KR20180046624A - 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조방법 및 장치 그리고 이에 의해 제조된 듀얼카메라 모듈 - Google Patents

이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조방법 및 장치 그리고 이에 의해 제조된 듀얼카메라 모듈 Download PDF

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Abstract

동일 방향으로 나란히 배치된 제1 카메라 및 제2 카메라와 메모리를 포함하는 듀얼카메라 모듈을 준비하는 단계, 시험차트를 촬영하여 상기 제1 카메라로부터 제1 이미지를 획득하고, 상기 제2 카메라로부터 제2 이미지를 획득하여, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지마다 이미지 합성에 필요한 적어도 하나 이상의 비교점들을 획득하는 보정데이터 획득단계 및 상기 제1 및 제2 카메라 각각의 렌즈위치와 상기 비교점들을 연관하여 상기 듀얼카메라 모듈의 메모리에 저장하는 저장단계를 포함하는 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조방법을 제공한다.

Description

이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조방법 및 장치 그리고 이에 의해 제조된 듀얼카메라 모듈{Dual camera module manufacturing method and apparatus for acquisiting correction-data so as to synthesizing image and dual camera module manufactured by this}
본 발명은 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조방법 및 장치와 이미지 합성용 보정데이터를 포함하는 듀얼카메라 모듈에 관한 것이다.
스마트폰, 태블릿 PC 등의 모바일 디바이스에 사용되는 카메라 모듈 및 디지털 카메라 등의 분야에 관한 소비자 요구에 따라, 카메라 모듈은 초소형화, 고해상도화하는 방향으로 발전하고 있다. 최근에는 단일 카메라를 사용하는 것에서 벗어나, 듀얼 카메라로 촬영된 두 개의 이미지를 합성하여 이미지의 해상도를 높이는 기술이 알려져 있다.
듀얼카메라 모듈는 제1 카메라, 제2 카메라, 메모리를 포함하며, 하나의 모듈로 제조 및 판매될 수 있다. 제1 카메라와 제2 카메라는 동일한 방향을 향하며, 듀얼카메라 모듈의 제조공정에서 제1 카메라와 제2 카메라의 광축이 나란히 정렬되도록 제1 카메라와 제2 카메라를 정렬한다.
제1 카메라와 제2 카메라가 정렬되더라도, 카메라 자체에서 렌즈, 이미지 센서, 구동부 및 바디 자체에 제조공정상의 공차, 조립공정에서 물리적인 오차가 발생할 수 있다. 또한, 카메라 자체의 내부 구성들의 광축이 정렬 되었더라도, 제1 카메라와 제2 카메라를 나란히 정렬하는 과정에서 물리적인 오차가 발생할 수 있다.
이러한 오차를 보정하기 위해, 카메라 자체를 x,y,z 축 방향으로 물리적으로 이동 또는 회전시켜 제1 카메라와 제2 카메라의 광축을 나란히 정렬하는 액티브 얼라인먼트(Active Alignment) 공정이 사용되었다.
액티브 얼라인먼트에 사용되는 장비는 정밀한 움직임을 요하므로 장비의 가격이 고가이고, 듀얼카메라 모듈 하나의 광축을 정렬하는데 많은 시간을 소모하는 단점이 있다. 그러므로 액티브 얼라인먼트 공정은 듀얼카메라 모듈의 단위시간당 생산량을 저하시키고 단가를 상승시키는 원인이 된다.
KR 10-1547108 B1
본 발명의 일실시예에 따른 목적은, 제1 카메라와 제2 카메라가 동일 방향으로 나란히 배치된 듀얼카메라를 이용하여 시험차트를 촬영하고, 제1 카메라로부터 제1 이미지를 획득하고, 제2 카메라로부터 제2 이미지를 획득하여, 제1 이미지 및 상기 제2 이미지로부터 이미지 합성에 필요한 적어도 하나 이상의 비교점들을 획득하고, 획득된 비교점을 상기 제1 및 제2 카메라 각각의 렌즈위치와 연관하여 듀얼카메라 모듈의 메모리에 저장함으로써, 듀얼카메라 모듈의 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조방법은, 동일 방향으로 나란히 배치된 제1 카메라 및 제2 카메라와 메모리를 포함하는 듀얼카메라 모듈을 준비하는 단계 시험차트를 촬영하여 상기 제1 카메라로부터 제1 이미지를 획득하고, 상기 제2 카메라로부터 제2 이미지를 획득하여, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지마다 이미지 합성에 필요한 적어도 하나 이상의 비교점들을 획득하는 보정데이터 획득단계 및 상기 제1 및 제2 카메라 각각의 렌즈위치와 상기 비교점들을 연관하여 상기 듀얼카메라 모듈의 메모리에 저장하는 저장단계를 포함한다.
