摄像模块和摄像装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供能够实现小型和制造成本低、并且更好地对拍摄图像的晃动进行校正的摄像模块和摄像装置。以摄像透镜(103)形成的像的尺寸与来自被拍摄体(200)的主光线入射至摄像透镜(103)的角度成比例的方式构成摄像透镜(103)。
【专利说明】
摄像模块和摄像装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及具备使摄像透镜和摄像元件中的至少一方偏移的0IS(0ptical ImageStabi I izer:光学抖动校正机构)的摄像模块和摄像装置。
【背景技术】
[0002]以往，作为数字视频摄像机和数字静态摄像机等摄像装置，具备对由抖动引起的拍摄图像的晃动进行校正的OIS的摄像装置已实用化。
[0003]OIS具有利用角速度等检测由抖动引起的摄像装置的倾斜的陀螺传感器。OIS基于陀螺传感器的输出信号，使摄像透镜或摄像元件在相对于摄像透镜的光轴的法线方向上偏移。由此，OIS对由摄像元件的受光面与摄像透镜的光轴的相对错位引起的拍摄图像的晃动进行校正。
[0004]利用OIS的功能，摄像装置能够对由抖动引起的拍摄图像的晃动进行校正，抑制拍摄图像的模糊。
[0005]特别是，使摄像透镜偏移的透镜偏移方式的OIS能够由使摄像透镜偏移的紧凑的机构构成，因此被广泛地使用。另一方面，透镜偏移方式的OIS中，对在拍摄图像的周边部分产生的晃动充分地进行校正成为技术问题。拍摄图像的周边部分是指拍摄图像的边缘和其附近。
[0006]作为解决上述技术问题的技术，能够举出专利文献I和2公开的技术。
[0007]在专利文献I中公开了对拍摄图像实施用于校正扭曲的图像处理的技术。
[0008]在专利文献2中公开了通过使摄像透镜的畸变最佳化来抑制由抖动时的摄像装置的倾斜引起的变形成分的技术。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本国公开特许公报“特开2006-129175号公报(2006年5月18日公开)，，
[0012]专利文献2:日本国公开特许公报“特开2012-68540号公报(2012年4月5日公开)”
【发明内容】
[0013]发明要解决的技术问题
[0014]在专利文献I公开的技术中，进行了复杂的图像处理。因此，在专利文献I公开的技术中，为了执行数字校正需要高性能的ISP(Image Signal Processor:图像信号处理)。其结果，在专利文献I公开的技术中，存在图像处理用的装置的处理量增大，结果导致摄像装置的大型化和高成本化的问题。
[0015]特别是在拍摄图像为运动图像的情况下，为在摄像装置中不断地发生抖动的状态。在该情况下，在专利文献I公开的技术中，为了高速地进行校正，需要搭载大容量的缓冲存储器，为了总是驱动电路，需要与消耗电力的增大相应地增设电池。由此，在专利文献I公开的技术中，摄像装置的大型化和高成本化进一步变得显著。
[0016]在专利文献2公开的技术中，拍摄图像的晃动的校正并不充分。对其理由进行说明。
[0017]由摄像透镜形成的像的尺寸，与来自被拍摄体的主光线入射至摄像透镜的角度的正切成比例。由此，在O?V2rad的范围中，该角度越大，被拍摄体的像越大。在使用这样的摄像透镜的校正中，难以进行与被拍摄体的像的大小对应的校正。在专利文献2公开的技术中，没有考虑以上的问题，因此，存在更好地对拍摄图像的晃动进行校正的余地。
[0018]此外，在专利文献2公开的技术中，对摄像透镜的最大像高区域施加了负的畸变，因此，能够使拍摄图像的周边光量比(像周边的光量相对于像中心的光量的比率)变大，能够改善拍摄图像的周边部分的晃动。另一方面，在摄像透镜的中间像高区域，畸变为正，其结果，拍摄图像的中间部分的晃动变大。拍摄图像的中间部分是指拍摄图像的中心部分(拍摄图像的中心和其附近)与拍摄图像的周边部分之间的部分。
