KR101543765B1

KR101543765B1 - 카메라 유닛 및 이를 갖는 멀티미디어 정보기기

Info

Publication number: KR101543765B1
Application number: KR1020090047513A
Authority: KR
Inventors: 조현덕
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2009-05-29
Publication date: 2015-08-11
Also published as: EP2257048A1; US8411153B2; KR20100128860A; US20100302388A1

Abstract

카메라 유닛 및 이를 갖는 멀티미디어 정보기기에서, 이미지 시그널 프로세서는 이미지 센서 및 렌즈부를 컨트롤하는 기능 블럭들로 이루어진 제1 서브 블럭 및 제1 서브 블럭을 통해 이미지 신호를 공급받아 부가적인 기능을 처리하는 기능 블럭들로 이루어진 제2 서브 블럭으로 구분된다. 이미지 센서와 제1 서브 블럭은 제1 칩으로 구성되고, 제2 서브 블럭과 응용 프로세서는 제2 칩으로 구성되며, 프로세스 칩에만 프레임 메모리가 연결된다. 따라서, 카메라 유닛의 부품 개수를 감소시킬 수 있고, 성능 저하를 방지할 수 있다.

Description

카메라 유닛 및 이를 갖는 멀티미디어 정보기기{CAMERA UNIT AND MULTIMEDIA INFORMATION APPLIANCE HAVING THE SAME}

본 발명은 카메라 유닛 및 이를 갖는 멀티미디어 정보기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메모리 개수를 감소시킬 수 있고, 화질 저하를 방지할 수 있는 카메라 유닛 및 이를 구비하는 멀티미디어 정보기기에 관한 것이다.

이동통신 단말기의 기능이 진보함에 따라, 카메라 기능, 멀티미디어 재생 기능과 같이 무선 통신 외적인 기능들이 이동 통신 단말기에 부가되고 있다. 카메라 기능은 이동통신단말기의 표시창 개선과 고속 통신의 실현에 의해 점차 활용 범위를 넓혀가고 있다. 즉, 카메라 모듈이 내장된 이동통신 단말기의 보급은 증가 추세에 있고, 이동통신 단말기에 탑재된 카메라 모듈의 성능(화소 등)은 점차 고급화되어가고 있는 실정이다.

종래의 카메라 유닛은 렌즈부로부터 광학 신호를 수신하여 전기적 신호로 출력하는 이미지 센서, 이미지 센서에서 출력되는 전기적 신호를 이미지 신호로 변환하는 이미지 시그널 프로세서(Image Signal Processer: ISP) 및 ISP로부터 이미지 신호를 수신하여 처리하는 응용 프로세서로 이루어진다.

따라서, 본 발명의 목적은 전체적인 메모리 개수를 감소시키고, 화질이 저하되는 것을 방지하기 위한 카메라 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 카메라 유닛을 구비하는 멀티미디어 정보기기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 카메라 유닛은 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 응용 프로세서, 및 프레임 메모리를 포함한다.

이미지 센서는 렌즈부로부터 광학 신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하고, 이미지 시그널 프로세서는 상기 전기적 신호를 수신하여 이미지 신호로 변환하고, 상기 이미지 센서 및 상기 렌즈부의 특성을 제어하는 제1 서브 블럭, 및 상기 제1 서브 블럭을 통해 상기 이미지 신호로 공급받아 부가적인 기능을 처리하는 제2 서브 블럭을 포함한다.상기 응용 프로세서는 상기 제2 서브 블럭으로부터 상기 이미지 신호를 공급받아 처리한다. 상기 프레임 메모리는 상기 제2 서브 블럭 및 상기 응용 프로세서에 연결되어 신호들을 저장한다.

여기서, 상기 이미지 센서 및 상기 제1 서브 블럭은 제1 칩으로 구성되고, 상기 제2 서브 블럭 및 상기 응용 프로세서는 제2 칩으로 구성되며, 상기 제2 칩은 상기 프레임 메모리에 연결된다.

본 발명에 따른 멀티미디어 정보기기는 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세 서, 응용 프로세서, 프레임 메모리, 및 영상표시유닛을 포함한다.

