(57)【要約】【課題】携帯電話等のカメラモジュールにおいて、複数のオートフォーカス（ＡＦ）制御方式に対して同一の半導体集積回路装置（ＬＳＩ）にて制御可能とする技術を提供する。【解決手段】ステッピングモータ方式、ピエゾ方式及びＶＣＭ方式に対応可能なＬＳＩであって、基準パルスを生成する基準パルス生成部４０３と、基準パルスより高速な高速基準パルスを生成する高速基準パルス生成部４０５と、基準パルスと高速基準パルスのうちのいずれかを選択して出力するパルス切替部４０８と、パルス切替部４０８の出力に基づいて、レンズを駆動する駆動パルスを生成する駆動パルス生成部４０９とを有し、ピエゾ方式の場合、パルス切替部４０８は、最初に高速基準パルスを選択して駆動パルス生成部４０９へ出力し、途中から基準パルスを選択して駆動パルス生成部４０９へ出力する。【選択図】図４
2008116640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータ方式、ピエゾ方式及びＶＣＭ方式に対応可能なオートフォーカス制御装置であって、
第１の基準パルスを生成する第１の基準パルス生成部と、
前記第１の基準パルスより低速な第２の基準パルスを生成する第２の基準パルス生成部と、
前記第１の基準パルスと前記第２の基準パルスのうちのいずれかを選択して出力するパルス切替部と、
前記パルス切替部の出力に基づいて、レンズを駆動する駆動パルスを生成する駆動パルス生成部とを有し、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、最初に前記第１の基準パルスを選択して前記駆動パルス生成部へ出力し、途中から前記第２の基準パルスを選択して前記駆動パルス生成部へ出力することを特徴とするオートフォーカス制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のオートフォーカス制御装置において、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、オートフォーカスの検波データに応じて前記第１の基準パルスから前記第２の基準パルスへ切り替えて出力することを特徴とするオートフォーカス制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のオートフォーカス制御装置において、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、前記検波データが所定の閾値を超えた時に、前記第１の基準パルスから前記第２の基準パルスへ切り替えて出力することを特徴とするオートフォーカス制御装置。
【請求項４】
請求項２記載のオートフォーカス制御装置において、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、前記検波データが増える方向から減少する方向に変化した時に、前記第１の基準パルスから前記第２の基準パルスへ切り替えて出力することを特徴とするオートフォーカス制御装置。
【請求項５】
ステッピングモータ方式、ピエゾ方式及びＶＣＭ方式に対応可能なオートフォーカス制御装置であって、
第１の基準パルスを生成する基準パルス生成部と、
前記第１の基準パルスに基づいて、前記第１の基準パルスよりも低速な第２の基準パルスを生成するカウンタと、
前記第１の基準パルスと前記第２の基準パルスのうちのいずれかを選択して出力するパルス切替部と、
前記パルス切替部の出力に基づいて、レンズを駆動する駆動パルスを生成する駆動パルス生成部とを有し、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、最初に前記第１の基準パルスを選択して前記駆動パルス生成部へ出力し、途中から前記第２の基準パルスを選択して前記駆動パルス生成部へ出力することを特徴とするオートフォーカス制御装置。
【請求項６】
請求項５記載のオートフォーカス制御装置において、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、オートフォーカスの検波データに応じて前記第１の基準パルスから前記第２の基準パルスへ切り替えて出力することを特徴とするオートフォーカス制御装置。
【請求項７】
請求項６記載のオートフォーカス制御装置において、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、前記検波データが所定の閾値を超えた時に、前記第１の基準パルスから前記第２の基準パルスへ切り替えて出力することを特徴とするオートフォーカス制御装置。
【請求項８】
請求項６記載のオートフォーカス制御装置において、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、前記検波データが増える方向から減少する方向に変化した時に、前記第１の基準パルスから前記第２の基準パルスへ切り替えて出力することを特徴とするオートフォーカス制御装置。
【請求項９】
