專利名稱：具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝像機(jī)模塊，尤其涉及一種具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊，其包括能夠?qū)嵤┳詣?dòng)聚焦功能的信號(hào)處理單元，從而使得即使不使用單獨(dú)的自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊，也能夠獲得與真正的自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊相同的效果。
背景技術(shù)：
近來(lái)，諸如移動(dòng)裝置、筆記本電腦和安裝在汽車保險(xiǎn)杠上的后方監(jiān)控?cái)z像機(jī)的裝置已安裝了能夠捕捉圖像的攝像機(jī)模塊。此外，安裝在這些裝置中的攝像機(jī)模塊需要被制造成非常小的尺寸以便適應(yīng)移動(dòng)裝置的小型化。一般來(lái)說(shuō)，安裝在小型移動(dòng)裝置中的攝像機(jī)模塊包括圖像傳感器模塊和裝配在圖像傳感器模塊一側(cè)的透鏡模塊。圖像傳感器模塊包括圖像拾取元件；與圖像拾取元件電氣連接的電路板；將拾取信號(hào)輸出到外部電路的板等。同時(shí)，透鏡模塊包括一個(gè)或多個(gè)透鏡，并且還可以包括紅外濾光片等。這種圖像拾取裝置包括具有透鏡單元的攝像機(jī)模塊，攝像機(jī)模塊在沿光軸移動(dòng)的同時(shí)調(diào)整焦距。最近，作為這樣的攝像機(jī)模塊、自動(dòng)聚焦(AF)攝像機(jī)模塊已普遍被用于調(diào)整更大范圍的焦距。圖1是示出傳統(tǒng)自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊的構(gòu)造的框圖。參考圖1，傳統(tǒng)自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊包括透鏡單元110、電動(dòng)機(jī)120、微控制單元 (MCU) 130、圖像傳感器140、信號(hào)處理裝置150和顯示單元160。也就是說(shuō)，為了給現(xiàn)有的攝像機(jī)模塊添加AF功能，傳統(tǒng)的自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊需要單獨(dú)的AF模塊，諸如用于透鏡的自動(dòng)調(diào)焦的電動(dòng)機(jī)120、用于控制電動(dòng)機(jī)120的微控制單元(MCU) 130等，還需要用于將這種AF模塊連接到外部主板的電源線及信號(hào)線。因此，與固定焦距攝像機(jī)模塊相比，傳統(tǒng)的自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊存在的問(wèn)題是其結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜、價(jià)格高和處理能力降低。圖2是示出傳統(tǒng)的自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊中的圖像傳感器的濾色片陣列的拜耳樣式(Bayer pattern)的視圖。在數(shù)碼攝像機(jī)或蜂窩式電話的情況下，為了降低成本以及有效地設(shè)計(jì)電路，使用一個(gè)CMOS圖像傳感器(CIS)來(lái)獲取呈拜耳樣式形式的顏色的色階數(shù)據(jù)，如圖2所示。在使用上述拜耳樣式的情況下，在一個(gè)像素上僅示出紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)之中的一個(gè)顏色的色階數(shù)據(jù)。因此，在這種情況下，為了獲取剩下兩個(gè)顏色關(guān)于一個(gè)像素的色階數(shù)據(jù)，執(zhí)行這樣的插值法設(shè)定一個(gè)像素作為中心像素并使用該中心像素周圍的色階數(shù)據(jù)。同時(shí)，通過(guò)這種插值法所輸出的RGB數(shù)據(jù)包括大量的噪聲分量，為了去除這種噪聲分量，正在研究一種對(duì)插值后的RGB數(shù)據(jù)運(yùn)用噪聲去除過(guò)濾器的技術(shù)。圖3是示出傳統(tǒng)的自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊中的信號(hào)處理裝置(例如ISP)的構(gòu)造的框圖。參考圖3，在傳統(tǒng)的AF攝像機(jī)模塊中的信號(hào)處理裝置150包括顏色插值部分151、顏色矩陣部分152、伽瑪部分153，亮度信號(hào)生成部分154和噪聲去除部分155。顏色插值部分151接收按照拜耳樣式的數(shù)據(jù)，并對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)執(zhí)行插值。顏色矩陣部分152和伽瑪部分153通過(guò)使用插值數(shù)據(jù)輸出按照拜耳樣式的R、G和B圖像的色階數(shù)據(jù)。亮度信號(hào)生成部分154處理R、G和B圖像的色階數(shù)據(jù)，并輸出亮度信號(hào)數(shù)據(jù)。