KR20090055924A - Ccd image sensor camera module for high sensitivity image - Google Patents

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Abstract

A CCD image sensor camera module for obtaining a high-sensitivity image is provided to select automatically an image sensor suited to a photographing environment and photograph an image, thereby obtaining constantly a best image like watching through human eyes. A CCD(Charge-Coupled Device) image sensor camera module for obtaining a high-sensitivity image comprises one or more image sensors(20), an optoisolator(10), a surrounding environment detection sensor(30), a shear signal processing unit(40), and an image processing unit(50). The optoisolator isolates an optical path to each image sensor. The surrounding environment detection sensor detects whether brightness is detected in a photographing environment to a certain extent. The shear signal processing unit determines the output signal of the surrounding environment detection sensor to convert the analog image output of an image sensor displaying optimal performance into digital image output.

Description

고감도 영상을 얻기 위한 ＣＣＤ 이미지센서 카메라 모듈{CCD Image Sensor Camera Module for high sensitivity image}CCD Image Sensor Camera Module for high sensitivity image

본 발명은 카메라 모듈에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 서로 다른 감도 특성을 갖는 다수개의 이미지 센서들을 구비하고, 이미지센서들 중 주변환경 밝기에 따라 최적의 성능을 발휘할 수 있는 센서를 통해 영상을 촬영하도록 함으로써, 사람의 눈으로 보는 것과 최대한 가까운 영상을 얻을 수 있도록 하는 고감도 영상을 얻기 위한 CCD 이미지센서 카메라 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a camera module, and more particularly, having a plurality of image sensors having different sensitivity characteristics, by taking an image through a sensor that can exhibit the best performance according to the ambient brightness of the image sensors In addition, the present invention relates to a CCD image sensor camera module for obtaining a high-sensitivity image to obtain an image as close as possible to the human eye.

일반적으로 카메라 모듈은 피사체의 광 이미지를 입사 받을 수 있도록 하는 다수의 렌즈를 포함하는 렌즈부와, 렌즈 홀더와, 하우징과, IR필터와, 이미지 센서 및 인쇄회로기판으로 구성되어 피사체의 광이미지를 렌즈부가 수광받아 IR필터로 전달하고, IR필터는 수광된 광이미지에서 적외선을 차단한 후 이미지 센서로 조사하게 되며, 이미지 센서는 조사된 광이미지를 전기적인 신호로 변환하여 출력하는 구조로 이루어져 있다.In general, a camera module is composed of a lens unit including a plurality of lenses to receive an optical image of the subject, a lens holder, a housing, an IR filter, an image sensor, and a printed circuit board to display the optical image of the subject. The lens unit receives the light and transmits it to the IR filter, and the IR filter cuts infrared rays from the received optical image and irradiates it with the image sensor. The image sensor converts the irradiated optical image into an electrical signal and outputs it. .

현재 디지털 카메라와 카메라폰 시장의 급성장과 함께 그 핵심 부품인 이미지 센서 기술도 놀라울 만큼 발전하고 있지만, 기능면에서 인간의 눈에 비해 현저하게 저조한 상태이다. With the rapid growth of the digital camera and camera phone market, the image sensor technology, a key component, is surprisingly advanced, but it is significantly lower than the human eye in terms of function.

즉, 현재 상용화되어 있는 센서들은 각각 센서마다 다른 특성이 있지만, 카메라 모듈은 1개의 이미지센서를 사용하기 때문에 사용되는 이미지 센서의 능력에 따라 그 사용범위가 제한적인 문제점이 있다. That is, although currently commercially available sensors have different characteristics for each sensor, since the camera module uses one image sensor, its use range is limited depending on the capability of the image sensor used.