ステッピングモータ方式、ピエゾ方式及びＶＣＭ方式に対応可能なオートフォーカス制御用の半導体集積回路装置であって、
第１の基準パルスを生成する第１の基準パルス生成部と、
前記第１の基準パルスより低速な第２の基準パルスを生成する第２の基準パルス生成部と、
前記第１の基準パルスと前記第２の基準パルスのうちのいずれかを選択して出力するパルス切替部と、
前記パルス切替部の出力に基づいて、レンズを駆動する駆動パルスを生成する駆動パルス生成部とを有し、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、最初に前記第１の基準パルスを選択して前記駆動パルス生成部へ出力し、途中から前記第２の基準パルスを選択して前記駆動パルス生成部へ出力することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項１０】
請求項９記載の半導体集積回路装置において、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、オートフォーカスの検波データに応じて前記第１の基準パルスから前記第２の基準パルスへ切り替えて出力することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の半導体集積回路装置において、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、前記検波データが所定の閾値を超えた時に、前記第１の基準パルスから前記第２の基準パルスへ切り替えて出力することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項１２】
請求項１０記載の半導体集積回路装置において、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、前記検波データが増える方向から減少する方向に変化した時に、前記第１の基準パルスから前記第２の基準パルスへ切り替えて出力することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項１３】
ステッピングモータ方式、ピエゾ方式及びＶＣＭ方式に対応可能なオートフォーカス制御用の半導体集積回路装置であって、
第１の基準パルスを生成する基準パルス生成部と、
前記第１の基準パルスに基づいて、前記第１の基準パルスよりも低速な第２の基準パルスを生成するカウンタと、
前記第１の基準パルスと前記第２の基準パルスのうちのいずれかを選択して出力するパルス切替部と、
前記パルス切替部の出力に基づいて、レンズを駆動する駆動パルスを生成する駆動パルス生成部とを有し、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、最初に前記第１の基準パルスを選択して前記駆動パルス生成部へ出力し、途中から前記第２の基準パルスを選択して前記駆動パルス生成部へ出力することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の半導体集積回路装置において、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、オートフォーカスの検波データに応じて前記第１の基準パルスから前記第２の基準パルスへ切り替えて出力することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の半導体集積回路装置において、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、前記検波データが所定の閾値を超えた時に、前記第１の基準パルスから前記第２の基準パルスへ切り替えて出力することを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項１６】
請求項１４記載の半導体集積回路装置において、
前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、前記検波データが増える方向から減少する方向に変化した時に、前記第１の基準パルスから前記第２の基準パルスへ切り替えて出力することを特徴とする半導体集積回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス制御装置及び半導体集積回路装置に関し、特に、携帯電話用カメラモジュールのオートフォーカス（ＡＦ）制御方式に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話用カメラモジュールのオートフォーカス制御方式としては、（１）ステッピングモータ方式、（２）ピエゾ方式、（３）ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）方式の３つが代表的である。以下に、それぞれのオートフォーカス制御方式の説明をする。
【０００３】
（１）ステッピングモータ方式
