JP2011128622A

JP2011128622A - 消費電力低減型オートフォーカシングカメラモジュール及び消費電力低減方法

Info

Publication number: JP2011128622A
Application number: JP2010282081A
Authority: JP
Inventors: Jinwook Hyun; ジンウクヒュン
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: LG Innotek Co Ltd
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2011-06-30
Also published as: US20110150448A1; KR20110069613A; KR101623444B1

Abstract

【課題】レンズ繰り出し量を減らすことによって消費電力を低減できる消費電力低減型オートフォーカシングカメラモジュール及び消費電力低減方法を提供する。
【解決手段】本発明は、オートフォーカシングのためのレンズアクチュエータを含むカメラモジュールであって、解像力の保障される区間で前記レンズの繰り出し量を０に制御する制御部を含む消費電力低減型オートフォーカシングカメラモジュールとする。
【選択図】図４

Description

本発明は、消費電力低減型オートフォーカシングカメラモジュール及び消費電力低減方法に関するものである。

近年、技術の発展に伴って高画素級のカメラモジュールが開発されており、このようなカメラモジュールには被写体の焦点を自動で合わせる自動焦点（Auto Focus：以下、「ＡＦ」という。）機能が備えられている場合が多い。一般に、ＡＦ機能は、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）などのアクチュエータ（Actuator）を制御する方式として設計される。

従来のカメラモジュールにおいて、ＳｏＣタイプは、ＣＭＯＳイメージセンサーにＡＦアルゴリズムが内蔵されており、ＭＩタイプは、ＩＳＰ（Image Signal Processor）にＡＦアルゴリズムが内蔵されている。ＡＦアルゴリズムがどこに内蔵されようが、ＡＦを正確に且つ速い応答時間を実現するためには、ＶＣＭの特性を分析した上で被写体との距離に従う最適の焦点値を検出する方法で焦点レンズを直接制御するアルゴリズムが必要とされる。

図１は、一般的なカメラモジュールの内部構成を示すブロック図である。図１に示すように、カメラモジュールでは、通常、ＶＣＭなどのアクチュエータ２００を用いてレンズを移動させながら最適の焦点を合わせることで、自動焦点機能を実現する。すなわち、図１で、アクチュエータ２００は、ＣＭＯＳイメージセンサー４００中のＩＳＰ４１０及びＡＦアルゴリズム１００によって駆動される。

一方、カムコーダやデジタルカメラでは、動画を撮影する際に、ユーザの別の操作なしにも持続してイメージをモニタリングし、被写体の距離の変化に従って自動でフォーカシングする連続ＡＦ機能を採用する。

しかしながら、ＶＣＭアクチュエータを用いるカメラモジュールが装着されている携帯電話では、連続ＡＦ機能を採用すると、バッテリーからの供給電力よりも消費電力が大きくなるという問題につながる。

図２は、従来技術によるＶＣＭアクチュエータを用いるカメラモジュールにおけるレンズ繰り出し量対比電流量を示すグラフである。

従来技術によるＶＣＭアクチュエータを用いるカメラモジュールでは、レンズ繰り出し量が大きくなるほど消費電流が増加することがわかる。

本発明の目的は、レンズ繰り出し量を減らすことによって消費電力を低減できる消費電力低減型オートフォーカシングカメラモジュール及び消費電力低減方法を提供することにある。

本発明の一実施例に係るオートフォーカシング消費電力低減型カメラモジュールは、オートフォーカシングのためのレンズアクチュエータを含むカメラモジュールであって、解像力の保障される区間で前記レンズの繰り出し量を０に制御する制御部を含む。

好適には、前記制御部は、レンズ繰り出し量を０に制御し、測定された焦点レンズの焦点値が解像力を保障するか否か判断し、前記解像力が保障されると判断されると、前記レンズ繰り出し量を０に維持させる。

好適には、前記制御部は、動画撮影時に、遠距離方向にイメージの鮮明度が損傷しない範囲でレンズをデフォカーシングさせる。

本発明の他の実施例に係るオートフォーカシングカメラモジュールの消費電力低減方法は、解像力の保障される区間でレンズ繰り出し量を０に制御する段階と、動画撮影時に、遠距離方向にイメージの鮮明度が損傷しない範囲で焦点レンズをデフォカーシングさせる段階と、を含む。

好適には、前記レンズ繰り出し量を０に制御する段階は、前記レンズ繰り出し量を０に制御する段階と、焦点レンズの焦点値を測定する段階と、前記焦点レンズの焦点値が解像力を保障するか否か判断する段階と、前記解像力が保障されると判断されると、前記レンズ繰り出し量を０に維持する段階と、を含む。

