KR100831214B1 - Digital camera for mobile device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휴대용 장치의 디지털 카메라에 관한 것으로, 종래 휴대용 장치의 디지털 카메라는 휴대용 장치와의 데이터 송수신 및 동작의 제어를 위해 두가지의 독립된 모듈을 사용함으로써, 그 연결에 필요한 핀의 수가 증가하며, 이를 케이블로 연결할 경우에도 그 케이블의 폭이 넓어져 기구적으로 그 디지털 카메라를 움직이는데 제약이 따르는 문제점과 아울러 착탈 및 소형화가 용이하지 않은 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 렌즈를 통해 촬상되는 이미지를 센싱하는 이미지센서와, 상기 이미지센서를 통해 센싱된 이미지를 마이크로 컴퓨터의 제어에 따라 처리하는 디지털 신호처리부를 포함하는 디지털 카메라와; 상기 디지털 카메라로부터 이미지 데이터를 인가받아 처리하여 화면에 표시하며, 휴대용 장치의 제어데이터와 시작데이터 및 클럭신호를 상기 디지털 카메라의 마이크로 컴퓨터로 전송하여, 그 디지털 카메라의 동작을 제어하는 SPI(SERIAL PERIPHERAL INTERFACE) 블록을 포함하는 중앙처리장치를 구비하는 휴대용 장치로 구성되어, 휴대용 장치와 디지털 카메라를 연결하는 핀의 수를 줄여 케이블로 연결할 경우, 그 케이블의 폭을 줄여 디지털 카메라의 방향전환 등 이동이 용이해지도록 하는 효과와 아울러 착탈 및 소형화가 용이하도록 하는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital camera of a portable device. In the related art, a digital camera of a portable device uses two independent modules for transmitting and receiving data and controlling operations of the portable device, thereby increasing the number of pins required for the connection thereof. Even when the cable is connected, the width of the cable is widened, and there is a problem in that the digital camera is mechanically restricted, and there is a problem in that detachment and miniaturization are not easy. In view of the above problems, the present invention provides a digital camera including an image sensor for sensing an image photographed through a lens, and a digital signal processor for processing an image sensed through the image sensor under control of a microcomputer; SPI (SERIAL PERIPHERAL) which receives image data from the digital camera, processes it, displays it on the screen, and transmits control data, start data, and clock signal of the portable device to the microcomputer of the digital camera, and controls the operation of the digital camera. It is composed of a portable device having a central processing unit including an INTERFACE block, and when the number of pins connecting the portable device to the digital camera is reduced by using a cable, the width of the cable is reduced to reduce the movement of the digital camera. In addition to the effect to be easy, there is an effect to facilitate the removal and miniaturization.
Description
도1은 종래 휴대용 장치와 디지털 카메라의 연결을 보인 블록도.1 is a block diagram showing a connection between a conventional portable device and a digital camera.
도2는 본 발명 휴대용 장치와 디지털 카메라의 연결을 보인 블록도.Figure 2 is a block diagram showing the connection of the portable device and the digital camera of the present invention.
도3은 도2에 있어서, 제어데이터의 전송 타이밍도.3 is a transmission timing diagram of control data in FIG.
도4는 도2에 있어서, 이미지데이터의 전송 타이밍도.4 is a transmission timing diagram of image data in FIG. 2;
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
11:렌즈 12:이미지 센서11: lens 12: image sensor
13:마이크로 컴퓨터 14:디지털 신호처리부13: Micro Computer 14: Digital Signal Processing Unit
23:SPI 블록23: SPI Block
본 발명은 휴대용 장치의 디지털 카메라에 관한 것으로, 특히 카메라와 휴대용 장치의 연결 핀수를 줄여 기구적으로 움직임이 용이하며, 착탁이 용이하도록 하는데 적당하도록 한 휴대용 장치의 디지털 카메라에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
현재 휴대용 전화 등의 휴대용 장치에 디지털 카메라를 장착하여 촬상한 영상을 무선을 통해 전송하는 제품들이 출시되고 있다. 종래 디지털 카메라와 휴대용 장치는 휴대용 장치 내의 중앙처리장치내에서 디지털 카메라의 데이터를 인가받은 부분과 그 카메라의 제어를 위한 IIC 통신 부분이 따로 정해져 있어야 하며, 이와 같은 종래 휴대용 장치의 디지털 카메라를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Currently, products that transmit images captured by attaching a digital camera to a portable device such as a mobile phone through wireless are being released. Conventional digital cameras and portable devices have to be defined separately from the digital camera data in the central processing unit within the portable device and the IIC communication for controlling the camera. When described in detail with reference to the drawings as follows.
