攝像模塊和攝像裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能夠?qū)崿F(xiàn)小型和制造成本低、并且更好地對拍攝圖像的晃動進行校正的攝像模塊和攝像裝置。以攝像透鏡(103)形成的像的尺寸與來自被拍攝體(200)的主光線入射至攝像透鏡(103)的角度成比例的方式構(gòu)成攝像透鏡(103)。
【專利說明】
攝像模塊和攝像裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及具備使攝像透鏡和攝像元件中的至少一方偏移的0IS(0ptical ImageStabi I izer:光學抖動校正機構(gòu))的攝像模塊和攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為數(shù)字視頻攝像機和數(shù)字靜態(tài)攝像機等攝像裝置，具備對由抖動引起的拍攝圖像的晃動進行校正的OIS的攝像裝置已實用化。
[0003]OIS具有利用角速度等檢測由抖動引起的攝像裝置的傾斜的陀螺傳感器。OIS基于陀螺傳感器的輸出信號，使攝像透鏡或攝像元件在相對于攝像透鏡的光軸的法線方向上偏移。由此，OIS對由攝像元件的受光面與攝像透鏡的光軸的相對錯位引起的拍攝圖像的晃動進行校正。
[0004]利用OIS的功能，攝像裝置能夠?qū)τ啥秳右鸬呐臄z圖像的晃動進行校正，抑制拍攝圖像的模糊。
[0005]特別是，使攝像透鏡偏移的透鏡偏移方式的OIS能夠由使攝像透鏡偏移的緊湊的機構(gòu)構(gòu)成，因此被廣泛地使用。另一方面，透鏡偏移方式的OIS中，對在拍攝圖像的周邊部分產(chǎn)生的晃動充分地進行校正成為技術(shù)問題。拍攝圖像的周邊部分是指拍攝圖像的邊緣和其附近。
[0006]作為解決上述技術(shù)問題的技術(shù)，能夠舉出專利文獻I和2公開的技術(shù)。
[0007]在專利文獻I中公開了對拍攝圖像實施用于校正扭曲的圖像處理的技術(shù)。
[0008]在專利文獻2中公開了通過使攝像透鏡的畸變最佳化來抑制由抖動時的攝像裝置的傾斜引起的變形成分的技術(shù)。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0010]專利文獻
[0011]專利文獻1:日本國公開特許公報“特開2006-129175號公報(2006年5月18日公開)，，
[0012]專利文獻2:日本國公開特許公報“特開2012-68540號公報(2012年4月5日公開)”

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0014]在專利文獻I公開的技術(shù)中，進行了復雜的圖像處理。因此，在專利文獻I公開的技術(shù)中，為了執(zhí)行數(shù)字校正需要高性能的ISP(Image Signal Processor:圖像信號處理)。其結(jié)果，在專利文獻I公開的技術(shù)中，存在圖像處理用的裝置的處理量增大，結(jié)果導致攝像裝置的大型化和高成本化的問題。
[0015]特別是在拍攝圖像為運動圖像的情況下，為在攝像裝置中不斷地發(fā)生抖動的狀態(tài)。在該情況下，在專利文獻I公開的技術(shù)中，為了高速地進行校正，需要搭載大容量的緩沖存儲器，為了總是驅(qū)動電路，需要與消耗電力的增大相應(yīng)地增設(shè)電池。由此，在專利文獻I公開的技術(shù)中，攝像裝置的大型化和高成本化進一步變得顯著。
[0016]在專利文獻2公開的技術(shù)中，拍攝圖像的晃動的校正并不充分。對其理由進行說明。
[0017]由攝像透鏡形成的像的尺寸，與來自被拍攝體的主光線入射至攝像透鏡的角度的正切成比例。由此，在O?V2rad的范圍中，該角度越大，被拍攝體的像越大。在使用這樣的攝像透鏡的校正中，難以進行與被拍攝體的像的大小對應(yīng)的校正。在專利文獻2公開的技術(shù)中，沒有考慮以上的問題，因此，存在更好地對拍攝圖像的晃動進行校正的余地。
[0018]此外，在專利文獻2公開的技術(shù)中，對攝像透鏡的最大像高區(qū)域施加了負的畸變，因此，能夠使拍攝圖像的周邊光量比(像周邊的光量相對于像中心的光量的比率)變大，能夠改善拍攝圖像的周邊部分的晃動。另一方面，在攝像透鏡的中間像高區(qū)域，畸變?yōu)檎浣Y(jié)果，拍攝圖像的中間部分的晃動變大。拍攝圖像的中間部分是指拍攝圖像的中心部分(拍攝圖像的中心和其附近)與拍攝圖像的周邊部分之間的部分。
[0019]本發(fā)明是鑒于上述技術(shù)問題而做出的，其目的在于提供能夠?qū)崿F(xiàn)小型和低制造成本、并且更好地對拍攝圖像的晃動進行校正的攝像模塊和攝像裝置。
[0020]用于解決技術(shù)問題的手段
