JP2011066890A - 内部変換を通じてｒｇｂベイヤー信号を出力するイメージセンサーとそれを含むイメージ処理装置 - Google Patents

内部変換を通じてｒｇｂベイヤー信号を出力するイメージセンサーとそれを含むイメージ処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】内部変換を通じてＲＧＢベイヤー信号を出力するイメージセンサーとそれを含むイメージ処理装置とを提供する。
【解決手段】本発明のイメージセンサーは、非ＲＧＢベイヤーパターンを有する複数のピクセルを含むピクセルアレイと、複数のピクセルのそれぞれから出力されるアナログピクセル信号をそれぞれデジタルピクセル信号に変換するアナログ−デジタル変換部と、デジタルピクセル信号をＲＧＢベイヤー信号に変換して出力するＲＧＢ変換部と、を備えて、ＲＧＢベイヤー信号を受信して処理する汎用ＩＳＰと別途の互換装置やモジュールなしに互換が可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、イメージセンサーとそれを含むイメージ処理装置に係り、より詳細には、ＲＧＢベイヤーと他の構造のフィルターアレイから出力される信号を変換して、ＲＧＢベイヤー信号を出力するイメージセンサーとそれを含むイメージ処理装置とに関する。
最近、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）及びＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）の高集積化とイメージ処理技術の飛躍的な発展につれて、デジタルカメラ市場が急速度に拡大しており、携帯電話、ＰＤＡのようなモバイル機器にデジタルカメラ機能を提供するものが一般的になってきた。
イメージ処理装置は、ＣＣＤ及びＣＭＯＳのようなイメージセンサーを用いて、被写体に関する画像をキャプチャーする。
通常のイメージセンサーは、図１に示されたようなＲＧＢベイヤーパターンのピクセルアレイを使う。イメージセンサーは、被写体に関する光信号を電気信号に出力する複数の単位ピクセルを含んでいる。図１に示されたピクセルアレイを使う通常のイメージセンサーの単位ピクセルは、それぞれＲ、Ｇ及びＢのうち一つに対する値を検出する。各単位ピクセルで検出されたＲ、Ｇ及びＢ値は、イメージセンサーに含まれたＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）によってデジタル信号に変換されてイメージ信号処理器（Ｉｍａｇｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：以下、ＩＳＰ）に入力される。
被写体に関する実際のカラーは、Ｒ、Ｇ及びＢをいずれも組み合わせて表わすことができるが、イメージセンサーの各単位ピクセルで検出するデータは、Ｒ、Ｇ及びＢのうち一つについての情報のみを含んで（このようなデジタル信号をＲＧＢベイヤーデータと称する）いるので、通常のＩＳＰは、各単位ピクセルで検出したＲ、Ｇ及びＢデータを用いて、一つの単位ピクセルがＲ、Ｇ及びＢ情報をいずれも含むようにカラー補間過程を行う。
このように、ＩＳＰは、イメージセンサーから出力されるＲＧＢベイヤーデータをディスプレイ装置（例えば、ＬＣＤ）に画像出力が可能な信号になるように加工する機能を行う。
しかし、最近、図１に示したようなＲＧＢベイヤーパターンを有するピクセルアレイではない他のパターンのピクセルアレイが多く提案されている。ＲＧＢベイヤーパターンではない他のパターンのピクセルアレイを使うイメージセンサーの場合、ＲＧＢベイヤーデータを受信して処理する汎用ＩＳＰと互換性がないという問題が発生する。
本発明が解決しようとする技術的な課題は、ＲＧＢベイヤーパターンと他のパターンのピクセルアレイから出力される電気的な信号をＲＧＢベイヤー信号に変換して出力するイメージセンサーとそれを含むイメージ処理装置とを提供することである。
前記技術的課題を解決するための本発明の一実施形態によるイメージセンサーは、非ＲＧＢベイヤーパターンを有する複数のピクセルを含むピクセルアレイと、前記複数のピクセルのそれぞれから出力されるアナログピクセル信号をそれぞれデジタルピクセル信号に変換するアナログ−デジタル変換部と、前記デジタルピクセル信号をＲＧＢベイヤー信号に変換して出力するＲＧＢ変換部と、を備えることを特徴とする。
