JP4766105B2 - 信号処理装置、カメラモジュール、携帯端末装置、及び撮像方法 - Google Patents

Description

本発明は、信号処理装置、カメラモジュール、携帯端末装置、及び撮像方法に関する。

近年、携帯端末装置の多機能化が進み、多くの携帯端末装置に高度なデジタルカメラ機能を実現したカメラモジュールが搭載されている。例えば、カメラモジュールを搭載した携帯電話機では、１つの携帯電話機で通話やメールなどの基本的な通信を行うことができるほか、オートフォーカスや手ぶれ補正など高度なデジタル処理を伴う撮像をすることができる。

このような多機能型の携帯端末装置では、１つの筐体の中に様々な機能モジュールが搭載される。そして、各機能モジュールは、モジュールごとに用意されたコマンドを用いて制御されるが、装置の大きさの制約から、そうしたコマンドを発行するためのユーザインタフェースや内部バスはモジュール間で共通化される場合が多い。例えば、下記特許文献１には、カメラモードにおいてカメラモジュールを操作するための操作部として使用される共通化された複数のボタンが設けられた、カメラ付き携帯電話機が開示されている。

特開２００７−１３３０２８号公報

しかしながら、例えば、カメラのシャッターのレリーズ操作では、ユーザによる操作から機能モジュールが駆動されるまでに即時的な反応が求められる。これに対し、複数のモジュール間でユーザインタフェースや内部バスを共通化させると、信号の解釈や伝達に要するオーバーヘッドが増大し、ユーザによる操作から機能モジュールが実際に駆動されるまでのタイムラグが大きくなる。即ち、例えば携帯端末装置にカメラモジュールを搭載した場合には、レリーズボタンが押下されてから露光が開始されるまでのタイムラグにより、シャッターチャンスを逃す可能性が高くなっていた。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、レリーズ操作から露光開始までのタイムラグを短縮することのできる、新規かつ改良された信号処理装置、カメラモジュール、携帯端末装置、及び撮像方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、撮像開始指示信号の入力を受け付ける入力端子と、前記入力端子に前記撮像開始指示信号が入力された場合に、露光開始指示信号を出力する信号処理部と、を備える信号処理装置が提供される。

また、前記信号処理部は、前記入力端子に前記撮像開始指示信号が入力されたことを外部割込みを用いて検知してもよい。

また、前記信号処理部は、前記露光開始指示信号を周期信号に同期させることなく非同期信号として出力してもよい。

また、前記信号処理部は、前記露光開始指示信号の出力に合わせて自装置の垂直同期タイミングを強制的に切替えてもよい。

また、前記信号処理部は、前記入力端子に前記撮像開始指示信号が入力された場合に、さらに露光が開始されることを外部装置へ通知する露光開始通知信号を出力してもよい。

上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、撮像開始指示信号の入力を受け付ける入力端子と、前記入力端子に前記撮像開始指示信号が入力された場合に、露光開始指示信号を出力する信号処理部と、前記露光開始指示信号が入力された場合に、外界の光を撮像して画像信号を生成するイメージセンサ部と、を備えるカメラモジュールが提供される。

上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ユーザに押下されることにより撮像開始指示信号を生成するレリーズボタンと、前記レリーズボタンにより生成された前記撮像開始指示信号の入力を受け付ける入力端子と、前記入力端子に前記撮像開始指示信号が入力された場合に、露光開始指示信号を出力する信号処理部と、前記露光開始指示信号が入力された場合に、外界の光を撮像して画像信号を生成するイメージセンサ部と、を備えるカメラ付き携帯端末装置が提供される。

上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ユーザに押下されたレリーズボタンからカメラモジュールの入力端子へ、ホスト制御部を経由することなく撮像開始指示信号を送信するステップと、前記カメラモジュールの信号処理部において、前記入力端子へ入力された前記撮像開始指示信号を検知するステップと、前記信号処理部からイメージセンサへ、露光開始指示信号を送信するステップと、前記露光開始指示信号を入力された前記イメージセンサにおいて、外界の光を撮像して画像信号を生成するステップと、を含む、カメラ付き携帯端末装置を用いた撮像方法が提供される。

以上説明したように、本発明に係る信号処理装置、カメラモジュール、携帯端末装置、及び撮像方法によれば、レリーズ操作から露光開始までのタイムラグを短縮することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、以下の順序にしたがって当該「発明を実施するための最良の形態」を説明する。
１．装置の概要
２．本発明に関連する課題の説明
３．本発明の一実施形態の説明
４．まとめ

