KR100321701B1

KR100321701B1 - 이미지센서에서녹색화소값을카운트하는카운터를이용하여화면의밝기를조절하기위한장치및방법

Info

Publication number: KR100321701B1
Application number: KR1019980061045A
Authority: KR
Inventors: 이석중
Original assignee: 박종섭; 주식회사 하이닉스반도체
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 2002-07-18
Also published as: FR2788189A1; KR20000044546A; JP4439651B2; FR2788189B1; NL1013983A1; TW448682B; US6757017B1; JP2000224483A; NL1013983C2

Abstract

본 발명은 녹색 화소값을 카운트하는 카운터를 이용하여 소프트웨어 및 하드웨어 부담을 줄이고, 이미지 센서의 성능을 향상시키는 화면 밝기 조절 장치 및 방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위해 이미지 센서에서의 화면 밝기를 자동으로 조절하기 위한 장치에 있어서, 상기 이미지 센서에서 G(Green)의 특정 컬러만을 검출하는 다수의 G 화소로부터 각각 출력되는 G 화소값, 소정 크기의 기준값 및 비교값을 입력받아 상기 G 화소값을 상기 기준값과 비교하여 상기 G 화소값이 상기 기준값으로부터 어느 정도의 비교값만큼 떨어져 있는 가를 판정하여 다수의 카운트 제어 신호를 출력하는 카운팅 제어 수단; 상기 G 화소값의 양 또는 음으로의 편향 분포를 나타내기 위해 상기 카운팅 제어 수단으로부터 출력되는 카운트 제어 신호에 각각 응답하여 카운트 동작을 수행하는 다수의 카운팅 수단; 상기 다수의 카운팅 수단으로부터의 카운터 값을 가산 및 비교하여, 상기 음으로의 편향 또는 상기 양으로의 편향을 결정하기 위한 덧셈 결과 및 최대 크기를 갖는 카운팅 값을 출력하는 제1 및 제2 덧셈 및 비교 수단; 상기 다수의 카운팅 수단 중 양 또는 음으로의 편향으로부터 기준이 되는 기준 카운팅 수단의 값과 상기 제1 및 제2 덧셈 및 비교 수단으로부터 출력되는 최대 카운팅 값을 비교하여 집적 시간 갱신 신호 및 집적 시간 갱신 시 필요한 기준 밝기에 대한 밝기 조절율을 출력하는 제어 수단; 및 자동 밝기 조절 모드, 상기 제어 수단으로부터의 집적 시간 갱신 신호 및 상기 밝기 조절율에 응답하여 다음 화면을 위한 갱신된 새로운 집적 시간을 발생하는 집적 시간 발생 수단을 포함한다.

Description

이미지 센서에서 녹색 화소값을 카운트하는 카운터를 이용하여 화면의 밝기를 조절하기 위한 장치 및 방법{Automatic exposure control apparatus and method using counter which counts value of green pixels}

본 발명은 이미지 센서(image sensor)에 관한 것으로, 특히 이미지 센서의 성능 향상을 위해 화면의 밝기(illuminance)에 가장 큰 영향을 미치는 녹색(Green) 화소값의 분포를 파악할 수 있는 카운터를 이용하여 화면의 밝기를 조절하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래에는 이미지 센서 내부에 화면의 밝기를 자동적으로 조절할 수 있는 수단이 없는 경우 상기 이미지 센서로 찍은 이미지(captured image) 값으로부터 소프트웨어적인 수단을 이용해서 현재의 밝기를 먼저 구하고, 그 구한 밝기가 너무 밝거나 어둡다고 판정될 때 밝기를 조절하는 수단을 통해 조절한 후 다시 읽어서 판정하였다.