한 예로써, 야외 촬영에 우수한 특성을 띄는 카메라 모듈은 광량이 적은 실내에서는 일반 카메라 모듈의 기능에도 못 미치는 영상을 출력하는가 하면, 반대로 불꽃 및 야간 촬영에 우수한 특성을 갖는 카메라 모듈은 광량이 많은 촬영 환경에서 색감을 완벽하게 표현하지 못하는 단점이 있다. For example, a camera module having excellent characteristics for outdoor shooting outputs an image that is less than the function of a general camera module in a room where light is low. There is a drawback in not being able to express colors perfectly in the environment.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 촬영환경을 감지할 수 있는 센서를 통해 대상의 상태를 확인하고 확인된 물체를 가장 잘 표현하도록 최적화된 이미지 센서를 선택하여 물체를 촬영함으로써 인간의 눈으로 보는 것과 최대한 가까운 영상을 얻을 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above problems, to check the state of the object through a sensor that can detect the shooting environment and to select the image sensor optimized to best represent the identified object to shoot the object of human It aims to get the image as close as possible to the eye.

상기한 본 발명의 목적은 통상의 카메라 모듈에 있어서, 서로 다른 감도 특성을 가지고 있는 하나 이상의 이미지 센서와, 목적물로부터의 광 정보를 각각의 이미지 센서들로 광 경로를 분리하는 광 분리기와, 촬영환경이 어느 정도 밝기의 환경인지를 검지하는 주변환경 감지센서와, 상기 주변환경 감지센서의 출력 신호를 판단하여 최적의 성능을 발휘할 수 있는 이미지 센서의 아날로그 영상 출력을 디지털 영상 출력으로 변환하는 전단 신호 처리부, 및 상기 디지털 영상 출력으로 최상의 이미지를 얻기 위해 처리하는 영상 처리부로 이루어진 고감도 영상을 얻기 위한 CCD 이미지센서 카메라 모듈에 의해 달성된다. The above object of the present invention is a conventional camera module, at least one image sensor having different sensitivity characteristics, an optical splitter for separating the light path from the object to the respective image sensors, and the shooting environment A surrounding signal sensor for detecting a brightness environment and a front end signal processor for converting the analog video output of the image sensor to a digital video output to determine the output signal of the ambient sensor and the optimal performance. And a CCD image sensor camera module for obtaining a high sensitivity image comprising an image processing unit for processing to obtain the best image with the digital image output.

상기 이미지 센서는 저감도, 중감도, 고감도로 서로 다른 다이내믹 레인지를 갖도록 구분하여 구비하는 것을 특징으로 한다. The image sensor is characterized by being provided so as to have a different dynamic range with low sensitivity, medium sensitivity, and high sensitivity.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 각각의 다른 감도 특성을 갖고 있는 이미지 센서를 조합하여 카메라 모듈을 제작함으로써, 촬영환경에서 적합한 이미지센서를 자동으로 선택하여 촬영할 수 있어 항상 사람의 눈과 흡사할 만큼 최상의 영상을 얻을 수 있는 효과가 있고, 현존하는 불완전한 이미지 센서들을 조합하여 고감도 카메라 모듈을 제공할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, by fabricating a camera module by combining image sensors having different sensitivity characteristics, it is possible to automatically select a suitable image sensor in a shooting environment, so that it is always best to be similar to the human eye. There is an effect of obtaining an image, it is possible to provide a high sensitivity camera module by combining existing incomplete image sensors.

이하, 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 카메라 모듈을 간략하게 도시한 시스템 구성도이다. 1 is a system configuration diagram briefly showing a camera module according to the present invention.

서로 다른 감도 특성을 가지고 있는 하나 이상의 이미지 센서(20)와, 목적물로부터의 광 정보를 각각의 이미지 센서(20)들로 광 경로를 분리하는 광 분리기(10)와, 촬영환경이 어느 정도 밝기의 환경인지를 검지하는 주변환경 감지센서(30)와, 상기 주변환경 감지센서(30)의 출력 신호를 판단하여 최적의 성능을 발휘할 수 있는 이미지 센서(20)의 아날로그 영상 출력을 디지털 영상 출력으로 변환하는 전단 신호 처리부(40), 및 상기 디지털 영상 출력으로 최상의 이미지를 얻기 위해 처리하는 영상 처리부(50)로 구성된다. One or more image sensors 20 having different sensitivity characteristics, an optical separator 10 separating the optical path from the target object to the respective image sensors 20, and a photographing environment having a certain brightness. Converts the analog video output of the ambient sensor (30) for detecting whether it is an environment and the image sensor 20 of the image sensor 20 that can exhibit the optimal performance by judging the output signal of the ambient sensor (30) to digital video output Is composed of a front end signal processor 40 and an image processor 50 for processing to obtain the best image with the digital image output.

