KR101888956B1 - 카메라 모듈 및 그의 오토 포커싱 방법 - Google Patents

카메라 모듈 및 그의 오토 포커싱 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 카메라 시스템 및 그의 오토 포커스 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 피사체 이미지를 촬영하는 제 1 카메라와; 상기 피사체 이미지를 촬영하고, 렌즈를 이동시켜 포커싱하는 엑추에이터를 포함하는 제 2 카메라와; 상기 제 1과 제 2 카메라에서 촬영된 피사체 이미지로 3차원 깊이를 추출하는 3차원 깊이 추출부와; 피사체 이미지의 3차원 깊이 데이터에 대한 오토 포커싱 정보가 저장되어 있는 메모리부와; 상기 3차원 깊이 추출부에서 추출된 3차원 깊이 데이터를 입력받아, 상기 메모리부에 저장된 피사체 이미지의 3차원 깊이에 대한 오토 포커싱 정보를 읽어서 상기 엑추에이터를 구동시키는 제어부를 포함한다.

Description

카메라 모듈 및 그의 오토 포커싱 방법 {Camera module and auto-focusing method thereof}
본 발명은 카메라 시스템 및 그의 오토 포커스 방법에 관한 것이다.
일반적으로 컴팩트한 카메라 모듈은 소형으로써 카메라폰, PDA 및 스마트폰 등 휴대용 이동통신 기기와 다양한 IT기기에 적용되고 있다.
이러한 카메라 모듈은 CCD나 CMOS 등의 이미지 센서를 주요 부품으로 제작되고 있으며, 화상의 크기를 조절하기 위하여 포커스 조정이 가능하도록 제조되고 있다.
이때, 카메라 모듈은 복수의 렌즈를 포함하고, 구동원이 설치하여 각각의 렌즈를 이동시켜 그 상대거리를 변화시킴으로써 광학적인 초점 거리가 조절된다.
최근 기술이 발전함에 따라 고화소급의 카메라 모듈이 개발되고 있으며, 이러한 카메라 모듈에서는 피사체의 초점을 자동으로 맞춰주는 오토 포커스(Auto Focus) 기능이 구비되는 경우가 많다.
기존의 오토 포커스 방식에는 풀 스캔과 클라임 방식이 있다,
기존 방식의 경우에는 단계별로 렌즈를 움직이면서 이전의 이미지 댑 변경되는 이미지를 찾아서 다시 세밀한 탐색을 한 후에, 그 지점에 정지한다.
이때, 프레임 속도, 어느 부분을 중심으로 오토 포커스를 맞추느냐, 상대물의 변화 정도 등에 따라 오토 포커스의 정확도, 완료시간, 에러 등에 문제가 발생한다.
그리고, 기존 방식에서는 복수의 단계로 탐색하여 오토 포커싱을 수행하기에오토 포커싱 시간이 길어지는 단점이 있다.
본 발명은 오토 포커싱 시간을 단축시킬 수 있는 과제를 해결하는 것이다.
본 발명은,
피사체 이미지를 촬영하는 제 1 카메라와;
상기 피사체 이미지를 촬영하고, 렌즈를 이동시켜 포커싱하는 엑추에이터를 포함하는 제 2 카메라와;
상기 제 1과 제 2 카메라에서 촬영된 피사체 이미지로 3차원 깊이를 추출하는 3차원 깊이 추출부와;
피사체 이미지의 3차원 깊이 데이터에 대한 오토 포커싱 정보가 저장되어 있는 메모리부와;
상기 3차원 깊이 추출부에서 추출된 3차원 깊이 데이터를 입력받아, 상기 메모리부에 저장된 피사체 이미지의 3차원 깊이에 대한 오토 포커싱 정보를 읽어서 상기 엑추에이터를 구동시키는 제어부를 포함하는 카메라 시스템이 제공된다.
그리고, 본 발명의 일실시예는 상기 제어부는, MCU(Micro control unit) 칩 또는 Multi-media 칩일 수 있다.