그러나, 상기와 같이 이루어지는 종래의 이러한 밝기 조절은 소프트웨어를 통해 이루어지는 밝기에 대한 실제의 판정이 이미 이미지 센서 내부적으로 2 화면 이상이 진행된 상태에서 일어나기 때문에 문제 발생의 소지가 있으며, 소프트웨어의 계산량이 늘어나 소프트웨어에 큰 부담(burden)을 주게 된다. 그리고, 계산된결과를 이용하여 프로그래밍 인터페이스를 통해 다시 프로그램하고, 그 프로그램된 결과를 다시 이미지 찍는 과정에 반영하게 되는 경우 상당한 지연 시간(delay)이 요구되는 문제도 아울러 갖게 된다. 또한, CCTV(Closed Circuit TeleVision)에서와 같이 소프트웨어적으로 밝기를 조절하기 힘든 분야에 이용되는 경우 초기에 설정한 환경에 변화가 생길 때 대처할 능력이 없어 문제가 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이미지 센서에서 녹색 화소값을 카운트하는 카운터를 이용하여 소프트웨어 및 하드웨어 부담을 줄이고, 자동으로 화면 밝기를 조절함으로써 이미지 센서의 성능을 향상시킬 수 있는 화면 밝기 조절 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명을 적용하기 위한 일반적인 베이어(Bayer) 패턴의 화소 어레이를 도시한 구성도.

도 2는 상기 도 1의 화소 어레이를 구성하는 각 단위 화소의 일반적인 구성도.

도 3은 상기 도 1의 화소 어레이와 그 화소 어레이를 제어하기 위한 제어부의 연결관계를 도시한 블록도.

도 4는 본 발명에 따른 화면 밝기 조절 장치의 일실시 블록도.

도 5는 본 발명에 따른 화면 밝기 조절을 위해 상기 집적 시간을 계산하는 일실시 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명