[0021]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一個方式的攝像模塊具備:攝像透鏡;接受通過上述攝像透鏡的光的攝像元件；和根據(jù)來自被拍攝體的主光線入射至上述攝像透鏡的角度，使上述攝像透鏡和上述攝像元件中的至少一方在相對于上述攝像透鏡的光軸的法線方向上偏移的光學抖動校正機構(gòu)，上述攝像透鏡形成的像的尺寸與上述角度成比例。
[0022]此外，為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一個方式的攝像裝置具備本發(fā)明的一個方式的攝像模塊，并且具有對上述攝像模塊的上述攝像元件的輸出信號實施圖像處理的圖像處理部。
[0023]發(fā)明效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個方式，能夠?qū)崿F(xiàn)小型和低制造成本、并且更好地對拍攝圖像的晃動進行校正。
【附圖說明】
[0025]圖1的(a)是表示現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡的入射角度與像的尺寸的關(guān)系的圖表，圖1的(b)是表示本發(fā)明的實施方式I的攝像透鏡的入射角度與像的尺寸的關(guān)系的圖表，圖1的(C)是在現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡與本發(fā)明的實施方式I的攝像透鏡(f0透鏡)之間，對入射角度與像的尺寸的關(guān)系進行比較的圖表。
[0026]圖2的(a)是表示本發(fā)明的實施方式I的攝像裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖，圖2的(b)是對圖2的(a)所示的攝像裝置中的OIS部的功能進行簡單說明的截面圖。
[0027]圖3是對OIS部的功能的原理進彳丁說明的圖，圖3的(a)表不校正如，圖3的(b)表不校正后。
[0028]圖4的(a)是對現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡形成的像進行說明的圖，圖4的(b)是對本發(fā)明的實施方式I的攝像透鏡形成的像進行說明的圖。
[0029]圖5是表示本發(fā)明的實施方式I的攝像裝置的柵格圖的攝像結(jié)果的一個例子的圖。
[0030]圖6的(a)是表示構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡的各透鏡的結(jié)構(gòu)例的圖，圖6的(b)是表示構(gòu)成本發(fā)明的實施方式I的攝像透鏡的各透鏡的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0031]圖7是對圖像處理部的圖像處理進行說明的圖。
[0032]圖8是在圖1的(C)所示的圖表中追加圖7所示的各拍攝圖像的尺寸的概念而得到的圖。
[0033]圖9是對于具備現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡的攝像裝置和具備本發(fā)明的實施方式I的攝像透鏡的攝像裝置，將相對于入射角度的拍攝圖像的尺寸的特性進行比較的圖表。
[0034]圖10是對于具備現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡的攝像裝置和具備本發(fā)明的實施方式I的攝像透鏡的攝像裝置，將相對于入射角度的發(fā)生Ideg的抖動時的晃動的校正后的拍攝圖像的晃動量的特性進行比較的圖表。
[0035]圖11是對于具備現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡的攝像裝置和具備本發(fā)明的實施方式I的攝像透鏡的攝像裝置，將相對于入射角度的畸變的特性進行比較的圖表。
[0036]圖12是將關(guān)于實施下述數(shù)學式(I)所示的圖像處理而得到的拍攝圖像的特性追加到圖9所示的圖表中而得到的圖。
[0037]圖13是對于具備現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡的攝像裝置和具備本發(fā)明的實施方式I的攝像透鏡的攝像裝置，將柵格圖的攝像結(jié)果進行比較的圖。
[0038]圖14是對于具備本發(fā)明的實施方式I的攝像透鏡的攝像裝置，將圖像處理前后的柵格圖的攝像結(jié)果進行比較的圖。
[0039]圖15是對本發(fā)明的實施方式2的攝像裝置的結(jié)構(gòu)和該攝像裝置中的OIS部的功能進行簡單說明的截面圖。