상기 광 분리기(10)는 카메라 광학계의 화각이 동일한 양으로 2 이상 분할되도록 하고, 상기 이미지 센서(20)는 상기 분할된 화각에 대응되도록 구비한다. The optical separator 10 divides the angle of view of the camera optical system by two or more in the same amount, and the image sensor 20 is provided to correspond to the divided angle of view.

이때, 상기 이미지 센서(20)는 필요 목적과 성능에 따라 얼마든지 확장되어 질 수 있되, 상기 광 분리기(10)와 동일한 개수로 구성한다. At this time, the image sensor 20 can be extended as much as necessary according to the purpose and performance, it is configured in the same number as the optical separator 10.

또는, 상기 이미지 센서(20)는 기본 셀의 사이즈가 다른 센서들을 조합하여 각 구간에 따라 저감도, 중감도, 고감도로 서로 다른 다이내믹 레인지를 갖도록 구분하여 구비하는 것이 바람직하다. Alternatively, the image sensor 20 may be configured by combining sensors having different sizes of the base cell so as to have different dynamic ranges with low sensitivity, medium sensitivity, and high sensitivity according to each section.

상기 전단 신호 처리부(40)는 상기 주변환경 감지센서(30)의 출력 신호를 판단하여 촬영 환경에서 최적의 성능을 발휘할 수 있는 이미지 센서(20)를 판단하고 선택할 수 있도록 하는 제어부(41), 및 상기 제어부(41)에 의해 선택된 이미지센서(20)의 아날로그 영상 출력을 검출하거나 디지털 영상 출력으로 변환하는 아날로그 프런트 앤드(analog front end)부(42)로 이루어진다. The front end signal processor 40 may determine an output signal of the ambient environment sensor 30 to determine and select an image sensor 20 that may exhibit optimal performance in a photographing environment. It consists of an analog front end (42) for detecting the analog image output of the image sensor 20 selected by the control unit 41 or converts into a digital image output.

상술한 본 발명의 각 구성이 어떻게 유기적으로 작동되는가를 이하에서 상세하게 기술하기로 한다.How the respective components of the present invention described above operate organically will be described in detail below.

광 분리기(10)가 목적물로부터의 광 정보를 사용되어질 각각 특성이 다른 이미지 센서(20)들에 맞게 광 경로를 분산시켜 주면, 분리 되어진 상기 광 정보는 이 미지 센서(20)에 의해 전기적 신호로 변환된다. When the optical splitter 10 distributes the optical path to the image sensors 20 having different characteristics to be used for the optical information from the object, the separated optical information is converted into an electrical signal by the image sensor 20. Is converted.

동시에, 주변환경 감지센서(30)는 촬영 환경이 어느 정도의 밝기 환경인지를 감지하여 제어부(41)로 출력하면, 상기 제어부(41)는 감지된 정보를 판단하여 현재 환경에서 최적의 성능을 발휘할 수 있는 이미지 센서(20)를 판단한다. At the same time, when the surrounding environment sensor 30 detects the brightness environment of the photographing environment and outputs it to the controller 41, the controller 41 determines the detected information to perform optimal performance in the current environment. The image sensor 20 may be determined.

이어서, 아날로그 프런트 앤드부(42)는 각각의 이미지 센서(20)의 아날로그 영상 출력을 검출하여 디지털 영상 출력으로 변환하고, 상기 제어부(41)에 의해 선택된 이미지 센서(20)의 디지털 영상 출력을 영상 처리부(50)로 출력하여 이미지에 여러 가지 강조 처리를 하여 인간의 눈에 인식되어 보기에 최고 화질의 이미지를 디스플레이 한다. Subsequently, the analog front end unit 42 detects and converts the analog image output of each image sensor 20 into a digital image output, and converts the digital image output of the image sensor 20 selected by the controller 41 into an image. The image is output to the processing unit 50 and subjected to various emphasis processing on the image to be recognized by the human eye and display the image of the highest quality in view.