ステッピングモータは、電流を流すとある角度だけ回転するモータのことで、レンズユニットに決まったステップ数のパルスを与えると、決まった角度だけレンズが回転して移動する。利点としては、ステップ数とレンズの移動量が線形に比例することである。レンズを移動させた後、反対方向に戻す時はレンズ移動方向を反対にした後、必要なステップ数を転送することで目的の位置にレンズを移動することが可能である。欠点としては、１ステップのレンズ移動量が粗いため、細かいフォーカス制御が出来ないことである。
【０００４】
（２）ピエゾ方式
ピエゾ素子に電圧を加えると結晶の伸縮が発生することでレンズを移動する。移動の位置決めが無限に細かく出来ることや、高いエネルギー効率を持つこと、また、磨耗や劣化が起こらないという特徴を持つ。応答速度は極めて速い。ただし、ピエゾ素子に加えた電圧と、レンズの移動量は１対１に比例せず、ヒステリシス特性を持つ。このため、制御が非常に難しい。利点としては、細かいフォーカス調整が高速に出来ることである。欠点としては、ピエゾ素子に加える電圧とレンズの移動量が非線形のため、制御が複雑になることである。
【０００５】
（３）ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）方式
永久磁石の磁界中に、コイルを置き、コイルに電流を流すと、フレミングの左手の法則により、磁界と電流に垂直方向に力が発生することでレンズを移動する。利点としては、構造が比較的簡単なことであり、小型化が可能である。欠点としては、細かなフォーカス制御が出来ないことである。
【０００６】
以上の３つの各方式を比較すると、以下のようになる。
【０００７】
まず、エネルギー（消費電力）は、ＶＣＭ方式が最も大きく、ピエゾ方式が次に大きく、ステッピングモータ方式が最も小さい。制御の難易度は、ピエゾ方式が最も複雑であり、ステッピングモータ方式とＶＣＭ方式は比較的簡単である。ユニットサイズは、ステッピングモータ方式が最も大きく、ピエゾ方式とＶＣＭ方式は比較的小さい。レンズ応答速度は、ピエゾ方式が最も高速であり、ステッピングモータ方式とＶＣＭ方式は中速程度である。レンズ移動ノイズは、ステッピングモータ方式には有るが、ピエゾ方式とＶＣＭ方式には無い。精度は、ピエゾ方式が最も高く、ステッピングモータ方式とＶＣＭ方式は比較的低い。コストは、ピエゾ方式が最も高く、ステッピングモータ方式が次に高く、ＶＣＭ方式が最も安い。
【０００８】
なお、このようなオートフォーカス制御に関する技術としては、例えば、特許文献１に記載される技術などが挙げられる。
【特許文献１】特開平１０−１６４４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前記のようなオートフォーカス制御の技術について、本発明者が検討した結果、以下のようなことが明らかとなった。
【００１０】
従来は、オートフォーカスの制御方式毎に信号処理ＬＳＩを個別に開発していた。図６は本発明の前提として検討した携帯電話用カメラモジュールにおけるステッピングモータ方式のオートフォーカス（ＡＦ）制御の構成を示すブロック図、図７はピエゾ方式のＡＦ制御の構成を示すブロック図、図８はＶＣＭ方式のＡＦ制御の構成を示すブロック図である。
【００１１】
携帯電話用カメラモジュールのオートフォーカス（ＡＦ）制御は、レンズを通りセンサ（ＣＣＤ等）から得られた画像信号から、ＡＦ検波部にて高周波の積分データを検出する。ＡＦ検波データをＡＦ制御部にて演算して、レンズの移動方向と移動量を求め、ＡＦ制御信号をＡＦユニットに送る。ＡＦユニットでは、ＡＦ制御信号に応じて、内蔵するレンズ移動素子（ステッピングモータ／ピエゾ素子／ボイスコイル）を駆動してレンズを移動させる。フォーカスが合ってくるに従い検波データが大きくなるので、検波データが最大になるようにレンズを移動してＡＦの合焦点を見つける（山登りＡＦ制御方式）。
【００１２】
ステッピングモータ方式／ピエゾ方式／ＶＣＭ方式、それぞれのＡＦ制御ループにて、ＡＦ検波して合焦点を判定する方式は、ほぼ同様であるがレンズを移動するＡＦユニットが異なる。
【００１３】
ステッピングモータ方式とピエゾ方式は、ＡＦユニットに駆動パルスを印加するのは同じだが、レンズの移動量が大きく異なる。ピエゾ方式ではピエゾ素子に電圧を加えることにより結晶が伸び縮みすることでレンズを移動させており（逆圧電効果）、移動の位置を非常に細かく制御することが可能であり、応答性が極めて速いという利点があるが、移動量が小さいため制御する駆動パルスの範囲が数万ステップから数ステップまで必要であり、ステッピングモータ方式に比べて大幅なステップ数の範囲に対応する必要がある。
【００１４】
ＶＣＭ方式ではＡＦユニットに与える制御パルスのパルス幅を変えて、フィルターにてＤＣ変換後に磁界の中にあるコイルに流す電流を変化させることでレンズを移動させている。
【００１５】
