TWI431394B - 相機模組及攝像裝置 - Google Patents

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TWI431394B TW100134213A TW100134213A TWI431394B TW I431394 B TWI431394 B TW I431394B TW 100134213 A TW100134213 A TW 100134213A TW 100134213 A TW100134213 A TW 100134213A TW I431394 B TWI431394 B TW I431394B
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Yoshihito Ishizue
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Sharp Kk
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Description

相機模組及攝像裝置
本發明係關於一種相機模組，更詳細而言，係關於一種包含透鏡移位方式或感測器移位方式之光學式手震修正機構之相機模組。
先前，數位攝像機、數位靜態照相機等之攝像裝置，其中作為具備用以修正由手震而造成之攝像圖像之抖動之光學式手震修正機構(Optical Image Stabilizer，以下稱為OIS)者不斷實用化。
OIS具有以角速度等檢測由手震動作而造成之攝像裝置之傾斜之陀螺儀感測器，基於該陀螺儀感測器之輸出信號，藉由使透鏡或CCD等之影像感測器相對於光軸於垂直方向移位，即相對於影像感測器之受光部平行移位，而修正相對影像感測器之受光部之光軸之偏離。藉此，可使被攝體像相對靜止，故可修正由手震而造成之攝影圖像之抖動，從而抑制產生圖像模糊等。
圖9(a)係顯示根據先前之相機模組200之手震修正時之動作之側面圖，圖9(b)係顯示藉由圖9(a)所示之先前之相機模組200所攝影之攝影圖像之模式圖。
如圖9(a)所示，當藉由手震而使相機模組200相對於被攝體O傾斜時，相機模組200以使被攝體O之中心Oc與光軸s一致之方式，使影像感測部105於-X方向移位。藉此，如圖9(b)所示，藉由使攝影圖像中之被攝體像OI之中心OIc與攝影圖像之中心Ic一致，而修正由手震而造成之攝影圖像之抖動。
然而，如圖9(b)所示，在以先前之相機模組200攝影之手震修正時之攝影圖像中，有被攝體OI之周邊部分之遠近(倍率)變化而導致攝影圖像產生失真等之問題。
圖10係顯示相機模組200相對於圖9(a)所示之被攝體O傾斜時之像高與光學失真之關係之圖表。圖10中規定縱軸為像高(成數)，橫軸為光學失真(%)。如圖10所示，當相機模組200相對於被攝體O傾斜時，表示自攝像圖像之中心位置之距離之像高增大，則光學失真之影響隨之增大。若該光學失真為正，則其像高之被攝體像被拍成較大，另一方面，若該光學失真為負，則被攝體像被拍成較小。另，光學失真為以理想像高除理想像高與實際像高之差分之比率(值)，最大像高(±10成)之光學失真之差分為傾轉(Tilt)量。該傾轉量越大則被攝體像之周邊部分之失真越大。
圖11係顯示圖9(a)所示之先前之相機模組200所具備的透鏡部之一般像高-光學失真曲線之圖表。
如圖11所示，先前之相機模組200所具備之透鏡部，一般而言，最小像高(0成)區域之光學失真為0，且於中間像高(±5成)區域具有正的極大值。且，自該極大值減少而在最大像高(±10成)之近前(±9成)具有負的極小值，進而，自該極小值增加而在最大像高(±10成)具有通過0之像高-光學失真曲線。即，在最大像高(±10成)及該最大像高附近，具有光學失真增加之光學失真特性。