前記ＲＧＢ変換部は、ターゲットピクセルに相応するデジタルピクセル信号が同一のタイプ（色相）である場合には、前記デジタルピクセル信号をそのまま前記ＲＧＢベイヤー信号として使い、前記ターゲットピクセルに相応するデジタルピクセル信号が同一のタイプ（色相）ではない場合には、二つ以上のデジタルピクセル信号を演算して、前記ＲＧＢベイヤー信号に変換することができる。
前記ＲＧＢ変換部は、前記ターゲットピクセルを含む演算ブロック内のピクセルのうちから二つ以上のデジタルピクセル信号を選択し、該選択されたデジタルピクセル信号を演算して、前記ターゲットピクセルのＲＧＢベイヤー信号に出力することができる。
前記技術的課題を解決するための本発明の他の一実施形態によるイメージセンサーは、非ＲＧＢベイヤーパターンを有する複数のピクセルを含むピクセルアレイと、前記複数のピクセルのそれぞれから出力されるアナログピクセル信号をＲＧＢベイヤー信号に変換して出力するＲＧＢ変換部と、前記ＲＧＢベイヤー信号をデジタル信号であるＲＧＢベイヤーデータに変換するアナログ−デジタル変換部と、を備えることを特徴とする。
前記ＲＧＢ変換部は、ターゲットピクセルに相応するアナログピクセル信号が同一のタイプ（色相）である場合には、前記アナログピクセル信号をそのまま前記ＲＧＢベイヤー信号として使い、前記ターゲットピクセルに相応するアナログピクセル信号が同一のタイプ（色相）ではない場合には、二つ以上のアナログピクセル信号を演算して、前記ＲＧＢベイヤー信号に変換することができる。
前記ＲＧＢ変換部は、前記ターゲットピクセルを含む演算ブロック内のピクセルのうちから二つ以上のアナログピクセル信号を選択し、該選択されたアナログピクセル信号を演算して、前記ターゲットピクセルのＲＧＢベイヤー信号に出力することができる。
前記演算は、補間、加重平均、平均及び和のうちの少なくとも一つであり得る。
本発明によるイメージセンサーは、ＲＧＢベイヤーパターンと他のパターンのピクセルアレイから出力される電気的な信号をＲＧＢベイヤー信号に変換して出力することで、ＲＧＢベイヤー信号を受信して処理する汎用ＩＳＰと別途の互換装置やモジュールなしに互換性が確保できるという効果を奏する。
通常のＲＧＢベイヤーパターンを示す図である。 本発明の実施形態によるイメージ処理装置の概略的なブロック図である。 図２のピクセルアレイを概念的に示す図である。 図３のピクセルアレイのパターンの一例を示す図である。 図３のピクセルアレイのパターンの一例を示す図である。 図３のピクセルアレイのパターンの一例を示す図である。 図３のピクセルアレイのパターンの一例を示す図である。 図３のピクセルアレイのパターンの一例を示す図である。 図３のピクセルアレイのパターンの一例を示す図である。 図３のピクセルアレイのパターンの一例を示す図である。 ピクセルアレイに具現される各ピクセルの回路図の一例である。 ピクセルアレイに具現される各ピクセルの回路図の一例である。 ピクセルアレイに具現される各ピクセルの回路図の一例である。 ピクセルアレイに具現される各ピクセルの回路図の一例である。 図２のＲＧＢ変換部の動作を説明するための図である。 本発明の他の実施形態によるイメージ処理装置を示すブロック図である。 図１６のＲＧＢ変換部の動作を説明するための図である。 本発明の他の一実施形態によるイメージ処理装置１００’’の概略的なブロック図である。 図１８の非ＲＧＢ変換部１１９の動作を説明するための図である。 本発明の一実施形態によるイメージセンサーを含む電子システムのブロック図を示す。
本発明と本発明の動作上の利点及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の望ましい実施形態を例示する添付図面及び添付図面に記載の内容を参照しなければならない。
本明細書においては、何れか一つの構成要素が他の構成要素にデータまたは信号を‘伝送’する場合には、前記構成要素は、前記他の構成要素に直接前記データまたは信号を伝送することができ、少なくとも一つのまた他の構成要素を通じて前記データまたは信号を、前記他の構成要素に伝送できるということを意味する。
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態の具体例を説明する。各図面に付された同じ参照符号は、同じ部材を表わす。