이미지 센서는 렌즈부로부터 광학 신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하고, 이미지 시그널 프로세서는 상기 전기적 신호를 수신하여 이미지 신호로 변환하고, 상기 이미지 센서 및 상기 렌즈부의 특성을 제어하는 제1 서브 블럭, 및 상기 제1 서브 블럭을 통해 상기 이미지 신호로 공급받아 처리하는 제2 서브 블럭을 포함한다.상기 응용 프로세서는 상기 제2 서브 블럭으로부터 상기 이미지 신호를 공급받아 처리한다. 상기 프레임 메모리는 상기 제2 서브 블럭 및 상기 응용 프로세서에 연결되어 신호들을 저장한다. 상기 영상표시유닛은 처리된 상기 이미지 신호를 수신하여 화면에 영상을 디스플레이한다.

이와 같은 카메라 유닛 및 이를 갖는 멀티미디어 정보기기에 따르면, 이미지 시그널 프로세서는 렌즈부 및 이미지 센서를 컨트롤하는 기능 블럭들로 이루어진 제1 서브 블럭 및 이미지 신호를 처리하는 기능 블럭들로 이루어진 제2 서브 블럭으로 구분되며, 제2 서브 블럭과 응용 프로세서로 구성된 프로세스 칩에만 프레임 메모리가 연결된다.

따라서, 카메라 유닛의 부품 개수를 감소시킬 수 있고, 성능 저하를 방지할 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 유닛의 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 유닛(100)은 이미지 센서(120), 이미지 시그널 프로세서(130), 응용 프로세서(140) 및 프레임 메모리(150)를 포함한다.

이미지 센서(120)는 렌즈부로부터 영상에 대한 광학 신호를 수신하여 전기적 신호로 변환한다. 이미지 센서(120)로부터 생성된 전기적 신호는 이미지 시그널 프로세서(Image Signal Processor; 이하, ISP)(130)로 전송된다.

ISP(130)는 이미지 센서(120)에서 출력되는 전기적 신호를 이미지 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 즉, ISP(130)는 이미지 센서(120)에서 출력되는 전기적 신호를 디지털 형태의 이미지 신호로 변환하여 출력한다. 또한, ISP(130)는 이미지 센서(120) 및 렌즈부를 컨트롤하는 기능을 수행한다.

응용 프로세서(140)는 ISP(130)로부터 공급된 영상 신호를 압축 및 복원하거나, 디스플레이를 위한 처리를 수행한다.

본 발명의 일 예로, ISP(130)는 제1 및 제2 서브 블록(131, 132)으로 이루어진다. 제1 서브 블록(131)은 이미지 센서(120) 및 렌즈부를 컨트롤하는 기능 블럭들로 이루어지므로, 프레임 메모리(150)를 필요로 하지 않는다. 반면, 제2 서브 블록(132)은 이미지 신호를 처리하는 기능 블럭들로 이루어지므로, 처리된 결과 신호 를 저장해야하므로 프레임 메모리(150)를 필요로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이미지 센서(120) 및 제1 서브 블럭(131)은 하나의 센서 칩(C1)으로 구성되고, 응용 프로세서(140) 및 제2 서브 블럭(132)은 프로세서 칩(C2)으로 구성된다. 프레임 메모리(150)는 프로세서 칩(C2)에 연결되고, 제2 서브 블럭(132) 및 응용 프로세서(140)는 프레임 메모리(150)에 신호를 저장하거나 저장된 신호를 독출하여 이용한다.

제1 서브 블럭(131)은 이미지 센서(120)에 직접적으로 연결되므로, 이미지 센서(120) 및 렌즈부의 특성을 고려하여 상기 ISP(130)의 파라미터 값을 튜닝하기 용이하다. 반면, 상기 제2 서브 블럭(132)은 상기 제1 서브 블럭(131)을 통해 상기 이미지 센서(120)와 연결되면서, 프로세서 칩(C2)에 구비되어 프레임 메모리(150)를 사용할 수 있다.

