(57)【要約】【課題】レンズ一体型のカメラモジュールにおいても、シェーディング補正の技術を積極的に採用して、電子回路による演算処理で周辺減光を補正することができるカメラモジュールを提供する。【解決手段】レンズ、画像センサ、画像処理回路を内蔵したレンズ一体型のカメラモジュールであって、画像処理回路は、レンズを含む光学系の中心軸からの距離を２乗した値を補正値に用いて、画像センサの画素位置に対応した光強度の補正を行う補正手段を有し、この補正手段を構成する乗算器９は水平中心からの距離Ｘを入力としてＸ２を計算し、乗算器１０は垂直中心からの距離Ｙを入力としてＹ２を計算し、この計算されたＸ２とＹ２を加算器１１に入力して光軸からの距離の２乗値Ｒ２を計算し、そして乗算器１２にてＲ２に対して係数Ａ１を乗じて補正係数Ｂ１を得て、この補正係数Ｂ１によって周辺減光を補正する。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ、画像センサ、画像処理回路を内蔵したレンズ一体型のカメラモジュールであって、
前記画像処理回路は、前記レンズを含む光学系の中心軸からの距離を２乗した値を補正値に用いて、前記画像センサの画素位置に対応した光強度の補正を行う補正手段を有することを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
請求項１記載のカメラモジュールにおいて、
前記補正手段は、前記補正値を、前記光学系の中心軸からの水平方向への距離を２乗した値と、前記光学系の中心軸からの垂直方向への距離を２乗した値とを加算して求めることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項３】
請求項２記載のカメラモジュールにおいて、
前記補正手段は、前記補正値を、前記光学系の中心軸からの水平方向への距離を２乗した値と、前記光学系の中心軸からの垂直方向への距離を２乗した値とを加算して同心円距離計算により求めることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項４】
請求項３記載のカメラモジュールにおいて、
前記補正値を、前記レンズを含む光学系の特性に対応する関数として格納しておく不揮発性メモリを有することを特徴とするカメラモジュール。
【請求項５】
請求項３記載のカメラモジュールにおいて、
前記補正値を、前記レンズを含む光学系の特性に対応する関数として格納しておく、外部から書き換え可能な揮発性メモリを有することを特徴とするカメラモジュール。
【請求項６】
レンズ、画像センサ、画像処理回路を内蔵したレンズ一体型のカメラモジュールであって、
前記画像処理回路は、前記レンズを含む光学系の中心軸からの同心円距離計算により求めた値を補正値に用いて、前記画像センサの画素位置に対応した光強度の補正を行う補正手段を有することを特徴とするカメラモジュール。
【請求項７】
レンズ、画像センサ、画像処理回路を内蔵したレンズ一体型のカメラモジュールであって、
前記画像処理回路は、前記レンズを含む光学系の中心軸からの水平方向への距離を２乗した値、または前記光学系の中心軸からの垂直方向への距離を２乗した値と、所定の係数とを乗算した値を補正値に用いて、前記画像センサの画素位置に対応した光強度の補正を行う補正手段を有することを特徴とするカメラモジュール。
【請求項８】
請求項７記載のカメラモジュールにおいて、
前記補正手段は、前記光学系の中心軸からの水平方向への距離を２乗した値、または前記光学系の中心軸からの垂直方向への距離を２乗した値の他方と、所定の係数とを乗算した値を補正値に用いることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項９】
請求項７記載のカメラモジュールにおいて、
前記補正手段は、前記光学系の中心軸からの水平方向への距離を２乗した値、または前記光学系の中心軸からの垂直方向への距離を２乗した値の他方の、前記光学系の中心軸からの垂直方向への距離の値、または前記光学系の中心軸からの水平方向への距離の値と、所定の係数とを乗算した値を補正値に用いることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項１０】
レンズ、画像センサ、画像処理回路を内蔵したレンズ一体型のカメラモジュールであって、
前記画像センサの出力と、前記画像処理回路の出力とを選択して出力する選択手段を有することを特徴とするカメラモジュール。
【請求項１１】
請求項１０記載のカメラモジュールにおいて、
