KR100966419B1

KR100966419B1 - 이미지 데이터를 캡처링하는 개선된 방법

Info

Publication number: KR100966419B1
Application number: KR1020070128136A
Authority: KR
Inventors: 퍼 카네르마크; 앤더스 요한슨; 다니엘 앤더베르그
Original assignee: 엑시스 에이비
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2010-06-28
Also published as: TW200836551A; EP1942659A1; CN101202831A; KR20080054361A; JP2008148325A; US20080165262A1

Abstract

본 발명은 이미지 센서에서 스미어 효과를 감소시키는 방법에 관한 것이다. 처음으로, 제1 세트의 커버되는 요소로부터 제1 전하 레벨 값 및 제2 세트의 커버되는 요소로부터 제2 세트의 값이 수신된다. 둘째, 제1 및 제2 전하 레벨 값이 비교된다. 셋째, 상기 제1 및 상기 제2 전하 레벨 값을 비교하는 것에 기인하는 차이가 소정의 간격을 벗어나는 경우에, 카메라 세팅이 조정된다.

이미지 센서, 스미어 효과, 전하 레벨 값, 카메라 세팅, 경계 에어리어.

Description

이미지 데이터를 캡처링하는 개선된 방법{IMPROVED METHOD FOR CAPTURING IMAGE DATA}

본 발명은 일반적으로 이미지 센서, 뿐만 아니라 모듈 및 카메라에서 스미어 효과(smear effect)를 감소시키는 방법에 관한 것이다.

현대의 카메라는 일반적인 용어로 입사 광을 전자 신호로 변환하는 CCD 센서와 같은 이미지 센서를 포함한다. 이와 같은 카메라로부터 가능한 한 양호한 이미지 데이터를 제공하기 위하여, 다수의 카메라 제어 기능을 갖는 것에 큰 관심이 있다. 간략하게 말해서, 이러한 기능은 최적이 아닌 상황을 검출하고 카메라의 세팅을 변화시킴으로써 이러한 최적이 아닌 상황을 수정하도록 적응된다.

최적이 아닌 상황의 일례는 매우 강한 광이 이미지 센서 상으로 입사되는 경우이다. 매우 강한 광은 적절하게 동작하는 제어 기능이 이용 가능하지 않은 경우, 스미어라 칭하는 현상을 초래한다. 스미어에 의해 영향을 받는 이미지 데이터는 강한 광이 존재하는 이미지 데이터의 지점과 교차하는 스트라이프를 포함한다.

스미어 효과를 감소시키는 다수의 해결책이 개발되었다. 예를 들어, 하나의 해결책은 전하가 매우 빠르게 출력되는 것을 제안하였는데, 이는 고 해상도를 갖는 카메라, 즉, 많은 감광 요소들을 포함하는 이미지 센서에서 문제가 될 수 있다. 또 다른 해결책은 이미지 센서에 의해 발생되는 전하의 출력 동안 조리개가 닫혀야 한다는 것을 제안하였는데, 이는 고 프레임 레이트를 갖는 카메라에서 어렵다.

상술된 것을 고려하여, 본 발명의 목적은 상술된 문제를 해결하거나 적어도 감소시키는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 스미어 효과를 감소시키는 효율적인 방법을 제공하는 것이다.

본 명세서에서 로우(row) 및 컬럼(column)의 의미는 공개적으로 각각 제1 방향으로 나란히 배치된 요소 및 제2 방향으로 나란히 배치된 요소로서 해석되어야 한다.

수평 및 수직의 의미는 또한 공개적으로 제1 방향 및 제2 방향으로 해석되어야 하며, 여기서 제2 방향은 제1 방향에 직각이다.

상기 목적은 본 발명의 이미지 센서에서 스미어 효과를 감소시키는 방법에 의하여 제1 양상에 따라 제공되며, 상기 방법은

제1 세트의 커버되는 요소로부터 제1 전하 레벨 값을 수신하는 단계,

제2 세트의 커버되는 요소로부터 제2 전하 레벨 값을 수신하는 단계,

상기 제1 및 상기 제2 전하 레벨 값을 비교하는 단계, 및

상기 제1 및 상기 제2 전하 레벨 값을 비교하는 상기 단계에 기인하는 차이가 소정의 간격을 벗어나는 경우, 카메라 세팅을 조정하는 단계를 포함한다.

이 양상의 장점은 잡음의 량을 결정하고 블랙 기준 레벨을 결정하는데 사용될 수 있는 커버되는 요소가 또한 이미지 데이터에 스미어가 존재하는지를 결정하 는데 사용될 수 있다는 것이다.