＜１．装置の概要＞
まず、図１及び図２を参照しながら、カメラ付き携帯端末装置の概要について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るカメラ付き携帯端末装置１００（以下、携帯端末装置１００という）の外観を示す模式図である。図１を参照すると、携帯端末装置１００の外観には、キーパッド１１０、専用ボタン１１２、表示部１３２、及びレンズ１７２などが現れている。

表示部１３２は、液晶やＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）などを用いて構成される画像表示手段であり、任意の静止画又は動画をユーザに表示する。

キーパッド１１０は、携帯端末装置１００の有する様々な機能モジュールに共通して使用される複数のボタンを含む。ユーザがキーパッド１１０のいずれかのボタンを押下すると、押下されたボタンの種類を識別可能な信号が携帯端末装置１００の内部のＣＰＵ（Central Processing Unit）などの制御部（図示せず。以下、ホスト制御部という）に送信される。

専用ボタン１１２は、後に図２を用いて説明するカメラモジュール１４０など、携帯端末装置１００の有する特定の機能モジュールに特化して使用されるボタンである。

レンズ１７２は、携帯端末装置１００に搭載されるカメラモジュール１４０に設けられるレンズである。後に図２を用いて説明するカメラモジュール１４０は、レンズ１７２を通して、外界の光を撮像する。

なお、携帯端末装置１００の外観上の部品の配置はかかる例に限定されない。また、図１では、携帯端末装置１００の一例として携帯電話機を示しているが、携帯端末装置１００は携帯電話機に限定されない。例えば、携帯端末装置１００は、ＰＣ（Personal Computer）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、又は携帯型ゲーム端末などの任意の端末装置であってよい。

図２は、携帯端末装置１００に搭載されたカメラモジュール１４０の外観を示す模式図である。図２を参照すると、カメラモジュール１４０の外観には、端子部１６０、イメージセンサ部１７０、及びレンズ１７２が現れている。

端子部１６０には、ホスト制御部からカメラモジュール１４０へ信号を入力するための１つ以上の入力端子、及びカメラモジュール１４０からホスト制御部へ信号を出力するための１つ以上の出力端子が含まれる。さらに、本発明を特徴付けるものとして、端子部１６０には、外部のボタンから他の制御部を介することなく信号の入力を直接受け付ける入力端子が設けられる。そして、端子部１６０を介してカメラモジュール１４０へ入力される信号は、カメラモジュール１４０に内蔵される後述する信号処理部（図示せず）によって処理される。なお、端子部１６０における入出力端子の割当て例については、後にさらに詳しく説明する。

イメージセンサ部１７０は、レンズ１７２の内側に配置され、レンズ１７２を通過して受光面に到達する外界の光を撮像して画像信号を生成する。なお、イメージセンサ部１７０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などを用いたイメージセンサであってよい。

レンズ１７２は、図１に示したように、カメラモジュール１４０が例えば携帯端末装置１００に取り付けられた際にその装置の外観上に現れる部分である。前述したように、カメラモジュール１４０は、レンズ１７２を通して、外界の光を撮像する。

＜２．本発明に関連する課題の説明＞
次に、本発明に関連する課題をより明確にするために、本発明に関連する一般的なカメラ付き携帯端末装置の内部における信号伝達経路について説明する。

図３は、一般的なカメラ付き携帯端末装置において、ボタンが押下された後、ホスト制御部を経由してカメラモジュールに信号が伝達されるまでの信号の伝達経路を示す説明図である。

図３を参照すると、一般的なカメラ付き携帯端末装置に含まれるキーパッド１０、キーパッド制御部２０、ホスト制御部３０、及びカメラモジュール４０が示されている。

キーパッド１０は、ユーザに押下される複数のボタンを有している。キーパッド１０の複数のボタンは、例えばキーマトリクスを構成し、キーマトリクスの１ラインごとにキーパッド制御部２０により周期的にスキャンされる。キーパッド制御部２０は、このようなキーマトリクスの周期監視によってキーパッド１０のどのボタンが押下されたかを判定し、押下されたボタンの種類に応じた入力信号をホスト制御部３０へ出力する。

ホスト制御部３０は、キーパッド制御部２０からの入力信号を認識した後、入力信号の内容を解釈し、カメラモジュール４０へ出力すべき信号を生成する。ホスト制御部３０とカメラモジュール４０との間は、例えば、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）バス又はＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）バスなどにより接続される。

Ｉ２Ｃバスは、ＣＰＵを２本の信号線で周辺装置と接続するためのバスの標準仕様の１つである。Ｉ２Ｃバスは、例えば、装置の軽量化や低消費電力化、生産コストの低減などが図れることから、携帯端末装置に使用されるバスとして広く普及している。