도1은 종래 디지털 카메라와 휴대용 장치의 접속관계를 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 렌즈(11)를 통해 촬상되는 이미지를 센싱하는 이미지센서(12)와, 상기 이미지센서(12)를 통해 센싱된 이미지를 마이크로 컴퓨터(13)의 제어에 따라 처리하여 출력하는 디지털 신호처리부(14)를 포함하는 디지털 카메라(10)와; 상기 디지털 카메라(10)로 부터 이미지 데이터(DATA)를 인가받으며, 클럭신호(CLK)와 그 이미지 데이터(DATA)의 수직 및 수평 데이터(VDOUT, HDOUT)을 인가받아 그 이미지를 처리하여 액정에 표시하는 카메라 블록(21)과, 카메라 처리데이터(SDA)와 클럭신호(SCL)을 입출력하는 IIC블럭(22)을 포함하는 휴대용장치(20)의 중앙처리장치(CPU)로 구성된다.1 is a block diagram illustrating a connection relationship between a conventional digital camera and a portable device. As shown in FIG. 1, an
이하, 상기와 같이 구성된 종래 휴대용 장치의 디지털 카메라를 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the digital camera of the conventional portable device configured as described above will be described in more detail.
먼저, 사용자가 휴대용 장치(20)를 조작하여 촬상의 명령을 내리면, 상기 휴대용 장치(20)로부터 전원전압(VCC)과 접지전압(GND)을 인가받고, 그 휴대용 장치(20)에 구비된 중앙처리장치(CPU)의 IIC블록(22)으로부터 제어데이터(SDA)와 클럭신호(SCL)를 인가받은 디지털 카메라(10)의 마이크로 컴퓨터(13)는 이미지 센서(12)를 제어하여 이미지를 촬상한다.First, when a user manipulates the
이때 촬상하는 이미지의 크기인 휴대용 장치(20)의 LCD 크기는 가장 큰 것이 CIF(352×288)이고, 대부분은 QCIF(176×144) 또는 SQCIF(128×96)의 크기를 가지므로 그 이미지의 크기를 QCIF(176×144)로 한다.At this time, the LCD size of the
이와 같이 렌즈(11)를 통해 이미지센서(12)에서 촬상된 이미지는 마이크로 컴퓨터(13)의 제어에 따라 디지털 신호처리부(14)에서 처리되어 상기 휴대용 장치(20)에 구비된 중앙처리장치(CPU)의 카메라 블록(21)으로 전송된다.In this way, the image captured by the
이때 데이터의 량은 176×144 = 25344(QCIF)이며, 이를 YUV 포맷으로 변환한 데이터의 량은 25344×2로 50688 바이트가 되며, 다시 이를 비트로 환산하면 405504 비트가 된다.At this time, the amount of data is 176 × 144 = 25344 (QCIF), and the amount of data converted into YUV format is 25344 × 2, which is 50688 bytes, which is converted into bits to 405504 bits.
이를 6MHz의 클럭신호(CLK)에 동기를 맞춰 전송하면 1초에 15프레임의 동화상을 직렬로 전송할 수 있게 된다.If this is synchronized with the 6MHz clock signal CLK, 15 frames of video can be transmitted serially in one second.
