진 모션 레벨보다 낮을 경우에는 모션 레벨에 따라 단계적으로 상승하는 억압비에 기초하여 OIS 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 11을 참조하면, B 영역은 노출 시간이 상대적으로 짧아 지터보다 미세 떨림이 우선하는 구간으로써(도 9 참조), 프로세서(270)는 모션 레벨이 2 이하인 구간에서는 억압비를 단계적으로 조절할 수 있다. 전자 장치(101)는 억압비를 단계적으로 조절함으로써, 미세 떨림에 의한 문제점을 해결할 수 있다. 그러나, 전자 장치 움직임이 매우 커서 모션 레벨이 3 이상인 경우에는 지터가 다시 우세할 것으로 예상되므로, 일 실시예에 따른 프로세서(270)는 적응적 억압비(ASR)를 통해 OIS 기능을 수행할 수 있다. 단, 도 11에서 제시된 모션 레벨 별 억압비는 설명의 편의를 위한 일 예에 불과하며, 카메라 모듈(180)의 제원에 따라 다양한 설정에 의할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(270)는 OIS 기능이 수행된 이미지 프레임(807)을 획득한다.
일 실시예에 따른 프로세서(270)는 카메라 모듈(180)을 통해 이미지 프레임을 획득하는 동안에 셔터 스피드에 의한 이미지 센서(181)의 노출 시간이 미리 정해진 노출 시간 이하이면, 모션 레벨에 기초하여 억압비를 결정하고, 결정된 억압비에 따라 OIS 기능이 수행된 이미지 프레임을 획득할 수 있다. 이 때, 프로세서(270)는 메모리(250)에 저장된 테이블에 기초하여 OIS 기능의 억압비를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따른 테이블은 모션 레벨 별로 억압비가 할당된 데이터일 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(270)는 노출 시간이 미리 정해진 노출 시간 이하이고, 모션 레벨이 미리 정해진 모션 레벨 이하이면 단계적인 억압비를 통해 OIS 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(270)는 모션 레벨에 따라 단계적으로 상승하는 억압비에 기초하여 상기 OIS 기능을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(270)는 노출 시간이 미리 정해진 노출 시간보다 길면, OIS 기능의 보정각 위치에 기초하여 억압비를 적응적으로 조절할 수 있다. 즉, 프로세서(270)는 OIS 보정각의 위치 또는 OIS 보정 요구량 중 적어도 하나에 기반하여 억압비를 일정 주기(예: 리드 아웃 타이밍)에 따라 지속적으로 변동시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(270)는 노출 시간이 미리 정해진 노출 시간 이하이고, 모션 레벨이 미리 정해진 값 이상이면, OIS 보정각 위치에 기초하여 억압비를 적응적으로 조절할 수 있다. 해당 영역에서는 미세 떨림이 우세하는 구간이지만, 그럼에도 불구하고 전자 장치 움직임이 심해 지터를 우선해야 효과적이다. 따라서, 일 실시예에 따른 프로세서(270)는 OIS 보정각의 위치 또는 OIS 보정 요구량 중 적어도 하나에 기반하여 억압비를 일정 주기(예: 리드 아웃 타이밍)에 따라 지속적으로 변동시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 카메라 모듈(180)은 OIS 기능의 구동 범위가 제1 범위에서 제2 범위로 확장된 것일 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 따른 실시예들이 적용되는 카메라 모듈(180)의 OIS 최대 구동 범위는 1 도가 아닌 3 도일 수 있다. OIS 최대 구동 범위는 카메라 모듈(180)의 제작 과정에서 고정된 제원 중 하나일 수 있으나, OIS 최대 구동 범위는 추후 설정에 의해 변동될 수도 있다. 예를 들어, OIS 최대 구동 범위는 기본적으로 제2 범위이지만, 설정에 따라 제2 범위에서 제1 범위로 축소될 수도 있다. 일 실시예에 따른 카메라 모듈(180)은 OIS 최대 구동 범위가 제2 범위일 경우 AP(290)의 제어 명령에 따라 제1 범위에서 제2 범위로 변경되거나, 제2 범위에서 제1 범위로 변경될 수도 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(270)는 OIS 기능의 구동 범위가 제1 범위에서 상기 제2 범위로 확장되면, 모션 데이터를 처리하여 모션 레벨을 획득할 수 있다.
