JP2013222132A - Camera module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、カメラモジュールに関する。 Embodiments described herein relate generally to a camera module.
従来、カメラモジュールは、撮影時におけるカメラの手振れによる画像のブレを抑制させるための手振れ補正機能を搭載するものが知られている。また、カメラモジュールは、レンズによって取り込まれた光の量を調節するための機構として、外縁部にグラデーションを持たせた絞りを採用することで、解像感とシャープネスとの両立を図るものがある。高品質な画像を得るためのこれらの機能は、携帯型の電子機器に搭載されるカメラモジュールにおいては、小型化、薄型化に適した簡易な構成によって実現可能であることが望まれている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a camera module having a camera shake correction function for suppressing image blur due to camera shake during shooting is known. Some camera modules use a diaphragm with gradation on the outer edge as a mechanism for adjusting the amount of light captured by the lens, thereby achieving both resolution and sharpness. . It is desired that these functions for obtaining a high-quality image can be realized by a simple configuration suitable for downsizing and thinning in a camera module mounted on a portable electronic device.
本発明の一つの実施形態は、高品質な画像を得るための機能を、小型化、薄型化に適した簡易な構成によって実現可能とするカメラモジュールを提供することを目的とする。 An object of one embodiment of the present invention is to provide a camera module that can realize a function for obtaining a high-quality image with a simple configuration suitable for downsizing and thinning.
本発明の一つの実施形態によれば、カメラモジュールは、撮像光学系、画素部、絞り機構部、手振れ補正部及びフォーカス調整部を有する。撮像光学系は、被写体からの光を取り込む。撮像光学系は、被写体像を結像させる。画素部は、被写体像を撮像する。絞り機構部は、撮像光学系により取り込まれ画素部へ進行させる光の量を調節する。手振れ補正部は、被写体像の手振れ補正を実施する。フォーカス調整部は、撮像光学系のフォーカス調整を実施する。絞り機構部は、光変調素子を備える。光変調素子は、通過させる光の量を印加電圧に応じて調整可能とする。手振れ補正部は、液晶素子を備える。液晶素子は、入射した光の屈折量を電圧の分布に応じて調整可能とする。フォーカス調整部は、液晶素子を備える。液晶素子は、入射した光の屈折量を印加電圧に応じて調整可能とする。絞り機構部、手振れ補正部及びフォーカス調整部は、光を透過させる支持基板を挟んで一体に構成されている。 According to one embodiment of the present invention, the camera module includes an imaging optical system, a pixel unit, a diaphragm mechanism unit, a camera shake correction unit, and a focus adjustment unit. The imaging optical system captures light from the subject. The imaging optical system forms a subject image. The pixel unit captures a subject image. The aperture mechanism unit adjusts the amount of light that is captured by the imaging optical system and travels to the pixel unit. The camera shake correction unit performs camera shake correction of the subject image. The focus adjustment unit performs focus adjustment of the imaging optical system. The aperture mechanism unit includes a light modulation element. The light modulation element can adjust the amount of light passing therethrough according to the applied voltage. The camera shake correction unit includes a liquid crystal element. The liquid crystal element can adjust the amount of refraction of incident light in accordance with the voltage distribution. The focus adjustment unit includes a liquid crystal element. The liquid crystal element can adjust the amount of refraction of incident light according to the applied voltage. The aperture mechanism unit, the camera shake correction unit, and the focus adjustment unit are integrally configured with a support substrate through which light is transmitted.