또한, 상기 보정데이터 획득단계는 상기 시험차트에 상기 제1 카메라와 제2 카메라의 초점을 맞추는 초점조정단계, 상기 시험차트를 촬영하여 상기 제1 카메라에서 제1 이미지를 획득하고, 상기 제2 카메라에서 제2 이미지를 획득하는 촬영단계 및 상기 제1 이미지에서 적어도 하나 이상의 제1 비교점을 추출하고, 상기 제2 이미지에서 적어도 하나 이상의 제2 비교점을 추출하는 비교점 추출단계를 포함한다.
또한, 상기 초점조정단계는 줌(zoom), 오토포커스(AF) 또는 OIS 중의 하나 또는 이들의 조합을 통해 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라의 초점을 조절한다.
또한, 상기 보정데이터 획득단계는 상기 제1 및 제2 카메라의 렌즈를 무한위치에 위치시키고 수행되어, 상기 무한위치에 대한 비교점들을 획득하고, 상기 제1 및 제2 카메라의 렌즈를 상기 무한위치와 상이한 복수의 서로 다른 이동위치에 위치시키고 상기 이동위치마다 수행되어, 상기 복수의 서로 다른 이동위치마다 대응하는 비교점들을 획득하며, 상기 저장단계는 상기 무한위치에서 획득된 비교점들을 무한위치와 연관하고, 상기 복수의 서로 다른 이동위치에서 획득된 비교점들을 상기 복수의 서로 다른 이동위치와 연관하여, 상기 듀얼카메라 모듈의 메모리에 저장한다.
또한, 상기 보정데이터 획득단계는 상기 제1 및 제2 카메라의 렌즈를 무한위치에 위치시키고 수행되어, 상기 무한위치에 대한 비교점들을 획득하고, 상기 제1 및 제2 카메라의 렌즈를 적어도 하나의 미리 정해진 위치범위 내에 위치시키고 수행되어, 상기 미리 정해진 위치범위에 대응하는 비교점들을 획득하며, 상기 저장단계는 상기 무한위치에서 획득된 비교점들을 무한위치와 연관하고, 상기 미리 정해진 위치범위에서 획득된 비교점들을 상기 미리 정해진 위치범위와 연관하여, 상기 듀얼카메라 모듈의 메모리에 저장한다.
본 발명의 일실시예에 따른 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 제조장치는, 동일 방향으로 나란히 배치된 제1 카메라 및 제2 카메라와 메모리를 포함하는 듀얼카메라 모듈에 상기 제1 및 제2 카메라의 구동부를 동작시키는 구동신호를 제공하는 구동제어부, 상기 제1 카메라에서 수신된 제1 이미지와 상기 제2 카메라에서 수신된 제2 이미지에 기초하여, 상기 제1 카메라 및 제2 카메라의 초점을 맞추기 위한 초점제어신호를 생성하여 상기 구동제어부에 제공하는 초점 조정부, 상기 초점 조정부로부터 상기 제1 이미지 및 제2 이미지를 수신하여, 상기 제1 이미지로부터 적어도 하나 이상의 제1 비교점을 추출하고, 상기 제2 이미지로부터 적어도 하나 이상의 제2 비교점을 추출하는 비교점 추출부 및 상기 제1 및 제2 카메라의 렌즈위치와 상기 비교점들을 연관하여 듀얼카메라 모듈의 메모리에 저장하는 보정데이터 생성부를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 이미지 합성용 보정데이터를 포함하는 듀얼카메라 모듈은, 동일 방향으로 나란히 배치되는 제1 카메라 및 제2 카메라 및 상기 제1 카메라에서 획득되는 제1 이미지의 비교점과 상기 제2 카메라에서 획득되는 제2 이미지의 비교점이 상기 제1 및 제2 카메라 각각의 렌즈위치와 연관된 보정데이터를 저장한 메모리를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 듀얼카메라 모듈의 이미지 합성용 보정데이터 획득 방법은 고비용 저효율의 액티브 얼라인먼트 공정을 대체할 수 있으며, 듀얼카메라 모듈의 광축 오차를 더 간단한 방법으로 더 정확하게 보정하는 효과가 있다.
또한, 듀얼카메라 모듈의 제조공정에서 제1 카메라에서 획득한 제1 이미지의 제1 비교점과 제2 카메라에서 획득한 제2 이미지의 제2 비교점을 듀얼카메라 모듈의 메모리에 카메라의 렌즈위치와 함께 보정데이터로 저장함으로써, 듀얼카메라 모듈을 이용하여 대상을 촬영하고 제1 이미지와 제2 이미지를 합성하는 과정에서, 메모리에 저장된 보정데이터에 따라 시프트 및 틸트, 디스토션 등을 보정하여 해상도와 선예도가 높은 이미지를 획득하도록 하는 효과가 있다.
또한, 카메라의 렌즈의 위치(무한위치부터 한계위치까지)를 일정한 위치범위로 분할하고, 복수의 렌즈위치를 포함하는 위치범위에 해당하는 비교점을 획득함으로써, 복수의 렌즈위치 각각에 해당하는 비교점을 일일이 획득하지 않아도 되므로, 보정데이터 획득시간을 획기적으로 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조방법의 흐름도이다.
