專利名稱：集成圖像傳感器及后端處理模塊的單晶片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像檢測晶片，特別是涉及一種適于個(gè)人電腦圖像擷取裝置(PC Camera)與數(shù)碼相機(jī)(Digital Camera)的雙模(Dual Mode)相機(jī)使用的領(lǐng)域，集成圖像傳感器及后端處理模塊的單晶片。
背景技術(shù)：
目前市面上的數(shù)碼取像裝置可說是不勝枚舉，例如，數(shù)碼攝影機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、照相手機(jī)，或視頻攝影機(jī)等。因?yàn)槠渚哂斜憬莸牟僮鞣绞剑軌蛞詳?shù)碼文件的方式存儲(chǔ)并傳輸?shù)诫娔X上播放，或可轉(zhuǎn)寄給許多朋友等優(yōu)點(diǎn)，所以已成為許多個(gè)人或家庭中必備的娛樂型電子裝置，如圖1所示，說明常用數(shù)碼相機(jī)5內(nèi)部的基本元件組成。數(shù)碼相機(jī)5具有的元件主要有一具有如圖像傳感器(Image sensor)510、光學(xué)元件511等部分的取像裝置51、一后端控制單元(Backend IC)52、一外圍控制單元53、一轉(zhuǎn)接界面單元54，以及一動(dòng)態(tài)存取存儲(chǔ)器(DRAM)55。必須說明的是，上述的圖像傳感器510、后端控制單元52、外圍控制單元53、轉(zhuǎn)接界面單元54等各元件都是各自是以集成電路(IC)的方式安裝在一電路板上。
而除了上述元件以外，較高級的數(shù)碼相機(jī)5也常附加有一閃光燈61、一液晶顯示器62及一存儲(chǔ)卡63等配件，閃光燈61用于對一拍攝物體打光，液晶顯示器62用于立即顯示拍攝物體的圖像，而存儲(chǔ)卡63(Flash Card)則是用于儲(chǔ)存拍攝物體的圖像信息，由此來提高拍攝時(shí)的便利。
其中，取像裝置51的作用是借由拍攝物體(圖未示出)反射的光線501透過光學(xué)元件511，進(jìn)而成像在圖像傳感器510上，由圖像傳感器510將其轉(zhuǎn)換為模擬信號502；接著，由后端控制單元52負(fù)責(zé)大部分信號的處理，所述信號包含來自取像裝置51、外圍控制單元53或動(dòng)態(tài)存取存儲(chǔ)器55等的信號，借著后端控制單元52來進(jìn)行模擬信號502的圖像數(shù)字化及壓縮處理、外圍輸出/輸入的控制等功能。
最后，可由耦合到所述后端控制單元52的轉(zhuǎn)接界面單元54將處理后的信號轉(zhuǎn)換為符合常用傳輸格式來提供給例如電腦裝置6，以作后續(xù)的處理。至于閃光燈61、液晶顯示器62及存儲(chǔ)卡63等配件則是由外圍控制單元53負(fù)責(zé)處理其信號的控制或信息的存取。
然而，圖像傳感器510、后端控制單元52、外圍控制單元53及轉(zhuǎn)接界面單元54等諸多元件由于是各自以集成電路的方式安裝在電路板上，因此除了需供電給各元件之外，許多元件具有占體積、浪費(fèi)成本等缺點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明圖1是一電路方塊圖，說明常用數(shù)碼相機(jī)內(nèi)部的基本元件組成；圖2是一示意圖，說明本發(fā)明集成圖像傳感器及后端處理模塊的單晶片，安裝在一取像裝置的本體內(nèi)；圖3是一電路方塊圖，說明圖像單晶片內(nèi)包含有一圖像傳感器及一后端處理模塊。
具體實(shí)施例方式
有關(guān)本發(fā)明之前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與效果，在以下配合參考附圖的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。
