CN1798270A - 集成图像传感器及后端处理模块的单晶片 - Google Patents

Abstract

一种集成图像传感器及后端处理模块的单晶片，安装在一取像装置，用以执行取像装置的拍摄及存取功能。所述图像单晶片包含一图像传感器及一耦接图像传感器的后端处理模块。图像传感器用以检测外部光线并转换为一图像信号。后端处理模块具有一图像处理单元及一外围控制单元，其中，图像处理单元用以将图像传感器的图像信号处理为数字化格式，外围控制单元可将数字化格式的图像信号转换为符合标准传输信息格式的信号，以输出来供外部读取。

Description

集成图像传感器及后端处理模块的单晶片

技术领域

本发明涉及一种图像检测晶片，特别是涉及一种适于个人电脑图像撷取装置(PC Camera)与数码相机(Digital Camera)的双模(Dual Mode)相机使用的领域，集成图像传感器及后端处理模块的单晶片。

背景技术

目前市面上的数码取像装置可说是不胜枚举，例如，数码摄影机、数码相机、照相手机，或视频摄影机等。因为其具有便捷的操作方式，能够以数码文件的方式存储并传输到电脑上播放，或可转寄给许多朋友等优点，所以已成为许多个人或家庭中必备的娱乐型电子装置，

如图1所示，说明常用数码相机5内部的基本元件组成。数码相机5具有的元件主要有一具有如图像传感器(Image sensor)510、光学元件511等部分的取像装置51、一后端控制单元(Backend IC)52、一外围控制单元53、一转接界面单元54，以及一动态存取存储器(DRAM)55。必须说明的是，上述的图像传感器510、后端控制单元52、外围控制单元53、转接界面单元54等各元件都是各自是以集成电路(IC)的方式安装在一电路板上。

而除了上述元件以外，较高级的数码相机5也常附加有一闪光灯61、一液晶显示器62及一存储卡63等配件，闪光灯61用于对一拍摄物体打光，液晶显示器62用于立即显示拍摄物体的图像，而存储卡63(Flash Card)则是用于储存拍摄物体的图像信息，由此来提高拍摄时的便利。

其中，取像装置51的作用是借由拍摄物体(图未示出)反射的光线501透过光学元件511，进而成像在图像传感器510上，由图像传感器510将其转换为模拟信号502；接着，由后端控制单元52负责大部分信号的处理，所述信号包含来自取像装置51、外围控制单元53或动态存取存储器55等的信号，借着后端控制单元52来进行模拟信号502的图像数字化及压缩处理、外围输出/输入的控制等功能。

最后，可由耦合到所述后端控制单元52的转接界面单元54将处理后的信号转换为符合常用传输格式来提供给例如电脑装置6，以作后续的处理。至于闪光灯61、液晶显示器62及存储卡63等配件则是由外围控制单元53负责处理其信号的控制或信息的存取。

然而，图像传感器510、后端控制单元52、外围控制单元53及转接界面单元54等诸多元件由于是各自以集成电路的方式安装在电路板上，因此除了需供电给各元件之外，许多元件具有占体积、浪费成本等缺点。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

图1是一电路方块图，说明常用数码相机内部的基本元件组成；

图2是一示意图，说明本发明集成图像传感器及后端处理模块的单晶片，安装在一取像装置的本体内；

图3是一电路方块图，说明图像单晶片内包含有一图像传感器及一后端处理模块。

具体实施方式

有关本发明之前述及其他技术内容、特点与效果，在以下配合参考附图的较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。

如图2所示，在本实施例中，本发明集成图像传感器及后端处理模块的单晶片20是安装在一取像装置1的本体10内。本体10前端设置有一光学元件110以导入被摄物体(图未示)所反射的光线。而图像单晶片20用以执行取像装置1的拍摄及存取功能。此外，必须说明的是，本发明集成图像传感器及后端处理模块的单晶片20可以同时具有静态拍照及动态摄影二种功能，所以可使用于例如数码摄影机、数码相机、照相手机，或视频摄影机等取像装置1。

取像装置1的本体10内，除了有图像单晶片20以外，还具有与图像单晶片20耦接的一开关电路11、一电源电路12、一存储器13及一液晶显示器14，并可通过连接线701与外部的图像处理系统7连接，将图像信息予以上传/下载等传输至图像处理系统7，以做后续的处理。其中，开关电路11用以控制是否开始拍摄或电源电路12的启闭，电源电路12用以供应取像装置1本身的电力，而由于开关电路11、电源电路12的构造及原理并非本发明的重点，而且是目前已知的技术，所以不再详细说明。