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるカメラモジュールを詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a camera module according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
(実施形態)
図1は、実施形態にかかるカメラモジュールを備えるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。デジタルカメラ1は、カメラモジュール2及び後段処理部3を有する。
(Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a digital camera including the camera module according to the embodiment. The digital camera 1 includes a
カメラモジュール2は、前段レンズ11、液晶部12、後段レンズ13、固体撮像装置10、制御部16及び角速度センサ17を有する。後段処理部3は、イメージシグナルプロセッサ(image signal processor;ISP)21、記憶部22及び表示部23を有する。カメラモジュール2は、デジタルカメラ1以外に、例えばカメラ付き携帯端末等の電子機器に適用される。
The
撮像光学系である前段レンズ11及び後段レンズ13は、被写体からの光を取り込み、被写体像を結像させる。液晶部12は、後述する各種液晶素子を有する。固体撮像装置10は、例えば、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)イメージセンサである。固体撮像装置10は、CMOSイメージセンサの他、CCD(charge coupled device)であっても良い。
The
固体撮像装置10は、画素部14及び撮像処理回路15を有する。画素部14は、撮像光学系により取り込まれた光をフォトダイオードにおいて信号電荷に変換し、被写体像を撮像する。撮像処理回路15は、画素部14からの画像信号の信号処理を実施する。制御部16は、液晶部12の駆動を制御する。角速度センサ17は、デジタルカメラ1のブレを検出する。角速度センサ17としては、例えばジャイロセンサを用いる。
The solid-
ISP21は、固体撮像装置10での撮像により得られた画像信号の信号処理を実施する。記憶部22は、ISP21での信号処理を経た画像を格納する。記憶部22は、ユーザの操作等に応じて、表示部23へ画像信号を出力する。表示部23は、ISP21あるいは記憶部22から入力される画像信号に応じて、画像を表示する。表示部23は、例えば、液晶ディスプレイである。
The
図2は、液晶部及び撮像光学系の概略構成を示す断面模式図である。液晶部12は、例えば、前段レンズ11及び後段レンズ13の間の光路中に配置されている。前段レンズ11、液晶部12及び後段レンズ13は、例えばレンズホルダ(図示省略)内に装着されている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the liquid crystal unit and the imaging optical system. The
液晶部12は、OIS(optical image stabilizer)31、アポダイザー32及びAF(auto focus)部33を有する。OIS31は、被写体像の手振れ補正を実施する手振れ補正部である。アポダイザー32は、撮像光学系により取り込まれ画素部14へ進行させる光の量を調節するための絞り機構部である。AF部33は、撮像光学系のフォーカス調整を実施するフォーカス調整部である。
The
OIS31、アポダイザー32及びAF部33は、それぞれ液晶素子34、35及び36を備える。液晶部12は、2枚のガラス基板41及び44により、内部の各層が挟持されている。OIS31、アポダイザー32及びAF部33は、液晶部12の内部のガラス基板42及び43を挟んで一体に構成されている。ガラス基板41、42、43及び44は、光を透過させる支持基板として機能する。
The
図3は、液晶部のうちアポダイザーを構成する部分の概略構成を示す断面模式図である。アポダイザー32は、第1偏光板48、ガラス基板42、第1導電膜45、液晶素子35、誘電体層47、第2導電膜46、ガラス基板43及び第2偏光板49を備える。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a portion of the liquid crystal unit that constitutes the apodizer. The
液晶素子35は、通過させる光の量を印加電圧に応じて調整可能な光変調素子として機能する。液晶素子35は、撮像光学系の光軸を中心として設けられている。液晶素子35は、例えば、第1導電膜45側を平坦面、第2導電膜46側を球面に近い曲面として形成されている。誘電体層47は、第1及び第2導電膜45及び46の間において液晶素子35以外の部分を占めている。液晶素子35は、例えば、所望の曲面形状の凹部を持たせた誘電体層47を用意し、その凹部に液晶材料を導入することにより形成されている。誘電体層47は、液晶材料に対し高い誘電率を持つ誘電体材料を使用して構成されている。
The
透明電極である第1及び第2導電膜45及び46は、導電性透明材料、例えばITOを使用して構成されている。第1及び第2導電膜45及び46の間には、電圧が印加される。ガラス基板42及び43は、第1導電膜45から第2導電膜46までの各部を挟持する。
The first and second
第1偏光板48は、ガラス基板42の入射側の面に設けられている。第1偏光板48は、所定の振動方向の直線偏光である第1直線偏光を透過させる。第1偏光板48は、液晶素子35へ第1直線偏光を入射させる。
The first