도 3a는 시프트 및 틸트의 보정에 사용되는 시험차트를 촬영한 이미지를 도시한 도면이며, 도 3b는 디스토션의 보정에 사용되는 시험차트를 도시한 도면이다.
도 4는 듀얼카메라 모듈의 메모리에 저장되는 보정데이터를 나타낸 표이다.
도 5는 카메라의 구동부에 입력되는 전압과 렌즈의 위치에 따른 관계를 도시한 도면이다.
도 6은 카메라 렌즈의 위치에 따라 이미지의 시프트 정도를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조장치를 도시한 블록도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
또한, "일단", "타단"등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 대한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 과정을 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조방법의 흐름도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 듀얼카메라 모듈(10)이 시험차트(50)를 촬영하여, 제1 카메라(11)에서 제1 이미지(21)를 획득하고, 제2 카메라(12)에서 제2 이미지(22)를 획득한다. 제1 이미지(21)와 제2 이미지(22)를 동일하게 위치시키고 겹쳐보면, 제1 카메라(11)의 광축과 제2 카메라(12)의 광축 사이의 거리, 제1 카메라(11)와 제2 카메라(12)의 광축의 미세한 어긋남 및 렌즈의 틸트(Tilt) 등에 의해, 제1 이미지(21)와 제2 이미지(22) 사이에 불일치가 발생한다.
듀얼카메라 모듈(10)을 이용한 사진촬영 과정에서 제1 이미지(21)와 제2 이미지(22)를 합성할 때 이러한 불일치를 보정하기 위하여, 제조공정에서 제1 이미지(21)의 비교점과 제2 이미지(22)의 비교점을 추출하여 듀얼카메라 모듈(10)의 메모리(13)에 저장함으로써, 이미지 합성시 보정의 기초가 되는 보정데이터를 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조방법은, 동일 방향으로 나란히 배치된 제1 카메라(11) 및 제2 카메라(12)와 메모리(13)를 포함하는 듀얼카메라 모듈(10)을 준비하는 단계, 시험차트(50)를 촬영하여 제1 카메라(11)로부터 제1 이미지(21)를 획득하고, 제2 카메라(12)로부터 제2 이미지(22)를 획득하여, 제1 이미지(21) 및 제2 이미지(22)마다 이미지 합성에 필요한 적어도 하나 이상의 비교점들을 획득하는 보정데이터 획득단계(S10) 및 제1 및 제2 카메라(11, 12) 각각의 렌즈위치와 비교점들을 연관하여 듀얼카메라 모듈의 메모리(13)에 저장하는 저장단계(S20)를 포함한다.
이때, 시험차트(50)는 도 1에 도시된 바와 같이 격자형의 이미지일 수 있다. 시험차트(50)는 본 실시예에 한정되지 않고, 격자형, 다각형, 방사형, 문자 또는 각종 도형들과 이들의 조합으로 구성된 복잡한 형태를 가질 수 있다.
듀얼카메라 모듈(10)의 제1 카메라(11)와 제2 카메라(12)는 하나의 시험차트(50)를 촬영한다. 시험차트(50)는 카메라의 광축과 평행하게 빛이 입사할 수 있는 무한대 거리에 위치될 수 있다. 카메라를 구성하는 렌즈, 이미지 센서 등의 구체적인 스펙과 카메라의 목적에 따라 시험차트(50)의 위치는 다르게 설정될 수 있다. 또한, 시험차트(50)와 듀얼카메라 모듈(10) 사이에, 시험차트(50)가 무한대 위치 또는 특정한 거리에 존재하는 것과 동일한 광학적 효과를 가져오는 렌즈의 조합이 위치할 수 있다.
보정데이터 획득단계(S10)는 시험차트(50)에 제1 카메라(11)와 제2 카메라(12)의 초점을 맞추는 초점조정단계(S11)와, 시험차트(50)를 촬영하여 제1 카메라(11)에서 제1 이미지(21)를 획득하고, 제2 카메라(12)에서 제2 이미지(22)를 획득하는 촬영단계(S12)와, 제1 이미지(21)에서 적어도 하나 이상의 제1 비교점을 추출하고, 제2 이미지(22)에서 적어도 하나 이상의 제2 비교점을 추출하는 비교점 추출단계(S13)를 포함한다.
초점조정단계(S11)는 시험차트(50)에 제1 카메라(11)와 제2 카메라(12)의 초점을 맞추는 단계이다. 제1 카메라(11)와 제2 카메라(12)가 동일하다는 가정하에, 카메라의 구동부를 동일하게 동작시켜 초점을 조정할 수도 있다. 그러나 제1 카메라(11)와 제2 카메라(12)는 물리적인 치수의 차이, 조립과정에서 발생하는 차이 등이 존재하므로, 제1 카메라(11)와 제2 카메라(12)의 초점은 각각 조정되는 것이 바람직하다.