前記画像処理回路は、前記レンズを含む光学系の中心軸からの距離に応じて、前記画像センサの画素位置に対応した光強度の補正を行う補正手段を有することを特徴とするカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラモジュールに関し、特に撮影時に生じる周辺光量の低下を光学系の中心軸からの距離に応じて補正する電子回路を含むカメラモジュールに適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者が検討したところによれば、カメラモジュールに関しては、以下のような技術が考えられる。
【０００３】
たとえば、携帯電話、ＰＤＡなどに搭載されるカメラには、小型化が強く要求される。そのため、レンズ、画像センサ、画像処理回路を内蔵したレンズ一体型のカメラモジュールが開発されている。このようなレンズ一体型のカメラモジュールでは、レンズと画像センサとの間の距離が制限されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のようなカメラモジュールについて、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。
【０００５】
たとえば、前記のようなレンズ一体型のカメラモジュールでは、小型化の要求が強くなるほどレンズと画像センサとの間の距離が充分にとれず、光学系の中心軸付近に比べて周辺部の光量が低下する、いわゆる光量落ち（周辺減光）が顕著に見られる。
【０００６】
このような周辺減光に対しては、光学系での対応が根本的な対策であるが、部品点数が増加してしまうなどのコストへの影響が大きい。たとえば、イメージスキャナなどの撮像系では、シェーディング補正と呼ばれる技術が一般に採用されているが、携帯電話、ＰＤＡなどの携帯端末においては画質をあまり重視してこなかったため、シェーディング補正の技術は採用されていない。
【０００７】
そこで、本発明者の目的は、レンズ一体型のカメラモジュールにおいても、シェーディング補正の技術を積極的に採用して、電子回路による演算処理で周辺減光を補正することができるカメラモジュールを提供することにある。
【０００８】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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。
【００１０】
本発明は、レンズ、画像センサ、画像処理回路を内蔵したレンズ一体型のカメラモジュールに適用され、以下のような特徴を有するものである。
【００１１】
（１）画像処理回路は、レンズを含む光学系の中心軸からの距離を２乗した値を補正値に用いて、画像センサの画素位置に対応した光強度の補正を行う補正手段を有するものである。さらに、補正手段は、補正値を、光学系の中心軸からの水平方向への距離を２乗した値（Ｘ２）と、光学系の中心軸からの垂直方向への距離を２乗した値（Ｙ２）とを加算して求めたり、さらには同心円距離計算により求めるようにしたものである。特に、補正値を、レンズを含む光学系の特性に対応する関数として格納しておく不揮発性メモリを有したり、あるいは外部から書き換え可能な揮発性メモリを有するものである。よって、補正手段を実現する電子回路による演算処理で補正値を算出し、この補正値によって周辺減光を補正することができる。
【００１２】
（２）画像処理回路は、レンズを含む光学系の中心軸からの同心円距離計算により求めた値を補正値に用いて、画像センサの画素位置に対応した光強度の補正を行う補正手段を有するものである。よって、前記（１）と同様に、電子回路による演算処理で算出した補正値によって周辺減光を補正することができる。
【００１３】
（３）画像処理回路は、レンズを含む光学系の中心軸からの水平方向への距離を２乗した値、または光学系の中心軸からの垂直方向への距離を２乗した値の一方（Ｘ２／Ｙ２）と、所定の係数とを乗算した値を補正値に用いて、画像センサの画素位置に対応した光強度の補正を行う補正手段を有するものである。さらに、補正手段は、光学系の中心軸からの水平方向への距離を２乗した値、または光学系の中心軸からの垂直方向への距離を２乗した値の他方（Ｙ２／Ｘ２）と、所定の係数とを乗算した値を補正値に用いたり、あるいは光学系の中心軸からの水平方向への距離を２乗した値、または光学系の中心軸からの垂直方向への距離を２乗した値の他方（Ｙ２／Ｘ２）の、光学系の中心軸からの垂直方向への距離の値（Ｙ）、または光学系の中心軸からの水平方向への距離の値（Ｘ）と、所定の係数とを乗算した値を補正値に用いるようにしたものである。よって、前記（１）と同様に、電子回路による演算処理で算出した補正値によって周辺減光を補正することができる。