400 : 카운팅 제어부

CntP(N) 내지 CntP(1), CntR, CntM(1) 내지 CntM(N) : 카운터

410 및 420 : 덧셈 및 비교부

430 : 제어부

440 : 집적 시간 발생부

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이미지 센서에서의 화면 밝기를 자동으로 조절하기 위한 장치에 있어서, 상기 이미지 센서에서 G(Green)의 특정 컬러만을 검출하는 다수의 G 화소로부터 각각 출력되는 G 화소값, 소정 크기의 기준값 및 비교값을 입력받아 상기 G 화소값을 상기 기준값과 비교하여 상기 G 화소값이 상기 기준값으로부터 어느 정도의 비교값만큼 떨어져 있는 가를 판정하여 다수의 카운트 제어 신호를 출력하는 카운팅 제어 수단; 상기 G 화소값의 양 또는 음으로의 편향 분포를 나타내기 위해 상기 카운팅 제어 수단으로부터 출력되는 카운트 제어 신호에 각각 응답하여 카운트 동작을 수행하는 다수의 카운팅 수단; 상기 다수의 카운팅 수단으로부터의 카운터 값을 가산 및 비교하여, 상기 음으로의 편향 또는 상기 양으로의 편향을 결정하기 위한 덧셈 결과 및 최대 크기를 갖는 카운팅 값을 출력하는 제1 및 제2 덧셈 및 비교 수단; 상기 다수의 카운팅 수단 중 양 또는 음으로의 편향으로부터 기준이 되는 기준 카운팅 수단의 값과 상기 제1 및 제2 덧셈 및 비교 수단으로부터 출력되는 최대 카운팅 값을 비교하여 집적 시간 갱신 신호 및 집적 시간 갱신 시 필요한 기준 밝기에 대한 밝기 조절율을 출력하는 제어 수단; 및 자동 밝기 조절 모드, 상기 제어 수단으로부터의 집적 시간 갱신 신호 및 상기 밝기 조절율에 응답하여 다음 화면을 위한 갱신된 새로운 집적 시간을 발생하는 집적 시간 발생 수단을 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명은 이미지 센서에서의 화면 밝기를 자동으로 조절하기 위한 방법에 있어서, 상기 이미지 센서에서 G(Green)의 특정 컬러만을 검출하는 다수의 G 화소로부터 각기 출력되는 G 화소값을 카운팅하는 제1 단계; 상기 제1 단계로부터 카운팅된 결과에 대해 소정 크기의 기준값을 중심으로 양의 편향 및 음의 편향에 대한 최종합 및 최대 카운팅값을 각각 구하는 제2 단계; 상기 제2 단계로부터의 음의 편향에 대한 최종합과 양의 편향에 대한 최종합을 비교하는 제3 단계; 상기 제3 단계의 비교 결과, 상기 음의 편향에 대한 최종합이 상기 양의 편향에 대한 최종합보다 크면 상기 음의 편향에 대한 최대 카운팅값을 선택하고, 상기 음의 편향에 대한 최종합이 상기 양의 편향에 대한 최종합보다 작으면 상기 양의 편향에 대한 최대 카운팅값을 선택하여, 양 또는 음으로의 편향으로부터 기준이 되는 기준 카운팅값과 상기 선택된 최대 카운팅값을 비교하는 제4 단계; 상기 제4 단계의 비교 결과, 상기 기준 카운팅 값이 상기 최대 카운팅 값보다 크면 현재의 집적 시간을 그대로 사용하여 다음 이미지를 계속 찍고, 상기 기준 카운팅 값이 상기 최대 카운팅 값보다 작으면 밝기 조절율을 구한 후 자동 밝기 조절 모드가 인에이블되었는 지를 판단하는 제5 단계; 상기 제5 단계의 판단 결과, 상기 자동 밝기 조절 모드가 인에이블되지 않았으면 상기 현재의 집적 시간을 그대로 사용하여 다음 이미지를 계속 찍고, 상기 자동 밝기 조절 모드가 인에이블되었으면 상기 현재의 집적 시간 및 상기 밝기 조절율을 곱하여 구한 새로운 집적 시간을 사용하여 다음 이미지를 계속 찍는 제6 단계를 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명을 적용하기 위한 일반적인 베이어(Bayer) 패턴의 화소 어레이를 도시한 구성도로서, 가로 L개의 화소 및 세로 M개의 화소로 이루어진 화소 어레이가 제1 라인의 RGRG 형태, 제2 라인의 GBGB 형태로 반복 구성된다. RGRG 혹은 GBGB는 해당 화소에 씌워진 컬러 필터를 의미하며, R은 빨간색(red) 필터를, G는 녹색(green) 필터를, B는 파란색(blue) 필터를 각각 씌운 화소를 나타낸다.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 베이어 패턴에서 R 화소나 B 화소에 비해 G 화소가 2배 많은 이유는, 빛의 3원소(빨간색, 녹색, 파란색)로부터 밝기 정보(Y)를 구하는 하기 수학식 1에 나타난 바와 같이 G가 밝기에 가장 큰 영향을 끼쳐 사람의시각에 민감하게 반응하기 때문이다.

Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B

여기서, 상기 수학식 1에 따라 이미지 센서로부터 화면의 밝기를 구하기 위해서는 R, G 및 B의 모든 화소값을 사용하여야 하는 데, 이러한 경우 계산량이 많아지게 된다.

따라서, 본 발명에서는 3개의 화소값을 모두 이용하지 않고 상기 도 1에 도시된 바와 같이 매 2개의 화소마다 체크 패턴 형태로 전체 화면에 고르게 퍼져 있는 G 화소 값만을 이용하여 화면의 밝기를 구함으로써, 계산량을 효과적으로 줄이고, 정수 연산만으로 간단히 화면 밝기를 구한다.

도 2는 상기 도 1의 화소 어레이를 구성하는 각 단위 화소의 일반적인 구성도로서, 광자(photon)에 의해서 생긴 전자(electron)를 포획하는 포토 다이오드(photo-diode, 200), 제어 신호(Transfer)에 응답하여 상기 포토 다이오드(200)에 생성된 전하를 센싱 노드(A)로 전달하기 위한 트랜스퍼 트랜지스터(Nt), 다음 신호 검출을 위해 제어 신호(Reset)에 응답하여 리셋 전압 레벨을 센싱 노드(A)로 출력하기 위한 리셋 트랜지스터(Nr) 및 버퍼 제어 신호에 응답하여 센싱 노드(A)의 전압 레벨을 화소값으로 출력하는 버퍼(210)로 이루어진다.