図４は、Ｉ２Ｃバスを用いてホスト制御部３０とカメラモジュール４０とを接続する場合の、より具体的な接続形態を示す説明図である。図４を参照すると、Ｉ２Ｃバスは、ＳＣＬ（Serial Clock Line）及びＳＤＡ（Serial DAta ｌine）の２つのラインにより構成されている。ＳＣＬは、クロックパルスを伝送するためのラインである。ＳＤＡは、データを直列に伝送するためのラインである。

図４に示したＩ２Ｃバスを用いた接続形態において、ホスト制御部３０は、Ｉ２Ｃバスにおけるマスタデバイスの役割を果たす。即ち、ホスト制御部３０は、まず、クロックパルスを生成してＳＣＬへ出力する。そして、ホスト制御部３０は、開始状態に続けて、スレーブとしてのカメラモジュール４０を指定するアドレスをＳＤＡへ送信する。そうすると、カメラモジュール４０は、受信したデータに自身を指定するアドレスが含まれていることを認識し、確認応答信号を返信する。それにより、ホスト制御部３０は、停止状態を出力するまでカメラモジュール４０との間でデータを送受信することが可能となる。

また、ホスト制御部３０とカメラモジュール４０との間には、ＳＣＬ及びＳＤＡからなるＩ２Ｃバスのほかに、カメラモジュール４０からのイベント出力用のラインが設けられる場合もある。イベント出力用のラインは、例えば、カメラモジュール４０が実行した処理の完了をホスト制御部３０に通知するために用いられる。それにより、ホスト制御部３０は、Ｉ２Ｃ経由でカメラモジュール４０のイベントを読み出すことができる。

ここまで、図３及び図４を用いて、一般的なカメラ付き携帯端末装置の信号伝達経路について説明したが、このような信号伝達経路には、ユーザによる操作からカメラモジュール４０の動作開始までの間にタイムラグを生じさせる様々な要因がある。

第１の要因は、キーパッド１０の有する各ボタンに対する周期監視である。キーパッド制御部２０による周期監視は通常は１０〜２０ｍｓの周期で行われるため、ユーザがボタンを押下してからホスト制御部３０がボタンの押下を認識するまでに、最大で２０ｍｓのタイムラグが発生している可能性がある。また、このタイムラグは、キーパッド１０におけるノイズを原因とした誤判定を防止するために複数回のサンプリングが行われる場合には、サンプリング回数分の乗算により拡大する。

第２の要因は、キーパッド１０におけるチャタリングの除去による遅延である。チャタリングとは、手動スイッチによる接点の振動によって短時間にオン／オフが繰り返される現象であり、装置の誤作動の原因となる。そのため、例えばキーパッド制御部２０において１０ｍｓ程度の遅延時間をつけてポートを読み出すことにより、キーパッド１０におけるチャタリングが除去される。

第３の要因は、ホスト制御部３０によるＩ２Ｃバス向けの信号の翻訳である。Ｉ２Ｃバスを経由して送受信される信号には、様々な周辺装置との接続を共通化させるために必要な、Ｉ２Ｃアドレスやパケット長、アクセスコードなどの制御情報が含まれる。即ち、ホスト制御部３０が、入力信号を解釈してそうした制御情報を生成する間にも、一定のタイムラグが発生し得る。さらに、ホスト制御部３０がカメラモジュール４０へ信号を送信した後、カメラモジュール４０からの応答を待って例えば着信の待受けなどのためにＩ２Ｃバスを解放するまでの間にもタイムラグは発生し得る。

さらに、第４の要因として、カメラモジュール４０の内部での遅延も考えられる。一般的に、カメラ付き携帯端末装置に搭載されるカメラモジュールでは、露光開始を携帯端末装置の画周期信号に合わせて行っているため、画周期信号の周期に応じたタイムラグが発生し得る。