噪音去除部分155去除RGB數(shù)據(jù)和亮度信號(hào)數(shù)據(jù)中包含的噪聲。這種傳統(tǒng)的信號(hào)處理裝置150包括兩個(gè)行緩沖區(qū)。首先，第一行緩沖區(qū)156用在從拜耳樣式數(shù)據(jù)輸出RGB數(shù)據(jù)的步驟中。也就是說(shuō)， 第一行緩沖區(qū)156用在處理從顏色插值部分151到亮度信號(hào)生成部分154的數(shù)據(jù)的步驟中，其中第一行緩沖區(qū)156使用5x5蒙片(mask)。與此同時(shí)，第二行緩沖區(qū)157用在去除包含在RGB數(shù)據(jù)和亮度信號(hào)數(shù)據(jù)的噪聲和增強(qiáng)邊緣的步驟中。在這種情況下，為了在亮度分量中建立蒙片，蒙片必須建立在色度分量以及亮度分量中，因此需要較大的內(nèi)存。也就是說(shuō)，當(dāng)如同拜耳樣式中那樣使用5x5蒙片時(shí)，在亮度分量中需要15行緩沖區(qū)。如上所述，為了執(zhí)行自動(dòng)聚焦功能，傳統(tǒng)的自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊必須具有單獨(dú)的 AF模塊，而且其信號(hào)處理裝置中必須包括額外的內(nèi)存。因此，傳統(tǒng)的自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊實(shí)現(xiàn)小型化有難度，故生產(chǎn)成本增加，從而使得無(wú)法以合理的價(jià)格大量生產(chǎn)攝像機(jī)模塊。
發(fā)明內(nèi)容
因此，提出了本發(fā)明，旨在努力解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的這些問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊，其包括具有改進(jìn)構(gòu)造的信號(hào)處理單元，從而使得即使不使用單獨(dú)的AF攝像機(jī)模塊，也能夠提供與使用真正的AF攝像機(jī)模塊調(diào)整焦距時(shí)相同的效果。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了一種具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊，所述固定焦距攝像機(jī)模塊包括透鏡單元，聚集光；圖像傳感器，將已通過(guò)所述透鏡單元獲取的物體的圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并輸出所述電信號(hào)；信號(hào)處理單元，接收并處理已從所述圖像傳感器輸出的電信號(hào)以輸出圖像信號(hào)，并且自動(dòng)調(diào)整所述透鏡單元的焦距；以及顯示單元，顯示從所述信號(hào)處理單元輸出的所述圖像信號(hào)。在這里，信號(hào)處理單元包括顏色插值部分，對(duì)具有所述圖像傳感器中包含的濾色片的拜耳樣式的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行插值；虛擬自動(dòng)調(diào)焦部分，增強(qiáng)邊緣特征并且去除按照所述圖像傳感器中包含的濾色片的拜耳樣式的圖像數(shù)據(jù)中包含的噪聲；加法部分，使所述顏色插值部分的輸出信號(hào)和所述虛擬自動(dòng)調(diào)焦部分的輸出信號(hào)相加，并且輸出相加后的信號(hào)； 顏色矩陣部分，接收所述加法部分的輸出信號(hào)，并且輸出紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)圖像數(shù)據(jù)； 伽馬部分，調(diào)整所述紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)圖像數(shù)據(jù)的灰度電壓，并且輸出調(diào)整后的信號(hào)； 及亮度信號(hào)生成部分，接收所述伽瑪部分的輸出信號(hào)，并且生成并輸出亮度信號(hào)。優(yōu)選地，所述信號(hào)處理單元還可以包括行緩沖區(qū)，所述行緩沖區(qū)存儲(chǔ)所述顏色插值部分的信息和所述虛擬自動(dòng)調(diào)焦部分的信息。
在結(jié)合附圖閱讀了以下詳細(xì)說(shuō)明后，本發(fā)明的上述目的以及其他特征和優(yōu)勢(shì)將變得更明顯。附圖中圖1示出傳統(tǒng)自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊的構(gòu)造的框圖；圖2是示出傳統(tǒng)的自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊中的圖像傳感器的濾色片陣列的拜耳樣式的視圖；圖3是示出傳統(tǒng)的自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊中的信號(hào)處理裝置的構(gòu)造的框圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊的構(gòu)造的視圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊中的信號(hào)處理裝置的構(gòu)造的框圖；以及圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊中用于實(shí)施虛擬自動(dòng)聚焦功能的數(shù)據(jù)流的視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，附圖示出了該實(shí)施例的示例。