이상에서는 OIS 최대 구동 범위가 확장됨에 따라 OIS 과정에서 지터 또는 미세 떨림을 해결하기 위한 움직임 보정 방안에 대해 설명하였다. 전자 장치(101)는 흔들림 보정을 위하여 OIS 기능 이외에도 VDIS를 통해 일정 수준 이상의 흔들림을 보정할 수 있다.
한편, OIS 최대 구동 범위의 확장은 VDIS 과정에서 원근 왜곡(Perspective Distortion)에 대한 문제점을 추가적으로 발생시킨다. 이와 관련하여 도 12 내지 도 14를 참조하여 설명한다.
도 12는 일 실시예에 따른 전자 장치의 움직임이 없는 상태에서 OIS 동작을 도시하고, 도 13은 일 실시예에 따른 전자 장치의 움직임이 있는 상태에서 OIS 기능이 오프(Off)되었을 때를 도시하고, 도 14는 일 실시예에 따른 전자 장치의 움직임이 있는 상태에서 OIS 기능이 온(On)되었을 때를 도시한다.
도 12를 참조하면, 전자 장치의 움직임이 없는 경우, 대상체(S)에서 반사된 빛은 렌즈 어셈블리(210)를 통과하여 올바른 위치인 이미지 센서(230)의 중심에서 수광 된다.
이와 달리, 도 13을 참조하면, OIS 기능이 오프(Off)된 상태에서 전자 장치의 움직임이 발생하면, 대상체(S)에서 반사된 빛은 렌즈 어셈블리(210)에 대한 표면 입사각이 바뀜에 따라 이미지 센서(230)의 중심에서 벗어난 곳에서 수광 된다.
도 14를 참조하면, OIS 기능이 온(On)된 상태에서 렌즈 어셈블리(210)는 이미지 센서(230)에 대해 상대적으로 이동함으로써, 대상체(S)에서 반사된 빛을 이미지 센서(230) 중심에 수광 되도록 한다. 상술한 바와 같이, OIS 최대 구동 범위는 제1 범위(210-1)에서 제2 범위(210-1)로 확장될 수 있다. 만약, OIS 최대 구동 범위가 확장되어 렌즈 어셈블리(210)의 이동 거리가 증가할수록 이미지 프레임에서는 더욱 심한 원근 왜곡이 발생하게 된다. 원근 왜곡이란 이미지 프레임 내에서 대상체나 대상체의 주변이 뒤틀리거나 변형되는 현상으로써, 입사하는 광선의 각도에 따라 초점 거리가 달라짐에 따라 발생할 수 있다. 원근 왜곡은 OIS 워블링(Wobbling)에 의해 발생된다.
도 15는 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법의 흐름도(1500)이다. 도 16은 원근 변환의 예를 도시하고, 도 17은 도 16에서의 원근 변환을 위한 OIS 각도를 도출하는 과정의 예이다. 도 15는 도 16 및 도 17을 참조하여 설명한다.
일 실시예에 따른 프로세서(270)는 OIS 기능이 적용된 이미지 프레임을 획득할 수 있다(1501). 카메라 모듈(180)은 프로세서(270)의 제어에 의해 이미지 프레임들을 획득할 수 있다. 일 실시예에서 카메라 모듈(180)은 OIS 제어 회로(271)에 의해 OIS 기능을 수행하는 동안 이미지 프레임들을 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 카메라 모듈(180)은 OIS 기능을 수행하는 동안 획득한 이미지 프레임들을 프로세서(270)에 제공할 수 있다. 프로세서(270)는 OIS 기능을 수행하는 동안 OIS 모듈(액추에이터, 182)을 제어하여 렌즈 모듈(렌즈 어셈블리, 210)를 이동시킬 수 있다. 여기서, OIS 구동 모듈은 OIS 최대 구동 범위가 제1 범위에서 제2 범위로 확장된 것일 수 있다. 프로세서(270)는 렌즈 모듈이 이동한 위치인 OIS 보정각을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(270)는 LDC(Lens Distortion Correction)을 수행(1502)한 뒤에 원근 변환(Perspective Transform)을 수행한다(1503). 즉, 프로세서(270)는 원근 변환을 하기 전에 LDC를 먼저 수행한다.
