JP2008167361A - Camera module, electronic device with the same, method of manufacturing camera module, and method of manufacturing electronic device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器本体に着脱自在に構成されるカメラモジュール及びこれを備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a camera module configured to be detachable from an electronic device main body and an electronic device including the same.
近年、デジタルカメラの高機能化や小型化に伴い、撮像素子やレンズからなるカメラモジュールを携帯電話機やPHS(Personal Handyhone System)、PDA(Personal Digital Assistant)などのモバイル機器に着脱自在に装着した電子機器の開発が進められている。 In recent years, as digital cameras have become more sophisticated and smaller in size, a camera module including an image sensor and a lens is detachably mounted on a mobile device such as a mobile phone, a PHS (Personal Handyphone System), or a PDA (Personal Digital Assistant). Equipment development is underway.
そして、カメラモジュールがモバイル機器本体に組み込まれた後に、カメラモジュールの特性バラツキによる画質劣化を低減すべく、モバイル機器本体側で調整を行っているものがある。 In some cases, after the camera module is incorporated into the mobile device body, adjustment is performed on the mobile device body side in order to reduce image quality degradation due to characteristic variations of the camera module.
また、モバイル機器本体側での調整の負担を低減するために、フラッシュメモリを備え、最終製品に対応したカメラ調整のためのバラツキデータやカメラモジュール制御プログラムを格納しているカメラモジュールがある。 In addition, in order to reduce the adjustment burden on the mobile device body side, there is a camera module that includes a flash memory and stores variation data for camera adjustment corresponding to the final product and a camera module control program.
例えば、カメラモジュールの製造工程において、最終製品に対応したカメラ調整データ及び制御用プログラムを、フラッシュメモリへ格納し、その後、それらのカメラ調整データ及びカメラモジュール制御用プログラムに基いて、カメラモジュールを自動調整して出荷している(例えば、特許文献1参照)。 For example, in the camera module manufacturing process, camera adjustment data and a control program corresponding to the final product are stored in a flash memory, and then the camera module is automatically processed based on the camera adjustment data and the camera module control program. It is adjusted and shipped (for example, refer to Patent Document 1).
詳しくは、カメラモジュールに被撮像物を撮像するCCD(Charge Coupled Devices)と、このCCDの出力信号に対して画像処理を行うDSP(Digital Signal Processor)と、このDSPが行う画像処理に必要なカメラ調整データ及びモジュール制御用プログラムを格納したフラッシュメモリとを備え、カメラモジュールの製造工程において、最終製品に対応したカメラ調整データ及びモジュール制御用プログラムを、フラッシュメモリへ格納する。その後、それらのカメラ調整データ及びモジュール制御用プログラムに基いて、カメラモジュールを自動調整して出荷する。
しかしながら、近年、モバイル機器等の電子機器のアプリケーションが高性能化及び多様化しており、従来例のように、フラッシュメモリに格納したカメラ調整データ及びカメラモジュール制御プログラムに基づいて、カメラモジュールを自動調整して出荷する構成によれば、カメラモジュールをモバイル機器本体に実際に実装した結果が得られていないので、モバイル機器本体とモジュール制御用プログラムとの間にわずかでも不整合が生じた際には、画像の品位を損なう虞があると共にその対処が煩雑になる虞があった。 However, in recent years, applications of electronic devices such as mobile devices have become higher performance and diversified, and as in the conventional example, the camera module is automatically adjusted based on the camera adjustment data and the camera module control program stored in the flash memory. According to the configuration shipped, the result of actually mounting the camera module on the mobile device body has not been obtained, so when there is even a slight mismatch between the mobile device body and the module control program In addition, there is a possibility that the quality of the image may be impaired, and the countermeasures may be complicated.
そこで、本発明は、電子機器の高性能化及び多様化に対応し、電子機器本体側において、カメラモジュールのバラツキに起因する調整を省くことができると共に、電子機器に備えられた画像処理部に対して精度良く整合できるカメラモジュールを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can cope with higher performance and diversification of electronic devices, and can eliminate adjustments caused by variations in camera modules on the electronic device main body side, and can be applied to an image processing unit provided in the electronic devices. An object of the present invention is to provide a camera module that can be accurately aligned.
かかる目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、電子機器本体に対して着脱自在に構成され、被写体像を導くレンズと、複数の光電変換素子が並設され、前記レンズを介して導かれた被写体像を光電変換して複数の色の画像信号を出力する撮像素子と、前記画像信号の利得を補正する可変利得増幅器と、前記可変利得増幅器から出力される画像信号をA/D変換してデジタル画像信号を出力するA/D変換器と、記憶媒体と、を備えたカメラモジュールであって、前記電子機器本体には、前記デジタル画像信号を、所定の画像データに調整して出力する画像処理部が備えられ、前記記憶媒体には、当該カメラモジュールを、前記電子機器本体に実装する前に予め所定の電子機器に実装し、前記調整後の所定の画像データに対応付けられた、前記デジタル画像信号の調整結果値が記憶されている、ことを特徴とする。
The invention according to
請求項1に記載のカメラモジュールによれば、当該カメラモジュールを電子機器本体に実装する前に予め所定の電子機器に実装し、調整後の所定の画像データに対応付けられた、デジタル画像信号の調整結果値が記憶媒体に記憶されているので、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、カメラモジュールの製造バラツキを補正するための調整値を求める工程を省くことができ、且つ、電子機器本体の画像処理部に対して精度良く整合できて高品位及び高精度の画像を得ることができ、延いては、電子機器の高性能化、高精度化にも適応できる。 According to the camera module of the first aspect, the camera module is mounted in a predetermined electronic device in advance before being mounted in the electronic device main body, and the digital image signal associated with the adjusted predetermined image data is stored. Since the adjustment result value is stored in the storage medium, the step of obtaining the adjustment value for correcting the manufacturing variation of the camera module after mounting the camera module on the electronic device body can be omitted, and the electronic device body Therefore, it is possible to obtain a high-quality and high-accuracy image with high accuracy with respect to the image processing unit, and it is also possible to adapt to high performance and high accuracy of electronic equipment.
つまり、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、カメラモジュールの製造バラツキを打ち消すための調整を行う際に、カメラモジュールの記憶媒体に記憶された調整結果値を用いればよいので、調整値を求める工程を省くことができる。また、この際、所定の電子機器には、カメラモジュールが実際に装着される電子機器本体の画像処理部と同一の画像処理部を備えておけば良い。これにより、実装される電子機器本体に、カメラモジュールを精度良く整合できる。 That is, after the camera module is mounted on the main body of the electronic device, the adjustment result value stored in the storage medium of the camera module may be used when performing an adjustment for canceling the manufacturing variation of the camera module. The process can be omitted. In this case, the predetermined electronic device may be provided with the same image processing unit as the image processing unit of the electronic device main body to which the camera module is actually mounted. Accordingly, the camera module can be accurately aligned with the electronic device body to be mounted.
また、請求項1に記載の発明は、請求項2に記載の発明のように、前記調整結果値が、前記撮像素子へ導く光量を調整するための露出、焦点を自動的に合わせるためのオートフォーカス、前記画像データの白色を調整するためのホワイトバランス、前記画像データを所定の色合いに合わせるための色再現、シャッターと連動して被写体像を照射するストロボ動作等の少なくとも何れかを調整したデータであることにより、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、露出、オートフォーカス、ホワイトバランス、色再現、ストロボ動作等の調整値を求める工程を省くことができて利便性を向上できるとともに高品位及び高精度の画像を得ることができる。尚、ストロボはストロボリサーチ社の商標であって、ストロボに代えてフラッシュやスピードライトなどであってもよい。 Further, according to a first aspect of the present invention, as in the second aspect of the present invention, the adjustment result value is an auto for automatically adjusting the exposure and focus for adjusting the amount of light guided to the image sensor. Data obtained by adjusting at least one of focus, white balance for adjusting the white color of the image data, color reproduction for adjusting the image data to a predetermined hue, and strobe operation for irradiating a subject image in conjunction with a shutter Therefore, after mounting the camera module on the main body of the electronic device, it is possible to omit the process of obtaining adjustment values such as exposure, autofocus, white balance, color reproduction, strobe operation, etc., improving convenience and high quality. In addition, a highly accurate image can be obtained. The strobe is a trademark of Strobe Research Co., and may be a flash or a speedlight instead of the strobe.
また、請求項1に記載の発明は、請求項3に記載の発明のように、前記調整結果値には、前記撮像素子へ導く光量を調整するための露出、焦点を自動的に合わせるためのオートフォーカス、前記画像データの白色を調整するためのホワイトバランス、前記画像データを所定の色合いに合わせるための色再現等の全てが含まれることにより、さらに一層、電子機器本体側での調整値を求める工程を省くことができ、高品位及び高精度の画像を得ることができる。 Further, in the first aspect of the invention, as in the third aspect of the invention, the adjustment result value is used for automatically adjusting the exposure and focus for adjusting the amount of light guided to the image sensor. By including all of autofocus, white balance for adjusting the white color of the image data, and color reproduction for adjusting the image data to a predetermined hue, adjustment values on the electronic device main body side can be further increased. The required process can be omitted, and a high-quality and high-accuracy image can be obtained.
