KR101545218B1 - Image sensor, photographing apparatus having the same, and driving method the same - Google Patents

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KR101545218B1 KR1020140037550A KR20140037550A KR101545218B1 KR 101545218 B1 KR101545218 B1 KR 101545218B1 KR 1020140037550 A KR1020140037550 A KR 1020140037550A KR 20140037550 A KR20140037550 A KR 20140037550A KR 101545218 B1 KR101545218 B1 KR 101545218B1
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강인구
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(주) 픽셀플러스
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Abstract

The present invention relates to an image sensor, a photographing apparatus including the same, and a driving method thereof. Especially, the present invention relates to a technology regarding the image sensor which converts an external optical image signal into an electric image signal. The image sensor of the present invention comprises: an internal logic control portion for determining an illuminance level applied from a camera lens, and outputting a driving control signal for driving an external filter by changing a gain value in accordance with the illuminance level; and a light emitting control portion outputting a signal for controlling the operation of a light emitting device in the form of a pulse by corresponding to the illuminance level applied from the internal logic control portion.

Description

이미지 센서, 이를 포함하는 촬영 장치 및 구동 방법{IMAGE SENSOR, PHOTOGRAPHING APPARATUS HAVING THE SAME, AND DRIVING METHOD THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an image sensor, a photographing apparatus including the same,

본 발명은 이미지 센서, 이를 포함하는 촬영 장치 및 구동 방법에 관한 것으로서, 특히, 외부의 광학 영상신호를 전기 영상신호로 변환하는 이미지 센서에 관한 기술이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image sensor, a photographing apparatus and a driving method including the same, and more particularly, to an image sensor for converting an external optical image signal into an electrical image signal.

일반적으로 이미지 센서는 외부의 광학 영상신호를 전기 영상신호로 변환하는 장치이다. 특히, CMOS 이미지 센서는 CMOS 제조 기술을 이용하여 제작된 이미지 센서이다. CMOS 이미지 센서에서 각 픽셀(Pixel)은 피사체의 대응 부분에서 복사되는 빛 신호를 포토다이오드를 이용하여 전자로 바꾼 후에 저장하고, 축적된 전자의 수에 비례하여 나타나는 전하량을 전압 신호로 바꾸어서 출력하는 방식을 사용한다. Generally, an image sensor is an apparatus that converts an external optical image signal into an electric image signal. In particular, a CMOS image sensor is an image sensor manufactured using CMOS manufacturing technology. In a CMOS image sensor, each pixel stores a light signal that is copied at a corresponding portion of the subject by using a photodiode, stores the charge, and converts the amount of charge, which is proportional to the number of accumulated electrons, Lt; / RTI >

이미지 센서는 크게 상보형-모스(CMOS) 기술을 사용하는 CMOS 이미지 센서와 전하결합소자(CCD;Charge Coupled Device) 기술을 사용하는 CCD 이미지 센서로 나뉘고 이들은 모두 반도체 기술을 이용하여 제작한다. Image sensors are divided into a CMOS image sensor using complementary-MOS (CMOS) technology and a CCD image sensor using charge coupled device (CCD) technology, all of which are manufactured using semiconductor technology.

이러한 CMOS 이미지 센서는 다양한 전자제품들, 예컨대, 모바일 폰(Mobile Phone), PC(Personal Computer)용 카메라(Camera), 비디오 카메라, 및 디지털 카메라 등에서 광범위하게 사용되고 있는 디바이스(Device) 이다. Such a CMOS image sensor is a device widely used in various electronic products such as a mobile phone, a camera for a PC (Personal Computer), a video camera, a digital camera, and the like.

CMOS 이미지 센서는 기존에 이미지 센서로 사용되던 CCD에 비해 구동방식이 간편하며, 신호 처리 회로(Signal Processing Circuit)를 한 칩에 집적할 수 있어서 SoC(System On Chip)가 가능하므로 모듈의 소형화를 가능하게 한다. 또한, 기존에 셋-업(Set-up) 된 CMOS 기술을 호환성 있게 사용할 수 있으므로 제조 단가를 낮출 수 있는 등 많은 장점이 있기 때문에 그 수요가 날로 급증하고 있는 상황이다. The CMOS image sensor is easier to drive than the CCD that was used as an image sensor and can integrate a signal processing circuit on a single chip, thus enabling a system on chip (SoC), which enables miniaturization of the module. . In addition, since there is a lot of advantages such as the fact that the set-up CMOS technology can be used in compatibility with the conventional technology, the demand for the CMOS technology is rapidly increasing.

통상적으로 디지털 카메라, 캠코더 및 카메라 기능이 구현된 휴대용 단말기 등과 같이 이미지 센서를 포함하는 촬영 장치는 렌즈를 통하여 들어오는 영상을 이미지 센서로 촬상하여 영상 신호를 획득한다. 그리고, 그 영상 신호를 디지털 영상 데이터로 변환하여 액정 화면에 프리뷰(preview) 화면으로 표시한다. 프리뷰 영상이 표시된 상태에서 사용자가 셔터 키(shutter key)를 누르면 영상 데이터는 영상 압축되어 사진 데이터로 저장된다.2. Description of the Related Art A photographing apparatus including an image sensor, such as a digital camera, a camcorder, and a portable terminal having a camera function, captures an image coming through a lens with an image sensor to acquire a video signal. Then, the video signal is converted into digital video data and displayed on a liquid crystal screen as a preview screen. When the user presses the shutter key while the preview image is displayed, the image data is compressed and stored as image data.

도 1은 종래의 이미지 센서를 포함하는 촬영 장치에 관한 구성도이다. 1 is a configuration diagram of a photographing apparatus including a conventional image sensor.

종래의 촬영 장치는 카메라 렌즈(10)와, 필터(filter, 12)와, 이미지 센서(14), 구동부(16), 조도 센서(18)와, 컨트롤 유닛(Control Unit, 20) 및 발광소자(22)를 포함한다. 여기서, 발광소자(22)는 발광 다이오드(LED;Light Emitting Diode) 또는 적외선(IR;Infrared) 발광 다이오드(LED)로 이루어진다. The conventional photographing apparatus includes a camera lens 10, a filter 12, an image sensor 14, a driving unit 16, an illuminance sensor 18, a control unit 20, 22). Here, the light emitting device 22 is composed of a light emitting diode (LED) or an infrared (IR) light emitting diode (LED).

먼저, 필터(12)는 카메라 렌즈(10)로부터 인가되는 광원의 종류에 따라 이미지 센서(14)의 표면에 투과되는 빛의 파장을 바꾸고 빛의 양을 조절한다. First, the filter 12 changes the wavelength of light transmitted through the surface of the image sensor 14 and adjusts the amount of light according to the type of the light source applied from the camera lens 10.

조도 센서(18)는 주위의 밝기 정보를 검출하고, 조도 센서(18)에서 검출된 밝기 정보는 컨트롤 유닛(20)에 입력된다. The brightness sensor 18 detects the brightness information of the surroundings and the brightness information detected by the brightness sensor 18 is input to the control unit 20. [

그리고, 컨트롤 유닛(20)은 조도 센서(18)로부터 인가된 밝기 정보를 제어하여 발광소자(22)의 턴 온 또는 턴 오프 동작을 제어하게 된다. 또한, 컨트롤 유닛(20)은 조도 센서(18)로부터 인가된 밝기 정보를 구동부(16)에 출력한다. 구동부(16)는 컨트롤 유닛(20)으로부터 인가된 조도 정보에 따라 필터(12)의 동작을 제어한다. The control unit 20 controls the brightness information applied from the illuminance sensor 18 to control the turn-on or turn-off operation of the light emitting element 22. [ Further, the control unit 20 outputs the brightness information applied from the illuminance sensor 18 to the driving unit 16. The driving unit 16 controls the operation of the filter 12 in accordance with the illumination information applied from the control unit 20. [

이미지 센서(14)는 피사체를 촬영하여 아날로그 또는 디지털 비디오 신호를 출력하게 된다. The image sensor 14 photographs a subject and outputs an analog or digital video signal.

최근에 들어, 단말기 시장에서는 감시용 또는 도어 락(Door lock) 등에 사용되고 있는 카메라(Camera)의 저조도 감도의 향상을 위해 LED 또는 IR LED를 필수 요소로 사용하고 있다. 즉, 주위 환경의 조도에 따라 발광소자(22)를 제어하기 위해 조도 센서(18)를 사용하게 된다. Recently, in the terminal market, LED or IR LED is used as an essential element to improve the low light sensitivity of a camera used for surveillance or door lock. That is, the illuminance sensor 18 is used to control the light emitting element 22 according to the illuminance of the surrounding environment.