[0019]本发明是鉴于上述技术问题而做出的，其目的在于提供能够实现小型和低制造成本、并且更好地对拍摄图像的晃动进行校正的摄像模块和摄像装置。
[0020]用于解决技术问题的手段
[0021]为了解决上述技术问题，本发明的一个方式的摄像模块具备:摄像透镜;接受通过上述摄像透镜的光的摄像元件；和根据来自被拍摄体的主光线入射至上述摄像透镜的角度，使上述摄像透镜和上述摄像元件中的至少一方在相对于上述摄像透镜的光轴的法线方向上偏移的光学抖动校正机构，上述摄像透镜形成的像的尺寸与上述角度成比例。
[0022]此外，为了解决上述技术问题，本发明的一个方式的摄像装置具备本发明的一个方式的摄像模块，并且具有对上述摄像模块的上述摄像元件的输出信号实施图像处理的图像处理部。
[0023]发明效果
[0024]根据本发明的一个方式，能够实现小型和低制造成本、并且更好地对拍摄图像的晃动进行校正。
【附图说明】
[0025]图1的(a)是表示现有技术的摄像透镜的入射角度与像的尺寸的关系的图表，图1的(b)是表示本发明的实施方式I的摄像透镜的入射角度与像的尺寸的关系的图表，图1的(C)是在现有技术的摄像透镜与本发明的实施方式I的摄像透镜(f0透镜)之间，对入射角度与像的尺寸的关系进行比较的图表。
[0026]图2的(a)是表示本发明的实施方式I的摄像装置的结构的截面图，图2的(b)是对图2的(a)所示的摄像装置中的OIS部的功能进行简单说明的截面图。
[0027]图3是对OIS部的功能的原理进彳丁说明的图，图3的(a)表不校正如，图3的(b)表不校正后。
[0028]图4的(a)是对现有技术的摄像透镜形成的像进行说明的图，图4的(b)是对本发明的实施方式I的摄像透镜形成的像进行说明的图。
[0029]图5是表示本发明的实施方式I的摄像装置的栅格图的摄像结果的一个例子的图。
[0030]图6的(a)是表示构成现有技术的摄像透镜的各透镜的结构例的图，图6的(b)是表示构成本发明的实施方式I的摄像透镜的各透镜的结构例的图。
[0031]图7是对图像处理部的图像处理进行说明的图。
[0032]图8是在图1的(C)所示的图表中追加图7所示的各拍摄图像的尺寸的概念而得到的图。
[0033]图9是对于具备现有技术的摄像透镜的摄像装置和具备本发明的实施方式I的摄像透镜的摄像装置，将相对于入射角度的拍摄图像的尺寸的特性进行比较的图表。
[0034]图10是对于具备现有技术的摄像透镜的摄像装置和具备本发明的实施方式I的摄像透镜的摄像装置，将相对于入射角度的发生Ideg的抖动时的晃动的校正后的拍摄图像的晃动量的特性进行比较的图表。
[0035]图11是对于具备现有技术的摄像透镜的摄像装置和具备本发明的实施方式I的摄像透镜的摄像装置，将相对于入射角度的畸变的特性进行比较的图表。
[0036]图12是将关于实施下述数学式(I)所示的图像处理而得到的拍摄图像的特性追加到图9所示的图表中而得到的图。
[0037]图13是对于具备现有技术的摄像透镜的摄像装置和具备本发明的实施方式I的摄像透镜的摄像装置，将栅格图的摄像结果进行比较的图。
[0038]图14是对于具备本发明的实施方式I的摄像透镜的摄像装置，将图像处理前后的栅格图的摄像结果进行比较的图。
[0039]图15是对本发明的实施方式2的摄像装置的结构和该摄像装置中的OIS部的功能进行简单说明的截面图。
【具体实施方式】
[0040]〔发明的要旨〕
[0041]在面向小型设备的摄像模块中，多使用使摄像透镜相对于摄像元件偏移的透镜偏移方式的OIS。透镜偏移方式的OIS消除由抖动产生的被拍摄体的像的偏移，抑制该像的晃动。
[0042]本发明的摄像模块和摄像装置构成为，摄像透镜形成的像的尺寸与来自被拍摄体的主光线入射至摄像透镜的角度成比例。
[0043]由此，被拍摄体的像的大小与上述角度无关而为一定，因此，仅使摄像透镜偏移就能够充分地校正拍摄图像的晃动。上述角度越接近V2rad，本发明的效果越显著。
[0044]作为上述摄像透镜，能够使用所谓的透镜。透镜是指，透镜形成的像的尺寸与光向f9透镜的入射角度Θ成比例的透镜，畸变特性dist.如以下那样定义。