次に、請求項1に記載のカメラモジュールは、請求項4に記載の発明のように、前記調整結果値が、前記レンズに起因する収差を補正したデータであることにより、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、レンズに起因する歪曲収差や色収差を補正するための調整値を求める工程を省くことができ、記憶媒体に記憶された調整結果値を用いて、高精度、高品位の画像を得ることができると共に、レンズの加工精度を緩やかなものにできて生産性を向上できる。
Next, in the camera module according to
次に、請求項1に記載のカメラモジュールは、請求項5に記載の発明のように、前記調整結果値が、隣接する同色画素間の感度ムラを低減したデータであることにより、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、感度ムラを低減するための調整値を求める工程を省くことができ、利便性を向上できるとともに高品位及び高精度の画像を得ることができる。
Next, in the camera module according to
また、請求項1に記載のカメラモジュールは、請求項6に記載の発明のように、前記調整結果値が、前記撮像素子を介して出力される画素領域の内、有効画素領域を調整したデータであることにより、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、有効画素領域を調整する工程を省くことができ、利便性を向上できるとともに高品位及び高精度の画像を得ることができる。
In the camera module according to
つまり、撮像素子は、周辺に正常に画像変換できない画素領域(以下、無効画素領域という)が発現し易いので、予め、この無効画素領域を除いた有効画素領域を調整しておくことが好ましい。また、撮像素子の周辺部にオプティカルブラックと呼ばれる無効画素領域(光の当たらない画素領域)を設定して暗電流ノイズの除去に用いる際にも、予め無効画素領域を調整し、これを調整結果値として記憶媒体に記憶しておくことにより、利便性を向上できる。また、有効画素領域には、必要に応じて、さらにシェーディング補正を加えることが好ましい。これにより、有効画素領域による明暗の歪を精度良く低減できる。 That is, since the image pickup device easily develops a pixel region (hereinafter referred to as an invalid pixel region) that cannot normally perform image conversion in the periphery, it is preferable to adjust the effective pixel region excluding the invalid pixel region in advance. In addition, when an invalid pixel area called “optical black” (pixel area not exposed to light) is set in the periphery of the image sensor and used for removing dark current noise, the invalid pixel area is adjusted in advance, and this adjustment result Convenience can be improved by storing the value in a storage medium. Further, it is preferable to further apply shading correction to the effective pixel area as necessary. Thereby, the distortion of the light and darkness by an effective pixel area | region can be reduced accurately.
また、請求項1に記載のカメラモジュールは、請求項7に記載の発明のように、前記調整結果値が、前記撮像素子の暗電流をオフセットするデータであることにより、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、暗電流のオフセット値を求める工程を省くことができ、利便性を向上できるとともに高品位及び高精度の画像を得ることができる。 According to a first aspect of the present invention, in the camera module according to the seventh aspect, the adjustment result value is data that offsets the dark current of the image sensor, so that the camera module is mounted on the electronic device main body. After mounting, the step of obtaining the dark current offset value can be omitted, and the convenience can be improved and a high-quality and high-accuracy image can be obtained.
つまり、一般に撮像素子における複数の光電変換素子の夫々に暗電流が発現して画質を損なう虞があるので、画素毎に暗電流をオフセットするデータを予め記憶媒体に記憶しておくことにより、撮像素子に入射した光量に応じた画像を精度良く生成できる。 That is, in general, there is a possibility that dark current may appear in each of the plurality of photoelectric conversion elements in the image pickup device and the image quality may be deteriorated. Therefore, by storing data for offsetting the dark current for each pixel in a storage medium in advance, image pickup is performed. An image corresponding to the amount of light incident on the element can be generated with high accuracy.
次に、請求項2にカ記載のカメラモジュールは、請求項8に記載の発明のように、前記露出の調整結果値が、露出感度、絞り、シャッタースピード等の少なくとも何れかを調整するデータであることにより、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、露出バラツキを低減するための、調整値を求める工程を省くことができ、利便性を向上できるとともに高品位及び高精度の画像を得ることができる。
Next, in the camera module according to
次に、請求項2に記載のカメラモジュールは、請求項9に記載の発明のように、前記オートフォーカスの調整結果値が、前記レンズのホームポジション、焦点合わせの評価の基準値、撮像倍率や前記被写体像との距離に応じた前記レンズの移動及び位置、ズーム動作に応じた前記レンズ移動のズームトラッキング、前記被写体の移動動作に対する追従性、シャッタースピードに応じた前記画像信号の利得、前記被写体を照光する補助光源の起動、Fナンバー(レンズの明るさを表すパラメータ)に対応付けた前記レンズ位置のトラッキング等の少なくとも何れかを調整したデータであることにより、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、焦点合わせのための調整値を求める工程を省くことができ、利便性を向上できるとともに高品位及び高精度の画像を得ることができる。
Next, in the camera module according to
また、請求項2又は請求項9に記載のカメラモジュールは、請求項10に記載の発明のように、前記オートフォーカスの調整結果値が、複数の撮像倍率の夫々毎に、焦点調節を行うための、検査画像に設定するウィンドウの数、該ウィンドウのサイズ、該複数のウィンドウの夫々の焦点調節に対する重みつけ等の少なくとも何れかであることにより、撮像倍率に応じて、画像のコントラストを適切に合わせることができ、高品位の画像を得ることができる。
In the camera module according to
次に、請求項2に記載のカメラモジュールは、請求項11に記載の発明のように、前記ホワイトバランスの調整結果値が、前記撮像素子から出力される画像信号に基づく光源色の推定、前記光源色の推定値に対応付けられたホワイトバランス利得、前記撮像素子を介して出力される画像信号を赤、緑、青の標準色の色データに変換する色変換マトリクス係数等の少なくとも何れかを調整するデータであることにより、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、ホワイトバランス合わせのための調整値を求める工程を省くことができて利便性を向上できるとともに高品位及び高精度の画像を得ることができる。
Next, in the camera module according to
次に、請求項1に記載のカメラモジュールは、請求項12に記載の発明のように、前記電子機器本体には、前記デジタル画像信号にもとづいて、前記撮像素子から出力される一つの画素毎にRGB3色の色成分を生成する色補間、偽色抑制、ノイズ抑制、エッジ強調、クロマ抑制等を行う画質調整部が備えられ、前記記憶媒体に記憶された調整結果値が、前記色補間、偽色抑制、ノイズ抑制、エッジ強調、クロマ抑制、等の少なくとも何れかを調整して得られたデータであることにより、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、電子機器本体側において、色補間、偽色抑制、ノイズ抑制、エッジ強調、クロマ抑制等の調整値を求める工程を省くことができ、記憶媒体に記憶された調整結果値を用いて、電子機器本体の画像処理部に対して精度良く整合でき、高品位、高精度の画像を得ることができる。
Next, in the camera module according to
次に、請求項1に記載のカメラモジュールは、請求項13に記載の発明のように、前記調整結果値が、所定の明度階調に整合するように調整されたデータであることにより、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、明度の階調合わせのための調整値を求める工程を省くことができ、記憶媒体に記憶された調整結果値を用いて、被写体の明度を滑らかに再現でき、高品位及び高精度の画像を得ることができる。 Next, a camera module according to a first aspect of the present invention is the camera module according to the thirteenth aspect, wherein the adjustment result value is data adjusted to match a predetermined lightness gradation. After mounting the module on the main body of the electronic device, it is possible to omit the process of obtaining the adjustment value for brightness gradation adjustment, and the brightness of the subject can be reproduced smoothly using the adjustment result value stored in the storage medium. High-quality and high-accuracy images can be obtained.