그런데, 종래의 촬영 장치는 이러한 조도 센서(18)의 센싱 결과를 입력받아 신호 처리를 수행하기 위해 아날로그 디지털 변환기 등을 내장한 컨트롤 유닛(20)을 이미지 센서(14)와는 별도로 구비하게 된다. 이에 따라, 이미지 센서(14)를 포함하는 촬영 시스템의 구현 비용이 증가할 뿐만 아니라, 시스템의 부피가 커지게 되는 문제점이 있다. However, in the conventional photographing apparatus, a control unit 20 incorporating an analog-to-digital converter or the like is provided separately from the image sensor 14 in order to perform signal processing by receiving the sensing result of the illuminance sensor 18. [ As a result, not only the implementation cost of the imaging system including the image sensor 14 increases but also the volume of the system becomes large.

또한, 카메라 제품에서 저조도시 광원을 확보하기 위해서 IR LED를 많이 사용한다. IR LED를 사용하기 위해서는 이미지 센서(14)에 IR LED 광원이 투과될 수 있게 필터(12)를 열어 놓아야 한다. In addition, IR LEDs are often used in camera products in order to secure a light source at low illumination. In order to use the IR LED, the filter 12 must be opened so that the IR LED light source can be transmitted to the image sensor 14.

원래 IR LED를 사용하지 않는 제품은 IR을 차단하는 필터를 사용한다. 반면에, IR LED를 사용하는 카메라 제품은 IR과 가시 광원이 둘 다 투과될 수 있게 듀얼 밴드 패스 필터를 장착한다. 여기서, 듀얼 밴드 패스 필터는 가시 광원 영역과 IR 영역의 특정 파장 대만 패스 되는 필터를 말한다. 종래의 카메라 제품에서는 밤에는 IR LED를 켜서 IR 광원으로 피사체를 확인하고, 낮에는 가시광선 영역으로 피사체를 확인한다. Products that do not use the original IR LED use a filter that blocks the IR. On the other hand, camera products using IR LEDs are equipped with dual bandpass filters to allow both IR and visible light to be transmitted. Here, the dual bandpass filter refers to a filter that passes only a specific wavelength band in the visible light source region and the IR region. In conventional camera products, the IR LED is turned on at night to check the subject with an IR light source, and the subject is confirmed in the visible light region during the day.

하지만, 이렇게 듀얼 밴드 패스 필터를 장착하게 되면 2개의 광원에 의해 센서의 색 재현에 문제가 발생하게 된다. 즉, 듀얼 밴드 패스 필터를 쓰게 되는 경우 색을 표현할 수 없는 IR 광원에 의해 색 재현에 문제가 발생하게 된다. However, when the dual bandpass filter is installed in such a manner, there arises a problem in the color reproduction of the sensor by the two light sources. That is, when a dual bandpass filter is used, a color reproduction problem arises due to an IR light source that can not express color.

예를 들어, 듀얼 밴드 패스를 장착하게 되면 밤에는 IR 광원을 모두 확보하기가 어렵고, 낮에도 IR 영역이 투과됨으로써 색 재현성에 문제가 발생 되기도 한다. 그래서, 상대적으로 IR 광원이 많이 입사되지 않도록 하기 위해 IR 광원의 투과 특성에서 투과율과 투과 밴드 폭을 줄일 수밖에 없다. For example, if a dual band pass is installed, it is difficult to secure all of the IR light sources at night, and the IR region is transmitted through the daytime, thereby causing color reproducibility problems. Therefore, in order to prevent the IR light source from being relatively incident, the transmittance and the transmission band width of the IR light source can be reduced.

이렇게 하면 색 재현성이 개선될 수는 있지만, 반대로 저조도시 IR LED의 광량을 충분히 받아들이지 못해 화면이 어두워지게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 펄스 방식의 신호를 사용하는 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(12)를 이용하게 된다. 여기서, 펄스 제어 방식을 사용하지 않는 필터는 전류가 너무 많이 소비되므로 펄스 제어 방식의 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(12)를 사용하게 된다. This can improve color reproducibility, but on the contrary, when the light is low, the IR LED does not accept enough light to darken the screen. To solve this problem, a TDN (True Day & Night) module filter 12 using a pulse signal is used. Here, since the filter not using the pulse control method consumes too much current, the TDN (True Day & Night) module filter 12 of the pulse control type is used.

그런데, 이렇게 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(12)를 사용하는 종래의 이미지 센서는 펄스를 생성하기 위해 컨트롤 유닛(20) 및 기타 소자들이 추가로 구비되어야 한다. However, in the conventional image sensor using the TDN (True Day & Night) module filter 12, the control unit 20 and other elements must be additionally provided to generate pulses.

즉, 종래의 카메라 모듈은 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(12)를 제어하기 위한 펄스를 제어하고 조도를 확인하기 위한 컨트롤 유닛(20)을 별도로 구비해야 한다. 그리고, 종래의 카메라 모듈은 조도의 양을 판별하기 위해 조도센서를 사용할 수밖에 없다. 이러한 경우 이미지 센서(14)를 포함하는 촬영 시스템의 구현비용이 증가할 뿐만 아니라, 시스템의 부피가 커지게 되는 문제점이 있다. That is, the conventional camera module needs to separately include a control unit 20 for controlling the pulse for controlling the TDN (True Day & Night) module filter 12 and confirming the illuminance. In addition, the conventional camera module has to use an illuminance sensor to discriminate the amount of illuminance. In this case, not only the implementation cost of the photographing system including the image sensor 14 increases but also the volume of the system becomes large.

본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 이미지 센서 내에 TDN(True Day & Night) 모듈 필터를 제어할 수 있는 기능과 발광 다이오드(LED;Light Emitting Diode) 제어 기능을 내장하여 시스템을 간편화시키고 소형화시키며 시스템의 단가를 줄일 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide an image sensor in which a TDN (True Day & Night) module filter control function and a light emitting diode (LED) So that the cost of the system can be reduced.

본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서는, 카메라 렌즈로부터 인가된 조도 레벨을 판단하고, 조도 레벨의 변화에 대응하여 이득 값을 변화시켜 외부의 필터를 구동하기 위한 구동 제어신호를 출력하는 내부 로직 제어부; 및 내부 로직 제어부로부터 인가되는 조도 레벨의 변화에 대응하여 발광 소자의 동작을 제어하기 위한 신호를 가변되는 펄스 형태로 출력하는 발광 제어부를 포함하고, 내부 로직 제어부는 조도 레벨을 판단하는 조도 판단부; 및 조도 레벨에 대응하여 필터의 동작 시점을 제어하기 위한 정보를 저장하는 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미지 센서를 포함하는 촬영 장치는, 카메라 렌즈로부터 인가된 조도 레벨을 판단하고, 영상을 촬영하여 영상 신호를 출력하는 이미지 센서; 이미지 센서의 제어에 따라 동작하는 구동부; 구동부의 출력신호에 따라 동작하는 필터; 및 이미지 센서의 제어에 따라 동작하며 조도 레벨에 대응하여 동작하는 발광부를 포함하고, 이미지 센서는 조도 레벨을 판단하고, 조도 레벨의 변화에 대응하여 이득 값을 변화시켜 필터를 구동하기 위한 구동 제어신호를 출력하는 내부 로직 제어부; 및 조도 레벨의 변화에 대응하여 발광부의 동작을 제어하기 위한 신호를 가변되는 펄스 형태로 출력하는 발광 제어부를 포함하며, 내부 로직 제어부는 조도 레벨을 판단하는 조도 판단부; 및 조도 레벨에 대응하여 필터의 동작 시점을 제어하기 위한 정보를 저장하는 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다. An image sensor according to an embodiment of the present invention includes an internal logic controller for determining a luminance level applied from a camera lens and outputting a drive control signal for driving an external filter by changing a gain value in accordance with a change in luminance level, ; And a light emission control section for outputting a signal for controlling the operation of the light emitting device in a variable pulse shape corresponding to a change in illuminance level applied from the internal logic control section, wherein the internal logic control section includes an illuminance determination section for determining the illuminance level; And a register for storing information for controlling the operation timing of the filter corresponding to the illuminance level.
According to another aspect of the present invention, there is provided a photographing apparatus including an image sensor, including: an image sensor for determining an illuminance level applied from a camera lens, photographing an image, and outputting an image signal; A driving unit operating according to control of the image sensor; A filter operating according to an output signal of the driving unit; And a light emitting unit that operates in accordance with the control of the image sensor and operates in accordance with the illuminance level. The image sensor determines the illuminance level, changes the gain value in accordance with the change of the illuminance level, An internal logic controller for outputting an output signal; And a light emission control unit for outputting a signal for controlling the operation of the light emitting unit in a variable pulse shape corresponding to the change of the illumination level, wherein the internal logic control unit includes an illuminance determination unit for determining the illumination level; And a register for storing information for controlling the operation timing of the filter corresponding to the illuminance level.