듀얼카메라 모듈(10)을 구성하는 제1 카메라(11) 및 제2 카메라(12)는 각각 OIS(Optical Image Stabilizer), AF(Auto Focus), FF(Fixed Focus) 등의 기능을 가질 수 있다. 제1 카메라(11)는 OIS를 이용하고, 제2 카메라(12)는 AF를 이용하는 조합으로 듀얼카메라 모듈(10)을 구성할 수도 있고, 제1 카메라(11)와 제2 카메라(12)가 모두 AF를 이용하는 조합으로 듀얼카메라 모듈(10)을 구성할 수도 있다. 초점조정단계(S11)는 듀얼카메라 모듈(10)의 이러한 기능들을 이용하여 시험차트(50)에 초점을 맞춘다.
초점조정이 완료되면 제1 카메라(11)와 제2 카메라(12)의 이미지 센서에 시험차트(50)의 상이 맺히게 되고, 촬영단계(S12)에서, 제1 카메라(11)에서 제1 이미지(21)를 획득하고, 제2 카메라(12)에서 제2 이미지(22)를 획득한다. 제1 이미지(21)와 제2 이미지(22)의 크기는 이미지 센서의 촬상면의 크기와 동일하며, 시험차트(50)는 촬상면의 크기보다 작게 촬영될 수 있다.
제1 이미지(21)와 제2 이미지(22)가 획득되면, 비교점 추출단계(S13)에서, 제1 이미지(21)에서 적어도 하나 이상의 제1 비교점을 추출하고 제2 이미지(22)에서 적어도 하나 이상의 제2 비교점을 추출한다.
비교점은 이미지 합성과정에서 제1 이미지의 비교점과 제2 이미지의 비교점을 보정하여 이미지의 시프트, 틸트, 디스토션을 보정하고, 제1 이미지와 제2 이미지를 동일한 위치에 위치시켜 이미지를 합성하기 위한 기준점이 된다. 비교점은 시프트 및 틸트의 영향을 나타내는 비교점, 디스토션의 영향을 나타내는 비교점을 포함한다. 비교점 추출방식은 시험차트(50)의 종류와 추출방법 등에 따라 MTF(Modulation Transfer Funcion) 방식, SFR(Spatial Frequency Response) 방식 등이 사용될 수 있다.
비교점은 이미지센서 촬상면의 가로 및 세로 방향으로 시프트된 정도를 나타내는 특정한 위치를 말한다. 예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이, 이미지의 외곽으로부터 이미지의 내측으로 일정간격 이격된 기준선(V1, V2, H1, H2)에서 콘트라스트 값이 변화하는 지점을 비교점으로 추출할 수 있다. 수평방향의 상 및 하 기준선(H1, H2)과 수직방향의 좌 및 우 기준선(V1, V2) 각각에서, 4개의 비교점(H1_P, H2_P, V1_P, V2_P)을 비교점으로 추출할 수 있다. 각 비교점은 (x,y)좌표로 표현될 수 있다. 각 비교점의 좌표에 기초하여, 시험차트(50)가 이미지 센서의 중앙을 기준으로 왼쪽 아래 방향으로 촬영되는 것을 알 수 있다.
비교점은 촬상면의 주변부로 갈수록 바깥쪽으로 볼록하게 휘어지거나 주변부가 안쪽으로 오목하게 휘어지는 디스토션(distortion)의 정도를 나타내는 특정한 위치와 그 크기일 수 있다. 예를 들어, 도 3b에 도시된 바와 같이, 이미지의 특정 위치에 5개의 격자를 지정하고, 가로 길이(X) 및 세로 길이(Y)를 추출하여 비교함에 따라 이미지의 디스토션의 정도를 알 수 있다.
다음으로, 저장단계(S20)에서, 제1 및 제2 카메라 각각의 렌즈위치와 비교점들을 연관하여 보정데이터를 생성하고, 보정데이터를 듀얼카메라 모듈(10)의 메모리(13)에 저장한다. 메모리(13)에 저장되는 보정데이터는 도 4에 도시된 바와 같이, 카메라의 번호, 비교점이 획득된 렌즈위치, 시프트 및 틸트를 반영하는 비교점, 디스토션을 반영하는 비교점 등을 포함한다.
이상, 임의의 렌즈위치에서 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 제조방법에 관하여 설명하였다.
카메라는 이미지센서의 촬상면에 정확한 초점을 맞추기 위하여, 줌(zoom) 및 오토포커스(AF)와 같은 기능을 구비하며, 촬영시의 손떨림과 같은 외부요인을 보정하기 위하여 OIS(Optical Image Stabilizer) 등의 기능을 갖는다. 줌(zoom), 오토포커스(AF) 및 OIS 기능은 카메라 렌즈와 연결된 구동부(예를 들면, VCM(Voice Coil Moter), 자석 등의 조합)를 이용하여 카메라의 렌즈를 광축 방향으로 앞 또는 뒤로 이동시키거나, 렌즈 또는 이미지센서를 손떨림에 대응하여 이동시키도록 동작한다.
이러한 줌(zoom), 오토포커스(AF) 또는 OIS 기능을 위한 카메라 구동부는 카메라의 렌즈를 이동시키기 때문에, 카메라의 렌즈가 무한위치에 있는 경우에 비하여, 촬상면에 맺히는 이미지에 발생하는 시프트 및 틸트의 정도가 달라지며, 디스토션의 정도도 달라진다.
