(57)【要約】【課題】  素子のレイアウトを経由せずに、他の画期的な技術で一層小型化／軽量化し、低消費電力化した単一のイメージセンサーチップ及びこれを備えた撮像装置を提供する。【解決手段】  撮像装置に取り付けられてその撮像及び読み書きを行なわせる単一のイメージセンサーチップが、外部から導入した被写体の反射光を感知してイメージのアナログ信号を発生するイメージセンサーと、このイメージセンサーに結合されるバックエンドプロセッサモジュールとを少なくとも含み、  そのバックエンドプロセッサモジュールが、イメージセンサーから出たアナログ信号をディジタル化してから送出するイメージプロセッサユニットと、イメージプロセッサユニットと結合していてそれから出たディジタル信号を標準伝送データに転換してから外部へ伝送する周辺制御ユニットとを備える。【選択図】    図３
2006174401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置に取り付けられてその撮像及び読み書きを行なわせる単一のイメージセンサーチップであって、
外部から導入した被写体の反射光を感知してイメージのアナログ信号を発生するイメージセンサーと、
このイメージセンサーに結合されるバックエンドプロセッサモジュールとを少なくとも含み、
そのバックエンドプロセッサモジュールは、前記イメージセンサーから出たアナログ信号をディジタル化してから送出するイメージプロセッサユニットと、前記イメージプロセッサユニットと結合していてそれから出たディジタル信号を標準伝送データに転換してから外部へ伝送する周辺制御ユニットとを備えていることを特徴とするイメージセンサーチップ。
【請求項２】
前記イメージプロセッサユニットには、ディジタル信号プロセッサが備わっていることを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンサーチップ。
【請求項３】
前記イメージプロセッサユニットには、更にイメージデータを圧縮するためのイメージ圧縮器が備わっていることを特徴とする、請求項２に記載のイメージセンサーチップ。
【請求項４】
前記イメージプロセッサユニットと結合したランダムアクセスメモリが更に含まれることを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンサーチップ。
【請求項５】
前記周辺制御ユニットには、前記イメージプロセッサユニットを外部のメモリと結合させるためのメモリプロセッサが備わっていることを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンサーチップ。
【請求項６】
前記周辺制御ユニットには、外部の液晶ディスプレイを制御するための周辺制御器が備わっていることを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンサーチップ。
【請求項７】
前記周辺制御ユニットには、更にユニバサルシリアルバス（ＵＳＢ）信号転換器が備わっていて前記イメージプロセッサユニットから出たイメージデータをユニバサルシリアルバスプロトコルに合う信号に転換して外部に伝送することを特徴とする、請求項１に記載のイメージセンサーチップ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のイメージセンサーチップと、被写体からの反射光を導入して前記イメージセンサーチップにおけるイメージセンサーへ投光する光学デバイスとを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のイメージセンサーチップと、被写体からの反射光を導入して前記イメージセンサーチップにおけるイメージセンサーへ投光する光学デバイスと、前記イメージセンサーチップにおけるメモリプロセッサにより前記イメージセンサーチップにおけるイメージプロセッサユニットと結合しているスタティックランダムアクセスメモリとを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のイメージセンサーチップと、被写体からの反射光を導入して前記イメージセンサーチップにおけるイメージセンサーへ投光する光学デバイスと、前記イメージセンサーチップにおけるメモリプロセッサにより前記イメージセンサーチップにおけるイメージプロセッサユニットと結合しているスタティックメモリと、前記イメージセンサーチップにおける周辺制御器と結合している液晶ディスプレイとを備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサーチップ及びそれを備えた撮像装置に関し、特にイメージセンサーとバックエンドプロセッサモジュールとを整合してなっていてパーソナルコンピュータカメラとディジタルカメラとのデュアルモードカメラにも適用され得る単一のイメージセンサーチップ及びそれを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近頃、市販されているディジタル撮像装置、例えばディジタルビデオカメラ、ディジタルカメラ、カメラ付き携帯電話、パーソナルコンピュータカメラなどがいろいろある。このような撮像装置は、操作が簡便で、そのデータをディジタルファイル形式として格納してコンピュータに伝送し再生することができるとともに、電子メールで他人に転送することもできるので、すでに個人的にまたは家庭的に欠かせない娯楽用の電子製品である。
【０００３】
