專利名稱：攝像機模塊以及攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及攝像機模塊，更詳細而言，涉及具備透鏡位移方式或傳感器位移方式的光學(xué)式攝像機抖動(camera shake)修正機構(gòu)的攝像機模塊。
背景技術(shù)：
以往，在數(shù)字視頻攝像機(digital video camera),數(shù)字靜物攝像機(digitalstill camera)等的攝像裝置中，具備用于修正由攝像機抖動引起的攝影圖像的抖動的光學(xué)式攝像機抖動修正機構(gòu)(Optical Image Stabilizer:光學(xué)圖像穩(wěn)定器，以下，稱為0IS)的攝像裝置被實用化。OIS具有以角速度等檢測由攝像機抖動動作引起的攝像裝置的傾斜的陀螺儀傳感器，通過基于該陀螺儀傳感器的輸出信號，將透鏡或者CCD等的影像傳感器相對于光軸在垂直方向、即相對于影像傳感器的受光部平行地位移，將相對于影像傳感器的受光部的光軸的偏移進行修正。由此，能相對的使被拍攝體圖像靜止，所以能修正由攝像機抖動引起的攝影圖像的抖動，能抑制圖像模糊等的產(chǎn)生。圖9(a)是表示基于現(xiàn)有的攝像機模塊200的攝像機抖動修正時的動作的側(cè)面圖，圖9 (b)是表不由圖9 (a)所不的現(xiàn)有的攝像機I旲塊200攝影的攝影圖像的不意圖。如圖9 Ca)所示，當由攝像機抖動引起的攝像機模塊200相對于被拍攝體O傾斜時，攝像機模塊200以被拍攝體O的中心Oc與光軸s —致的方式，使影像傳感器部105在-X方向位移。由此，如圖9 (b)所示，通過使攝影圖像中的被拍攝體圖像OI的中心OIc與攝影圖像的中心Ic 一致，將由攝像機抖動引起的攝影圖像的抖動進行修正。然而，如圖9 (b)所示，在由現(xiàn)有的攝像機模塊200攝影的攝像機抖動修正時的攝影圖像中，存在被拍攝體圖像OI的周邊部分的遠近(倍率)進行變化而在攝影圖像中產(chǎn)生畸變等的問題。圖10是表示相對于圖9 Ca)所示的被拍攝體0，攝像機模塊200傾斜時的圖像高度與光學(xué)畸變之間的關(guān)系的曲線圖。在圖10中，縱軸規(guī)定了圖像高度(％)，橫軸規(guī)定了光學(xué)畸變(％)。如圖10所示,相對于被拍攝體O,當攝像機模塊200傾斜時,表示離攝影圖像的中心位置的距離的圖像高度變大，由此，光學(xué)畸變的影響變大。若該光學(xué)畸變?yōu)檎?，則該圖像高度中的被拍攝體圖像被過大地攝影，同時，若光學(xué)畸變?yōu)樨?，則被拍攝體圖像被過小地攝影。另外，光學(xué)畸變是將理想圖像高度與實際圖像高度的差分以理想圖像高度相除的比率(值)，最大圖像高度(±100%)中的光學(xué)畸變的差分變?yōu)閿z像機移動量。該攝像機移動量越大則被拍攝體圖像的周邊部分的畸變就變得越大。圖11是表示圖9 Ca)所示的現(xiàn)有的攝像機模塊200所具備的透鏡部的一般的圖像高度-光學(xué)畸變曲線的曲線圖。如圖11所示，現(xiàn)有的攝像機模塊200所具備的透鏡部，在一般情況下，最小圖像高度(0%)區(qū)域中的光學(xué)畸變?yōu)?，在中間圖像高度(±50%)區(qū)域中具有正的極大值。然后，從該極大值開始減少，在最大圖像聞度(土 100% )的近如(±90% )具有負的極小值，進而，從該極小值開始增加，具有在最大圖像高度(±100%)中通過O的圖像高度-光學(xué)畸變曲線。即，在最大圖像高度(±100%)以及該最大圖像高度附近具有光學(xué)畸變增加的光學(xué)畸變特性。圖12是表示圖9 Ca)所示的攝像機抖動修正時的現(xiàn)有的透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變曲線的曲線圖。如圖12所示，在攝像機抖動修正時的透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變曲線中，在由相對于被拍攝體O的攝像機模塊200的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量的基礎(chǔ)上，加上由影像傳感器部105的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量。在此，在圖11所示的圖像高度-光學(xué)畸變曲線，即，在最大圖像高度(±100%)以及該最大圖像高度附近，在具有光學(xué)畸變增加的光學(xué)畸變曲線的透鏡部，由相對于被拍攝體O的攝像機模塊200的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量與由影像傳感器部105的位移所產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量變?yōu)橄嗤瑯O性，攝像機抖動修正時的攝像機移動量增大。為此，在現(xiàn)有的攝像機模塊200中，如圖9(b)所示的那樣，被拍攝體圖像OI的周邊部分的遠近(倍率)變化很大，存在攝影圖像中產(chǎn)生畸變等的問題。對于該問題,在專利文獻I中，通過進行基于ISP (Image Signal Processor)的數(shù)字修正，提出了抑制攝影圖像的畸變的技術(shù)。根據(jù)專利文獻1，識別變焦位置且適應(yīng)性地變更處理參數(shù)，并且通過進行存儲器中保存的攝影圖像的修正來抑制攝影圖像的畸變。先行技術(shù)文獻 專利文獻
專利文獻1:日本國專利公開公報“特開2006-129175號公報(2006年5月18日公開)”。發(fā)明的概要
發(fā)明所要解決的課題