그러므로, 렌즈가 무한위치에 있을 때 획득된 보정데이터는 렌즈의 위치가 무한위치일 때 촬영되는 이미지를 보정할 때 사용되는 것이 바람직하고, 줌(zoom), 오토포커스(AF) 또는 OIS에 의하여 렌즈가 이동된 상태라면 다른 보정데이터가 필요하다.
즉, 렌즈가 무한위치가 아닌 위치에 있을 때, 듀얼카메라 모듈(10)의 비교점을 획득할 필요가 있다. 무한위치와 이동위치에 대한 비교점을 획득하기 위해, 보정데이터 획득단계(S10)는 카메라 렌즈의 위치에 따라 반복 수행될 수 있다.
구체적으로, 보정데이터 획득단계(S10)는 제1 및 제2 카메라(11, 12)의 렌즈를 무한위치에 위치시키고 수행되어, 무한위치에 대한 비교점들을 획득하고, 제1 및 제2 카메라(11, 12)의 렌즈를 상기 무한위치와 상이한 복수의 서로 다른 이동위치에 위치시키고 이동위치마다 수행되어, 복수의 서로 다른 이동위치마다 대응하는 비교점들을 획득하며, 저장단계(S20)는 무한위치에서 획득된 비교점들을 무한위치와 연관하고, 복수의 서로 다른 이동위치에서 획득된 비교점들을 복수의 서로 다른 이동위치와 연관하여, 듀얼카메라 모듈의 메모리(13)에 저장한다.
이동위치는 카메라의 구동부에 전압이 가해져 렌즈의 위치가 무한위치를 이탈한 경우의 위치를 말한다. 시험차트(50)가 무한대 위치에 있지 않다면, 카메라가 시험차트(50)에 초점을 맞추기 위해 렌즈를 이동시켜야 한다. 카메라의 줌(zoom), 오토포커스(AF) 또는 OIS기능에 의하여 렌즈가 구동 가능한 범위 내에서, 일정 간격만큼 이격된 복수의 이동위치마다 보정데이터 획득단계를 실시하여 복수의 비교점을 획득할 수 있다.
복수의 이동위치들 사이의 간격이 좁을수록 보정데이터의 크기가 증가되고, 하나의 이동위치마다 보정데이터 획득 단계를 수행하여야 하므로 이동위치의 수가 많을수록 소모되는 시간이 증가한다.
무한위치와 복수의 서로 다른 이동위치에서 비교점을 획득한 다음, 저장단계(S20)에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 무한위치에서 획득된 비교점들을 무한위치와 연관하고, 복수의 서로 다른 이동위치에서 획득된 비교점들을 복수의 서로 다른 이동위치와 연관하여 보정데이터를 생성하고, 보정데이터를 듀얼카메라 모듈(10)의 메모리(13)에 저장한다.
이와 같이, 무한위치에서의 비교점과 복수의 보정위치마다 비교점을 획득하여 생성한 보정데이터를 이용하여 이미지를 보정 및 합성하는 경우, 렌즈의 위치마다 가장 가까운 보정데이터를 선택하여 보정을 실시할 수 있으므로, 해상도와 선예도가 높은 이미지를 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이, 이동위치를 일정간격마다 복수개 설정하는 경우, 제조공정 상에서 각 이동위치마다 렌즈를 구동하고 초점을 맞추며, 이미지로부터 비교점을 추출하는 동작을 반복하므로, 이동위치의 개수에 비례하여 보정데이터를 획득하는 시간이 증가한다.
도 5는 카메라의 구동부에 입력되는 전압과 렌즈의 위치에 따른 관계를 도시한 도면이며, 도 6은 카메라 렌즈의 위치에 따라 이미지의 시프트 정도를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 카메라 구동부(예를 들면, VCM 등)에 전압이 공급되지 않으면, 렌즈가 무한위치(A)에 있게 되고, 카메라 구동부에 충분한 문턱전압(V1)이상의 전압을 가하면 렌즈가 이동하여, 이동위치(B)로 렌즈가 이동한다. 카메라 구동부에 한계전압(V2)에 가까운 전압을 가하면, 렌즈는 가능한 구동범위의 한계까지 이동하여, 다른 이동위치(C)로 이동한다. 카메라 구동부에 한계전압(V2)이상의 전압을 가하면, 렌즈는 가능한 구동범위의 한계위치(D)(또는 근접위치)까지 이동한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 렌즈가 무한위치(A)에 있는 경우의 비교점을 원점에 놓으면, 문턱전압(V1)이 가해진 직후의 렌즈의 이동위치(B)에서 획득되는 비교점은 원점과 이격된 위치에 자리한다. 즉, 무한위치(A)에서 획득한 비교점과 문턱전압(V1)이 가해진 직후의 이동위치(B)에서 획득한 비교점이 서로 상이한 좌표를 갖는다. 그리고, 구동부에 문턱전압(V1)과 한계전압(V2) 사이의 전압을 가하는 경우인 이동위치(B 내지 C)에 해당하는 비교점들은 서로 거의 변하지 않는다.