ここで、カメラのレリーズ操作に関連するタイムラグは、主に２種類に分類される。図５は、ＣＩＰＡ（Camera and Imaging Products Association）によって策定されたデジタルカメラの仕様に関するガイドライン（CIPA DCG-002-2007-J）におけるタイムラグの定義を示している。同ガイドラインによれば、レリーズ操作に関連するタイムラグは、撮影タイムラグとシャッターレリーズラグに分類される。そのうち、撮影タイムラグとは、レリーズボタンの押下状態に１ｓｔレリーズ（半押し）と２ｎｄレリーズ（深押し）の区別がある場合には、待機状態から一気に２ｎｄレリーズまで押下した場合の露光開始までの時間を指す。レリーズボタンの押下状態に１ｓｔレリーズと２ｎｄレリーズの区別が無い場合には、撮影タイムラグとは、レリーズボタンが押下されてから露光が開始されるまでの時間を指す（但しオートフォーカスのためのラグは含まない）。一方、シャッターレリーズラグとは、レリーズボタンの押下状態に１ｓｔレリーズと２ｎｄレリーズの区別がある場合において、１ｓｔレリーズ安定後に２ｎｄレリーズまで押下されてから露光が開始されるまでの時間を指す。

上で述べたタイムラグを生じさせる４つの要因はそれぞれ、図５に示した撮影タイムラグ及びシャッターレリーズラグに共に影響し得る。以下、特に明示しない場合には、タイムラグという用語は、撮影タイムラグ及びシャッターレリーズラグの双方を含むものとする。

図６は、一例として、一般的なカメラ付き携帯端末装置におけるシャッターレリーズラグについてより詳しく説明するためのタイミングチャートである。

図６（ａ）は、カメラ付き携帯端末装置の表示部に表示される画面が更新される周期である画周期を表している。図６（ｂ）は、図６（ａ）の画周期に合わせて当該表示部に表示される画面の状態を表している。図６（ｃ）は、カメラ付き携帯端末装置に設けられたレリーズボタンがユーザにより押下された際に生成される信号を表している。

一方、図６（ｄ）は、カメラ付き携帯端末装置に搭載されたカメラモジュール内の各部の動作を同期させるための垂直同期信号を表している。図６（ｅ）は、カメラモジュールのイメージセンサの動作周期を表している。イメージセンサの動作周期は、例えばホストの画周期の２倍の周期を持ち、ホストの画周期と同期される。図６（ｆ）は、カメラモジュールによる撮像処理の状態を表している。

図６のタイミングチャートの左端では、ユーザがレリーズボタンを半押ししたことにより、カメラモジュールによる撮像処理の状態は“ＬＯＣＫ動作”となっている。この状態において、カメラモジュールでは、露出制御やオートフォーカス、自動ホワイトバランス処理などを実行し、ユーザによる撮像開始の指示を待つ。このとき、ホストの画面の状態は、イメージセンサにより撮像された粗い画像がそのまま表示される“ドラフト動画”の状態にある。

その後、Ｔ１の時点でユーザがレリーズボタンを深押しすると、ホスト制御部により撮像開始指示信号が生成され、Ｉ２Ｃバスを介してカメラモジュールへ送信される。そうすると、カメラモジュールの信号処理部は、撮像開始指示信号が送信された後の最初の垂直同期のタイミングでレリーズボタンが深押しされたことを認識し、さらに次の垂直同期のタイミング（Ｔ２）で、イメージセンサへ露光開始を指示する露光開始指示信号を出力する。そして、イメージセンサは、露光開始指示信号を受け取ると露光の準備を開始し（“露光準備”）、その次のイメージセンサの動作周期のタイミング（Ｔ３）で露光を開始する（“露光動作”）。

なお、イメージセンサが露光準備を開始した後、撮像された画像信号が出力されるまでの間、ホストの画面の状態は“ミュート画面”となる。これは、この間にイメージセンサから出力される画像信号が正常な画像ではないためである。そのため、カメラモジュールの信号処理部は、イメージセンサへ露光開始を指示する前に、例えばホスト制御部へイベントを出力することなどにより、ホストの画面をミュート画面に切り替えさせる。

図６の説明から理解されるように、ユーザがレリーズボタンを深押ししてからカメラモジュールで露光が開始されるまでのシャッターレリーズラグは、Ｔ１からＴ３までの期間に相当する。このシャッターレリーズラグのうち、特にＴ１からＴ２までの期間は実質的には撮像処理の開始（露光準備の開始）を待っている期間である。そのため、前述したようなタイムラグを生じさせる要因を取り除くことができれば、レリーズ操作から露光開始までのタイムラグが短縮される。

＜３．本発明の一実施形態の説明＞
図７は、本発明の一実施形態に係る携帯端末装置１００の構成を示すブロック図である。図７を参照すると、携帯端末装置１００は、キーパッド１１０、レリーズボタン１１２、キーパッド制御部１２０、ホスト制御部１３０、表示部１３２、及びカメラモジュール１４０を備える。