但是，在專利文獻I所公開的技術(shù)中，用于執(zhí)行數(shù)字修正的高性能的ISP( Image SignalProcessor)成為必要。特別是，在動畫攝影的情況下，由于通常是攝像機抖動產(chǎn)生的狀態(tài)，所以要求搭載用于進行高速修正的大容量緩沖存儲器以及增設(shè)與用于始終驅(qū)動電路的功耗的增大相應(yīng)的電池等。為此，在專利文獻I中所公開的技術(shù)中，存在裝置結(jié)構(gòu)變復(fù)雜且制造成本增大，并且與現(xiàn)在的攝像裝置的小型化相反的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有的課題而所做的發(fā)明，其目的在于，以低成本實現(xiàn)小型且能抑制攝像機抖動修正時的攝影圖像的畸變的攝像機模塊。涉及本發(fā)明的攝像機模塊，為了解決上述課題，具備:光學(xué)單元，具有由至少一個光學(xué)透鏡構(gòu)成的透鏡部；傳感器單元，具有將經(jīng)由所述透鏡部入射的光變換為電信號的攝像元件；以及攝像機抖動修正單元，根據(jù)裝置主體的傾斜，將所述光學(xué)單元和所述傳感器單元的相對位置相對于所述攝像元件的攝像面平行地位移，由此，將相對于該攝像元件的光軸的偏移進行修正，所述透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變曲線在中間圖像高度區(qū)域具有正的極大值，并且朝向最大圖像高度，從該極大值逐漸地減少。通常，在攝像機抖動修正時的透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變曲線中，在由相對于被拍攝體的攝像機模塊的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量的基礎(chǔ)上，加上由基于攝像機抖動修正單元的光學(xué)單元和傳感器單元的相對位置的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量。為此，在現(xiàn)有的攝像機模塊中，攝像機抖動修正時的攝像機移動量增大，被拍攝體圖像的周邊部分的遠近(倍率)變化很大，存在攝影圖像中產(chǎn)生畸變等的問題。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，透鏡部具有在中間圖像高度區(qū)域中具有正的極大值，并朝向最大圖像高度，從該極大值逐漸地減少的圖像高度-光學(xué)畸變曲線。為此，在攝像機抖動修正時，由相對于被拍攝體的攝像機模塊的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量與由基于攝像機抖動修正單元的光學(xué)單元和傳感器單元的相對位置的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量變?yōu)榉礃O性,并且相互抵消。由此，與現(xiàn)有的攝像機模塊相比，由于攝像機抖動修正時的攝像機移動量被減少，所以能抑制攝影圖像的畸變。此外，在光學(xué)畸變的上述減少中，不僅包含連續(xù)的減少，也包含階段性的減少。如上所述，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于變?yōu)橥ㄟ^將透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變曲線進行最優(yōu)化能抑制攝像機抖動修正時的攝影圖像的畸變，所以能以低成本實現(xiàn)小型且能抑制攝像機抖動修正時的攝影圖像的畸變的攝像機模塊。另外，涉及本發(fā)明的攝像裝置，為了解決上述課題，其特征在于，具備上述攝像機模塊。由此，能以低成本實現(xiàn)小型且能抑制攝像機抖動修正時的攝影圖像的畸變的攝像機模塊。發(fā)明效果
如上所述，涉及本發(fā)明的攝像機模塊，具備:光學(xué)單元，具有由至少一個光學(xué)透鏡構(gòu)成的透鏡部；傳感器單元，具有將經(jīng)由所述透鏡部入射的光變換為電信號的攝像元件；以及攝像機抖動修正單元，根據(jù)裝置主體的傾斜，將所述光學(xué)單元和所述傳感器單元的相對位置相對于所述攝像元件的攝像面平行地位移，由此，將相對于該攝像元件的光軸的偏移進行修正，所述透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變曲線在中間圖像高度區(qū)域具有正的極大值，并且朝向最大圖像高度，從該極大值逐漸地減少。為此，無需具備現(xiàn)有那樣的特殊的ISP( Image Signal Processor),而通過將透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變曲線進行最優(yōu)化，從而能抑制攝像機抖動修正時的攝影圖像的畸變。因此，根據(jù)上述發(fā)明，實現(xiàn)了如下效果，即，能以低成本實現(xiàn)小型且能抑制攝像機抖動修正時的攝影圖像的畸變的攝像機模塊。


[圖1]是表示涉及本發(fā)明的攝像機模塊的外觀結(jié)構(gòu)的立體 [圖2]是圖1所示的攝像機模塊的A-A剖面圖，表示將攝像機模塊的中央部在光軸方向切斷的狀態(tài)；