第2偏光板49は、ガラス基板43の射出側の面に設けられている。第2偏光板49は、所定の振動方向の直線偏光である第2直線偏光を透過させる。第1直線偏光の振動方向および第2直線偏光の振動方向は、互いに垂直である。第1及び第2偏光板48及び49は、互いに偏光特性を90度異ならせて直列させたクロスニコルを構成する。
The second
図4は、電圧を印加した場合における液晶素子の正面模式図である。図5は、電圧を印加した場合における液晶素子の断面模式図である。液晶素子35は、電圧を印加した状態において、入射した光の一部を遮蔽することで、光の量を調節する。図中に付した濃淡は、白抜き、トーン及び黒塗りと濃くなるに従い、透過する光の量が少ないことを表すものとする。
FIG. 4 is a schematic front view of the liquid crystal element when a voltage is applied. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal element when a voltage is applied. The
図4に示すように、液晶素子35は、光を透過させる領域の外縁部において、中心位置から離れるに従い透過させる光の量が少なくなるようなグラデーションを形成する。液晶素子35は、図5に示す断面内において、光を透過させる領域のうちの入射側の面が球面に近い曲面をなすように構成されている。
As shown in FIG. 4, the
誘電体層47は、撮像光学系の光軸の方向における厚みが大きくなるに従い、液晶素子35に印加する電圧を低くさせる。液晶素子35は、かかる誘電体層47を介して電圧が印加された場合に、光を透過させる量が例えばガウス分布に近い分布をなすように、液晶分子の配向特性が設定されている。
The
第1偏光板48は、入射した光のうち第1直線偏光を選択的に透過させ、液晶素子35へ進行させる。液晶素子35は、印加電圧に応じて、第1直線偏光を第2直線偏光へ変換する。第2偏光板49は、液晶素子35からの光のうち、第2直線偏光を選択的に透過させる。
The first
例えば、液晶素子35は、電圧が印加されているとき、光を透過させる領域の外縁部において、中心位置から離れるに従い、第2直線偏光へ変換する光の量を徐々に低下させる。これにより、アポダイザー32は、外縁部にグラデーションを持たせた絞りとして機能する。例えば、液晶素子35は、電圧の印加が停止されている間、第1直線偏光を全て第2直線偏光へ変換する。これにより、アポダイザー32は、入射した光の全てを透過させる。
For example, when a voltage is applied, the
図6は、外縁部にグラデーションを持たせた絞りを適用する場合の光学特性について説明する図である。ここでは、画面の中央部における点像分布関数(point spread function;PSF)を示している。図中上段は、グラデーションを持たせず光を透過させる部分と光を遮蔽する部分との二種類のみを分布させた、いわゆるバイナリタイプの絞りを適用する場合のPSFの例を示している。図中下段は、グラデーションを持たせた絞りを適用する場合のPSFの例を示している。 FIG. 6 is a diagram for explaining optical characteristics in the case of applying a diaphragm having a gradation at the outer edge. Here, a point spread function (PSF) at the center of the screen is shown. The upper part of the figure shows an example of a PSF in the case of applying a so-called binary type diaphragm in which only two types of a part that transmits light without gradation and a part that blocks light are distributed. The lower part of the figure shows an example of a PSF when a diaphragm with gradation is applied.
二つのPSFのグラフを比較すると、絞りにグラデーションを持たせることで、グラフの裾部分の拡がりが大幅に低減されていることがわかる。画面の中央部のみならず、画面の外縁部においてもPSFは同様の傾向を示す。絞りのうちグラデーションを持たせた部分の付近では、光の回折が抑制される。このように、外縁部にグラデーションを持たせた絞りを採用することで、結像性能の向上、及び結像範囲の広範化を図り、解像感とシャープネスとの両立が可能となる。 Comparing two PSF graphs, it can be seen that the expansion of the skirt portion of the graph is greatly reduced by providing gradation to the aperture. PSF shows the same tendency not only at the center of the screen but also at the outer edge of the screen. In the vicinity of the gradation portion of the aperture, light diffraction is suppressed. In this way, by employing a diaphragm having a gradation at the outer edge, it is possible to improve imaging performance and widen the imaging range, and to achieve both resolution and sharpness.