次に、請求項1に記載のカメラモジュールは、請求項14に記載のカメラモジュールのように、前記調整結果値が、前記画像データが表示される表示器の色表示特性に対応付けるγ変換値であることにより、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、γ変換値の調整値を求める工程を省くことができ、記憶媒体に記憶された調整結果値を用いて、表示器の色表示特性に合った高品位及び高精度の画像を得ることができる。
Next, in the camera module according to
次に、請求項2に記載のカメラモジュールは、請求項15に記載の発明のように、前記ストロボ動作の調整結果値が、ストロボガイドナンバーに対応付けられた当該ストロボの発光時間を調整するデータであることにより、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、ストロボガイドナンバーに対応する発光時間の調整値を求める工程を省くことができ、記憶媒体に記憶された調整結果値を用いて、ストロボガイドナンバーに対応付けられた適正な露光を得ることができ、高品位、高精度の画像を得ることができる。
Next, in the camera module according to
次に、請求項1乃至請求項15の少なくとも何れか記載のカメラモジュールは、請求項16に記載の発明のように、前記調整結果値が、予め設定された複数の撮像シーンの夫々に対応付けられていることにより、一層、当該カメラモジュールの付加価値を向上できる。
Next, in at least one of the camera modules according to
次に、請求項17に記載の発明は、カメラモジュールを介して入力されたデジタル画像信号を、所定の画像データに変換して出力する画像処理部を備えた電子機器において、前記カメラモジュールが請求項1乃至請求項16の何れか記載のカメラモジュールであることを特徴とする。
Next, an invention described in
請求項17に記載の電子機器は、請求項1乃至請求項16の何れか記載のカメラモジュールを備えているので、請求項1乃至請求項16の何れか記載の発明と同様に、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、カメラモジュールの製造バラツキを補正するための調整値を求める工程を省くことができ、且つ、電子機器本体の画像処理部に対してカメラモジュールが精度良く整合して、高品位、高精度の画像を得ることができ、延いては、電子機器の高性能化、高精度化にも適応できる。 Since the electronic device according to the seventeenth aspect includes the camera module according to any one of the first to sixteenth aspects, the camera module is mounted in the same manner as the invention according to any one of the first to sixteenth aspects. After mounting on the electronic device body, it is possible to omit the step of obtaining an adjustment value for correcting the manufacturing variation of the camera module, and the camera module is accurately aligned with the image processing unit of the electronic device body, High-quality and high-accuracy images can be obtained, and as a result, it can be applied to higher performance and higher accuracy of electronic devices.
次に、請求項18に記載の発明は、電子機器本体に対して着脱自在に構成され、被写体像を導くレンズと、前記レンズを介して導かれた被写体像を光電変換して複数の色の画像信号を出力する撮像手段と、前記画像信号の利得を補正する可変利得増幅手段と、前記可変利得増幅手段から出力される画像信号をA/D変換してデジタル画像信号を出力するA/D変換手段と、記憶手段とを用いたカメラモジュールの製造方法であって、前記電子機器本体には、前記デジタル信号を、所定の画像データに調整して出力する画像処理手段が用いられ、前記記憶手段には、当該カメラモジュールを前記電子機器本体に実装する前に予め所定の電子機器に実装し、前記調整後の所定の画像データに対応付けられた前記デジタル画像信号の調整結果値を記憶する、ことを特徴とする。
Next, the invention according to
請求項18に記載のカメラモジュールの製造方法は、請求項1から請求項16に記載の発明と同様に、当該カメラモジュールを予め所定の電子機器に実装し、該電子機器本体の画像処理部における、調整後の所定の画像データに対応付けられたデジタル画像信号の調整結果値が記憶された記憶手段が備えられているので、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、カメラモジュールの製造バラツキを補正するための調整値を求める工程を省くことができ、且つ、電子機器本体の画像処理部に対してカメラモジュールが精度良く整合して高品位及び高精度の画像を得ることができ、延いては、電子機器の高性能化、高精度化にも適応できる。
In the camera module manufacturing method according to
また、請求項18に記載のカメラモジュールの製造方法は、請求項19に記載の発明のように前記調整結果値が、前記撮像素子へ導く光量を調整するための露出、焦点を自動的に合わせるためのオートフォーカス、前記画像データの白色を調整するためのホワイトバランス、前記画像データを所定の色合いに合わせるための色再現、ストロボ動作等の少なくとも何れかを調整するデータであることにより、請求項2に記載の発明と同様に、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、露出、オートフォーカス、ホワイトバランス、色再現、ストロボ動作等の調整値を求める工程を省くことができて、利便性を向上できるとともに高品位及び高精度の画像を得ることができる。
Further, in the camera module manufacturing method according to
また、請求項18に記載のカメラモジュールの製造方法は、請求項20に記載の発明のように、前記調整結果値には、前記撮像素子へ導く光量を調整するための露出、焦点を自動的に合わせるためのオートフォーカス、前記画像データの白色を調整するためのホワイトバランス、前記画像データを所定の色合いに合わせるための色再現等の全てが含まれることにより、請求項3の発明と同様に、さらに一層、電子機器本体側での調整値を求める工程を省くことができ、高品位及び高精度の画像を得ることができる。
In the camera module manufacturing method according to
また、請求項18乃至請求項20の何れか記載のカメラモジュールの製造方法は、請求項21に記載の発明のように、前記調整結果値が、予め設定された複数の撮像シーンの夫々に対応付けられていることにより、一層、カメラモジュールの付加価値を向上できる。
In the camera module manufacturing method according to any one of
次に、請求項22に記載の発明は、カメラモジュールを介して入力されたデジタル画像信号を、所定の画像データに調整して出力する画像処理手段を用い、前記カメラモジュールが着脱自在に構成された電子機器の製造方法であって、前記カメラモジュールの製造方法が請求項18乃至請求項21の何れかであることを特徴とする。
Next, the invention described in
請求項22に記載の電子機器の製造方法は、請求項18乃至請求項21の何れか記載のカメラモジュールの製造方法を用いているので、請求項18乃至請求項21に記載の発明と同様に、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、カメラモジュールの製造バラツキを補正するための調整値を求める工程を省くことができ、且つ、電子機器本体の画像処理部に対してカメラモジュールが精度良く整合して、高品位、高精度の画像を得ることができ、延いては、電子機器の高性能化、高精度化にも適応できる。
Since the electronic device manufacturing method according to claim 22 uses the camera module manufacturing method according to any of
本発明のカメラモジュール及び電子機器、及びこれらの製造方法は、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、カメラモジュールの製造バラツキを補正するための調整値を求める工程を省くことができ、且つ、電子機器本体の画像処理部に対してカメラモジュールが精度良く整合して、高品位、高精度の画像を得ることができ、延いては、電子機器の高性能化、高精度化にも適応できる。 The camera module and electronic device of the present invention, and the manufacturing method thereof can omit the step of obtaining an adjustment value for correcting the manufacturing variation of the camera module after the camera module is mounted on the electronic device body, and The camera module can be accurately aligned with the image processing unit of the electronic device body to obtain a high-quality, high-accuracy image, and thus can be adapted to higher performance and higher accuracy of the electronic device. .
また、本発明のカメラモジュール及び電子機器、及びこれらの製造方法は、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、露出、オートフォーカス、ホワイトバランス、色再現、ストロボ動作等の調整値を求める工程を省くことができて、利便性を向上できるとともに高品位、高精度の画像を得ることができる。 The camera module and electronic device of the present invention, and the manufacturing method thereof include a step of obtaining adjustment values for exposure, autofocus, white balance, color reproduction, strobe operation, etc. after the camera module is mounted on the electronic device body. It can be omitted, and the convenience can be improved and a high-quality and high-accuracy image can be obtained.
また、本発明のカメラモジュールは、調整結果値が、レンズに起因する収差を補正するデータ、隣接する同色画素間の感度ムラを低減するデータ、有効画素領域を調整するデータ、撮像素子の暗電流をオフセットするデータ、所定の明度階調に整合するように調整されたデータ、画像が表示される表示器の色表示特性に対応付けられたγ変換値、予め設定された複数の撮像シーンに対応付けられたデータ等であるので、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、これらの調整値を求める工程を省くことができ、利便性を向上できるとともに高品位の画質を得ることができる。 In the camera module of the present invention, the adjustment result value is data for correcting aberration caused by a lens, data for reducing sensitivity unevenness between adjacent pixels of the same color, data for adjusting an effective pixel area, dark current of an image sensor Data, offset data, data adjusted to match the specified lightness gradation, γ conversion value associated with the color display characteristics of the display on which the image is displayed, and multiple preset imaging scenes Since the attached data or the like is provided, it is possible to omit the step of obtaining these adjustment values after mounting the camera module on the main body of the electronic device, thereby improving convenience and obtaining high quality image quality.
また、本発明のカメラモジュールは、カメラモジュールを電子機器本体に実装した後に、電子機器本体側において、色補間、偽色抑制、ノイズ抑制、エッジ強調、クロマ抑制等の調整値を求める工程を省くことができ、記憶媒体に記憶された調整結果値を用いて、電子機器本体の画像処理部に対して精度良く整合でき、高品位、高精度の画像を得ることができる。 In addition, the camera module of the present invention eliminates the step of obtaining adjustment values such as color interpolation, false color suppression, noise suppression, edge enhancement, and chroma suppression on the electronic device body side after the camera module is mounted on the electronic device body. The adjustment result value stored in the storage medium can be used to accurately match the image processing unit of the electronic device main body, and a high-quality and high-accuracy image can be obtained.