도 2를 참조하여, 단위 화소의 동작을 간단히 설명하면 다음과 같다.

이미지 센서를 이용해 이미지를 찍기(image capturing)하려면 먼저 리셋 트랜지스터(Nr)를 오프시켜 포토다이오드(200)에서 광자에 의해서 생긴 전자를 모은 후 다시 트랜스퍼 트랜지스터(Nt)를 온시켜 버퍼(210)를 통해 읽어내면 된다. 버퍼 제어 신호는 메모리의 경우처럼 각 화소가 화소 어레이의 라인별로 워드 라인을 공유하기 때문에 라인별로 동시에 인에이블된다. 리셋 트랜지스터(Nr)는 화소를 초기화시키기 위해 필요하며, 2개의 제어 신호(Reset, Transfer)를 모두 "하이(high)"로 인에이블시켜 단위 화소를 초기화한다.

한편, 포토다이오드(200)에 포획되는 전자의 수는 입력 광자 수 및 제어 신호(Transfer)를 "로우(low)"로 하여 트랜스퍼 트랜지스터(Nt)를 오프시켜 놓는 시간에 비례한다. 그러므로, 어두운 곳에서 이미지를 찍는 경우에는 트랜스퍼 트랜지스터(Nt)를 오프시켜 놓는 시간을 길게 하여야 하며, 밝은 곳에서 이미지를 찍는 경우에는 상기 오프 시간을 짧게 해야 한다. 이것은 필름(film)을 사용하는 광학 사진기로 어두운 곳에서 사진을 찍는 경우 노출(exposure) 시간을 길게 하고, 밝은 곳에서 사진을 찍는 경우 노출 시간을 짧게 하는 것과 비슷한 개념이다.

상기 도 2와 같은 구성을 가지는 단위 화소는 상기 도 1의 L × M 화소 어레이로 배열되며, 각 단위 화소 위에 상기 도 1과 같이 특수한 색만 투과시키는 컬러 필터(color filter)를 올리는 공정을 실시함으로써 컬러 이미지를 찍을 수 있는 컬러 이미지 센서가 된다.

이미지 센서에서의 이미지 찍기와 찍은 이미지를 읽는 작업은 논리적으로 광학적 사진기의 경우처럼 한 화면 단위로 이루어지지만, 실제로는 읽어낼 수 있는수단(핀 또는 버스)의 제한으로 인해 보통 1 라인 단위로 이루어진다. 즉, 라인을 이루는 각 화소의 제어 신호(Transfer, Reset) 및 버퍼 제어 신호는 동일한 타이밍을 가진다.

도 3은 상기 도 1의 화소 어레이와 그 화소 어레이를 제어하기 위한 제어부의 연결관계를 도시한 블록도로서, 집적 시간(integration time)에 응답하여 M개의 상기 제어 신호(Transfer, Reset) 및 버퍼 제어 신호를 각각 발생하는 제어 신호 발생부(300)와, 상기 M개의 상기 제어 신호(Transfer, Reset) 및 버퍼 제어 신호에 응답하여 L개의 이미지 데이터를 출력하는 L×M 화소 어레이(310)로 이루어진다.

도 3을 참조하여, 화소 어레이의 전체 동작을 살펴본다.

이미지를 찍기 위한 준비 작업으로 모든 화소의 제어 신호(Transfer, Reset)를 "하이"로 만들어 초기화 작업을 한 후 1라인을 읽는 시간만큼의 일정 간격으로 각 라인의 제어 신호(Transfer)를 차례로 디스에이블시킨다. 그리고, 다시 정해진 시간(이것을 집적 시간이라고 함) 후에 제어 신호(Transfer)를 다시 인에이블시키고, 해당 라인의 버퍼 제어 신호를 인에이블시켜 버퍼(210)를 통해 각 화소의 포토다이오드(200)에서 포획한 전자량의 변화를 전기적으로 읽어낸다.