이러한 현상은 다음과 같은 이유로 발생한다. 렌즈가 무한위치(A)에 위치할 때, 카메라 구동부에 전압이 가해지지 않아, 구동부에서 발생하는 오차의 영향이 없으나, 카메라 구동부에 문턱전압(V1) 이상의 전압이 가해지면, 구동부에서 발생하는 오차가 렌즈의 위치에 영향을 준다. 따라서 무한위치(A)의 비교점과 문턱전압(V1)이 가해진 직후의 이동위치(B)의 비교점은 상대적으로 큰 차이가 있다.
그리고, 구동부에 문턱전압(V1)과 한계전압(V2) 사이의 전압이 가해지면, 구동부에서 발생하는 오차가 렌즈의 위치에 영향을 주며, 일단 문턱전압(V1)이상의 전압이 인가된 이상 전압의 크기와 구동부의 오차가 비례하는 것이 아니다. 따라서, 렌즈가 무한위치(A)를 벗어나 이동되는 경우, 즉 렌즈가 이동위치(B 내지 C)에 위치하면, 위치 B 내지 C에 해당하는 비교점들은 상대적으로 작은 차이가 있다.
이러한 현상에 기초하여, 줌(zoom) 및/또는 오토포커스(AF) 동작에 의해 렌즈가 구동되는 경우, 렌즈는 이동위치(B 내지 C)에 위치하게 되고, 위치 B 내지 C 를 하나의 범위로 설정할 수 있다. 렌즈의 위치범위(B 내지 C)에 포함되는 어떤 임의의 이동위치에서 비교점을 추출하고, 이미지 합성시 해당 범위 내에 렌즈가 위치하는 경우, 해당 위치범위에 대응하는 비교점을 사용할 수 있다. 필요한 경우, 렌즈의 이동위치(B 내지 C)를 두개 또는 세개의 범위로 나누어 각각의 단일 비교점을 사용할 수도 있다.
렌즈의 위치범위를 이용하는 경우, 보정데이터 획득단계(S10)는 제1 및 제2 카메라(11, 12)의 렌즈를 무한위치에 위치시키고 수행되어, 무한위치에 대한 비교점들을 획득하고, 제1 및 제2 카메라(11, 12)의 렌즈를 적어도 하나의 미리 정해진 위치범위 내에 위치시키고 수행되어, 미리 정해진 위치범위에 대응하는 비교점들을 획득하며, 저장단계(S20)는 무한위치에서 획득된 비교점들을 무한위치와 연관하고, 미리 정해진 위치범위에서 획득된 비교점들을 미리 정해진 위치범위와 연관하여, 듀얼카메라 모듈(10)의 메모리(13)에 저장한다.
렌즈의 미리 정해진 위치범위는, 렌즈의 이동위치(B 내지 C) 전체를 하나로 설정할 수 있고, 필요한 경우 복수의 위치범위를 설정할 수 있다. 예를 들면, 문턱전압(V1)에 가까운 범위, 문턱전압(V1)과 한계전압(V2) 사이의 범위, 한계전압(V2)에 가까운 범위로 설정할 수도 있다.
렌즈의 위치범위를 이용하여 비교점을 획득하는 경우, 복수의 서로 다른 이동위치마다 여러번 비교점을 획득하는 경우에 비하여, 상대적으로 보정데이터를 획득하는 시간이 감소되고, 보정데이터 자체의 크기도 작아지므로 듀얼카메라 모듈(10) 하나에 소모되는 공정시간을 대폭 감축할 수 있다. 또한, 듀얼카메라를 사용하여 대상을 촬영시, 이미지를 합성하는 과정에서 카메라의 렌즈 위치에 대응하는 보정데이터를 검색하는 시간을 감축할 수 있다.
이상으로, 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈의 제조방법을 설명하였다. 이러한 방법을 통해 듀얼카메라 모듈(10)의 메모리(13)에 저장된 보정데이터는 듀얼카메라 모듈(10)의 이용시, 제1 카메라(11)의 제1 이미지(21)와 제2 카메라(12)의 제2 이미지(22)를 합성하기 위하여 사용된다.
사용자가 피사체를 촬영하면, 제1 카메라(11)로부터 제1 이미지(21)가 획득되고, 제2 카메라(12)로부터 제2 이미지(22)가 획득되며, 메모리(13)에 저장된 보정데이터를 읽어들여, 보정데이터에 기초하여 렌즈 위치에 대응하는 비교점을 이용하여 제1 이미지(21)와 제2 이미지(22)를 보정하여 하나의 이미지로 합성하여 출력한다.
즉, 렌즈의 위치에 따른, 제1 카메라(11)의 비교점 좌표와 제2 카메라(12)의 비교점 좌표에 기초하여, 획득된 제1 이미지(21) 및 제2 이미지(22)를 겹쳐지도록 이동하고 보정하여, 겹쳐진 부분을 최종 이미지로 획득하게 된다.