ステッピングモータ方式とピエゾ方式では、制御する駆動ステップ数の範囲が大幅に異なる。また、ＶＣＭ方式はＡＦユニットの制御方法が異なるため、これらの方式をそのまま１チップにするのでは、規模が大きく複雑になりすぎて実現が困難である。そのため、今まではＡＦの方式にあったＬＳＩを個別に作っていた。また、ＡＦの方式を変えたい場合には、ソフトの作りこみ工数が発生するという問題があった。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、携帯電話等のカメラモジュールにおいて、複数のオートフォーカス（ＡＦ）制御方式に対して同一の半導体集積回路装置（ＬＳＩ）にて制御可能とする技術を提供することにある。
【００１７】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１９】
すなわち、本発明によるオートフォーカス制御装置及び半導体集積回路装置は、ステッピングモータ方式、ピエゾ方式及びＶＣＭ方式に対応可能なものであって、第１の基準パルスを生成する第１の基準パルス生成部と、前記第１の基準パルスより低速な第２の基準パルスを生成する第２の基準パルス生成部と、前記第１の基準パルスと前記第２の基準パルスのうちのいずれかを選択して出力するパルス切替部と、前記パルス切替部の出力に基づいて、レンズを駆動する駆動パルスを生成する駆動パルス生成部とを有し、前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、最初に前記第１の基準パルスを選択して前記駆動パルス生成部へ出力し、途中から前記第２の基準パルスを選択して前記駆動パルス生成部へ出力することを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明によるオートフォーカス制御装置及び半導体集積回路装置は、ステッピングモータ方式、ピエゾ方式及びＶＣＭ方式に対応可能なものであって、第１の基準パルスを生成する基準パルス生成部と、前記第１の基準パルスに基づいて、前記第１の基準パルスよりも低速な第２の基準パルスを生成するカウンタと、前記第１の基準パルスと前記第２の基準パルスのうちのいずれかを選択して出力するパルス切替部と、前記パルス切替部の出力に基づいて、レンズを駆動する駆動パルスを生成する駆動パルス生成部とを有し、  前記ピエゾ方式の場合、前記パルス切替部は、最初に前記第１の基準パルスを選択して前記駆動パルス生成部へ出力し、途中から前記第２の基準パルスを選択して前記駆動パルス生成部へ出力することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【００２２】
（１）ＡＦ制御部の処理の簡略化が可能になり、ステッピングモータ方式／ピエゾ方式／ＶＣＭ方式それぞれの方式を１チップのＬＳＩで実現できる。
【００２３】
（２）それぞれのオートフォーカス方式に対応したＬＳＩを個別に開発する必要がなくなるので、顧客の要求に対してタイムリーに対応可能になる。
【００２４】
（３）カメラモジュールメーカにおいて、オートフォーカス制御方式をステッピングモータ方式／ピエゾ方式／ＶＣＭ方式の中から目的に応じて選択できる。例えば、高級機ではフォーカス精度が一番良いピエゾ方式を使い、コスト重視の普及機ではＶＣＭ方式にするなどの使い分けが可能になる。
【００２５】
（４）同一のＬＳＩ評価基板にてＡＦユニット（レンズ＋駆動素子制御部）の交換と配線の小修正にて、ステッピングモータ方式／ピエゾ方式／ＶＣＭ方式を切り替えて評価できる。このことから開発の途中で、他のオートフォーカス方式に容易に変更可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２７】
図１は本発明の一実施の形態による携帯電話システムの構成を示すブロック図である。
【００２８】
まず、図１により、本実施の形態による携帯電話システムの構成の一例を説明する。本実施の形態の携帯電話システムは、例えば、カメラモジュール１０１と、アプリケーションプロセッサ１０２と、ベースバンドＩＣ１０３と、高周波インターフェース１０４と、音声インターフェース１０５と、液晶コントローラ１０６と、メモリ１０７と、電源１０８と、アンテナ１０９と、音声入力部１１０と、音声出力部１１１と、液晶画面１１２などから構成されている。アプリケーションプロセッサ１０２と、ベースバンドＩＣ１０３と、液晶コントローラ１０６と、メモリ１０７は、バス１１３に接続されている。カメラモジュール１０１とアプリケーションプロセッサ１０２は、映像信号とコマンド信号により接続されている。ベースバンドＩＣ１０３は、高周波インターフェース１０４と音声インターフェース１０５に接続されている。高周波インターフェース１０４はアンテナ１０９に接続されている。音声インターフェース１０５は、音声入力部１１０と音声出力部１１１に接続されている。液晶コントローラ１０６は液晶画面１１２に接続されている。電源１０８は各ブロックへ電源を供給する。
【００２９】
図２は、図１に示したカメラモジュール１０１の構成を示すブロック図である。
【００３０】