【具體實施方式】
[0040]〔發(fā)明的要旨〕
[0041]在面向小型設(shè)備的攝像模塊中，多使用使攝像透鏡相對于攝像元件偏移的透鏡偏移方式的OIS。透鏡偏移方式的OIS消除由抖動產(chǎn)生的被拍攝體的像的偏移，抑制該像的晃動。
[0042]本發(fā)明的攝像模塊和攝像裝置構(gòu)成為，攝像透鏡形成的像的尺寸與來自被拍攝體的主光線入射至攝像透鏡的角度成比例。
[0043]由此，被拍攝體的像的大小與上述角度無關(guān)而為一定，因此，僅使攝像透鏡偏移就能夠充分地校正拍攝圖像的晃動。上述角度越接近V2rad，本發(fā)明的效果越顯著。
[0044]作為上述攝像透鏡，能夠使用所謂的透鏡。透鏡是指，透鏡形成的像的尺寸與光向f9透鏡的入射角度Θ成比例的透鏡，畸變特性dist.如以下那樣定義。
[0045]dist.=100 X(0-tan9)/tan0(%)
[0046]此外，如果使攝像透鏡的畸變?yōu)樨摚瑒t拍攝圖像的尺寸變小。由此，能夠確保對于拍攝圖像的有效像圓徑的余量，因此，能夠?qū)Ω蟮亩秳舆M行適當?shù)男Ｕ?br>[0047][實施方式I]
[0048]〔攝像裝置的結(jié)構(gòu)〕
[0049]以下，為了方便說明，對于與先前說明的部件、變量具有實質(zhì)相同的功能的部件、變量，一部分標注相同的符號而省略其說明。
[0050]圖2的(a)是表示實施方式I的攝像裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖，圖2的(b)是對圖2的(a)所示的攝像裝置中的OIS部的功能進行簡單說明的截面圖。
[0051]圖2的(a)和圖2的(b)所示的攝像裝置100具備攝像模塊101和圖像處理部102。
[0052]攝像模塊101具備攝像透鏡103、攝像元件104、基板105、透鏡保持架和0IS(光學抖動校正機構(gòu))106、和殼體部107。
[0053]攝像透鏡103用于對被拍攝體200進行成像，具有至少I個透鏡。在圖2的(a)中，為了圖示和說明的方便，圖示了3塊透鏡，但是透鏡的塊數(shù)并不限定于3塊。另外，以下，與構(gòu)成攝像透鏡的透鏡的塊數(shù)無關(guān)地，對于具有相同功能的攝像透鏡賦予相同的部件編號。攝像透鏡103的具體結(jié)構(gòu)將在后面進行說明。
[0054]攝像元件104接受通過攝像透鏡103的光，輸出對接受的光進行光電轉(zhuǎn)換而得到的電信號。攝像元件104例如由CCD (Charge Coupled Devi ce:電荷親合元件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互補型金屬氧化膜半導體)構(gòu)成。
[0055]基板105搭載攝像元件104和殼體部107。
[0056]透鏡保持架和OIS106具有透鏡保持架部和OIS部。透鏡保持架部收納攝像透鏡103 AIS部通過使該透鏡保持架部在相對于攝像透鏡103的光軸La的法線方向Ln上移動，使攝像透鏡103在法線方向Ln上偏移(參照圖2的(b))。
[0057]殼體部107搭載在基板105上，覆蓋攝像元件104、透鏡保持架和OIS106。此外，構(gòu)成攝像裝置100的側(cè)面的殼體部107的部分也可以(像專利文獻2的矩形筒狀部23a那樣)作為OIS部起作用。
[0058]圖像處理部102通過對表示攝像模塊101拍攝到的圖像的、攝像元件104的輸出信號(電信號)實施圖像處理，生成攝像裝置100的拍攝圖像。圖像處理部102的圖像處理將在后面進行說明。
[0059]在此，攝像透鏡103構(gòu)成為，攝像透鏡103形成的像的尺寸與來自被拍攝體200的主光線入射至攝像透鏡103的角度成比例。
[0060]另外，在本發(fā)明的說明書中“攝像透鏡形成的像的尺寸”不僅指被拍攝體的像的尺寸，而且指攝像透鏡使入射至攝像透鏡的光成像而得到的像整體的尺寸。
[0061 ]作為攝像透鏡103的具體例子，能夠舉出所謂的透鏡。透鏡是指透鏡形成的像的尺寸與光向作透鏡的入射角度成比例的透鏡。通常，作為透鏡的攝像透鏡103具有負的畸變。
[0062]由此，被拍攝體200的像的大小與上述角度無關(guān)而為一定，因此，僅使攝像透鏡103偏移就能夠充分地校正拍攝圖像的晃動。上述角度越接近V2rad，攝像裝置100特有的效果越顯著。
[0063]此外，不需要使攝像透鏡的畸變在中間像高區(qū)域中為正，因此，也能夠抑制拍攝圖像的中間部分的晃動。
[0064]此外，在攝像透鏡103具有負的畸變的情況下，能夠使拍攝圖像的周邊光量比增大，因此，適合于降低由“黑點”校正(shading correct1n)引起的噪聲。
[0065]〔0IS部的功能的原理〕