[圖3]是表示圖2所示的透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變曲線的曲線 [圖4]是表示圖2所示的OIS部的概略結(jié)構(gòu)的立體 [圖5]圖5 (a)是表示相對于被拍攝體攝像機模塊正對著的狀態(tài)的側(cè)面圖，圖5 (b)是表示通過圖5 (a)所示的攝像機模塊攝影的攝影圖像的示意圖； [圖6]圖6 (a)是表示相對于被拍攝體攝像機模塊傾斜的狀態(tài)的側(cè)面圖，圖6 (b)是表示通過圖6 (a)所示的攝像機模塊攝影的攝影圖像的示意 [圖7]圖7 (a)是表示由攝像機模塊引起的攝像機抖動修正時的動作的側(cè)面圖，圖7(b)是表示圖7 (a)所示的攝影的攝影圖像的示意 [圖8]是表示圖7 (a)所示的攝像機抖動修正時的透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變的曲線 [圖9]圖9 (a)是表示由現(xiàn)有的攝像機模塊引起的攝像機抖動修正時的動作的側(cè)面圖，圖9 (b)是表示通過圖9 (a)所示的現(xiàn)有的攝像機模塊攝影的攝影圖像的示意 [圖10]是表示相對于圖9 (a)所示的被拍攝體，攝像機模塊傾斜時的圖像高度與光學(xué)畸變的關(guān)系的曲線 [圖11]是表示圖9(a)所示的現(xiàn)有的攝像機模塊具備的透鏡部的一般的圖像高度-光學(xué)畸變曲線的曲線 [圖12]是表示圖9 (a)所示的攝像機抖動修正時的現(xiàn)有的透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變曲線的曲線圖。
具體實施例方式關(guān)于涉及本發(fā)明的攝像機模塊的一個實施方式，若基于圖1 圖8來說明時，為如下所述。在本實施方式中，針對具備傳感器位移方式的光學(xué)式攝像機抖動修正機構(gòu)(0IS:Optical Image Stabilizer)的攝像機模塊進行說明。另外,在以下的說明中，雖然為了實施本發(fā)明，賦予技術(shù)上優(yōu)選的各種限定，但本發(fā)明的范圍并不限定在以下的實施方式以及添付的附圖中?！?I〕攝像機模塊的結(jié)構(gòu)
首先，參照圖1及圖2，對涉及本實施方式的攝像機模塊的結(jié)構(gòu)進行說明。圖1是表示涉及本實施方式的攝像機模塊100的外觀結(jié)構(gòu)的立體圖。如圖1所示，攝像機模塊100由作為攝像光學(xué)系的光學(xué)部(光學(xué)單元)1、驅(qū)動光學(xué)部I的透鏡驅(qū)動部2、進行攝像機抖動修正的OIS部(攝像機抖動修正單元)3、以及進行從光學(xué)部I入射的光的光電變換的攝像部4構(gòu)成。光學(xué)部I保持在透鏡驅(qū)動部2的內(nèi)部。另外，攝像部4由影像傳感器部(傳感器單元)5以及安裝該影像傳感器部5的襯底6構(gòu)成。S卩，攝像機模塊100為如下結(jié)構(gòu)，在襯底6上，影像傳感器部5，0IS部3以及透鏡驅(qū)動部2按該順序在光軸方向被層疊的結(jié)構(gòu)，在以下的說明中，為了方便，將光學(xué)部I側(cè)稱為上方，將攝像部4側(cè)稱為下方。圖2是圖1所示的攝像機模塊100的A-A剖面圖，表示將攝像機模塊100的中央部在光軸方向切斷的狀態(tài)。光學(xué)部I是形成被拍攝體圖像的攝像光學(xué)系，并且是將從外部入射的來自被拍攝體的光進行聚光，并向攝像部4的影像傳感器部5進行引導(dǎo)的光學(xué)部。如圖2所示，光學(xué)部I由透鏡部11、保持透鏡部11的側(cè)面的透鏡鏡筒12構(gòu)成。透鏡部11是將來自被拍攝體的光進行聚光并在影像傳感器部5所具備的傳感器芯片52的受光部進行成像的透鏡部。在本實施方式中，透鏡部11由3個光學(xué)透鏡Ila Ilc構(gòu)成。透鏡部11由單數(shù)的光學(xué)透鏡構(gòu)成也可，但是如本實施方式那樣，通過由多個光學(xué)透鏡Ila Ilc構(gòu)成，進行各種的成像就成為可能。
另外，在本實施方式中，為了抑制后述的攝像機抖動修正時的攝影圖像的畸變，透鏡部11的圖像高度-光學(xué)畸變(畸變像差(distortion aberration))曲線被最優(yōu)化。此夕卜，關(guān)于透鏡部11的圖像高度-光學(xué)畸變曲線的詳細，進行后述。透鏡鏡筒12是圓形的筒狀構(gòu)件，以透鏡部11的光軸與透鏡鏡筒12的軸中心一致的方式，將透鏡部11以其內(nèi)周面進行保持。另外，透鏡鏡筒12通過使形成于其外周面的螺紋部分與形成于透鏡驅(qū)動部2所具備的透鏡支架21的內(nèi)周面的螺紋部分進行螺紋結(jié)合，被保持在透鏡支架21中。透鏡驅(qū)動部2是通過使光學(xué)部I沿光軸方向移動，來調(diào)整透鏡部11的焦點的自動聚焦機構(gòu)。即，透鏡驅(qū)動部2在從無限遠端到宏端(macro end)之間通過使透鏡部11在上方或下方移動，進行透鏡部11的焦點的調(diào)整。此外，在本實施方式中，雖然以VCM型的自動聚焦機構(gòu)構(gòu)成透鏡驅(qū)動部2,但是,例如由壓電驅(qū)動器(piezoactuator)或者步進電動機(stepping motor)等構(gòu)成也可。另外，透鏡驅(qū)動部2在透鏡部11的驅(qū)動時，具有將光學(xué)部I進行保持且在光軸方向移動的可動部和位置不變動的固定部?？蓜硬勘皇杖菰诠潭ú康膬?nèi)部，并且由透鏡支架21以及線圈22構(gòu)成。同時，固定部由磁軛23、永久磁鐵24，蓋25以及底座26構(gòu)成。透鏡支架21是圓形的筒狀構(gòu)件，以形成于其內(nèi)周面的螺紋部來保持透鏡鏡筒12。另外，在透鏡支架21的外周面的下方端部設(shè)置有法蘭，在該法蘭的外緣部，固定有與透鏡支架21的外周面平行地設(shè)置的線圈22。另外，在透鏡支架21的光軸方向的兩端部設(shè)置有彈簧27a.27b。彈簧27a的一端被固定在透鏡支架21的上方端部,另一端被固定在磁軛23。