JP2005328393A

JP2005328393A - Camera module

Info

Publication number: JP2005328393A
Application number: JP2004145507A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tamaki; 悟史玉木; Tomokuni Iijima; 友邦飯島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2005-11-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and thin camera module, having an enlarged photograph function of which the resolution will not deteriorate. <P>SOLUTION: The camera module is provided with a lens system 1 having at least one lens, an imaging device 2 for converting light made incident through the lens system 1 into detection information which is an electrical signal; a moving means 3 for changing the relative positions between the lens system 1 and the imaging device 2, in a direction vertical to the optical axial direction of the lens system 1, by rotating at least either one of the imaging device 2 and the lens system 1; and an arithmetic circuit 4 for producing a detection image, on the basis of the detection information outputted from the imaging device 2. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はカメラモジュ−ルに関するものである。 The present invention relates to a camera module.

近年、カメラが搭載された携帯電話などの携帯機器が普及している。これら携帯機器の小型化、薄型化および高性能化に伴い、小型、薄型および高性能なカメラモジュールが要求されている。 In recent years, mobile devices such as mobile phones equipped with cameras have become widespread. As these portable devices become smaller, thinner, and higher in performance, smaller, thinner, and higher-performance camera modules are required.

従来のカメラモジュールとしては、組み合わせレンズと撮像素子を用いるものがある（例えば、特許文献１参照）。図６は、従来のカメラモジュール用のズームレンズの構成図である。 Some conventional camera modules use a combination lens and an image sensor (see, for example, Patent Document 1). FIG. 6 is a configuration diagram of a zoom lens for a conventional camera module.

従来のズームレンズは、組み合わせレンズと呼ばれるものである。具体的には、図６に示すように、両凹レンズ９１からなる第１のレンズ群と、両凸レンズ９２よりなる第２のレンズ群と、赤外線カットフィルタまたはローパスフィルタ等よりなるガラスフィルタ９３とが物体側（図６において左側）から像面側（図６において右側）に並べて設置されている。また、前記両凸レンズ９２の物体側直前には、開口絞り９４が設置されている。なお、図６においてＸ軸は光軸である。 A conventional zoom lens is called a combination lens. Specifically, as shown in FIG. 6, a first lens group composed of a biconcave lens 91, a second lens group composed of a biconvex lens 92, and a glass filter 93 composed of an infrared cut filter, a low pass filter or the like. They are arranged side by side from the object side (left side in FIG. 6) to the image plane side (right side in FIG. 6). An aperture stop 94 is installed immediately before the object side of the biconvex lens 92. In FIG. 6, the X axis is the optical axis.

従来のズームレンズは、両凹レンズ９１からなる第１のレンズ群と両凸レンズ９２からなる第２のレンズ群とが、光軸方向にそれぞれ別々に動くことで、広角から望遠まで変倍動作を行いながら、変倍動作に伴う像面補正を行う。 In the conventional zoom lens, the first lens group consisting of the biconcave lens 91 and the second lens group consisting of the biconvex lens 92 move separately in the optical axis direction, thereby performing zooming operation from wide angle to telephoto. However, image plane correction accompanying the zooming operation is performed.

従来のズームレンズでは、ズームおよび像面補正において、各レンズ（両凹レンズ９１および両凸レンズ９２）を光軸方向に移動させる必要があった。したがって、光学系を設計する際には、各レンズ（両凹レンズ９１および両凸レンズ９２）の可動域を加味して、光学長を設計しなければならない。 In the conventional zoom lens, it is necessary to move each lens (the biconcave lens 91 and the biconvex lens 92) in the optical axis direction in zooming and image plane correction. Therefore, when designing the optical system, the optical length must be designed in consideration of the movable range of each lens (biconcave lens 91 and biconvex lens 92).