[0045]dist.=100 X(0-tan9)/tan0(%)
[0046]此外，如果使摄像透镜的畸变为负，则拍摄图像的尺寸变小。由此，能够确保对于拍摄图像的有效像圆径的余量，因此，能够对更大的抖动进行适当的校正。
[0047][实施方式I]
[0048]〔摄像装置的结构〕
[0049]以下，为了方便说明，对于与先前说明的部件、变量具有实质相同的功能的部件、变量，一部分标注相同的符号而省略其说明。
[0050]图2的(a)是表示实施方式I的摄像装置的结构的截面图，图2的(b)是对图2的(a)所示的摄像装置中的OIS部的功能进行简单说明的截面图。
[0051]图2的(a)和图2的(b)所示的摄像装置100具备摄像模块101和图像处理部102。
[0052]摄像模块101具备摄像透镜103、摄像元件104、基板105、透镜保持架和0IS(光学抖动校正机构)106、和壳体部107。
[0053]摄像透镜103用于对被拍摄体200进行成像，具有至少I个透镜。在图2的(a)中，为了图示和说明的方便，图示了3块透镜，但是透镜的块数并不限定于3块。另外，以下，与构成摄像透镜的透镜的块数无关地，对于具有相同功能的摄像透镜赋予相同的部件编号。摄像透镜103的具体结构将在后面进行说明。
[0054]摄像元件104接受通过摄像透镜103的光，输出对接受的光进行光电转换而得到的电信号。摄像元件104例如由CCD (Charge Coupled Devi ce:电荷親合元件)或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补型金属氧化膜半导体)构成。
[0055]基板105搭载摄像元件104和壳体部107。
[0056]透镜保持架和OIS106具有透镜保持架部和OIS部。透镜保持架部收纳摄像透镜103 AIS部通过使该透镜保持架部在相对于摄像透镜103的光轴La的法线方向Ln上移动，使摄像透镜103在法线方向Ln上偏移(参照图2的(b))。
[0057]壳体部107搭载在基板105上，覆盖摄像元件104、透镜保持架和OIS106。此外，构成摄像装置100的侧面的壳体部107的部分也可以(像专利文献2的矩形筒状部23a那样)作为OIS部起作用。
[0058]图像处理部102通过对表示摄像模块101拍摄到的图像的、摄像元件104的输出信号(电信号)实施图像处理，生成摄像装置100的拍摄图像。图像处理部102的图像处理将在后面进行说明。
[0059]在此，摄像透镜103构成为，摄像透镜103形成的像的尺寸与来自被拍摄体200的主光线入射至摄像透镜103的角度成比例。
[0060]另外，在本发明的说明书中“摄像透镜形成的像的尺寸”不仅指被拍摄体的像的尺寸，而且指摄像透镜使入射至摄像透镜的光成像而得到的像整体的尺寸。
[0061 ]作为摄像透镜103的具体例子，能够举出所谓的透镜。透镜是指透镜形成的像的尺寸与光向作透镜的入射角度成比例的透镜。通常，作为透镜的摄像透镜103具有负的畸变。
[0062]由此，被拍摄体200的像的大小与上述角度无关而为一定，因此，仅使摄像透镜103偏移就能够充分地校正拍摄图像的晃动。上述角度越接近V2rad，摄像装置100特有的效果越显著。
[0063]此外，不需要使摄像透镜的畸变在中间像高区域中为正，因此，也能够抑制拍摄图像的中间部分的晃动。
[0064]此外，在摄像透镜103具有负的畸变的情况下，能够使拍摄图像的周边光量比增大，因此，适合于降低由“黑点”校正(shading correct1n)引起的噪声。
[0065]〔0IS部的功能的原理〕
[0066]图3的(a)和(b)是对01S部的功能的原理进行说明的图，图3的(a)表示校正前，图3的(b)表示校正后。
[0067]在图3的(a)和(b)中，为了使说明简洁，着眼于构成被拍摄体200的像的中心的主光线200c。
[0068]主光线200c通过摄像透镜103被引导至摄像元件104的受光面104r。