圖12係顯示圖9(a)所示之手震修正時之先前之透鏡部之像高-光學失真曲線之圖表。如圖12所示，在手震修正時之透鏡部之像高-光學失真曲線中，除了由相機模組200相對於被攝體O之傾斜而產生之光學失真之變化量外，並加上由影像感測部105之移位而產生之光學失真之變化量。此處，圖11所示之像高-光學失真曲線，即，於最大像高(±10成)及該最大像高附近，在具有光學失真增加之光學失真曲線之透鏡部，由相機模組200相對於被攝體O之傾斜而產生之光學失真之變化量、與由影像感測部105之移位而產生之光學失真之變化量為同一極性，且手震修正時之傾轉量增大。因此，根據先前之相機模組200，如圖9(b)所示之被攝體像OI之周邊部分之遠近(倍率)發生較大變化，從而有攝影圖像產生失真等之問題。
針對該問題，於專利文獻1提案有藉由進行利用ISP(Image Signal Processor：影像信號處理器)之數位修正來抑制攝影圖像之失真之技術。根據專利文獻1，辨識縮放位置等而相應地變更處理參數，且進行保存於記憶體之攝影圖像之修正，藉此抑制攝影圖像之失真。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利公開公報「日本特開2006-129175號公報(2006年5月18日公開)」
然而，根據專利文獻1所揭示之技術，必須使用用以執行數位修正之高功能之ISP(Image Signal Processor：影像信號處理器)。特別是動畫攝影之情形，為時有發生手震之狀態，故要求搭載用以進行高速修正之大容量緩衝記憶體，及增設用以使電路常時驅動之因應消耗電力之增大之電池等。
因此，根據專利文獻1所揭示之技術，裝置構成較為複雜，製造成本增大，且有與如今之攝像裝置之小型化背道而馳之問題。
本發明係鑒於上述先前之課題而成者，其目的在於以低成本實現一種小型且可抑制手震修正時之攝影圖像之失真之相機模組。
為解決上述課題，本發明之相機模組包含：光學機構，其包含由至少1個之光學透鏡構成之透鏡部；感測機構，其包含將經由上述透鏡部而入射之光轉換成電信號之攝像元件；及手震修正機構，其對應裝置本體之傾斜，使上述光學機構與上述感測機構之相對位置相對於上述攝像元件之攝像面平行移位，藉此修正相對於該攝像元件之光軸之偏離，且，上述透鏡部之像高-光學失真曲線於中間像高區域具有正的極大值，並朝向最大像高自該極大值逐漸減少。
通常，在手震修正時之透鏡部之像高-光學失真曲線中，除了由相機模組相對於被攝體傾斜而產生之光學失真之變化量外，並加上由利用手震修正機構進行之光學機構與感測機構之相對位置之移位而產生之光學失真之變化量。因此，根據先前之相機模組，手震修正時之傾轉量增大，且被攝體像之周邊部分之遠近(倍率)發生較大變化，從而有攝影圖像產生失真等之問題。
根據上述之構成，透鏡部於中間像高區域具有正的極大值，並具有朝向最大像高自該極大值逐漸減少之像高-光學失真曲線。因此，在手震修正時，由相機模組相對於被攝體傾斜而產生之光學失真之變化量、與由利用手震修正機構進行之光學機構與感測機構之相對位置之移位而產生之光學失真之變化量成為相反極性而抵消。
藉此，與先前之相機模組相比，手震修正時之傾轉量降低，因此可抑制攝影圖像的失真。另，光學失真之上述減少不僅包含連續性的減少，亦包含階段性的減少。
以如上之方式，根據上述之構成，由於可藉由使透鏡部之像高-光學失真曲線最佳化而抑制手震修正時之攝影圖像之失真，因此可以低成本實現小型且可抑制手震修正時之攝影圖像之失真之相機模組。
又，為解決上述課題，本發明之攝像裝置包含上述相機模組。
藉此，可以低成本實現小型且可抑制手震修正時之攝影圖像之失真之攝像裝置。
以如上之方式，本發明之相機模組包含：光學機構，其包含由至少1個之光學透鏡構成之透鏡部；感測機構，其包含將經由上述透鏡部而入射之光轉換成電信號之攝像元件；及手震修正機構，其對應裝置本體之傾斜，使上述光學機構與上述感測機構之相對位置相對於上述攝像元件之攝像面平行移位，藉此修正相對於該攝像元件之光軸之偏離，且上述透鏡部之像高-光學失真曲線於中間像高區域具有正的極大值，並朝向最大像高自該極大值逐漸減少。
因此，如先前般，無需具備特殊的ISP(Image Signal Processor：影像信號處理器)，而可藉由使透鏡部之像高-光學失真曲線最佳化來抑制手震修正時之攝影圖像之失真。