同時,在與彈簧27a被固定的透鏡支架21的上方端部對置的下方端部，彈簧27b的一端被固定，另一端被固定于底座26。彈簧27a *27b基于其彈性力，輔助性地支持將透鏡支架21在光軸方向可移動。此外，不特別限定彈簧27a.29b被固定的位置,一端固定在可動部，另一端固定在固定部也可。磁軛23由作為構(gòu)成透鏡驅(qū)動部2的側(cè)面部的矩形的筒狀構(gòu)件的矩形筒狀部23a、作為在矩形筒狀部23a的內(nèi)側(cè)配置的圓形的筒狀構(gòu)件的圓形筒狀部23c、連接矩形筒狀部23a和圓形筒狀部23c的連接部23b構(gòu)成。矩形筒狀部23a和圓形筒狀部23c在上方端部通過連接部23b被連接，矩形筒狀部23a的下方端部被固定于底座26的外緣部。另外，磁軛23以在矩形筒狀部23a與圓形筒狀部23c之間配置有線圈22的方式來定位，在矩形筒狀部23a的內(nèi)表面，與線圈22隔開規(guī)定的間隙來配置永久磁鐵24。另外，在本實施方式中，在連接部23b的上方，設(shè)置有蓋25，蓋25構(gòu)成透鏡驅(qū)動部2的上表面部(頂面)。在該蓋25的中央部分，形成有用于入射來自被拍攝體的光的開口部25a，在開口部25a中設(shè)有用于防止異物等侵入的風(fēng)擋。此外，在本實施方式中，雖然以磁軛23構(gòu)成透鏡驅(qū)動部2的側(cè)面部，以蓋25構(gòu)成上表面部，但是，例如，通過由磁軛23構(gòu)成透鏡驅(qū)動部2的側(cè)面部以及上表面部，省略蓋25也可。在這種情況下，由于磁軛23兼有蓋25的作用，所以開口部25a在磁軛23中形成。底座26構(gòu)成透鏡驅(qū)動部2的根基，在底座26的中央部，為了確保光路而形成開口部 26a。這樣，在透鏡驅(qū)動部2中，將透鏡鏡筒12保持在內(nèi)周面的透鏡支架21是由磁軛23，蓋25以及底座26形成的空間內(nèi)被收容的結(jié)構(gòu)。另外，線圈22，磁軛23以及永久磁鐵24構(gòu)成磁電路，當給線圈22施加電流時，在線圈22與永久磁鐵24之間會產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象。進而，通過該電磁感應(yīng)現(xiàn)象，相對于線圈22中一體固定的透鏡支架21，發(fā)生光軸方向的推力。通過該推力，透鏡支架21變成在光軸方向可移動。透鏡支架21在光軸方向移動時，彈簧27a.27b 一邊變形一邊輔助性地支持透鏡支架21。此外，如圖2所示，在透鏡支架21的下方端部形成有突起部21a，在突起部21a與底座26抵接的狀態(tài)，通過彈簧27a.27b的彈性力，透鏡支架21在下方向被增壓。進而，在本實施方式中，在位于線圈22以及永久磁鐵24的正下周邊的底座26的上表面(與透鏡支架21的底面對置的一側(cè)的面)，形成槽26b，在槽26b的內(nèi)部涂敷粘著性的塵埃俘獲劑28。塵埃俘獲劑28涂敷在底座26的上表面也可，如本實施方式那樣，通過涂敷在槽26b的內(nèi)部，能使異物滯留在槽26b。S卩，經(jīng)由線圈22與永久磁鐵24之間的間隙，能使底座26上落下的異物，落下之后不久滯留在槽26b的內(nèi)部。由此，由于通過塵埃俘獲劑28能可靠地捕捉底座26上落下的異物，所以能有效地抑制從開口部26a排出異物。此外，塵埃俘獲劑28如果具有粘著性，則不特別限定。例如，雖然能使用半固體狀(或接近固體的狀態(tài))的油脂、樹脂，但特別是，潤滑劑是最適合的。潤滑劑是半固體狀或者是接近于液體的油脂的一種，例如，能由半固體狀(或接近固體的狀態(tài))的潤滑劑，或者糊狀的潤滑劑構(gòu)成。作為潤滑劑，例如，能使用二硫化鑰潤滑劑，白色系潤滑劑，硅系潤滑劑或全氟聚醚系潤滑劑等?；蛘?，能使用以礦油為主成分的礦油系潤滑劑，以聚α-烯烴油為主成分的聚α -烯烴系潤滑劑，以硅油為主成分的硅系潤滑劑，氟硅系潤滑劑，以全氟聚醚為主成分的全氟聚醚系潤滑劑等。這些潤滑劑能單獨或混合2種以上來使用。另外，潤滑劑也可以是包含例如，鋰皂，鈣皂，聚四氟乙烯(PTFE )等、潤滑劑用的添加物。OIS部3設(shè)置在透鏡驅(qū)動部2的底面(底座26的底面)側(cè)，是通過對應(yīng)于攝像機抖動使影像傳感器部5位移而進行攝像機抖動修正的傳感器位移方式的攝像機抖動修正機構(gòu)。此外，關(guān)于OIS部3的詳細，進行后述。攝像部4是將由光學(xué)部I聚光的光變換為電信號的攝像部。攝像部4由影像傳感器部5和承載影像傳感器部5的襯底6構(gòu)成。影像傳感器部5由玻璃襯底51、傳感器芯片52以及傳感器蓋53構(gòu)成。玻璃襯底51由透光性的構(gòu)件構(gòu)成，以覆蓋傳感器芯片52的受光部的方式進行配置。在本實施方式中，在玻璃襯底51的表面形成有紅外線遮擋膜(IR切斷膜)，玻璃襯底51具有遮擋紅外線的功能。傳感器芯片52承載于襯底6,是將由光學(xué)部I聚光的光變換為電信號的攝像兀件。即，傳感器芯片52是經(jīng)由透鏡部11將受光的光信號變換為電信號的傳感器器件。在傳感器芯片52中，例如，能使用C⑶或CMOS傳感器IC等。在傳感器芯片52的表面(攝像面)，形成有多個像素按矩陣狀配置的受光部(未圖示)。該受光部是將由光學(xué)部I聚光的光進行成像的區(qū)域，也能換句話說成是像素區(qū)域。傳感器芯片52將在該受光部(像素區(qū)域)成像的被拍攝體圖像變換為電信號，作為模擬圖像信號進行輸出。傳感器芯片52的動作由DSP (圖示省略)控制，由傳感器芯片52生成的模擬圖像信號被輸出到DSP并被處理。傳感器蓋53以覆蓋傳感器芯片52的一部分以及襯底6的表面的方式進行設(shè)置，在與傳感器芯片52的受光部對應(yīng)的位置，為了確保光路形成有開口部53a。