次に、本発明のカメラモジュール及び電子機器の一実施例を図面にもとづいて説明する。図1は本実施例の携帯用デジタルカメラ100の構成を表すブロック図、図2は同実施例のデジタルカメラ100におけるカメラ本体21側に備えた画像処理部22の構成を表すブロック図、図3は同実施例における露出調整の説明図、図4は同実施例におけるオートフォーカス調整の説明図、図5及び図6は同実施例における色再現調整の説明図である。
Next, an embodiment of a camera module and an electronic apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the portable
図1に表したように、デジタルカメラ100は、撮像した画像を外部のホストへ通信する携帯型デジタルカメラ(所謂、本発明における電子機器である)であり、カメラ本体(所謂、本発明における電子機器本体である)21と、カメラ本体21に着脱自在のカメラモジュール1によって構成され、カメラモジュール1を介して撮像された撮像信号S(被写体像である)を、カメラ本体21に備えた画像処理部22を介して所定の画像データPに変換し、図示しない画像記録部やモニターなどに出力する。尚、本発明における画像処理手段は、画像処理部22によってその機能が発現する。
As shown in FIG. 1, the
カメラモジュール1には、前部レンズ2、ズームレンズ3、補正用レンズ5、フォーカスレンズ6、Iris(絞り)4と、有害な赤外線及び有害な反射光などを除去するフィルタ(赤外線除去フィルタや光学フィルタである)7、撮像素子8へ向かう入射光の遮蔽及び遮蔽の解除を行う機械式シャッター43、撮像信号Sを光電変換してRGB3色のアナログ画像信号を出力する撮像素子(CCD:Digital Signal Prosessor)8、撮像素子8から出力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換して出力するAFE(Analog Front End)9、撮像素子8及びAFE9を所定の周期で制御するTG(Timing Generator)17、カメラ本体21の画像処理部22に対して整合する調整結果値を記憶した記憶媒体(EEPROM:Electrically Erasable Programmable Read−only Memory)18等が備えられている。尚、本発明における撮像手段、記憶手段は、夫々、撮像素子8、記憶媒体18によってその機能が発現する。
The
さらに、カメラモジュール1には、Iris(絞り)4の駆動を行うIris駆動部13、Iris4の駆動量を検出するセンサ14、フォーカスレンズ6の軸方向のスライド駆動を行うフォーカス駆動部16、フォーカスレンズ6のスライド量を検出するフォーカス検出部15、ズームレンズ3の軸方向のスライド駆動を行うズーム駆動部20、ズームスレンズ3の駆動量を検出するズーム検出部19、ストロボ41、暗所での合焦精度を向上させるための補助光源42等が備えられている。
Further, the
撮像素子8は、図5(a)に表したように、画素に対応付けてR(赤)G(緑)B(青)3色のBayer配列からなるカラーフィルタが設けられており、各色のフィルタ部を通過した光量を電気信号に変換して出力する。 As shown in FIG. 5A, the image sensor 8 is provided with a color filter composed of a Bayer array of R (red), G (green), and B (blue) colors in association with pixels. The amount of light that has passed through the filter unit is converted into an electrical signal and output.
また、図1に表したように、AFE9は、撮像素子8を介して出力されたアナログ画像信号に対してノイズを除去する相関二重サンプリング回路(CDS:Corelated Double Sampling)10、相関二重サンプリング回路10で相関二重サンプリングされた画像信号を増幅する可変利得増幅器(AGC:Automatic Gain Control)11、可変利得増幅器11を介して入力された撮像素子8からのアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するA/D変換器12、等によって構成され、撮像素子8から出力された画像信号を、所定のサンプリング周波数でデジタル画像信号に変換し電子機器本体21に出力する。尚、本発明における可変利得増幅手段、A/D変換手段は、夫々、可変利得増幅器11、A/D変換器12によってその機能が発現する。
Further, as shown in FIG. 1, the
なお、カメラモジュール1は、撮像素子8、相関二重サンプリング回路10、A/D変換器11等に代えて、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor Sensor)を用いて構成してもよい。
The
次に、記憶媒体18には、当該カメラモジュール1を電子機器本体21に実装する前に、予め図示されない所定の電子機器に実装し、所定の画像データPに対応付けられた、デジタル画像信号Cの調整結果値Qが記憶されている。
Next, before the
詳しくは、記憶媒体18には、調整結果値Qとして、撮像素子8へ導く光量を調整するための露出、焦点を自動的に合わせるためのオートフォーカス、画像データPの白色を調整するためのホワイトバランス、画像データPを所定の色合いに合わせるための色再現、ストロボ41動作等を調整するデータ、その他画質調整のためのデータ等が記憶されている。
Specifically, in the
また、記憶媒体18には、調整結果値Qとして、レンズ2、3、5、6等に起因する収差を補正するデータ、撮像素子8を介して出力される画像信号における隣接する同色画素間の感度ムラを低減するデータ、撮像素子8を介して出力される画素領域の内の有効画素領域を調整するデータ、撮像素子8の暗電流をオフセットするデータ等が調整結果値として記憶されている。
Further, in the
次に、カメラ本体21は、カメラモジュール1から出力されたデジタル信号を人の視覚に合わせ、所定のフォーマットの画像データに変換して出力する画像処理部(画像処理用プロセッサ:Image Signal Prosessing)22、ROM(Read Only Memory)23、CPU(Central Processing
Unit)24、等を備え、CPU24が、ROM23に格納された制御用プログラムに従って、デジタルカメラ100の各処理を制御する。
Next, the
(Unit) 24 and the like, and the
図2に表したように、画像処理部22は、前処理部(IFP:Image Front Prosessor)25、露出量を設定する露出処理部26、焦点を自動的に合わせるオートフォーカス処理部27、画像データPの白色を調整するホワイトバランス処理部28、画像データPを所定の色合いに合わせるための色再現処理部29等によって構成されている。
As shown in FIG. 2, the
前処理部25は、記憶媒体18に記憶された暗電流の調整結果値にもとづいて、カメラモジュールから出力された画素信号の夫々につき、暗電流分のオフセットをおこなう。詳しくは、光量を撮像素子に入射させないタイミングで、A/D変換器12から出力するデジタル画像信号量を記憶媒体18に記憶させ、この記憶値を暗電流のオフセット値としている。この際、記憶媒体18には、複数の画素の夫々に対応付けられた暗電流のオフセット値が記憶されている。
Based on the dark current adjustment result value stored in the
また、前処理部25は、記憶媒体18に記憶された有効画素範囲の調整結果値を用いて、全画素範囲における撮像素子18の有効画素範囲を設定する。詳しくは、全画素領域おいて出力される画像の明暗や歪みの度合いを検出し、許容範囲の領域を有効画素範囲としている。また、この際、有効画素範囲は、表示装置(モニターやテレビジョン受像機)の画面に対応する矩形状にしている。
In addition, the preprocessing
また、前処理部25は、記憶媒体18に記憶された隣接画素間の調整結果値を用いて、有効画素範囲において隣接する同色間の感度ムラを補正する。隣接画素間の調整結果値は、有効画素範囲に所定光量を所定時間だけ入射させ、各画素からの出力値を検出し、同色画素毎の出力値の平均化処理を行い、次いで、平均化処理によって得られた平均値を基に個々の画素の平均値に対する偏差を求め、この偏差の逆数値が調整結果値として記憶媒体18に記憶されている。
Further, the preprocessing
次に、露出処理部26は、記憶媒体18に記憶された露出感度、絞り、シャッター等の調整結果値を用いて、露出条件を設定する。また、CPU24は、記憶媒体18に記憶された露出調整に係わる調整結果値を取得し、露出処理部26と協働して、Iris4、機械式シャッター43、可変利得増幅器11等の最適値を求めて、Iris駆動部20、機械式シャッター43の駆動部(図示せず)、可変利得増幅器11等を制御する。
Next, the
図3(a)に表したように、絞りの調整結果値は、Iris4のポジション0〜3に関連付けられており、絞りAVの理論値と実測値との差(誤差)を打ち消すように設定されている。即ち、Irisポジション0、1、2、3が、絞りAVのOpen、AV4.0、AV5.0、Closeの夫々に対応付けられて設定され、その際の絞り値の誤差を打ち消すように、絞り値の指令信号を補正する調整結果値が記憶媒体18に記憶されている。
As shown in FIG. 3A, the aperture adjustment result value is associated with
さらに、図3(b)に表したように、各Irisポジション0〜3において、撮像素子8から出力される光量につき、予め定められた所定の光量に対する誤差値を求め、その誤差を打ち消すように、機械式シャッター43の速度又は可変利得増幅器11の利得の指令信号が補正される。そして、その補正値が、調整結果値として記憶媒体18に記憶されている。
Further, as shown in FIG. 3B, an error value with respect to a predetermined light amount determined in advance is obtained for each light amount output from the image sensor 8 at each
詳しくは、Irisポジション0において、Iris4を開放して、絞り4による露出量AVoを求め、Iris4及び機械式シャッター43を介して出力される露出量が所定値Vrefになるようにシャッ速度Tvrefを設定し、この際の露出量Vref及びシャッ速度Tvrefを基準値とする。次いで、Irisポジション1〜3において、夫々所定の絞り値に設定した際の露出量AVa〜AVcを求め、AVの露出量の変化分だけ打ち消すように機械式シャッター43の速度や可変利得増幅器11の利得(ゲイン)を設定する。
Specifically, at
次いで、設定された機械式シャッター43の速度や可変利得増幅器11の利得(ゲイン)にもとづいて、Iris4及び機械式シャッター43を介して出力される露出量Va、Vb、Vcを測定し、基準の露出量Vrefとの差をAV誤差(調整結果値)として求める。なお、図4において、AVが絞り、Avo〜Avcが、各IrisポジションにおけるIris4の露出量、TVがシャッター、Tvref〜Tvref+(AVo−AVC)が、AVの露出量の変化分を打ち消すように算出されたシャッター速度の理論値である。
Next, based on the set speed of the
また、機械式シャッター43の起動動作は、起動指令信号に対して応答するタイミングチャートと、その際に得られた露出量とが予め測定され、露出量の誤差を打ち消すように、CPU24を介して出力される起動信号のタイミングが補正される。そして、その際の補正値が調整結果値として記憶媒体18に記憶されている。
The