因此，根據上述發明，其具有可以低成本實現小型且可抑制手震修正時之攝影圖像之失真之相機模組之效果。
針對本發明之相機模組之一實施形態，基於圖1~圖8如下說明。在本實施形態中，就具備感測器移位之光學式手震修正機構(OIS：Optical Image Stabilizer)之相機模組進行說明。另，在以下之說明中，雖附註對實施本發明技術上較佳之各種限定，但本發明之範圍並非限定於以下之實施形態及附加之圖式。
[1]　相機模組之構成
首先，參照圖1及圖2，就本實施形態之相機模組之構成進行說明。
圖1係顯示本實施形態之相機模組100之外觀構成之立體圖。如圖1所示，相機模組100由作為攝像光學系統之光學部(光學機構)1、驅動光學部1之透鏡驅動部2、進行手震修正之OIS部(手震修正機構)3、及將自光學部1入射之光進行光電轉換之攝像部4構成。
光學部1被保持於透鏡驅動部2之內部。又，攝像部4由影像感測部(感測機構)5及安裝該影像感測部5之基板6構成。即，相機模組100係於基板6上，按照影像感測部5、OIS部3及透鏡驅動部2之順序於光軸方向積層而構成，在以下之說明中，為方便起見，將光學部1側稱為上方，將攝像部4側稱為下方。
圖2係圖1所示之相機模組100之A-A剖面圖，其顯示於光軸方向切斷相機模組100之中央部之狀態。
光學部1為形成被攝體像之攝像光學系統，其將自外部入射之被攝體之光聚光，並將其導向至攝像部4之影像感測部5。如圖2所示，光學部1由透鏡部11、及保持透鏡部11之側面之透鏡筒12構成。
透鏡部11係將來自被攝體之光聚光並成像於影像感測部5所具備之感測晶片52之受光部者。在本實施形態中，透鏡部11由3個光學透鏡11a~11c構成。透鏡部11雖可以單數之光學透鏡構成，但藉由以本實施形態之方式由複數之光學透鏡11a~11c構成，可進行各種之成像。
又，在本實施形態中，為了抑制後述之手震修正時之攝影圖像之失真，而使透鏡部11之像高-光學失真曲線(畸變像差)最佳化。另，關於透鏡部11之像高-光學失真曲線之細節將予以後述。
透鏡筒12為圓形之筒狀構件，其以使透鏡部11之光軸與透鏡筒12之軸心一致之方式，以其內周面保持透鏡部11。又，透鏡筒12藉由使形成於其外周面之螺紋部與形成於透鏡驅動部2所具備之透鏡支架21之內周面之螺紋部螺合，而被保持於透鏡支架21。
透鏡驅動部2係使光學部1沿光軸方向移動而調整透鏡部11之焦點之自動調焦機構。即，透鏡驅動部2藉由使透鏡部11自無限遠端於宏觀端之間於上方或下方移動而進行透鏡部11之焦點之調整。另，在本實施形態中，雖以VCM型之自動調焦機構構成透鏡驅動部2，但亦可藉由例如壓電致動器或步進馬達等而構成。
又，透鏡驅動部2具有在透鏡部11之驅動時保持光學部1並於光軸方向移動之可動部、與位置不變動之固定部。可動部被收納於固定部之內部，由透鏡支架21及線圈22構成。另一方面，固定部由磁軛23、永久磁鐵24、外罩25及基底26構成。
透鏡支架21為圓形之筒狀構件，並以形成於其內周面之螺紋部保持透鏡筒12。又，於透鏡支架21之外周面之下方端部設置有凸緣，並於該凸緣之外緣部固定有與透鏡支架21之外周面平行而設之線圈22。
又，於透鏡支架21之光軸方向之兩端部設置有彈簧27a、27b。彈簧27a其一端固定於透鏡支架21之上方端部，另一端固定於磁軛23。另一方面，彈簧27b其一端固定於與固定彈簧27a之透鏡支架21之上方端部對向之下方端部，另一端固定於基底26。彈簧27a、27b藉由其彈性力，輔助性地支撐透鏡支架21使其可於光軸方向移動。另，固定彈簧27a、27b之位置沒有特別限定，可一端固定於可動部，另一端固定於固定部。
線圈23由構成透鏡驅動部2之側面部之矩形之筒狀構件即矩形筒狀部23a、配置於矩形筒狀部23a之內側之圓形之筒狀構件即圓形筒狀部23c、及連接矩形筒狀部23a與圓形筒狀部23c之連結部23b構成。
矩形筒狀部23a與圓形筒狀部23c在上方端部藉由連結部23b而連結，矩形筒狀部23a之下方端部固定於基底26之外緣部。又，磁軛23以於矩形筒狀部23a與圓形筒狀部23c之間配置線圈22之方式定位，且於矩形筒狀部23a之內面與線圈22隔開特定之間隙而配置有永久磁鐵24。