如图3所示，图像单晶片20内包含有一图像传感器2，及一耦接图像传感器2的后端处理模块3，后端处理模块3具有一图像处理单元40及一外围控制单元60，所述图像处理单元40并耦接有一随机存取存储器(RAM)41。

其中，图像传感器2包括了传感器阵列(Sensor array)、读取电路(Readout circuit)、时序控制器(Timing controller)等，其作用是用以检测外部光线并转换成一图像信号201。接着由图像处理单元40接收图像传感器2的图像信号201，将其处理为数字化格式的数码信号202，并通过随机存取存储器41存取其暂存信息。外围控制单元60主要作用是将图像信号201转换为符合标准传输信息格式(例如通用串行总线)的输出信息203，供外部的图像处理系统7读取。

上述的图像处理单元40具有一数字信号处理器(DSP)401、一图像压缩器402，数字信号处理器401的作用是接收图像信号201予以模拟/数字转换为数字信号，由于其具有快速的运算能力，因此可处理大量的图像信息；而图像压缩器402则用以执行信息压缩的功能，例如以JPEG图像压缩或差分脉冲编码调制(Differential Pulse Code Modulation；DPCM)的技术，使储存的图像档案具有节省储存空间的优点。

外围控制单元60具有一耦接图像处理单元40及存储器13的存储器处理器601，所述存储器处理器601用以接收数字信号，存取于存储器13中，在本较佳实施例中，存储器13是一静态随机存取存储器(SRAM)，相较于以往采用动态存取存储器(DRAM)具有较多输出/输入管脚(共40管脚)，因为静态随机存取存储器的输出/输入管脚较少(共16管脚)，因此可缩减图像单晶片20对应存储器13的输出/输入管脚，所以也使图像单晶片20整体的面积得以缩小。

外围控制单元60还具有一外围控制器602，用以控制外接的一液晶显示器14，然而也可控制其它的输出/输入装置如存储卡、闪光灯等；此外，外围控制单元60还具有一符合通用串行总线(USB)协议的界面转换器603，用以将图像信号201转换为符合通用串行总线格式的信息203，予以输出至图像处理系统7。

综上所述，由于以往将许多元件组装在取像装置1内具有耗电、占体积等缺点，本发明的原理是将如图像传感器2、图像处理单元40及外围控制单元60等元件集成为一单晶片，如此不但可减低耗电功率，且也可节省成本。此外，由于以往多采取动态存取存储器来存取信息，而动态存取存储器具较多输出/输入管脚，而本发明改用静态随机存取存储器13，因为其输出/输入管脚较少，可缩减图像单晶片20的输出/输入管脚，进而增加了图像单晶片20的微型化与实用性。

Claims (7)

1、一种集成图像传感器及后端处理模块的单晶片，安装在一取像装置，用以执行所述取像装置的拍摄及存取功能，其特征在于：所述图像单晶片包含：

一图像传感器，用以检测外部光线并转换为一图像信号；及

一后端处理模块，耦接所述图像传感器，具有：

一图像处理单元，用以将所述图像传感器的图像信号处理成数字化格式，以及

一外围控制单元，耦接所述图像处理单元，用以控制及转换所述数字化格式的图像信号为符合标准传输信息格式的信号，以输出来供外部读取。

2、如权利要求1所述的集成图像传感器及后端处理模块的单晶片，其特征在于：

所述图像处理单元具有一数字信号处理器，用于接收所述图像信号，并将其模拟/数字转换为数字信号。

3、如权利要求2所述的集成图像传感器及后端处理模块的单晶片，其特征在于：

所述图像处理单元还具有一图像压缩器，并且所述图像压缩器用于执行信息压缩的功能。

4、如权利要求1所述的集成图像传感器及后端处理模块的单晶片，其特征在于：

所述外围控制单元具有一存储器处理器，耦接所述图像处理单元及一存储器，所述存储器处理器用以接收所述数字信号，并将其存取于所述存储器中。

5、如权利要求4所述的集成图像传感器及后端处理模块的单晶片，其特征在于：

所述存储器是一静态随机存取存储器。

6、如权利要求1所述的集成图像传感器及后端处理模块的单晶片，其特征在于：

所述外围控制单元具有一外围控制器，用以控制外接的一液晶显示器。

7、如权利要求1所述的集成图像传感器及后端处理模块的单晶片，其特征在于：

所述外围控制单元具有一符合通用串行总线协议的界面转换器，用以将所述图像信息转换为符合通用串行总线格式的信息，并予以输出。

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