図２は、本発明の実施形態によるイメージ処理装置１００の概略的なブロック図である。図３は、図２のピクセルアレイ１１１を概念的に示す図である。図４ないし図９は、それぞれ図３に示されたピクセルアレイのパターンの一例を示す図である。
図２ないし図３を参照すると、イメージ処理装置１００は、イメージセンサー１１０とイメージ処理プロセッサ（ＩＳＰ）１３０とを含む。この際、イメージセンサー１１０とイメージ処理プロセッサ（ＩＳＰ）１３０のそれぞれは、別途のチップ（ｃｈｉｐ）またはモジュール（ｍｏｕｄｕｌｅ）単位として具現可能である。イメージ処理プロセッサ（ＩＳＰ）１３０は、通常のＩＳＰである。
イメージセンサー１１０は、入射される光に基づいて被写体に対するイメージ信号を生成する。イメージセンサー１１０は、ピクセルアレイ（ａｃｔｉｖｅ ｐｉｘｅｌ ａｒｒａｙ）１１１、ローデコーダ／ドライバー（ｒｏｗ ｄｅｃｏｄｅｒ／ｄｒｉｖｅｒ）１１２、アナログリードアウト回路１１３、アナログ−デジタル変換部（ＡＤＣ）１１４、ＲＧＢ変換部１１５、出力バッファ（ｏｕｔｐｕｔ ｂｕｆｆｅｒ）１１６、カラムデコーダ／ドライバー（ｃｏｌｕｍｎ ｄｅｃｏｄｅｒ／ｄｒｉｖｅｒ）１１７、タイミングコントローラ（Ｔｉｍｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１１８を含む。
ピクセルアレイ１１１は、図３に示すように、それぞれが、複数のロー（ｒｏｗ）ラインＲ１ないしＲｎ及び複数のカラム（ｃｏｌｕｍｎ）ラインＣ１ないしＣｍと接続される２次元マトリックス状の複数のピクセルＰ１１、Ｐ１２、．．．、Ｐｎｍを含む。
ピクセルアレイ１１１を構成する複数のピクセルＰ１１、Ｐ１２、．．．、Ｐｎｍのそれぞれの上部には、特定のスペクトル領域の光を透過させるためのそれぞれのカラーフィルター（ｃｏｌｏｒ ｆｉｌｔｅｒ）が配される。前記それぞれのカラーフィルターは、レッドカラーフィルターＲ、グリーンカラーフィルターＧ、ブルーカラーフィルターＢ、ホワイトカラーフィルターＷ、イエローカラーフィルターＹなどである。また、Ｍｇ（マゼンタ）、Ｃｙ（シアン）、ＢＬ（ブラック）フィルターであり得る。
本発明の明細書で、ピクセルアレイ１１１は、２次元マトリックス状の複数のピクセルＰ１１、Ｐ１２、．．．、Ｐｎｍのそれぞれの上部に位置するカラーフィルター及びこれに相応する回路（例えば、図１１ないし図１４のうち一つ）を含むが、説明の便宜上、前記カラーフィルターパターンのそれぞれのカラーをピクセルと称する。
本発明の実施形態によるピクセルアレイ１１１のパターンを、図４ないし図１０に示す。これを参照すると、本発明の実施形態によるピクセルアレイ１１１のパターンは、ＲＧＢベイヤーパターンではない非ＲＧＢベイヤーパターンを有する。
図４を参照すると、ピクセルアレイは、上下左右方向に反復して配列される４＊４形態の複数の基本ピクセルブロックを含みうる。基本ピクセルブロックは、第１ローラインに順次に配列される第１タイプピクセルＷ、第２タイプピクセルＢ、第１タイプピクセルＷ、及び第３タイプピクセルＲと、第２ローラインに順次に配列される第２タイプピクセルＢ、第４タイプピクセルＧ、第３タイプピクセルＲ、及び第４タイプピクセルＧと、第３ローラインに順次に配列される第１タイプピクセルＷ、第３タイプピクセルＲ、第１タイプピクセルＷ、及び第２タイプピクセルＢと、第４ローラインに順次に配列される第３タイプピクセルＲ、第４タイプピクセルＧ、第２タイプピクセルＢ、及び第４タイプピクセルＧとを含む。ここで、第１タイプピクセルＷは、ホワイト（ｗｈｉｔｅ）ピクセルであり、第２タイプピクセルＢは、ブルー（ｂｌｕｅ）ピクセルであり、第３タイプピクセルＲは、レッド（ｒｅｄ）ピクセルであり、第４タイプピクセルＧは、グリーン（ｇｒｅｅｎ）ピクセルであり得る。
本発明の他の実施形態で、ピクセルアレイは、図５ないし図１０に示したパターンのうち一つを有しうる。しかし、本発明の実施形態による非ＲＧＢベイヤーパターンのピクセルアレイは、図４ないし図１０に示されたピクセルアレイに限定されるものではなく、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｍｇ（マゼンタ）、Ｃｙ（シアン）、Ｙ（イエロー）、ＢＬ（Ｂｌａｃｋ）、Ｗ（Ｗｈｉｔｅ）などが互いに混合された２＊２、３＊３、４＊４などのモザイク（Ｍｏｓａｉｃ）配列やストライプ（Ｓｔｒｉｐｅ）配列など多様なパターンとして具現可能である。