상기 제1 세트의 커버되는 요소는 상기 이미지 센서의 제1 경계 에어리어에 위치될 수 있고, 상기 제2 세트의 커버되는 요소는 상기 이미지 센서의 제2 경계 에어리어에 위치될 수 있다.

상기 제1 세트는 스미어에 민감한 기준 어레이의 적어도 한 요소를 포함할 수 있고, 상기 제2 세트는 스미어에 민감하지 않은 어레이의 적어도 한 요소를 포함할 수 있다.

본 발명의 상황에서, 이미지 센서는 두 유형의 어레이의 감광 요소, 즉 스미어에 민감하지 않은 기준 어레이 및 스미어에 민감한 어레이를 포함하는 것으로 간주된다.

스미어에 민감하지 않은 기준 어레이는 다수의 커버되는 감광 요소를 포함하고, 상기 감광 요소는 전하를 발생시키고 이러한 전하를 스미어에 민감하지 않은 기준 어레이로부터 순차적으로 출력하도록 구성된다.

스미어에 민감한 어레이는 다수의 감광 요소를 포함하고, 상기 감광 요소는 전하를 발생시키고 이러한 전하를 스미어에 민감한 어레이로부터 순차적으로 출력하도록 구성되며, 상기 감광 요소들 중 적어도 하나의 감광 요소는 커버되지 않은 감광 요소이다.

스미어에 민감하지 않은 기준 어레이의 적어도 하나의 요소를 포함하는 제1 세트 및 스미어에 민감한 어레이의 적어도 하나의 요소를 포함하는 제2 세트를 갖는 장점은 제1 세트에서 스미어가 발생하지 않는다는 것이며, 이는 차이가 존재하 는 경우에, 제2 세트에서 스미어가 존재한다는 것을 나타낸다.

제1 세트의 요소 및 제2 세트의 요소는 분리적일 수 있다.

또한, 제1 세트의 요소는 상부 좌측 코너 요소, 상부 우측 코너 요소, 하부 좌측 코너 요소 및 하부 우측 코너 요소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 포함할 수 있다.

코너 요소는 코너 요소의 로우가 커버되는 요소를 포함하고 코너 요소의 컬럼이 커버되는 요소를 포함하는 것에 의해 인식된다. 이로 인해, 코너 요소는 다른 커버되는 경계 요소보다 광 누설에 덜 영향을 받고, 이는 코너 요소가 제1 세트의 요소로서 적합하다는 것을 의미한다.

또한, 제1 세트는 제2 세트보다 더 클 수 있다.

이의 장점은 큰 제1 세트가 개별적인 요소에 덜 의존한다는 것이며, 이는 잡음의 영향이 감소된다는 것을 의미한다.

상기 이미지 센서는 CCD 센서일 수 있다.

상기 카메라 세팅을 조정하는 단계는 상기 이미지 센서 상으로의 입사 광의 량을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

이미지 센서 상으로의 입사 광의 량을 감소시킴으로써, 가시 스미어의 위험이 감소될 수 있고, 이는 장점이다.

상기 이미지 센서 상으로의 입사 광의 조정은 렌즈 개구 조정에 의해 수행될 수 있다.

상기 카메라 세팅을 조정하는 단계는 노출 시간 세팅을 조정하는 단계를 포 함할 수 있다.

상기 카메라 세팅을 조정하는 단계는 이득 세팅을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

제1 세트의 커버되는 요소는 또한 기준 블랙 레벨을 성취하는데 사용될 수 있다.
상기 목적은 이미지 센서에서 스미어 효과를 감소시키는 스미어 감소 모듈에 의하여 제2 양상에 따라 제공되는데, 상기 스미어 감소 모듈은

제1 세트의 커버되는 요소로부터 제1 전하 레벨 값을 수신하도록 구성되는 제1 전하 레벨 값 수신기,

제2 세트의 커버되는 요소로부터 제2 전하 레벨 값을 수신하도록 구성되는 제2 전하 레벨 값 수신기,

상기 제1 및 제2 전하 레벨 값을 비교하도록 구성되는 비교기, 및

상기 제1 및 제2 전하 레벨 값의 상기 비교에 기인하는 차이가 소정의 간격을 벗어나는 경우, 카메라 세팅을 조정하도록 구성되는 카메라 세팅 제어기를 포함한다.

제1 양상의 장점은 또한 이 제2 양상에 적용 가능하다.

제1 세트의 커버되는 요소는 상기 이미지 센서의 제1 경계 에어리어에 위치될 수 있고, 상기 제2 세트의 커버되는 요소는 상기 이미지 센서의 제2 경계 에어리어에 위치될 수 있다.