キーパッド１１０及びキーパッド制御部１２０は、図３を用いて説明したキーパッド１０及びキーパッド制御部２０と同等の機能を有する。即ち、キーパッド１１０のいずれかのボタンがユーザに押下されると、キーパッド制御部１２０がキーマトリクスの周期監視によってキーパッド１１０のどのボタンが押下されたかを判定し、押下されたボタンの種類に応じた入力信号をホスト制御部１３０へ出力する。

レリーズボタン１１２は、図１に示した専用ボタン１１２と実質的に同一のボタンである。レリーズボタン１１２は、ユーザに押下されると、撮像開始指示信号を生成してカメラモジュール１４０へ出力する。なお、レリーズボタン１１２は、物理的にはキーパッド１１０に含まれる複数のボタンのうちのいずれかと同一のボタンであってもよく、キーパッド１１０から独立したボタンであってもよい。

ホスト制御部１３０は、典型的にはＣＰＵを用いて構成され、携帯端末装置１００の有する機能全般を制御する。例えば、ホスト制御部１３０は、カメラモジュール１４０との間のＩ２Ｃバスを用いてカメラモジュール１４０の動作を制御し、又はカメラモジュール１４０から読み出した撮像画像やミュート画面などを表示部１３２に表示させる。

カメラモジュール１４０は、ホスト制御部１３０による制御を受けるほか、レリーズボタン１１２からの撮像開始指示信号の入力を受けて外界の光を撮像する。

図８は、カメラモジュール１４０のより具体的な構成を示すブロック図である。図８を参照すると、カメラモジュール１４０は、信号処理部１５０、端子部１６０、及びイメージセンサ部１７０を備える。

信号処理部１５０は、典型的には、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて構成される。信号処理部１５０は、例えば、図７に示したレリーズボタン１１２から端子部１６０へ撮像開始指示信号が入力されると、撮像開始指示信号が入力されたことを外部割込みを用いて検知する。そして、信号処理部１５０は、撮像開始指示信号の入力を検知すると、カメラモジュール１４０の垂直同期タイミングと同期させることなく、露光開始指示信号を非同期信号としてイメージセンサ部１７０へ出力する。さらに、信号処理部１５０は、例えば露光開始指示信号の出力に合わせて、カメラモジュール１４０の垂直同期タイミングを強制的に切替える。

また、信号処理部１５０は、例えば、撮像開始指示信号の入力を検知した場合に、露光が開始されることを通知するための露光開始通知信号を、さらに端子部１６０を介してホスト制御部１３０へ出力してもよい。それにより、ホスト制御部１３０は、カメラモジュール１４０による撮像処理中に画面をミュート画面へと切替えることができる。

端子部１６０には、図２を用いて説明したように、ホスト制御部１３０からカメラモジュール１４０へ信号を入出力するための端子が設けられる。図８の例では、 端子部１６０にはＩ２Ｃバス用の端子１６４及び１６６が設けられている。例えば、信号処理部１５０からホスト制御部１３０へ露光を開始することを通知する露光開始通知信号は、このようなＩ２Ｃバス用の端子を介して出力され得る。

また、端子部１６０には、レリーズボタン１１２から撮像開始指示信号を入力するための外部割込み入力端子１６２も設けられる。なお、レリーズボタン１１２の押下状態に１ｓｔレリーズ（半押し）と２ｎｄレリーズ（深押し）の区別がある場合には、外部割込み入力端子１６２を２つ設けて各押下状態を認識してもよい。

図９は、端子部１６０に外部割込み入力端子１６２を２つ設ける場合の端子割当てを部分的に例示する説明図である。

図９（Ａ）を参照すると、端子部１６０に設けられた端子群のうち、２４番の端子は外部割込み入力端子１６２ａ（ＣＡＰＴ１）、２８番の端子は外部割込み入力端子１６２ｂ（ＣＡＰＴ２）としてそれぞれ割当てられている。

このうち、外部割込み入力端子１６２ａは、レリーズボタン１１２の１ｓｔレリーズを検知するスイッチＳＷ１に対応し、半押し状態及び深押し状態のときに共にオンとなる。一方、外部割込み入力端子１６２ｂは、レリーズボタン１１２の２ｎｄレリーズを検知するスイッチＳＷ２に対応し、半押し状態ではオフとなり、深押し状態のときにオンとなる（図９（Ｂ））。