このように、従来の組み合わせレンズを用いたカメラモジュールは、レンズの光学長には、組み合わせレンズの厚みに加え、レンズの移動長を加える必要がある。したがって、カメラモジュールを薄くすることが困難であった。このように、組み合わせレンズを用いた従来のカメラモジュールでは薄型化には限界がある。そのため、薄型の携帯機器に組み合わせレンズを搭載することは困難である。 As described above, in the camera module using the conventional combination lens, it is necessary to add the moving length of the lens to the optical length of the lens in addition to the thickness of the combination lens. Therefore, it has been difficult to make the camera module thin. As described above, the conventional camera module using the combination lens has a limit in reducing the thickness. Therefore, it is difficult to mount a combination lens on a thin portable device.

そこで、レンズが固定されていて、撮像素子に結像される像の一部を信号処理で切り出し、それを信号処理で拡大するデジタルズーム技術を用いて、変倍操作を行うカメラモジュールが普及している。このような、カメラモジュールは、薄型化および小型化が可能である。しかし、このようなカメラモジュールでは、画像を拡大することで解像度が劣化し、撮像素子が有する解像度の拡大画像を得ることは不可能であった。
特開２００３−２５５２２５号公報 Therefore, a camera module that performs a zooming operation by using a digital zoom technology in which a lens is fixed and a part of an image formed on an image sensor is cut out by signal processing and then enlarged by signal processing is widely used. Yes. Such a camera module can be reduced in thickness and size. However, in such a camera module, the resolution is deteriorated by enlarging the image, and it is impossible to obtain an enlarged image having the resolution of the image sensor.
JP 2003-255225 A

本発明は、上記従来の問題に鑑みなされたもので、小型および薄型であって、解像度が劣化しない拡大写真機能を有するカメラモジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a camera module that is small and thin and has an enlarged photo function that does not deteriorate the resolution.

本発明のカメラモジュールは、少なくとも１枚のレンズを有しているレンズ系と、前記レンズ系を透過して入射される光を電気信号である検出情報に変換する撮像素子と、前記撮像素子の画素の対角線上の任意の位置を中心とし、前記撮像素子および前記レンズ系の少なくともどちらか一方を回転させることで、前記レンズ系と前記撮像素子との相対位置を前記レンズ系の光軸方向に垂直な方向に変化させる移動手段（移動装置）と、前記撮像素子から出力される前記検出情報に基づいて検出画像を作り上げる演算回路とを備えたことを特徴とする。 The camera module of the present invention includes a lens system having at least one lens, an image sensor that converts light incident through the lens system into detection information that is an electrical signal, By rotating at least one of the image sensor and the lens system around an arbitrary position on the diagonal line of the pixel, the relative position between the lens system and the image sensor is changed in the optical axis direction of the lens system. It is characterized by comprising moving means (moving device) for changing in a vertical direction and an arithmetic circuit for creating a detection image based on the detection information output from the image sensor.

以上のように本発明では、小型および薄型であって、解像度が劣化しない拡大写真機能を有するカメラモジュールを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a camera module that is small and thin and has an enlarged photo function that does not deteriorate the resolution.

本発明のカメラモジュールは、レンズ系と撮像素子との相対位置をレンズ系の光軸方向に垂直な方向に変化させて得た画像を基に、画像の拡大を行うので、レンズ系の光軸方向に、レンズを移動させる必要がない。そのため、本発明のカメラモジュールは、小型および薄型であって、解像度が劣化しない拡大写真機能を有する。 The camera module of the present invention enlarges an image based on an image obtained by changing the relative position between the lens system and the image sensor in a direction perpendicular to the optical axis direction of the lens system. There is no need to move the lens in the direction. Therefore, the camera module of the present invention is small and thin, and has an enlarged photograph function that does not deteriorate the resolution.

また、好ましくは、前記移動手段は、前記撮像素子の画素の対角線上で、かつ前記画素の対角線の長さの１／４だけ、前記画素の中心よりずれた位置を中心とし、前記撮像素子および前記レンズ系の少なくともどちらか一方を回転させることで、前記レンズ系と前記撮像素子との相対位置を変化させる。それにより、解像度が劣化していない拡大画像を得ることができる。 Preferably, the moving unit is centered on a diagonal line of the pixel of the imaging element and a position shifted from the center of the pixel by a quarter of the diagonal length of the pixel. By rotating at least one of the lens systems, the relative position between the lens system and the image sensor is changed. Thereby, an enlarged image in which the resolution is not deteriorated can be obtained.