상기 제1 세트는 스미어에 민감한 기준 어레이의 적어도 한 요소를 포함할 수 있고, 상기 제2 세트는 스미어에 민감하지 않은 어레이의 적어도 한 요소를 포 함할 수 있다.

상기 제1 세트의 요소 및 상기 제2 세트의 요소는 분리적일 수 있다.

상기 제1 세트의 요소는 상기 제2 세트의 요소보다 더 클 수 있다.

상기 이미지 센서는 CCD 센서일 수 있다.

상기 카메라 세팅의 조정은 상기 이미지 센서 상으로의 입사 광의 량을 조정하는 것을 포함할 수 있다.

상기 이미지 센서 상으로의 입사 광의 조정은 렌즈 개구 세팅에 의해 수행될 수 있다.

상기 카메라 세팅의 조정은 노출 시간 세팅을 조정하는 것을 포함할 수 있다.

상기 카메라 세팅의 조정은 이득 세팅을 조정하는 것을 포함할 수 있다.

상기 제1 세트의 커버되는 요소는 또한 기준 블랙 레벨을 성취하는데 사용될 수 있다.

상기 목적은 카메라에 의하여 제3 양상에 따라 제공되는데, 상기 카메라는

이미지 센서,

카메라 제어기,

제2 양상에 따른 스미어 감소 모듈,

상기 이미지 센서 상으로 입사되는 광의 량에 영향을 주도록 구성되는 광 차폐 장치를 포함하며,

스미어 제어 데이터가 상기 스미어 감소 모듈로부터 상기 카메라 제어기로 전달되고, 상기 제어 데이터가 상기 카메라 제어기로부터 상기 광 차폐 장치로 전달된다.

상기 이미지 센서는 CCD 센서일 수 있다.

상기 목적은 프로세서 내로 다운로드되어 프로세서 상에서 실행될 때 제1 양상에 따른 방법을 수행하도록 배열되는 컴퓨터 프로그램에 의하여 제4 양상에 따라 제공된다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명, 첨부된 독립 청구항 뿐만 아니라, 도면으로부터 명백해질 것이다.

일반적으로, 청구항에서 사용되는 모든 용어는 본원에서 명시적으로 다르게 규정되지 않는다면, 기술 분야에서 통상적인 의미에 따라 해석되어야 한다. "a/an/the [요소, 장치, 구성요소, 수단, 단계, 등]"에 대한 모든 언급은 명시적으로 다르게 언급되지 않는다면, 상기 요소, 장치, 구성요소, 수단, 단계, 등의 적어도 하나의 경우를 칭하는 것으로 개방적으로 해석되어야 한다. 본원에 개시된 임의의 방법의 단계는 명시적으로 언급되지 않는다면, 개시된 정확한 순서대로 수행되지는 않아도 된다.

본 발명에 의하면, 스미어 효과를 감소시키는 효율적인 방법이 제공된다.

본 발명의 상기 목적, 특징 및 장점 뿐만 아니라, 부가적인 목적, 특징 및 장점은 동일한 요소에는 동일한 참조 번호가 병기되어 있는 첨부 도면과 관련하여, 본 발명의 바람직한 실시예의 다음의 설명적이고 비-국한적인 상세한 설명을 통해 더 양호하게 이해될 것이다.

도1은 CCD 센서의 일반적인 구조를 도시한다. 특히, 도1에 따른 CCD 센서(100)는 에어리어 센서이며, 이는 감광 요소의 다수의 어레이가 나란히 배치됨으로써, n개의 컬럼의 센서 매트릭스를 구성한다는 것을 의미한다.

감광 요소(102a-102n)의 요소 상으로의 입사광은 전하를 발생시킨다. 이러한 전하는 감광 요소로부터 커버되는 수직 트랜스포트 레지스터(106a-106n)에 전달된다.

다음으로, 모든 수직 레지스터(106a-106n)로부터의 전하는 순차적으로 수평 트랜스포트 레지스터(110)에 전달된다. 그 후, 전하는 순차적으로 증폭기(114)에 전달되고, 상기 증폭기에서 전하는 증폭되고 이미지 데이터로서 CCD 센서(100)로부터 출력된다.

감광 요소가 입사 광을 흡수하도록 설계될지라도, 광이 감광 요소 상으로 입사될 때 스미어로 칭하는 효과가 발생할 수 있다. 특히, 스미어는 감광 요소 상의 광이 커버되는 트랜스포트 레지스터(106a-106n) 내로 확산될 수 있는 전하를 발생시킬 때 나타난다. 대안적으로, 광은 커버되는 트랜스포트 레지스터(106a-106n) 내로 반사되거나 굴절될 수 있다. 감광 요소(102a-102n)에 의해 발생된 전하를 수직 트랜스포트 레지스터(106a-106n)로부터 전달할 때, 여분의 전자가 감광 요소(102a-102n)의 결과에 영향을 준다. CCD 판독 출력의 특성으로 인하여, 스미어는 모션 비디오 카메라의 전체 컬럼에 영향을 준다. 상기 영향은 일반적으로 광 강도에 따라 증가한다.