이와 같은 보정 및 합성과정을 통하여 출력되는 최종 이미지는 두개의 이미지의 시프트와 틸트를 보정하고 디스토션을 보정하여 합성되는 것이므로, 해상도와 선예도가 높은 이미지를 얻을 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 제조장치(100)를 설명한다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조장치를 도시한 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 듀얼카메라 모듈(10)은 제1 카메라(11), 제2 카메라(12) 및 메모리(13)를 갖는다. 제1 카메라(11)와 제2 카메라(12)는 동일 방향으로 나란히 배치되며, 메모리(13)는 이미지 합성용 보정데이터를 저장하는 EEPROM 등으로 구성될 수 있다. 듀얼카메라 모듈(10)은 제조공정에서 제1 카메라(11)와 제2 카메라(12)가 각각 구동할 수 있도록 조립되고, 제1 카메라(11)와 제2 카메라(12)가 동일한 방향을 향하도록 광축이 정렬되어 결합된 상태로 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼카메라 모듈의 이미지 합성용 보정데이터 획득 장치(100)로 이송된다.
본 발명의 일실시예에 따른 듀얼카메라 모듈의 이미지 합성용 보정데이터 획득 장치(100)는 구동제어부(110), 초점 조정부(120), 비교점 추출부(130) 및 보정데이터 생성부(140)를 포함한다.
구동제어부(110)는 동일 방향으로 나란히 배치된 제1 카메라(11)와 제2 카메라(12)와 메모리를 포함하는 듀얼카메라 모듈(10)에 제1 및 제2 카메라(11, 12)의 구동부를 동작시키는 구동신호를 제공한다. 구동제어부(110)는 초점 조정부(120)에서 제공되는 초점제어신호에 기초하여, 제1 카메라(11)와 제2 카메라(12)의 구동부에 필요한 전압을 인가한다.
초점 조정부(120)는 제1 카메라(11)에서 수신된 제1 이미지(21)와 제2 카메라(12)에서 수신된 제2 이미지(22)에 기초하여, 제1 카메라(11) 및 제2 카메라(12)의 초점을 맞추기 위한 초점제어신호를 생성하여 구동제어부(110)에 제공한다.
초점 조정부(120)는 줌(zoom) 동작에 의해 초점거리를 맞추도록 제어하는 줌 조정부(121), 오토포커스(AF) 동작에 의해 초점을 미세조정하는 AF 조정부(122)를 포함한다. 줌(zoom) 동작 이후에 오토포커스(AF) 동작이 이루어질 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 힐 클라이밍(hill climbing) 방식의 오토포커스(AF) 기능을 이용하여 초점을 맞출 수 있다. 각 렌즈 위치(b1, b2, b3, b4)를 순서대로 지나가며 이미지를 획득하고, MTF값이 최대가 되는(b3) 방향으로 다시 이동하여 초점을 맞추는 것이다.
비교점 추출부(130)는 초점 조정부(120)로부터 초점이 맞춰진 상태의 제1 이미지(21) 및 제2 이미지(22)를 수신하여, 제1 이미지(21)로부터 적어도 하나 이상의 제1 비교점을 추출하고, 제2 이미지(22)로부터 적어도 하나 이상의 제2 비교점을 추출한다. 여기에서 비교점은 광축의 시프트와 틸트에 의한 영향을 반영하는 비교점과 렌즈에 의한 디스토션의 영향을 반영하는 비교점을 포함한다. 비교점이 추출되면 추출된 비교점을 보정데이터 생성부(140)로 전송한다.
보정데이터 생성부(140)는 제1 및 제2 카메라(11, 12)의 렌즈위치와 비교점들을 연관하여 듀얼카메라 모듈(10)의 메모리(13)에 저장한다. 비교점 추출부(130)로부터, 무한위치에 대응하는 비교점 정보를 수신하고, 이동위치(또는 위치범위)에 대응하는 비교점 정보를 수신하여 도 4에 도시된 바와 같은 보정데이터를 생성한다.
도 4에 도시된 보정데이터는 좌표값이 아닌 비교점의 식별자(H1_P 등)를 예시적으로 기재한 것으로서, 듀얼카메라 모듈(10)의 메모리(13)에 저장되는 보정데이터는 비교점의 식별자 대신 비교점의 좌표값이 기재될 수 있다.
상술한 제조방법 및 장치에 의해, 이미지 합성용 보정데이터를 포함하는 듀얼카메라 모듈이 제조된다. 본 발명의 일실시예에 따른 이미지 합성용 보정데이터를 포함하는 듀얼카메라 모듈은 동일 방향으로 나란히 배치되는 제1 카메라 및 제2 카메라 및 제1 카메라에서 획득되는 제1 이미지의 비교점과 제2 카메라에서 획득되는 제2 이미지의 비교점이 제1 및 제2 카메라 각각의 렌즈위치와 연관된 보정데이터를 저장한 메모리를 포함한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 일실시예는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명백해질 것이다.