【００１４】
（４）画像センサの出力と、画像処理回路の出力とを選択して出力する選択手段を有するものである。特に、画像処理回路は、レンズを含む光学系の中心軸からの距離に応じて、画像センサの画素位置に対応した光強度の補正を行う補正手段を有するものである。よって、補正情報を取得する際に、画像処理回路の出力から画像センサの出力に切り換えて、通常のデータ出力端子から容易に光学系の特性データを取得することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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、同一機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
まず、図１により、本発明の一実施の形態のカメラモジュールの構成の一例を説明する。図１は本実施の形態のカメラモジュールの断面図を示す。
【００１７】
本実施の形態のカメラモジュールは、たとえば携帯電話、ＰＤＡなどの携帯端末に用いられ、対象物の撮影像をセンサ面上に結像させるレンズ２０と、対象物を撮影してイメージデータに変換するイメージセンサ（画像センサ）２１と、このイメージセンサ２１によるイメージデータを信号処理する信号処理集積回路（画像処理回路）２２と、イメージセンサ２１や信号処理集積回路２２などを搭載する基板２３などを筐体２４に内蔵したレンズ一体型のカメラモジュールとして構成される。
【００１８】
このカメラモジュールは、たとえば数ミリ角の筐体２４に内蔵されて構成され、可能な限りの小型化を図るために、イメージセンサ２１および信号処理集積回路２２の接続端子と基板２３の接続端子との間の電気的な接続配線には金属細線２５によるワイヤボンディングなど、一般に集積回路をパッケージングする際に使用される技術が用いられている。
【００１９】
また、カメラモジュールと外部との情報伝達を行うため、ケーブル３５を介してコネクタ３６が接続されている。このコネクタ３６を通して、通常動作におけるデータ、位置情報などの出力、および外部からのコントロール入力などが行われるようになっている。
【００２０】
以上のように構成されるカメラモジュールにおいては、たとえば一例として、イメージセンサ２１にはＭＯＳトランジスタをアレイ状に配置したＣＭＯＳセンサなどが用いられる。また、信号処理集積回路２２は、公知の半導体集積回路の製造技術によって単結晶シリコンなどのような１個の半導体基板上において形成され、１個のＬＳＩとなる。
【００２１】
次に、図２により、本実施の形態のカメラモジュールにおける撮像系の一例を説明する。図２は撮像系を簡略化して示し、それぞれ（ａ）は撮像系の説明図、（ｂ）は周辺減光の説明図を示す。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、カメラモジュールにおいては、レンズ２０などの光学系を通った光をイメージセンサ２１などの感光素子上で結像させ、イメージセンサ２１の出力となるイメージデータを後段で処理することにより、映像データを得る。ここで、レンズ２０の中心を通り、イメージセンサ２１に至る直線を光軸という。
【００２３】
図２（ｂ）においては、イメージセンサ２１にて検出した光量を明るさで表しており、減光の段階は簡略化して示している。一般的に、均一光が入射した状態ではセンサ面と光軸との交点に対して、同心円状に周辺の光量が低下していく。つまり、周辺減光はイメージセンサ２１上における光軸からの距離に依存し、どの方向においても距離が同じであれば同一の特性となる。また、画面上の位置は水平方向の座標ｈと垂直方向の座標ｖで表される。
【００２４】
次に、図３により、本実施の形態のカメラモジュールにおける撮像系の光量特性の一例を説明する。図３は撮像系の光量特性を示し、それぞれ（ａ）は周辺減光の状態の特性図、（ｂ）は補正係数の特性図、（ｃ）は補正動作の特性図を示す。
【００２５】
図３（ａ）においては、周辺減光の特性をセンサ面と光軸との交点での光量に対しての比として示している。すなわち、均一光が入射した状態において、センサ面上での光軸からの距離Ｒに対するセンサ出力の特性曲線を表している。本図からも分かるように、センサ面上での光軸からの距離Ｒ＝０においてセンサ出力＝１００％にすると、周辺では最小（ｍｉｎ）で約６５％程度まで減光する。
【００２６】
そこで、この特性から逆算して、図３（ｂ）のような補正係数を求め、これを図３（ａ）の特性に掛け合わせる。すなわち、光学系における、いわゆるｃｏｓ４乗則と呼ばれる曲線に従う光量の減少を、光軸からの距離Ｒの２乗に比例すると近似して、センサ面上での光軸からの距離Ｒ＝０において補正係数＝１００％の場合に周辺では最大（ｍａｘ）で約１５４％程度となるような、Ｒ２の曲線を補正量として掛け合わせる。