又，在本實施形態中，於連結部23b之上方設置有外罩25，且外罩25構成透鏡驅動部2之上表面部(頂面)。於該外罩25之中央部分形成有用以入射來自被攝體之光之開口部25a，於開口部25a設置有用以防止異物等的侵入之風擋。
另，在本實施形態中，雖以磁軛23構成透鏡驅動部2之側面部，並以外罩25構成上表面部，但亦可例如由磁軛23構成透鏡驅動部2之側面部及上表面部，而省略外罩25。在該情形下，由於磁軛兼具外罩25之作用，因此開口部25a形成於磁軛23。
基底26構成透鏡驅動部2之底座，為確保光路，於基底26之中央部形成有開口部26a。
以如上之方式，透鏡驅動部2構成為將於內周面保持透鏡筒12之透鏡支架21收納於藉由磁軛23、外罩25及基底26而形成之空間內。又，線圈22、磁軛23及永久磁鐵24構成磁性電路，若對線圈22施加電流，則在線圈22與永久磁鐵24之間會引起電磁感應現象。且，藉由該電磁感應現象，相對於一體化固定於線圈22之透鏡支架21而產生光軸方向之推力。藉由該推力，透鏡支架21可於光軸方向移動。當透鏡支架21於光軸方向移動之際，彈簧27a、27b一面變形一面輔助性地支撐透鏡支架21。
另，如圖2所示，於透鏡支架21之下方端部形成有突起部21a，且在突起部21a抵接於基底26之狀態下，藉由彈簧27a、27b之彈性力，透鏡支架21向下方向被施壓。
再者，在本實施形態中，於位於線圈22及永久磁鐵24之正下周邊之基底26之上表面(與透鏡支架21之底面對向之側之面)形成有溝26b，且於溝26b之內部塗布有具黏著性之集塵劑28。
集塵劑28雖可塗布於基底26之上表面，但藉由以本實施形態之方式塗布於溝26b之內部，可使異物滯留於溝26b內。即，可使經由線圈22及永久磁鐵24之間隙而下落至基底26上之異物一落下就滯留於溝26b之內部。藉此，利用集塵劑28可確實捕捉下落至基底26之異物，故可有效抑制自開口部26a排出異物。
另，集塵劑28只要為具有黏著性者即可，無特別限定。例如，可使用半固體狀(或接近於固體之狀態)之油脂或樹脂，滑脂尤其合適。滑脂為接近於半固體狀或液體之油脂之一種，可由例如半固體狀(或接近於固體之狀態)之潤滑劑、或膏狀之潤滑劑構成。
作為滑脂，可使用例如二硫化鉬系潤滑劑、白色系潤滑劑、矽系潤滑劑或全氟聚醚系潤滑劑等。或，可使用以礦物油為主要成分之礦物油系滑脂、以聚α-烯烴(poly-α-olefin，PAO)油為主要成分之聚α-烯烴系滑脂、以矽油為主要成分之矽系滑脂、氟矽系滑脂、以全氟聚醚為主要成分之全氟聚醚系滑脂等。
該等滑脂可單獨使用或混合2種以上使用。又，滑脂可為包含例如鋰皂、鈣皂、聚四氟乙烯(PTFE)等滑脂用添加物者。
OIS部3為設置於透鏡驅動部2之底面(基底26之底面)側，並藉由使影像感測部5根據手震移位而進行手震修正之感測器移位方式之手震修正機構。另，關於OIS部3之細節將予以後述。
攝像部4為將藉由光學部1聚光之光轉換成電信號者。攝像部4由影像感測部5與載置影像感測部5之基板6構成。
影像感測部5由玻璃基板51、感測晶片52及感測器外罩53構成。
玻璃基板51包含透光性之構件，以覆蓋感測晶片52之受光部之方式配置。在本實施形態中，於玻璃基板51之表面形成有紅外線遮斷膜(IR截斷膜)，且玻璃基板51具備遮斷紅外線之功能。
感測晶片52載置於基板6上，其係將藉由光學部1聚光之光轉換成電信號之攝像元件。即，感測晶片52係將經由透鏡部11受光之光信號轉換成電信號之感測元件。感測晶片52可使用例如CCD或CMOS感測IC等。於感測晶片52之表面(攝像面)形成有以矩陣狀配置複數之像素之受光部(未圖示)。該受光部係將藉由光學部1聚光之光成像之區域，亦可另稱為像素區域。
感測晶片52將成像於該受光部(像素區域)之被攝體像轉換成電信號，並作為類比圖像信號輸出。感測晶片52之動作由DSP(圖示省略)控制，在感測晶片52生成之類比圖像信號被輸出至DSP予以處理。