また、好ましくは、前記演算回路は、前記レンズ系と前記撮像素子との相対位置を変化させて得た複数の前記検出情報を用いて、前記検出画像を作り上げる。それにより、解像度が劣化していない拡大画像を得ることができる。 Preferably, the arithmetic circuit creates the detection image using a plurality of pieces of detection information obtained by changing a relative position between the lens system and the imaging element. Thereby, an enlarged image in which the resolution is not deteriorated can be obtained.

以下、本発明の実施形態のさらに具体的な例について図を用いて説明する。 Hereinafter, more specific examples of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の実施の形態に係るカメラモジュールについて図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るカメラモジュールの一構成例を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態のカメラモジュール１０は、レンズ系１、撮像素子２、移動装置３（移動手段）および演算回路４を備えている。 A camera module according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a camera module according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the camera module 10 of the present embodiment includes a lens system 1, an image sensor 2, a moving device 3 (moving means), and an arithmetic circuit 4.

レンズ系１は、光を曲げる役割のレンズを少なくとも１枚有している。撮像素子２は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳを用いて構成されていて、レンズ系１を透過した光の情報を電気信号である検出情報に変換し出力する。 The lens system 1 has at least one lens that serves to bend light. The imaging device 2 is configured using, for example, a CCD or a CMOS, and converts information on light transmitted through the lens system 1 into detection information that is an electrical signal and outputs the detection information.

移動装置３は、レンズ系１と撮像素子２との相対位置を、レンズ系１の光軸方向に垂直な方向に変化させる。 The moving device 3 changes the relative position between the lens system 1 and the image sensor 2 in a direction perpendicular to the optical axis direction of the lens system 1.

演算回路４は、ＲＩＳＣマイコンやＤＳＰを用いて構成され、撮像素子２から出力された検出情報に基づき検出画像を作り上げる。 The arithmetic circuit 4 is configured using a RISC microcomputer or DSP, and creates a detection image based on the detection information output from the image sensor 2.

図２は、本実施の形態に係るカメラモジュールにおけるレンズ系と撮像素子との相対位置を示す概略構成図である。なお、本実施の形態のレンズ系１は、一枚のレンズで構成されているとする。図２に示すように、レンズ系１は、撮像素子２に対向して配置される。また、撮像素子２に対して、レンズ系１の光軸２１方向にレンズ系１が設置されている。本実施の形態のレンズ系１は固定されていて、撮像素子２は移動装置（図示せず）により、所定の位置を中心として回転させられる。それにより、撮像素子２とレンズ系１との相対位置はレンズ系１の光軸２１方向に垂直な方向に変化する。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the relative positions of the lens system and the image sensor in the camera module according to the present embodiment. It is assumed that the lens system 1 of the present embodiment is composed of a single lens. As shown in FIG. 2, the lens system 1 is disposed to face the image sensor 2. The lens system 1 is installed in the direction of the optical axis 21 of the lens system 1 with respect to the image sensor 2. The lens system 1 of the present embodiment is fixed, and the image sensor 2 is rotated around a predetermined position by a moving device (not shown). As a result, the relative position between the image sensor 2 and the lens system 1 changes in a direction perpendicular to the optical axis 21 direction of the lens system 1.

次に、本実施の形態のカメラモジュール１０におけるズームの方法について説明する。図３は、本実施の形態に係るカメラモジュールの画素の構成図であり、図４は、本実施の形態に係るカメラモジュールの２倍ズームの方法について説明する概略図である。 Next, a zoom method in the camera module 10 of the present embodiment will be described. FIG. 3 is a configuration diagram of pixels of the camera module according to the present embodiment, and FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a double zoom method of the camera module according to the present embodiment.