상기 YUV 포맷의 방식은 사람의 눈이 색상보다는 밝기에 민감하다는 사실에 착안한 방식으로, 색을 밝기(Luminance)인 Y성분과 색상(Chrominance)인 U와 V 성분으로 구분한다. Y성분은 오차에 민감하므로 색상성분인 U와 V보다 많은 비트를 코딩하며, 전형적인 Y:U:V의 비율은 4:2:2 이다.The YUV format is based on the fact that the human eye is more sensitive to brightness than color, and the color is divided into a Y component of luminance and a U and V component of chrominance. The Y component is sensitive to error, so it codes more bits than the color components U and V. A typical Y: U: V ratio is 4: 2: 2.
이와 같이 전송된 이미지 데이터는 중앙처리장치(CPU)의 카메라 블록(21)에서 처리되어, 휴대용 장치의 LCD에 표시된다.The image data thus transferred is processed in the
그러나, 상기한 바와 같이 종래 휴대용 장치의 디지털 카메라는 휴대용 장치와의 데이터 송수신 및 동작의 제어를 위해 두 가지의 독립된 모듈을 사용함으로써, 그 연결에 필요한 핀의 수가 증가하며, 이를 케이블로 연결할 경우에도 그 케이블의 폭이 넓어져 기구적으로 그 디지털 카메라를 움직이는데 제약이 따르는 문제점과 아울러 착탈 및 소형화가 용이하지 않은 문제점이 있었다.However, as described above, the digital camera of a conventional portable device uses two independent modules for data transmission and reception and operation of the portable device, thereby increasing the number of pins necessary for the connection thereof, even when connecting the cable. The cable has been widened, and there are problems in that the digital camera is mechanically moved, and there is a problem in that detachment and miniaturization are not easy.
이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 휴대용 장치와의 연결 핀의 수를 줄인 휴대용 장치의 디지털 카메라를 제공함에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a digital camera of a portable device in which the number of connection pins with the portable device is reduced.
상기와 같은 목적은 렌즈를 통해 촬상되는 이미지를 센싱하는 이미지센서와, 상기 이미지센서를 통해 센싱된 이미지를 마이크로 컴퓨터의 제어에 따라 처리하는 디지털 신호처리부를 포함하는 디지털 카메라와; 휴대용 장치의 시작데이터 및 클럭신호를 상기 디지털 카메라의 마이크로 컴퓨터로 전송함과 아울러 상기 시작데이터의 저전위 구간에서 상기 클럭신호에 동기를 맞춰 제어데이터를 전송하여, 그 디지털 카메라의 동작을 제어하며, 상기 시작데이터의 저전위 구간에서 상기 클럭신호에 동기를 맞춰 상기 디지털 카메라로부터 이미지 데이터를 인가받아 처리하여 화면에 표시하는 SPI(SERIAL PERIPHERAL INTERFACE) 블록을 포함하는 중앙처리장치를 구비한 휴대용 장치로 구성함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The above object is a digital camera including an image sensor for sensing an image taken through the lens, and a digital signal processor for processing the image sensed through the image sensor under the control of a microcomputer; Transmitting the start data and the clock signal of the portable device to the microcomputer of the digital camera and transmitting the control data in synchronization with the clock signal in the low potential section of the start data, thereby controlling the operation of the digital camera, It is configured as a portable device having a central processing unit including a SPI (SERIAL PERIPHERAL INTERFACE) block for receiving and processing image data from the digital camera in synchronization with the clock signal in the low potential section of the start data to display on the screen. This is achieved by, when described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention as follows.