이렇게 읽어낸 이미지 데이터는 아날로그(analog) 값이므로, 디지털(digital) 값으로 바꾸는 아날로그-디지털 변환과정을 거쳐 8 비트의 화소값을 얻는다. 상기 화소값은 찍는 대상과 상기 집적 시간에 따라 달라지며, 찍는 대상이 동일한 경우 화소값 또는 화면 밝기는 오직 집적 시간에 의해서 결정이 된다. 즉, 집적 시간이 갈수록 화면은 전체적으로 밝은 쪽으로 가며, 짧을수록 어두운 이미지를 얻는다. 따라서, 현재 화면의 밝기가 너무 밝다면 집적 시간을 줄이고, 너무 어둡다면 집적 시간을 더 늘리는 방법으로 조절이 가능하다.

도 4는 본 발명에 따른 화면 밝기 조절 장치의 일실시 블록도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 화면 밝기 조절 장치는 라인 번호, 이미지 센서로부터의 G 화소 값, 사용자에 의해 프로그램 가능한 기준값 및 비교값을 입력받아 이미지 센서로부터의 G 화소 값을 기준값과 비교하여 G 화소 값이 기준값으로부터 어느 정도의 비교값만큼 떨어져 있는 가를 판정하여 카운트 제어 신호(incP(N) 내지 incP(1), incR, incM(1) 내지 incM(N))를 출력하는 카운팅 제어부(400)와, 카운팅 제어부(400)로부터 출력되는 카운트 제어 신호(incP(N) 내지 incP(1), incR, incM(1) 내지 incM(N))에 각각 응답하여 G 화소 값의 분포를 나타내기 위해 카운트 동작하는 2N+1개의 카운터(CntP(N) 내지 CntP(1), CntR, CntM(1) 내지 CntM(N))와, 상기 카운터(CntP(N) 내지 CntP(1), CntM(1) 내지 CntM(N))로부터의 카운터 값을 가산 및 비교하여 음/양의 편향을 결정하기 위한 덧셈 결과와 최대 크기를 갖는 카운터의 값을 출력하는 덧셈 및 비교부(410, 420)와, 기준 카운터(CntR)의 값과 덧셈 및 비교부(410, 420)로부터 출력되는 최대 카운터 값을 비교하여 집적 시간 갱신 신호(Update) 및 집적 시간 갱신 시 필요한 기준 밝기에 대한 밝기 조절율(Rate)을 출력하는 제어부(430)와, 자동 밝기 조절 모드에 응답하여 집적 시간 갱신 신호(Update) 및 밝기 조절율(Rate)로부터 갱신된 집적 시간을 발생하는 집적 시간 발생부(440)로 이루어진다.

여기서, 카운팅 제어부(400)로 입력되는 기준값은 원하는 밝기를 사용자가지정할 수 있도록 하기 위한 신호로, 이미지 센서의 사용자가 항상 일정한 밝기만 원하지 않고 밝은 쪽 혹은 어두운 쪽으로 전체 밝기를 설정할 수 있도록 한다. 그리고, 비교값은 찍는 대상에 따라 G 화소 값의 분포가 다를 수 있으므로 그에 따라 유동적으로 조절하기 위한 신호이다. 또한, 베이어 패턴에서 현재 라인의 홀/짝수 여부에 따라 G 화소의 정보가 달라지므로 현재 라인에 대한 정보인 라인 신호가 카운팅 제어부(400)로 입력된다.

카운팅 제어부(400)는 하기 표 1의 관계를 만족시키는 카운트 제어 신호를 출력한다.