図３において、１つの赤色波長帯域（Ｒ）、２つの緑色波長帯域（Ｇ）および１つの青色波長帯域（Ｂ）の受光部からなる正方形は、撮像素子の各画素３１である。撮像素子２は、複数の画素３１を備えている。各画素３１の中心３２を●（黒丸）で表している。各受光部の中心間隔を２μｍとすれば、各画素３１の中心３２同士の間隔は４μｍになる。 In FIG. 3, each of the pixels 31 of the imaging device is a square formed by a light receiving portion of one red wavelength band (R), two green wavelength bands (G), and one blue wavelength band (B). The image sensor 2 includes a plurality of pixels 31. The center 32 of each pixel 31 is represented by ● (black circle). If the center interval between the light receiving portions is 2 μm, the interval between the centers 32 of the pixels 31 is 4 μm.

本実施の形態のカメラモジュールは、撮像素子２を所定の位置を中心に高速に９０度毎に回転させることで複数の画像データを取り込み、取り込んだ複数の画像データに基づいて、撮像素子２の解像度より高解像度の画像を構築し、この画像の一部を切り取って拡大することにより拡大画像を得る。 The camera module of the present embodiment captures a plurality of image data by rotating the image sensor 2 at a high speed every 90 degrees around a predetermined position, and based on the captured plurality of image data, An enlarged image is obtained by constructing an image having a resolution higher than the resolution and cutting out and enlarging a part of the image.

本実施の形態に係るカメラモジュールにおける、２倍のズームを行う方法について、図４を用いて説明する。図４は、図３と同様に、撮像素子の各画素３１を表しているが、各受光部は記載を省略している。 A method of performing double zooming in the camera module according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows each pixel 31 of the image sensor as in FIG. 3, but the description of each light receiving unit is omitted.

撮像素子２の回転中心は、画素３１の対角線４２上で、かつ対角線４２の長さの１／４だけ、画素３１の中心よりずれた個所とすればよい。対角線４２の長さは４・２^1/2μｍであるので、その１／４の長さは２^1/2μｍである。したがって、撮像素子２の回転の中心は、対角線４２上であって、画素３１の中心“１”より２^1/2μｍだけずれた個所すなわち点４１とすればよい。移動装置３（図１参照）は、この点４１を中心に撮像素子２を回転させる。 The rotation center of the image pickup device 2 may be set on the diagonal line 42 of the pixel 31 and at a position shifted from the center of the pixel 31 by ¼ of the length of the diagonal line 42. Since the length of the diagonal line 42 is 4 · 2 ^1/2 μm, its 1/4 length is 2 ^1/2 μm. Therefore, the center of rotation of the image pickup device 2 may be a point 41 on the diagonal line 42 and shifted by 2 ^1/2 μm from the center “1” of the pixel 31. The moving device 3 (see FIG. 1) rotates the image sensor 2 around this point 41.

まず図４に示すように、画素３１の中心が“１”にあるとき（撮像素子２の原点位置）、撮像素子２は第１の画像データを取り込む。画像データは、レンズ系１（図２参照）を透過してきた被写体光の情報である。次に点４１を中心にして、撮像素子２を時計方向へ９０度回転させる。それにより、画素３１の中心は“１”から“２”に移動する。“２”が画素３１の中心である状態で、撮像素子２は第２の画像データを取り込む。このとき、第１の画像データを取り込んだ際には、例えば“１１”に入射していた被写体光は、第２の画像データを取り込む際には“１２”に入射している。 First, as shown in FIG. 4, when the center of the pixel 31 is “1” (the origin position of the image sensor 2), the image sensor 2 captures the first image data. The image data is information on the subject light transmitted through the lens system 1 (see FIG. 2). Next, the imaging device 2 is rotated 90 degrees clockwise around the point 41. As a result, the center of the pixel 31 moves from “1” to “2”. In a state where “2” is the center of the pixel 31, the image sensor 2 captures the second image data. At this time, for example, the subject light incident on “11” when the first image data is captured is incident on “12” when the second image data is captured.

さらに、点４１を中心にして撮像素子２を時計方向に９０度回転させる。それにより、画素３１の中心は“３”に移動する。この状態で、撮像素子２は第３の画像データを取り込む。このとき、第１の画像データを取り込んだ際には、例えば、“１１”に入射していた被写体光は、第３の画像データを取り込む際には“１３”に入射している。 Further, the image pickup device 2 is rotated 90 degrees clockwise around the point 41. As a result, the center of the pixel 31 moves to “3”. In this state, the image sensor 2 takes in the third image data. At this time, for example, the subject light incident on “11” when the first image data is captured is incident on “13” when the third image data is captured.