図１１ないし図１４は、それぞれピクセルアレイ１１１に具現される各ピクセルＰ１１、Ｐ１２、．．．、Ｐｎｍの回路図の一例である。図１１を参照すると、ピクセルは、光感知器ＰＤ（ｐｈｏｔｏ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ）、伝送トランジスタＴＸ、フローティングディフュージョンノードＦＤ（ｆｌｏａｔｉｎｇ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｎｏｄｅ）、リセットトランジスタＲＸ、ドライブトランジスタ（または、ソースフォロワトランジスタ、ＤＸ）、及び選択トランジスタＳＸを含みうる。
光感知器ＰＤは、発光体から発生した光エネルギーを受信して、光電荷を生成して蓄積する。伝送トランジスタＴＸは、ゲートに入力される伝送制御信号ＴＧに応答して、光感知器ＰＤによって、前記蓄積された電荷（または、光電流）をフローティングディフュージョンノードＦＤに伝送する。
フローティングディフュージョンノードＦＤは、フローティング拡散領域（Ｆｌｏａｔｉｎｇ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｒｅｇｉｏｎ）で形成され、伝送トランジスタＴＸを通じて光感知器ＰＤから生成された光電荷を受信して保存する。
リセットトランジスタＲＸは、電源電圧ＶＤＤとフローティングディフュージョンノードＦＤとの間に接続され、リセット信号ＲＳに応答して、前記フローティングディフュージョンノードＦＤを前記電源電圧ＶＤＤでリセットさせる。
ドライブトランジスタＤＸは、電源電圧ＶＤＤと第１ノードとの間に接続され、フローティングディフュージョンノードＦＤに保存された電荷に基づいて、前記第１ノードを前記電源電圧ＶＤＤでソースフォロワする。
選択トランジスタＳＸは、前記第１ノードと出力ノードとに接続され、選択信号ＳＥＬに応答して、前記第１ノードと出力ノードの電気的経路を形成する。
複数のピクセルのそれぞれは、ローデコーダ／ドライバー１１２で発生した複数の制御信号（例えば、図１１のＴＧ、ＲＳ、及びＳＥＬ）に応答して、ピクセル信号（例えば、リセット信号とイメージ信号）をカラム（ｃｏｌｕｍｎ）単位で出力することができる。
図１１では、一つの光感知器ＰＤと４つのＭＯＳトランジスタＴＸ、ＲＸ、ＤＸ、ＳＸとを備えるピクセルを例示しているが、本発明による実施形態が、これに限定されるものではなく、ドライブトランジスタＤＸと選択トランジスタＳＸとを備える少なくとも３つのトランジスタと光感知器ＰＤとを含むあらゆる回路に、本発明による実施形態が適用可能である。ピクセルの他の実施形態を、図１２ないし図１４に図示する。
図１２に示したピクセルは、３トランジスタピクセルであって、光感知器ＰＤ、リセットトランジスタＲＸ、ドライブトランジスタ（または、ソースフォロワトランジスタ、ＤＸ）、及び選択トランジスタＳＸを含みうる。
図１３に示したピクセルは、５トランジスタピクセルであって、光感知器ＰＤ、リセットトランジスタＲＸ、ドライブトランジスタ（または、ソースフォロワトランジスタ、ＤＸ）、及び選択トランジスタＳＸの以外に一つのトランジスタＧＸをさらに含みうる。
図１４に示したピクセルは、５トランジスタピクセルの他の例であって、光感知器ＰＤ、リセットトランジスタＲＸ、ドライブトランジスタ（または、ソースフォロワトランジスタ、ＤＸ）、選択トランジスタＳＸの以外に二つのトランジスタＧＸ、ＰＸをさらに含みうる。
一方、図１１ないし図１４のような多様な形態のピクセルは、各ピクセルが独立した構造を有することもでき、少なくとも一つの構成要素を互いに共有することができる。例えば、図１１の構成で、２つまたは４つのピクセルが、光感知器ＰＤとトランスファートランジスタＴＸのみを独立して構成し、残りの部分は、互いに共有した状態でタイミングコントロールを通じて独立した動作ができる。
この際、共有形態のピクセルは、ロー方向、カラム方向またはローとカラムとの併合された形態を含む。