[0069]在主光线200c沿着光轴La的情况下，主光线200c被引导至受光面104r的中心104rc，不需要由OIS部进行校正。
[0070]在此，在发生了抖动的情况下，主光线200c相对于光轴La倾斜。在该情况下，如果摄像透镜103和受光面104r的位置被固定，则主光线200c如图3(a)所示被引导至离开中心104rc的位置104rd。主光线200c被引导至位置104rd是拍摄图像晃动的主要原因。
[0071]因此，为了克服上述的主要原因，OIS部如图3的(b)所示，使摄像透镜103在法线方向Ln上偏移，使得将由于抖动而相对于光轴La倾斜的主光线200c引导至中心104rc。由此，摄像装置100能够对由抖动引起的拍摄图像的晃动进行校正。
[0072]〔摄像透镜形成的像的对比〕
[0073]图4的(a)是对现有技术的摄像透镜形成的像进行说明的图，图4的(b)是对实施方式I的摄像透镜形成的像进行说明的图。
[0074]图4的(a)所示的摄像透镜108中，摄像透镜108形成的像的尺寸与来自被拍摄体200的主光线入射至摄像透镜108的角度的正切成比例。
[0075]在主光线200c沿着摄像透镜108的光轴La'的情况下，主光线200c被引导至受光面104r 的中心 104r c。
[0076]另一方面，在主光线200c入射至摄像透镜108的角度倾斜α地发生了抖动的情况下，主光线200c被引导至受光面104r的位置104re。
[0077]在此，从中心104rc到位置104re的位移量能够表示为V X tana”。在此，f是指从摄像透镜的中心到摄像元件的受光面的距离。即，当由于抖动，主光线200c入射至摄像透镜108的角度倾斜a时，主光线200c被引导至的位置偏移“K X tana”。
[0078]此外，在主光线200c沿着摄像透镜108的光轴La'的情况下，构成被拍摄体200的像的边缘的主光线200e被引导至受光面104r的位置104rf。
[0079]另一方面，在主光线200c入射至摄像透镜108的角度倾斜α地发生了抖动的情况下，主光线200e也呈现同样的倾斜，主光线200e被引导至受光面104r的位置104rg。
[0080]在此，从位置104rf到位置104rg的位移量能够表示为X {tan(a+0)-tan0}”。在此，β是指主光线200c与主光线200e所成的角度。即，当由于抖动，主光线200c入射至摄像透镜108的角度倾斜α时，主光线200e被引导至的位置偏移“K X {tan(a+0)_tani3}”。
[0081 ]根据以上内容可知，在上述的发生了抖动的情况下，在被拍摄体200的像的中心和边缘，偏移量不同。换言之，被拍摄体200的像的大小依赖于角度α的值而变化。更具体地说，角度α越大，被拍摄体200的像越大。
[0082 ]另一方面，图4的(b)所示的摄像透镜1 3中，摄像透镜1 3形成的像的尺寸与来自被拍摄体200的主光线入射至摄像透镜103的角度成比例。
[0083]在主光线200c沿着摄像透镜103的光轴La的情况下，主光线200c被引导至中心104rco
[0084]另一方面，在主光线200c入射至摄像透镜103的角度倾斜α地发生了抖动的情况下，主光线200c被引导至受光面104r的位置104rh。
[0085]在此，从中心104rc到位置104rh的位移量能够表示为“A Xf' X α”。在此，A是规定的比例系数。换言之，该位移量与f Xa成比例。即，当由于抖动，主光线200c入射至摄像透镜103的角度倾斜a时，主光线200c被引导至的位置偏移“A X f X a”。[〇〇86]此外，在主光线200c沿着摄像透镜103的光轴La的情况下，主光线200e被引导至受光面104r的位置104ri。[〇〇87]另一方面，在主光线200c入射至摄像透镜103的角度倾斜a地发生了抖动的情况下，主光线200e也呈现同样的倾斜，主光线200e被引导至受光面104r的位置104rj。[〇〇88] 在此，从位置104ri到位置104rj的位移量能够表示为“AXf X (a+m-AXf Xf3”。 但是，对其整理后成为“AXf' Xa”，与从中心104rc到位置104rh的位移量相等。即，当由于抖动，主光线200c入射至摄像透镜103的角度倾斜a时，主光线200e被引导至的位置偏移“A Xf' Xa，，。