図１０は、端子部１６０に外部割込み入力端子１６２を１つのみ設ける場合の端子割当てを部分的に例示する説明図である。

図１０（Ａ）を参照すると、端子部１６０に設けられた端子群のうち、２８番の端子が外部割込み入力端子１６２（ＣＡＰＴ）として割当てられている。外部割込み入力端子１６２には、レリーズボタン１１２の１ｓｔレリーズを検知するスイッチＳＷ１の出力と２ｓｔレリーズを検知するスイッチＳＷ２の出力との間の排他的論理和に相当する信号が入力される。この場合、入力信号がＬｏｗからＨｉｇｈに変わる立ち上がりエッジがレリーズボタン１１２の半押し、入力信号がＨｉｇｈからＬｏｗに変わる立ち下がりエッジがレリーズボタン１１２の深押しに対応する（図１０（Ｂ））。この場合、シュミットトリガ回路を用いてチャタリングによる誤作動を排除するのが好適である。

なお、外部割込み入力端子１６２（１６２ａ及び１６２ｂ）として、例えば既成のコネクタの接地用端子（ＧＮＤ端子）が使用されてもよい。また、新たに外部割込み入力端子１６２が設けられてもよい。

図８に戻り、カメラモジュール１４０の構成の説明を継続する。

イメージセンサ部１７０は、信号処理部１５０から露光開始指示信号が入力されると、露光の準備をした後、図２を用いて説明したように、携帯端末装置１００の外観上に現れるレンズ１７２（図２参照）を通過して受光面に到達する外界の光を撮像して画像信号を生成する。そして、イメージセンサ部１７０は、生成した画像信号を信号処理部１５０へ出力する。

なお、本明細書で説明したカメラモジュール１４０のうち、信号処理部１５０と端子部１６０とにより信号処理装置１９０を構成してもよい。その場合、イメージセンサ部１７０は、レンズ１７２を含む別体のイメージセンサモジュールとなる。そして、信号処理部１５０にイメージセンサインタフェース（図示せず）を設け、当該インタフェースを介して信号処理部１５０とイメージセンサ部１７０との間の信号の入出力を実現してもよい。それにより、信号処理装置１９０を独立した装置として扱うことができる。

図１１は、本節で説明した一実施形態に係る携帯端末装置１００におけるシャッターレリーズラグを説明するためのタイミングチャートである。

図１１のタイミングチャートの左端では、ユーザがレリーズボタン１１２を半押ししたことにより、カメラモジュール１４０の状態は“ＬＯＣＫ動作”となっている。この状態において、カメラモジュール１４０では、露出制御やオートフォーカス、自動ホワイトバランス処理などが実行される。また、このとき、表示部１３２の画面の状態は、イメージセンサ部１７０により撮像された粗い画像がそのまま表示される“ドラフト動画”の状態にある。

その後、Ｔ１’の時点でユーザがレリーズボタン１１２を深押しすると、レリーズボタン１１２から外部割込み入力端子１６２へ、ホスト制御部１３０を経由することなく撮像開始指示信号が入力される。そして、この撮像開始指示信号は、カメラモジュール１４０の信号処理部１５０により、外部割込みとして検知される。

次に、信号処理部１５０は、Ｔ２’の時点で、イメージセンサ部１７０に対し、カメラモジュール１４０の垂直同期を待つことなく、非同期信号としての露光開始指示信号を出力する。また、信号処理部１５０は、例えば、露光開始指示信号の出力に合わせて、カメラモジュール１４０の垂直同期及びイメージセンサ部１７０のセンサ周期を強制的に切替える。

その後、露光開始指示信号を受信したイメージセンサ部１７０によって露光準備が行われ、Ｔ３’の時点で露光が開始される。

なお、信号処理部１５０は、Ｔ２’の時点でイメージセンサ部１７０へ露光開始を指示する前に、例えばホスト制御部１３０へイベントを出力し、表示部１３２に表示される画面をミュート画面に切り替えさせてもよい。また、その代わりに、レリーズボタン１１２からの撮像開始指示信号をホスト制御部１３０が並列的に受信し、ホスト制御部１３０によってミュート画面への切替えを制御してもよい。

図１１において、ユーザがレリーズボタン１１２を深押ししてからカメラモジュール１４０で露光が開始されるまでのシャッターレリーズラグは、Ｔ１’からＴ３’までの期間に相当する。ここで、図６と図１１とを対比すると理解されるように、本実施形態におけるシャッターレリーズラグは、図６のシャッターレリーズラグと比較してＴ１’からＴ２’（Ｔ１からＴ２）までの期間において短縮されている。このようなタイムラグの短縮は、以下の理由による。

まず、本実施形態において、ユーザに押下されたレリーズボタン１１２により生成された撮像開始指示信号は、キーパッド制御部１２０やホスト制御部１３０を経由することなく、直接カメラモジュール１４０へ入力される。それにより、キーパッド１１０に対する周期監視のためのタイムラグが生じない。