10: 듀얼 카메라
11: 제1 카메라
12: 제2 카메라
13: 메모리
21: 제1 이미지
22: 제2 이미지
50: 시험차트
100: 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼카메라 모듈의 이미지 합성용 보정데이터 획득 장치
110: 구동제어부
120: 초점 조정부
121: 줌 조정부
122: AF 조정부
130: 비교점 추출부
140: 보정데이터 생성부

Claims (7)

  1. 동일 방향으로 나란히 배치된 제1 카메라 및 제2 카메라와 메모리를 포함하는 듀얼카메라 모듈을 준비하는 단계;
    시험차트를 촬영하여 상기 제1 카메라로부터 제1 이미지를 획득하고, 상기 제2 카메라로부터 제2 이미지를 획득하여, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지마다 이미지 합성에 필요한 적어도 하나 이상의 비교점들을 획득하는 보정데이터 획득단계; 및
    상기 제1 및 제2 카메라 각각의 렌즈위치와 상기 비교점들을 연관하여 상기 듀얼카메라 모듈의 메모리에 저장하는 저장단계를 포함하는 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보정데이터 획득단계는
    상기 시험차트에 상기 제1 카메라와 제2 카메라의 초점을 맞추는 초점조정단계;
    상기 시험차트를 촬영하여 상기 제1 카메라에서 제1 이미지를 획득하고, 상기 제2 카메라에서 제2 이미지를 획득하는 촬영단계; 및
    상기 제1 이미지에서 적어도 하나 이상의 제1 비교점을 추출하고, 상기 제2 이미지에서 적어도 하나 이상의 제2 비교점을 추출하는 비교점 추출단계를 포함하는 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 초점조정단계는
    줌(zoom), 오토포커스(AF) 또는 OIS 중의 하나 또는 이들의 조합을 통해 상기 제1 카메라 및 상기 제2 카메라의 초점을 조절하는 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 보정데이터 획득단계는
    상기 제1 및 제2 카메라의 렌즈를 무한위치에 위치시키고 수행되어, 상기 무한위치에 대한 비교점들을 획득하고, 상기 제1 및 제2 카메라의 렌즈를 상기 무한위치와 상이한 복수의 서로 다른 이동위치에 위치시키고 상기 이동위치마다 수행되어, 상기 복수의 서로 다른 이동위치마다 대응하는 비교점들을 획득하며,
    상기 저장단계는
    상기 무한위치에서 획득된 비교점들을 무한위치와 연관하고, 상기 복수의 서로 다른 이동위치에서 획득된 비교점들을 상기 복수의 서로 다른 이동위치와 연관하여, 상기 듀얼카메라 모듈의 메모리에 저장하는 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 보정데이터 획득단계는
    상기 제1 및 제2 카메라의 렌즈를 무한위치에 위치시키고 수행되어, 상기 무한위치에 대한 비교점들을 획득하고, 상기 제1 및 제2 카메라의 렌즈를 적어도 하나의 미리 정해진 위치범위 내에 위치시키고 수행되어, 상기 미리 정해진 위치범위에 대응하는 비교점들을 획득하며,
    상기 저장단계는
    상기 무한위치에서 획득된 비교점들을 무한위치와 연관하고, 상기 미리 정해진 위치범위에서 획득된 비교점들을 상기 미리 정해진 위치범위와 연관하여, 상기 듀얼카메라 모듈의 메모리에 저장하는 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조방법.
  6. 동일 방향으로 나란히 배치된 제1 카메라 및 제2 카메라와 메모리를 포함하는 듀얼카메라 모듈에 상기 제1 및 제2 카메라의 구동부를 동작시키는 구동신호를 제공하는 구동제어부;
    상기 제1 카메라에서 수신된 제1 이미지와 상기 제2 카메라에서 수신된 제2 이미지에 기초하여, 상기 제1 카메라 및 제2 카메라의 초점을 맞추기 위한 초점제어신호를 생성하여 상기 구동제어부에 제공하는 초점 조정부;
    상기 초점 조정부로부터 상기 제1 이미지 및 제2 이미지를 수신하여, 상기 제1 이미지로부터 적어도 하나 이상의 제1 비교점을 추출하고, 상기 제2 이미지로부터 적어도 하나 이상의 제2 비교점을 추출하는 비교점 추출부; 및
    상기 제1 및 제2 카메라의 렌즈위치와 상기 비교점들을 연관하여 듀얼카메라 모듈의 메모리에 저장하는 보정데이터 생성부를 포함하는 이미지 합성용 보정데이터를 획득하는 듀얼카메라 모듈 제조장치.
  7. 동일 방향으로 나란히 배치되는 제1 카메라 및 제2 카메라; 및
    상기 제1 카메라에서 획득되는 제1 이미지의 비교점과 상기 제2 카메라에서 획득되는 제2 이미지의 비교점이 상기 제1 및 제2 카메라 각각의 렌즈위치와 연관된 보정데이터를 저장한 메모리를 포함하는 이미지 합성용 보정데이터를 포함하는 듀얼카메라 모듈.
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