따라서, 상기 프로세서 칩(C1)에만 프레임 메모리를 연결하므로, 그 결과 카메라 유닛(100)에 구비되는 프레임 메모리의 개수를 감소시킬 수 있다.

도 1을 참조하면, 제1 서브 블럭(131)과 제2 서브 블럭(132)의 사이에는 인터페이스를 위한 데이터 라인(L1) 및 컨트롤 라인(L2)이 구비된다. 데이터 라인(L1)은 제1 서브 블럭(131)으로부터 출력된 이미지 신호를 제2 서브 블럭(132)으로 전송한다. 컨트롤 라인(L2)은 제1 서브 블럭(131)의 기능 블럭들 중 하나 이상의 기능 블럭으로부터 처리된 결과값을 제2 서브 블럭(132)의 해당 기능 블럭으로 전송하고, 제2 서브 블럭(132)의 기능 블럭들 중 하나 이상의 기능 블럭으로부터 처리된 결과값을 제1 서브 블럭(131)의 해당 기능 블럭으로 전송한다. 본 발명의 일 예로, 상기 컨트롤 라인(L2)으로는 라인 수가 적으며 비교적 고속으로 신호를 전송할 수 있는 HS-SPI이 이용될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 제1 및 제2 서브 블럭의 블럭도이다.

도 2를 참조하면, 제1 서브 블럭(131)은 게인 컨트롤(gain control) 블럭(131a), 자동 초점(auto focus) 블럭(131b), 및 자동 노출(auto exposure) 제어블럭(131c)을 포함한다. 게인 컨트롤 블럭(131a)은 이미지 센서(120)로부터 출력되는 신호의 강도를 조절하여 출력하고, 자동 초점 블럭(131b)은 렌즈부의 초점을 자동으로 설정한다. 자동 노출 제어블럭(131c)은 이미지 센서(120)의 노출 시간을 조절하여 이미지 센서(120)의 밝기를 자동으로 조정한다.

제2 서브 블럭(132)은 노이즈 저감(noise reduction) 블럭(132a), 페이스 디텍션(face detection) 블럭(132b) 및 디지털 안정화(digital image stabilixer) 블럭(132c)을 포함한다. 노이즈 저감 블럭(132a)은 한 프레임 이상의 이미지 신호를 이용하여 노이즈를 제거한다. 본 발명의 일 예로, 노이즈 저감 블럭(132a)은 다수개의 프레임 이미지 신호를 이용하여 노이즈를 제거하는 3D 노이즈 저감 블럭으로 이루어질 수 있다. 페이스 디텍션 블럭(132b)은 영상에서 사람의 얼굴을 찾아내어 인식하고, 디지털 안정화 블럭(132c)은 손의 떨림을 방지하는 기능을 수행한다.

제1 및 제2 서브 블럭(131, 132)은 컨트롤 라인(L2)을 통해 데이터를 주고받을 수 있다. 예를 들어, ISO 감도를 조절하는 경우에는 게인 컨트롤 블럭(131a)에서 이미지 센서(120)로부터 수신한 이미지 신호의 강도를 증가시킬 필요가 있다. 그러나, 이미지 신호의 강도를 조절하는 과정에서 노이즈가 함께 증가되므로, 이 사실을 노이즈 저감 블럭(132a)에 알려주어야 노이즈 저감 블럭(132a)은 강한 필터링을 수행할 수 있다. 따라서, 강도가 조절된 신호는 제1 컨트롤 라인(L2-1)을 통해 노이즈 저감 블럭(132a)으로 전송되는 것이다.

또한, 페이스 디텍션 블럭(132b)은 인식한 얼굴의 위치를 제2 컨트롤 라인(L2-2)을 통해 상기 자동 초점 블럭(131b)으로 알려준다. 따라서, 자동 초점 블럭(131b)은 포커싱 작업을 인식된 얼굴이 위치하는 부분을 중심으로 수행할 수 있다.