1) 이미지 센서로부터의 G 화소 값 ≥ (기준값 + N × 비교값) 인 경우, 카운터(CntP(N))를 카운트하는 카운트 제어 신호(incP(N))를 발생:2) (기준값 + 1 × 비교값) ≤ 이미지 센서로부터의 G 화소 값 < (기준값 + 2 × 비교값) 인 경우, 카운터(CntP(1))를 카운트하는 카운트 제어 신호(incP(1))를 발생3) (기준값 + 1 × 비교값) > 이미지 센서로부터의 G 화소 값, (기준값 - 1 × 비교값) ≥ 이미지 센서로부터의 G 화소 값인 경우, 기준 카운터(CntR)를 카운트하는 카운트 제어 신호(incR)를 발생4) (기준값 - 2 × 비교값) > 이미지 센서로부터의 G 화소 값, (기준값 - 1 × 비교값) ≥ 이미지 센서로부터의 G 화소 값인 경우, 카운터(CntM(1))를 카운트하는 카운트 제어 신호(incM(1))를 발생:5) 이미지 센서로부터의 G 화소 값 ≤ (기준값 - N × 비교값) 인 경우, 카운터(CntM(N))를 카운트하는 카운트 제어 신호(incM(N))를 발생

상기 표 1의 관계를 만족하는 카운팅 제어부(400)로부터의 카운트 제어 신호에 응답하여 카운트 동작을 수행하는 카운터(CntP(N) 내지 CntP(1), CntR, CntM(1) 내지 CntM(N))는 G 화소 값들의 분포를 나타내는 데, 카운터 수가 많을수록 화소값의 분포를 잘 나타낼 수 있으나, 비용 문제 등으로 사용 목적에 적당한 임의의 N값을 결정하면 된다. 일반적으로 N값은 2에서 4 정도가 적당하다.

덧셈 및 비교부(410)는 G 화소값에 대한 양의 분포를 나타내기 위해 밝기의 기준 카운터(CntR)보다 밝은 화소의 G 값을 카운트하는 카운터(CntP(N) 내지 CntP(1))로부터의 카운트 값을 가산하여 최종 합과 최대 크기를 가지는 카운터 값을 구하고, 덧셈 및 비교부(420)는 G 화소값에 대한 음의 분포를 나타내기 위해 밝기의 기준 카운터(CntR)보다 어두운 화소의 G 값을 카운트하는 카운터(CntM(1) 내지 CntM(N))로부터의 카운트 값을 가산하여 최종 합과 최대 크기를 가지는 카운터 값을 구한다. 이때, 최대 크기 카운터는 현재 화면 밝기에 대한 음/양의 편향이 결정되면 그에 따라 집적 시간을 조정하는 데 사용된다.

제어부(430)는 덧셈 및 비교부(410, 420)로부터의 최종 덧셈 결과를 바탕으로 음/양의 편향을 결정하고, 그 상태에서 기준 카운터(CntR)와 최대 카운터 값을 비교하여 최대 카운터의 값이 큰 경우 집적 시간을 갱신하기 위한 집적 시간 갱신 신호(Update)를 인에이블시켜 출력하고, 집적 시간 갱신 시 하기의 수학식 2와 같은 밝기 조절율(Rate)을 출력한다.

Rate = (기준값) / (기준값 + 최대 카운터의 비교값)

일예로, 최대 크기를 갖는 카운터가 CnP(3)인 경우 밝기 조절율(Rate)은 (기준값) / (기준값 + 3 × 비교값)이 된다.

한편, 집적 시간 발생부(440)는 자동 밝기 조절 모드가 인에이블된 상태에서 제어부(430)로부터 출력되는 집적 시간 갱신 신호(Update)에 응답하여 현재의 집적 시간에 밝기 조절율(Rate)을 곱한 갱신된 집적 시간을 출력함으로써 다음 화면의 밝기를 자동 조절한다.

도 5는 본 발명에 따른 화면 밝기 조절을 위해 상기 집적 시간을 계산하는 일실시 순서도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 먼저 정해진 초기값의 집적 시간으로 이미지를 라인별로 찍기 시작하여(500), 이미지를 찍는 작업과 동시에 이미지에 대한 G 화소값을 카운팅한 후(501) 상기 카운팅 결과에 대해 기준값을 중심으로 양의 편향 및 음의 편향 각각에 대한 최종합 및 최대 카운터를 구한다(502).