도2는 본 발명 휴대용 장치와 디지털 카메라의 연결구조를 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 렌즈(11)를 통해 촬상되는 이미지를 센싱하는 이미지센서(12)와, 상기 이미지센서(12)를 통해 센싱된 이미지를 마이크로 컴퓨터(13)의 제어에 따라 처리하여 출력하는 디지털 신호처리부(14)를 포함하는 디지털 카메라(10)와; 상기 디지털 카메라(10)로부터 이미지 데이터(DATA)를 인가받으며, 휴대용 장치(20)의 제어데이터(CONTROL_DATA)와 시작데이터(START_DATA) 및 클럭신호(DATA_CLK)를 상기 디지털 카메라(10)의 마이크로 컴퓨터(13)로 전송하는 SPI 블록(23)을 포함하는 중앙처리장치(CPU)를 구비하는 휴대용 장치(20)로 구성된다.FIG. 2 is a block diagram showing a connection structure between a portable device and a digital camera of the present invention. As shown in FIG. 2, an
이하, 상기와 같은 본 발명 휴대용 장치의 디지털 카메라를 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the digital camera of the portable device of the present invention as described above will be described in more detail.
먼저, 사용자가 휴대용 장치(20)를 사용하여 촬상의 명령을 입력하면, 그 휴대용 장치(20)로부터 전원전압(VCC)과 접지전압(GND)을 인가받고, 상기 휴대용 장치(20)에 구비된 중앙처리장치(CPU)의 SPI(Serial Peripheral Interface) 블록(23)에서 상기 사용자의 촬상명령에 대한 제어데이터(CONTROL_DATA)와 클럭신호(DATA_CLK) 및 시작데이터(START_DATA)가 상기 디지털 카메라(10)측으로 전송된다.First, when a user inputs an imaging command using the
도3은 상기 제어데이터(CONTROL_DATA)를 전송하는 타이밍도로서, 이에 도시한 바와 같이 상기 시작데이터(START_DATA)의 저전위 구간에서 클럭신호(DATA_CLK) 의 동기에 맞춰 제어데이터(CONTROL_DATA)가 입력된다.3 is a timing diagram for transmitting the control data CONTROL_DATA. As shown in FIG. 3, the control data CONTROL_DATA is input in synchronization with the clock signal DATA_CLK in the low potential section of the start data START_DATA.
이때 상기 제어데이터(CONTROL_DATA)는 제어를 위한 명령부분이 8비트, 명령의 수행에 필요한 참조 파라미터(PARAMETER)가 8비트 포함되며, 이에 따라 상기 시작데이터(START_DATA)는 클럭신호(DATA_CLK)가 16개 포함되는 시간동안 저전위 구간을 가지도록 설정된다.In this case, the control data CONTROL_DATA includes 8 bits of the command portion for control and 8 bits of the reference parameter PARAMETER required to execute the command. Accordingly, the start data START_DATA has 16 clock signals DATA_CLK. It is set to have a low potential section for the included time.
그 다음, 상기 인가된 제어데이터(CONTROL_DATA)를 입력받은 마이크로 컴퓨터(13)는 이미지센서(12)의 동작을 제어하여 이미지를 촬상한다. Next, the
이와 같이 이미지를 촬상한 후, 그 이미지 데이터는 디지털 신호처리부(14)에서 압축 또는 적당한 처리과정을 거쳐 상기 휴대용 장치(20)에 구비된 중앙처리장치(CPU)의 SPI블록(23)으로 전송된다.After capturing the image in this manner, the image data is transmitted to the
상기의 전송은 이미지 데이터(IMAGE_DATA)를 하나의 선로를 통해 전송하는 것이며, 종래와 같이 따로 전송에 필요한 클럭신호를 사용하지 않고, 상기 시작데이터(START_DATA)와 클럭신호(DATA_CLK)를 사용하여 전송한다.The transmission is to transmit the image data (IMAGE_DATA) through a single line, and transmits using the start data (START_DATA) and the clock signal (DATA_CLK) without using a separate clock signal for transmission as in the prior art. .
