Cyfrowe nastawianie ostrości w kamerach telefonów komórkowych

Przykładowo firma MagnaChip spędziła ostatnie 6 miesięcy współpracując z francuskim dostawcą własności intelektualnej DxO Labs nad systemem umieszczanym w pojedynczym układzie, który łączy cyfrowy silnik automatycznego nastawiania ostrości z 3-megapikselowym detektorem oraz procesorem sygnału obrazu. Z kolei kilka tygodni temu, na Światowym Kongresie 3GSM w Hiszpanii w Barcelonie, koncern STMicroelectronics zakomunikował, że także będzie pracować z DxO nad stworzeniem kompletnego modułu. Natomiast OmniVision zademonstrował swoją 3-megapikselową kamerę TrueFocus opartą na opracowanej przez siebie technologii Wavefront Coding (kodowanie czoła fali).

Twórcy modułów kamer do telefonów komórkowych zainteresowani są przejściem z 2-megapikselowych układów o stałej ostrości na 3-megapikselowe nieużywających automatycznie nastawiających się elementów mechanicznych, takich jak soczewki i serwomotory. Usunięcie tych elementów zwiększa niezawodność modułów kamer, zmniejsza koszty i rozmiary oraz pozwala na zaoferowanie cech niedostępnych w obecnie istniejących produktach. Układy te poszerzają głębię obrazu, umożliwiając na uzyskanie ostrego obrazu na odległości od 10cm do nieskończoności przy tych samych ustawieniach.

Wynaleziona przez OmniVision technologia Wavefront Coding to metoda optycznego kodowania światła z wykorzystaniem specjalnych soczewek służących do formowania obrazu pośredniego na detektorze. Następnie obraz pośredni dekodowany jest cyfrowo w celu utworzenia obrazu, który jest zogniskowany na większym fragmencie ramki. Kamera TrueFocus składa się z soczewek Wavefront Coded, 3-megapikselowego detektora CMOS i procesora sygnałowego.

Oszacowano, że koszt zastosowania dwu- lub trzyukładowego rozwiązania z serwomotorem wynosi około 27 dolarów, a kompletne rozwiązanie dla modułu wykorzystującego pomysł MagnaChip powinno kosztować nie więcej niż 13 dolarów. Firma MagnaChip sądzi, że około połowa tegorocznego rynku kamer telefonicznych będzie przeznaczona dla zestawów 2-megapikselowych.

Układ automatycznego nastawiania ostrości MC531EA jest produktem o rozmiarze optycznym 1/3 cala, o rozdzielczości 3 megapikseli, zaprojektowanym z myślą o możliwości bezpośredniego wstawiania go do systemów 2-megapikselowych. Projekt pozwala na buforowanie obrazów JPEG o wyższej rozdzielczości tak, że od strony wyjściowej dane są kompresowane i przekazywane dalej z prędkością podobną do tej, z jaką przesyłają kamery 2-megapikselowe. Klient musi jedynie zwiększyć rozmiar pamięci w telefonie lub zapisywać mniejszą liczbę obrazów ze względu na wyższą rozdzielczość.

MagnaChip rozwija także swoje główne produkty, czyli układy 2- i 1,3-megapikselowe. Oba były również zaprezentowane na ostatnim Światowym Kongresie 3GSM.

MC521EA jest układem o formacie 1/4-cala i rozdzielczości 2 megapikseli (1600 x 1200). Bazuje na technologii CMOS i ma wbudowany układ przetwarzania obrazu, jednokrotnie programowaną pamięć, która pozwala na zapisywanie numerów seryjnych układu i jego kalibrację oraz wykorzystuje port Mobile Industry Process Interface. O ile funkcjonalność cyfrowego ustawiania ostrości nie jest zintegrowana, możliwe jest wykorzystanie zestawu wejść i wyjść ogólnego przeznaczenia, do realizacji tej i innych funkcji kamery.

Trzecim układem jest MC511EA – detektor o przekątnej 1/5 cala i rozdzielczości 1,3 migapikseli. Jest on bardzo podobny do MC521EA, ale dzięki mniejszym rozmiarom zajmuje mniej miejsca w urządzeniu. Ponadto, dzięki pojedynczej linii zasilania i niskiemu poborowi mocy układy te są przeznaczone do najtańszych i najmniejszych urządzeń przenośnych.

Arkadiusz Chłopik