[0089]根据以上内容可知，在上述的发生了抖动的情况下，在被拍摄体200的像的中心和边缘，偏移量相同。换言之，与角度a的值无关地，被拍摄体200的像的大小为一定。
[0090]在图4的(a)所示的例子中，由于抖动，被拍摄体200的像的大小发生变化，但是仅使摄像透镜108偏移不能够应对该变化，因此，拍摄图像的晃动的校正不充分。
[0091]另一方面，在图4的(b)所示的例子中，即使发生抖动，被拍摄体200的像的大小也为一定，因此，仅使摄像透镜103偏移就能够充分地进行拍摄图像的晃动的校正。[〇〇92]〔摄像透镜的结构的详细情况〕[〇〇93]图5是表示实施方式1的摄像装置的栅格图的摄像结果的一个例子的图。另外，该栅格图的纵横比为0.75。
[0094]在摄像透镜103为负的畸变的情况下，栅格图的摄像结果如图5所示成为鼓起的桶型。
[0095]图1的(a)是表示现有技术的摄像透镜的入射角度与像的尺寸的关系的图表。图1 的(b)是表示实施方式1的摄像透镜的入射角度与像的尺寸的关系的图表。图1的(c)是在现有技术的摄像透镜与实施方式1的摄像透镜(作透镜)之间，将入射角度与像的尺寸的关系进行比较的图表。
[0096]另外，在图1的(a)?(c)中，将沿着对应的摄像透镜的光轴时的、光向摄像透镜的入射角度设定为原点。[〇〇97]根据图1的(a)可知，摄像透镜108形成的像的尺寸y与光向摄像透镜108的入射角度9的正切(tan0)成比例。其中，f?是摄像透镜的焦点距离。
[0098]另一方面，根据图1的(b)可知，摄像透镜103形成的像的尺寸y与光向摄像透镜103 的入射角度Q成比例。[〇〇99]进一步，根据图1的(c)可知，将摄像透镜103为f0透镜的情况与摄像透镜108进行比较时，入射角度0越大，像的尺寸y的差异越显著。
[0100]图6的(a)是表示构成现有技术的摄像透镜的各透镜的结构例的图，图6的(b)是表示构成实施方式1的摄像透镜的各透镜的结构例的图。
[0101]为了方便图示，图6的(a)中仅图示了构成摄像透镜108的各透镜中位于最靠被拍摄体200侧的位置的透镜L11的朝向被拍摄体200侧的面S11和这些各透镜中的位于最靠摄像元件104侧的位置的透镜L12。即，在透镜L11与透镜L12之间可以存在其它的透镜。[〇1〇2]透镜LI 1的朝向被拍摄体200侦啲面SI 1为凸形状。
[0103]透镜L12的朝向被拍摄体200侧的面S13的中央部分为凸形状，包围中央部分的周围部分为凹形状。
[0104]透镜L12的朝向摄像元件104侧的面S14的中央部分为凹形状，包围中央部分的周围部分为凸形状。
[0105]另一方面，为了方便图示，图6的(b)中仅图示了构成摄像透镜103的各透镜中位于最靠被拍摄体200侧的位置的透镜L1的朝向被拍摄体200侧的面S1和这些各透镜中位于最靠摄像元件104侧的位置的透镜L2。即，在透镜L1与透镜L2之间可以存在其它的透镜。
[0106]透镜L1的朝向被拍摄体200侧的面S1为凸形状。[〇1〇7]透镜L2的朝向被拍摄体200侧的面S3为凹形状。[〇1〇8]透镜L2的朝向摄像元件104侧的面S4的中央部分c4为凹形状，包围中央部分c4的周围部分P4为凸形状。
[0109]根据上述结构，能够使通过摄像透镜103的周围部分的光线更急剧地向光轴La方向弯曲，因此，能够简单地实现成为负的畸变的摄像透镜103。
[0110]当然，构成摄像透镜103的透镜的块数并不限定于2块，可以为3块以上，也可以为1 块。在摄像透镜103包括3块以上的透镜的情况下，如果利用设置在透镜L1与透镜L2之间的其它透镜来校正各种像差，则能够实现摄像透镜103的低高度化。
[0111]此外，面S4的中央部分c4并非必须为凹形状。