[0066]圖3的(a)和(b)是對01S部的功能的原理進行說明的圖，圖3的(a)表示校正前，圖3的(b)表示校正后。
[0067]在圖3的(a)和(b)中，為了使說明簡潔，著眼于構(gòu)成被拍攝體200的像的中心的主光線200c。
[0068]主光線200c通過攝像透鏡103被引導至攝像元件104的受光面104r。
[0069]在主光線200c沿著光軸La的情況下，主光線200c被引導至受光面104r的中心104rc，不需要由OIS部進行校正。
[0070]在此，在發(fā)生了抖動的情況下，主光線200c相對于光軸La傾斜。在該情況下，如果攝像透鏡103和受光面104r的位置被固定，則主光線200c如圖3(a)所示被引導至離開中心104rc的位置104rd。主光線200c被引導至位置104rd是拍攝圖像晃動的主要原因。
[0071]因此，為了克服上述的主要原因，OIS部如圖3的(b)所示，使攝像透鏡103在法線方向Ln上偏移，使得將由于抖動而相對于光軸La傾斜的主光線200c引導至中心104rc。由此，攝像裝置100能夠?qū)τ啥秳右鸬呐臄z圖像的晃動進行校正。
[0072]〔攝像透鏡形成的像的對比〕
[0073]圖4的(a)是對現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡形成的像進行說明的圖，圖4的(b)是對實施方式I的攝像透鏡形成的像進行說明的圖。
[0074]圖4的(a)所示的攝像透鏡108中，攝像透鏡108形成的像的尺寸與來自被拍攝體200的主光線入射至攝像透鏡108的角度的正切成比例。
[0075]在主光線200c沿著攝像透鏡108的光軸La'的情況下，主光線200c被引導至受光面104r 的中心 104r c。
[0076]另一方面，在主光線200c入射至攝像透鏡108的角度傾斜α地發(fā)生了抖動的情況下，主光線200c被引導至受光面104r的位置104re。
[0077]在此，從中心104rc到位置104re的位移量能夠表示為V X tana”。在此，f是指從攝像透鏡的中心到攝像元件的受光面的距離。即，當由于抖動，主光線200c入射至攝像透鏡108的角度傾斜a時，主光線200c被引導至的位置偏移“K X tana”。
[0078]此外，在主光線200c沿著攝像透鏡108的光軸La'的情況下，構(gòu)成被拍攝體200的像的邊緣的主光線200e被引導至受光面104r的位置104rf。
[0079]另一方面，在主光線200c入射至攝像透鏡108的角度傾斜α地發(fā)生了抖動的情況下，主光線200e也呈現(xiàn)同樣的傾斜，主光線200e被引導至受光面104r的位置104rg。
[0080]在此，從位置104rf到位置104rg的位移量能夠表示為X {tan(a+0)-tan0}”。在此，β是指主光線200c與主光線200e所成的角度。即，當由于抖動，主光線200c入射至攝像透鏡108的角度傾斜α時，主光線200e被引導至的位置偏移“K X {tan(a+0)_tani3}”。
[0081 ]根據(jù)以上內(nèi)容可知，在上述的發(fā)生了抖動的情況下，在被拍攝體200的像的中心和邊緣，偏移量不同。換言之，被拍攝體200的像的大小依賴于角度α的值而變化。更具體地說，角度α越大，被拍攝體200的像越大。
[0082 ]另一方面，圖4的(b)所示的攝像透鏡1 3中，攝像透鏡1 3形成的像的尺寸與來自被拍攝體200的主光線入射至攝像透鏡103的角度成比例。
[0083]在主光線200c沿著攝像透鏡103的光軸La的情況下，主光線200c被引導至中心104rco
[0084]另一方面，在主光線200c入射至攝像透鏡103的角度傾斜α地發(fā)生了抖動的情況下，主光線200c被引導至受光面104r的位置104rh。
[0085]在此，從中心104rc到位置104rh的位移量能夠表示為“A Xf' X α”。在此，A是規(guī)定的比例系數(shù)。換言之，該位移量與f Xa成比例。即，當由于抖動，主光線200c入射至攝像透鏡103的角度傾斜a時，主光線200c被引導至的位置偏移“A X f X a”。[〇〇86]此外，在主光線200c沿著攝像透鏡103的光軸La的情況下，主光線200e被引導至受光面104r的位置104ri。[〇〇87]另一方面，在主光線200c入射至攝像透鏡103的角度傾斜a地發(fā)生了抖動的情況下，主光線200e也呈現(xiàn)同樣的傾斜，主光線200e被引導至受光面104r的位置104rj。[〇〇88] 在此，從位置104ri到位置104rj的位移量能夠表示為“AXf X (a+m-AXf Xf3”。 但是，對其整理后成為“AXf' Xa”，與從中心104rc到位置104rh的位移量相等。即，當由于抖動，主光線200c入射至攝像透鏡103的角度傾斜a時，主光線200e被引導至的位置偏移“A Xf' Xa，，。