그리고, 상기 단계에서 구한 음의 최종합과 양의 최종합을 비교한다(503). 상기 비교 결과, 음의 최종합이 양의 최종합보다 크면 음의 최대 카운터를 사용하고(504), 양의 최종합보다 작으면 양의 최대 카운터를 사용하여(505) 기준값 카운터와 비교한다(506).

상기 비교 결과, 기준값 카운터의 값이 최대 카운터의 값보다 크면 현재의 집적 시간을 그대로 사용하여(507) 다음 이미지를 계속 찍고(511), 기준값 카운터의 값이 최대 카운터의 값보다 작으면 기준값을 기준값에 최대 카운터의 비교값을 더한 값으로 나누어 밝기 조절율(Rate)을 구한 후(508) 자동 밝기 조절 모드가 인에이블되었는 지를 판단한다(509).

상기 판단 결과, 자동 밝기 조절 모드가 인에이블되지 않았으면 새로운 집적시간을 구하지 않고 현재의 집적 시간을 그대로 사용하여 다음 이미지를 계속 찍고(507, 511), 자동 밝기 조절 모드가 인에이블되었으면 현재의 집적 시간과 밝기 조절율(Rate)을 곱하여 새로운 집적 시간을 구한 후(510) 새로운 집적 시간을 사용하여 다음 이미지를 계속 찍는다(511). 여기서, 자동 밝기 조절 모드를 두는 이유는 필요에 따라 자동 밝기 조절 모드를 원하지 않는 경우를 위해서이다.

상기와 같이 이루어지는 G 화소의 평균값을 이용한 화면의 밝기를 조절하기 위한 장치는 비단 베이어 패턴의 이미지 센서뿐만 아니라, G 화소가 다른 두 화소에 비해 밝기에 큰 영향을 끼치기 때문에 다른 패턴의 화소 배열을 갖는 이미지 센서에도 본 발명을 그대로 적용할 수 있다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 이미지 센서에서 G 화소값을 카운트하는 카운터를 이용하여 자동으로 화면 밝기를 조절하도록 구성함으로써 소프트웨어 및 하드웨어 부담을 줄이고, 이미지 센서의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

이미지 센서에서의 화면 밝기를 자동으로 조절하기 위한 장치에 있어서,

상기 이미지 센서에서 G(Green)의 특정 컬러만을 검출하는 다수의 G 화소로부터 각각 출력되는 G 화소값, 소정 크기의 기준값 및 비교값을 입력받아 상기 G 화소값을 상기 기준값과 비교하여 상기 G 화소값이 상기 기준값으로부터 어느 정도의 비교값만큼 떨어져 있는 가를 판정하여 다수의 카운트 제어 신호를 출력하는 카운팅 제어 수단;

상기 G 화소값의 양 또는 음으로의 편향 분포를 나타내기 위해 상기 카운팅 제어 수단으로부터 출력되는 카운트 제어 신호에 각각 응답하여 카운트 동작을 수행하는 다수의 카운팅 수단;

상기 다수의 카운팅 수단으로부터의 카운터 값을 가산 및 비교하여, 상기 음으로의 편향 또는 상기 양으로의 편향을 결정하기 위한 덧셈 결과 및 최대 크기를 갖는 카운팅 값을 출력하는 제1 및 제2 덧셈 및 비교 수단;

상기 다수의 카운팅 수단 중 양 또는 음으로의 편향으로부터 기준이 되는 기준 카운팅 수단의 값과 상기 제1 및 제2 덧셈 및 비교 수단으로부터 출력되는 최대 카운팅 값을 비교하여 집적 시간 갱신 신호 및 집적 시간 갱신 시 필요한 기준 밝기에 대한 밝기 조절율을 출력하는 제어 수단; 및

자동 밝기 조절 모드, 상기 제어 수단으로부터의 집적 시간 갱신 신호 및 상기 밝기 조절율에 응답하여 다음 화면을 위한 갱신된 새로운 집적 시간을 발생하는집적 시간 발생 수단

을 포함하여 이루어지는 이미지 센서에서의 화면 밝기를 자동으로 조절하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 기준값은,