最後に、点４１を中心にして、撮像素子２を時計方向に９０度回転させる。それにより、画素３１の中心は“４”に移動し、この状態で撮像素子２は第４の画像データを取り込む。このとき、第１の画像データを取り込んだ際には、例えば、“１１”に入射していた被写体光は、第４の画像データを取り込む際には“１４”に入射している。 Finally, the image pickup device 2 is rotated 90 degrees clockwise around the point 41. As a result, the center of the pixel 31 moves to “4”, and in this state, the image sensor 2 captures the fourth image data. At this time, for example, when the first image data is captured, the subject light incident on “11” is incident on “14” when the fourth image data is captured.

以上、画素３１の中心が４カ所にずれて存在する、異なる４つの画像データが得られる。撮像素子２を９０度ずつ回転させながら各画像データを取り込んでいるため、各画像データにおける上下左右は４つとも異なっている。これら４つの画像データの上下左右を同一方向にそろえると、これらは互いに１／２画素ずつ、ずれている。撮像素子２は、これらの画像データを電気信号である検出情報に変換して、撮像素子２の後段に位置するデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）またはそれに類する演算装置である演算回路４（図１参照）に送信する。演算回路４は、４つの画像データの上下左右方向をそろえてから、一定の法則で一枚の画像となるように再配置する。それにより、撮像素子２の４倍の画素数を有する１フレームの画像データを形成することができる。 As described above, four different image data in which the centers of the pixels 31 exist at four positions are obtained. Since each image data is taken in while rotating the image pickup device 2 by 90 degrees, the top, bottom, left, and right in each image data are different from each other. If these four image data are aligned in the same direction in the top, bottom, left, and right, they are shifted from each other by ½ pixel. The image sensor 2 converts the image data into detection information that is an electrical signal, and a digital signal processor (DSP) located at a subsequent stage of the image sensor 2 or an arithmetic circuit 4 that is an arithmetic device similar thereto (see FIG. 1). Send to. The arithmetic circuit 4 aligns the four image data in the vertical and horizontal directions, and rearranges the image data so as to form a single image according to a certain rule. Thereby, one frame of image data having four times the number of pixels of the image sensor 2 can be formed.

次に、演算回路４によって、元の画像データの４倍の画素密度を有するデータの一部を２倍に拡大する事により、元の画像データの画素数と同様の画素密度を有する２倍拡大画像データを得ることができる。このようにして得た拡大画像データは、解像度が劣化することがない。 Next, the arithmetic circuit 4 doubles a part of the data having a pixel density four times that of the original image data by two times to thereby double the pixel density similar to the number of pixels of the original image data. Image data can be obtained. The resolution of the enlarged image data obtained in this way does not deteriorate.

また、２倍以上のズームを行う場合も、上述の２倍ズームと同様に、撮像素子の画素の対角線上にある任意の位置を中心とし、撮像素子およびレンズ系の少なくともどちらか一方を回転させて、画像データを取り込むことで、ズームを実現することができる。 In addition, when zooming at a magnification of 2 times or more, as in the case of the above-described double zooming, at least one of the imaging device and the lens system is rotated around an arbitrary position on the diagonal line of the pixel of the imaging device. Thus, zooming can be realized by capturing image data.