在開口部53a的內(nèi)周面設(shè)有級差，通過該級差，玻璃襯底51在OIS部3與傳感器芯片52之間，具有規(guī)定的間隙被擔(dān)載。開口部53a是經(jīng)由透鏡部11使入射的光透過傳感器芯片52的受光部的透光區(qū)域。此外，在本實施方式中，玻璃襯底51安裝在傳感器蓋53的開口部53a，例如，在傳感器芯片52中使用粘合劑等進行粘合并固定也可。但是，如本實施方式那樣，通過將玻璃襯底51與傳感器芯片52隔開規(guī)定的間隙進行配置，能減小玻璃襯底51中附著的異物的影響，例如，能減少向傳感器芯片52的異物的掉落，所以優(yōu)選。襯底6具有圖案化的布線(省略圖示)，通過該布線，影像傳感器部5 (傳感器芯片52)與襯底6電連接。在襯底6中，例如，能使用印刷襯底或陶瓷襯底等。這樣,在攝像部4中，入射到傳感器芯片52的光信號被變換為電信號,變換后的電信號經(jīng)由襯底6輸入到攝像機模塊100的控制電路等(省略圖示)中，作為圖像信號取出。
〔2〕透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變曲線
接下來，參照圖3，對攝像機模塊100所具有的透鏡部11的圖像高度-光學(xué)畸變曲線進行說明。圖3是表示圖2所示的透鏡部11的圖像高度-光學(xué)畸變曲線的曲線圖。在圖3中，縱軸規(guī)定了表示離攝影圖像的中心位置的距離的圖像高度(％)，橫軸規(guī)定了光學(xué)畸變
(%)o如圖3所示的那樣，透鏡部11的圖像高度-光學(xué)畸變曲線在中間圖像高度(±50% )區(qū)域中具有變?yōu)檎姆逯档臉O大值，朝向最大圖像高度(± 100% )從該極大值逐漸地減少。即，透鏡部11在最大圖像高度(±100%)以及該最大圖像高度附近，具有光學(xué)畸變逐漸地減少的光學(xué)畸變特性。透鏡部11通過具備這樣的光學(xué)畸變特性，在攝像機抖動修正時，能將由相對于被拍攝體的攝像機模塊100的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量和由基于OIS部3的影像傳感器部5的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量做成反極性(圖8參照)。此外，最大圖像高度附近的范圍由相對于被拍攝體的攝像機模塊100的傾斜以及由基于OIS部3的影像傳感器部5的位移量適宜地決定。另外，以由相對于被拍攝體的攝像機模塊100的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量與由基于OIS部3的影像傳感器部5的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量變?yōu)橥潭鹊姆绞剑_定最大圖像高度(±100%)以及該最大圖像高度附近的光學(xué)畸變的減少量，按圖像高度的每10%為0.1 %以上，0.5%以下。由此，如后述那樣，變?yōu)槟苡行У匾种茢z像機抖動修正時的攝影圖像的畸變。此外，在圖像高度-光學(xué)畸變曲線中，光學(xué)畸變的正的峰值位于最大圖像高度(±100%)的30%以上，60%以下的區(qū)域，該峰值優(yōu)選為0.5%以上，2.0%以下。另外，最大圖像高度(± 100 % )中的光學(xué)畸變優(yōu)選為-1.0 %以上，+ 0.1 %以下，TV畸變優(yōu)選為-2.0 %以上，-0.5%以下。由此，能得到合適的由相對于被拍攝體的攝像機模塊100的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量與由基于OIS部3的影像傳感器部5的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量變?yōu)橥潭鹊姆礃O性的圖像高度-光學(xué)畸變曲線。
〔3〕OIS部的結(jié)構(gòu)
接下來，參照圖4，對OIS部3的結(jié)構(gòu)進行詳細的說明。圖4表示圖2所示的OIS部3的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。如圖4所示，OIS部3具備:0IS底座31、步進電動機32.33、導(dǎo)螺桿34.35、子底座 36.37。步進電動機32和導(dǎo)螺桿34是使子底座36在X軸方向(參照圖7)被驅(qū)動的驅(qū)動單元。步進電動機32固定于OIS底座31，使在導(dǎo)螺桿34的可動部固定的子底座36在X軸方向被驅(qū)動。另外，步進電動機33和導(dǎo)螺桿35是使子底座37在Y軸方向(圖7參照)被驅(qū)動的驅(qū)動單元。步進電動機32固定于子底座36，使在導(dǎo)螺桿35的可動部中固定的子底座37在Y軸方向被驅(qū)動。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)的OIS部3，通過將OIS部3的步進電動機32.33作為驅(qū)動源來控制該驅(qū)動，能將影像傳感器部5在與X軸以及Y軸平行的方向進行位移。此外，步進電動機32.33，基于從以加速度，角加速度，角速度等檢測攝像機模塊100的傾斜的陀螺儀傳感器(圖示省略)的輸出信號，驅(qū)動被控制，通過對應(yīng)于攝像機抖動將影像傳感器部5進行位移,能修正相對于傳感器芯片52的受光部的光軸的偏移。
〔4〕攝像機抖動修正的動作
接下來，參照圖5 圖8，對基于攝像機模塊100的攝像機抖動修正的動作進行說明。圖5 (a)是表示相對于被拍攝體0，攝像機模塊100為正對著的狀態(tài)的側(cè)面圖，圖