好適には、前記焦点レンズをデフォカーシングさせる段階は、動画撮影のための連続ＡＦモードを始める段階と、焦点レンズの焦点値を測定する段階と、所定のステップだけ電流を増加させて前記焦点レンズを移動させながら前記焦点レンズの現在焦点値と以前焦点値との差値であるＤＯＦＶを算出する段階と、算出された前記ＤＯＦＶを用いて、焦点調節状態が最高焦点値対比遠距離方向への８０乃至９５％の値であるか判断する段階と、前記焦点調節状態が最高焦点値対比遠距離方向への８０乃至９５％の値と判断されると、現在焦点レンズ位置をロックする段階と、を含む。

本発明によれば、レンズの深度を活用して、解像力の保障される区間ではレンズ繰り出し量を０に維持するとともに、動画撮影時に遠距離方向にイメージの鮮明度が損傷しない範囲でレンズをデフォカーシングすることによって電流消耗を低減させることができる。

一般的なカメラモジュールの内部構成を示すブロック図である。従来技術によるＶＣＭアクチュエータを用いるカメラモジュールにおけるレンズ繰り出し量対比電流量を示すグラフである。本発明で用いるレンズ繰り出し量対比焦点値を示すグラフである。本発明の一実施例による連続ＡＦ時におけるデフォカーシングの処理流れ図である。本発明の一実施例によるレンズ繰り出し量対比最高焦点距離を示すグラフである。本発明の一実施例によるレンズ繰り出し量の制御流れ図である。本発明の他の実施例によるレンズ繰り出し量対比最高焦点距離を示すグラフである。

本発明は、様々な変更を加えることができ、種々の実施例を有することができ、したがって、以下では、特定の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の特定の実施例及び図面は、本発明を限定するためのものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるいかなる変更、均等物乃至代替物も本発明の範囲に含まれるものとして理解すべきである。

第１、第２などのように序数を含む用語は、様々な構成要素を説明するために用いることができるが、それらの構成要素が当該用語により限定されることはない。これらの用語は、ある構成要素を別の構成要素と区別する目的にのみ用いる。

例えば、本発明の権利範囲を逸脱しない限度内で、第２構成要素は第１構成要素と命名することができ、同様に、第１構成要素も第２構成要素と命名することができる。

ある構成要素が別の構成要素に「連結されて」いる、または、「接続されて」いると記載されている場合は、ある構成要素が別の構成要素に直接連結されている、または、接続されている場合もあり、これら両部材の間にさらに別の構成要素が介在される場合もある。一方、ある構成要素が別の構成要素に「直接連結されて」いる、または、「直接接続されて」いると記載されている場合は、両部材間に何ら構成要素も存在しないということを意味する。

本出願で使用した用語は、単に特定の実施例を説明するために用いられたもので、本発明を限定する意図で用いたものではない。単数の表現は、文脈上特別な言及がない限り、複数の表現を含むものとする。本出願で、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを意味するためのもので、一つまたはそれ以上の別の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたもの等の存在または付加の可能性をあらかじめ排除するためのものと理解してはならない。

図３は、本発明で用いるレンズ繰り出し量対比焦点値を示すグラフである。高画素カメラで映像を撮影する時、静止映像は高画素で撮影するが、動画は、高画素よりも小さいＶＧＡやＨＤイメージの大きさで撮影する。すなわち、高画素に適合するように設計されたレンズの光学性能を、動画の撮影時に１００％活用するわけではない。すなわち、ベストフォーカス位置からややデフォーカスされても画質の鮮明度には大きく影響を与えず、よって、動画の撮影時には、遠距離方向にイメージの鮮明度が損なわれない範囲でレンズをデフォーカスすると電流消耗を減らすことができる。

図３のＣ_SIAF曲線は、静止映像の撮影時におけるレンズ移動による焦点値（focus value）を表す曲線であり、Ｃ_DIAFは、動画の撮影時におけるレンズ移動による焦点値を表す曲線である。
また、ａ１は、最高に焦点を合わせた地点であり、ａ２は、最高焦点値対比９０％の地点であり、ｓ１は、静止映像の最高焦点値であり、ｓ２は、静止映像の最高焦点値対比９０％の焦点値であり、ｄ１は、動画の最高焦点値であり、ｄ２は、動画の最高焦点値対比９０％の焦点値である。

すなわち、静止映像は、最高焦点値と９０％焦点値との差が大きいが、動画は最高焦点値と９０％焦点値との差が小さい。

図４は、本発明の一実施例による連続ＡＦ時におけるデフォカーシングの処理流れ図である。

動画撮影のための連続ＡＦを始めると（Ｓ４１０）、焦点レンズの焦点値を測定する（Ｓ４２０）。所定のステップだけ電流を増加させて焦点レンズを移動させながら焦点レンズの現在焦点値と以前焦点値との差値であるＤＯＦＶ（Difference of Focus Value）を算出し（Ｓ４３０）、算出されたＤＯＦＶを用いて、焦点調節状態が最高焦点値対比遠距離方向における９０％の値であるか判断する（Ｓ４４０）。焦点調節状態が最高焦点値対比遠距離方向における９０％の値であると、現在焦点レンズ位置をロックする（Ｓ４５０）。