図５は、本実施の形態に係るカメラモジュールの３倍ズームの方法について説明する概略図である。図５は、撮像素子の１つの画素３１を表しているが、各受光部の記載は省略している。３倍ズームの場合は、例えば図５に示している点４３、４４および４５の３点を中心に撮像素子を回転させて、画像データを取り込めばよい。点４３は画素３１の対角線４２上で、かつ対角線４２の長さの１／１２だけ、画素３１の中心３２よりずれた個所である。また、点４４は、画素３１の対角線４２上で、かつ画素の中心３２よりずれた個所である。具体的に示すと、点４４は、画素３１の中心３２と、図５において中心３２から上に画素３１の一辺の長さの１／６進み、左に一辺の長さの１／３進んだ個所である点３５と、図５において中心３２から上に画素３１の一辺の長さの１／３進み、左に一辺の長さの１／６進んだ個所である点３６との３点を通る円の中心である。点４４は対角線４２上にある。また、点４５は、画素３１の対角線４２上で、かつ対角線４２の長さの１／６だけ、画素３１の中心３２よりずれた個所である。 FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a 3 × zoom method of the camera module according to the present embodiment. FIG. 5 shows one pixel 31 of the image sensor, but the description of each light receiving unit is omitted. In the case of 3x zoom, for example, image data may be taken in by rotating the image sensor around three points 43, 44 and 45 shown in FIG. The point 43 is a position on the diagonal line 42 of the pixel 31 and shifted from the center 32 of the pixel 31 by 1/12 of the length of the diagonal line 42. A point 44 is a point on the diagonal line 42 of the pixel 31 and shifted from the center 32 of the pixel. Specifically, the point 44 advances from the center 32 of the pixel 31 by 1/6 of the length of one side of the pixel 31 upward from the center 32 in FIG. 5 and to the left by 1/3 of the length of one side. In FIG. 5, three points of a point 35 and a point 36 which is a point advanced by 1/3 of the length of one side of the pixel 31 from the center 32 in FIG. The center of the circle that passes through. Point 44 is on diagonal 42. A point 45 is a point on the diagonal line 42 of the pixel 31 and shifted from the center 32 of the pixel 31 by 1/6 of the length of the diagonal line 42.

点４３を撮像素子の回転中心として画像データを取り込む場合について説明する。まず、画素３１の中心が中心３２である状態で画像データを取り込む。次に、撮像素子を９０°回転させると、画素３１の中心が点３３に移動するので、この状態で画像データを取り込む。次に、撮像素子を９０°回転させると、画素３１の中心が点４５に移動するので、この状態で画像データを取り込む。次に、撮像素子を９０°回転させると、画素３１の中心が点３４に移動するので、この状態で画像データを取り込む。このようにして、異なる４つの画像データを取り込む。 A case where image data is captured using the point 43 as the rotation center of the image sensor will be described. First, image data is captured with the center of the pixel 31 being the center 32. Next, when the image sensor is rotated by 90 °, the center of the pixel 31 moves to the point 33, and thus image data is captured in this state. Next, when the image sensor is rotated by 90 °, the center of the pixel 31 moves to the point 45, and thus image data is captured in this state. Next, when the image sensor is rotated by 90 °, the center of the pixel 31 moves to the point 34, and thus image data is captured in this state. In this way, four different image data are captured.

次に、点４４を撮像素子の回転中心として画像データを取り込む場合について説明する。画素３１の中心が中心３２である状態の画像データは、前述の点４３を回転中心とした場合に取り込んでいるので取り込む必要がない。まず、点４４を回転中心にして撮像素子を回転させ、画素３１の中心を点３５に移動して、この状態で画像データを取り込む。次に、撮像素子を回転させ、画素３１の中心を点３６に移動して、この状態で画像データを取り込む。このようにして、異なる２つの画像データを取り込む。 Next, a case where image data is captured with the point 44 as the rotation center of the image sensor will be described. The image data in the state where the center of the pixel 31 is the center 32 is captured when the above-described point 43 is set as the rotation center, and therefore does not need to be captured. First, the imaging device is rotated with the point 44 as the rotation center, the center of the pixel 31 is moved to the point 35, and image data is captured in this state. Next, the image sensor is rotated, the center of the pixel 31 is moved to the point 36, and image data is captured in this state. In this way, two different image data are captured.