[0112]〔图像处理部〕
[0113]图7是对图像处理部的图像处理进行说明的图。
[0114]图像处理部102对扭曲进行数字校正。
[0115]在摄像透镜103为负的畸变的情况下，摄像装置100的拍摄图像与不考虑摄像透镜 103的畸变的情况相比变小，并且成为鼓起的桶型。
[0116]例如，根据图7，在摄像透镜103为f0透镜的情况下，图像处理前的摄像装置100的拍摄图像109比具备摄像透镜108的现有技术的摄像装置的拍摄图像110小，并且成为鼓起的桶型。
[0117]图像处理部102例如基于下述数学式(1)对拍摄图像109实施图像处理。典型地，图像处理部102对摄像元件104的输出信号(电信号)实施图像处理。
[0118]IH=(f X0max/tan0max) Xtan0.(1)
[0119]其中，IH是拍摄图像的尺寸。此外，0max是摄像装置100的对角方向的视场角。
[0120]图8是将图7所示的各拍摄图像的尺寸的概念追加到图1的(c)所示的图表中而得到的图。
[0121]在图8中，能够认为表示摄像透镜103的入射角度与像的尺寸的关系的细实线为拍摄图像109的尺寸，能够认为表示摄像透镜108的该关系的粗实线为拍摄图像110的尺寸。于是，对拍摄图像109进行图像处理而得到的拍摄图像111的尺寸能够由图8所示的虚线表示。
[0122]根据图8可知，通过数学式(1)所示的图像处理，拍摄图像109变小至拍摄图像111。
[0123]图像处理部102能够由进行例如数学式(1)程度的简单的图像处理的装置来实现。 因此，图像处理部102仅进行一定的变形校正处理即可，对图像处理部102的负担小。因此， 能够实现小型并且低成本的摄像装置100。
[0124]此外，根据数学式(1)所示的图像处理，能够在维持拍摄图像的中心部分的分辨率的同时，提高拍摄图像的周边部分的分辨率。
[0125]进一步，根据数学式(1)所示的图像处理，能够使拍摄图像的尺寸减小。因此，拍摄图像的数据量变小。此外，能够确保相对于拍摄图像的有效像圆径的余量，因此，能够对更大的抖动进行适当的校正。
[0126]〔实施例〕
[0127]对具备13M像素(13兆像素)规格的摄像透镜108的摄像装置和相同规格的摄像装置1〇〇的各种特性进行比较。
[0128]应用的规格如下所述。
[0129]? 13M 像素
[0130]?像素间距:1.12mi [〇131] ?最大视场角:72deg[〇132]?最大像尺寸(从像的中心到摄像元件的对角的像的尺寸):2.9335mm
[0133]?焦点距离:4.038mm
[0134]?抖动校正角度:ldeg(相对于摄像透镜的光轴-1或+ldeg)
[0135]以下，将关于具备摄像透镜108的摄像装置的特性设为“IH = f ? tan0”，将关于摄像装置100的特性设为“IH=f ? 0”。
[0136]图9是对于具备现有技术的摄像透镜的摄像装置和具备实施方式1的摄像透镜的摄像装置，将相对于入射角度(横轴)的拍摄图像的尺寸(纵轴)的特性进行比较的图表。 [〇137]根据图9, “IH=f ? tan0”中，拍摄图像的尺寸IH相对于入射角度0在描绘出tan0的曲线的同时变大，另一方面，“IH=f ? 0”中，拍摄图像的尺寸IH相对于入射角度0线性地变化。
[0138]图10是对于具备现有技术的摄像透镜的摄像装置和具备实施方式1的摄像透镜的摄像装置，将相对于入射角度(横轴)的、发生了 ldeg的抖动时的晃动的校正后的拍摄图像的晃动量(纵轴)的特性进行比较的图表。
[0139]根据图10，“IH = f ? tan0”中，入射角度0越大，晃动量越大，入射角度0为35deg时， 晃动量超过35m。这样，“IH=f ? tan0”中，在拍摄图像的周边部分，残留数十Mi(数十像素) 量级的晃动。另一方面，根据图10, “IH=f? 0”中，与入射角度0无关地，晃动量非常小。