또, 상기 제 2 카메라에서 촬영된 피사체 이미지를 입력받아 처리하여 출력하는 이미지 신호 처리부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 이미지 신호 처리부는, 상기 MCU(Micro control unit) 칩 또는 Multi-media 칩에 내장될 수 있다.
더불어, 상기 차원 깊이 추출부에서 추출된 피사체 이미지의 3차원 깊이 데이터를 입력받아, 피사체의 동작, 얼굴 및 형상 중 하나를 인식할 수 있는 인식부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은,
피사체 이미지를 촬영하고, 렌즈를 이동시켜 포커싱하는 제 1 엑추에이터를 포함하는 제 1 카메라와;
상기 피사체 이미지를 촬영하고, 렌즈를 이동시켜 포커싱하는 제 2 엑추에이터를 포함하는 제 2 카메라와;
상기 제 1과 제 2 카메라에서 촬영된 피사체 이미지로 3차원 깊이를 추출하는 3차원 깊이 추출부와;
피사체 이미지의 3차원 깊이 데이터에 대한 오토 포커싱 정보가 저장되어 있는 메모리부와;
상기 3차원 깊이 추출부에서 추출된 3차원 깊이 데이터를 입력받아, 상기 메모리부에 저장된 피사체 이미지의 3차원 깊이에 대한 오토 포커싱 정보를 읽어서 상기 제 1과 2 엑추에이터를 구동시키는 제어부를 포함하는 카메라 시스템이 제공된다.
그리고, 본 발명의 일실시예는 상기 제 1과 제 2 카메라에서 촬영된 피사체 이미지를 합성하는 3차원 영상 합성부를 더 포함할 수 있다.
본 발명은,
제 1 카메라, 및 렌즈를 이동시켜 포커싱하는 엑추에이터를 포함하는 제 2 카메라에서 피사체 이미지를 촬영하는 단계와;
이어서, 상기 제 1과 제 2 카메라에서 촬영된 피사체 이미지에서 3차원 깊이를 추출하는 단계와;
상기 추출된 3차원 깊이 데이터로 상기 제 2 카메라의 엑추에이터를 구동시켜, 상기 제 2 카메라의 포커싱을 수행하는 단계를 포함하는 카메라 시스템의 오토 포커스 방법이 제공된다.
본 발명은 3차원 깊이 정보로 오토 포커싱을 수행함으로써, 오토 포커싱 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 3차원 입체 이미지를 촬영하는 두 대의 카메라도 깊이 정보로 오토 포커싱을 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 카메라 시스템의 구성 블록도
도 2는 본 발명의 일 실시예의 카메라 시스템의 다른 일례의 구성 블록도
도 3은 본 발명의 일 실시예의 카메라 시스템의 또 다른 일례의 구성 블록도
도 4는 본 발명의 일 실시예의 카메라 시스템의 오토 포커스 방법의 흐름도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용은 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 카메라 시스템의 구성 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예의 카메라 시스템의 다른 일례의 구성 블록도이다.
본 발명의 일 실시예의 카메라 시스템은 피사체 이미지를 촬영하는 제 1 카메라(100)와; 상기 피사체 이미지를 촬영하고, 렌즈를 이동시켜 포커싱하는 엑추에이터를 포함하는 제 2 카메라(110)와; 상기 제 1과 제 2 카메라(100,110)에서 촬영된 피사체 이미지로 3차원 깊이를 추출하는 3차원 깊이 추출부(120)와; 피사체 이미지의 3차원 깊이 데이터에 대한 오토 포커싱 정보가 저장되어 있는 메모리부(210)와; 상기 3차원 깊이 추출부(120)에서 추출된 3차원 깊이 데이터를 입력받아, 상기 메모리부(210)에 저장된 피사체 이미지의 3차원 깊이에 대한 오토 포커싱 정보를 읽어서 상기 엑추에이터를 구동시키는 제어부(200)를 포함한다.