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또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이미지 센서의 구동 방법은, 조도 레벨이 제 1임계 값 이상인 경우 이미지 센서의 이득 값이 변화되고 TDN(True Day & Night) 모듈 필터가 적외선(IR)-컷 상태가 되고, 발광소자가 턴 오프 상태를 유지하는 단계; 조도 레벨이 제 1임계 값보다 낮은 제 2임계 값 이하인 경우 TDN 모듈 필터가 적외선(IR)-컷 상태에서 적외선(IR)-오픈 상태로 변화되는 단계; 이미지 센서에 설정된 이득 값에 따라 발광부를 턴 온 시키고, 이득 값을 고정시키는 단계; 발광부를 턴 온 시키고 이득 값을 변화시키는 단계; 조도 레벨이 제 1임계 값 레벨까지 상승하는 구간에서 상기 발광부의 턴 온 상태를 유지하고 이득 값을 변화시키는 단계; 및 조도 레벨이 제 1임계 값 이상으로 상승하는 경우 TDN 모듈 필터를 적외선(IR)-컷 상태로 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of driving an image sensor, the method comprising: when a luminance level of the image sensor is changed when the illuminance level is equal to or greater than a first threshold value, The light emitting element is in a cut state, and the light emitting element is maintained in a turned off state; Changing the TDN module filter from an infrared (IR) -cut state to an infrared (IR) -open state when the illuminance level is lower than a second threshold value lower than the first threshold value; Turning on the light emitting unit according to the gain value set in the image sensor and fixing the gain value; Turning on the light emitting portion and changing the gain value; Maintaining a turn-on state of the light emitting unit and changing a gain value in a period in which the illuminance level rises to a first threshold level; And changing the TDN module filter to an infrared (IR) -cut state when the illuminance level rises above a first threshold value.

본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다. The present invention has the following effects.

첫째, 이미지 센서 내에 TDN(True Day & Night) 모듈 필터를 제어할 수 있는 제어부를 구비하여 이미지 센서를 이용한 카메라 모듈의 사이즈와 제조 단가를 줄일 수 있도록 한다. First, a controller for controlling the TDN (True Day & Night) module filter is provided in the image sensor, so that the size and manufacturing cost of the camera module using the image sensor can be reduced.

둘째, 이미지 센서만으로 발광 다이오드(LED;Light Emitting Diode)의 턴 온, 턴 오프 동작 및 밝기를 조정하여 조도 센서가 불필요하므로 시스템을 간편화시킬 수 있도록 한다. Second, since the illuminance sensor is unnecessary by adjusting the turn-on and turn-off operation and brightness of a light emitting diode (LED) with only the image sensor, the system can be simplified.

셋째, 별도의 컨트롤 유닛을 사용하지 않고 이미지 센서가 TDN(True Day & Night) 모듈 필터와 발광 다이오드(LED;Light Emitting Diode)의 발열, 소비 전류 등을 제어하므로 시스템을 소형화시키고 제조 단가를 줄일 수 있도록 한다. Third, the image sensor can control the heat and consumption current of the TDN (True Day & Night) module filter and the light emitting diode (LED) without using a separate control unit, .

넷째, 카메라 모듈에 TDN(True Day & Night) 모듈 필터를 사용하여 가시광 영역에서는 이미지 센서의 컬러 표현을 향상시키고 적외선(IR;Infrared) 영역에서는 이미지 센서의 감도를 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 제공한다. Fourth, the TDN (True Day & Night) module filter is used in the camera module to improve the color representation of the image sensor in the visible light region and improve the sensitivity of the image sensor in the infrared (IR) region .

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions, and substitutions may be made to the invention by way of example, without departing from the spirit and scope of the appended claims. As shown in Fig.

도 1은 종래의 이미지 센서를 포함하는 촬영 장치에 관한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 및 이를 포함하는 촬영 장치에 관한 구성도.
도 3은 도 2의 발광부에 관한 상세 회로도.
도 4는 도 2의 발광 제어부를 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 2의 구동부에 관한 상세 회로도.
도 6은 도 2의 이미지 센서의 구동 방법을 설명하기 위한 도면. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a photographing apparatus including a conventional image sensor. FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an image sensor and a photographing apparatus including the same.
FIG. 3 is a detailed circuit diagram of the light emitting unit of FIG. 2;
FIG. 4 is a view for explaining the light emission control section of FIG. 2; FIG.
5 is a detailed circuit diagram related to the driving unit of FIG.
6 is a diagram for explaining a driving method of the image sensor of FIG. 2;

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서 및 이를 포함하는 촬영 장치에 관한 구성도이다. 2 is a configuration diagram of an image sensor and a photographing apparatus including the same according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예는 카메라 렌즈(100)와, TDN(True Day & Night) 모듈 필터(filter, 110)와, 이미지 센서(120)와, 구동부(130) 및 발광부(150)를 포함한다. 여기서, 발광부(150)는 발광 다이오드(LED;Light Emitting Diode) 또는 적외선(IR;Infrared) 발광 다이오드(LED)로 이루어질 수 있다. The embodiment of the present invention includes a camera lens 100, a True Day & Night (TDN) module filter 110, an image sensor 120, a driving unit 130, and a light emitting unit 150. Here, the light emitting unit 150 may include a light emitting diode (LED) or an infrared (IR) light emitting diode (LED).

먼저, TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)는 카메라 렌즈(100)로부터 인가되는 광원의 종류에 따라 이미지 센서(120)의 표면에 투과되는 빛의 파장을 바꾸고 빛의 양을 조절한다. 즉, TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)는 IR 광원의 투과 여부를 결정한다. First, the TDN (True Day & Night) module filter 110 changes the wavelength of light transmitted through the surface of the image sensor 120 and adjusts the amount of light according to the type of the light source applied from the camera lens 100. That is, the TDN (True Day & Night) module filter 110 determines whether the IR light source is transmitted or not.

예를 들어, 빛의 양이 많은 경우 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)는 데이 필터(Day filter)의 상태가 된다. 그리고, 빛의 양이 적은 경우 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)는 나이트 필터(Night filter)의 상태가 된다. For example, if the amount of light is large, the TDN (True Day & Night) module filter 110 becomes a day filter state. If the amount of light is small, the TDN (True Day & Night) module filter 110 becomes a state of a night filter.

여기서, TDN(True Day & Night) 모듈은 야간에 선명한 영상을 제공하기 위해 흑백으로 자동 전환되는 기능이 탑재된 모듈이다. 이러한 TDN 모듈은 역광보정 기능과 사물과 배경의 명암 차가 클 때 양면을 모두 명확하게 보여주는 WDR(Wide dynamic range) 기능과 빛의 밝기에 상관없이 자연스럽고 선명한 영상을 제공하는 기능을 보유한다. Here, the TDN (True Day & Night) module is a module equipped with a function of automatically switching to black and white in order to provide a clear image at night. The TDN module has a backlight compensation function, a wide dynamic range (WDR) function that displays both sides clearly when the difference in contrast between objects and background is large, and a function to provide a natural and sharp image regardless of the brightness of the light.