[0140]图11是对于具备现有技术的摄像透镜的摄像装置和具备实施方式1的摄像透镜的摄像装置，将相对于入射角度(横轴)的畸变(纵轴)的特性进行比较的图表。[〇141]根据图ll，“IH=f ? tan0”中，与入射角度0无关地畸变为0是理想情况。另一方面， 根据图11，“IH=f ? 0”中，摄像透镜103成为负畸变的情况被表示在图表中。
[0142]图12是将关于实施上述数学式(1)所示的图像处理而得到的拍摄图像的特性追加到图9所示的图表中而得到的图。[〇143] 在图12中，将关于图像处理后的拍摄图像的特性设为“IH=(f ? ftnax/tanftnax) ? tan9”。
[0144]图13是对于具备现有技术的摄像透镜的摄像装置和具备实施方式1的摄像透镜的摄像装置，将栅格图的摄像结果进行比较的图。
[0145]根据图13，“IH = f ? 0”的栅格图的拍摄图像相对于“IH = f ? tan0”的栅格图的拍摄图像变小，并且成为鼓起的桶型。
[0146]图14是对于具备实施方式1的摄像透镜的摄像装置，将图像处理前后的栅格图的摄像结果进行比较的图。
[0147]根据图14可知，通过数学式(1)所示的图像处理，“IH = f ? 0”的栅格图的拍摄图像变小至“IH=(f ? 9max/tan0max) ? tan9”的栅格图的拍摄图像。
[0148]另外，具备摄像透镜103的摄像装置100和摄像模块101包含在本发明的范围内。作为摄像装置1〇〇的一个例子，能够举出数字视频摄像机和数字静态摄像机等摄像装置。
[0149][实施方式2]
[0150]在实施方式1中，对0IS部使摄像透镜103偏移的例子进行了说明，但是也可以使摄像元件104偏移，也可以使摄像透镜103和摄像元件104两者偏移。
[0151]图15是对实施方式2的摄像装置的结构和该摄像装置中的0IS部的功能进行简单说明的截面图。
[0152]图15所示的摄像装置300与图2的(a)和(b)所示的摄像装置100在下述方面不同。
[0153]S卩，摄像装置300具备透镜保持架和0IS 306代替透镜保持架和0IS 106。
[0154]透镜保持架和0IS 306具有透镜保持架部和0IS部。透镜保持架和0IS 306的透镜保持架部与透镜保持架和0IS 106的透镜保持架部相同。透镜保持架和0IS 306的0IS部，例如通过使基板105在相对于摄像透镜103的光轴La的法线方向ILn上移动，使摄像元件104在法线方向ILn偏移。
[0155]法线方向ILn的方向与法线方向Ln的方向正相反。在该情况下，使摄像元件104在法线方向ILn上偏移，与使摄像透镜103在法线方向Ln上偏移是同样的意义。[〇156]根据以上内容可知，即使不使摄像透镜103偏移而使摄像元件104偏移，即使将摄像透镜103的偏移和摄像元件104的偏移组合，也能够达到与摄像装置100同等的效果。
[0157]〔总结〕
[0158]本发明的方式1的摄像模块具备:摄像透镜;接受通过上述摄像透镜的光的摄像元件;和根据来自被拍摄体的主光线入射至上述摄像透镜的角度，使上述摄像透镜和上述摄像元件中的至少一方在相对于上述摄像透镜的光轴的法线方向上偏移的光学抖动校正机构(透镜保持架和0IS 106)，上述摄像透镜形成的像的尺寸与上述角度成比例。[〇159]根据上述结构，被拍摄体的像的大小与上述角度无关而为一定，因此，仅通过使摄像透镜偏移就能够充分地校正拍摄图像的晃动。[〇16〇]因此，能够实现小型和低制造成本、并且更好地对拍摄图像的晃动进行校正。[〇161]此外，不需要使摄像透镜的畸变在中间像高区域中为正，因此，能够抑制拍摄图像的中间部分的晃动。
[0162]本发明的方式2的摄像模块，在上述方式1中，上述摄像透镜的畸变为负。
[0163]根据上述结构，能够使拍摄图像的周边光量比增大，因此，适合于降低由“黑点”校正引起的噪声。
[0164]本发明的方式3的摄像模块，在上述方式1或2中，上述摄像透镜为f0透镜。
[0165]根据上述结构，能够简单地实现本发明的各方式的摄像透镜。