그러므로, 본 발명의 일 실시예의 카메라 시스템은 상기 제 1과 제 2 카메라(100,110)에서 동일한 피사체 이미지를 촬영하고, 상기 3차원 깊이 추출부(120)는 상기 제 1과 제 2 카메라(100,110)에서 촬영된 피사체 이미지에서 3차원 깊이를 추출한다.
그리고, 상기 제어부(200)는 상기 3차원 깊이 추출부(120)에서 추출된 상기 피사체의 거리에 대한 데이터를 입력받아, 상기 메모리부(210)에 저장된 피사체 이미지의 3차원 깊이에 대한 오토 포커싱 정보를 읽어서 상기 엑추에이터의 포커싱을 수행하게 된다.
이와 같이, 본 발명은 3차원 깊이 정보로 오토 포커싱을 수행함으로써, 오토 포커싱 시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다.
즉, 본 발명은 실시간의 3차원 깊이 정보가 추출됨으로, 오토 포커싱을 위한 영역의 3차원 깊이 정보를 메모리부(210)에서 읽어, 원하는 지점으로 렌즈를 이동시켜 오토 포커싱을 수행하는 것이다.
그러므로, 1 프레임(frame)만에 원하는 위치로 렌즈를 이동시켜, 오토 포커싱 시간을 단축시킬 수 있게 된다.
여기서, 상기 메모리부(210)에는 상기 3차원 깊이 정보에 대한 렌즈의 위치 정보가 저장될 수 있으며, 이 렌즈의 위치 정보는 사전에 캘리브레이션(calibration)하여 룩업 테이블(Look-up) 테이블 형식으로 수록되어, 상기 메모리부(210)에 저장될 수 있다.
또한, 본 발명은 3차원 깊이 데이터를 이용하여 피사체의 동작, 얼굴 및 형상을 인식을 수행할 수 있다.
이를 위하여, 본 발명은 상기 차원 깊이 추출부(120)에서 추출된 피사체 이미지의 3차원 깊이 데이터를 입력받아, 피사체의 동작, 얼굴 및 형상 중 하나를 인식할 수 있는 인식부를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 카메라(110)에서 촬영된 피사체 이미지를 입력받아 처리하여 출력하는 이미지 신호 처리부(150)를 더 포함할 수 있다.
상기 이미지 신호 처리부(150)는 이미지 신호 프로세서(Image Signal Processor, ISP)로 지칭될 수 있다.
또한, 상기 제어부(200)는 MCU(Micro control unit) 칩 또는 Multi-media 칩일 수 있다.
아울러, 상기 이미지 신호 처리부(150)는 상기 MCU(Micro control unit) 칩 또는 Multi-media 칩에 내장될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 카메라 시스템의 또 다른 일례의 구성 블록도이다.
이 카메라 시스템은 피사체 이미지를 촬영하고, 렌즈를 이동시켜 포커싱하는 제 1 엑추에이터를 포함하는 제 1 카메라(100)와; 상기 피사체 이미지를 촬영하고, 렌즈를 이동시켜 포커싱하는 제 2 엑추에이터를 포함하는 제 2 카메라(110)와; 상기 제 1과 제 2 카메라(100,110)에서 촬영된 피사체 이미지로 3차원 깊이를 추출하는 3차원 깊이 추출부(120)와; 피사체 이미지의 3차원 깊이 데이터에 대한 오토 포커싱 정보가 저장되어 있는 메모리부(210)와; 상기 3차원 깊이 추출부(120)에서 추출된 3차원 깊이 데이터를 입력받아, 상기 메모리부(210)에 저장된 피사체 이미지의 3차원 깊이에 대한 오토 포커싱 정보를 읽어서 상기 제 1과 2 엑추에이터를 구동시키는 제어부(200)를 포함한다.