그러므로, 가시 스미어에 의해 영향을 받는 이미지 데이터는 금속판과 같은 빛나는 물체 상의 광원의 반사 또는 광원과 같은 강한 광을 갖는 지점과 교차하는 수직 스트라이프를 가질 것이다. 스미어는 또한 모든 컬럼이 영향을 받는 경우에, 전체 이미지에 영향을 줄 수 있다.

도2는 CCD 센서 매트릭스(200)의 일례를 일반적으로 도시한다. 설명을 위하여, 예시된 센서 매트릭스(200)는 9개의 로우 및 9개의 칼럼의 감광 요소만을 포함한다.

상기 예에서, 그리고 일반적으로 요즘의 대부분의 CCD 센서에서, 센서 매트릭스(200)의 최상부 로우, 최하부 로우, 최좌측 컬럼 및 최우측 컬럼은 이후에 센서 매트릭스(200)의 커버되는 요소(202)라 칭해지는 이러한 요소 상으로 광이 입사되지 않도록 하기 위하여 커버된다. 센서 매트릭스(200)의 나머지 요소는 커버되지 않은 요소(204)라 칭해진다.

커버되는 요소(202)를 커버하기 위하여, 금속 코팅이 사용될 수 있다. 그러나, 블랙 플라스틱과 같은 다른 불투명 재료가 또한 사용될 수 있다.

커버되는 요소로부터 판독 출력되는 값은 예를 들어, 이미지 데이터의 블랙 레벨을 결정하고, 잡음의 량을 결정하거나, 이미지 데이터에 존재하는 스미어의 량 을 결정하기 위한 기준 값으로서 사용될 수 있고, 이는 다음 도면에서 더 설명될 것이다.

여러 로우 및 컬럼이 금속 코팅을 사용함으로써 커버될 수 있다. 여러 로우 및 컬럼을 커버하는 장점은 외부 로우 및 컬럼에 더 적은 광 누설이 도달하므로, 더 양호한 기준 값이 성취될 수 있다는 것이다.

도2에 도시되어 있을지라도, 양끝 로우, 즉, 최좌측 및 최우측 칼럼, 및 양끝 칼럼, 즉, 최상부 및 최하부 칼럼이 커버되어야 하는 요건이 존재하지 않는다.

도3은 도2에 따른 예시된 센서 매트릭스(300)의 단면도를 일반적으로 도시하며, 여기서 센서 매트릭스(300)는 커버되는 요소(302a, 302b)와 커버되지 않는 요소(304a, 304b), 및 코팅으로 나타낸 커버(306a, 306b)를 포함한다.

도4는 대각선 음영으로 나타낸 커버되는 요소(402), 및 커버되지 않는 요소(404)를 포함하는 센서 매트릭스(400)에서의 스미어 효과를 일반적으로 도시한다.

강한 광이 커버되지 않는 요소(406) 상으로 입사된다. 이 강한 광은 상술된 바와 같이 가시 스미어를 발생시킨다. 스미어 효과는 본원에서 2개의 구름(408 및 410)으로서 도시되어 있다.

요소(406)의 컬럼에서 발생된 스미어는 또한 이 예에서 2개의 커버되는 요소, 즉 요소(412) 및 요소(414)로 확산된다.

상기 설명을 참조하면, 스미어는 요소(406)의 로우의 2개의 커버되는 요소(요소(416) 및 요소(418)라 칭해짐)로 확산되지 않는다.

이 때문에, 스미어 컬럼 값은 요소(412 및/또는 414)의 전하 레벨에 기초하여 결정될 수 있고, 스미어 기준 값은 요소(416 및/또는 418)의 전하 레벨에 기초하여 결정될 수 있다.

도4에 언급된 요소는 개별적인 요소 뿐만 아니라, 요소의 그룹, 예를 들어, 32x32 요소로 이루어진 그룹일 수 있다.

개별적인 감광 요소의 영향을 감소시키기 위하여, 예를 들어, 잡음의 영향을 감소시키기 위하여, 다수의 감광 요소를 포함하는 블록이 사용될 수 있다.

도5는 센서 매트릭스(500)의 커버되는 요소를 사용하는 실시예를 일반적으로 도시한다. 또한, 센서 매트릭스(500)는 대각선 음영으로 표시된 커버되는 요소(502), 및 커버되지 않는 요소(504)를 포함한다.