アナログリードアウト回路１１３は、ピクセルアレイ１１１で選択された複数のピクセルからアナログピクセル信号をリードアウト（ｒｅａｄｏｕｔ）できる。例えば、前記アナログリードアウト回路１１３は、ピクセルアレイ１１１に形成された複数のピクセルのうち、ローデコーダ／ドライバー１１２によって選択されたローラインのピクセルで出力される信号をそれぞれサンプルアンドホールドするサンプルアンドホールド回路（図示せず）を含みうる。また、アナログリードアウト回路１１３は、サンプルアンドホールド回路で出力される信号を相関二重サンプリング（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）するＣＤＳ回路（図示せず）をさらに含みうる。
ＡＤＣ１１４は、アナログリードアウト回路１１３で出力されるアナログピクセル信号をアナログ−デジタル変換して、該アナログ−デジタル変換されたピクセルデータを出力することができる。
ＲＧＢ変換部（ＲＧＢ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１１５は、ＡＤＣ１１４から出力されるデジタルピクセルデータをＲＧＢベイヤーデータに変換して出力することができる。ＡＤＣ１１４から出力されるデジタルピクセルデータは、非ＲＧＢベイヤーデータである。
図１５は、ＲＧＢ変換部１１５の動作を説明するための図である。
ＲＧＢ変換部１１５は、一つ以上のデジタルピクセルデータ（例えば、図１５の上端部に示されたＤ１１ないしＤ５５のうち少なくとも一つ）を用いて、ＲＧＢベイヤー信号（すなわち、図１５の下端部に示したようなパターンを有するＲ、Ｇ、またはＢデータ）を生成することができる。図１５で、Ｄ１１ないしＤ５５は、各ピクセルのデジタルピクセルデータを表わす。図１５の下端部に示したように、ＲＧＢベイヤー信号は、Ｒピクセル信号とＧピクセル信号とが交互に現われるローライン信号Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５とＧピクセル信号とＢピクセル信号とが交互に現われるローライン信号Ｒ２、Ｒ４で構成される。
本発明の一実施形態において、ＲＧＢ変換部１１５は、ターゲットピクセルに相応するデジタルピクセル信号が同一のタイプ（カラー）である場合には、前記デジタルピクセル信号をそのまま前記ＲＧＢベイヤー信号に出力し、ターゲットピクセルに相応するデジタルピクセル信号が同一のタイプ（カラー）ではない場合には、二つ以上のデジタルピクセル信号を演算してＲＧＢベイヤー信号に変換することができる。
例えば、ＲＧＢ変換部１１５は、ターゲットピクセル（例えば、Ｒ３及びＣ３のピクセルＰ３３）を含む演算ブロックＬＢ（例えば、図１５に示された３＊３正方形ブロック）内で選択された少なくとも二つのピクセルデータを演算して、ターゲットピクセルのＲＧＢベイヤーデータを算出することができる。ここで、ターゲットピクセル（例えば、Ｐ３３）は、算出しようとするＲＧＢベイヤーデータに該当するピクセルであり、演算ブロックＬＢは、ターゲットピクセル及びターゲットピクセルの隣りのピクセルを含むピクセルの集合であり得る。演算ブロックの大きさ（すなわち、演算ブロックに属するピクセル数）や形態（正方形の以外に、長方形、ライン形、菱形など）は、いくらでも変形されうる。
演算のために選択されるデジタルピクセル信号は、ターゲットピクセルのＲＧＢベイヤー信号と同種（同一の色相）のデジタルピクセル信号であり得る。例えば、ターゲットピクセルＰ３３のＲＧＢベイヤー信号がＲであれば、ターゲットピクセルを含む演算ブロックＬＢで同種（Ｒ）のピクセルデータのみ選択され、ＲＧＢ変換部１１５は、選択されたピクセルデータを演算した結果を変換されたＲデータに出力することができる。他の実施形態では、特定のタイプピクセル（例えば、Ｗ（ホワイト）、及び／またはブラック（Ｂｌａｃｋ））は、常に選択されうる。
すなわち、ＲＧＢ変換部１１５は、演算ブロックＬＢ内でターゲットピクセルのＲＧＢベイヤー信号（例えば、Ｒ信号）と同一のタイプのデジタルピクセル信号及び特定のタイプ（例えば、Ｗ（ホワイト）及び／またはブラック）のデジタルピクセル信号のうち少なくとも二つ以上を選択し、該選択されたデジタルピクセル信号を演算することで、ターゲットピクセルに該当するＲＧＢベイヤー信号を算出することができる。