如圖2所示，在本實(shí)施例中，本發(fā)明集成圖像傳感器及后端處理模塊的單晶片20是安裝在一取像裝置1的本體10內(nèi)。本體10前端設(shè)置有一光學(xué)元件110以導(dǎo)入被攝物體(圖未示)所反射的光線。而圖像單晶片20用以執(zhí)行取像裝置1的拍攝及存取功能。此外，必須說明的是，本發(fā)明集成圖像傳感器及后端處理模塊的單晶片20可以同時(shí)具有靜態(tài)拍照及動(dòng)態(tài)攝影二種功能，所以可使用于例如數(shù)碼攝影機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、照相手機(jī)，或視頻攝影機(jī)等取像裝置1。
取像裝置1的本體10內(nèi)，除了有圖像單晶片20以外，還具有與圖像單晶片20耦接的一開關(guān)電路11、一電源電路12、一存儲(chǔ)器13及一液晶顯示器14，并可通過連接線701與外部的圖像處理系統(tǒng)7連接，將圖像信息予以上傳/下載等傳輸至圖像處理系統(tǒng)7，以做后續(xù)的處理。其中，開關(guān)電路11用以控制是否開始拍攝或電源電路12的啟閉，電源電路12用以供應(yīng)取像裝置1本身的電力，而由于開關(guān)電路11、電源電路12的構(gòu)造及原理并非本發(fā)明的重點(diǎn)，而且是目前已知的技術(shù)，所以不再詳細(xì)說明。
如圖3所示，圖像單晶片20內(nèi)包含有一圖像傳感器2，及一耦接圖像傳感器2的后端處理模塊3，后端處理模塊3具有一圖像處理單元40及一外圍控制單元60，所述圖像處理單元40并耦接有一隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)41。
其中，圖像傳感器2包括了傳感器陣列(Sensor array)、讀取電路(Readout circuit)、時(shí)序控制器(Timing controller)等，其作用是用以檢測外部光線并轉(zhuǎn)換成一圖像信號201。接著由圖像處理單元40接收圖像傳感器2的圖像信號201，將其處理為數(shù)字化格式的數(shù)碼信號202，并通過隨機(jī)存取存儲(chǔ)器41存取其暫存信息。外圍控制單元60主要作用是將圖像信號201轉(zhuǎn)換為符合標(biāo)準(zhǔn)傳輸信息格式(例如通用串行總線)的輸出信息203，供外部的圖像處理系統(tǒng)7讀取。
上述的圖像處理單元40具有一數(shù)字信號處理器(DSP)401、一圖像壓縮器402，數(shù)字信號處理器401的作用是接收圖像信號201予以模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由于其具有快速的運(yùn)算能力，因此可處理大量的圖像信息；而圖像壓縮器402則用以執(zhí)行信息壓縮的功能，例如以JPEG圖像壓縮或差分脈沖編碼調(diào)制(Differential Pulse Code Modulation；DPCM)的技術(shù)，使儲(chǔ)存的圖像檔案具有節(jié)省儲(chǔ)存空間的優(yōu)點(diǎn)。
外圍控制單元60具有一耦接圖像處理單元40及存儲(chǔ)器13的存儲(chǔ)器處理器601，所述存儲(chǔ)器處理器601用以接收數(shù)字信號，存取于存儲(chǔ)器13中，在本較佳實(shí)施例中，存儲(chǔ)器13是一靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)，相較于以往采用動(dòng)態(tài)存取存儲(chǔ)器(DRAM)具有較多輸出/輸入管腳(共40管腳)，因?yàn)殪o態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的輸出/輸入管腳較少(共16管腳)，因此可縮減圖像單晶片20對應(yīng)存儲(chǔ)器13的輸出/輸入管腳，所以也使圖像單晶片20整體的面積得以縮小。