[0089]根據(jù)以上內(nèi)容可知，在上述的發(fā)生了抖動的情況下，在被拍攝體200的像的中心和邊緣，偏移量相同。換言之，與角度a的值無關(guān)地，被拍攝體200的像的大小為一定。
[0090]在圖4的(a)所示的例子中，由于抖動，被拍攝體200的像的大小發(fā)生變化，但是僅使攝像透鏡108偏移不能夠應(yīng)對該變化，因此，拍攝圖像的晃動的校正不充分。
[0091]另一方面，在圖4的(b)所示的例子中，即使發(fā)生抖動，被拍攝體200的像的大小也為一定，因此，僅使攝像透鏡103偏移就能夠充分地進行拍攝圖像的晃動的校正。[〇〇92]〔攝像透鏡的結(jié)構(gòu)的詳細情況〕[〇〇93]圖5是表示實施方式1的攝像裝置的柵格圖的攝像結(jié)果的一個例子的圖。另外，該柵格圖的縱橫比為0.75。
[0094]在攝像透鏡103為負的畸變的情況下，柵格圖的攝像結(jié)果如圖5所示成為鼓起的桶型。
[0095]圖1的(a)是表示現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡的入射角度與像的尺寸的關(guān)系的圖表。圖1 的(b)是表示實施方式1的攝像透鏡的入射角度與像的尺寸的關(guān)系的圖表。圖1的(c)是在現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡與實施方式1的攝像透鏡(作透鏡)之間，將入射角度與像的尺寸的關(guān)系進行比較的圖表。
[0096]另外，在圖1的(a)?(c)中，將沿著對應(yīng)的攝像透鏡的光軸時的、光向攝像透鏡的入射角度設(shè)定為原點。[〇〇97]根據(jù)圖1的(a)可知，攝像透鏡108形成的像的尺寸y與光向攝像透鏡108的入射角度9的正切(tan0)成比例。其中，f?是攝像透鏡的焦點距離。
[0098]另一方面，根據(jù)圖1的(b)可知，攝像透鏡103形成的像的尺寸y與光向攝像透鏡103 的入射角度Q成比例。[〇〇99]進一步，根據(jù)圖1的(c)可知，將攝像透鏡103為f0透鏡的情況與攝像透鏡108進行比較時，入射角度0越大，像的尺寸y的差異越顯著。
[0100]圖6的(a)是表示構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡的各透鏡的結(jié)構(gòu)例的圖，圖6的(b)是表示構(gòu)成實施方式1的攝像透鏡的各透鏡的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0101]為了方便圖示，圖6的(a)中僅圖示了構(gòu)成攝像透鏡108的各透鏡中位于最靠被拍攝體200側(cè)的位置的透鏡L11的朝向被拍攝體200側(cè)的面S11和這些各透鏡中的位于最靠攝像元件104側(cè)的位置的透鏡L12。即，在透鏡L11與透鏡L12之間可以存在其它的透鏡。[〇1〇2]透鏡LI 1的朝向被拍攝體200偵啲面SI 1為凸形狀。
[0103]透鏡L12的朝向被拍攝體200側(cè)的面S13的中央部分為凸形狀，包圍中央部分的周圍部分為凹形狀。
[0104]透鏡L12的朝向攝像元件104側(cè)的面S14的中央部分為凹形狀，包圍中央部分的周圍部分為凸形狀。
[0105]另一方面，為了方便圖示，圖6的(b)中僅圖示了構(gòu)成攝像透鏡103的各透鏡中位于最靠被拍攝體200側(cè)的位置的透鏡L1的朝向被拍攝體200側(cè)的面S1和這些各透鏡中位于最靠攝像元件104側(cè)的位置的透鏡L2。即，在透鏡L1與透鏡L2之間可以存在其它的透鏡。
[0106]透鏡L1的朝向被拍攝體200側(cè)的面S1為凸形狀。[〇1〇7]透鏡L2的朝向被拍攝體200側(cè)的面S3為凹形狀。[〇1〇8]透鏡L2的朝向攝像元件104側(cè)的面S4的中央部分c4為凹形狀，包圍中央部分c4的周圍部分P4為凸形狀。
[0109]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠使通過攝像透鏡103的周圍部分的光線更急劇地向光軸La方向彎曲，因此，能夠簡單地實現(xiàn)成為負的畸變的攝像透鏡103。
[0110]當然，構(gòu)成攝像透鏡103的透鏡的塊數(shù)并不限定于2塊，可以為3塊以上，也可以為1 塊。在攝像透鏡103包括3塊以上的透鏡的情況下，如果利用設(shè)置在透鏡L1與透鏡L2之間的其它透鏡來校正各種像差，則能夠?qū)崿F(xiàn)攝像透鏡103的低高度化。
[0111]此外，面S4的中央部分c4并非必須為凹形狀。
[0112]〔圖像處理部〕
[0113]圖7是對圖像處理部的圖像處理進行說明的圖。