また、図3(c)(d)に表したように、撮像素子8から出力される信号の飽和出力(所定の光量を受けて、時間の経過にとなって飽和に至った際の、撮像素子8から出力される出力電圧)に対し、A/D変換器12においてデジタル変換する際のデータ処理のビット数にあわせ、可変利得増幅器11における利得(ゲイン)のMin.Gainが、G=20×Log10(Vadc/Vccd)の算術式によって設定される。
Also, as shown in FIGS. 3C and 3D, the saturation output of the signal output from the image sensor 8 (images when saturation occurs over time after receiving a predetermined amount of light) In accordance with the number of bits of data processing when the A /
また、Min.のGainを用いた際のISO感度Iが、I=120×A2/(Lsat×T)の算術式によって求められ、このISO感度Iに対応付けて、露出感度のMin.Sが、S=Log2(ISO/3.125)の算術式によって求められ、これらが、調整結果値として、記憶媒体18に記憶されている。なお、Lsatが撮像素子8の出力が飽和時の際の露出量、AがFナンバー、Tがシャッタースピードである。
Also, Min. The ISO sensitivity I when using the gain of is obtained by an arithmetic expression of I = 120 × A 2 / (Lsat × T), and the exposure sensitivity Min. S is obtained by an arithmetic expression of S = Log 2 (ISO / 3.125), and these are stored in the
また、記憶媒体18には、ストロボ41のガイドナンバーに対応付けた発光時間が、調整結果値として記憶されている。
The
次に、図1に表したように、オートフォーカス処理部27は、フォーカスレンズ6を移動させて焦点合わせを行うフォーカス制御部と、ズームレンズ3を移動させて、ズーム動作を行うズーム制御部とによって構成されている。
Next, as shown in FIG. 1, the
フォーカス制御部は、フォーカス駆動部16によって、フォーカスレンズ6を軸方向(図中のX方向)に移動させるとともに、センサ15aを介して、フォーカスレンズ6の位置をフォーカス検出部15が検出し、この検出結果に基づいてフォーカスレンズ6の位置を制御する。
The focus control unit moves the focus lens 6 in the axial direction (X direction in the figure) by the
一方、画像処理部22では、図2に表したように、カメラモジュール1から出力されたデジタル画像信号Cの出力に前処理(前処理部25における処理である)を加えた上で、デジタル画像信号Cの一部を、ハイパスフィルタ27aを介してAF評価部27bに出力する。この際、ハイパスフィルタ27aにより高域の信号成分が抽出され、AF評価部27bによって信号成分の大小からコントラスト量が検出され、このコントラスト信号がCPU24を介して、オートフォーカス処理部27に出力される。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
そして、オートフォーカス処理部27は、CPU24からの指令信号に基づき、フォーカス検出部15の出力と記憶媒体18に記憶されたAF調整結果値とを参照し、コントラストが最適になるフォーカスレンズ6の位置を算出し、CPU24を介してフォーカス駆動部16を制御する。また、CPU24は、記憶媒体18に記憶されたAF調整に係わる調整結果値を取得し、オートフォーカス処理部27と協働して、フォーカスレンズ6の最適位置を求めてフォーカス駆動部16を制御する。
Then, the
また、この際、AF評価部27bに出力されるコントラスト信号は、撮像素子8の所定のエリアに対応付けられており、オペレータが、撮像シーンに応じ、インタフェース50aを介して所定のエリアを設定できるように構成されている。 At this time, the contrast signal output to the AF evaluation unit 27b is associated with a predetermined area of the image sensor 8, and the operator can set the predetermined area via the interface 50a according to the imaging scene. It is configured as follows.
また、撮像倍率の夫々毎に、焦点調節を行うための検査画像に設定するウィンドウの数、該ウィンドウのサイズ、該複数のウィンドウの夫々における焦点調節の重みつけ等を調整した調整結果値が記憶媒体18に記憶されている。 In addition, for each imaging magnification, an adjustment result value obtained by adjusting the number of windows set in the inspection image for performing the focus adjustment, the size of the window, the weighting of the focus adjustment in each of the plurality of windows, and the like is stored. Stored in the medium 18.
次に、ズーム制御部は、ズーム駆動部20によって、ズームレンズ3を軸方向(図中のX方向)に移動させるとともに、センサ19aを介して、ズームレンズ3の位置をズーム検出部19が検出し、この検出結果に基づいてズームレンズ3の位置を制御する。
Next, the
また、オートフォーカス処理部27は、記憶媒体18に記憶されたフォーカスレンズ6のホームポジション、焦点合わせの評価の基準値、撮像倍率や被写体との距離に応じたレンズの移動および位置、ズーム動作に応じたレンズ移動動作のズームトラッキング、被写体の移動動作に対する追従性、シャッタースピードに応じた画像信号の利得、被写体を照光する補助光源42の起動、Fナンバーに対応付けたレンズ位置のトラッキング等の調整結果値を用いて、オートフォーカスを設定する。
In addition, the
詳しくは、フォーカスレンズ6のホームポジションは、予め定められた位置とセンサ15a及び検出部15を介して検出された位置との差が、記憶媒体18に記憶されている。また、ズームレンズ3のホームポジションは、予め定められた位置とセンサ19a及び検出部19を介して検出された位置との差が、記憶媒体18に記憶されている。
Specifically, the home position of the focus lens 6 is stored in the
また、図4(a)に表したように、ズーム動作に基づくフォーカスレンズ6の位置(許容範囲R)が記憶媒体18に記憶されている。また、図4(a)において、縦軸中にフォーカスレンズ6のホームポジション(HP)を表し、フォーカスレンズ6位置の許容範囲Rが、フォーカスレンズ6のホームポジションHPに関連付けされている。
Further, as shown in FIG. 4A, the position (allowable range R) of the focus lens 6 based on the zoom operation is stored in the
また、図4(b)に表したように、撮像倍率や被写体との距離に基づくズームレンズ3の位置及びフォーカスレンズ6の位置が、記憶媒体18に記憶されている。
Further, as shown in FIG. 4B, the position of the
また、図4(c)に表したように、可変利得増幅器11における画像信号の利得とAF評価値の閾値とを対応付けて記憶媒体18に記憶されている(所謂、被写体の移動に対する追従性が記憶媒体18に記憶されている)。
Further, as shown in FIG. 4C, the gain of the image signal in the
また、焦点合わせの評価の基準値が、フォーカスレンズ6の位置に対応付けられて記憶媒体18に記憶されている。
Further, a reference value for focusing evaluation is stored in the
また、図4(d)に表したように、シャッタースピードに応じ、可変利得増幅器11における画像信号の利得が、記憶媒体18に記憶されている。
4D, the gain of the image signal in the
また、図4(e)に表したように、被写体を照光する補助光源の起動が、絞り4の絞り値(SV)に対応付けられて設定され、記憶媒体18に記憶されている。
Further, as illustrated in FIG. 4E, the activation of the auxiliary light source that illuminates the subject is set in association with the aperture value (SV) of the
また、図4(f)に表したように、ズームレンズ3及びフォーカスレンズ6位置のトラッキングA〜Dが、Fナンバーに対応付けられて記憶媒体18に記憶されている。
Further, as shown in FIG. 4F, the tracking A to D at the positions of the
次に、図2に表したように、ホワイトバランス処理部28は、色再現係数設定部30と協働し、白い色が白く視られるように、デジタル画像信号Cを補正する。つまり、ホワイトバランス処理部28は、無彩色の被写体を撮像した際に、R=G=Bになるように、RGBの信号レベルを補正する。
Next, as shown in FIG. 2, the white
色再現係数設定部30は、ブロック積算手段30a、光源推定手段30b、色再現係数算出手段30c、基準光源選択手段30d、基準光源データ格納手段30e等を備えている。
The color reproduction
ブロック積算手段30aは、カメラモジュール1から供給された有効画素領域を複数のブロックに分割し、デジタル画像信号CのRGB各色毎に累積加算を行ってΣR、ΣG、ΣBを求め、光源推定手段30bに送る。この際、撮像素子8にRGBのカラーフィルタに代えて補色フィルタを用いる場合には、CMYGの色信号をRGBの色信号に変換して、ΣR、ΣG、ΣBを求めてもよい。
The block integration unit 30a divides the effective pixel area supplied from the
光源推定手段30bは、ブロック演算手段30aから入力されたΣR、ΣG、ΣBをブロック毎に、三行三列からなるXYZ変換マトリクス演算によりXYZ信号に変換し、得られたXYZ信号を、x=X/(X+Y+Z)、y=Y/(X+Y+Z)の式に代入してxy色度座標を求め、RGB色信号を二次元空間にxy色度座標として変換する。 The light source estimation unit 30b converts ΣR, ΣG, and ΣB input from the block calculation unit 30a into XYZ signals by XYZ conversion matrix calculation having three rows and three columns for each block, and the obtained XYZ signal is expressed as x = X / (X + Y + Z), y = Y / (X + Y + Z) is substituted into an equation to obtain xy chromaticity coordinates, and the RGB color signal is converted into xy chromaticity coordinates in a two-dimensional space.