感測器外罩53以覆蓋感測晶片52之一部分及基板6之表面之方式設置，且為確保光路，於與感測晶片52之受光部對應之位置形成有開口部53a。於開口部53a之內周面設置有階差，且藉由該階差，於OIS部3與感測晶片52之間具有特定之間隙而承載有玻璃基板51。開口部53a係使經由透鏡部11入射之光透射至感測晶片52之受光部之光透射區域。
另，在本實施形態中，玻璃基板51雖安裝於感測器外罩53之開口部53a，但可例如利用接著劑等而接著固定於感測晶片52。惟如本實施形態之方式，藉由將玻璃基板51與感測晶片52隔開特定之間隙配置，可減小附著於玻璃基板51之異物之影響，例如異物映入感測晶片52，因此較為理想。
基板6具備經圖案化之配線(圖示省略)，藉由該配線，將影像感測部5(感測晶片52)與基板6電性連接。基板6可使用例如印刷基板或陶瓷基板等。
以如此之方式，在攝像部4中，將入射於感測晶片52之光信號轉換成電信號，且將經轉換之電信號經由基板6輸入至相機模組100之控制電路等(圖示省略)，作為圖像信號而提取。
[2]　透鏡部之像高-光學失真曲線
其後，參照圖3，就相機模組100所具備之透鏡部11之像高-光學失真曲線進行說明。
圖3係顯示圖2所示之透鏡部11之像高-光學失真曲線之圖表。圖3中規定縱軸為表示自攝影圖像之中心位置之距離之像高(成數)，橫軸為光學失真(%)。
如圖3所示，透鏡部11之像高-光學失真曲線在中間像高(±5成)區域具有成為正的峰值之極大值，並朝向最大像高(±10成)自該極大值逐漸減少。即，透鏡部11在最大像高(±10成)及該最大像高附近，具有光學失真逐漸減少之光學失真特性。
透鏡部11具有如此之光學失真特性，藉此，於手震修正時，可使由相機模組100相對於被攝體傾斜而產生之光學失真之變化量、與由利用OIS部3之影像感測部5之移位而產生之光學失真之變化量成為相反極性(參照圖8)。另，最大像高附近之範圍是根據相機模組100相對於被攝體之傾斜及根據OIS部3之影像感測部5之移位量而適當決定。
又，以使由相機模組100相對於被攝體傾斜而產生之光學失真之變化量、與由根據OIS部3之影像感測部5之移位而產生之光學失真之變化量成為相同程度之方式，將最大像高(±10成)及該最大像高附近之光學失真之減少量設定為每1成像高為0.1%以上、0.5%以下。藉此，如後所述，可有效抑制手震修正時之攝影圖像之失真。
另，在像高-光學失真曲線中，光學失真之正的峰值較佳為位於最大像高(±10成)之3成以上、6成以下之區域，且該峰值為0.5%以上、2.0%以下。又，最大像高(±10成)之光學失真較佳為-1.0%以上、+0.1%以下，TV失真較佳為-2.0%以上、-0.5%以下。
藉此，可適當獲得由相機模組100相對於被攝體傾斜而產生之光學失真之變化量、與由根據OIS部3之影像感測部5之移位而產生之光學失真之變化量為同程度之相反極性之像高-光學失真曲線。
[3] OIS部之構成
其後，參照圖4詳細說明OIS部3之構成。圖4係顯示圖2所示之OIS部3之概略構成之立體圖。如圖4所示，OIS部3包含OIS基底31、步進馬達32、33、導螺桿34、35、副基底36、37。
步進馬達32與導螺桿34為使副基底36於X軸方向(參照圖7)驅動之驅動機構。步進馬達32固定於OIS基底31，使固定於導螺桿34之可動部之副基底36於X軸方向驅動。
又，步進馬達33與導螺桿35使副基底37於Y軸方向(參照圖7)驅動之驅動機構。步進馬達33固定於副基底36，使固定於導螺桿35之可動部之副基底37於Y軸方向驅動。
根據如此之構成之OIS部3，藉由以OIS部3之步進馬達32、33為驅動源而控制其驅動，可將影像感測部5於與X軸及Y軸平行之方向上移位。
另，步進馬達32、33基於來自以加速度、角加速度、角速度等檢測相機模組100之傾斜之旋轉感測器(圖示省略)之輸出信號而控制驅動，並根據手震使影像感測部5移位而可修正相對於感測晶片52之受光部之光軸之偏離。
[4]　手震修正之動作
其後，參照圖5~圖8，就利用相機模組100之手震修正之動作進行說明。
圖5(a)係顯示相機模組100相對於被攝體O為正對之狀態之側面圖，圖5(b)係顯示藉由圖5(a)所示之相機模組100所攝影之攝影圖像之模式圖。