【００２７】
これにより、補正動作の光量特性は、図３（ｃ）に示すような均一な出力特性を得ることができる。すなわち、補正前は周辺で約６５％程度まで減光していたものが、補正後にはセンサ面上での光軸からの距離Ｒ＝０においてセンサ出力＝１００％である場合に、周辺においてもセンサ出力＝１００％となるように補正して動作させることができる。
【００２８】
ただし、出力特性を均一とするまで補正をかけると、画像情報に含まれるノイズ成分まで増幅してしまうことがあるので、この場合は目視した周辺減光の状態との兼ね合いで、問題が最小となるレベルまで補正する。以下、周辺減光補正を実現するための構成を説明する。
【００２９】
次に、図４〜図１１により、本実施の形態のカメラモジュールにおいて、周辺減光補正を実現するための補正手段（電子回路）の構成例を順に説明する。
【００３０】
図４は、周辺減光補正を実現するにあたって、イメージセンサと信号処理回路の水平・垂直カウンタの動作を説明するための構成例である。
【００３１】
図４の構成において、イメージセンサ２１は、水平方向カウンタ３８、垂直方向カウンタ３９、水平周期設定器４０、比較器４１、水平同期設定器４２、比較器４３、垂直周期設定器４４、比較器４５、垂直同期設定器４６、比較器４７などから構成される。また、信号処理集積回路２２内の信号処理回路２９は、詳細は後述するが、水平方向カウンタ１、垂直方向カウンタ５、クロック発生器３７などから構成される。
【００３２】
以上の構成において、信号処理回路２９内のクロック発生器３７にて発生されたクロックを、イメージセンサ２１の水平方向カウンタ３８、および信号処理回路２９の水平方向カウンタ１に入力し、このクロックによりそれぞれがカウントアップする。一般に、このクロックは水平方向のピクセルと一致する。
【００３３】
イメージセンサ２１には、水平周期設定器４０に水平周期設定値が設定されており、これと水平方向カウンタ３８の値を比較器４１で比較し、値が一致した時点で、水平方向カウンタ３８の値をクリアすると同時に、垂直方向カウンタ３９をカウントアップする。
【００３４】
同様に、垂直方向に関しては、垂直周期設定値が設定されている垂直周期設定器４４があり、この垂直周期設定値と垂直方向カウンタ３９の値を比較器４５で比較し、値が一致した時点で、垂直方向カウンタ３９の値をクリアする。
【００３５】
また、イメージセンサ２１には、水平同期設定器４２があり、この水平同期設定器４２に設定されている水平同期設定値を水平方向カウンタ３８の値と比較器４３で比較し、値が一致した時点で水平同期信号を発生する。信号処理回路２９は、この水平同期信号を基準として、自身の水平方向カウンタ１をクリアする。
【００３６】
同様に、垂直方向に関しては、垂直同期設定器４６があり、この垂直同期設定器４６に設定されている垂直同期設定値を垂直方向カウンタ３９の値と比較器４７で比較し、値が一致した時点で垂直同期信号を発生する。信号処理回路２９は、この垂直同期信号を基準として、自身の垂直方向カウンタ５をクリアする。
【００３７】
以上の動作により、イメージセンサ２１の水平・垂直方向カウンタ３８，３９と信号処理回路２９の水平・垂直方向カウンタ１，５の動作を同期させる。そして、イメージセンサ２１の水平・垂直方向カウンタ３８，３９はセンサ面上の座標を表しているので、信号処理回路２９の水平・垂直方向カウンタ１，５の値からセンサ面上の座標を知ることができる。
【００３８】
図５は、信号処理回路内の水平・垂直方向のカウンタおよび水平・垂直中心位置設定値から、水平方向の光軸からの距離Ｘおよび水平方向の光軸からの距離Ｙを計算する構成例である。
【００３９】
図５の構成においては、水平方向カウンタ１、水平中心位置設定器２、加算器３、絶対値変換器４、垂直方向カウンタ５、垂直中心位置設定器６、加算器７、絶対値変換器８などから構成される。
【００４０】
水平方向に関して、水平方向カウンタ１は、水平方向のピクセル数をカウントすることで水平方向の座標を表す。水平中心位置設定器２には、水平方向の中心位置の座標を設定する。これらの水平方向カウンタ１と、水平中心位置設定器２の値から加算器３により差分を求め、絶対値変換器４により絶対値を取ることで水平方向の光軸からの距離Ｘを算出する。
【００４１】