この際、XYZ変換マトリクス演算に用いる3行3列のマトリクス係数は、基準光源下での無彩色の被写体を撮像したときのカメラモジュールから供給されるRGB色信号の値と、無彩色の被写体について色彩色度計などの計測機を用いて実測した色度座標に対応付けられるように、予めカメラモジュール1を所定の電子機器に装着して算出され、記憶媒体18に記憶されている。
At this time, the matrix coefficient of 3 rows and 3 columns used for the XYZ conversion matrix calculation is the RGB color signal value supplied from the camera module when an achromatic subject is imaged under the reference light source, and the achromatic subject. The
また、光源推定手段30bは、ブロック毎に算出されたxy色度座標を、所定の光源マップに対応付けてxy色度座標が光源選択エリア内であるか否かを判定し、光源選択エリア内のxy色度座標を累積加算して平均値を算出し、基準光源選択手段30d及び色再現係数算出手段30cに出力する。 Further, the light source estimation unit 30b associates the xy chromaticity coordinates calculated for each block with a predetermined light source map to determine whether the xy chromaticity coordinates are within the light source selection area, and within the light source selection area. The xy chromaticity coordinates are cumulatively added to calculate an average value and output to the reference light source selection unit 30d and the color reproduction coefficient calculation unit 30c.
基準光源選択手段30dは、基準光源演算用の係数が予め設定されて格納されている基準光源データ格納手段30eを参照して、光源推定座標の補間計算に用いる3点の補間基準座標を求める。 The reference light source selection unit 30d refers to the reference light source data storage unit 30e in which the coefficient for calculating the reference light source is set and stored in advance, and obtains three interpolation reference coordinates used for the interpolation calculation of the light source estimated coordinates.
基準光源データ格納手段30eには、複数の基準光源に対応させたxy色度座標、ホワイトバランスゲイン係数Kr、Kg、Kb、3行3列からなる色再現マトリクスが、複数格納されている。 The reference light source data storage means 30e stores a plurality of color reproduction matrices composed of xy chromaticity coordinates, white balance gain coefficients Kr, Kg, Kb, and 3 rows and 3 columns corresponding to a plurality of reference light sources.
また、基準光源データ格納手段30eに格納される、複数の基準光源に対応させたxy色度座標、ホワイトバランスゲインKr、Kg、Kb、3行3列からなる色再現マトリクスは、当該カメラモジュール1を電子機器本体21に実装する前に予め所定の電子機器に実装し、当該カメラモジュール1を用いて複数の基準光源下で撮影した実写データをもとに調整されて、記憶媒体18に記憶されている。
Further, the color reproduction matrix composed of xy chromaticity coordinates, white balance gains Kr, Kg, Kb, and 3 rows and 3 columns corresponding to a plurality of reference light sources stored in the reference light source data storage means 30e is the
色再現係数算出手段30cは、補間座標毎に設定されたホワイトバランスゲイン係数及び色再現マトリクス係数と、補間座標に対する光源推定座標とを関連つけて、光源推定座標に応じたホワイトバランスゲイン係数と色再現マトリクス(図5(d))を設定し、ホワイトバランス処理部28及びCCマトリクス部29bに出力する。
The color reproduction coefficient calculation means 30c associates the white balance gain coefficient and color reproduction matrix coefficient set for each interpolation coordinate with the light source estimation coordinate for the interpolation coordinate, and determines the white balance gain coefficient and color according to the light source estimation coordinate. A reproduction matrix (FIG. 5D) is set and output to the white
また、補間座標におけるホワイトバランスゲイン係数及び色再現マトリクスの係数等は、当該カメラモジュール1を電子機器本体21に実装する前に予め所定の電子機器に実装し、誤差を低減すべく、その調整結果値が記憶媒体18に記憶されている。
Further, the white balance gain coefficient and the color reproduction matrix coefficient in the interpolated coordinates are preliminarily mounted on a predetermined electronic device before mounting the
そして、色再現係数算出手段30cから、ホワイトバランスゲイン係数がホワイトバランス処理部28に入力され、三行三列の色再現マトリックス係数がCCマトリックス部29bに入力される。
Then, from the color reproduction coefficient calculation means 30c, the white balance gain coefficient is input to the white
次に、ホワイトバランス処理部28は、露出処理部26から出力されたRGBデジタル画像信号のレベルを、ホワイトバランスゲイン係数を用いて調整し、色再現処理部29に入力する。
Next, the white
次に、色再現処理部29は、色補間部29aと、CCマトリクス部29bと、画質補正部29cと、γ変換部29dとによって構成されている。
Next, the color
撮像素子8は、上述したように、画素に対応付けてR(赤)G(緑)B(青)3色のBayer配列からなるカラーフィルタを備え、各画素から出力する信号が各色のフィルタを通過した1色分の情報しかもたないので、色補間部29aにおいて、各画素の信号を補間演算することによって、1画素ごとのRGB3色の成分を決定し、画像データを生成する。
As described above, the imaging device 8 includes a color filter composed of a Bayer array of three colors R (red), G (green), and B (blue) in association with pixels, and a signal output from each pixel has a filter of each color. Since there is only information for one color that has passed, the
この際、当該カメラモジュール1を電子機器本体21に実装する前に予め所定の電子機器に実装してカラーフィルタの分光特性を測定し、その測定結果と、補間する画素の周辺の画素信号に対応付けて、補間する画素毎に3色の色成分を生成する色補間テーブルが記憶媒体18に記憶されている。また、色補間テーブルは、補間後の各画素の色成分と被写体の色成分とを比較し、両者が整合するように、調整されている。
At this time, before mounting the
CCマトリクス部29bは、色再現係数算出手段30cで算出された色再現マトリクス係数を用いてホワイトバランス処理部28を介して入力されたRGBデジタル画像信号を所定の信号レベルに補正する。詳しくは、図5(d)に表した行列式の演算を行い、RGBのデジタル画像信号をR´、G´、B´の画像信号に変換する。
The CC matrix unit 29b corrects the RGB digital image signal input via the white
次に、画質補正部29cは、記憶媒体18に記憶されたレンズ収差の調整結果値に基づいて、画質補正を行う。詳しくは、レンズ収差は、図5(b)(c)に表したように、歪曲収差と色収差が結像面における像高と収差との関数として求められる。そして、この収差特性を各画素に対してもとめ、この収差を打ち消す補正値が調整結果値として記憶媒体18に記憶されている。
Next, the image quality correction unit 29 c performs image quality correction based on the lens aberration adjustment result value stored in the
また、画質補正部29cは、長時間の露出や周囲温度の変化により、各画素の出力にノイズが発生し画質を損なう虞があるので、各画素毎に、ノイズ判定のために予め定められた閾値と周囲の画素信号の出力レベルに基づいて、各画素に含まれるノイズを抑制する。 In addition, the image quality correction unit 29c is predetermined for noise determination for each pixel because noise may occur in the output of each pixel due to long-time exposure or change in ambient temperature, thereby impairing the image quality. Based on the threshold and the output level of surrounding pixel signals, noise contained in each pixel is suppressed.