또한, 커버되는 요소(502)는 두꺼운 라인으로 도시된 다수의 제1 블록(520a-520d), 다수의 제2 블록(522a-522d), 다수의 제3 블록(524a-524d) 및 다수의 제4 블록(526a-526d)으로 세분될 수 있다.

스미어 컬럼 값은 제1 블록(520a-520d) 각각 및/또는 제2 블록(522a-522d)에 대한 평균 전하 레벨을 계산함으로써 결정될 수 있고, 그 후에 이러한 결정된 평균 전하 레벨의 최대 값이 스미어 컬럼 값으로서 설정될 수 있다.

대안적으로, 전체 컬럼에서 스미어가 발생하기 때문에, 스미어 컬럼 값은 제1 및 제2 블록의 각 쌍, 즉, 520a 및 522a, 520b 및 522b, 등에 대한 평균 전하 레벨을 계산함으로써 결정될 수 있다. 그 후, 이러한 결정된 평균 전하 레벨의 최대 값이 스미어 컬럼 값으로서 설정될 수 있다.

대안적으로, 스미어 컬럼 값은 제1 블록(520a-520d) 중 여러 개 및 제2 블록(522a-522d) 중 여러 개에 포함되는 요소에 대한 평균 전하 레벨을 계산함으로써 결정될 수 있다.

이미지 데이터의 큰 영역에서 가시 스미어가 존재하는 경우, 많은 요소가 잡음의 영향을 감소시키기 때문에, 제1 블록(520a-520d)의 모두 및 제2 블록(522a-522d) 모두에 포함된 요소의 평균 전하 레벨을 계산함으로써 스미어 컬럼 값을 결정하는 것이 유용할 수 있다.

스미어 기준 값은 제3 블록(524a-524d) 또는 제4 블록(526a-526d)에 포함된 요소의 평균 전하 레벨을 계산함으로써 결정될 수 있다.

대안적으로, 스미어 기준 값은 제3 블록(524a-524d) 및 제4 블록(526a-526d)에 포함된 요소의 평균 전하 레벨을 계산함으로써 결정될 수 있다.

선택적으로, 스미어 컬럼 값을 더 정확하게 결정할 수 있도록 하기 위하여, 블록은 중첩될 수 있다(도시되지 않음).

선택적으로, 블록이 여러 로우 또는 컬럼을 포함하는 경우, 커버되지 않은 요소에 가까운 커버되는 요소는 커버되는 요소의 블록으로부터 제외될 수 있다. 이 방식으로, 광 누설 량이 감소된다.

임의의 블록에 속하지 않는 요소들이 존재할 수 있다.

도6에서 언급된 요소는 개별적인 요소 뿐만 아니라, 요소의 그룹일 수 있다.

제1 블록의 수, 제2 블록의 수, 제3 블록의 수 및 제4 블록의 수는 요소의 임의의 수를 포함할 수 있다.

제1 블록의 수가 4개의 블록으로서 도시되어 있을지라도, 제1 블록의 수는 임의의 수일 수 있다. 이에 대응하여, 제2 블록의 수는 임의의 수일 수 있고, 제3 블록의 수는 임의의 수일 수 있으며, 제4 블록의 수는 임의의 수일 수 있다.

도6은 커버되는 요소(602) 및 커버되지 않는 요소(604)를 포함하는 센서 매트릭스의 제2 실시예를 도시한다. 또한, 커버되는 요소(602)는 본원에서 두꺼운 라인으로 도시되어 있는 다수의 블록으로 세분된다.

도5에서와 같이, 다수의 제1 블록(620a-620d) 및 다수의 제2 블록(622a-622d)이 상술된 바와 같이 스미어 컬럼 값을 성취하기 위하여 존재한다.

그러나, 도5에 도시된 실시예와 달리, 제3 블록은 상부 좌측 요소(624a) 및/또는 하부 좌측 요소(624b)로 표현되고, 제4 블록은 상부 우측 요소(626a) 및/또는 하부 우측 요소(626b)로 표현된다.

선택적으로, 여러 개의 커버되는 로우 및 커버되는 컬럼이 존재하는 경우, 다수의 커버되는 요소는 센서 매트릭스(600)의 각 코어에 사용될 수 있다.

스미어 기준 값을 결정하기 위하여 하나 또는 여러 개의 코너 요소를 사용한 이 실시예의 장점은 스미어 기준 값의 결정이 고속으로 행해질 수 있다는 것이다.

도6에 언급된 요소는 개별적인 요소 뿐만 아니라, 요소의 그룹일 수 있다.