[0166]本发明的方式4的摄像模块，在上述方式1至3中的任一方式中，上述摄像透镜具有至少1个透镜，上述透镜中的1个透镜中，朝向上述被拍摄体侧的面为凹形状，朝向上述摄像元件侧的面的中央部分为凹形状，并且包围上述中央部分的周围部分为凸形状。
[0167]根据上述结构，能够使通过摄像透镜的周围部分的光线更急剧地向摄像透镜的光轴方向弯曲，因此，能够简单地实现成为负的畸变的摄像透镜。
[0168]本发明的方式5的摄像装置具备上述方式1至4中的任一方式的摄像模块。
[0169]根据上述结构，能够实现能够达到与上述方式1至4中的任一方式的摄像模块同等的效果的摄像装置。
[0170]本发明的方式6的摄像装置，在上述方式5中，具有对上述摄像模块的上述摄像元件的输出信号实施图像处理的图像处理部。[〇171]根据上述结构，能够在维持拍摄图像的中心部分的分辨率的同时，提高拍摄图像的周边部分的分辨率。另外，根据上述结构，图像处理部能够由进行简单的图像处理的装置来实现。因此，图像处理部仅进行一定的变形校正处理即可，对图像处理部的负担小。
[0172]本发明的方式7的摄像装置，在上述方式6中，上述图像处理部基于上述摄像模块的对角方向的视场角和上述角度，将上述摄像装置的拍摄图像的尺寸缩小。[〇173]根据上述结构，能够使拍摄图像的尺寸减小。因此，拍摄图像的数据量变小。此外， 能够确保对于拍摄图像的有效像圆径的余量，因此，能够对更大的抖动进行适当的校正。
[0174]本发明并不限定于上述的各实施方式，能够在权利要求书所示的范围进行各种变更，将在不同的实施方式中分别公开的技术手段组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。另外，通过将在各实施方式中分别公开的技术手段组合，能够形成新的技术特征。
[0175]产业上的可利用性
[0176]本发明能够应用于具备使摄像透镜和摄像元件中的至少一方偏移的0IS的摄像模块和摄像装置。作为摄像装置的一个例子，能够举出数字视频摄像机和数字静态摄像机等摄像装置。
[0177]符号说明
[0178]100摄像装置
[0179]101摄像模块
[0180]102图像处理部
[0181]103摄像透镜
[0182]104摄像元件
[0183]106透镜保持架和0IS
[0184]109拍摄图像
[0185]110拍摄图像
[0186]111拍摄图像
[0187]200被拍摄体
[0188]200c主光线
[0189]200e主光线
[0190]L1透镜
[0191]L2透镜
[0192]La光轴
[0193]Ln法线方向
[0194]〇4中央部分
[0195]P4周围部分
【主权项】
1.一种摄像模块，其特征在于，具备: 摄像透镜； 接受通过所述摄像透镜的光的摄像元件;和 根据来自被拍摄体的主光线入射至所述摄像透镜的角度，使所述摄像透镜和所述摄像元件中的至少一方在相对于所述摄像透镜的光轴的法线方向上偏移的光学抖动校正机构，所述摄像透镜形成的像的尺寸与所述角度成比例。2.如权利要求1所述的摄像模块，其特征在于: 所述摄像透镜的畸变为负。3.如权利要求1或2所述的摄像模块，其特征在于: 所述摄像透镜为作透镜。4.如权利要求1至3中任一项所述的摄像模块，其特征在于: 所述摄像透镜具有至少I个透镜， 所述透镜中的I个透镜中， 朝向所述被拍摄体侧的面为凹形状， 朝向所述摄像元件侧的面的中央部分为凹形状，并且包围所述中央部分的周围部分为凸形状。5.—种摄像装置，其特征在于: 具备权利要求1至4中任一项所述的摄像模块， 具有对所述摄像模块的所述摄像元件的输出信号实施图像处理的图像处理部。6.如权利要求5所述的摄像装置，其特征在于: 所述图像处理部基于所述摄像模块的对角方向的视场角和所述角度，将所述摄像装置的拍摄图像的尺寸缩小。
【文档编号】G02B13/00GK106030401SQ201480076441
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年11月17日
【发明人】重光学道
【申请人】夏普株式会社