詳しくは、図6(a)に表したように、画素Looにおけるノイズ抑制は、周囲8画素(Lmm、Lom、Lpm、Lmo、Lpo、Lmp、Lop、Lpp)の出力値の最大値と最小値とを求め、最小値から画素Looを減算した値が予め定められた閾値M以上の際に、Looのレベルを最小値に置き換え、一方、Looから最大値を減算した値が予め定められた閾値P以上の際に、Looのレベルを最大値に置き換える。 Specifically, as shown in FIG. 6A, the noise suppression in the pixel Loo is the maximum and minimum output values of the surrounding eight pixels (Lmm, Lom, Lpm, Lmo, Lpo, Lmp, Lop, Lpp). When the value obtained by subtracting the pixel Loo from the minimum value is equal to or greater than a predetermined threshold M, the level of Loo is replaced with the minimum value, while the value obtained by subtracting the maximum value from Loo is a predetermined threshold. When it is equal to or higher than P, the Lou level is replaced with the maximum value.
この際、閾値M、Pは、図6(b)に表したように、予めカメラモジュール1を所定の電子機器に実装し、所定の画質が得られるように求められ、記憶媒体18に記憶されている。
At this time, as shown in FIG. 6B, the threshold values M and P are obtained in advance so that the
また、デジタル画像信号Cの色補間処理をしてカラー画像を生成する際に、サンプリングの折り返しにより偽色が発生し画質を損なう虞があるので、画質補正部29bは、偽色の補正を行う。つまり、撮像素子8におけるカラーフィルタの透過率は各色で異なり、各色の飽和する信号値が異なる。そのため、撮像した画像では、各色の信号値が同時ではなく順に飽和する結果、高輝度部分で本来その部分には存在しない色が付く偽色と呼ばれる現象が発生する虞がある。 Further, when a color image is generated by performing color interpolation processing of the digital image signal C, there is a possibility that false colors may be generated due to sampling wrapping and the image quality may be impaired. Therefore, the image quality correction unit 29b performs false color correction. . That is, the transmittance of the color filter in the image sensor 8 is different for each color, and the signal value at which each color is saturated is different. For this reason, in the captured image, the signal values of the respective colors are not saturated at the same time, but as a result, there is a possibility that a phenomenon called a false color in which a color that does not originally exist in the high luminance portion is added may occur.
そこで、予め、偽色の抑制に関連つけて、サンプリング周波数の適正値(所謂、調整結果値である)を求め、記憶媒体18に記憶されている。
Therefore, an appropriate value (so-called adjustment result value) of the sampling frequency is obtained in advance in association with suppression of false colors and stored in the
さらに、例えばラプラシアン回路等で画像のエッジを検出し、その境界を強調するように、エッジ近傍の信号レベルを補正する補正値(所謂、調整結果値である)が、記憶媒体18に記憶されている。
Further, a correction value (a so-called adjustment result value) for correcting the signal level in the vicinity of the edge is stored in the
また、画質補正部29cは、カメラモジュール1から出力されたデジタル画像信号Cが所定の階調(例えば、28=256階調である。)をもたないデータであるので、CCマトリックス部29aから出力されたデジタル画像信号の階調変換を行う。
The image quality correction unit 29c is a
この際、画像データPについて予め定めた適正露出量を基準とし、階調変換のテーブルが、記憶媒体18に記憶されている。また、階調変換のテーブルは、予めカメラモジュール1を所定の電子機器に実装し、画像データPの明暗が基準の明るさと一致するように、調整されている(所謂、調整結果値である)。
At this time, a gradation conversion table is stored in the
さらに、γ変換部29dは、画質補正部29cで階調変換されたデジタル画像信号を、画像データPが表示される表示器の色表示特性に対応付けてγ変換を行う。この際、γ変換係数が、予めカメラモジュール1を所定の電子機器に実装し、所定の画質が得られるように求められ、記憶媒体18に記憶されている。
Further, the
次に、色再現処理部29は、γ変換を終えたRGB画像デジタル信号を、輝度Y、色差Cb、Crに変換した後に、例えば輝度信号Yの階調に応じてCr、Cbの利得(クロマゲイン)を可変させて、クロマ抑制を行う。即ち、輝度Yが小さいシャドー部では、Cr、Cbの利得を所定値よりも小さくすることによりシャドー部におけるクロマ信号Cr、Cbを抑制するようにしている。
Next, the color
そして、輝度Yの階調に応じたクロマゲインが、予めカメラモジュール1を所定の電子機器に実装し、所定の画質が得られるように求められ、クロマ抑制の調整結果値として記憶媒体18に記憶されている。
Then, the chroma gain corresponding to the gradation of the luminance Y is obtained in advance so that the
また、記憶媒体18には、カメラモジュール1をカメラ本体21に実装した際に、CPU24を介して前述の各調整結果値をカメラ本体21側に入力するプログラムが備えられている。
In addition, the
以上のように、実施例に記載のカメラモジュール1及び電子機器100によれば、カメラモジュール1を予め所定の電子機器に実装し、電子機器100の画像処理部22における調整後の画像データPに対応付けられたデジタル画像信号Cの調整結果値が記憶された記憶媒体18が備えられているので、カメラモジュール1を電子機器本体21に実装した後に、カメラモジュール1の製造バラツキを補正するための調整値を求める工程を省くことができ、且つ、電子機器本体21の画像処理部22に対して精度良く整合できて高品位、高精度の画像を得ることができ、延いては、電子機器100の高性能化、高精度化にも適応できる。
As described above, according to the
また、実施例に記載のカメラモジュール1及び電子機器100によれば、撮像素子8へ導く光量を調整するための露出、焦点を自動的に合わせるためのオートフォーカス、画像データPの白色を調整するためのホワイトバランス、画像データPを所定の色合いに合わせるための色再現、ストロボ41動作等の調整結果値を記憶媒体18に備えているので、カメラモジュール1をカメラ本体21に実装した後に、露出、オートフォーカス、ホワイトバランス、色再現、ストロボ41動作等の調整値を求める工程を省くことができて、利便性を向上できるとともに高品位、高精度の画像を得ることができる。
Further, according to the
また、実施例に記載のカメラモジュール1及び電子機器100によれば、記憶媒体18には、レンズ2、3、5、6に起因する収差を補正するデータ、隣接する同色画素間の感度ムラを低減するデータ、有効画素領域を調整するデータ、撮像素子8の暗電流をオフセットするデータ、所定の明度階調に整合するように調整されたデータ、画像が表示される表示器の色表示特性に対応付けられたγ変換値、複数の撮像シーンに対応付けられたデータ等が調整結果値として記憶されているので、カメラモジュール1を電子機器本体21に実装した後に、これらの調整値を求める工程を省くことができ、利便性を向上できるとともに高品位の画質を得ることができる。
Further, according to the
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、種各の態様を取ることができる。 As mentioned above, although one Example of this invention was described, this invention is not limited to the said Example, It can take various aspects.
例えば、記憶媒体18には、調整結果値Qを屋内や屋外などの撮像シーン毎に記憶してもよい。
For example, the adjustment result value Q may be stored in the
また、撮像素子8の画素領域に対してシェーディングを行うための調整結果値を記憶媒体に記憶してもよい。これにより、一層、明暗の歪を精度良く低減できて高品位の画質を得ることができる。 Further, an adjustment result value for performing shading on the pixel region of the image sensor 8 may be stored in a storage medium. As a result, light and dark distortion can be further reduced with high accuracy, and high quality image quality can be obtained.