자동 노출 제어블럭(131c)에서 이용한 파라미터는 제3 컨트롤 라인(L2-3)을 통해 디지털 안정화 블럭(132c)으로 전송된다. 자동 노출 제어블럭(131c)에 의해서 셔터 속도가 느려지면, 손떨림에 의해서 영상에 얼룩이 발생할 수 있다. 따라서, 셔터 속도에 대한 정보가 디지털 안정화 블럭(132c)에 전송되면, 이를 이용하여 손떨림 보정 정도를 조정할 수 있다.

이처럼, 제1 및 제2 서브 블럭(131, 132) 사이에는 이미지 신호를 전송하는 데이터 라인(L1) 이외에 컨트롤 데이터를 주고 받기 위한 컨트롤 라인(L2)이 추가로 구비되어, 각 블럭 사이의 정보를 이용할 수 있다.

도면에 도시하지는 않았지만, 제1 서브 블럭(131)은 음영 보정(shading correction) 블럭, RGB 보간(RGB interpolation) 블럭, 색상 공간 변환(color space conversion) 블럭, 감마 보정(gamma correction) 블럭, 자동 화이트 밸런스(auto white balane) 블럭, 및 휴 컨트롤(hue control) 블럭 등을 더 포함할 수 있다.

도면에 도시하지는 않았지만, 위 기능 블럭들 중 제2 서브 블럭(132)의 기능 블럭들과 데이터 교환이 필요한 기능 블럭도 컨트롤 라인(L2)을 통해 해당 기능 블럭과 연결되는 것은 당업자에게 자명하다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티미디어 정보기기의 블럭도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티미디어 정보기기(300)는 카메라 유닛(100) 및 영상표시유닛(200)을 포함한다. 상기 카메라 유닛(100)의 구성은 도 1에 도시된 구성과 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

영상표시유닛(200)은 LCD 컨트롤러(210), 프레임 메모리(220), LCD 드라이버(230) 및 LCD 패널(240)을 포함한다. LCD 컨트롤러(210)는 카메라 유닛(100)의 응용 프로세서(140)에 연결되어 이미지 신호를 수신하고, LCD 드라이버(230)와의 인터페이스 사양에 맞도록 이미지 신호의 데이터 포맷을 변환하여 출력한다. 또한, LCD 컨트롤러(210)는 LCD 드라이버(230)를 구동하는데 필요한 각종 제어신호를 출력한다.

프레임 메모리(220)는 LCD 컨트롤러(210)와 연결된다. 따라서, 상기 LCD 컨트롤러(210)는 이미지 신호를 상기 프레임 메모리(220)에 기입 및 독출할 수 있다.

LCD 드라이버(230)는 LCD 컨트롤러(210)로부터 공급된 이미지 신호 및 각종 제어신호에 응답하여 LCD 패널(240)을 구동하는데 필요한 데이터 신호 및 게이트 신호를 출력한다. 따라서, LCD 패널(240)은 데이터 신호 및 게이트 신호에 응답하여 카메라 유닛(100)으로부터 전송된 이미지를 표시한다. 도면에 도시하지는 않았 지만, LCD 드라이버(230)는 게이트 신호를 출력하는 게이트 드라이버 및 데이터 신호를 출력하는 데이터 드라이버를 포함할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 2는 도 1에 도시된 제1 및 제2 서브 블럭의 블럭도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 카메라 유닛 120 : 이미지 센서

130 : ISP 131, 132 : 제1 및 제2 서브 블럭

140 : 프로세서 150 : 프레임 메모리

200 : 영상표시기기 210 : LCD 컨트롤러

230 : LCD 드라이버 230 : LCD 패널

300 : 멀티미디어 정보기기

Claims

렌즈부로부터 광학 신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서;

상기 전기적 신호를 수신하여 이미지 신호로 변환하고, 상기 이미지 센서 및 상기 렌즈부의 특성을 제어하는 제1 서브 블럭, 및 상기 제1 서브 블럭을 통해 상기 이미지 신호로 공급받아 처리하는 제2 서브 블럭을 포함하는 이미지 시그널 프로세서;