5(b)是表示由圖5 (a)所示的攝像機模塊100攝影的攝影圖像的示意圖。在圖5 (a)中，O為長方形板狀的被拍攝體，Oc為被拍攝體O的中心，100為攝像機模塊，I為光學(xué)部，Ic為光學(xué)部I的中心，5為影像傳感器部，5c為影像傳感器部5的中心，S表示通過影像傳感器部5的中心5c與光學(xué)部I的中心Ic的攝像機模塊100的光軸。另夕卜，在圖5 (b)中，示出了 Ic為攝影圖像(幀)的中心，OI為被拍攝體圖像，OIc為被拍攝體圖像OI的中心01c。如圖5 Ca)所示，在通過影像傳感器部5的中心5c與光學(xué)部I的中心Ic的光軸s上，有被拍攝體O的中心Oc時，如圖5 (b)所示，攝影圖像的中心Ic與被拍攝體圖像OI的中心OIc —致，被拍攝體圖像OI作為長方形能得到正確地攝影的攝影圖像。圖6 (a)是表示相對于被拍攝體0，攝像機模塊100傾斜的狀態(tài)的側(cè)面圖，圖6 (b)是表示由圖6 (a)所示的攝像機模塊100攝影的攝影圖像的示意圖。在圖6 (a)中示出，通過快門按鈕的按下動作等，攝像機模塊100相對于被拍攝體O傾斜到水平方向下方的狀態(tài)。如圖6 (a)所示，在光軸s從被拍攝體O的中心Oc向下方偏移的狀態(tài)，如圖6 (b)所示，被拍攝體圖像OI的中心OIc也變?yōu)閺臄z影圖像的中心Ic偏移。在靜止畫攝影的情況下，這樣的被拍攝體圖像OI的中心OIc與攝影圖像的中心Ic的偏移，在切斷快門的瞬間在攝影圖像中產(chǎn)生抖動。另外，在動畫攝影的情況，攝影圖像上下抖動而被攝影。這是被稱作攝像機抖動的現(xiàn)象。圖7 Ca)是表示基于攝像機模塊100的攝像機抖動修正時的動作的側(cè)面圖，圖7(b)是表示由圖7 (a)所示的攝像機模塊100攝影的攝影圖像的示意圖。如圖7 (a)所示，在發(fā)生攝像機抖動的情況下，OIS部3以被拍攝體O的中心Oc與光軸s—致的方式，使影像傳感器部5在-X方向位移。由此，如圖7 (b)所示，由于能使被拍攝體圖像OI的中心OIc與攝影圖像的中心Ic 一致，所以能修正攝像機抖動。 在此，本實施方式的攝像機模塊100所具有的透鏡部11，如圖3所示那樣具有圖像高度-光學(xué)畸變曲線。即，在最大圖像高度(±100%)以及該最大圖像高度附近，具有光學(xué)畸變逐漸地減少的光學(xué)畸變特性。為此，如圖7 (b)所示，在由攝像機模塊100攝影的攝像機抖動修正時的攝影圖像中，與由圖9 (b)所示的現(xiàn)有的攝像機模塊200攝影的攝像機抖動修正時的攝影圖像相比，被拍攝體圖像OI的畸變被抑制，這是因為，在攝像機模塊100中，攝像機抖動修正時的攝像機移動量與現(xiàn)有的攝像機模塊200相比被減少。圖8是表示圖7 Ca)所示的攝像機抖動修正時的透鏡部11的圖像高度_光學(xué)畸變的曲線圖。如圖8所示，在攝像機抖動修正時的圖像高度-光學(xué)畸變曲線中，變?yōu)樵谟上鄬τ诒慌臄z體O的攝像機模塊100的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量的基礎(chǔ)上，加上由基于OIS部3的影像傳感器部5的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量的情況。在本實施方式中，由于透鏡部11具有圖3所示的圖像高度-光學(xué)畸變極性，所以由相對于被拍攝體O的攝像機模塊100的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量與由基于OIS部3的影像傳感器部5的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量變?yōu)橥潭鹊姆礃O性。為此，由于在攝像機抖動修正時，這些光學(xué)畸變的變化量以相互抵消的方式進行作用，所以，如圖8所示，攝像機移動量減少，能抑制攝像機抖動修正時的攝影圖像的畸變。〔5〕總結(jié)
如上所述，本實施方式的攝像機模塊100，其特征在于，具備:光學(xué)部1，具有由至少一個光學(xué)透鏡Ila Ilc構(gòu)成的透鏡部11 ;影像傳感器部5，具有將經(jīng)由透鏡部11入射的光變換為電信號的傳感器芯片52 ；以及OIS部3，根據(jù)裝置主體的傾斜，將光學(xué)部11和傳感器芯片52的相對位置相對于傳感器芯片52的攝像面平行地位移，由此，將相對于傳感器芯片52的光軸的偏移進行修正，透鏡部11的圖像高度-光學(xué)畸變曲線在中間圖像高度區(qū)域具有正的極大值，并且朝向最大圖像高度(± 100% )，從該極大值逐漸地減少。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，透鏡部11的圖像高度-光學(xué)畸變曲線在中間圖像高度區(qū)域中具有正的極大值，并基于朝向最大圖像高度，從該極大值逐漸地減少。為此，由相對于被拍攝體O的攝像機模塊100的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量與由基于OIS部3的傳感器芯片52的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量變?yōu)橥潭鹊姆礃O性。因此，由于在攝像機抖動修正時，由相對于被拍攝體O的攝像機模塊的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量與由基于OIS部3的傳感器芯片52的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量以相互抵消的方式進行作用，所以，攝像機抖動修正時的攝像機移動量減少，能抑制攝影圖像的畸變。