즉, 고급형 감시 카메라는 주야간 감시 동작 중 최적의 피사체 식별력을 유지하기 위해 데이앤나이트(Day & Night) 기능을 사용한다. 데이앤나이트 기능은 주간의 충분한 조도가 있는 환경에서는 IR 대역의 파장을 차단하는 IR-컷(Cut) 필터를 이미지 센서(120) 앞에 위치시켜 깨끗한 컬러 영상을 생성하고, 야간의 저조도 환경에서는 IR-오픈(Open) 필터를 이미지 센서(120) 앞에 위치시켜 모든 파장 대의 영상을 입력받게 한 후 이미지를 생성하여 피사체의 식별력을 높이는 기능이다.In other words, the high-end surveillance camera uses Day & Night function to maintain optimum subject discrimination during day and night surveillance. In the day and night function, an IR-cut filter for blocking the wavelength of the IR band is placed in front of the image sensor 120 to generate a clear color image in an environment with sufficient daytime illumination, and in the low- An open filter is placed in front of the image sensor 120 to receive images of all wavelength bands, and then an image is generated to increase the discrimination power of the object.

구동부(130)는 이미지 센서(120)로부터 인가된 구동 신호에 따라 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)의 필터 전환 동작을 제어한다. The driving unit 130 controls the filter switching operation of the TDN (True Day & Night) module filter 110 according to the driving signal applied from the image sensor 120.

이미지 센서(120)는 피사체를 촬영하여 아날로그 또는 디지털 비디오 신호를 출력하게 된다. 그리고, 이미지 센서(120)는 카메라 렌즈(100)로부터 인가되는 조도의 양을 판단하여 발광부(150)에 구비된 발광소자의 턴 온 또는 턴 오프 동작을 제어하게 된다. 또한, 이미지 센서(120)는 카메라 렌즈(100)로부터 인가되는 밝기 정보에 따라 구동 제어신호를 구동부(130)에 출력한다. The image sensor 120 photographs a subject and outputs an analog or digital video signal. The image sensor 120 controls the turn-on or turn-off operation of the light emitting device provided in the light emitting unit 150 by determining the amount of illumination applied from the camera lens 100. Also, the image sensor 120 outputs a driving control signal to the driving unit 130 according to the brightness information applied from the camera lens 100.

이러한 본 발명의 실시예는 이미지 센서(120)가 IR LED의 턴 온, 턴 오프 동작을 제어하고 조도에 따라 IR LED의 밝기를 조절하여 카메라 렌즈에 가까이 다가오는 피사체에 대한 영상 포화(Saturation)를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 IR LED의 수명을 연장할 수 있으며, 전력 효율을 향상시킬 수 있도록 한다. In the embodiment of the present invention, the image sensor 120 controls the turn-on and turn-off operations of the IR LED and adjusts the brightness of the IR LED according to the illuminance, thereby preventing image saturation of the object approaching the camera lens can do. In addition, embodiments of the present invention can extend the lifetime of IR LEDs and improve power efficiency.

이를 위해, 이미지 센서(120)는 내부 로직 제어부(121)와, 발광 제어부(122)를 포함한다. 그리고, 내부 로직 제어부(121)는 조도 판단부(125)와, 레지스터(126)를 포함한다. To this end, the image sensor 120 includes an internal logic controller 121 and a light emission controller 122. The internal logic control unit 121 includes an illuminance determination unit 125 and a register 126. [

여기서, 내부 로직 제어부(121)는 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)를 제어하기 위한 신호처리 수단에 해당한다. 그리고, 내부 로직 제어부(121)는 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)를 제어하기 위한 구동 신호를 구동부(130)에 출력한다. Here, the internal logic controller 121 corresponds to signal processing means for controlling the TDN (True Day & Night) module filter 110. The internal logic controller 121 outputs a driving signal for controlling the TDN (True Day & Night) module filter 110 to the driving unit 130.

그리고, 발광 제어부(122)는 조도 판단부(125)로부터 인가되는 조도 레벨에 따라 발광부(150)에 구비된 발광소자의 턴 온 또는 턴 오프 동작을 선택적으로 제어하게 된다. The light emission control unit 122 selectively controls the turn-on or turn-off operation of the light emitting device provided in the light emitting unit 150 according to the illumination level applied from the illumination intensity determination unit 125.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예는 저조도 특성을 개선하기 위해 펄스 제어 방식의 신호를 사용하는 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)를 이용하게 된다. 그리고, 이미지 센서(120)의 외부에 펄스를 생성하기 위한 MCU(Micro controller unit) 또는 다른 컨트롤 유닛을 구비하지 않고, 이미지 센서(120)의 내부에 구비된 내부 로직 제어부(121)를 이용하여 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)의 제어에 필요한 펄스 신호를 생성하게 된다. The embodiment of the present invention having such a configuration uses a TDN (True Day & Night) module filter 110 using a signal of a pulse control method in order to improve a low illumination characteristic. The image sensor 120 may include a micro controller unit or other control unit for generating a pulse outside the image sensor 120. The internal logic controller 121 provided in the image sensor 120 may be used to generate a TDN (True Day & Night) module filter 110. In this case,

이에 따라, 본 발명의 실시예는 보드의 사이즈와 제품의 단가를 줄일 수 있게 된다. 또한, 이미지 센서(120)의 내부 로직 제어부(121)를 통해 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110) 제어하여 플리커(Flicker) 현상을 줄이고 저조도시 좀 더 많은 IR 광원을 확보할 수 있게 된다. Accordingly, the embodiment of the present invention can reduce the size of the board and the unit cost of the product. In addition, the TDN (True Day & Night) module filter 110 is controlled through the internal logic controller 121 of the image sensor 120 to reduce the flicker phenomenon and secure more IR light sources in low illumination .

도 3 도 2의 발광부(150)에 관한 상세 회로도이다. 3 is a detailed circuit diagram of the light emitting unit 150 of FIG.

발광부(150)는 저항 R3,R4과, 트랜지스터 B1 및 복수의 발광소자(151,152)를 포함한다. 여기서, 저항 R4과 복수의 발광소자(151,152) 및 트랜지스터 B1는 전원전압(VCC) 인가단과 접지전압단 사이에 직렬 연결된다. The light emitting portion 150 includes resistors R3 and R4, a transistor B1, and a plurality of light emitting elements 151 and 152. [ Here, the resistor R4, the plurality of light emitting devices 151 and 152, and the transistor B1 are serially connected between the power supply voltage (VCC) application terminal and the ground voltage terminal.

그리고, 트랜지스터 B1는 저항 R3를 통해 이미지 센서(120)의 발광 제어부(122)로부터 인가되는 제어신호에 따라 턴 온 또는 턴 오프 동작이 제어된다. 여기서, 트랜지스터 B1는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor)로 이루어지는 것이 바람직하다. The transistor B1 is controlled to be turned on or off according to a control signal applied from the light emission control unit 122 of the image sensor 120 through the resistor R3. Here, the transistor B1 is preferably a bipolar junction transistor.

이러한 구성을 갖는 발광부(150)는 이미지 센서(120)의 내부에 구비된 발광 제어부(122)와 출력핀(126)을 통해 연결된다. 여기서, 출력핀(126)은 이미지 센서(120)의 출력 패드 영역에 구비되어 발광 제어부(122)로부터 인가되는 동작 제어신호를 발광부(150)에 전달한다. The light emitting unit 150 having such a configuration is connected to the light emitting control unit 122 provided inside the image sensor 120 through the output pin 126. The output pin 126 is provided in the output pad region of the image sensor 120 and transmits an operation control signal applied from the light emission control unit 122 to the light emitting unit 150.

그러면, 발광부(150)는 발광 제어부(122)로부터 인가되는 동작 제어신호에 따라 트랜지스터 B1를 선택적으로 턴 온 또는 턴 오프시켜 조도 레벨에 대응하여 발광소자(151,152)의 동작을 제어하게 된다. Then, the light emitting unit 150 selectively turns on or off the transistor B1 according to the operation control signal applied from the light emission control unit 122 to control the operation of the light emitting devices 151 and 152 according to the illumination level.

이때, 발광소자(151,152)로 적외선(IR;Infrared) 발광 다이오드(LED)를 사용하게 될 경우, 적외선 광원을 받아들일 수 있도록 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)를 사용하게 된다. 이러한 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)는 카메라 렌즈(100)로부터 인가된 적외선 광원에서 필터링 동작을 수행하게 된다. At this time, when an infrared (IR) light emitting diode (LED) is used as the light emitting devices 151 and 152, a TDN (True Day & Night) module filter 110 is used to receive an infrared light source. The TDN (True Day & Night) module filter 110 performs a filtering operation on the infrared light source applied from the camera lens 100.

도 4는 도 3의 발광 제어부(122)에 관한 동작을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the light emission control section 122 of FIG.