カメラモジュール１０１は、例えば、ＡＦ（オートフォーカス）ユニット２０１と、ＣＣＤ等のセンサ２０２と、カメラ信号処理ＬＳＩ２０３などから構成されている。ＡＦユニット２０１は、レンズ２０４と、レンズ駆動部２０５などから構成されている。カメラ信号処理ＬＳＩ２０３は、カメラ信号処理部２０６と、カメラＩ／Ｆ（インターフェース）制御部２０７と、ＡＦ検波部２０８と、ＡＦ制御部２０９などから構成されている。カメラ信号処理ＬＳＩ２０３からは、映像信号として輝度信号や色信号などが出力されている。また、ＡＦユニット２０１とＡＦ制御部２０９との間でＡＦ制御信号が入出力されている。なお、カメラ信号処理ＬＳＩ２０３は、周知の半導体製造技術によって１個又は複数の半導体チップ上に形成されている。
【００３１】
カメラモジュール１０１のオートフォーカス（ＡＦ）制御は、レンズ２０４を通りセンサ２０２から得られた画像信号から、カメラ信号処理部２０６において輝度信号を抽出し、ＡＦ検波部２０８に出力する。そして、ＡＦ検波部２０８にて高周波の積分データを検出してＡＦ検波データとする。そのＡＦ検波データをＡＦ制御部２０９にて演算して、レンズ２０４の移動方向と移動量を求め、ＡＦ制御信号をＡＦ制御部２０９からＡＦユニット２０１に送る。ＡＦユニット２０１では、ＡＦ制御信号に応じて、レンズ駆動部２０５により、内蔵するレンズ移動素子（ステッピングモータ／ピエゾ素子／ボイスコイル）を駆動してレンズ２０４を移動させる。フォーカスが合ってくるに従いＡＦ検波データが大きくなるので、ＡＦ検波データが最大になるようにレンズ２０４を移動してＡＦの合焦点を見つける（山登りＡＦ制御方式）。
【００３２】
図３は、山登りＡＦ制御方式の一例を示す説明図である。図３において、横軸はレンズ位置、縦軸は評価値としての検波データを示す。
【００３３】
山登りＡＦ制御方式は、まず、原点を検出し、その後にレンズを無限遠まで移動する。
レンズ位置を無限遠まで移動した後、無限遠〜至近距離方向へ評価値（ＡＦ検波データ）を取得しながらサーチを行い、最も評価値の大きい合焦位置にレンズを停止させる。
【００３４】
すなわち、山登りＡＦ制御方式によるオートフォーカス制御は、以下の順で実施される。
【００３５】
（１）ＡＦ動作開始時、レンズ位置を原点まで移動する。
【００３６】
（２）レンズ位置を原点から無限遠まで移動する。
【００３７】
（３）無限遠位置からサーチを開始する。評価値を取得しながらレンズ位置を至近側へ移動する。
【００３８】
（４）評価値が最大を超えるまで、引き続きレンズ位置を至近側へ移動する。
【００３９】
（５）評価値の最大値（合焦停止）位置までレンズを戻す。
【００４０】
図４は、図２で示したＡＦ制御部２０９の一構成例を示すブロック図である。
【００４１】
ＡＦ制御部２０９は、例えば、レンズ移動方向・駆動ステップ数演算部４０１と、パルス幅演算部４０２と、基準パルス生成部４０３と、パルス幅制御部４０４と、高速基準パルス生成部４０５と、レジスタ４０６と、コンパレータ４０７と、パルス切替部４０８と、駆動パルス生成部４０９と、ＡＦ方式処理部４１０などから構成されている。なお、本構成は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、ＣＰＵとメモリを設け、ＣＰＵに前記メモリ上のプログラムを実行させることにより、同等の機能を実現することができる。
【００４２】
レンズ移動方向・駆動ステップ数演算部４０１は、ステッピングモータ方式及びピエゾ方式用に、ＡＦ検波部２０８から出力されたＡＦ検波データに基づいて、レンズの移動方向と駆動ステップ数（Ｎ）を演算して求めるブロックである。
【００４３】
パルス幅演算部４０２は、ＶＣＭ方式用に、ＡＦ検波部２０８から出力されたＡＦ検波データに基づいて、ＡＦ制御信号のパルス幅を演算して求めるブロックである。
【００４４】
基準パルス生成部４０３は、ステッピングモータ方式及びピエゾ方式用に、基準となるパルスを生成するブロックである。
【００４５】
パルス幅制御部４０４は、ＶＣＭ方式用に、基準パルス生成部４０３で生成されたパルスとパルス幅演算部４０２の演算結果に基づいて、レンズ２０４を駆動するパルスのパルス幅を制御するブロックである。
【００４６】
高速基準パルス生成部４０５は、ピエゾ方式用に、基準パルス生成部４０３で生成される基準パルスよりも高速な（例えば１００倍）高速基準パルスを生成するブロックである。
【００４７】
レジスタ４０６は、ピエゾ方式用に、パルス切替部４０８において高速基準パルスから基準パルスに切り替える際の判定基準となる値が保存されるレジスタである。例えば、ＡＦ検波データの閾値などが保存される。
【００４８】
コンパレータ４０７は、レジスタ４０６の値とＡＦ検波データとを比較する比較器である。
【００４９】
パルス切替部４０８は、コンパレータ４０７の出力に基づいて、基準パルスと高速基準パルスのどちらかを選択して駆動パルス生成部４０９へ出力するブロックである。
【００５０】
駆動パルス生成部４０９は、ステッピングモータ方式及びピエゾ方式用に、レンズ移動方向・駆動ステップ数演算部４０１で演算されたレンズの移動方向と駆動ステップ数（Ｎ）と、パルス切替部４０８から出力されたパルスに基づいて、レンズ２０４を駆動するパルスを生成するブロックである。