圖5(a)中，O為長方形板狀之被攝體，Oc為被攝體O之中心，100為相機模組，1為光學部，1c為光學部1之中心，5為影像感測部，5c為影像感測部5之中心，S為通過影像感測部5之中心5c與光學部1之中心1c之相機模組100之光軸。又，圖5(b)中，Ic為攝影圖像(圖框)之中心，OI為被攝體像，OIc為被攝體像OI之中心OIc。
如圖5(a)所示，當被攝體O之中心Oc位在通過影像感測部5之中心5c與光學部1之中心1c之相機模組100之光軸S上時，如圖5(b)所示，攝影圖像之中心Ic與被攝體像OI之中心OIc一致，可獲得被攝體像OI作為長方形被準確攝影之攝影圖像。
圖6(a)係顯示相機模組100相對於被攝體O傾斜之狀態之側面圖，圖6(b)係顯示藉由圖6(a)所示之相機模組100所攝影之攝影圖像之模式圖。圖6(a)中顯示由快門按鈕之按壓動作等而使得相機模組100相對於被攝體O向水平方向下方傾斜之狀態。
如圖6(a)所示，在光軸S自被攝體O之中心Oc向下方偏離之狀態下，如圖6(b)所示，被攝體像OI之中心OIc亦自攝影圖像之中心Ic偏離。在靜畫攝影之情形下，當如此之被攝體像OI之中心OIc與攝影圖像之中心Ic的偏離於按下快門之瞬間發生時，會使攝影圖像產生抖動。又，在動畫攝影之情形下，會拍出上下抖動之攝影圖像。此即為所謂的手震現象。
圖7(a)係顯示利用相機模組100之手震修正時之動作之側面圖，圖7(b)係顯示藉由圖7(a)所示之相機模組100所攝影之攝影圖像之模式圖。
如圖7(a)所示，在手震發生之情形下，OIS部3以使被攝體O之中心Oc與光軸S一致之方式，使影像感測部5於-X方向移位。藉此，如圖7(b)所示，可使被攝體像OI之中心OIc與攝影圖像之中心Ic一致，故可修正手震。
此處，本實施形態之相機模組100所具備之透鏡部11具有如圖3所示之像高-光學失真曲線。即，在最大像高(±10成)及該最大像高附近，具有光學失真逐漸減少之光學失真特性。
因此，如圖7(b)所示，以相機模組100攝影之手震修正時之攝影圖像，相較於以圖9(b)所示之先前之相機模組200攝影之手震修正時之攝影圖像，被攝體像OI之失真受到抑制。其理由在於，在相機模組100中，手震修正時之傾轉量相較於先前之相機模組200減低。
圖8係顯示圖7(a)所示之手震修正時之透鏡部11之像高-光學失真曲線之圖表。
如圖8所示，在手震修正時之像高-光學失真曲線中，除了由相機模組100相對於被攝體O傾斜而產生之光學失真之變化量外，並加上由利用OIS部3之影像感測部5之移位而產生之光學失真之變化量。
在本實施形態中，因透鏡部11具有圖3所示之像高-光學失真極性，故由相機模組100相對於被攝體O傾斜而產生之光學失真之變化量、與由利用OIS部3之影像感測部5之移位而產生之光學失真之變化量成為相同程度之相反極性。故，由於手震修正時該等光學失真之變化量以相互抵消之方式作用，因此如圖8所示，可使傾轉量降低而抑制手震修正時之攝影圖像之失真。
[5]　總結
如上所述，本實施形態之相機模組100包含：光學部1，其包含由至少1個之光學透鏡11a~11c構成之透鏡部11；影像感測部5，其包含將經由透鏡部11而入射之光轉換成電信號之感測晶片52；及OIS部3，其根據裝置本體之傾斜，使光學部1與影像感測部5之相對位置相對於感測晶片52之攝像面平行移位，藉此修正相對於感測晶片52之光軸之偏離，且，透鏡部11之像高-光學失真曲線於中間像高區域具有正的極大值，並朝向最大像高(±10成)自該極大值逐漸減少。
根據上述之構成，透鏡部11之像高-光學失真曲線於中間像高區域具有正的極大值，且隨著趨向最大像高，自該極大值逐漸減少。因此，由相機模組100相對於被攝體O傾斜而產生之光學失真之變化量、與由利用OIS部3之感測晶片52之移位而產生之光學失真之變化量為同程度之相反極性。
從而，在手震修正時，由相機模組相對於被攝體O傾斜而產生之光學失真之變化量、與由利用OIS部3之感測晶片52之移位而產生之光學失真之變化量以相互抵消之方式作用，因此可降低手震修正時之傾轉量並抑制攝影圖像之失真。