[0114]圖像處理部102對扭曲進行數(shù)字校正。
[0115]在攝像透鏡103為負的畸變的情況下，攝像裝置100的拍攝圖像與不考慮攝像透鏡 103的畸變的情況相比變小，并且成為鼓起的桶型。
[0116]例如，根據(jù)圖7，在攝像透鏡103為f0透鏡的情況下，圖像處理前的攝像裝置100的拍攝圖像109比具備攝像透鏡108的現(xiàn)有技術(shù)的攝像裝置的拍攝圖像110小，并且成為鼓起的桶型。
[0117]圖像處理部102例如基于下述數(shù)學式(1)對拍攝圖像109實施圖像處理。典型地，圖像處理部102對攝像元件104的輸出信號(電信號)實施圖像處理。
[0118]IH=(f X0max/tan0max) Xtan0.(1)
[0119]其中，IH是拍攝圖像的尺寸。此外，0max是攝像裝置100的對角方向的視場角。
[0120]圖8是將圖7所示的各拍攝圖像的尺寸的概念追加到圖1的(c)所示的圖表中而得到的圖。
[0121]在圖8中，能夠認為表示攝像透鏡103的入射角度與像的尺寸的關(guān)系的細實線為拍攝圖像109的尺寸，能夠認為表示攝像透鏡108的該關(guān)系的粗實線為拍攝圖像110的尺寸。于是，對拍攝圖像109進行圖像處理而得到的拍攝圖像111的尺寸能夠由圖8所示的虛線表示。
[0122]根據(jù)圖8可知，通過數(shù)學式(1)所示的圖像處理，拍攝圖像109變小至拍攝圖像111。
[0123]圖像處理部102能夠由進行例如數(shù)學式(1)程度的簡單的圖像處理的裝置來實現(xiàn)。 因此，圖像處理部102僅進行一定的變形校正處理即可，對圖像處理部102的負擔小。因此， 能夠?qū)崿F(xiàn)小型并且低成本的攝像裝置100。
[0124]此外，根據(jù)數(shù)學式(1)所示的圖像處理，能夠在維持拍攝圖像的中心部分的分辨率的同時，提高拍攝圖像的周邊部分的分辨率。
[0125]進一步，根據(jù)數(shù)學式(1)所示的圖像處理，能夠使拍攝圖像的尺寸減小。因此，拍攝圖像的數(shù)據(jù)量變小。此外，能夠確保相對于拍攝圖像的有效像圓徑的余量，因此，能夠?qū)Ω蟮亩秳舆M行適當?shù)男Ｕ?br>[0126]〔實施例〕
[0127]對具備13M像素(13兆像素)規(guī)格的攝像透鏡108的攝像裝置和相同規(guī)格的攝像裝置1〇〇的各種特性進行比較。
[0128]應(yīng)用的規(guī)格如下所述。
[0129]? 13M 像素
[0130]?像素間距:1.12mi [〇131] ?最大視場角:72deg[〇132]?最大像尺寸(從像的中心到攝像元件的對角的像的尺寸):2.9335mm
[0133]?焦點距離:4.038mm
[0134]?抖動校正角度:ldeg(相對于攝像透鏡的光軸-1或+ldeg)
[0135]以下，將關(guān)于具備攝像透鏡108的攝像裝置的特性設(shè)為“IH = f ? tan0”，將關(guān)于攝像裝置100的特性設(shè)為“IH=f ? 0”。
[0136]圖9是對于具備現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡的攝像裝置和具備實施方式1的攝像透鏡的攝像裝置，將相對于入射角度(橫軸)的拍攝圖像的尺寸(縱軸)的特性進行比較的圖表。 [〇137]根據(jù)圖9, “IH=f ? tan0”中，拍攝圖像的尺寸IH相對于入射角度0在描繪出tan0的曲線的同時變大，另一方面，“IH=f ? 0”中，拍攝圖像的尺寸IH相對于入射角度0線性地變化。
[0138]圖10是對于具備現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡的攝像裝置和具備實施方式1的攝像透鏡的攝像裝置，將相對于入射角度(橫軸)的、發(fā)生了 ldeg的抖動時的晃動的校正后的拍攝圖像的晃動量(縱軸)的特性進行比較的圖表。
[0139]根據(jù)圖10，“IH = f ? tan0”中，入射角度0越大，晃動量越大，入射角度0為35deg時， 晃動量超過35m。這樣，“IH=f ? tan0”中，在拍攝圖像的周邊部分，殘留數(shù)十Mi(數(shù)十像素) 量級的晃動。另一方面，根據(jù)圖10, “IH=f? 0”中，與入射角度0無關(guān)地，晃動量非常小。
[0140]圖11是對于具備現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡的攝像裝置和具備實施方式1的攝像透鏡的攝像裝置，將相對于入射角度(橫軸)的畸變(縱軸)的特性進行比較的圖表。[〇141]根據(jù)圖ll，“IH=f ? tan0”中，與入射角度0無關(guān)地畸變?yōu)?是理想情況。另一方面， 根據(jù)圖11，“IH=f ? 0”中，攝像透鏡103成為負畸變的情況被表示在圖表中。