상기한 바와 같이 다양한 촬영 환경의 조건에 따라 적합한 이미지 센서(20)를 판단하여 선택된 이미지 센서(20)로 촬영할 수 있어 어떠한 촬영 환경에서도 항상 고감도의 이미지를 얻을 수 있게 되는 것이다. As described above, the appropriate image sensor 20 can be determined according to the conditions of various shooting environments, and the image can be taken by the selected image sensor 20 so that a high sensitivity image can be always obtained in any shooting environment.

도 1은 본 발명에 의한 카메라 모듈을 간략하게 도시한 시스템 구성도1 is a system configuration diagram briefly showing a camera module according to the present invention

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10:광 분리기 20:이미지 센서10: optical separator 20: image sensor

30:주변환경 감지센서 40:전단 신호 처리부30: main conversion sensor 40: shear signal processing unit

41:제어부 42:아날로그 프런트 앤드41: control unit 42: analog front end

50:영상 처리부50: Image processing unit

Claims (4)

카메라 모듈에 있어서, In the camera module, 서로 다른 감도 특성을 가지고 있는 하나 이상의 이미지 센서와; 목적물로부터의 광 정보를 각각의 이미지 센서들로 광 경로를 분리하는 광분리기와; 촬영환경이 어느 정도 밝기의 환경인지를 검지하는 주변환경 감지센서와; 상기 주변환경 감지센서의 출력 신호를 판단하여 최적의 성능을 발휘할 수 있는 이미지 센서의 아날로그 영상 출력을 디지털 영상 출력으로 변환하는 전단 신호 처리부; 및 상기 디지털 영상 출력으로 최상의 이미지를 얻기 위해 처리하는 영상 처리부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고감도 영상을 얻기 위한 CCD 이미지센서 카메라 모듈.At least one image sensor having different sensitivity characteristics; An optical splitter separating the optical path from the object to the respective image sensors; A surrounding environment sensor for detecting how bright the environment is; A front end signal processor for converting an analog image output of the image sensor into a digital image output by determining an output signal of the ambient sensor; And an image processing unit for processing to obtain the best image with the digital image output. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 광 분리기는 카메라 광학계의 화각이 동일한 양으로 2 이상 분할되도록 하고, 상기 이미지 센서는 상기 분할된 화각에 대응되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 고감도 영상을 얻기 위한 CCD 이미지센서 카메라 모듈. The optical separator is configured so that the angle of view of the camera optical system is divided by two or more by the same amount, and the image sensor is configured to correspond to the divided angle of view, CCD image sensor camera module for obtaining a high sensitivity image. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 이미지 센서는 기본 셀의 사이즈가 다른 센서들을 조합하여 각 구간에 따라 저감도, 중감도, 고감도로 서로 다른 다이내믹 레인지를 갖도록 구분하여 구성하는 것을 특징으로 하는 고감도 영상을 얻기 위한 CCD 이미지센서 카메라 모듈The image sensor is a CCD image sensor camera module for obtaining a high-sensitivity image, characterized in that the combination of the sensor of the different base cell size is configured to have a different dynamic range with a low sensitivity, medium sensitivity, high sensitivity according to each section 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 전단 신호 처리부는 상기 주변환경 감지센서의 출력 신호를 판단하여 촬영 환경에서 최적의 성능을 발휘할 수 있는 센서를 판단하고 선택할 수 있도록 하는 제어부; 및 상기 제어부에 의해 선택된 이미지센서의 아날로그 영상 출력을 검출하거나 디지털 영상 출력으로 변환하는 아날로그 프런트 앤드(analog front end)부로 이루어진 것을 특징으로 하는 고감도 영상을 얻기 위한 CCD 이미지센서 카메라 모듈The front end signal processor may include a controller configured to determine and select a sensor capable of exhibiting an optimal performance in a photographing environment by determining an output signal of the ambient environment sensor; And an analog front end unit for detecting an analog image output of the image sensor selected by the controller or converting the analog image output into a digital image output.
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