일 실시예에 따른 프로세서(270)는 원근 변환을 수행하기 위해 렌즈 모듈이 이동한 위치인 OIS 보정각을 획득할 수 있다. 프로세서(270)는 획득한 OIS 보정각을 토대로 원근 변환을 위한 변환각(θ, 도 16 참조)을 산출할 수 있다. OIS 보정각과 변환각 간의 관계는 다양한 수학적인 기법을 토대로 정해질 수 있으며, 변환각은 기계 학습(machine learning)의 다양한 알고리즘을 이용하여 OIS 보정각 인풋 데이터로, 변환각을 아웃풋 데이터로 한 신경망 모델로부터 도출될 수도 있다.
한편, 프로세서(270)는 하나의 이미지 프레임이 생성되는 동안 리드 아웃 타이밍에 따라 서로 다른 값을 같은 복수의 OIS 보정각을 획득할 수 있다. 예를 들어, 도 17을 참조하면, 프로세서(270)는 리드 아웃이 될 때 마다 복수의 OIS 보정각(θ(i) 내지 θ(n+k), θ(n+k+1) 쪋 θ(f))을 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 1KHz를 주기로 하여 OIS 보정각을 획득할 수 있다. 이 때, OIS 기능이 수행되는 동안, 하나의 이미지 프레임 내에서 전달되는 OIS 보정각은 서로 다른 값을 가질 수 있다. 일 실시예에 따른 프로세서(270)는 이미지 프레임을 획득하는 동안 일정 주기 마다 OIS 보정각을 획득할 수 있다. 프로세서(270)는 이미지 프레임 내에서 센터에 가장 가까운 제1 보정각과 제2 보정각 이후에 획득한 제2 보정각 간의 평균에 기초하여 변환각을 결정할 수 있다. 즉, 이미지 프레임 내의 센터에서의 OIS 보정각을 추정하기 위해 보간법(Interpolation)이 활용될 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서(270)는 VDIS가 수행된 이미지 프레임을 획득한다(1504). 일 실시예에 따른 프로세서(270)는 변환각에 기초하여 원근 왜곡이 발생한 이미지 프레임에 대해 VDIS를 수행할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 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 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 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. "제1", "제2", 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: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 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 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시 예들에서 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, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))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.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 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 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시 예들에 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 실시 예들에 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 (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    상기 전자 장치의 움직임에 대응되는 모션 데이터를 획득하기 위한 신호를 출력하는 모션 센서;
    이미지 센서를 포함하고, 상기 전자 장치의 움직임에 기초하여 광학적 이미지안정화 (Optical Image Stabilization, OIS)를 수행하도록 구성된 OIS 모듈을 포함하는 카메라 모듈; 및
    상기 모션 센서 및 상기 카메라 모듈과 작동적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 카메라 모듈을 통해 연속적으로 이미지 프레임을 획득하는 동안에 상기 이미지 센서의 노출 시간이 미리 정해진 노출 시간 이하이면, 상기 모션 데이터의 크기에 기초하여 모션 상태 정보를 결정하고,
    상기 모션 상태 정보에 기초하여 상기 OIS 모듈의 구동 범위에 관련된 억압비(Suppression Ratio)를 결정하고,
    상기 결정된 억압비에 기초하여 상기 OIS 모듈의 동작을 제어하는 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 장치는,
    메모리;를 더 포함하고,
    상기 모션 상태 정보는 상기 모션 데이터의 크기를 단계적으로 구분하는 모션 레벨을 포함하고,
    상기 메모리는,
    상기 모션 레벨 별로 억압비가 할당된 테이블을 저장하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 저장된 테이블에 기초하여 상기 OIS 모듈에 대한 억압비를 결정하는 전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 노출 시간이 상기 미리 정해진 노출 시간보다 길면,