盡可能地，在附圖和說(shuō)明書(shū)中，使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指代相同或相似的部件。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊的構(gòu)造的視圖。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊包括透鏡單元410、圖像傳感器420、信號(hào)處理裝置430和顯示單元440。參考圖4，可以了解到，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊并不使用用于驅(qū)動(dòng)透鏡的電動(dòng)機(jī)和用于控制該電動(dòng)機(jī)的微控制單元(MCU)，這不同于圖1所示的傳統(tǒng)的自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊。如上所述，本發(fā)明的中心構(gòu)思是要調(diào)整信號(hào)處理裝置的構(gòu)造，以便使得即使不使用用于驅(qū)動(dòng)透鏡的電動(dòng)機(jī)和用于控制該電動(dòng)機(jī)的微控制單元(MCU)，也能夠執(zhí)行自動(dòng)聚焦功能。透鏡單元410執(zhí)行聚光功能以獲取物體的圖像。圖像傳感器420將已通過(guò)透鏡單元410獲取的物體的圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后輸出該電信號(hào)。信號(hào)處理裝置430接收并處理從圖像傳感器420輸出的該電信號(hào)、輸出圖像信號(hào)并自動(dòng)控制透鏡單元410的焦距。顯示單元440顯示從信號(hào)處理裝置430輸出的圖像信號(hào)。透鏡單元410、圖像傳感器420和顯示單元440具有與現(xiàn)有技術(shù)中的相應(yīng)部件相同的構(gòu)造，因而將省略對(duì)它們的說(shuō)明，以下將描述信號(hào)處理裝置430。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊中的信號(hào)處理裝置的構(gòu)造的框圖。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊中用于實(shí)施虛擬自動(dòng)聚焦功能的數(shù)據(jù)流的視圖。參考圖5，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊中的信號(hào)處理裝置430包括顏色插值部分431 ；虛擬自動(dòng)調(diào)焦部分432 ；加法部分433 ；顏色矩陣部分434 ；伽馬部分435 ；和亮度信號(hào)生成部分436。與傳統(tǒng)的自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊不同，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊中所使用的信號(hào)處理裝置430以如下方式實(shí)施在拜耳層中執(zhí)行用于控制噪音和分辨率的算法。也就是說(shuō)，關(guān)于按照?qǐng)D像傳感器420中包含的濾色片的拜耳樣式的圖像數(shù)據(jù)，顏色插值部分431將R、G和B之中的一個(gè)像素設(shè)定為中心像素，并且通過(guò)使用在該中心像素周圍的色階數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)余下的兩個(gè)顏色執(zhí)行插值。虛擬自動(dòng)調(diào)焦部分432去除按照?qǐng)D像傳感器420中包含的濾色片的拜耳樣式的圖像數(shù)據(jù)中包含的噪聲，并且增強(qiáng)邊緣特征。加法部分433使顏色插值部分431的輸出信號(hào)和虛擬自動(dòng)調(diào)焦部分432的輸出信號(hào)相加，并且輸出相加后的信號(hào)。顏色矩陣部分434接收加法部分433的輸出信號(hào)，并且輸出紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)圖像數(shù)據(jù)。伽馬部分435接收顏色矩陣部分434的輸出信號(hào)，調(diào)整紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)圖像數(shù)據(jù)的灰度電壓(gradation voltage)，并且輸出調(diào)整后的信號(hào)。亮度信號(hào)生成部分436 接收伽瑪部分435的輸出信號(hào)，而且生成并輸出亮度信號(hào)。