[0142]圖12是將關(guān)于實施上述數(shù)學式(1)所示的圖像處理而得到的拍攝圖像的特性追加到圖9所示的圖表中而得到的圖。[〇143] 在圖12中，將關(guān)于圖像處理后的拍攝圖像的特性設(shè)為“IH=(f ? ftnax/tanftnax) ? tan9”。
[0144]圖13是對于具備現(xiàn)有技術(shù)的攝像透鏡的攝像裝置和具備實施方式1的攝像透鏡的攝像裝置，將柵格圖的攝像結(jié)果進行比較的圖。
[0145]根據(jù)圖13，“IH = f ? 0”的柵格圖的拍攝圖像相對于“IH = f ? tan0”的柵格圖的拍攝圖像變小，并且成為鼓起的桶型。
[0146]圖14是對于具備實施方式1的攝像透鏡的攝像裝置，將圖像處理前后的柵格圖的攝像結(jié)果進行比較的圖。
[0147]根據(jù)圖14可知，通過數(shù)學式(1)所示的圖像處理，“IH = f ? 0”的柵格圖的拍攝圖像變小至“IH=(f ? 9max/tan0max) ? tan9”的柵格圖的拍攝圖像。
[0148]另外，具備攝像透鏡103的攝像裝置100和攝像模塊101包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。作為攝像裝置1〇〇的一個例子，能夠舉出數(shù)字視頻攝像機和數(shù)字靜態(tài)攝像機等攝像裝置。
[0149][實施方式2]
[0150]在實施方式1中，對0IS部使攝像透鏡103偏移的例子進行了說明，但是也可以使攝像元件104偏移，也可以使攝像透鏡103和攝像元件104兩者偏移。
[0151]圖15是對實施方式2的攝像裝置的結(jié)構(gòu)和該攝像裝置中的0IS部的功能進行簡單說明的截面圖。
[0152]圖15所示的攝像裝置300與圖2的(a)和(b)所示的攝像裝置100在下述方面不同。
[0153]S卩，攝像裝置300具備透鏡保持架和0IS 306代替透鏡保持架和0IS 106。
[0154]透鏡保持架和0IS 306具有透鏡保持架部和0IS部。透鏡保持架和0IS 306的透鏡保持架部與透鏡保持架和0IS 106的透鏡保持架部相同。透鏡保持架和0IS 306的0IS部，例如通過使基板105在相對于攝像透鏡103的光軸La的法線方向ILn上移動，使攝像元件104在法線方向ILn偏移。
[0155]法線方向ILn的方向與法線方向Ln的方向正相反。在該情況下，使攝像元件104在法線方向ILn上偏移，與使攝像透鏡103在法線方向Ln上偏移是同樣的意義。[〇156]根據(jù)以上內(nèi)容可知，即使不使攝像透鏡103偏移而使攝像元件104偏移，即使將攝像透鏡103的偏移和攝像元件104的偏移組合，也能夠達到與攝像裝置100同等的效果。
[0157]〔總結(jié)〕
[0158]本發(fā)明的方式1的攝像模塊具備:攝像透鏡;接受通過上述攝像透鏡的光的攝像元件;和根據(jù)來自被拍攝體的主光線入射至上述攝像透鏡的角度，使上述攝像透鏡和上述攝像元件中的至少一方在相對于上述攝像透鏡的光軸的法線方向上偏移的光學抖動校正機構(gòu)(透鏡保持架和0IS 106)，上述攝像透鏡形成的像的尺寸與上述角度成比例。[〇159]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，被拍攝體的像的大小與上述角度無關(guān)而為一定，因此，僅通過使攝像透鏡偏移就能夠充分地校正拍攝圖像的晃動。[〇16〇]因此，能夠?qū)崿F(xiàn)小型和低制造成本、并且更好地對拍攝圖像的晃動進行校正。[〇161]此外，不需要使攝像透鏡的畸變在中間像高區(qū)域中為正，因此，能夠抑制拍攝圖像的中間部分的晃動。
[0162]本發(fā)明的方式2的攝像模塊，在上述方式1中，上述攝像透鏡的畸變?yōu)樨摗?br>[0163]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠使拍攝圖像的周邊光量比增大，因此，適合于降低由“黑點”校正引起的噪聲。
[0164]本發(fā)明的方式3的攝像模塊，在上述方式1或2中，上述攝像透鏡為f0透鏡。
[0165]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠簡單地實現(xiàn)本發(fā)明的各方式的攝像透鏡。
[0166]本發(fā)明的方式4的攝像模塊，在上述方式1至3中的任一方式中，上述攝像透鏡具有至少1個透鏡，上述透鏡中的1個透鏡中，朝向上述被拍攝體側(cè)的面為凹形狀，朝向上述攝像元件側(cè)的面的中央部分為凹形狀，并且包圍上述中央部分的周圍部分為凸形狀。