如上所述，根據本實施形態之相機模組100，無需如先前般具備特殊的ISP(Image Signal Processor：影像信號處理器)，而藉由使透鏡部之像高-光學失真曲線最佳化來抑制手震修正時之攝影圖像之失真。
因此，根據本實施形態，可以低成本實現小型且可抑制手震修正時之攝影圖像之失真之相機模組100。
另，在本實施形態中，作為OIS部3，雖就具備感測器移位方式之手震修正機構之構成進行說明，但本發明並非限定於此。例如，取代感測器移位方式之光學手震修正機構，亦可為具備透鏡移位方式之手震修正機構之構成。
又，在本實施形態中，於圖3中具體顯示並說明透鏡部11之像高-光學失真曲線之一例。然而，透鏡部11之像高-光學失真曲線，只要是由相機模組100相對於被攝體O傾斜而產生之光學失真之變化量、與由利用OIS部3之感測晶片52之移位而產生之光學失真之變化量為相反極性即可，未特別限定。
[6]　實施形態之綜述
如上所述，為解決上述課題，本實施形態之相機模組包含：光學機構，其包含由至少1個之光學透鏡構成之透鏡部；感測機構，其包含將經由上述透鏡部而入射之光轉換成電信號之攝像元件；及手震修正機構，其對應裝置本體之傾斜，使上述光學機構與上述感測機構之相對位置相對於上述攝像元件之攝像面平行移位，藉此修正相對於該攝像元件之光軸之偏離，且，上述透鏡部之像高-光學失真曲線於中間像高區域具有正的極大值，並朝向最大像高自該極大值逐漸減少。
通常，在手震修正時之透鏡部之像高-光學失真曲線中，除了由相機模組相對於被攝體傾斜而產生之光學失真之變化量外，並加上由利用手震修正機構進行之光學機構與感測機構之相對位置之移位而產生之光學失真之變化量。因此，根據先前之相機模組，手震修正時之傾轉量增大，且被攝體像之周邊部分之遠近(倍率)發生較大變化，從而有產生失真等之問題。
根據上述之構成，透鏡部於中間像高區域具有正的極大值，並具有朝向最大像高自該極大值逐漸減少之像高-光學失真曲線。因此，在手震修正時，由相機模組相對於被攝體傾斜而產生之光學失真之變化量、與由利用手震修正機構進行之光學機構與感測機構之相對位置之移位而產生之光學失真之變化量成為相反極性而抵消。
藉此，與先前之相機模組相比，手震修正時之傾轉量降低，因此可抑制攝影圖像的失真。另，光學失真之上述減少不僅包含連續性的減少，亦包含階段性的減少。
如上所述，根據上述之構成，由於可藉由使透鏡部之像高-光學失真曲線最佳化而抑制手震修正時之攝影圖像之失真，因此可以低成本實現小型且可抑制手震修正時之攝影圖像之失真之相機模組。
又，本實施形態之相機模組中，較好的是，上述最大像高及該最大像高附近之光學失真之減少量，係以使由裝置本體之傾斜而產生之光學失真之變化量、與由利用上述手震修正機構進行之上述光學機構與上述感測機構之相對位置之移位而產生之光學失真之變化量為同程度之方式決定。
根據上述之構成，由相機模組相對於被攝體傾斜而產生之光學失真之變化量、與由利用手震修正機構進行之光學機構與感測機構之相對位置之移位而產生之光學失真之變化量為同程度之相反極性，故相互抵消。另，最大像高附近之範圍，係根據相機模組相對於被攝體傾斜及利用手震修正機構進行之光學機構與感測機構之相對位置之移位量而適當決定。
藉此，手震修正時之傾轉量進一步降低，因此可有效抑制攝影圖像的失真。
又，本實施形態之相機模組中，較好的是，上述減少量係每1成像高為0.1%以上、0.5%以下。
又，根據本實施形態之相機模組，較好的是，上述中間像高區域為相對於上述最大像高3成以上、6成以下之區域。
根據上述之構成，可適當獲得由相機模組相對於被攝體傾斜而產生之光學失真之變化量、與由利用上述手震修正機構進行之上述光學機構與上述感測機構之相對位置之移位而產生之光學失真之變化量為相同程度之相反極性之像高-光學失真曲線。
又，本實施形態之相機模組中，較好的是，上述手震修正機構係藉由使上述光學機構移位而修正相對於上述攝像元件之光軸之偏離的透鏡移位方式之光學式手震修正機構。
又，根據本實施形態之相機模組，較好的是，上述手震修正機構係藉由使上述感測機構移位而修正相對於上述攝像元件之光軸之偏離的感測器移位方式之光學式手震修正機構。
根據上述之構成，手震修正機構由透鏡移位方式或感測器移位方式之光學式手震修正機構構成。