這樣，在本實施方式的攝像機模塊100中無需具備現(xiàn)有那樣的特殊的ISP (ImageSignal Processor),而通過將透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變曲線進行最優(yōu)化,從而能抑制攝像機抖動修正時的攝影圖像的畸變。因此，根據(jù)上述發(fā)明，能以低成本實現(xiàn)小型且能抑制攝像機抖動修正時的攝影圖像的畸變的攝像機模塊100。此外，在本實施方式中，作為OIS部3說明了具備傳感器位移方式的攝像機抖動修正機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明并不限定于此。例如，代替?zhèn)鞲衅魑灰品绞降墓鈱W(xué)攝像機抖動修正機構(gòu)，為具備透鏡位移方式的攝像機抖動修正機構(gòu)的結(jié)構(gòu)也可以。另外，在本實施方式中，在圖3中具體示出透鏡部11的圖像高度-光學(xué)畸變曲線的一個例子并進行了說明。但是，透鏡部11的圖像高度-光學(xué)畸變曲線只要是由相對于被拍攝體O的攝像機模塊100的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量與由基于OIS部3的傳感器芯片52的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量變?yōu)榉礃O性，則不特別限定?！?〕實施方式的總結(jié)
如上所述，本實施方式的攝像機模塊，為了解決上述課題，其特征在于，具備:光學(xué)單元，具有由至少一個光學(xué)透鏡構(gòu)成的透鏡部；傳感器單元，具有將經(jīng)由所述透鏡部入射的光變換為電信號的攝像元件；以及攝像機抖動修正單元，根據(jù)裝置主體的傾斜，將所述光學(xué)單元和所述傳感器單元的相對位置相對于所述攝像元件的攝像面平行地位移，由此，將相對于該攝像元件的光軸的偏移進行修正，所述透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變曲線在中間圖像高度區(qū)域具有正的極大值，并且朝向最大圖像高度，從該極大值逐漸地減少。通常，在攝像機抖動修正時的透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變曲線中，在由相對于被拍攝體的攝像機模塊的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量的基礎(chǔ)上，加上由基于攝像機抖動修正單元的光學(xué)單元和傳感器單元的相對位置的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量。為此，在現(xiàn)有的攝像機模塊中，存在攝像機抖動修正時的攝像機移動量增大，被拍攝體圖像的周邊部分的遠近(倍率)變化很大，產(chǎn)生畸變等的問題。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，透鏡部具有在中間圖像高度區(qū)域中具有正的極大值，并朝向最大圖像高度，從該極大值逐漸地減少的圖像高度-光學(xué)畸變曲線。為此，在攝像機抖動修正時，由相對于被拍攝體的攝像機模塊的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量與由基于攝像機抖動修正單元的光學(xué)單元和傳感器單元的相對位置的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量變?yōu)榉礃O性,并且相互抵消。由此，與現(xiàn)有的攝像機模塊相比，由于攝像機抖動修正時的攝像機移動量被減少，所以能抑制攝影圖像的畸變。此外，在光學(xué)畸變的上述減少中，不僅包含連續(xù)的減少，也包含階段性的減少。如上所述，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于通過將透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變曲線進行最優(yōu)化，能抑制攝像機抖動修正時的攝影圖像的畸變變?yōu)榭赡埽阅芤缘统杀緦崿F(xiàn)小型且能抑制攝像機抖動修正時的攝影圖像的畸變的攝像機模塊。另外，在本實施方式的攝像機模塊中，優(yōu)選以由裝置主體的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量與由基于所述攝像機抖動修正單元的所述光學(xué)單元和所述傳感器單元的相對位置的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量變?yōu)橥潭鹊姆绞?，決定所述最大圖像高度以及該最大圖像高度附近的光學(xué)畸變的減少量。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，因為由相對于被拍攝體的攝像機模塊的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量與由基于攝像機抖動修正單元的光學(xué)單元和傳感器單元的相對位置的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變變?yōu)橥潭鹊姆礃O性，所以相互抵消。此外，通過相對于被拍攝體的攝像機模塊的傾斜以及由基于攝像機抖動修正單元的光學(xué)單元和傳感器單元的相對位置的位移量來適宜地決定最大圖像高度附近的范圍。由此，由于攝像機抖動修正時的攝像機移動量更被減少，所以能有效地抑制攝影圖像的畸變。另外，在本實施方式的攝像機模塊中，優(yōu)選按圖像高度的每10%所述減少量為