발광 제어부(122)는 조도 판단부(125)로부터 인가된 조도 레벨이 낮을 경우, 즉, 센싱 된 조도가 어두운 레벨인 T1 값일 경우 발광 제어신호를 온(On)으로 출력하게 된다. 이에 따라, 센싱 된 밝기 정보가 어두운 레벨인 경우 트랜지스터 B1가 턴 온 되어 발광소자(151,152)가 턴 온으로 동작하게 된다. 그러면, 발광소자(151,152)의 턴 온으로 인해 조도 레벨을 높일 수 있게 된다. The light emission control unit 122 outputs the light emission control signal on when the illumination level applied from the illumination intensity determination unit 125 is low, that is, when the sensed illumination level is a low level T1 value. Accordingly, when the sensed brightness information is at a dark level, the transistor B1 is turned on and the light emitting elements 151 and 152 are turned on. Then, the illuminance level can be raised by the turn-on of the light emitting devices 151 and 152.

반면에, 발광 제어부(122)는 조도 판단부(125)로부터 인가된 조도 레벨이 높을 경우, 즉, 센싱 된 조도가 밝은 레벨인 T2 값일 경우 발광 제어신호를 오프(Off)로 출력하게 된다. 이에 따라, 센싱 된 밝기 정보가 밝은 레벨인 경우 트랜지스터 B1가 턴 오프 되어 발광소자(151,152)가 동작하지 않게 된다. On the other hand, the light emission control unit 122 outputs the light emission control signal as Off when the illuminance level applied from the illuminance determination unit 125 is high, that is, when the sensed illuminance is a T2 value having a bright level. Accordingly, when the sensed brightness information is at a light level, the transistor B1 is turned off and the light emitting elements 151 and 152 are not operated.

여기서, 조도 판단부(125)의 조도 레벨에 대응하여 발광소자(151,152)를 턴 온 또는 턴 오프 하기 위한 임계(Threshold) 시점을 나타내는 T1,T2 값은 발광 제어부(122)의 내부 레지스터(126)에 기 저장될 수 있다. The values of T1 and T2 indicating a threshold time point for turning on or off the light emitting devices 151 and 152 corresponding to the illuminance level of the illuminance determination unit 125 are set in the internal register 126 of the light emission control unit 122, . ≪ / RTI >

이러한 레지스터(126)는 발광 제어부(122)의 내부에 포함될 수도 있고 내부 로직 제어부(121) 내에 포함될 수도 있다. 그리고, 레지스터(126)는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) 등의 비휘발성 메모리로 이루어지는 것이 바람직하다. The register 126 may be included in the light emission control unit 122 or may be included in the internal logic control unit 121. [ The register 126 is preferably a nonvolatile memory such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory).

이에 따라, 이미지 센서(120)는 조도 판단부(125)를 통해 현재의 조도 정보를 수집하고, 발광 제어부(122)에 기 저장된 정보를 이용하여 T1,T2 시점에서 발광소자(151,152)의 동작을 제어하게 된다. Accordingly, the image sensor 120 collects the current illuminance information through the illuminance determination unit 125, and controls the operation of the light emitting elements 151 and 152 at the time T1 and T2 using the information stored in the light emission control unit 122 Respectively.

이때, 발광소자(151,152)가 적외선(IR;Infrared) 발광 다이오드(LED)로 이루어질 경우, 내부 로직 제어부(121)는 적외선 발광 다이오드가 턴 온 된 상태에서 영상을 흑백 모드로 전환하게 된다. 즉, 이미지 센서(120)가 컬러 센서인 경우 발광소자(151,152)로 적외선 발광 다이오드를 사용하게 되면 컬러의 해상도가 나빠질 수 있으므로, 적외선 발광 다이오드가 턴 온 되면 영상을 흑백 모드로 전환하게 된다. In this case, when the light emitting devices 151 and 152 are made of an infrared (IR) light emitting diode (LED), the internal logic controller 121 converts an image into a monochrome mode in a state in which the infrared light emitting diode is turned on. That is, when the image sensor 120 is a color sensor, if the infrared light emitting diodes are used as the light emitting devices 151 and 152, the color resolution may deteriorate. Therefore, when the infrared light emitting diodes are turned on, the image is switched to the black and white mode.

또한, 발광 제어부(122)는 조도 판단부(125)로부터 인가되는 빛의 양에 따라서 발광소자(151,152)의 밝기를 펄스폭변조(PWM; Pulse Width Modulation) 방식으로 제어한다. The light emission control unit 122 controls the brightness of the light emitting devices 151 and 152 according to the amount of light applied from the light intensity determination unit 125 in a pulse width modulation (PWM) manner.

즉, 발광소자(151,152)가 턴 온 된 이후부터 빛의 양이 많은 경우 PWM 주파수와 듀티율(Duty rate)이 낮아지면서 발광소자(151,152)의 밝기는 어두워진다. 반면에, 발광소자(151,152)가 턴 온 된 이후부터 빛의 양이 적은 경우 PWM 주파수와 듀티율(Duty rate)이 높아지면서 발광소자(151,152)의 밝기는 밝아진다. That is, when the amount of light is large after the light emitting devices 151 and 152 are turned on, the PWM frequency and the duty ratio are lowered, and the brightness of the light emitting devices 151 and 152 becomes dark. On the other hand, when the amount of light is small after the light emitting devices 151 and 152 are turned on, the brightness of the light emitting devices 151 and 152 becomes bright as the PWM frequency and the duty ratio are increased.

발광소자(151,152)를 제어하기 위한 PWM 주파수와 듀티율이 최대로 높아졌는데도 불구하고 획득 영상이 필요로 하는 영상보다 어두우면, 내부 로직 제어부(121)에 설정된 이득(Gain)이 추가적으로 상승되어 발광 제어부(122)가 밝기를 보정한다. When the acquired image is darker than the required image, the gain set to the internal logic controller 121 is further raised, even though the PWM frequency and the duty ratio for controlling the light emitting devices 151 and 152 are maximized, (122) corrects the brightness.

도 5는 도 2의 구동부(130)에 관한 상세 회로도이다. 5 is a detailed circuit diagram of the driving unit 130 of FIG.

구동부(130)는 복수의 저항 R5~R8과, 복수의 트랜지스터 B2~B5를 포함한다. The driving unit 130 includes a plurality of resistors R5 to R8 and a plurality of transistors B2 to B5.

여기서, 저항 R5,R6 은 내부 로직 제어부(121)의 출력단과 트랜지스터 B2,B3의 베이스 단자 사이에 병렬 연결된다. 그리고, 트랜지스터 B2,B3는 전원전압(VCC) 인가단과 그라운드 전압(GND) 인가단 사이에 직렬 연결된다. 트랜지스터 B2는 게이트 단자가 저항 R5에 연결되고, 트랜지스터 B3는 베이스 단자가 저항 R6에 연결된다. 트랜지스터 B2,B3의 공통 연결단자는 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)와 연결된다. Here, the resistors R5 and R6 are connected in parallel between the output terminal of the internal logic controller 121 and the base terminals of the transistors B2 and B3. The transistors B2 and B3 are connected in series between the power supply voltage (VCC) application terminal and the ground voltage (GND) application terminal. The gate terminal of the transistor B2 is connected to the resistor R5, and the base terminal of the transistor B3 is connected to the resistor R6. The common connection terminals of the transistors B2 and B3 are connected to the TDN (True Day & Night) module filter 110.

그리고, 저항 R7,R8 은 내부 로직 제어부(121)의 출력단과 트랜지스터 B4,B5의 베이스 단자 사이에 병렬 연결된다. 그리고, 트랜지스터 B2,B3는 전원전압(VCC) 인가단과 그라운드 전압(GND) 인가단 사이에 직렬 연결된다. 트랜지스터 B4는 게이트 단자가 저항 R7에 연결되고, 트랜지스터 B5는 베이스 단자가 저항 R8에 연결된다. 트랜지스터 B4,B5의 공통 연결단자는 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)와 연결된다.Resistors R7 and R8 are connected in parallel between the output terminal of the internal logic controller 121 and the base terminals of the transistors B4 and B5. The transistors B2 and B3 are connected in series between the power supply voltage (VCC) application terminal and the ground voltage (GND) application terminal. The gate terminal of the transistor B4 is connected to the resistor R7, and the base terminal of the transistor B5 is connected to the resistor R8. The common connection terminals of the transistors B4 and B5 are connected to the TDN (True Day & Night) module filter 110.