【００５１】
ＡＦ方式処理部４１０は、オートフォーカス制御に必要な他の処理を行い、ＡＦ制御信号をＡＦユニットに出力するブロックである。
【００５２】
次に、ステッピングモータ方式と、ピエゾ方式と、ＶＣＭ方式とに分けて、ＡＦ制御部２０９の動作を説明する。
【００５３】
まず、ステッピングモータ方式の場合、基準パルス生成部４０３は基準パルスを生成し、パルス切替部４０８部へ出力する。パルス切替部４０８部は、レジスタの設定にて基準パルス生成部からの基準パルスを選択して駆動パルス生成部４０９へ出力する。駆動パルス生成部４０９は、レンズ移動方向・駆動ステップ数演算部４０１で演算されたレンズの移動方向と駆動ステップ数（Ｎ）と、基準パルスに基づいて、ＡＦ制御のための駆動パルスを生成する。ＡＦ方式処理部４１０は、レジスタの設定にて駆動パルス生成部４０９の信号を選択し、駆動パルス生成部４０９からの駆動パルスに基づいて、ＡＦ制御の処理を行い、ＡＦユニット内のレンズ駆動部２０５へ、ＡＦ制御信号を出力する。
【００５４】
ピエゾ方式の場合は、基準パルス生成部４０３は基準パルスを生成し、高速基準パルス生成部４０５は高速基準パルスを生成し、パルス切替部４０８部へ出力する。最初のうちは、パルス切替部４０８部は、高速基準パルスを選択して駆動パルス生成部４０９へ出力する。コンパレータ４０７において、ＡＦ検波部２０８からのＡＦ検波データとレジスタ４０６の値とを比較し、ＡＦ検波データの値がレジスタ４０６の閾値よりも大きくなった時に、パルス切替部４０８部は、高速基準パルスから基準パルスに切り替えて駆動パルス生成部４０９へ出力する。または、ＡＦ検波データが増える方向から減少する方向に変化した時に、高速基準パルスから基準パルスに切り替える。駆動パルス生成部４０９は、レンズ移動方向・駆動ステップ数演算部４０１で演算されたレンズの移動方向と駆動ステップ数（Ｎ）と、基準パルスに基づいて、ＡＦ制御のための駆動パルスを生成する。ＡＦ方式処理部４１０は、レジスタの設定にて駆動パルス生成部４０９の信号を選択し、駆動パルス生成部４０９からの駆動パルスに基づいて、ＡＦ制御の処理を行い、ＡＦユニット内のレンズ駆動部２０５へ、ＡＦ制御信号を出力する。
【００５５】
ＶＣＭ方式の場合は、基準パルス生成部４０３は基準パルスを生成し、パルス幅制御部４０４へ出力する。パルス幅制御部４０４は、パルス幅演算部４０２で演算されたＡＦ制御信号のパルス幅と、基準パルスに基づいて、レンズ２０４を駆動するパルスのパルス幅を制御する。ＡＦ方式処理部４１０は、レジスタの設定にてパルス幅制御部４０４の信号を選択し、パルス幅制御部４０４の出力に基づいて、ＡＦ制御の処理を行い、ＡＦユニット内のレンズ駆動部２０５へ、ＡＦ制御信号を出力する。
【００５６】
以上のように、新たに高速基準パルス生成部４０５を設けて、ピエゾ方式の場合は最初に高速基準パルスにて制御を行い、ＡＦ検波部２０８から出力されるＡＦ検波データのレベルに応じて通常の基準パルスに切り替えることにより、ＡＦ演算処理の簡略化が可能となる。パルス切替部４０８によるパルスの切り替えの判定は、ＡＦ検波データが増える方向から減少した時や、レジスタ４０６によりＡＦ検波データに１つまたは複数の閾値を設けることにより行う。
【００５７】
このことにより、ステッピングモータ方式とピエゾ方式とＶＣＭ方式とが１チップのＬＳＩにて実現可能となる。
【００５８】
３方式のＡＦに対応する事により、ＡＦの駆動部品選択の自由度が広がり、ソフトの作りこみにおいてもＡＦアルゴリズムを重点的に検討できるので、より高品質のＡＦ制御が出来る。また、ＡＦの駆動部品の変更に対しても部品の残材リスクを押さえることができ、切り替えをスムーズに行うことができる。
【００５９】
図５は、図２で示したＡＦ制御部２０９の他の構成例を示すブロック図である。
【００６０】
ＡＦ制御部２０９は、例えば、レンズ移動方向・駆動ステップ数演算部４０１と、パルス幅演算部４０２と、パルス幅制御部４０４と、高速基準パルス生成部４０５と、レジスタ４０６と、コンパレータ４０７と、パルス切替部４０８と、駆動パルス生成部４０９と、ＡＦ方式処理部４１０と、カウンタ５０１などから構成されている。なお、本構成は一例であり、これに限定されるものではない。例えば、ＣＰＵとメモリを設け、ＣＰＵに前記メモリ上のプログラムを実行させることにより、同等の機能を実現することができる。
【００６１】
図５に示すＡＦ制御部２０９の構成例は、図４の構成例から基準パルス生成部４０３を削除し、代わりにカウンタ５０１を設けたことに特徴がある。
【００６２】
カウンタ５０１により、高速基準パルスに基づいて、高速パルスよりも遅い基準パルスを生成し、パルス切替部４０８とパルス幅制御部４０４に出力する。基準パルスは、１つに限らず複数のパルスを生成してもよい。基準パルスの速度・個数等の設定は、レジスタ４０６により任意に行うこととする。他の動作については、図４の構成と同じであるので、説明を省略する。
【００６３】