[0167]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠使通過攝像透鏡的周圍部分的光線更急劇地向攝像透鏡的光軸方向彎曲，因此，能夠簡單地實現(xiàn)成為負的畸變的攝像透鏡。
[0168]本發(fā)明的方式5的攝像裝置具備上述方式1至4中的任一方式的攝像模塊。
[0169]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)能夠達到與上述方式1至4中的任一方式的攝像模塊同等的效果的攝像裝置。
[0170]本發(fā)明的方式6的攝像裝置，在上述方式5中，具有對上述攝像模塊的上述攝像元件的輸出信號實施圖像處理的圖像處理部。[〇171]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠在維持拍攝圖像的中心部分的分辨率的同時，提高拍攝圖像的周邊部分的分辨率。另外，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，圖像處理部能夠由進行簡單的圖像處理的裝置來實現(xiàn)。因此，圖像處理部僅進行一定的變形校正處理即可，對圖像處理部的負擔小。
[0172]本發(fā)明的方式7的攝像裝置，在上述方式6中，上述圖像處理部基于上述攝像模塊的對角方向的視場角和上述角度，將上述攝像裝置的拍攝圖像的尺寸縮小。[〇173]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠使拍攝圖像的尺寸減小。因此，拍攝圖像的數(shù)據(jù)量變小。此外， 能夠確保對于拍攝圖像的有效像圓徑的余量，因此，能夠?qū)Ω蟮亩秳舆M行適當?shù)男Ｕ?br>[0174]本發(fā)明并不限定于上述的各實施方式，能夠在權(quán)利要求書所示的范圍進行各種變更，將在不同的實施方式中分別公開的技術(shù)手段組合而得到的實施方式也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。另外，通過將在各實施方式中分別公開的技術(shù)手段組合，能夠形成新的技術(shù)特征。
[0175]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0176]本發(fā)明能夠應(yīng)用于具備使攝像透鏡和攝像元件中的至少一方偏移的0IS的攝像模塊和攝像裝置。作為攝像裝置的一個例子，能夠舉出數(shù)字視頻攝像機和數(shù)字靜態(tài)攝像機等攝像裝置。
[0177]符號說明
[0178]100攝像裝置
[0179]101攝像模塊
[0180]102圖像處理部
[0181]103攝像透鏡
[0182]104攝像元件
[0183]106透鏡保持架和0IS
[0184]109拍攝圖像
[0185]110拍攝圖像
[0186]111拍攝圖像
[0187]200被拍攝體
[0188]200c主光線
[0189]200e主光線
[0190]L1透鏡
[0191]L2透鏡
[0192]La光軸
[0193]Ln法線方向
[0194]〇4中央部分
[0195]P4周圍部分
【主權(quán)項】
1.一種攝像模塊，其特征在于，具備: 攝像透鏡； 接受通過所述攝像透鏡的光的攝像元件;和 根據(jù)來自被拍攝體的主光線入射至所述攝像透鏡的角度，使所述攝像透鏡和所述攝像元件中的至少一方在相對于所述攝像透鏡的光軸的法線方向上偏移的光學抖動校正機構(gòu)，所述攝像透鏡形成的像的尺寸與所述角度成比例。2.如權(quán)利要求1所述的攝像模塊，其特征在于: 所述攝像透鏡的畸變?yōu)樨摗?.如權(quán)利要求1或2所述的攝像模塊，其特征在于: 所述攝像透鏡為作透鏡。4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的攝像模塊，其特征在于: 所述攝像透鏡具有至少I個透鏡， 所述透鏡中的I個透鏡中， 朝向所述被拍攝體側(cè)的面為凹形狀， 朝向所述攝像元件側(cè)的面的中央部分為凹形狀，并且包圍所述中央部分的周圍部分為凸形狀。5.—種攝像裝置，其特征在于: 具備權(quán)利要求1至4中任一項所述的攝像模塊， 具有對所述攝像模塊的所述攝像元件的輸出信號實施圖像處理的圖像處理部。6.如權(quán)利要求5所述的攝像裝置，其特征在于: 所述圖像處理部基于所述攝像模塊的對角方向的視場角和所述角度，將所述攝像裝置的拍攝圖像的尺寸縮小。
【文檔編號】G02B13/00GK106030401SQ201480076441
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2014年11月17日
【發(fā)明人】重光學道
【申請人】夏普株式會社