外圍控制單元60還具有一外圍控制器602，用以控制外接的一液晶顯示器14，然而也可控制其它的輸出/輸入裝置如存儲(chǔ)卡、閃光燈等；此外，外圍控制單元60還具有一符合通用串行總線(USB)協(xié)議的界面轉(zhuǎn)換器603，用以將圖像信號201轉(zhuǎn)換為符合通用串行總線格式的信息203，予以輸出至圖像處理系統(tǒng)7。
綜上所述，由于以往將許多元件組裝在取像裝置1內(nèi)具有耗電、占體積等缺點(diǎn)，本發(fā)明的原理是將如圖像傳感器2、圖像處理單元40及外圍控制單元60等元件集成為一單晶片，如此不但可減低耗電功率，且也可節(jié)省成本。此外，由于以往多采取動(dòng)態(tài)存取存儲(chǔ)器來存取信息，而動(dòng)態(tài)存取存儲(chǔ)器具較多輸出/輸入管腳，而本發(fā)明改用靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器13，因?yàn)槠漭敵?輸入管腳較少，可縮減圖像單晶片20的輸出/輸入管腳，進(jìn)而增加了圖像單晶片20的微型化與實(shí)用性。
權(quán)利要求
1.一種集成圖像傳感器及后端處理模塊的單晶片，安裝在一取像裝置，用以執(zhí)行所述取像裝置的拍攝及存取功能，其特征在于所述圖像單晶片包含一圖像傳感器，用以檢測外部光線并轉(zhuǎn)換為一圖像信號；及一后端處理模塊，耦接所述圖像傳感器，具有一圖像處理單元，用以將所述圖像傳感器的圖像信號處理成數(shù)字化格式，以及一外圍控制單元，耦接所述圖像處理單元，用以控制及轉(zhuǎn)換所述數(shù)字化格式的圖像信號為符合標(biāo)準(zhǔn)傳輸信息格式的信號，以輸出來供外部讀取。
2.如權(quán)利要求1所述的集成圖像傳感器及后端處理模塊的單晶片，其特征在于所述圖像處理單元具有一數(shù)字信號處理器，用于接收所述圖像信號，并將其模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
3.如權(quán)利要求2所述的集成圖像傳感器及后端處理模塊的單晶片，其特征在于所述圖像處理單元還具有一圖像壓縮器，并且所述圖像壓縮器用于執(zhí)行信息壓縮的功能。
4.如權(quán)利要求1所述的集成圖像傳感器及后端處理模塊的單晶片，其特征在于所述外圍控制單元具有一存儲(chǔ)器處理器，耦接所述圖像處理單元及一存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器處理器用以接收所述數(shù)字信號，并將其存取于所述存儲(chǔ)器中。
5.如權(quán)利要求4所述的集成圖像傳感器及后端處理模塊的單晶片，其特征在于所述存儲(chǔ)器是一靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。
6.如權(quán)利要求1所述的集成圖像傳感器及后端處理模塊的單晶片，其特征在于所述外圍控制單元具有一外圍控制器，用以控制外接的一液晶顯示器。
7.如權(quán)利要求1所述的集成圖像傳感器及后端處理模塊的單晶片，其特征在于所述外圍控制單元具有一符合通用串行總線協(xié)議的界面轉(zhuǎn)換器，用以將所述圖像信息轉(zhuǎn)換為符合通用串行總線格式的信息，并予以輸出。
全文摘要
一種集成圖像傳感器及后端處理模塊的單晶片，安裝在一取像裝置，用以執(zhí)行取像裝置的拍攝及存取功能。所述圖像單晶片包含一圖像傳感器及一耦接圖像傳感器的后端處理模塊。圖像傳感器用以檢測外部光線并轉(zhuǎn)換為一圖像信號。后端處理模塊具有一圖像處理單元及一外圍控制單元，其中，圖像處理單元用以將圖像傳感器的圖像信號處理為數(shù)字化格式，外圍控制單元可將數(shù)字化格式的圖像信號轉(zhuǎn)換為符合標(biāo)準(zhǔn)傳輸信息格式的信號，以輸出來供外部讀取。
文檔編號H04N5/225GK1798270SQ20041010450
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者楊金新, 呂志宏 申請人:原相科技股份有限公司