여기서, 트랜지스터 B2~B5는 바이폴라 정션 트랜지스터(Bipolar Junction Transistor)로 이루어질 수 있다. Here, the transistors B2 to B5 may be bipolar junction transistors.

내부 로직 제어부(121)는 조도 판단부(125)의 조도 레벨이 낮을 경우, 즉, 센싱 된 조도가 어두운 레벨인(T3 값일) 경우 필터 제어신호 OUT1를 펄스 형태로 출력하게 된다. The internal logic controller 121 outputs the filter control signal OUT1 in the form of a pulse when the illuminance level of the illuminance determiner 125 is low, that is, when the sensed illuminance is a dark level (T3 value).

이에 따라, 센싱 된 밝기 정보가 어두운 레벨인 경우 필터 제어신호 OUT1가 하이 레벨인 구간 동안 트랜지스터 B2가 턴 온 되어 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)가 IR-오픈 필터 상태가 된다. Accordingly, when the sensed brightness information is at a dark level, the transistor B2 is turned on during the period in which the filter control signal OUT1 is at the high level, and the TDN (True Day & Night) module filter 110 enters the IR-open filter state.

반면에, 내부 로직 제어부(121)는 조도 판단부(125)의 조도 레벨이 높을 경우, 즉, 센싱 된 조도가 밝은 레벨인(T4 값일) 경우 필터 제어신호 OUT2를 펄스 형태로 출력하게 된다. On the other hand, the internal logic controller 121 outputs the filter control signal OUT2 in a pulse form when the illuminance level of the illuminance determiner 125 is high, that is, when the sensed illuminance is a bright level (T4 value).

이에 따라, 센싱 된 밝기 정보가 밝은 레벨인 경우 필터 제어신호 OUT2가 하이 레벨인 구간 동안 트랜지스터 B4가 턴 온 되어 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)가 IR-컷 필터 상태가 된다. Accordingly, when the sensed brightness information is at the bright level, the transistor B4 is turned on during the period in which the filter control signal OUT2 is at the high level, and the TDN (True Day & Night) module filter 110 enters the IR-cut filter state.

여기서, 조도 판단부(125)의 레벨에 대응하여 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)를 IR-컷 필터 상태 또는 IR-오픈 필터 상태로 체이진 하기 위한 임계(Threshold) 시점을 나타내는 T3,T4 값은 내부 로직 제어부(121)의 레지스터(126)에 기 저장되어 있다. 이러한 레지스터(126)는 내부 로직 제어부(121) 내에 포함되는 것이 바람직하다. Here, T3 representing a threshold point for sibling the TDN (True Day & Night) module filter 110 in the IR-cut filter state or the IR-open filter state corresponding to the level of the roughness judgment unit 125 , And the T4 value is stored in the register 126 of the internal logic controller 121 in advance. The register 126 is preferably included in the internal logic controller 121.

이에 따라, 이미지 센서(120)는 조도 판단부(125)를 통해 현재의 센서 주위의 조도 정보를 수집하고, 레지스터(126)에 기 저장된 정보를 이용하여 T3,T4 시점에서 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)의 동작을 제어하게 된다.Accordingly, the image sensor 120 collects illuminance information around the current sensor through the illuminance judging unit 125, and calculates the TDN (True Day & Night) at time points T3 and T4 using the information stored in the register 126 And controls the operation of the module filter 110.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 이미지 센서(120)에 관한 동작을 도 6의 그래프를 참조하여 설명하면 다음과 같다. The operation of the image sensor 120 according to the present invention having such a configuration will now be described with reference to the graph of FIG.

이미지 센서(120)는 조도 판단부(125)에서 판단된 조도의 변화에 따라 내부 로직 제어부(121)에 설정되는 이득(Gain) 값이 변화된다. 이득 값이 변화되면 변화된 이득 값에 따라 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)의 필터 상태가 변화되고 발광부(150)의 발광 상태가 변화된다. The image sensor 120 changes the gain value set in the internal logic controller 121 according to the change in the illuminance determined by the illuminance determiner 125. [ When the gain value is changed, the filter state of the TDN (True Day & Night) module filter 110 is changed and the light emitting state of the light emitting unit 150 is changed according to the changed gain value.

이미지 센서(120)가 조도에 따라 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)의 상태와 발광부(150)를 제어하는 방식은 (1)~(7) 구간으로 구분할 수 있다. The method of controlling the state of the TDN (True Day & Night) module filter 110 and the light emitting unit 150 according to the illuminance of the image sensor 120 can be classified into (1) to (7).

먼저, 구간 (1)은 조도가 점차 적으로 어두워짐에 따라 이미지 센서(120)의 이득 값이 변화하는 지점이다. 이때, 조도 레벨이 어느 정도 높은 구간 (1)에서는 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)가 IR-컷 상태가 되어 IR 대역의 파장을 차단하고 발광소자(151,152)도 턴 오프 시킨다. First, the section 1 is a point at which the gain value of the image sensor 120 changes as the illuminance gradually decreases. At this time, in the section (1) where the illumination level is somewhat high, the TDN (True Day & Night) module filter 110 enters the IR-cut state to cut off the wavelength of the IR band and turn off the light emitting devices 151 and 152.

이후에, 구간 (2)는 조도가 점차 적으로 어두워져 임계시점 T2 이하로 낮아지는 구간을 나타낸다. 구간 (2)에서는 조도 레벨에 대응하여 이득 값이 낮아지게 되므로 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)가 IR-컷 필터에서 IR-오픈 필터로 교체된다. Thereafter, the section (2) represents a section where the illuminance becomes gradually darker and falls below the critical point T2. In the section 2, since the gain value is lowered corresponding to the illuminance level, the TDN (True Day & Night) module filter 110 is changed from the IR-cut filter to the IR-open filter.

TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)가 IR-컷 상태일 때와 IR-오픈 상태일 때 이미지 센서(120)의 노출 값이 급격하게 변화되는 구간(T5 구간)이 존재하게 된다. 이러한 광원을 보통 A 광원이라고 하는데 일반적으로 할로겐등, 백열전구 등을 말한다. 이러한 광원일 때는 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)가 변화되면, 변화되기 전후의 이미지 센서(120)의 노출 값이 달라 지게 된다. 그러면, 발광소자(151,152)의 온/오프 임계(Threshold) 값을 설정하기 힘들어진다. There is an interval (T5 section) in which the exposure value of the image sensor 120 is abruptly changed when the TDN (True Day & Night) module filter 110 is IR-cut and IR-open. Such a light source is generally referred to as an A light source, and generally refers to a halogen lamp, an incandescent lamp, or the like. When the TDN (True Day & Night) module filter 110 is changed, the exposure value of the image sensor 120 before and after the change is different. Then, it becomes difficult to set the on / off threshold values of the light emitting devices 151 and 152.

하지만, T5 구간에서 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)의 상태가 변화되고 노출이 안정화된 후에 리드 된 이득 값을 이용하게 되면, 발광소자(151,152)의 온/오프 임계(Threshold) 값을 설정하는데 문제가 없다. However, if the read gain value is used after the state of the TDN (True Day & Night) module filter 110 is changed and the exposure is stabilized in the period T5, the ON / OFF threshold value of the light emitting devices 151 and 152 There is no problem in setting.

이에 따라, 구간 (2)에서 이미지 센서(120)가 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)를 IR-오픈 필터로 교체하고 나면, 내부 로직 제어부(121)는 노출의 안정화 구간 동안 대기하게 된다. 이어서, 내부 로직 제어부(121)는 노출이 안정화되면 다시 한번 이득 값을 리드한다. 이후에, 내부 로직 제어부(121)는 획득한 이득 값에 일정 임계(Threshold) 값을 뺀 값을 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)가 IR-컷 필터 상태로 변화되는 값으로 설정한다. Accordingly, after the image sensor 120 has replaced the TDN (True Day & Night) module filter 110 with the IR-open filter in the section 2, the internal logic controller 121 waits for the stabilization period of the exposure do. Then, the internal logic controller 121 reads the gain value once again when exposure is stabilized. Thereafter, the internal logic controller 121 sets a value obtained by subtracting a predetermined threshold value from the obtained gain value to a value that the TDN (True Day & Night) module filter 110 changes to the IR-cut filter state .