ステッピングモータ方式とピエゾ式では、レンズ位置が合焦点から遠くにある時は、ステップ数を大きくしてレンズの移動量を大きくし、合焦に近づくに応じてステップ数を小さくする制御が必要であるが、図５に示すように、高速基準パルス生成部４０５の後段にカウンタ５０１を設けて、複数のパルスを生成し、レジスタ４０６にて必要なパルスを選択可能にする。このことによりソフトウエアにて駆動ステップ数を制御する方式に比べて、ソフトウエアの処理を簡略化することが可能になる。
【００６４】
図１０は本発明のＡＦの制御方式をレジスタにて選択する一実施例のＡＦ制御処理フローチャート図である。ＡＦ制御処理において、ＡＦ方式ごとのレジスタ設定がされているかのＡＦ設定フラグのチェックを行いＡＦ設定フラグが立っていない時は、ＡＦの方式ごとの設定がなされていないと判定できるので、ＶＣＭ方式、ピエゾ方式、ステッピングモータ方式それぞれの設定をおこなう。ＡＦ設定フラグが立っていない時は、ＶＣＭ方式か判定する処理に分岐する。ＡＦ設定方式がＶＣＭ方式と判定した時は、ＶＣＭ用ＡＦレジスタ設定を実行し、ＶＣＭ方式ではないと判定した時は、ピエゾ方式か判定する処理に分岐する。ピエゾ方式の時はピエゾ用ＡＦレジスタ設定を実行する。ピエゾ方式ではない時は、ステッピングモータ方式となるのでステッピングモータ用ＡＦレジスタ設定を実行する。ＶＣＭ方式、ピエゾ方式、ステッピングモータ方式の判定を行う順番は、これに限定されるものではない。ＡＦ方式ごとのレジスタ設定については図１１にて説明する。ＡＦレジスタの設定が完了するとＡＦレジスタ設定済みのフラグを立てる。ＡＦレジスタの設定済みフラグとＡＦレジスタ設定値は、携帯電話カメラモジュール内部のＥＥＰＲＯＭ等のメモリに保存することが可能である。
【００６５】
ＡＦレジスタ設定が完了している時は、図４のＡＦ検波部２０８からのＡＦ検波データをＡＦ方式ごとに処理を変えるのでＶＣＭ方式か判定し、ＶＣＭ方式の時は図４の基準パルス生成部４０３からのパルスをパルス幅演算部４０２にて求めたパルス幅になるようにパルス幅制御部４０４にて制御する。ＶＣＭ方式では無い時はピエゾ方式か判定する処理に分岐する。ピエゾ方式にてレンズ位置が合焦から大きく外れておりフォーカスが合っていない時はＡＦ処理速度を早くする為に、高速基準パルスにて制御を行い図４のＡＦ検波部２０８からの検波データがレジスタ４０６で設定した閾値を越えた時は、レンズ位置が合焦点に近づいたと判断してパルス切替部４０８でパルスを基準パルスに切り替えて細かい制御を可能とする。閾値は１つに限らず、複数設定可能とする。図４のレンズ移動方向・駆動ステップ数演算部４０１からの信号とパルス切替部４０８のパルスを使い駆動パルス生成部４０９にて駆動パルスを生成する。ピエゾ方式では無いと判定した時は図４のレンズ移動方向・駆動ステップ数演算部からの信号と基準パルス生成部からの信号を使い駆動パルス生成部４０９にて駆動パルスを生成する。ＶＣＭ方式、ピエゾ方式、ステッピングモータ方式の判定を行う順番は、これに限定されるものではない。
【００６６】
図１１は本発明のＡＦ制御ごとのレジスタ設定のフローチャート図である。ＶＣＭ方式の時は、図４のパルス切替部４０８にて基準パルス生成部４０３からのパルスを選択するようにレジスタを設定し、図４のＡＦ方式処理部４１０にて、パルス幅制御部４０４からの信号を選択するようにレジスタを設定しＡＦ制御端子をＶＣＭ方式にレジスタを設定する。ピエゾ方式の時は、図４のパルス切替部４０８にて高速基準パルス生成部４０５からのパルスを選択するようにレジスタを設定し、図４のＡＦ方式処理部４１０にて、駆動パルス生成部４０９からの信号を選択するようにレジスタを設定しＡＦ制御端子をピエゾ方式にレジスタを設定する。ステッピングモータ方式の時は、図４のパルス切替部４０８にて基準パルス生成部４０３からのパルスを選択するようにレジスタを設定し、図４のＡＦ方式処理部４１０にて、駆動パルス生成部４０９からの信号を選択するようにレジスタを設定しＡＦ制御端子をステッピングモータ方式にレジスタを設定する。
【００６７】
図９は本発明のＡＦ制御処理を含むカメラシステムＭａｉｎ処理フローチャート図である。
【００６８】
ＡＦ制御方式が決まっておりレジスタにて設定をする必要が無い時は、ＡＦ方式ごとのレジスタ設定値を固定することが可能である。
【００６９】
以上説明してきたように、本発明の実施の形態によるオートフォーカス制御装置及び半導体集積回路装置は、ＡＦ制御部に高速の基準パルス発生部を設け、ＡＦ演算の処理に応じて高速の基準パルスと通常の基準パルスを切り替えて使うことにより、ステッピングモータ方式／ピエゾ方式／ＶＣＭ方式に対して同一のＬＳＩにて制御可能にするものである。
【００７０】
ピエゾ方式の時は、レンズ位置が合焦点から遠くにある時は、高速の基準パルスにて制御を行い、合焦点の近くでは従来の基準パルスにて制御を行う。
【００７１】
レンズが合焦点から遠くにある時は、レンズ移動方向・駆動ステップ数演算部からのレンズ移動方向・駆動ステップ数が、ステッピングモータ方式と同じでも、駆動パルスを生成する基準パルスを高速にすることで、レンズを駆動するＡＦ制御信号はピエゾ方式にて必要な大きなステップ数が得られる。レンズが合焦点の近傍にあると判断される閾値を超えた時は、パルスを高速パルスから基準パルスにすることにより細かい制御が可能になる。