演算は、選択されたピクセルデータ間の補間（ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）であることもあって、ピクセルデータの平均、加重平均または和であり得るが、本発明が、これに限定されるものではない。補間は、線形補間（ｌｉｎｅａｒ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）または非線形補間（ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）であり得る。
前述したように、ＲＧＢ変換部１１５は、ＲＧＢベイヤーデータを生成するために、二つ以上のピクセルデータを演算することで、ノイズも減少させることができる。
出力バッファ１１６は、カラムデコーダ／ドライバー１１７で出力されるカラム制御信号（例えば、アドレス信号）に応答して、ＲＧＢ変換部１１５で出力されるＲＧＢベイヤー信号をバッファリングして出力することができる。
カラムデコーダ／ドライバー１１７は、タイミングコントローラ１１８で発生したカラム制御信号（例えば、アドレス信号）をデコーディングし、該デコーディングされた制御信号（例えば、アドレス信号）に応答して、ピクセルアレイ１１１のカラムライン（図示せず）のうちから少なくとも何れか一つのカラムラインを選択的に活性化させることができる。
タイミングコントローラ１１８は、ピクセルアレイ１１１、ローデコーダ／ドライバー１１２、アナログリードアウト回路１１３、ＡＤＣ１１４、ＲＧＢ変換部１１５、出力バッファ１１６及びカラムデコーダ／ドライバー１１７のうちから少なくとも一つの動作を制御するための少なくとも一つの制御信号を生成することができる。
出力バッファ１１６で出力されるＲＧＢベイヤー信号をＩＳＰ１３０に入力される。ＩＳＰ１３０は、イメージセンサー１１０から出力されるＲＧＢベイヤー信号に基づいて、被写体に対するイメージを生成することができる。
図１６は、本発明の他の実施形態によるイメージ処理装置を示すブロック図である。図１７は、図１６に示したＲＧＢ変換部１１５’の動作を説明するための図である。
図１６のイメージセンサー１１０’は、図２のイメージセンサー１１０と比較して、ＲＧＢ変換部１１５’がＡＤＣ１１４の前端に配置するという点で異なる。
したがって、説明の重複を避けるために、相違点を中心に説明する。
図２のＲＧＢ変換部１１５は、デジタル信号であるピクセルデータを用いて、デジタル信号であるＲＧＢベイヤーデータを生成する。一方、図１６のＲＧＢ変換部１１５’は、アナログピクセル信号を用いて、アナログ信号であるＲＧＢベイヤー信号を生成する。
すなわち、ＲＧＢ変換部１１５’は、一つ以上のアナログピクセル信号（例えば、図１７の上端部に示されたＡ１１ないしＡ５５のうち少なくとも一つ）を用いて、ＲＧＢベイヤー信号（すなわち、図１７の下端部に示されたようなパターンを有するＲ、Ｇ、またはＢ信号）を生成することができる。図１７で、Ａ１１ないしＡ５５は、各ピクセルのアナログピクセル信号を表わす。
図１６のＲＧＢ変換部１１５’が、非ＲＧＢベイヤー信号をＲＧＢベイヤー信号に変換する技法は、前述したところと類似している。但し、図２のＲＧＢ変換部１１５は、二つ以上のピクセルデータを演算するために、デジタル方式で補間、平均、加重平均または和演算を行うが、図１６のＲＧＢ変換部１１５’は、二つ以上のピクセル信号を演算するために、アナログ方式で補間、平均、加重平均または和演算を行うことができる。
前述した実施形態では、非ＲＧＢベイヤーパターンデータをＲＧＢベイヤーパターンデータに変換する例を中心に記述したが、本発明の実施形態が、これに限定されるものではない。例えば、本発明の他の実施形態によるイメージセンサーは、ＲＧＢベイヤーパターンデータを非ＲＧＢベイヤーパターンデータに変換することができる。
図１８は、本発明の他の一実施形態によるイメージ処理装置１００’’の概略的なブロック図である。図１９は、図１８に示した非ＲＧＢ変換部１１９の動作を説明するための図である。図１８のイメージ処理装置１００’’は、図２に示されたイメージ処理装置１００と類似した構成を有するので、説明の重複を避けるために、イメージ処理装置１００の相違点のみを述べる。