次に、点４５を撮像素子の回転中心とする場合について説明する。画素３１の中心が中心３２である状態の画像データは、前述の点４３を回転中心とした場合に取り込んでいるので取り込む必要がない。次に、撮像素子を９０°回転させると、画素３１の中心が点３７に移動するので、この状態で画像データを取り込む。次に、撮像素子を９０°回転させると、画素３１の中心が点３８に移動するので、この状態で画像データを取り込む。次に、撮像素子を９０°回転させると、画素３１の中心が点３９に移動するので、この状態で画像データを取り込む。このようにして、異なる３つの画像データを取り込む。 Next, a case where the point 45 is set as the rotation center of the image sensor will be described. The image data in the state where the center of the pixel 31 is the center 32 is captured when the above-described point 43 is set as the rotation center, and therefore does not need to be captured. Next, when the image sensor is rotated by 90 °, the center of the pixel 31 moves to the point 37, and thus image data is captured in this state. Next, when the image sensor is rotated by 90 °, the center of the pixel 31 moves to the point 38, and thus image data is captured in this state. Next, when the image sensor is rotated by 90 °, the center of the pixel 31 moves to the point 39, and thus image data is captured in this state. In this way, three different image data are captured.

上述の２倍ズームと同様に、点４３、４４および４５の３点を中心に撮像素子を回転させて取り込んだ９つの画像データをもとにして、元の画像データの画素数と同様の画素密度を有する３倍拡大画像データを得ることができる。このようにして得た拡大画像データは元の画像データに比べて、解像度が劣化することがない。 Similar to the 2 × zoom described above, the same number of pixels as the number of pixels of the original image data based on nine image data acquired by rotating the image sensor around the three points 43, 44 and 45. Three times enlarged image data having a density can be obtained. The enlarged image data obtained in this way does not deteriorate in resolution as compared with the original image data.

以上のように、本実施の形態に係るカメラモジュール１０は、レンズ系１をレンズ系１の光軸方向に移動させる必要なしに、画質の劣化のないズームを実現することができる。したがって、本実施の形態に係るカメラモジュール１０は小型および薄型であって、解像度が劣化しない拡大写真機能を有する。 As described above, the camera module 10 according to the present embodiment can realize zoom without deterioration in image quality without having to move the lens system 1 in the optical axis direction of the lens system 1. Therefore, the camera module 10 according to the present embodiment is small and thin, and has an enlarged photograph function that does not deteriorate the resolution.

なお、レンズ系１と撮像素子２との相対位置を変化させる駆動装置３としては、これらの相対位置を、レンズ系１の光軸の垂直方向に変化させることができ、所定の中心に対して回転させることができる機構を有していればかまわない。また、
なお、本実施の形態では、一枚のレンズからなるレンズ系１を用いたが、レンズは複数でもよい。例えば、レンズがその光軸方向に複数個並んだ構成のレンズ系１や、レンズが光軸方向と垂直方向に複数個並んだレンズ系１を有するカメラモジュール１０であっても、同様の効果を得ることができる。さらに、撮像素子２が複数個並んだ構成のカメラモジュール１０であっても同様の効果を得ることができる。 Note that the driving device 3 that changes the relative position between the lens system 1 and the image sensor 2 can change the relative position in the direction perpendicular to the optical axis of the lens system 1, with respect to a predetermined center. It does not matter if it has a mechanism that can be rotated. Also,
In the present embodiment, the lens system 1 including a single lens is used, but a plurality of lenses may be used. For example, the same effect can be obtained even in a lens system 1 having a configuration in which a plurality of lenses are arranged in the optical axis direction and a camera module 10 having a lens system 1 in which a plurality of lenses are arranged in a direction perpendicular to the optical axis direction. Can be obtained. Furthermore, the same effect can be obtained even with the camera module 10 having a configuration in which a plurality of imaging elements 2 are arranged.

また、本実施の形態では、駆動装置３により撮像素子２を移動させたが、駆動装置３は撮像素子２とレンズ系１の相対位置を変化させればいいので、撮像素子２を固定し、レンズ系１を移動させてもよく、あるいは、撮像素子２およびレンズ系１の両方を移動させてもよい。なお、レンズ系１のみ移動させる場合は、取り込んだ各画像データの上下左右方向が同一であるため、それらを一枚の画像とする際に、それらの方向をそろえる処理が不要である。 In the present embodiment, the image pickup device 2 is moved by the drive device 3. However, the drive device 3 only has to change the relative position between the image pickup device 2 and the lens system 1. The lens system 1 may be moved, or both the image sensor 2 and the lens system 1 may be moved. Note that when only the lens system 1 is moved, the captured image data has the same vertical and horizontal directions, and therefore processing for aligning these directions is not necessary when making them one image.