藉此，可抑制利用透鏡移位方式或感測器移位方式之光學式手震修正機構之手震修正時之攝影圖像之失真。
為解決上述課題，本實施形態之攝像裝置包含上述相機模組。
藉此，可以低成本實現小型且可抑制手震修正時之攝影圖像之失真之攝像裝置。
本發明並非限定於上述之實施形態，可在請求項所示之範圍內進行各種變更，且適當組合於不同實施形態中分別揭示之技術性方案而成之實施形態亦包含於本發明之技術範圍內。
[產業上之利用可能性]
本發明可尤其適合應用於以攜帶式終端機等之通信機器為首之數位相機、數位靜態照相機、行動電話、搭載於攜帶式資訊終端機或個人電腦等之各種電子機器之相機模組。
1．．．光學部(光學機構)
2．．．透鏡驅動部
3．．．OIS部(手振修正機構)
4．．．攝像部
5．．．影像感測部(感測機構)
6．．．基板
11．．．透鏡部
11a．．．光學透鏡
11b．．．光學透鏡
11c．．．光學透鏡
12．．．透鏡筒
52．．．感測晶片(攝像元件)
100．．．相機模組
Ic．．．攝影圖像之中心
O．．．被攝體
Oc．．．被攝體之中心
OI．．．被攝體像
OIc．．．被攝體像之中心
S．．．光軸
圖1係顯示本發明之相機模組之外觀構成之立體圖。
圖2係圖1所示之相機模組之A-A剖面圖，顯示於光軸方向切斷相機模組之中央部之狀態。
圖3係顯示圖2所示之透鏡部之像高-光學失真曲線之圖表。
圖4係顯示圖2所示之OIS部之概略構成之立體圖。
圖5(a)係顯示相機模組相對被攝體正對之狀態之側面圖，圖5(b)係顯示藉由圖5(a)所示之相機模組攝影之攝影圖像之模式圖。
圖6(a)係顯示相機模組相對被攝體傾斜之狀態之側面圖，圖6(b)係顯示藉由圖6(a)所示之相機模組攝影之攝影圖像之模式圖。
圖7(a)係顯示根據相機模組之手震修正時之動作之側面圖，圖7(b)係顯示圖7(a)所示之經攝影之攝影圖像之模式圖。
圖8係顯示圖7(a)所示之手震修正時之透鏡部之像高-光學失真曲線之圖表。
圖9(a)係顯示根據先前之相機模組之手震修正時之動作之側面圖，圖9(b)係顯示藉由圖9(a)所示之先前之相機模組攝影之攝影圖像之模式圖。
圖10係顯示相機模組相對圖9(a)所示之被攝體傾斜時之像高與光學失真之關係之圖表。
圖11係顯示圖9(a)所示之先前之相機模組所具備的透鏡部之一般像高-光學失真曲線之圖表。
圖12係顯示圖9(a)所示之手震修正時之先前之透鏡部之像高-光學失真曲線之圖表。
1．．．光學部
2．．．透鏡驅動部
3．．．OIS部
4．．．攝像部
5．．．影像感測部
6．．．基板
100．．．相機模組

Claims (6)

  1. 一種相機模組，其包含：光學機構，其包含由至少1個之光學透鏡構成之透鏡部；感測機構，其包含將經由上述透鏡部而入射之光轉換成電信號之攝像元件；及手震修正機構，其對應裝置本體之傾斜，使上述光學機構與上述感測機構之相對位置相對於上述攝像元件之攝像面平行移位，藉此修正相對於該攝像元件之光軸之偏離；其中上述透鏡部之像高-光學失真曲線於中間像高區域具有正的極大值，並朝向最大像高自該極大值逐漸減少；且上述最大像高及該最大像高附近之光學失真之減少量係以使由裝置本體之傾斜而產生之光學失真之變化量與藉由上述手震修正機構所施行之上述光學機構與上述感測機構之相對位置之移位而產生之光學失真之變化量為同程度之方式決定。
  2. 如請求項1之相機模組，其中上述減少量係每1成像高為0.1%以上、0.5%以下。
  3. 如請求項1或2之相機模組，其中上述中間像高區域為相對於上述最大像高3成以上、6成以下之區域。
  4. 如請求項1或2之相機模組，其中上述手震修正機構係藉由使上述光學機構移位而修正相對於上述攝像元件之光軸之偏離的透鏡移位方式之光學式手震修正機構。
  5. 如請求項1或2之相機模組，其中上述手震修正機構係藉由使上述感測機構移位而修正相對於上述攝像元件之光軸之偏離的感測器移位方式之光學式手震修正機構。
  6. 一種攝像裝置，其包含如請求項1或2之相機模組。
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