[發(fā)明專利]圖像傳感器和包括它的監(jiān)視系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410090209.1
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN104113713B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李圣秀;徐昌佑
• 申請（專利權(quán)）人: 派視爾株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H04N5/374
• 分類號(hào): H04N5/374;H04N7/18
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11363
• 代理人: 郭放,許偉群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像傳感器及包括它的監(jiān)視系統(tǒng)，尤其涉及將外部的光學(xué)影像信號(hào)轉(zhuǎn)換為電影像信號(hào)的圖像傳感器的技術(shù)。

背景技術(shù)

一般來說，圖像傳感器是將外部的光學(xué)影像信號(hào)轉(zhuǎn)換為電影像信號(hào)的裝置。尤其，CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體）圖像傳感器是利用CMOS制造技術(shù)而制成的圖像傳感器。在CMOS圖像傳感器中，各像素（Pixel）使用如下方式，即：利用光電二極管將由被拍攝體的對應(yīng)部分輻射的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子之后進(jìn)行存儲(chǔ)，并將與所積累的電子的數(shù)量成正比地呈現(xiàn)的電荷量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)并輸出。

圖像傳感器大致分為使用互補(bǔ)MOS（CMOS）技術(shù)的CMOS圖像傳感器和使用電荷耦合器件（CCD；Charge Coupled Device）技術(shù)的CCD圖像傳感器，而這些都使用半導(dǎo)體技術(shù)來制作。

這些CMOS圖像傳感器為廣泛使用于諸如移動(dòng)電話（Mobile Phone）、個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）用攝像頭（Camera）、攝像機(jī)以及數(shù)碼照相機(jī)等各種電子產(chǎn)品的設(shè)備（Device）。

由于CMOS圖像傳感器與以往用作圖像傳感器的CCD相比，具有驅(qū)動(dòng)方式簡便，且能夠集成于具有信號(hào)處理電路（Signal Processing Circuit）的芯片的優(yōu)點(diǎn)，因而能夠形成片上系統(tǒng)（SoC，System On Chip），由此使模塊的小型化成為可能。另外，由于能夠互換性地使用以往建立（Set-up）的CMOS技術(shù)，因而具有能夠降低制造成本等很多優(yōu)點(diǎn)，需求也正與日俱增。

通常，如數(shù)碼照相機(jī)、攝像機(jī)以及安裝了照相機(jī)功能的便攜式終端等那樣包括圖像傳感器的拍攝裝置利用圖像傳感器拍攝通過鏡頭而攝入的影像，來獲得影像信號(hào)。另外，將上述影像信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字影像數(shù)據(jù)，并以預(yù)覽（preview）畫面的方式顯示于液晶畫面。在顯示了預(yù)覽影像的狀態(tài)下，若用戶按壓快門鍵（shutter key），則影像數(shù)據(jù)會(huì)被影像壓縮而存儲(chǔ)為照片數(shù)據(jù)。

圖1為現(xiàn)有的包括圖像傳感器的監(jiān)視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

現(xiàn)有的監(jiān)視系統(tǒng)包括控制器10、MCU（Micro Controller Unit；微控制單元）20、圖像傳感器30、OSD（On Screen Display；屏幕顯示）芯片40以及顯示部50。

當(dāng)利用圖像傳感器30來實(shí)現(xiàn)CCTV（Closed Circuit TeleVision；閉路電視）等監(jiān)視系統(tǒng)時(shí)，OSD（屏幕顯示，On Screen Display）功能是必備的。控制器10向MCU20輸出用于變更OSD菜單的信號(hào)。在此，控制器10可以由開關(guān)（Switch）或遠(yuǎn)程控制器（Remote Controller）構(gòu)成。

若從控制器10施加控制信號(hào)，則微控制單元20基于預(yù)先存儲(chǔ)的匯編（Assembly）代碼，向OSD芯片40輸出OSD菜單變更信息。另外，若從控制器10施加控制信號(hào)，則MCU20基于匯編代碼來計(jì)算與已變更的OSD菜單變更信號(hào)相匹配的CIS（CMOS圖像傳感器）設(shè)置信息，并向圖像傳感器30傳輸。

圖像傳感器30對被拍攝體進(jìn)行拍攝，并接收視頻影像信號(hào)。若從MCU20施加已變更的OSD菜單信息，則上述圖像傳感器30對圖像進(jìn)行處理，以便與相關(guān)菜單信息相對應(yīng)，并向顯示部50輸出。上述圖像傳感器30可以由CIS（CMOS Image Sensor；CMOS圖像傳感器）組成。

在此，圖像傳感器30和MCU20可以使用依據(jù)I2C（Inter-Integrated Circuit；內(nèi)部集成電路）協(xié)議規(guī)定的通信方式來交換數(shù)據(jù)。在此，I2C使用與上拉電阻相連接的被稱為串行數(shù)據(jù)和串行時(shí)鐘的兩個(gè)雙向集電極開路線路的、由飛利浦公司研發(fā)的串行計(jì)算機(jī)總線，是用于在主板、嵌入式系統(tǒng)、移動(dòng)電話等上連接低速的周邊設(shè)備的通信方法。

這種現(xiàn)有的監(jiān)視裝置在MCU20、圖像傳感器30以及OSD芯片40之間互相交換數(shù)據(jù)來執(zhí)行通信。即，為了控制OSD，除了圖像傳感器30芯片之外，還需要額外使用MCU20芯片和OSD芯片40。在監(jiān)視系統(tǒng)中，在MCU20、圖像傳感器30以及OSD芯片40分別由單獨(dú)的芯片構(gòu)成的情況下，用于芯片之間的連接的元件的費(fèi)用會(huì)增加，且用于實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路的PCB（Printed Circuit Board；印刷電路板）的面積也會(huì)增加。

即，在監(jiān)視系統(tǒng)中，在利用額外的芯片實(shí)現(xiàn)MCU20的情況下，會(huì)增加系統(tǒng)的體積，并增加監(jiān)視系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)費(fèi)用。不僅如此，由于用于連接單獨(dú)的芯片以及各個(gè)芯片之間的多個(gè)線路的增加而無法簡便地實(shí)現(xiàn)監(jiān)視系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容