さらに、図４において、画素３１の中心が、“１”→“２”→“３”→“４”→“１”となるように、撮像素子２を９０度毎に時計方向に回転させて、画像データを取り込んでいたが、例えば、画素３１の中心が、“１”→“２”→“３”→“２”→“１”となるように、撮像素子２を回転させてもよい。つまり、撮像素子２が、１８０度回転した時点で再び逆方向にすなわち反時計方向に回転して、画像データを取り込んでもよい。 Further, in FIG. 4, the image sensor 2 is rotated clockwise every 90 degrees so that the center of the pixel 31 is “1” → “2” → “3” → “4” → “1”. However, for example, the image sensor 2 may be rotated so that the center of the pixel 31 is “1” → “2” → “3” → “2” → “1”. . That is, the image sensor 2 may be rotated again in the opposite direction, that is, counterclockwise when the image pickup device 2 is rotated by 180 degrees to capture the image data.

なお、本実施の形態で具体的に示した、構成および回転中心の位置等については、あくまでも一例であり、本発明はこれらの具体例のみに限定されるものではない。 Note that the configuration, the position of the rotation center, and the like specifically shown in the present embodiment are merely examples, and the present invention is not limited to these specific examples.

本発明のカメラモジュールは、小型、薄型および高性能であり、拡大写真機能を有する。そのため、例えば、カメラを備えた携帯電話、デジタルスチルカメラおよび監視カメラなどに有用である。 The camera module of the present invention is small, thin and high-performance, and has an enlarged photo function. Therefore, for example, it is useful for a mobile phone equipped with a camera, a digital still camera, a surveillance camera, and the like.

本発明の実施の形態に係るカメラモジュールの一構成例を示すブロック図The block diagram which shows the example of 1 structure of the camera module which concerns on embodiment of this invention 本実施の形態に係るカメラモジュールにおけるレンズ系と撮像素子との相対位置を示す概略構成図Schematic configuration diagram showing the relative positions of the lens system and the image sensor in the camera module according to the present embodiment 本実施の形態に係るカメラモジュールの画素の構成図Configuration diagram of pixel of camera module according to the present embodiment 本実施の形態に係るカメラモジュールの２倍ズームの方法について説明する概略図Schematic explaining the 2x zoom method of the camera module according to the present embodiment 本実施の形態に係るカメラモジュールの３倍ズームの方法について説明する概略図Schematic explaining the 3x zoom method of the camera module according to the present embodiment 従来のカメラモジュール用のズームレンズの構成図Configuration diagram of a conventional zoom lens for a camera module

Explanation of symbols

１レンズ系
２撮像素子
３移動装置
４演算回路
１０カメラモジュール
２１光軸
３１画素
３２中心
３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４１、４３、４４、４５、点
４２対角線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lens system 2 Image pick-up element 3 Moving device 4 Arithmetic circuit 10 Camera module 21 Optical axis 31 Pixel 32 Center 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 41, 43, 44, 45, Point 42 Diagonal line

Claims

A lens system having at least one lens;
An image sensor that converts light incident through the lens system into detection information that is an electrical signal;
By rotating at least one of the image sensor and the lens system around an arbitrary position on the diagonal line of the pixel of the image sensor, the relative position between the lens system and the image sensor can be changed. Moving means for changing in a direction perpendicular to the optical axis direction;
A camera module comprising: an arithmetic circuit that creates a detection image based on the detection information output from the imaging element.

The moving means is on the diagonal line of the pixel of the image sensor and is centered on a position shifted from the center of the pixel by a quarter of the diagonal length of the pixel, and at least of the image sensor and the lens system. The camera module according to claim 2, wherein the relative position between the lens system and the image sensor is changed by rotating either one of them.

The camera module according to claim 1, wherein the arithmetic circuit creates the detection image by using a plurality of the detection information obtained by changing a relative position between the lens system and the imaging element.