また、垂直方向に関しても同様に、垂直方向カウンタ５は、垂直方向のピクセル数（＝ライン数）をカウントすることで垂直方向の座標を表す。垂直中心位置設定器６には、垂直方向の中心位置の座標を設定する。これらの垂直方向カウンタ５と、垂直中心位置設定器６の値から加算器７により差分を求め、絶対値変換器８により絶対値を取ることで垂直方向の光軸からの距離Ｙを算出する。
【００４２】
図６は、前記図５の構成により算出した距離Ｘおよび距離Ｙを用いて光軸からの距離の２乗を計算し、適当な係数Ａ１を乗じて補正係数Ｂ１を算出する構成例である。
【００４３】
図６の構成においては、水平中心からの距離Ｘを入力とする乗算器９、垂直中心からの距離Ｙを入力とする乗算器１０や、加算器１１、乗算器１２などから構成される。
【００４４】
乗算器９は、水平中心からの距離Ｘを入力として乗算し、Ｘ２を計算する。また、乗算器１０に関しても同様に、垂直中心からの距離Ｙを入力として乗算し、Ｙ２を計算する。これらの乗算器９，１０については、動作タイミングの調整およびデータ保持手段の追加で、１つの乗算器を時分割で使用することが可能である。
【００４５】
さらに、乗算器９，１０により計算されたＸ２とＹ２を加算器１１に入力し、光軸からの距離の２乗値Ｒ２を計算する。そして、乗算器１２において、Ｒ２に対して係数Ａ１を乗じて補正係数Ｂ１を得る。
【００４６】
図７は、前記図６に対して、水平・垂直方向での減光特性が異なる場合に、それぞれ独立な係数を乗ずることで補正係数Ｂ２を算出する構成例である。
【００４７】
図７の構成においては、前記図６と同じ乗算器９，１０や、乗算器１３、乗算器１４、加算器１５などから構成される。
【００４８】
乗算器１３は、乗算器９により計算されたＸ２と係数Ａ２を入力として、Ｘ２に係数Ａ２を乗ずる。また、乗算器１４に関しても同様に、乗算器１０により計算されたＹ２と係数Ａ３を入力として、Ｙ２に係数Ａ３を乗ずる。そして、乗算器１３，１４の出力を加算器１５により加算して補正係数Ｂ２を得る。
【００４９】
なお、この構成においても、前記図６と同様に、動作タイミングの調整およびデータ保持手段の追加で、乗算器９，１０および乗算器１３，１４をそれぞれ１つにまとめ、時分割での使用が可能である。
【００５０】
図８は、前記図６、図７に対して、水平・垂直方向のいずれかが２乗よりも１乗での近似が適切である場合に適用する構成例である。ここでは、垂直方向の特性が１乗近似としたが、逆に水平方向が１乗近似の場合はＸ、Ｙの構成を入れ替えることで実現可能である。
【００５１】
図８の構成においては、前記図７と同じ乗算器９，１３，１４および加算器１５や、乗算器１６などから構成される。
【００５２】
乗算器１６は、前記図７の乗算器１０の代わりに設けられ、垂直中心からの距離Ｙに係数Ａ６を乗じ、その結果を乗算器１４への入力とする。そして、乗算器１４の出力と乗算器１３の出力を加算器１５により加算して補正係数Ｂ３を得る。
【００５３】
この構成では、係数Ａ６，Ａ５をあらかじめ乗算しておくことで、乗算器１６，１４を１つにまとめることが可能となる。また、前記図６および前記図７と同様に、動作タイミングの調整およびデータ保持手段の追加で、乗算器１３，１４を１つにまとめ、時分割での使用を可能とする構成を取ることもできる。
【００５４】
図９は、前記図６〜図８と異なり、あらかじめ使用する光学系の特性から求めた光学中心からの距離に対する補正係数を、ＲＯＭなどの不揮発性メモリにＲ２に対するテーブルとして持つ構成例である。
【００５５】
図９の構成においては、Ｒ２を求めるまでの構成は前記図６と同様であり、この図６と同じ乗算器９，１０および加算器１１や、不揮発性メモリ１７などから構成される。
【００５６】
不揮発性メモリ１７は、Ｒ２を補正係数テーブルの入力とし、テーブルの出力を補正係数Ｂ４として得る。ここでは、ＲとＲ２は１対１の対応なので、Ｒに対するテーブルを用意し、Ｒ２に対するものとして変換することは可能である。
【００５７】
図１０は、前記図９の不揮発性メモリをＲＡＭなどの電気的に書き換え可能なメモリに置き換えることで、半導体の作り直しや内容の書き換え用の特別な装置を用いずとも、光学系の変更による補正係数の入れ替えを簡易に行うことを可能とする構成例である。
【００５８】
図１０の構成における、電気的に書き換え可能なメモリ１８は、Ｒ２を入力とする補正係数テーブルを持ち、この補正係数テーブルはＬＳＩ外部からの書き込みなどで行う。このテーブルの出力が補正係数Ｂ５となる。
【００５９】
図１１は、前記図６〜図１０により求めた補正係数Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４またはＢ５を用いて、イメージセンサからのイメージデータを、乗算器における乗算で補正し、周辺減光を補正したイメージデータを得る構成例である。
【００６０】