제1 및/또는 제2 블록의 검출된 전하 레벨에 기초하여 스미어 컬럼 값이 결정되고, 제3 및/또는 제4 블록의 검출된 전하 레벨에 기초하여 스미어 기준 값이 결정된다.

가시 스미어가 존재하는 경우, 도7에 도시된 바와 같이, 스미어 컬럼 값이 스미어 기준 값보다 더 높을 것이다. 그렇지 않으면, 즉, 가시 스미어가 존재하지 않는 경우, 도7b에 도시된 바와 같이, 스미어 컬럼 값이 스미어 로우 값과 거의 동일할 것이다. 잡음으로 인하여, 스미어 기준 값은 0인 대신에, 작은 값을 가질 수 있다.

도8은 CCD 센서에 의해 발생되는 이미지 데이터에서 스미어의 량을 감소시키는 일반적인 원리를 도시한다.

상기 원리에 따른 방법은 스미어의 량을 단계적으로 감소시키는 반복 프로세스로서 사용될 수 있다.

스미어 컬럼 값(800) 및 스미어 기준 값(802)은 상기 스미어 컬럼 값(800) 및 스미어 기준 값(802)을 비교하도록 구성되는 비교기(804)에 입력된다. 이 비교에 기초하여, 스미어 인덱스(806)가 비교기로부터 카메라 세팅 제어기(808)에 출력된다. 카메라 세팅 제어기(808)는 차례로 스미어 인덱스(806)에 기초하여 카메라 세팅 데이터(810)를 결정한다. 이와 같은 카메라 세팅 데이터(810)는 렌즈 개구 크기, 노출 시간, 이득, 등을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.

선택적으로, 이전에 캡처링된 이미지 데이터로부터의 예를 들어, 컬러 분포를 포함하는 이미지 통계치(812)가 또한 카메라 세팅 제어기(808)에 입력될 수 있다.

도9는 상이한 렌즈 개구 크기에 대한 이미지 데이터에서의 가시 스미어 및 회절의 발생을 일반적으로 도시한다.

CCD 센서 상으로 큰 광량이 입사될 때, 예를 들어, 큰 렌즈 개구를 가질 때, 스미어의 발생이 더 높다.

센서 상으로의 입사 광의 량을 감소시킴으로써, 이미지 데이터의 품질이 스미어 면에서 개선된다.

조정 가능한 렌즈 개구가 사용되는 경우, 이것은 개구의 크기가 감소되어야 한다는 것을 의미한다.

매우 작은 크기를 갖는 렌즈 개구는 가시 회절을 발생시키며, 이는 차례로 흐릿한 이미지 데이터를 발생시킨다.

그러므로, 고 품질 이미지 데이터를 출력하기 위하여, CCD 센서를 포함하는 카메라는 가시 스미어의 경계 및 가시 회절의 경계 사이의 렌즈 개구를 가질 것이다.

그러나, 매우 강한 광을 갖는 일부 경우에, 이러한 경계는 매우 가까울 수 있다. 그러므로, 이러한 경우에, 상술된 바와 같은 원리는 회절의 영향을 가능한 한 최소화시키는데, 즉, 가시 스미어의 경계에 가깝게 하는데 사용될 수 있다. 이것은 렌즈 개구 정보가 렌즈 시스템으로부터 카메라 세팅 제어기로 출력되지 않는 경우에 특히 중요하다.

선택적으로, 다수의 컬럼에서 여러 개의 스미어가 검출되는 경우, 이러한 컬럼들의 수는 부가적인 스미어 감소 분석으로부터 배제될 수 있다. 예를 들어, 일광이 이미지 센서의 다수의 요소 상으로 입사되는 경우, 이러한 요소들의 수의 칼럼이 배제될 수 있다.

여러 스미어를 갖는 컬럼을 배제하는 장점은 회절 아티팩트(diffraction artefact)와 같은 또 다른 유형의 아티팩트에 의해 나머지 요소에 영향을 줄 위험이 감소된다는 것이다.

도10은 본 발명에 따른 방법을 도시한다.

단계(1000)에서, 제1 세트의 커버되는 요소로부터 제1 전하 레벨 값이 수신된다.

단계(1002)에서, 제2 세트의 커버되는 요소로부터 제2 전하 레벨 값이 수신된다.

단계(1004)에서, 제1 및 제2 전하 레벨 값이 비교된다.

단계(1006)에서, 상기 제1 및 제2 전하 레벨 값의 비교에 기인하는 차이가 소정의 간격을 벗어나는 경우, 카메라 세팅이 조정된다.