원하는 밝기를 사용자가 지정할 수 있는 프로그래밍 가능한 값인 것을 특징으로 하는 이미지 센서에서의 화면 밝기를 자동으로 조절하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 비교값은,

이미지를 찍는 대상에 따라 달라지는 상기 G 화소값의 분포에 따라 프로그래밍 가능한 것을 특징으로 하는 이미지 센서에서의 화면 밝기를 자동으로 조절하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제어 수단은,

상기 기준값을 상기 기준값에 상기 제1 및 제2 덧셈 및 비교 수단으로부터 출력되는 최대 카운팅 값을 가지는 최대 카운팅 수단의 비교값을 더한 값으로 나눈 상기 밝기 조절율을 출력하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서에서의 화면 밝기를자동으로 조절하기 위한 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 집적 시간 발생 수단은,

상기 자동 밝기 조절 모드가 인에이블된 상태에서 현재의 집적 시간에 상기 밝기 조절율을 곱한 상기 갱신된 집적 시간을 출력하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서에서의 화면 밝기를 자동으로 조절하기 위한 장치.
이미지 센서에서의 화면 밝기를 자동으로 조절하기 위한 방법에 있어서,

상기 이미지 센서에서 G(Green)의 특정 컬러만을 검출하는 다수의 G 화소로부터 각기 출력되는 G 화소값을 카운팅하는 제1 단계;

상기 제1 단계로부터 카운팅된 결과에 대해 소정 크기의 기준값을 중심으로 양의 편향 및 음의 편향에 대한 최종합 및 최대 카운팅값을 각각 구하는 제2 단계;

상기 제2 단계로부터의 음의 편향에 대한 최종합과 양의 편향에 대한 최종합을 비교하는 제3 단계;

상기 제3 단계의 비교 결과, 상기 음의 편향에 대한 최종합이 상기 양의 편향에 대한 최종합보다 크면 상기 음의 편향에 대한 최대 카운팅값을 선택하고, 상기 음의 편향에 대한 최종합이 상기 양의 편향에 대한 최종합보다 작으면 상기 양의 편향에 대한 최대 카운팅값을 선택하여, 양 또는 음으로의 편향으로부터 기준이되는 기준 카운팅 값과 상기 선택된 최대 카운팅값을 비교하는 제4 단계;

상기 제4 단계의 비교 결과, 상기 기준 카운팅 값이 상기 최대 카운팅 값보다 크면 현재의 집적 시간을 그대로 사용하여 다음 이미지를 계속 찍고, 상기 기준 카운팅 값이 상기 최대 카운팅 값보다 작으면 밝기 조절율을 구한 후 자동 밝기 조절 모드가 인에이블되었는 지를 판단하는 제5 단계; 및

상기 제5 단계의 판단 결과, 상기 자동 밝기 조절 모드가 인에이블되지 않았으면 상기 현재의 집적 시간을 그대로 사용하여 다음 이미지를 계속 찍고, 상기 자동 밝기 조절 모드가 인에이블되었으면 상기 현재의 집적 시간 및 상기 밝기 조절율을 곱하여 구한 새로운 집적 시간을 사용하여 다음 이미지를 계속 찍는 제6 단계

를 포함하여 이루어지는 이미지 센서에서의 화면 밝기를 자동으로 조절하기 위한 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 기준값은,

원하는 밝기를 사용자가 지정할 수 있는 프로그래밍 가능한 값인 것을 특징으로 하는 이미지 센서에서의 화면 밝기를 자동으로 조절하기 위한 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 비교값은,

이미지를 찍는 대상에 따라 달라지는 상기 G 화소값의 분포에 따라 프로그래밍 가능한 것을 특징으로 하는 이미지 센서에서의 화면 밝기를 자동으로 조절하기 위한 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 제6 단계의 새로운 집적 시간은,

상기 현재의 집적 시간에 상기 밝기 조절율을 곱한 값인 것을 특징으로 하는 이미지 센서에서의 화면 밝기를 자동으로 조절하기 위한 방법.