また、カメラモジュール1から出力されるデジタル画像信号Cにつき、当該カメラモジュール1をカメラ本体21に実装する前に予め所定の電子機器に実装し、温度変化に対する変化を予め測定し、各周囲温度に対応付けた調整結果値を、記憶媒体18に記憶してもよい。これにより、温度特性の優れた画質を得ることができる。
In addition, the digital image signal C output from the
また、CPU24の指令信号に対するセンサ14、15a、19a等の応答性につき、当該カメラモジュール1をカメラ本体21に実装する前に予め所定の電子機器に実装し、応答性の誤差を予め測定し、この誤差を打ち消す調整結果値を記憶媒体18に記憶してもよい。これにより、一層、精度良く、ズームレンズ3、フォーカスレンズ6、IRIS4等を駆動できる。
Further, regarding the responsiveness of the
尚、カメラモジュール1には、オペレータの必要に応じて各調整結果値の使用の有無を選択できるように、フラグを備えてもよい。また、カメラモジュール1には、記憶媒体18に記憶した各調整結果値を特定のオペレータ(又は、特定のカメラ本体)のみが使用できるように、調整結果値をカメラ本体21に出力する際の制限手段を備えてもよい。
The
1…カメラモジュール、2…前部レンズ、3…ズームレンズ、4…Iris(絞り)、5…補正用レンズ、6…フォーカスレンズ、7…フィルタ、8…撮像素子、9…AFE(Analog Front End)、10…相関二重サンプリング回路、11…可変利得増幅器(AGC:Automatic Gain Control)、12…A/D変換器、13…Iris駆動部、14,15a,19a…センサ、15…フォーカス検出部、16…フォーカス駆動部、17…TG(Timing Generator)、18…記憶媒体(EEPROM:Electrically Erasable Programmable Read−only Memory)、19…ズーム検出部、20…ズーム駆動部、21…カメラ本体、22…画像処理部、23…ROM(Read Only Memory)、24…CPU(Central Processing Unit)、25…前処理部(IFP:Image Front Prosessor)、25…前処理部、26…露出処理部、27…オートフォーカス処理部、27a…ハイパスフィルタ、27b…AF評価部、28…ホワイトバランス処理部、29…色再現処理部、29a…色補間部、29b…CC(Color Correction)マトリクス部、29c…画質補正部、29d…γ変換部、30…色再現係数設定部、30a…ブロック積算手段、30b…光源推定手段、30c…色再現係数算出手段、30d…基準光源選択手段、30e…基準光源データ格納手段、41…ストロボ、42…補助光源、43…機械式シャッター、50…インタフェース、50a…撮像シーン選択手段、100…デジタルカメラ(電子機器)。
DESCRIPTION OF
Claims (22)
被写体像を導くレンズと、
複数の光電変換素子が並設され、前記レンズを介して導かれた被写体像を光電変換して複数の色の画像信号を出力する撮像素子と、
前記画像信号の利得を補正する可変利得増幅器と、
前記可変利得増幅器から出力される画像信号をA/D変換してデジタル画像信号を出力するA/D変換器と、
記憶媒体と、
を備えたカメラモジュールであって、
前記電子機器本体には、前記デジタル画像信号を、所定の画像データに調整して出力する画像処理部が備えられ、
前記記憶媒体には、
当該カメラモジュールを、前記電子機器本体に実装する前に予め所定の電子機器に実装し、前記調整後の所定の画像データに対応付けられた、前記デジタル画像信号の調整結果値が記憶されている、
ことを特徴とするカメラモジュール。 It is configured to be detachable from the electronic device body,
A lens that guides the subject image,
A plurality of photoelectric conversion elements arranged side by side, an image sensor that photoelectrically converts a subject image guided through the lens and outputs a plurality of color image signals;
A variable gain amplifier for correcting the gain of the image signal;
An A / D converter for A / D converting the image signal output from the variable gain amplifier to output a digital image signal;
A storage medium;
A camera module comprising:
The electronic device body includes an image processing unit that adjusts and outputs the digital image signal to predetermined image data,
The storage medium includes
The camera module is mounted on a predetermined electronic device in advance before being mounted on the electronic device main body, and the adjustment result value of the digital image signal associated with the adjusted predetermined image data is stored. ,
A camera module characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。 The adjustment result value is an exposure for adjusting the amount of light guided to the image sensor, an autofocus for automatically adjusting the focus, a white balance for adjusting the white color of the image data, and a predetermined hue for the image data. Data that adjusts at least one of color reproduction to match the subject, strobe operation that illuminates the subject image in conjunction with the shutter, etc.
The camera module according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。 The adjustment result value includes exposure for adjusting the amount of light guided to the image sensor, autofocus for automatically adjusting the focus, white balance for adjusting the white color of the image data, and a predetermined amount of the image data. Includes all of the color reproduction to match the hue,
The camera module according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。 The adjustment result value is data for correcting an aberration caused by the lens.
The camera module according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。 The adjustment result value is data for reducing sensitivity unevenness between adjacent pixels of the same color.
The camera module according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。 The adjustment result value is data for adjusting an effective pixel area in a pixel area output via the image sensor.
The camera module according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。 The adjustment result value is data for offsetting the dark current of the image sensor,
The camera module according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載のカメラモジュール。 The exposure adjustment result value is data for adjusting at least one of exposure sensitivity, aperture, shutter speed, and the like.
The camera module according to claim 2.
ことを特徴とする請求項2に記載のカメラモジュール。 The autofocus adjustment result value is the lens home position, the reference value for focusing evaluation, the movement and position of the lens according to the imaging magnification and the distance from the subject image, and the lens movement according to the zoom operation. Zoom tracking, followability to movement of the subject, gain of the image signal according to the shutter speed, activation of an auxiliary light source that illuminates the subject to assist focusing, and the lens position corresponding to the F number Data for adjusting at least one of tracking, etc.
The camera module according to claim 2.
ことを特徴とする請求項2又は請求項9に記載のカメラモジュール。 The autofocus adjustment result value is used to adjust the focus for each of a plurality of imaging magnifications. The number of windows set in the inspection image, the size of the window, and the overlap of the plurality of windows with respect to the focus adjustment. It is data that adjusts at least one of finding, etc.
The camera module according to claim 2 or 9, wherein
ことを特徴とする請求項2に記載のカメラモジュール。 The white balance adjustment result value is a light source color estimation based on an image signal output from the image sensor, a white balance gain associated with the light source color estimation, and an image signal output via the image sensor. Is data for adjusting at least one of a color conversion matrix coefficient and the like for converting the color data to standard color data of red, green, and blue,
The camera module according to claim 2.
前記記憶媒体に記憶された調整結果値が、前記色補間、偽色抑制、ノイズ抑制、エッジ強調、クロマ抑制、等の少なくとも何れかを調整して得られたデータである、
ことを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。 In the electronic device body, based on the digital image signal, color interpolation that generates a plurality of color components for each pixel output from the image sensor, false color suppression, noise suppression, edge enhancement, chroma suppression, etc. Image quality adjustment unit
The adjustment result value stored in the storage medium is data obtained by adjusting at least one of the color interpolation, false color suppression, noise suppression, edge enhancement, chroma suppression, and the like.
The camera module according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。 The adjustment result value is data adjusted to match a predetermined lightness gradation,
The camera module according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載のカメラモジュール。 The adjustment result value is a γ conversion value associated with a color display characteristic of a display on which the image data is displayed.
The camera module according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載のカメラモジュール。 The adjustment result value of the strobe operation is data for adjusting the light emission time of the strobe associated with the strobe guide number.
The camera module according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項15の少なくとも何れか記載のカメラモジュール。 The adjustment result value is associated with each of a plurality of preset imaging scenes,
16. The camera module according to claim 1, wherein the camera module is any one of claims 1 to 15.
被写体像を導くレンズと、
前記レンズを介して導かれた被写体像を光電変換して複数の色の画像信号を出力する撮像手段と、
前記画像信号の利得を補正する可変利得増幅手段と、
前記可変利得増手段から出力される画像信号をA/D変換してデジタル画像信号を出力するA/D変換手段と、
記憶手段と
を用いたカメラモジュールの製造方法であって、
前記電子機器本体には、前記デジタル信号を、所定の画像データに調整して出力する画像処理手段が用いられ、
前記記憶手段には、
当該カメラモジュールを、前記電子機器本体に実装する前に予め所定の電子機器に実装し、前記調整後の所定の画像データに対応付けられた前記デジタル画像信号の調整結果値を記憶する、
ことを特徴とするカメラモジュールの製造方法、 It is configured to be detachable from the electronic device body,
A lens that guides the subject image,
An imaging means for photoelectrically converting a subject image guided through the lens and outputting image signals of a plurality of colors;
Variable gain amplification means for correcting the gain of the image signal;
A / D conversion means for A / D converting the image signal output from the variable gain increasing means and outputting a digital image signal;
A method of manufacturing a camera module using storage means,
The electronic device main body uses image processing means for adjusting and outputting the digital signal to predetermined image data,
In the storage means,
The camera module is mounted on a predetermined electronic device in advance before being mounted on the electronic device body, and the adjustment result value of the digital image signal associated with the adjusted predetermined image data is stored.
A method of manufacturing a camera module,
ことを特徴とする請求項18に記載のカメラモジュールの製造方法。 The adjustment result value is an exposure for adjusting the amount of light guided to the image sensor, an autofocus for automatically adjusting the focus, a white balance for adjusting the white color of the image data, and a predetermined hue for the image data. Data to adjust at least one of color reproduction, strobe operation, etc.
The method of manufacturing a camera module according to claim 18.
ことを特徴とする請求項18に記載のカメラモジュールの製造方法。 The adjustment result value includes exposure for adjusting the amount of light guided to the image sensor, autofocus for automatically adjusting the focus, white balance for adjusting the white color of the image data, and a predetermined amount of the image data. Includes all of the color reproduction to match the hue,
The method of manufacturing a camera module according to claim 18.
ことを特徴とする請求項18乃至請求項20の何れか記載のカメラモジュールの製造方法。 The adjustment result value is associated with each of a plurality of preset imaging scenes,
21. The method of manufacturing a camera module according to claim 18, wherein the camera module is manufactured as described above.
A method of manufacturing an electronic apparatus in which the camera module is configured to be detachable using image processing means that adjusts and outputs a digital image signal input via a camera module to predetermined image data, A method for manufacturing an electronic device, wherein the method for manufacturing a module is any one of claims 18 to 21.
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