도11은 본 발명에 따른 스미어 감소 모듈(1100)을 도시한다.

제1 전하 레벨 값은 제1 전하 레벨 수신기(1102)에 의해 수신된다.

제2 전하 레벨 값은 제2 전하 레벨 수신시(1104)에 의해 수신된다.

제1 및 제2 전하 레벨 값은 비교기(1106)로 전송되며, 여기서 제1 및 제2 전하 레벨 값이 비교된다.

상기 비교기(1106)에서 행해진 비교에 기인하는 차이가 소정의 간격을 벗어나는 경우, 카메라 세팅 제어기(1108)에 의해 카메라 세팅이 조정된다.

도12는 본 발명에 따른 카메라(1200)를 도시한다.

광은 렌즈 개구와 같은 광 차폐 장치(1202)를 통해 이미지 센서(1204)에 의하여 수신된다. 제1 및 제2 전하 레벨 값이 이미지 센서(1204)로부터 스미어 감소 모듈(1100)에 출력된다. 스미어 감소 모듈(1100)에 의해 결정되는 스미어 추정 데이터가 카메라(1200)의 기능을 제어하도록 구성되는 카메라 제어기(1206)로 출력된다. 카메라 제어기(1206)는 차례로 제어 데이터를 광 차폐 장치(1202) 및/또는 이미지 센서(1204)에 전달한다.

본 발명은 주로 몇 개의 실시에를 참조하여 상술되었다. 그러나, 당업자들이 용이하게 인식하는 바와 같이, 상술된 실시예 이외의 실시예가 첨부된 특허 청구항에 의해 규정되는 바와 같이, 본 발명의 범위 내에서 동등하게 가능하다.

도1은 CCD 센서의 일반적인 구조를 도시한 도면.

도2는 CCD 센서 매트릭스의 예를 일반적으로 도시한 도면.

도3은 도2의 예시화된 센서 매트릭스의 단면도를 일반적으로 도시한 도면.

도4는 커버된 요소 및 커버되지 않은 요소를 포함하는 센서 매트릭스에서의 스미어 효과를 일반적으로 도시한 도면.

도5는 커버된 요소 및 커버되지 않은 요소를 포함하는 센서 매트릭스의 제1 실시예를 일반적으로 도시한 도면.

도6은 센서 매트릭스의 제2 실시예를 일반적으로 도시한 도면.

도7a는 가시 스미어가 존재하는 상황에서 스미어 컬럼 값 및 스미어 기준 값을 도시한 도면.

도7b는 가시 스미어가 존재하지 않는 상황에서 스미어 컬럼 값 및 스미어 기준 값을 도시한 도면.

도8은 CCD 센서에 의해 발생되는 이미지 데이터에서 스미어의 량을 감소시키기 위한 일반적인 원리를 도시한 도면.

도9는 상이한 렌즈 개구 크기에 대한 이미지 데이터에서의 가시 스미어 및 회절의 발생을 일반적으로 도시한 도면.

도10은 본 발명에 따른 방법을 도시한 도면.

도11은 본 발명에 따른 스미어 감소 모듈을 도시한 도면.

도12는 본 발명에 따른 카메라를 도시한 도면.

Claims

이미지 센서에서 스미어 효과를 감소시키는 방법에 있어서:

제1 세트의 커버되는 요소로부터 제1 전하 레벨 값을 수신하는 단계,

제2 세트의 커버되는 요소로부터 제2 전하 레벨 값을 수신하는 단계,

상기 제1 및 제2 전하 레벨 값을 비교하는 단계, 및

상기 제1 및 상기 제2 전하 레벨 값의 상기 비교에 기인하는 차이가 소정의 간격을 벗어나는 경우 카메라 세팅을 조정하는 단계를 포함하며,

상기 제1 세트는 스미어에 민감하지 않은 기준 어레이의 적어도 하나의 요소를 포함하고, 상기 제2 세트는 스미어에 민감한 어레이의 적어도 하나의 요소를 포함하는 스미어 효과 감소 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 세트의 커버되는 요소는 상기 이미지 센서의 제1 경계 에어리어에 위치되고, 상기 제2 세트의 커버되는 요소는 상기 이미지 센서의 제2 경계 에어리어에 위치되는 것을 특징으로 하는 스미어 효과 감소 방법.
삭제
제1항에 있어서,

상기 제1 세트의 요소 및 상기 제2 세트의 요소는 분리적인 것을 특징으로 하는 스미어 효과 감소 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 세트의 요소는 상부 좌측 코너 요소, 상부 우측 코너 요소, 하부 좌측 코너 요소 및 하부 우측 코너 요소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 스미어 효과 감소 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 세트는 상기 제2 세트보다 더 큰 것을 특징으로 하는 스미어 효과 감소 방법.
제1항에 있어서,