參考圖5，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊中的信號(hào)處理裝置430僅利用一個(gè)行緩沖區(qū)437就能夠同時(shí)執(zhí)行數(shù)據(jù)插值和虛擬自動(dòng)調(diào)焦功能，所以能夠在拜耳層中同時(shí)執(zhí)行噪聲去除和邊緣增強(qiáng)。因此，與在亮度分量中執(zhí)行噪聲去除和分辨率提高的傳統(tǒng)自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊相比，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊能夠在使用較小的硬件的同時(shí)更有效地執(zhí)行噪聲去除和分辨率提高，并且因?yàn)楣潭ń咕鄶z像機(jī)模塊使用了更寬范圍的蒙片，因此還能夠大大地提高分辨率和去除噪聲。正如從上面的描述可知的，本發(fā)明提供了一種具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊，與在亮度分量中執(zhí)行噪聲去除和分辨率提高的傳統(tǒng)自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊相比，其能夠在使用較小的硬件的同時(shí)更有效地執(zhí)行噪聲去除和分辨率提高，并且由于使用了更寬范圍的蒙片，因而能夠極大地提高分辨率和去除噪聲。盡管處于示意目的描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在不超出附隨的權(quán)利要求所公開(kāi)的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以進(jìn)行各種修改、補(bǔ)充和替代。
權(quán)利要求
1.一種具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊，包括 用于聚集光的透鏡單元；圖像傳感器，將已通過(guò)所述透鏡單元獲取的物體的圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并輸出所述電信號(hào)；信號(hào)處理單元，接收并處理從所述圖像傳感器輸出的電信號(hào)以輸出圖像信號(hào)，并且自動(dòng)調(diào)整所述透鏡單元的焦距；以及顯示單元，顯示從所述信號(hào)處理單元輸出的所述圖像信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定焦距攝像機(jī)模塊，其中所述信號(hào)處理單元包括顏色插值部分，對(duì)具有所述圖像傳感器中包含的濾色片的拜耳樣式的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行插值；虛擬自動(dòng)調(diào)焦部分，增強(qiáng)邊緣特征并且去除具有所述拜耳樣式的圖像數(shù)據(jù)中包含的噪聲；加法部分，使所述顏色插值部分的輸出信號(hào)和所述虛擬自動(dòng)調(diào)焦部分的輸出信號(hào)相力口，并且輸出相加后的信號(hào)；顏色矩陣部分，接收所述加法部分的輸出信號(hào)，并且輸出紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)圖像數(shù)據(jù)；伽馬部分，調(diào)整所述紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)圖像數(shù)據(jù)的灰度電壓，并且輸出調(diào)整后的信號(hào)；及亮度信號(hào)生成部分，接收所述伽瑪部分的輸出信號(hào)，并且生成并輸出亮度信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固定焦距攝像機(jī)模塊，其中所述信號(hào)處理單元還包括行緩沖區(qū)，所述行緩沖區(qū)存儲(chǔ)所述顏色插值部分的信息和所述虛擬自動(dòng)調(diào)焦部分的信息。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有自動(dòng)聚焦功能的固定焦距攝像機(jī)模塊，其包括能夠?qū)嵤┳詣?dòng)聚焦功能的信號(hào)處理單元，從而使得即使不使用單獨(dú)的自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊，也能夠獲得與真正的自動(dòng)聚焦攝像機(jī)模塊相同的效果。具有自動(dòng)聚焦功能的所述固定焦距攝像機(jī)模塊包括透鏡單元，聚集光；圖像傳感器，將已通過(guò)所述透鏡單元獲取的物體的圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并輸出所述電信號(hào)；信號(hào)處理單元，接收并處理已從所述圖像傳感器輸出的電信號(hào)以輸出圖像信號(hào)，并且自動(dòng)調(diào)整所述透鏡單元的焦距；以及顯示單元，顯示從所述信號(hào)處理單元輸出的所述圖像信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N5/232GK102469252SQ20101062387
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者尹弼相, 徐榮浩, 金鐘芯, 金銀 申請(qǐng)人:(株)賽麗康