【００７２】
レンズ位置が合焦点から遠くにある時にレンズを移動するのに必要な駆動ステップ数を仮にステッピングモータ方式：１００、ピエゾモーター方式：１００００とすると新規に設ける高速基準パルスを１００倍高速にしておけば、レンズ移動方向・駆動ステップ数演算部にて求めるステップ数は同じでもＡＦユニットを制御する駆動パルスは正規の値が得られる。
【００７３】
新たに設ける基準パルスのスピードは、使用するＡＦユニットからの制約や発生可能なパルスの範囲による制約が有るが、通常の基準パルスより高速に設定することによりＡＦ制御部の処理は共通に使用可能である。
【００７４】
ステッピングモータ方式とＶＣＭ方式では、最初から従来と同じ基準パルスにて制御を行う。
【００７５】
以上のことから、ＡＦ制御部の処理の簡略化が可能になり、ステッピングモータ方式／ピエゾ方式／ＶＣＭ方式それぞれの方式を１チップの半導体集積回路で実現できる。
【００７６】
したがって、本発明の実施の形態によるオートフォーカス制御装置及び半導体集積回路装置によれば、ステッピングモータ方式／ピエゾ方式／ＶＣＭ方式に対して同一のＬＳＩにて制御可能にすることにより下記の効果が期待できる。
【００７７】
それぞれのオートフォーカス方式に対応したＬＳＩを個別に開発する必要がなくなるので、顧客の要求に対してタイムリーに対応可能になる。
【００７８】
カメラモジュールメーカにおいて、オートフォーカス制御方式をステッピングモータ方式／ピエゾ方式／ＶＣＭ方式の中から目的に応じて選択できる。例えば、高級機ではフォーカス精度が一番良いピエゾ方式を使い、コスト重視の普及機ではＶＣＭ方式にするなどの使い分けが可能になる。
【００７９】
同一のＬＳＩ評価基板にてＡＦユニット（レンズ＋駆動素子制御部）の交換と配線の小修正にて、ステッピングモータ方式／ピエゾ方式／ＶＣＭ方式を切り替えて評価できる。このことから開発の途中で、他のオートフォーカス方式に容易に変更可能である。
【００８０】
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、携帯電話向けカメラモジュール等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の一実施の形態による携帯電話システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したカメラモジュールの構成を示すブロック図である。
【図３】山登りＡＦ制御方式の一例を示す説明図である。
【図４】図２で示したＡＦ制御部の一構成例を示すブロック図である。
【図５】図２で示したＡＦ制御部の他の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の前提として検討した携帯電話用カメラモジュールにおけるステッピングモータ方式のオートフォーカス制御の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の前提として検討した携帯電話用カメラモジュールにおけるピエゾ方式のオートフォーカス制御の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の前提として検討した携帯電話用カメラモジュールにおけるＶＣＭ方式のオートフォーカス制御の構成を示すブロック図である。
【図９】ＡＦ制御を含むカメラシステムＭａｉｎ処理フローチャート図である。
【図１０】本発明の一実施の形態によるＡＦ制御処理フローチャート図である。
【図１１】本発明の一実施の形態によるＡＦ方式ごとの設定フローチャート図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０１  カメラモジュール
１０２  アプリケーションプロセッサ
１０３  ベースバンドＩＣ
１０４  高周波インターフェース
１０５  音声インターフェース
１０６  液晶コントローラ
１０７  メモリ
１０８  電源
１０９  アンテナ
１１０  音声入力部
１１１  音声出力部
１１２  液晶画面
１１３  バス
２０１  ＡＦユニット
２０２  センサ
２０３  カメラ信号処理ＬＳＩ
２０４  レンズ
２０５  レンズ駆動部
２０６  カメラ信号処理部
２０７  カメラＩ／Ｆ制御部
２０８  ＡＦ検波部
２０９  ＡＦ制御部
４０１  レンズ移動方向・駆動ステップ数演算部
４０２  パルス幅演算部
４０３  基準パルス生成部
４０４  パルス幅制御部
４０５  高速基準パルス生成部
４０６  レジスタ
４０７  コンパレータ
４０８  パルス切替部
４０９  駆動パルス生成部
４１０  ＡＦ方式処理部
５０１  カウンタ  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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