図１は、前記撮像装置の一例としてのディジタルカメラの一般的な構造を示している。図１のように、ディジタルカメラ５は、主としてイメージセンサー５１０や光学デバイス５１１を有する撮像機構５１と、バックエンドプロセッサユニット５２と、周辺制御ユニット５３と、ユニバサルシリアルバス（ＵＳＢ）信号転換器５４と、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）５５とを備えてなったものである。前記イメージセンサー５１０、バックエンドプロセッサユニット５２、周辺制御ユニット５３、ユニバサルシリアルバス（ＵＳＢ）信号転換器５４などの各素子は、それぞれ集積回路（ＩＣ）構造で一つの回路基板に組立てられているのである。なお、前記各素子のほか、ハイエンド機種のディジタルカメラ５であれば、更にフラッシュライト６１と、液晶ディスプレイ６２と、フラッシュカード６３などの素子が付加されている。
【０００４】
その中で、撮像機構５１は、イメージセンサー５１０によって、光学デバイス５１１を通して外部から導入した被写体（図示せず）の反射光５０１を感知してイメージのアナログ信号５０２を発生する。そして、バックエンドプロセッサユニット５２によって、撮像機構５１、周辺制御ユニット５３、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）５５などからの信号をディジタル化したり、圧縮したりしすることと周辺との出力／入力することなどをコントロールする。
【０００５】
最後に、バックエンドプロセッサユニット５２と結合しているユニバサルシリアルバス（ＵＳＢ）信号転換器５４は、処理された信号を標準伝送データに転換してから、後程の処理のために外部例えばコンピュータ装置６へ伝送する。
【０００６】
フラッシュライト６１と、液晶ディスプレイ６２と、フラッシュカード６３などの素子については、周辺制御ユニット５３がそれらの信号の制御またはアクセスをする。
【０００７】
前記撮像装置は、確かに操作が簡便で、そのデータの転送も手軽だが、時代の流れにつれて、こういう利点以外に、一層小型化／軽量化し、低消費電力化したディジタルカメラなどの撮像装置が一般消費者に大いに要請されている。この要請に応えようとする当業者も精一杯研究開発を重ねてきているが、前記当業者はおおよそ素子のレイアウトに注目したので、充分な効果が得られていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記実状に鑑みて提案されたものであって、素子のレイアウトを経由せずに、他の画期的な技術で一層小型化／軽量化し、低消費電力化した、単一のイメージセンサーチップ及びそれを備えた撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明者は、各素子をできるだけ単一のチップに集積し、素子毎に電力を供給しなくてもよいようにすると前記欠点を克服できると思い付いた。
【００１０】
前記発想に基づいて、本発明は、まず、イメージセンサー、バックエンドプロセッサユニット、周辺制御ユニット、ユニバサルシリアルバス（ＵＳＢ）信号転換器などの各素子を整合してなっていて撮像装置に取り付けられてその撮像及び読み書きを行なわせる単一のイメージセンサーチップを提供する。
【００１１】
もっと詳しく言えば、本発明は、撮像装置に取り付けられてその撮像及び読み書きを行なわせる単一のイメージセンサーチップであって、外部から導入した被写体の反射光を感知してイメージのアナログ信号を発生するイメージセンサーと、このイメージセンサーに結合されるバックエンドプロセッサモジュールとを少なくとも含み、そのバックエンドプロセッサモジュールは、前記イメージセンサーから出たアナログ信号をディジタル化してから送出するイメージプロセッサユニットと、前記イメージプロセッサユニットと結合していてそれから出たディジタル信号を標準伝送データに転換してから外部へ伝送する周辺制御ユニットとを備えていることを特徴とするイメージセンサーチップを提供する。
【００１２】
また、本発明は、前記単一のイメージセンサーチップを備えた撮像装置を提供し、特に、従来使っているダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）が多くの出力／入力のピンを有して、前記単一のイメージセンサーチップと結合に適しないため、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）をより少ない出力／入力のピンを有するメモリに代えた、前記単一のイメージセンサーチップを備えた撮像装置を提供する。
【００１３】
即ち、本発明の撮像装置は、前記単一のイメージセンサーチップと、被写体からの反射光を導入して前記イメージセンサーチップにおけるイメージセンサーへ投光する光学デバイスとを備えたことを第１の特徴とし、またこの特徴に加えて、前記イメージセンサーチップにおけるメモリプロセッサにより前記イメージセンサーチップにおけるイメージプロセッサユニットと結合しているスタティックランダムアクセスメモリとを備えたことを第２の特徴とし、更にこの特徴に加えて、前記イメージセンサーチップにおける周辺制御器と結合している液晶ディスプレイとを備えたことを第３の特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
前記構造による単一のイメージセンサーチップは、前記イメージセンサーと、前記イメージプロセッサユニットと、前記バックエンドプロセッサモジュールとを整合してなっていて、撮像装置に取り付けられてその撮像及び読み書きを行なわせるので、前記各素子がそれぞれ集積回路（ＩＣ）構造で一つの回路基板に組立てられている従来構造に比べて、消費電力を低減するばかりでなく、省スペースで製品全体の設計のコストを節約することもできる。なお、前記単一のイメージセンサーチップの整合に対応して、より少ない出力／入力のピンを有するスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）を利用して撮像装置を製造すれば、前記単一のイメージセンサーチップの対応のピンも縮減されるので、省スペースの効果を一層向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。
【００１６】