図１１の構成における乗算器１９は、センサ出力データと補正係数Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５のいずれかを入力として乗ずる。この乗算器１９から得られる出力は周辺減光が補正され、入力されたイメージデータに対して改善された特性となっている。
【００６１】
ところで、前記図９、図１０の構成では、使用する光学系で必要となる補正係数を得る必要がある。しかしながら、携帯電話などのモバイル機器に組み込まれているカメラモジュールには以下の問題があり、容易に光学系の特性データを得ることができない。
【００６２】
すなわち、カメラモジュールは、前記図１に示したようにモジュールとして一体化され、イメージセンサ２１および信号処理集積回路２２の配線にはワイヤボンディング技術が用いられているため、この完成されたモジュールに対し、人手による配線を施すことは非常に困難であり、事実上不可能といえる。また、極限まで小型化する必要のあるモジュールに、データ取り出しのために別の出力系統を設けることはできない。
【００６３】
従って、カメラモジュールにおける光学系の特性データを得るためには、元々モジュールの出力として存在する配線上にイメージセンサ２１の特性データを載せることで、モジュールに物理的な変更を加えることなしに必要なデータを得られる仕組みが必要になる。そこで、光学系の特性データを得るための仕組み、および取り出した特性データを信号処理集積回路２２にテーブルとして組み込むための手順を以下において説明する。
【００６４】
次に、図１２により、本実施の形態のカメラモジュールにおける機能構成と、光学系の特性データを得るための仕組み、および取り出した特性データを信号処理集積回路にテーブルとして組み込むための手順の一例を説明する。図１２はカメラモジュールの構成図を示す。
【００６５】
カメラモジュール２６は、前述したように、レンズ２０、イメージセンサ２１、信号処理集積回路２２などから構成され、信号処理集積回路２２には信号処理回路２９、セレクタ３０などが形成されている。信号処理回路２９は、水平方向カウンタ１、垂直方向カウンタ５、電気的に書き換え可能なメモリ１８、Ｒ２算出部２７、イメージデータ信号処理部２８、外部入力制御部３２、位置情報変換部３４などから構成される。このカメラモジュール２６の外部には、外部コントローラ３１、補正係数算出部３３などが設けられている。
【００６６】
このカメラモジュール２６において、イメージセンサ２１の出力はセレクタ３０の入力Ｂに接続されるとともに、信号処理回路２９内のイメージデータ信号処理部２８にも接続される。このイメージデータ信号処理部２８の出力はセレクタ３０の入力Ａに接続される。このセレクタ３０の出力は、外部に接続されるとともに、外部の補正係数算出部３３にも接続される。
【００６７】
水平方向カウンタ１および垂直方向カウンタ５の出力は、それぞれＲ２算出部２７および位置情報変換部３４に接続される。Ｒ２算出部２７の出力は、電気的に書き換え可能なメモリ１８に接続される。この電気的に書き換え可能なメモリ１８の出力は、イメージデータ信号処理部２８に接続される。位置情報変換部３４の出力は、外部に接続されるとともに、外部の補正係数算出部３３にも接続される。
【００６８】
外部の補正係数算出部３３の出力は、外部コントローラ３１に接続される。この外部コントローラ３１の出力は、信号処理回路２９内の外部入力制御部３２に接続される。この外部入力制御部３２の出力は、電気的に書き換え可能なメモリ１８に接続される。また、外部入力制御部３２からは、セレクタ３０に対して切り替え信号Ｂｓｅｌを供給する信号線が接続されている。
【００６９】
この図１２に示すカメラモジュール２６では、水平方向カウンタ１、垂直方向カウンタ５は前記図５と同じものを示す。また、電気的に書き換え可能なメモリ（ＲＡＭ）１８は前記図１０に示すものと同義である。Ｒ２算出部２７は、前記図５の水平方向カウンタ１、垂直方向カウンタ５を除いた部分および前記図１０のＲ２算出までをまとめて示している。イメージデータ信号処理部２８は通常のイメージデータ信号処理を行うブロックで、前記図１１の乗算器１９はこれに含まれる。通常の使用時はイメージデータ信号処理部２８の出力をカメラモジュール２６の出力データとする。
【００７０】
以上のように構成されるカメラモジュール２６では、これらの回路を含む既存の信号処理回路にセレクタ３０を追加することで可能となる。これにより、通常の出力とイメージセンサ２１の出力データとを切り替えて出力可能となる。この切り替え指示は、既存のモジュールに存在する外部コントローラ３１からの制御用入力系統から行う。