즉, 구간 (2)는 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)가 변화되고, 임계(Threshold) 이득 값을 획득한 이후에 조도가 어두워지는 구간에 해당한다. That is, the interval 2 corresponds to a period in which the illuminance becomes dark after the TDN (True Day & Night) module filter 110 is changed and a threshold gain value is obtained.

다음에, 구간 (3)은 조도가 더 어두워져 이득 값이 다시 상승하게 되는 구간에 해당한다. 이때, 수집된 광원이 A 광원이 아닌 경우 구간 (2)에서 이득은 내려가지 않았을 것이다. 만약, 이득이 내려가지 않은 상태에서 조도가 더 어두워지는 경우에 해당하면 구간 (2)에서 구간 (4)로 바로 넘어가 발광소자(151,152)가 턴 온 된다. Next, the section 3 corresponds to a section where the illuminance becomes darker and the gain value rises again. At this time, if the collected light source is not the A light source, the gain in interval (2) would not have decreased. If the illuminance becomes darker in a state where the gain is not lowered, the light emission elements 151 and 152 are turned on immediately after passing from the section 2 to the section 4.

이어서, 구간 (4)는 설정된 이득 값에 따라 발광소자(151,152)가 켜지는 구간이다. 발광소자(151,152)가 켜지면 이득 값은 발광소자(151,152) 턴 온 이득 값으로 업데이트 되고, 이득의 변화는 고정인 상태가 된다. Then, the section 4 is a section in which the light emitting elements 151 and 152 are turned on according to the set gain value. When the light emitting elements 151 and 152 are turned on, the gain value is updated to the turn-on gain value of the light emitting elements 151 and 152, and the gain change becomes a fixed state.

T6 구간에서는 조도가 변화함에 따라 발광 제어부(122)의 PWM 파형의 펄스와 듀티가 변화되면서 발광소자(151,152)가 적정 노출을 유지하게 된다. 이렇게 발광소자(151,152)가 적정 노출을 유지하기 위해서는 이득과 PWM 파형이 동시에 같이 변화되면 안 되므로 이득을 변화시키지 않고 이득 값을 고정 상태로 유지하게 된다. In the period T6, as the illuminance changes, the pulses and the duty of the PWM waveform of the light emission control unit 122 are changed, so that the light emitting devices 151 and 152 maintain proper exposure. In order to maintain proper exposure of the light emitting devices 151 and 152, the gain and the PWM waveform must not change at the same time, so that the gain value is kept fixed without changing the gain.

여기서, 발광소자(151,152)의 동작 시점과 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)의 변화 시점이 겹치지 않도록 한다. 즉, 발광소자(151,152)가 턴 온 또는 턴 오프 되는 시점에서는 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)가 변화되지 않도록 한다. Here, the operation timing of the light emitting devices 151 and 152 does not overlap the change time of the TDN (True Day & Night) module filter 110. That is, the TDN (True Day & Night) module filter 110 is not changed when the light emitting devices 151 and 152 are turned on or off.

다음에, 구간 (5)는 발광 제어부(122)의 PWM 파형이 최대 밝기까지 올라갔음에도 불구하고 적정 노출이 아닐 시에 발광소자(151,152)의 제어 파형을 하이 상태로 유지하게 된다. 그리고, 내부 로직 제어부(121)의 이득을 변화시킴으로써 발광소자(151,152)의 적정 노출을 유지하게 된다. Next, the section 5 maintains the control waveform of the light emitting devices 151 and 152 in the high state when the PWM waveform of the light emission control section 122 is raised to the maximum brightness but not the proper exposure. By appropriately changing the gain of the internal logic controller 121, the proper exposure of the light emitting elements 151 and 152 is maintained.

이어서, 구간 (6)은 구간 (4),(5)와 역으로 동작하는 구간이다. 즉, 조도가 가장 어두운 상태를 유지하다가 조도가 다시 밝아지면 발광소자(151,152)의 동작은 구간 (4),(5)와 역으로 동작한다. Subsequently, the section 6 is a section that operates inversely with the sections 4 and 5. That is, if the illuminance is maintained at the darkest state and the illuminance becomes brighter again, the operation of the light emitting devices 151 and 152 operates in reverse to the periods (4) and (5).

그리고, 내부 로직 제어부(121)의 이득 값이 발광소자(151,152)의 턴 오프 이득 값이 되면 발광소자(151,152)는 꺼지게 된다. 그리고, 고정되었던 이득 값은 다시 변화된다. TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)가 IR-컷 필터 상태로 변화되기 위해서 내부 로직 제어부(121)는 현재의 이득을 구간 (2)에서 백업으로 설정해 놓은 이득 값과 비교한다. When the gain of the internal logic controller 121 becomes the turn-off gain of the light emitting devices 151 and 152, the light emitting devices 151 and 152 are turned off. Then, the fixed gain value is changed again. In order for the TDN (True Day & Night) module filter 110 to change to the IR-cut filter state, the internal logic controller 121 compares the current gain with the gain value set as backup in the interval 2.

이후에, 구간 (7)은 조도가 적차 적으로 밝아져 현재의 이득 값이 구간 (2)에서 백업으로 설정해 놓은 이득 값보다 더 낮아지게 되는 경우 내부 로직 제어부(121)가 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)를 IR-컷 필터 상태로 다시 변화시키는 구간이다. The internal logic controller 121 sets the TDN (True Day & Night) in the case where the luminance value of the section 7 becomes steadily bright and the current gain value becomes lower than the gain value set in the backup in the section 2, ) Module filter 110 to the IR-cut filter state.

이러한 본 발명의 실시예는 별도의 마이크로 컨트롤 유닛을 사용하지 않고 이미지 센서(120)의 기능만으로 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)를 제어할 수 있으며, 발광소자(151,152)를 제어하여 어두운 곳의 영상을 밝게 표현할 수 있다. In this embodiment of the present invention, the TDN (True Day & Night) module filter 110 can be controlled only by the function of the image sensor 120 without using a separate micro control unit, and the light emitting devices 151 and 152 can be controlled Bright images can be displayed in dark places.

또한, TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)를 이용하여 가시광이 많은 밝은 곳에서 IR 성분으로 인한 색틀어짐 현상이 적고, 반대로 어두운 곳에서는 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)를 IR-오픈 필터로 변화시킴으로써 IR LED의 광원을 모두 수광 할 수 있다. In addition, the TDN (True Day & Night) module filter 110 is less likely to cause a color shift due to the IR component in a bright region where a large amount of visible light is present. On the other hand, By changing to an IR-open filter, all light sources of the IR LED can be received.

또한, IR 성분이 많은 A 광원에서는 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)가 변화되는 시점의 동작과 LED의 온/오프 시점을 다르게 제어한다. LED 온/오프 및 TDN(True Day & Night) 모듈 필터(110)가 변화되는 임계 구간을 설정하는데 있어서 임계 구간이 역전하는 현상을 줄일 수 있게 된다. In addition, in the A light source having a large amount of IR components, the operation at the time when the TDN (True Day & Night) module filter 110 is changed and the on / off points of the LEDs are controlled differently. It is possible to reduce the phenomenon that the critical section is inverted when setting the critical section in which the LED on / off and the TDN (True Day & Night) module filter 110 are changed.

또한, 본 발명의 실시예는 LED의 출력을 PWM 파형으로 출력하면서 이미지 센서(120)가 포화 된 영상을 획득하는 현상을 줄일 수 있도록 한다. In addition, the embodiment of the present invention can reduce the phenomenon that the image sensor 120 acquires a saturated image while outputting the output of the LED as a PWM waveform.