상기 제2 서브 블럭으로부터 상기 이미지 신호를 공급받아 처리하는 응용 프로세서; 및

상기 제2 서브 블럭 및 상기 응용 프로세서에 연결되어 신호들을 저장하는 프레임 메모리를 포함하고,

상기 이미지 센서 및 상기 제1 서브 블럭은 제1 칩으로 구성되고, 상기 제2 서브 블럭 및 상기 응용 프로세서는 제2 칩으로 구성되며, 상기 제2 칩은 상기 프레임 메모리에 연결되는 것을 특징으로 하는 카메라 유닛.
제1항에 있어서, 상기 제1 서브 블럭은 상기 프레임 메모리를 사용하지 않는 기능 블럭들로 이루어지고,

상기 제2 서브 블럭은 상기 프레임 메모리를 사용하는 기능 블럭들로 이루어진 것을 특징으로 하는 카메라 유닛.
제1항에 있어서, 상기 제1 서브 블럭으로부터 출력된 상기 이미지 신호를 상기 제2 서브 블럭으로 전송하는 데이터 라인; 및

상기 제1 서브 블럭에서 처리된 결과 데이터를 상기 제2 서브 블럭으로 전송하고, 상기 제2 서브 블럭에서 처리된 결과 데이터를 상기 제1 서브 블럭으로 전송하는 컨트롤 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 유닛.
제3항에 있어서, 상기 컨트롤 라인은 HS-SPI로 이루진 것을 특징으로 하는 카메라 유닛.
제3항에 있어서, 상기 제1 서브 블럭은,

상기 이미지 센서로부터 출력되는 신호의 강도를 조절하는 게인 컨트롤 블럭;

상기 렌즈부의 초점을 자동으로 설정하는 자동 초점 블럭; 및

상기 이미지 센서의 노출 시간을 조절하여 상기 이미지 센서의 밝기를 자동으로 조정하는 자동 노출 제어블럭을 포함하는 카메라 유닛.
제5항에 있어서, 상기 제2 서브 블럭은,

한 프레임 이상의 이미지 신호를 이용하여 노이즈를 제거하기 위한 노이즈 저감 블럭;

사람의 얼굴을 인식하는 페이스 디텍션 블럭; 및

손떨림을 방지하기 위한 디지털 안정화 블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 유닛.
제6항에 있어서, 상기 게인 컨트롤 블럭에 의해 강도가 조절된 신호는 상기 컨트롤 라인을 통해 상기 노이즈 저감 블럭으로 전송되는 것을 특징으로 하는 카메라 유닛.
제6항에 있어서, 상기 페이스 디텍션 블럭에 의해서 얼굴의 위치를 인식한 신호는 상기 컨트롤 라인을 통해 상기 자동 초점 블럭으로 전송되는 것을 특징으로 하는 카메라 유닛.
제6항에 있어서, 상기 자동 노출 제어블럭에서 이용한 파라미터는 상기 컨트롤 라인을 통해 상기 디지털 안정화 블럭으로 전송되는 것을 특징으로 하는 카메라 유닛.
렌즈부로부터 광학 신호를 수신하여 전기적 신호로 변환하는 이미지 센서;

상기 전기적 신호를 수신하여 이미지 신호로 변환하고, 상기 이미지 센서 및 상기 렌즈부의 특성을 제어하는 제1 서브 블럭, 및 상기 제1 서브 블럭을 통해 상기 이미지 신호로 공급받아 처리하는 제2 서브 블럭을 포함하는 이미지 시그널 프로세서;

상기 제2 서브 블럭으로부터 상기 이미지 신호를 공급받아 처리하는 응용 프로세서;

상기 제2 서브 블럭 및 상기 응용 프로세서에 연결되어 신호들을 저장하는 프레임 메모리; 및

처리된 상기 이미지 신호를 수신하여 화면에 영상을 디스플레이하는 영상표시모듈을 포함하고,

상기 이미지 센서 및 상기 제1 서브 블럭은 제1 칩으로 구성되고, 상기 제2 서브 블럭 및 상기 응용 프로세서는 제2 칩으로 구성되며, 상기 제2 칩은 상기 프레임 메모리에 연결되는 것을 특징으로 하는 멀티미디어 정보기기.