【００７１】
外部コントローラ３１からのセレクタ３０の切り替え指示は、外部入力制御部３２を通ってセレクタ切り替え信号Ｂｓｅｌとして出力される。通常の出力時、Ｂｓｅｌは無効であり、セレクタ３０は入力Ａを選択している。一方、センサイメージデータの出力時はＢｓｅｌを有効とすることで、入力Ｂを選択する。
【００７２】
この際、出力されているのがどの座標のデータであるかを示すために、水平方向カウンタ１、垂直方向カウンタ５から位置情報変換部３４にて位置情報を示す信号を作り出力する。ここで使用する信号線は、通常の出力時は水平・垂直同期として使用しているもので、使用に支障がなければ通常の出力時と同じ信号を出力しても構わない。
【００７３】
補正係数算出部３３においては、上記の位置情報の出力に従い、センサイメージデータを取得し、補正データを算出する。補正データの算出はタイムリーに行う必要はなく、また補正係数算出部３３の実現形態は特に規定しない。
【００７４】
センサイメージデータから補正データを算出する場合、均一光をカメラモジュール２６のレンズ２０から入射した状態で、イメージセンサ２１によりイメージデータを取得し、光軸付近のデータで全体を正規化した後、逆数を求める。その後、ノイズ量などとの兼ね合いから加減を行い、最終的な補正データとする。この際、センサ素子間のばらつきを考慮する必要がある。
【００７５】
この補正データは、カメラモジュール２６の起動時に外部コントローラ３１から外部入力制御部３２を通ってＲＡＭなどの電気的に書き換え可能なメモリ１８に書き込む。この場合、補正データを変更する必要が生じてもモジュールへの変更は必要ない。
【００７６】
もしくは、カメラモジュール２６に外付けの不揮発性メモリを追加し、信号処理集積回路２２からの制御でテーブルデータを読み込む。信号処理集積回路２２には、あらかじめデータを読み取る仕組みを組み込んでおく必要がある。この場合、不揮発性メモリに書き込む内容の変更だけで済むので、集積回路の作り直しに比べて、かかる費用を大幅に削減可能である。
【００７７】
なお、前記図９の構成では、不揮発性メモリ１７を使用するため、信号処理集積回路２２の設計時もしくは製造時に補正データを組み込む。当然、起動時に補正データの書き込みは必要ない。
【００７８】
以上説明したように、本実施の形態のカメラモジュールによれば、前記図４〜図１１に示すような構成からなり、レンズ２０を含む光学系の中心軸からの距離に基づいた補正値に用いて、イメージセンサ２１の画素位置に対応した光強度の補正を行う補正手段を有することで、周辺部の光量落ちをなくす、または減少させることで、画面全体の輝度に対する特性を均一にする、または均一に近づけることができる。
【００７９】
この結果、電子回路による補正であるため、光学系の部品点数の増大やサイズの増加を抑えることができる。また、入力データを出力端子に直接出せるようにする構成により、レンズ２０、イメージセンサ２１などを一体化したモジュールにおいても、通常のデータ出力端子から容易に光学系の特性データを取得することができ、さらにこの取得した特性データを信号処理集積回路２２にテーブルとして組み込むことができる。
【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。
【００８１】
本発明のカメラモジュールは、前記実施の形態に示したように、携帯電話、ＰＤＡなどの携帯端末に用いられるが、特に携帯端末などの小型化が要求される機器に良好に適用することができる。
【００８２】
【発明の効果】
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。
【００８３】
（１）レンズ一体型のカメラモジュールにおいて、画像処理回路は、レンズを含む光学系の中心軸からの距離を２乗した値を補正値に用いて、画像センサの画素位置に対応した光強度の補正を行う補正手段を有することで、電子回路による演算処理で算出した補正値によって周辺減光を補正することができるので、画面全体の輝度に対する特性を均一化することが可能となる。
【００８４】
（２）レンズ一体型のカメラモジュールにおいて、画像処理回路は、レンズを含む光学系の中心軸からの同心円距離計算により求めた値を補正値に用いて、画像センサの画素位置に対応した光強度の補正を行う補正手段を有することで、前記（１）と同様に、電子回路による演算処理で周辺減光が補正できることによって画面全体の輝度に対する特性を均一化することが可能となる。
【００８５】