0.1%以上，0.5%以下。另外，在本實施方式的攝像機模塊中，優(yōu)選所述中間圖像高度區(qū)域相對于所述最大圖像高度為30%以上，60%以下的區(qū)域。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能適宜地得到由相對于被拍攝體的攝像機模塊的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量與由基于所述攝像機抖動修正單元的所述光學(xué)單元和所述傳感器單元的相對位置的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量變?yōu)橥潭鹊姆礃O性的圖像高度-光學(xué)畸變曲線。另外，在本實施方式的攝像機模塊中，優(yōu)選所述攝像機抖動修正單元是通過將所述光學(xué)單元進行位移，并將相對于所述攝像元件的光軸的偏移進行修正的透鏡位移方式的光學(xué)式攝像機抖動修正機構(gòu)。另外，在本實施方式的攝像機模塊中，優(yōu)選所述攝像機抖動修正單元是通過將所述傳感器單元進行位移，并將相對于所述攝像元件的光軸的偏移進行修正的傳感器位移方式的光學(xué)式攝像機抖動修正機構(gòu)。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，攝像機抖動修正單元由透鏡位移方式或傳感器位移方式的光學(xué)式攝像機抖動修正機構(gòu)構(gòu)成。由此，能抑制基于透鏡位移方式或傳感器位移方式的光學(xué)式攝像機抖動修正機構(gòu)的光學(xué)式攝像機抖動修正時的攝影圖像的畸變。本實施方式的攝像裝置，為了解決上述課題，其特征在于，具備上述攝像機模塊。由此，以低成本實現(xiàn)小型且能抑制攝像機抖動修正時的攝影圖像的畸變的攝像機模塊。本發(fā)明并不限定于上述的實施方式，而在權(quán)利要求中示出的范圍內(nèi)各種的變更是可能的，有關(guān)將不同的實施方式中分別公開的技術(shù)手段進行適宜地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)。本發(fā)明能適宜地利用于攝像機模塊，特別是，能適宜地利用于包括便攜式終端等的通信設(shè)備的數(shù)字攝像機，數(shù)字靜物攝像機，移動電話，便攜式信息終端或個人計算機等的各種電子設(shè)備中搭載的攝像機模塊。
符號說明
1光學(xué)部(光學(xué)單元)
2透鏡驅(qū)動部
3OIS部(攝像機抖動修正單元)4攝像部
5影像傳感器部(傳感器單元)
6襯底
11透鏡部Ila光學(xué)透鏡Ilb光學(xué)透鏡Ilc光學(xué)透鏡
12透鏡鏡筒
52 傳感器芯片(攝像元件)
100攝像機模塊s 光軸
0被拍攝體
Oc 被拍攝體的中心Ic 攝影圖像的中心
01被拍攝體圖像
OIc被拍攝體圖像的中心。
權(quán)利要求
1.一種攝像機模塊，其特征在于，具備: 光學(xué)單元，具有由至少一個光學(xué)透鏡構(gòu)成的透鏡部； 傳感器單元，具有將經(jīng)由所述透鏡部入射的光變換為電信號的攝像元件；以及 攝像機抖動修正單元，根據(jù)裝置主體的傾斜，將所述光學(xué)單元和所述傳感器單元的相對位置相對于所述攝像元件的攝像面平行地位移，由此，將相對于該攝像元件的光軸的偏移進行修正， 所述透鏡部的圖像高度-光學(xué)畸變曲線，在中間圖像高度區(qū)域具有正的極大值，并且朝向最大圖像高度，從該極大值逐漸地減少。
2.如權(quán)利要求1所述的攝像機模塊，其特征在于， 以由裝置主體的傾斜產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量與由基于所述攝像機抖動修正單元的所述光學(xué)單元和所述傳感器單元的相對位置的位移產(chǎn)生的光學(xué)畸變的變化量變?yōu)橥潭鹊姆绞剑瑏頉Q定所述最大圖像高度以及該最大圖像高度附近的光學(xué)畸變的減少量。
3.如權(quán)利要求2所述的攝像機模塊，其特征在于， 按圖像高度的每10%所述減少量為0.1 %以上，0.5%以下。
4.如權(quán)利要求2或3所述的攝像機模塊，其特征在于， 所述中間圖像高度區(qū)域相對于所述最大圖像高度為30%以上，60%以下的區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的攝像機模塊，其特征在于， 所述攝像機抖動修正單元是通過將上述光學(xué)單元進行位移，并將相對于所述攝像元件的光軸的偏移進行修正的透鏡位移方式的光學(xué)式攝像機抖動修正機構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的攝像機模塊，其特征在于， 所述攝像機抖動修正單元是通過將上述傳感器單元進行位移，并將相對于所述攝像元件的光軸的偏移進行修正的傳感器位移方式的光學(xué)式攝像機抖動修正機構(gòu)。
7.一種攝像裝置，其特征在于， 具備權(quán)利要求1 6中任一項所述的攝像機模塊。
全文摘要
本發(fā)明的攝像機模塊(100)具備具有透鏡部(11)的光學(xué)部(1)；和將光軸的偏移進行修正的OIS部(3)，透鏡部(11)的圖像高度-光學(xué)畸變曲線在中間圖像高度區(qū)域具有正的極大值，朝向最大圖像高度，從該極大值逐漸地減少。
文檔編號H04N5/225GK103109231SQ201180045870
公開日2013年5月15日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月24日
發(fā)明者石末義人 申請人:夏普株式會社