また、例えば図９に示したようにレリーズボタン１１２の状態が撮像開始指示信号の出力にそのまま対応し、エッジ検出を行わなくてよい場合には、レリーズボタン１１２におけるチャタリングの除去のための遅延も生じない。

また、撮像開始指示信号がホスト制御部１３０を経由しないことから、例えばＩ２Ｃバスなどの共通的な信号伝達経路を用いる際の信号の解釈や翻訳に伴うタイムラグも生じない。

さらに、本実施形態において、カメラモジュール１４０（又は信号処理装置１９０）の外部割込み入力端子１６２へ入力された撮像開始指示信号は、外部割込みとして信号処理部１５０に検知される。そして、信号処理部１５０は、その後のイメージセンサ部１７０のセンサ周期の到来を待つことなく露光開始指示信号を出力する。それにより、カメラモジュール１４０（又は信号処理装置１９０）の内部において周期信号の到来を待つ間のタイムラグも生じない。

このように、本実施形態に係る携帯端末装置１００を使用した場合には、レリーズボタンが押下されてから露光が開始されるまでのタイムラグが短縮されているため、例えばユーザがシャッターチャンスを逃す可能性は低減される。なお、一例として、従来の携帯端末装置では、図６のＴ１からＴ２までのタイムラグは約５０ｍｓ程度である。これに対し、本実施形態を適用した携帯端末装置１００における図１１のＴ１’からＴ２’までのタイムラグは、約１ｍｓ程度となる。

図１２は、本実施形態に係る撮像処理の流れの一例を示すフローチャートである。

図１２を参照すると、まず、ユーザによりレリーズボタン１１２が深押しされる（Ｓ２０２）。それにより、撮像開始指示信号がカメラモジュール１４０（又は信号処理装置１９０）の外部割込み入力端子１６２に入力される。

一方、カメラモジュール１４０の信号処理部１５０は、外部割込みによる撮像開始指示信号の入力を待ち受けている（Ｓ２０４）。そして、信号処理部１５０は、撮像開始指示信号を検知すると、例えば、まずホスト制御部１３０へ露光開始通知信号を出力する（Ｓ２０６）。そして、信号処理部１５０は、カメラモジュール１４０の垂直同期タイミングと同期させることなく、露光開始指示信号を非同期信号としてイメージセンサ部１７０へ出力する（Ｓ２０８）。

その後、イメージセンサ部１７０により、露光準備の後、露光が開始される（Ｓ２１０）。

＜４．まとめ＞
ここまで、図１〜図１２を用いて、本発明の一実施形態に係るカメラ付き携帯端末装置１００、同装置に搭載されるカメラモジュール１４０、及び同モジュールに使用される信号処理装置１９０について説明を行った。

本実施形態に係るカメラ付き携帯端末装置１００によれば、キーパッド１１０に対する周期監視やＩ２Ｃバスなどを経由する際の信号の解釈又は翻訳に伴うタイムラグが生じない。また、本実施形態に係るカメラモジュール１４０（又は信号処理装置１９０）の内部では、露光開始の指示に際しての周期信号の到来を待つ間のタイムラグが生じない。それにより、レリーズ操作から露光開始までの撮影タイムラグやシャッターレリーズラグなどのタイムラグを、画質を低下させることなく短縮することができる。

なお、例えば、携帯端末装置は旧来のものを使用し（即ち撮影開始信号はホスト制御部を経由する）、内部のカメラモジュールのみを本実施形態に係るカメラモジュール１４０としてもよい。また、カメラモジュール１４０のうち信号処理部１５０と端子部１６０を備えた信号処理装置１９０を提供してもよい。その場合にも、カメラモジュールの内部でのタイムラグの短縮は実現されるため、全体として、ユーザによるレリーズ操作から露光開始までのタイムラグは短縮される。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