図２は、本発明の一実施形態による撮像装置の構成を示すブロック図である。図３は、本発明の一実施形態による単一のイメージセンサーチップの構成及びその応用を示すブロック図である。
【００１７】
図２に示すように、本発明にかかる単一のイメージセンサーチップ２０が撮像装置１の本体１０に取り付けられてその撮像及び読み書きを行なわせるものである。この単一のイメージセンサーチップ２０は、静止画及び動画の撮影機能を兼備するので、例えばディジタルビデオカメラ、ディジタルカメラ、カメラ付き携帯電話、パーソナルコンピュータカメラなどの撮像装置に適用される。
【００１８】
単一のイメージセンサーチップ２０は、イメージセンサー２と、該イメージセンサー２と結合しているバックエンドプロセッサモジュール３とを整合してなっている。
イメージセンサー２は、センサーアレイ、読み出し回路、タイミングコントローラなどを有し、外部から導入した被写体の反射光を感知してイメージのアナログ信号２０１を発生することができる。
【００１９】
バックエンドプロセッサモジュール３には、レジスターとしてのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４１と結合したイメージプロセッサユニット４０と、周辺制御ユニット６０とが設けられている。
【００２０】
イメージプロセッサユニット４０は、ディジタル信号プロセッサ４０１と、イメージ圧縮器４０２を有し、イメージセンサー２から出たアナログ信号２０１をディジタル信号２０２とディジタル化して、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４１に一時データとして格納することができる。前記ディジタル信号プロセッサ４０１は、高速の演算性能を持っていてぼう大なデータを処理することができる。イメージ圧縮器４０２は、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）や差分パルス符号変調方式（Differential Pulse Code Modulation；ＤＰＣＭ）などの技術を用いていてイメージデータを小さい容量の影像ファイルに圧縮するものである。
【００２１】
そして、周辺制御ユニット６０は、メモリプロセッサ６０１と、周辺制御器６０２と、ユニバサルシリアルバス（ＵＳＢ）信号転換器６０３とで構成されており、イメージプロセッサユニット４０と結合していてそれから出たディジタル信号２０２を標準伝送データ２０３に転換してから外部へ伝送するものである。前記ユニバサルシリアルバス（ＵＳＢ）信号転換器６０３は、イメージプロセッサユニット４０から出たイメージデータをユニバサルシリアルバスプロトコルに合う信号に転換して伝送するためのものである。
【００２２】
前記撮像装置１は、前記のような構造の単一のイメージセンサーチップ２０のほか、更に、被写体からの反射光を導入してイメージセンサー２へ投光する光学デバイス１１０と、単一のイメージセンサーチップ２０と結合しているスイッチ回路部１１、電源回路部１２、メモリ１３、液晶ディスプレイ１４とを備えてなったものである。また、接続ライン７０１によって影像処理システム７に接続されていてイメージデータのアップロード／ダウンロードが行える。
【００２３】
ここで、メモリ１３は、より少ない出力／入力のピン（１６のピン）を有するスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）であり、メモリプロセッサ６０１によりイメージプロセッサユニット４０と結合している。このように、単一のイメージセンサーチップ２０の対応のピンも縮減されたので、単一のイメージセンサーチップ２０の面積が小さくされている。
【００２４】
液晶ディスプレイ１４は、液晶ディスプレイ１４からフラッシュライト、フラッシュカードまでの素子を制御するための周辺制御器６０２と結合していて制御されるようになっている。
【００２５】
本発明にかかる単一のイメージセンサーチップを利用し、特にスタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）と合わせて撮像装置を製造すると、市販されている物より一層小型化／軽量化し、低消費電力化した撮像装置を提供できる。
【００２６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の精神の範囲内において種々の変形や変更が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来のディジタルカメラの構成の一例を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態によるディジタルカメラの構成を示すブロック図。
【図３】本発明の一実施形態による単一のイメージセンサーチップの構成及びその応用を示すブロック図。
【符号の説明】
【００２８】
１      撮像装置
１０    本体
１１    スイッチ回路部
１１０  光学デバイス
１２    電源回路部
１３    メモリ
１４    液晶ディスプレイ
２      イメージセンサー
２０    単一のイメージセンサーチップ
２０１  アナログ信号
２０２  ディジタル信号
２０３  標準伝送データ
３      バックエンドプロセッサモジュール
４０    イメージプロセッサユニット
４０１  ディジタル信号プロセッサ
４０２  イメージ圧縮器
４１    ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
６０    周辺制御ユニット
６０１  メモリプロセッサ
６０２  周辺制御器
６０３  ユニバサルシリアルバス（ＵＳＢ）信号転換器
７      影像処理システム
７０１  接続ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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