    상기 OIS 모듈의 보정각 위치에 기초하여 상기 억압비를 적응적으로 조절하는 전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 노출 시간이 상기 미리 정해진 노출 시간 이하이고, 상기 모션 레벨이 미리 정해진 값 이상이면, 상기 OIS 모듈의 보정각 위치에 기초하여 상기 억압비를 적응적으로 조절하는 전자 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 노출 시간이 상기 미리 정해진 노출 시간 이하이고, 상기 모션 레벨이 미리 정해진 값 이상이면, 상기 OIS 모듈에 대한 보정각 요구량에 기초하여 상기 억압비를 적응적으로 조절하는 전자 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라 모듈은,
    상기 OIS 모듈의 구동 범위가 제1 범위에서 제2 범위로 확장된 것인 전자 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제1 범위에서 상기 제2 범위로 확장된 상기 OIS 모듈의 구동 범위에 기초하여, 상기 모션 데이터를 처리하여 상기 모션 레벨을 획득하는 전자 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 모션 레벨에 따라 단계적으로 상승하는 상기 억압비에 기초하여 상기 OIS 모듈을 제어하는 전자 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 모션 센서는,
    가속도 데이터를 획득하기 위한 신호를 출력하는 가속도 센서 또는 각속도 데이터를 획득하기 위한 신호를 출력하는 자이로 센서 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 가속도 데이터 또는 상기 각속도 데이터 중 적어도 하나에 기초하여 상기 전자 장치의 움직임에 대응되는 모션 레벨을 결정하는 전자 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 장치 주변의 조도를 측정하기 위한 신호를 출력하는 조도 센서;를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 측정된 조도에 기초하여 상기 노출 시간을 결정하고,
    상기 노출 시간이 미리 정해진 노출 시간 이하이면 상기 모션 데이터를 처리하여 상기 모션 레벨을 획득하는 전자 장치.
  11. 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    카메라 모듈을 통해 연속적으로 이미지 프레임을 획득하는 동작;
    상기 전자 장치의 움직임에 대응되는 모션 데이터를 획득하는 동작;
    상기 이미지 프레임을 획득하는 동안에 이미지 센서의 노출 시간이 미리 정해진 노출 시간 이하이면, 상기 모션 데이터의 크기에 기초하여 모션 상태 정보를 결정하는 동작;
    상기 모션 상태 정보에 기초하여 OIS 모듈의 구동 범위에 관련된 억압비(Suppression Ratio)를 결정하는 동작; 및
    상기 결정된 억압비에 따라 상기 OIS 모듈의 동작을 제어하는 동작;을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 모션 데이터의 크기에 기초하여 모션 상태 정보를 결정하는 동작은,
    모션 레벨 별로 억압비가 할당된 테이블에 기초하여 상기 OIS 모듈에 대한 억압비를 결정하는 동작을 포함하고, 상기 모션 상태 정보는 상기 모션 데이터의 크기를 단계적으로 구분하는 모션 레벨을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 노출 시간이 상기 미리 정해진 노출 시간 보다 길면, 상기 OIS 모듈의 보정각 위치에 기초하여 상기 억압비를 적응적으로 조절하는 동작;을 더 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 노출 시간이 상기 미리 정해진 노출 시간 이하이고, 상기 모션 레벨이 미리 정해진 값 이상이면, 상기 OIS 모듈의 보정각 위치에 기초하여 상기 억압비를 적응적으로 조절하는 동작;을 더 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  15. 전자 장치에 있어서,
    상기 전자 장치의 움직임에 대응되는 모션 데이터를 획득하기 위한 신호를 출력하는 모션 센서;
    렌즈 모듈을 포함하고, OIS(Optical Image Stabilization) 기능을 수행할 수 있는 카메라 모듈;
    상기 OIS 기능의 구동 범위 내에서 상기 렌즈 모듈을 이동시키는 OIS 구동 모듈; 및
    상기 모션 센서, 상기 카메라 모듈 및 상기 OIS 구동 모듈과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 카메라 모듈을 통해 연속적으로 이미지 프레임을 획득하는 동안에 상기 전자 장치의 움직임이 발생하면, 상기 OIS 구동 모듈을 제어하여 상기 렌즈 모듈을 이동시키고,
    상기 렌즈 모듈이 이동한 위치인 상기 OIS 기능의 보정각을 획득하고,
    상기 보정각에 기초하여 상기 이미지 프레임의 원근 변환(Perspective Transform)을 위한 변환각을 결정하고,
    상기 변환각에 기초하여 VDIS(Video Digital Image Stabilization)를 수행하는 전자 장치.
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