図１８に示したイメージセンサー１１０’’は、図２に示されたイメージセンサー１１０のＲＧＢ変換部１１５の代わりに非ＲＧＢ変換部１１９を備える。また、本発明の他の一実施形態によるピクセルアレイ１１１’のパターンは、図１に示されたＲＧＢベイヤーパターンを有する。非ＲＧＢ変換部１１９は、図１９に示したように、ＲＧＢベイヤーパターンデータを非ＲＧＢベイヤーパターンデータに変換する。非ＲＧＢベイヤーパターンは、図４ないし図１０に示したパターンであり得るが、これに限定されるものではない。
本発明のまた他の一実施形態によるイメージセンサーでは、非ＲＧＢ変換部１１９が、図１６のイメージセンサー１１０’と同様にＡＤＣ１１４の前に位置することもある。
図２０は、本発明の一実施形態によるイメージ処理装置を含む電子システム２００のブロック図を示す。図２０を参照すると、本発明の実施形態による電子システム２００は、システムバス（ｓｙｓｔｅｍ ｂｕｓ）２２０に接続されたイメージ処理装置１００または１００’、メモリ装置２１０とプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）２３０とを含みうる。電子システム２００は、デジタルカメラ、デジタルカメラ付き携帯電話機、カメラ付き人工衛星システム（ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｓｙｓｔｅｍ）などであり得るが、発明の範囲が、これに限定されるものではない。
プロセッサ２３０は、イメージ処理装置１００または１００’及びメモリ装置２１０の動作を制御するための制御信号を生成することができる。イメージ処理装置１００または１００’は、被写体に対するイメージを生成することができ、メモリ装置２１０は、前記イメージを保存することができる。
実施形態において、本発明の実施形態による電子システム２００が、携帯用アプリケーション（ｐｏｒｔａｌｂｌｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）として具現される場合に、本発明の実施形態による電子システム２００は、イメージ処理装置１００または１００’、メモリ装置２１０、及びプロセッサ２３０に動作電源を供給するためのバッテリー（ｂａｔｔｅｒｙ）２６０をさらに含みうる。
この際、携帯用アプリケーションは、携帯用コンピュータ（ｐｏｒｔａｂｌｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、デジタルカメラ（ｄｉｇｉｔａｌ ｃａｍｅｒａ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、携帯電話機（ｃｅｌｌｕｌａｒ ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ）、ＭＰ３プレーヤー、ＰＭＰ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ）、カーナビゲーション（Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ＳｙＳｔｅｍ）、メモリカード（ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）、または電子辞典を含みうる。
また、本発明の実施形態による電子システム２００は、外部のデータ処理装置とデータを送受信させるインターフェース、例えば、入／出力装置２４０、２５０をさらに含みうる。
本発明は、図面に示した一実施形態を参考にして説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されるべきである。
本発明は、内部変換を通じてＲＧＢベイヤー信号を出力するイメージセンサーとそれを含むイメージ処理装置関連の技術分野に適用可能である。
１００ イメージ処理装置
１１０ イメージセンサー
１１１ ピクセルアレイ
１１２ ローデコーダ／ドライバー
１１３ アナログリードアウト回路
１１４ アナログ−デジタル変換部（ＡＤＣ）
１１５ ＲＧＢ変換部
１１６ 出力バッファ
１１７ カラムデコーダ／ドライバー
１１８ タイミングコントローラ
１３０ イメージ処理プロセッサ（ＩＳＰ）

Claims (13)

  1. 非ＲＧＢベイヤーパターンを有する複数のピクセルを含むピクセルアレイと、
    前記複数のピクセルのそれぞれから出力されるアナログピクセル信号をそれぞれデジタルピクセル信号に変換するアナログ−デジタル変換部と、