なお、レンズの深度を最大限に活用して電流の消耗を減らすことができる。自動フォーカシングカメラモジュールは、レンズ繰り出し量が０の場合、２乃至５メートル程度の基準距離でレンズをフォーカシングするようになっている。ところで、レンズ深度によって基準距離で遠距離あるいは近距離方向に所定の解像力が保障される。例えば、２メートル基準距離でフォーカシングする場合、無限大から１メートルまで解像力が保障される。このように解像力が保障される区間はレンズ繰り出し量を０にして済むので、電流消耗を減らすことができる。

図５は、本発明の一実施例によるレンズ繰り出し量対比最高焦点距離を示すグラフであり、レンズの深度を活用して、解像力の保障される区間ではレンズ繰り出し量を０に制御することによって電流消耗を減らすことができる。点線は、解像力の保障される区間でレンズ繰り出し量を０に制御していない場合であり、実線は、解像力の保障される区間でレンズ繰り出し量を０に制御している場合である。

図６は、本発明の一実施例によるレンズ繰り出し量の制御流れ図である。レンズ繰り出し量を０に制御し（Ｓ６１０）、焦点レンズの焦点値を測定する（Ｓ６２０）。現在焦点レンズの焦点値が解像力を保障するか否か判断し（Ｓ６３０）、解像力が保障されるとレンズ繰り出し量を０に維持し（Ｓ６１０）、解像力が保障されないと電流を増加させて焦点レンズを移動させる（Ｓ６４０）。

図７は、本発明の他の実施例によるレンズ繰り出し量対比最高焦点距離を示すグラフであり、レンズの深度を活用して、解像力の保障される区間ではレンズ繰り出し量を０に制御するとともに、動画撮影時に、遠距離方向にイメージの鮮明度が損傷しない範囲でレンズをデフォーカスすることによって電流消耗を低減させることができる。

点線は、従来技術による場合であり、実線は、解像力の保障される区間でレンズ繰り出し量を０に制御するとともに、動画撮影時に遠距離方向にレンズをデフォーカスした場合である。

以上では具体的な実施例に挙げて本発明を詳細に説明してきたが、本発明の権利範囲はそれらの具体例に限定されるものではない。したがって、添付の請求の範囲で定義している本発明の基本概念に基づく当業者の種々の変形及び改良の形態も本発明の権利範囲に含まれる。

Claims

オートフォーカシングのためのレンズアクチュエータを含むカメラモジュールであって、
解像力の保障される区間でレンズの繰り出し量を０に制御する制御部を含む、消費電力低減型オートフォーカシングカメラモジュール。
前記制御部は、レンズ繰り出し量を０に制御し、測定された焦点レンズの焦点値が解像力を保障するか否か判断し、前記解像力が保障されると判断されると、前記レンズ繰り出し量を０に維持することを特徴とする、請求項１に記載の消費電力低減型オートフォーカシングカメラモジュール。
前記制御部は、動画撮影時に、遠距離方向にイメージの鮮明度が損傷しない範囲でレンズをデフォカーシングさせることを特徴とする、請求項２に記載の消費電力低減型オートフォーカシングカメラモジュール。
解像力の保障される区間でレンズ繰り出し量を０に制御する段階と、
動画撮影時に、遠距離方向にイメージの鮮明度が損傷しない範囲で焦点レンズをデフォカーシングさせる段階と、
を含む、オートフォーカシングカメラモジュールの消費電力低減方法。
レンズ繰り出し量を０に制御する段階は、
前記レンズ繰り出し量を０に制御する段階と、
焦点レンズの焦点値を測定する段階と、
前記焦点レンズの焦点値が解像力を保障するか否か判断する段階と、
前記解像力が保障されると判断されると、前記レンズ繰り出し量を０に維持する段階と、
を含む、請求項４に記載のオートフォーカシングカメラモジュールの消費電力低減方法。
前記焦点レンズをデフォカーシングさせる段階は、
動画撮影のための連続ＡＦモードを始める段階と、
焦点レンズの焦点値を測定する段階と、
所定のステップだけ電流を増加させて前記焦点レンズを移動させながら前記焦点レンズの現在焦点値と以前焦点値との差値であるＤＯＦＶを算出する段階と、
算出された前記ＤＯＦＶを用いて焦点調節状態が最高焦点値対比遠距離方向への８０乃至９５％の値であるか否か判断する段階と、
前記焦点調節状態が最高焦点値対比遠距離方向への８０乃至９５％の値と判断されると、現在焦点レンズ位置をロックする段階と、
を含むことを特徴とする、請求項４または５に記載のオートフォーカシングカメラモジュールの消費電力低減方法。