Claims (16)

카메라 렌즈로부터 인가된 조도 레벨을 판단하고, 상기 조도 레벨의 변화에 대응하여 이득 값을 변화시켜 외부의 필터를 구동하기 위한 구동 제어신호를 출력하는 내부 로직 제어부; 및
상기 내부 로직 제어부로부터 인가되는 상기 조도 레벨의 변화에 대응하여 발광 소자의 동작을 제어하기 위한 신호를 가변되는 펄스 형태로 출력하는 발광 제어부를 포함하고,
상기 내부 로직 제어부는
상기 조도 레벨을 판단하는 조도 판단부; 및
상기 조도 레벨에 대응하여 상기 필터의 동작 시점을 제어하기 위한 정보를 저장하는 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.An internal logic controller for determining an illuminance level applied from a camera lens and outputting a drive control signal for driving an external filter by changing a gain value corresponding to a change in the illuminance level; And
And a light emission control unit for outputting a signal for controlling the operation of the light emitting device in a variable pulse shape corresponding to a change in the illumination level applied from the internal logic control unit,
The internal logic controller
An illuminance determination unit for determining the illuminance level; And
And a register for storing information for controlling the operation timing of the filter corresponding to the illuminance level. 제 1항에 있어서, 상기 필터는 상기 조도 레벨에 대응하여 적외선 컷 필터 또는 적외선 오픈 필터로 변화되는 TDN(True Day & Night) 모듈 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서. The image sensor of claim 1, wherein the filter includes a True Day & Night (TDN) module filter that changes to an infrared cut filter or an infrared open filter corresponding to the illuminance level. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 발광 제어부가 상기 발광 소자의 구동을 제어하는 시점과 상기 필터의 변화가 이루어지는 시점은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 이미지 센서.The image sensor according to claim 1, wherein a time point at which the light emission control unit controls driving of the light emitting element and a time point at which the filter changes are different from each other. 카메라 렌즈로부터 인가된 조도 레벨을 판단하고, 영상을 촬영하여 영상 신호를 출력하는 이미지 센서;
상기 이미지 센서의 제어에 따라 동작하는 구동부;
상기 구동부의 출력신호에 따라 동작하는 필터; 및
상기 이미지 센서의 제어에 따라 동작하며 상기 조도 레벨에 대응하여 동작하는 발광부를 포함하고,
상기 이미지 센서는
상기 조도 레벨을 판단하고, 상기 조도 레벨의 변화에 대응하여 이득 값을 변화시켜 상기 필터를 구동하기 위한 구동 제어신호를 출력하는 내부 로직 제어부; 및
상기 조도 레벨의 변화에 대응하여 상기 발광부의 동작을 제어하기 위한 신호를 가변되는 펄스 형태로 출력하는 발광 제어부를 포함하며,
상기 내부 로직 제어부는
상기 조도 레벨을 판단하는 조도 판단부; 및
상기 조도 레벨에 대응하여 상기 필터의 동작 시점을 제어하기 위한 정보를 저장하는 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 포함하는 촬영 장치.An image sensor for determining an illuminance level applied from a camera lens, and photographing an image to output a video signal;
A driving unit operating according to the control of the image sensor;
A filter operating according to an output signal of the driving unit; And
And a light emitting unit operating according to the control of the image sensor and operating in correspondence to the illuminance level,
The image sensor
An internal logic controller for determining the illuminance level and outputting a drive control signal for driving the filter by varying a gain value corresponding to the change in the illuminance level; And
And a light emission control unit for outputting a signal for controlling the operation of the light emitting unit in a variable pulse shape corresponding to the change of the illumination level,
The internal logic controller
An illuminance determination unit for determining the illuminance level; And
And a register for storing information for controlling an operating point of time of the filter corresponding to the illuminance level. 삭제delete 삭제delete 제 5항에 있어서, 상기 발광 제어부가 상기 발광부의 구동을 제어하는 시점과 상기 필터의 변화가 이루어지는 시점은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 포함하는 촬영 장치.The photographing apparatus according to claim 5, wherein the time when the light emission control unit controls the driving of the light emitting unit and the time when the filter is changed are different from each other. 제 5항에 있어서, 상기 필터는 상기 조도 레벨에 대응하여 적외선 컷 필터 또는 적외선 오픈 필터로 변화되는 TDN(True Day & Night) 모듈 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 포함하는 촬영 장치. 6. The photographing apparatus according to claim 5, wherein the filter includes a TDN (True Day & Night) module filter which is changed to an infrared cut filter or an infrared open filter corresponding to the illuminance level. 제 5항에 있어서, 상기 이미지 센서는 상기 발광부에 동작 제어신호를 출력하는 출력핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서를 포함하는 촬영 장치. The photographing apparatus according to claim 5, wherein the image sensor further comprises an output pin for outputting an operation control signal to the light emitting unit. 조도 레벨이 제 1임계 값 이상인 경우 이미지 센서의 이득 값이 변화되고 TDN(True Day & Night) 모듈 필터가 적외선(IR)-컷 상태가 되고, 발광소자가 턴 오프 상태를 유지하는 단계;
상기 조도 레벨이 상기 제 1임계 값보다 낮은 제 2임계 값 이하인 경우 상기 TDN 모듈 필터가 상기 적외선(IR)-컷 상태에서 적외선(IR)-오픈 상태로 변화되는 단계;
상기 이미지 센서에 설정된 이득 값에 따라 발광부를 턴 온 시키고, 상기 이득 값을 고정시키는 단계;
상기 발광부를 턴 온 시키고 상기 이득 값을 변화시키는 단계;
상기 조도 레벨이 상기 제 1임계 값 레벨까지 상승하는 구간에서 상기 발광부의 턴 온 상태를 유지하고 상기 이득 값을 변화시키는 단계; 및
상기 조도 레벨이 상기 제 1임계 값 이상으로 상승하는 경우 상기 TDN 모듈 필터를 상기 적외선(IR)-컷 상태로 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 구동 방법.The gain value of the image sensor is changed and the TDN (True Day & Night) module filter is in an infrared (IR) -cut state when the illuminance level is equal to or greater than the first threshold value, and the light emitting element is maintained in the turned off state;
Changing the TDN module filter from the infrared (IR) -cut state to an infrared (IR) -open state when the illuminance level is lower than a second threshold value lower than the first threshold value;
Turning on a light emitting unit according to a gain value set to the image sensor and fixing the gain value;
Turning on the light emitting unit and changing the gain value;
Maintaining the turn-on state of the light emitting unit and changing the gain value in a period in which the illuminance level rises to the first threshold level; And
And changing the TDN module filter to the infrared (IR) -cut state when the illuminance level rises above the first threshold value. 제 11항에 있어서, 상기 TDN 모듈 필터가 상기 적외선(IR)-컷 상태에서 상기 적외선(IR)-오픈 상태로 변화되는 단계는
상기 TDN 모듈 필터의 노출이 안정화되기까지의 안정화 구간 동안 대기 상태를 유지하는 단계; 및
상기 이미지 센서에서 획득한 이득 값에 일정 임계값을 뺀 이득 값을 상기 TDN 모듈 필터가 상기 적외선(IR)-컷 상태로 변화되는 값으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 구동 방법.12. The method of claim 11, wherein changing the TDN module filter from the IR-cut to the IR-open state comprises:
Maintaining a standby state during a stabilization period until exposure of the TDN module filter is stabilized; And
And setting a gain value obtained by subtracting a predetermined threshold value from a gain value obtained by the image sensor, to a value that the TDN module filter changes to the infrared (IR) -cut state. . 제 12항에 있어서, 상기 안정화 구간 이후에 이득 값을 리드하여 발광부의 온/오프 임계값을 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 구동 방법. The driving method of an image sensor according to claim 12, further comprising the step of reading a gain value after the stabilization period to set an ON / OFF threshold value of the light emitting unit. 제 11항에 있어서, 상기 적외선(IR)-컷 상태에서 적외선(IR)-오픈 상태로 변화되는 단계에서는 상기 이득 값이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 구동 방법. 12. The method of claim 11, wherein the gain value is maintained constant in the step of changing from the infrared (IR) -cut state to the infrared (IR) -open state. 제 11항에 있어서, 상기 TDN 모듈 필터가 상기 적외선(IR)-오픈 상태로 변화되는 단계 이후에, 수집된 광원이 A 광원인 경우 상기 조도 레벨에 대응하여 상기 이득 값이 상승하는 구간을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 구동 방법. 12. The method of claim 11, further comprising, when the collected light source is the A light source, a period in which the gain value rises corresponding to the illuminance level after the step of changing the TDN module filter to the infrared (IR) Wherein the image sensor comprises a plurality of pixels. 제 11항에 있어서, 상기 발광부의 턴 온 상태를 유지하는 단계는
상기 TDN 모듈 필터가 상기 적외선(IR)-컷 상태로 변화되기 위해서 현재의 이득을 기 설정된 이득 값과 비교하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 구동 방법. 12. The method of claim 11, wherein maintaining the turn-on state of the light emitting unit comprises:
Wherein the current gain is compared with a predetermined gain value so that the TDN module filter changes to the IR-cut state.
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