    前記デジタルピクセル信号をＲＧＢベイヤー信号に変換して出力するＲＧＢ変換部と、を備えることを特徴とするイメージセンサー。
  2. 前記ＲＧＢベイヤー信号は、
    Ｒピクセル信号とＧピクセル信号とが交互に現われる第１ローライン信号と、
    Ｇピクセル信号とＢピクセル信号とが交互に現われる第２ローライン信号と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサー。
  3. 前記ＲＧＢ変換部は、
    ターゲットピクセルに相応するデジタルピクセル信号が同一のタイプ（色相）である場合には、前記デジタルピクセル信号をそのまま前記ＲＧＢベイヤー信号として使い、
    前記ターゲットピクセルに相応するデジタルピクセル信号が同一のタイプ（色相）ではない場合には、二つ以上のデジタルピクセル信号を演算して、前記ＲＧＢベイヤー信号に変換することを特徴とする請求項２に記載のイメージセンサー。
  4. 前記ＲＧＢ変換部は、
    前記ターゲットピクセルを含む演算ブロック内のピクセルのうちから二つ以上のデジタルピクセル信号を選択し、該選択されたデジタルピクセル信号を演算して、前記ターゲットピクセルのＲＧＢベイヤー信号に出力することを特徴とする請求項２に記載のイメージセンサー。
  5. 前記ＲＧＢ変換部は、
    前記演算ブロック内で、前記ターゲットピクセルのＲＧＢベイヤー信号と同一のタイプのデジタルピクセル信号及び特定のタイプのデジタルピクセル信号のうち少なくとも二つ以上を選択することを特徴とする請求項４に記載のイメージセンサー。
  6. 前記演算は、
    補間、加重平均、平均及び和のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項３または４に記載のイメージセンサー。
  7. 非ＲＧＢベイヤーパターンを有する複数のピクセルを含むピクセルアレイと、
    前記複数のピクセルのそれぞれから出力されるアナログピクセル信号をＲＧＢベイヤー信号に変換して出力するＲＧＢ変換部と、
    前記ＲＧＢベイヤー信号をデジタル信号であるＲＧＢベイヤーデータに変換するアナログ−デジタル変換部と、
    を備えることを特徴とするイメージセンサー。
  8. 前記ＲＧＢ変換部は、
    ターゲットピクセルに相応するアナログピクセル信号が同一のタイプ（色相）である場合には、前記アナログピクセル信号をそのまま前記ＲＧＢベイヤー信号として使い、
    前記ターゲットピクセルに相応するアナログピクセル信号が同一のタイプ（色相）ではない場合には、二つ以上のアナログピクセル信号を演算して、前記ＲＧＢベイヤー信号に変換することを特徴とする請求項７に記載のイメージセンサー。
  9. 前記ＲＧＢ変換部は、
    前記ターゲットピクセルを含む演算ブロック内のピクセルのうちから二つ以上のアナログピクセル信号を選択し、該選択されたアナログピクセル信号を演算して、前記ターゲットピクセルのＲＧＢベイヤー信号に出力することを特徴とする請求項７に記載のイメージセンサー。
  10. 前記ＲＧＢ変換部は、
    前記演算ブロック内で、前記ターゲットピクセルのＲＧＢベイヤー信号と同一のタイプのアナログピクセル信号及び特定のタイプのアナログピクセル信号のうち少なくとも二つ以上を選択することを特徴とする請求項９に記載のイメージセンサー。
  11. 前記演算は、
    補間、加重平均、平均及び和のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項８または９に記載のイメージセンサー。
  12. 前記イメージセンサーは、
    前記ＲＧＢベイヤー信号をバッファリングして、外部のイメージ処理プロセッサに出力する出力バッファをさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項７に記載のイメージセンサー。
  13. 請求項１又は請求項７に記載のイメージセンサーと、
    前記イメージセンサーから出力される前記ＲＧＢベイヤー信号を受信して加工するイメージ処理プロセッサと、
    を備えることを特徴とするイメージ処理装置。
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