상기 이미지 센서는 CCD 센서인 것을 특징으로 하는 스미어 효과 감소 방법.
제1항에 있어서,

상기 카메라 세팅을 조정하는 단계는 상기 이미지 센서 상으로의 입사 광의 량을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스미어 효과 감소 방법.
제8항에 있어서,

상기 이미지 센서 상으로의 입사 광의 상기 조정은 렌즈 개구 조정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 스미어 효과 감소 방법.
제1항에 있어서,

상기 카메라 세팅을 조정하는 단계는 노출 시간 세팅을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스미어 효과 감소 방법.
제1항에 있어서,

상기 카메라 세팅을 조정하는 단계는 이득 세팅을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스미어 효과 감소 방법.
제1항에 있어서,

상기 제1 세트의 커버되는 요소는 또한 기준 블랙 레벨을 성취하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 스미어 효과 감소 방법.
이미지 센서에서 스미어 효과를 감소시키는 스미어 감소 모듈에 있어서:

제1 세트의 커버되는 요소로부터 제1 전하 레벨 값을 수신하도록 구성되는 제1 전하 레벨 값 수신기,

제2 세트의 커버되는 요소로부터 제2 전하 레벨 값을 수신하도록 구성되는 제2 전하 레벨 값 수신기,

상기 제1 및 제2 전하 레벨 값을 비교하도록 구성되는 비교기, 및

상기 제1 및 제2 전하 레벨 값의 상기 비교에 기인하는 차이가 소정의 간격을 벗어나는 경우, 카메라 세팅을 조정하도록 구성되는 카메라 세팅 제어기를 포함하며,

상기 제1 세트는 스미어에 민감하지 않은 기준 어레이의 적어도 하나의 요소를 포함하고, 상기 제2 세트는 스미어에 민감한 어레이의 적어도 하나의 요소를 포함하는 스미어 감소 모듈.
제13항에 있어서,

상기 제1 세트의 커버되는 요소는 상기 이미지 센서의 제1 경계 에어리어에 위치되고, 상기 제2 세트의 커버되는 요소는 상기 이미지 센서의 제2 경계 에어리어에 위치되는 것을 특징으로 하는 스미어 감소 모듈.
삭제
제13항에 있어서,

상기 제1 세트의 요소 및 상기 제2 세트의 요소는 분리적인 것을 특징으로 하는 스미어 감소 모듈.
제13항에 있어서,

상기 제1 세트의 요소는 상부 좌측 코너 요소, 상부 우측 코너 요소, 하부 좌측 코너 요소 및 하부 우측 코너 요소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 스미어 감소 모듈.
제13항에 있어서,

상기 제1 세트의 요소는 상기 제2 세트의 요소보다 더 큰 것을 특징으로 하는 스미어 감소 모듈.
제13항에 있어서,

상기 이미지 센서는 CCD 센서인 것을 특징으로 하는 스미어 감소 모듈.
제13항에 있어서,

상기 카메라 세팅의 상기 조정은 상기 이미지 센서 상으로의 입사 광의 량을 조정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 스미어 감소 모듈.
제20항에 있어서,

상기 이미지 센서 상으로의 입사 광의 상기 조정은 렌지 개구 세팅에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 스미어 감소 모듈.
제13항에 있어서,

상기 카메라 세팅의 상기 조정은 노출 시간 세팅을 조정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 스미어 감소 모듈.
제13항에 있어서,

상기 카메라 세팅의 상기 조정은 이득 세팅을 조정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 스미어 감소 모듈.
제13항에 있어서,

상기 제1 세트의 커버되는 요소는 또한 기준 블랙 레벨을 성취하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 스미어 감소 모듈.
카메라에 있어서:

이미지 센서,

카메라 제어기,

제13항, 제14항, 제16항 내지 24항 중 어느 한 항에 따른 스미어 감소 모듈,

상기 이미지 센서 상으로 입사되는 광의 량에 영향을 주도록 구성되는 광 차폐 장치를 포함하며,

스미어 제어 데이터가 상기 스미어 감소 모듈로부터 상기 카메라 제어기로 전달되고, 상기 제어 데이터가 상기 카메라 제어기로부터 상기 광 차폐 장치로 전달되는 카메라.
제25항에 있어서,

상기 이미지 센서는 CCD 센서인 것을 특징으로 하는 카메라.
프로세서 내로 다운로드되어 프로세스 상에서 실행될 때, 제1항에 따른 방법을 수행하도록 배열되는 컴퓨터 프로그램을 저장하는 저장 매체.