즉, 이 카메라 시스템은 3차원 입체 이미지를 촬영할 수 있는 것으로, 상기 제 1과 제 2 카메라(100,110)로 피사체를 촬영함으로써, 사용자의 두 눈 사이 간격에 의한 양안 시차에 의한 3차원 입체 이미지를 구현할 수 있는 것이다.
이때, 카메라 시스템은 상기 제 1과 제 2 카메라(100,110)에서 촬영된 피사체 이미지를 합성하는 3차원 영상 합성부(170)를 더 포함할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 일 실시예의 카메라 시스템은 상기 제 1과 제 2 카메라(100,110)에서 피사체 이미지를 촬영하고, 상기 3차원 깊이 추출부(120)는 상기 제 1과 제 2 카메라(100,110)에서 촬영된 피사체 이미지에서 3차원 깊이를 추출하게 된다.
여기서, 상기 제어부(200)는 상기 3차원 깊이 추출부(120)에서 추출된 상기 피사체의 거리에 대한 데이터를 입력받아, 상기 메모리부(210)에 저장된 피사체 이미지의 3차원 깊이에 대한 오토 포커싱 정보를 읽어서 상기 제 1과 제 2 카메라(100,110)의 상기 제 1과 제 2 엑추에이터의 구동을 제어하여, 포커싱을 수행하게 된다.
따라서, 본 발명은 3차원 입체 이미지를 촬영하는 두 대의 카메라도 깊이 정보로 오토 포커싱을 수행할 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 카메라 시스템의 오토 포커스 방법의 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예의 카메라 시스템의 오토 포커스 방법은 먼저, 제 1 카메라, 및 렌즈를 이동시켜 포커싱하는 엑추에이터를 포함하는 제 2 카메라에서 피사체 이미지를 촬영한다.(S100단계)
이어서, 상기 제 1과 제 2 카메라에서 촬영된 피사체 이미지에서 3차원 깊이를 추출한다.(S110단계)
그 후, 상기 추출된 3차원 깊이 데이터로 상기 제 2 카메라의 엑추에이터를 구동시켜, 상기 제 2 카메라의 포커싱을 수행한다.(S120단계)
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하고, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 피사체 이미지를 촬영하는 제 1 카메라와;
    상기 피사체 이미지를 촬영하고, 렌즈를 이동시켜 포커싱하는 엑추에이터를 포함하는 제 2 카메라와;
    상기 제 1과 제 2 카메라에서 촬영된 피사체 이미지로 3차원 깊이를 추출하는 3차원 깊이 추출부와;
    피사체 이미지의 3차원 깊이 데이터에 대한 오토 포커싱 정보가 저장되어 있는 메모리부와;
    상기 3차원 깊이 추출부에서 추출된 3차원 깊이 데이터를 입력받아, 상기 메모리부에 저장된 피사체 이미지의 3차원 깊이에 대한 오토 포커싱 정보를 읽어서 상기 엑추에이터를 구동시키는 제어부와;
    상기 제 2 카메라에서 촬영된 피사체 이미지를 입력받아 처리하여 출력하는 이미지 신호 처리부를 포함하고,
    상기 엑추에이터는 상기 제 2 카메라에만 포함되고,
    상기 제어부는 MCU(Micro control unit) 칩 또는 Multi-media 칩으로 형성되고,
    상기 이미지 신호 처리부는 상기 MCU(Micro control unit) 칩 또는 Multi-media 칩에 내장되어 있고,
    상기 피사체 이미지의 3차원 깊이 데이터에 대한 오토 포커싱 정보는 상기 3차원 깊이 데이터에 대한 렌즈의 위치 정보를 포함하고,
    상기 메모리부는 룩업 테이블(Look-up table) 형식의 상기 렌즈의 위치 정보를 포함하는 카메라 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 3차원 깊이 추출부에서 추출된 피사체 이미지의 3차원 깊이 데이터를 입력받아, 피사체의 동작, 얼굴 및 형상 중 하나를 인식할 수 있는 인식부를 더 포함하는 카메라 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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