（３）レンズ一体型のカメラモジュールにおいて、画像処理回路は、レンズを含む光学系の中心軸からの水平方向への距離を２乗した値、または光学系の中心軸からの垂直方向への距離を２乗した値の一方と、所定の係数とを乗算した値を補正値に用いて、画像センサの画素位置に対応した光強度の補正を行う補正手段を有することで、前記（１）と同様に、電子回路による演算処理で周辺減光が補正できることによって画面全体の輝度に対する特性を均一化することが可能となる。
【００８６】
（４）前記（１）〜（３）により、電子回路による演算処理によって周辺減光が補正できるので、光学系の部品点数の増大やサイズの増加を抑えることができるレンズ一体型のカメラモジュールを提供することが可能となる。
【００８７】
（５）画像センサの出力と、画像処理回路の出力とを選択して出力する選択手段を有することで、レンズ一体型のカメラモジュールにおいても、補正情報を取得する際に、画像センサの出力から画像処理回路の出力に切り換えて、通常のデータ出力端子から容易に光学系の特性データを取得することができ、さらにこの取得した特性データを画像処理回路にテーブルとして組み込むことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のカメラモジュールを示す断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態のカメラモジュールにおいて、撮像系を示す説明図と、周辺減光を示す説明図である。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の一実施の形態のカメラモジュールにおける撮像系の光量特性において、周辺減光の状態を示す特性図と、補正係数を示す特性図と、補正動作を示す特性図である。
【図４】本発明の一実施の形態のカメラモジュールにおいて、イメージセンサと信号処理回路の水平・垂直カウンタの動作を説明するための構成図である。
【図５】本発明の一実施の形態のカメラモジュールにおいて、水平方向の光軸からの距離Ｘおよび水平方向の光軸からの距離Ｙを計算する場合の構成図である。
【図６】本発明の一実施の形態のカメラモジュールにおいて、距離Ｘおよび距離Ｙを用いて光軸からの距離の２乗を計算し、適当な係数を乗じて補正係数を算出する場合の構成図である。
【図７】本発明の一実施の形態のカメラモジュールにおいて、水平・垂直方向にそれぞれ独立な係数を乗ずることで補正係数を算出する場合の構成図である。
【図８】本発明の一実施の形態のカメラモジュールにおいて、水平・垂直方向のいずれかが２乗よりも１乗での近似が適切である場合の構成図である。
【図９】本発明の一実施の形態のカメラモジュールにおいて、あらかじめ光学中心からの距離に対する補正係数を不揮発性メモリに持つ場合の構成図である。
【図１０】本発明の一実施の形態のカメラモジュールにおいて、電気的に書き換え可能なメモリに置き換えることで、光学系の変更による補正係数の入れ替えを簡易に行う場合の構成図である。
【図１１】本発明の一実施の形態のカメラモジュールにおいて、補正係数を用いてイメージセンサからのイメージデータを補正し、周辺減光を補正したイメージデータを得る場合の構成図である。
【図１２】本発明の一実施の形態のカメラモジュールにおける機能構成と、光学系の特性データを得るための仕組み、および取り出した特性データを信号処理集積回路にテーブルとして組み込むための手順を説明するための構成図である。
【符号の説明】
１  水平方向カウンタ
２  水平中心位置設定器
３，７，１１，１５  加算器
４，８  絶対値変換器
５  垂直方向カウンタ
６  垂直中心位置設定器
９，１０，１２，１３，１４，１６，１９  乗算器
１７  不揮発性メモリ
１８  電気的に書き換え可能なメモリ
２０  レンズ
２１  イメージセンサ
２２  信号処理集積回路
２３  基板
２４  筐体
２５  金属細線
２６  カメラモジュール
２７  Ｒ２算出部
２８  イメージデータ信号処理部
２９  信号処理回路
３０  セレクタ
３１  外部コントローラ
３２  外部入力制御部
３３  補正係数算出部
３４  位置情報変換部
３５  ケーブル
３６  コネクタ
３７  クロック発生器
３８  水平方向カウンタ
３９  垂直方向カウンタ
４０  水平周期設定器
４１，４３，４５，４７  比較器
４２  水平同期設定器
４４  垂直周期設定器
４６  垂直同期設定器
【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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【図１２】
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