도4는 상기 디지털 카메라(10)에서 촬상한 이미지 데이터(IMAGE_DATA)를 휴대용 장치의 SPI 블록으로 전송하는 과정의 타이밍도로서, 이에 도시한 바와 같이 상기 시작데이터(START_DATA)의 저전위 구간에서 클럭신호(DATA_CLK)에 동기를 맞춰 이미지 데이터(IMAGE_DATA)를 전송하게 된다.FIG. 4 is a timing diagram of a process of transmitting image data IMAGE_DATA captured by the
상기 이미지 데이터(IMAGE_DATA)는 YUV포맷이며, 밝기에 대한 중요도가 높으며, 상기 설명한 바와 같이 전형적인 Y:U:V의 비율은 4:2:2이며, 이에 따라 U에 대한 데이터 8비트, Y에 대한 데이터 8비트, 그리고 V에 대한 데이터를 8비트 전송하 고 다시 Y에 대한 데이터를 8비트 전송하여 상기 Y,U,V에 대한 비율을 맞춰주게 된다.The image data (IMAGE_DATA) is in YUV format and has a high importance for brightness, and as described above, a typical ratio of Y: U: V is 4: 2: 2. Thus, 8 bits of data for U and Y for It transmits 8 bits of data and 8 bits of data for V, and then transmits 8 bits of data for Y to adjust the ratio of Y, U, and V.
이와 같이 본 발명은 종래 이미지 데이터의 전송을 위해 두 가지의 모듈을 사용하는 방식에서 SPI모듈 만을 사용하는 방식으로 변경함으로써, 신호 전송을 위한 핀의 수를 줄일 수 있게 된다.As described above, the present invention can reduce the number of pins for signal transmission by changing from a method of using two modules for transmitting image data to a method of using only an SPI module.
상기의 SPI를 사용하는 경우에는 전압전원(VCC)과 접지전원(GND)이 인가되는 핀을 제외한, 각 신호 및 데이터를 전송하기 위한 핀은 4개로 축소된다.In the case of using the SPI, the pins for transmitting signals and data are reduced to four except for the pins to which the voltage power supply VCC and the ground power supply GND are applied.
이는 종래 두개의 모듈을 사용하여 제어신호의 전송과, 이미지 데이터의 전송을 위해 약 20개의 핀이 요구되는 것에 비하여 그 핀의 수를 대폭 줄일 수 있게 되는 것이며, 이에 따라 케이블을 사용하여 휴대용 장치와 디지털 카메라를 연결할 경우 그 케이블의 폭을 줄일 수 있으며, 휴대용 장치와의 착탈이 용이해 진다.This can significantly reduce the number of pins compared to about 20 pins required for the transmission of control signals and the transmission of image data using two modules. Connecting a digital camera can reduce the width of the cable and make it easier to attach and detach from a portable device.
또한, 카메라 모듈이 없는 중앙처리장치를 사용하는 휴대용 장치에서도 SPI를 사용하여 상기와 같은 본 발명을 적용하게 하여 그 활용의 범위를 용이하게 확대시킬 수 있게 된다.In addition, even in a portable device using a central processing unit without a camera module, it is possible to easily extend the scope of application of the present invention using the SPI.
상기한 바와 같이 본 발명 휴대용 장치의 디지털 카메라는 디지털 카메라와 휴대용 장치 사이의 인터페이스를 SPI(SERIAL PERIPHERAL INTERFACE)를 사용하여 휴대용장치의 디지털 카메라 제어 및 디지털 카메라의 이미지 데이터를 휴대용장치로 전송하는 것이 가능하게 함으로써, 그 휴대용 장치와 디지털 카메라를 연결하는 핀의 수를 줄여 케이블로 연결할 경우, 그 케이블의 폭을 줄여 디지털 카메라의 방향전환 등 이동이 용이해지도록 함과 아울러 착탈 및 소형화가 용이하도록 하는 효과가 있다.As described above, the digital camera of the portable device of the present invention can use the SPI (SERIAL PERIPHERAL INTERFACE) interface between the digital camera and the portable device to control the digital camera of the portable device and to transfer the image data of the digital camera to the portable device. By reducing the number of pins connecting the portable device to the digital camera, the cable is reduced in width, making it easier to move, such as changing the direction of the digital camera, and to facilitate removal and miniaturization. There is.
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