一実施形態に係るカメラ付き携帯端末装置の外観を示す模式図である。 一実施形態に係るカメラモジュールの外観を示す模式図である。 一般的なカメラ付き携帯端末装置における信号伝達経路の一例を示す説明図である Ｉ２Ｃバスを用いたホスト制御部とカメラモジュールとの間の接続形態を示す説明図である。 レリーズ操作に関連する２種類のタイムラグの定義を示す説明図である。 一般的なカメラ付き携帯端末装置におけるシャッターレリーズラグを示すタイミングチャートである。 一実施形態に係る携帯端末装置の構成を示すブロック図である。 一実施形態に係るカメラモジュールの構成を示すブロック図である。 一実施形態に係るレリーズ入力端子の配置例を示す説明図である。 一実施形態に係るレリーズ入力端子の他の配置例を示す説明図である。 一実施形態に係るカメラ付き携帯端末装置におけるシャッターレリーズラグを示すタイミングチャートである。 一実施形態に係る撮像処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１００ カメラ付き携帯端末装置
１１０ キーパッド
１１２ レリーズボタン
１２０ キーパッド制御部
１３０ ホスト制御部
１３２ 表示部
１４０ カメラモジュール
１５０ 信号処理部
１６０ 端子部
１６２ 入力端子（外部割込み入力端子）
１７０ イメージセンサ部
１７２ レンズ
１９０ 信号処理装置

Claims (8)

1. ホスト制御部により制御されるホスト装置に搭載されるカメラモジュールのための信号処理装置であって、
   撮像開始指示信号の入力を受け付ける入力端子と；
   前記入力端子に前記撮像開始指示信号が入力された場合に、露光開始指示信号を出力する信号処理部と；
   を備え、
   前記信号処理部は、複数のモジュール間で共通化されるバスを介して前記ホスト制御部と接続され、
   前記入力端子は、前記ホスト制御部及び前記バスを経由することなく、前記撮像開始指示信号の入力を前記ホスト装置に設けられるボタンから直接受け付ける、
   信号処理装置。
2. 前記信号処理部は、前記入力端子に前記撮像開始指示信号が入力されたことを外部割込みを用いて検知する、請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記信号処理部は、前記露光開始指示信号を周期信号に同期させることなく非同期信号として出力する、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の信号処理装置。
4. 前記信号処理部は、前記露光開始指示信号の出力に合わせて自装置の垂直同期タイミングを強制的に切替える、請求項３に記載の信号処理装置。
5. 前記信号処理部は、前記入力端子に前記撮像開始指示信号が入力された場合に、さらに露光が開始されることを通知する露光開始通知信号を前記バスを経由して前記ホスト制御部へ出力する、請求項１に記載の信号処理装置。
6. ホスト制御部により制御されるホスト装置に搭載されるカメラモジュールであって、
   撮像開始指示信号の入力を受け付ける入力端子と；
   前記入力端子に前記撮像開始指示信号が入力された場合に、露光開始指示信号を出力する信号処理部と；
   前記露光開始指示信号が入力された場合に、外界の光を撮像して画像信号を生成するイメージセンサ部と；
   を備え、
   前記信号処理部は、複数のモジュール間で共通化されるバスを介して前記ホスト制御部と接続され、
   前記入力端子は、前記ホスト制御部及び前記バスを経由することなく、前記撮像開始指示信号の入力を前記ホスト装置に設けられるボタンから直接受け付ける、
   カメラモジュール。
7. ホスト制御部により制御されるカメラ付き携帯端末装置であって、
   ユーザに押下されることにより撮像開始指示信号を生成するレリーズボタンと；
   前記レリーズボタンにより生成された前記撮像開始指示信号の入力を受け付ける入力端子と、
   前記入力端子に前記撮像開始指示信号が入力された場合に、露光開始指示信号を出力する信号処理部と、
   前記露光開始指示信号が入力された場合に、外界の光を撮像して画像信号を生成するイメージセンサ部と、
   を備え、
   前記信号処理部は、複数のモジュール間で共通化されるバスを介して前記ホスト制御部と接続され、
   前記入力端子は、前記ホスト制御部及び前記バスを経由することなく、前記撮像開始指示信号の入力を前記レリーズボタンから直接受け付ける、
   カメラ付き携帯端末装置。
8. ホスト制御部により制御されるホスト装置に搭載されるカメラモジュールを用いた撮像方法であって、
   前記カメラモジュールの信号処理部は、複数のモジュール間で共通化されるバスを介して前記ホスト制御部と接続され、
   前記撮像方法は、
   前記ホスト装置に設けられるユーザに押下されたレリーズボタンから前記カメラモジュールの入力端子へ、前記ホスト制御部及び前記バスを経由することなく撮像開始指示信号を送信するステップと；
   前記カメラモジュールの前記信号処理部において、前記入力端子へ入力された前記撮像開始指示信号を検知するステップと；
   前記信号処理部からイメージセンサへ、露光開始指示信号を送信するステップと；
   前記露光開始指示信号を入力された前記イメージセンサにおいて、外界の光を撮像して画像信号を生成するステップと；
   を含む、カメラ付き携帯端末装置を用いた撮像方法。

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