カメラモジュール2は、明るい環境での撮影の場合に、アポダイザー32を機能させることで、解像感の高い画像を取得可能とする。カメラモジュール2は、暗い環境での撮影の場合に、アポダイザー32の機能を停止させることで、光の感度を稼ぎコントラストが良好な画像を取得可能とする。
The
図7は、カメラモジュールのうちアポダイザーの駆動を制御するための構成を示すブロック図である。撮像処理回路15内のアナログゲイン(AG)設定部51は、撮影時の照度に応じたAGを設定する。制御部16内のアポダイザー制御部52は、AG設定部51において設定されたAGに応じて、アポダイザー32の駆動を制御する。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration for controlling the driving of the apodizer in the camera module. An analog gain (AG)
図8は、アポダイザーの駆動を制御する手順を示すフローチャートである。アポダイザー制御部52は、AG設定部51で設定されたAGと、予め設定された閾値Thとを比較する(ステップS1)。AG<Thが成り立つ場合(ステップS1、Yes)、アポダイザー制御部52は、第1及び第2導電膜45及び46への電圧の印加により、アポダイザー32をONとする(ステップS2)。
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for controlling the driving of the apodizer. The
AG<Thが成り立たない場合(ステップS1、No)、アポダイザー制御部52は、第1及び第2導電膜45及び46への電圧の印加を停止させた状態とすることで、アポダイザー32をOFFとする(ステップS3)。これにより、カメラモジュール2は、アポダイザー32の駆動の制御を終了する。
If AG <Th is not satisfied (No in step S1), the
なお、カメラモジュール2は、アポダイザー32をON及びOFFのみの制御とする場合に限られず、第1及び第2導電膜45及び46へ印加する電圧を調節することで、アポダイザー32を透過する光の量を調節することとしても良い。これにより、カメラモジュール2は、照度に応じてさらに高品質な画像を得ることが可能となる。
The
アポダイザー32に適用する光変調素子は、液晶素子35である場合に限られず、通過させる光の量を印加電圧に応じて調整可能ないずれの素子としても良い。光変調素子は、例えば、エレクトロクロミック素子であっても良い。エレクトロクロミック素子は、電気化学的な酸化還元反応によって光の透過率を変化させる性質を備える。光変調素子としてエレクトロクロミック素子を適用する場合も、アポダイザー32は、外縁部にグラデーションを持たせた絞りとして機能することができる。
The light modulation element applied to the
図9は、液晶部のうちOISを構成する部分の概略構成を示す断面模式図である。OIS31は、ガラス基板41、第1導電膜53、液晶素子34、第2導電膜54及びガラス基板42を備える。本実施形態において、ガラス基板42は、図2に示すアポダイザー32との共用とする。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a portion of the liquid crystal portion that constitutes the OIS. The
液晶素子34は、入射した光の屈折量を電位差分布に応じて調整可能に構成されている。液晶素子34は、略一定の厚みの層をなしている。透明電極である第1及び第2導電膜53及び54は、導電性透明材料、例えばITOを使用して構成されている。第1及び第2導電膜53及び54の間には、電圧が印加される。ガラス基板41及び42は、第1導電膜53から第2導電膜54までの各部を挟持する。
The
例えば、第1導電膜53は、グラウンドと同電位とされている。第2導電膜54は、複数の電圧が同時に印加される。第2導電膜54に印加する各電圧を適宜異ならせることで、第2導電膜54は、電極面がなす二次元方向について電圧の勾配を生じさせる。
For example, the first
図10は、第2導電膜における電圧の印加及び分布について説明する図である。図中、第2導電膜54は、光軸に垂直な平面として示している。矩形形状をなす第2導電膜54において、互いに対向する2つの長辺の各近傍には、それぞれ電圧V1、V2が印加される。第2導電膜56のうち互いに対向する2つの短辺の各近傍には、それぞれ電圧V3、V4が印加される。
FIG. 10 is a diagram for explaining voltage application and distribution in the second conductive film. In the drawing, the second
例えば、V1<V2及びV3<V4が成り立つとき、第2導電膜56には、図中左上から右下へ向かうに従い低電位となるような電圧の勾配が生じる。電圧V1〜V4は、大小関係も含めて、手振れの方向や量に応じて適宜調節可能であるものとする。
For example, when V1 <V2 and V3 <V4 are satisfied, a voltage gradient is generated in the second
液晶素子34は、第1及び第2導電膜53及び54からの電圧の印加により液晶分子の配向が制御される。液晶素子34は、入射した光を、液晶分子の配向に応じて屈折させる。OIS31は、二次元方向に勾配を持たせた電圧を液晶素子34へ印加することで、液晶素子34における光の屈折量を、二次元方向において変化させることができる。
In the
図11は、カメラモジュールのうちOISの駆動を制御するための構成を示すブロック図である。角速度センサ17は、撮影時の手振れ量を検出し、出力する。制御部16のOIS制御部55は、角速度センサ17から入力された手振れ量に応じて、OIS31の駆動を制御する。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration for controlling the driving of the OIS in the camera module. The
OIS制御部55は、手振れによる像の移動を相殺するような方向及び量で光が偏向するように、液晶素子34に印加する電圧V1〜V4を調整する。これにより、OIS31は、二次元方向についての手振れ補正を実施する。カメラモジュール2は、手振れによる影響が抑制された高品質な画像を得ることができる。例えば、従来のレンズシフト方式では、移動させるレンズの重量が増すほど、レンズの移動のための駆動力を増大させることとなる。本実施形態のOIS31は、液晶素子34を適用することにより、このような駆動力の増大を回避することができる。
The
OIS31は、二次元方向における光の屈折量の調整を、1つの液晶素子34に対する印加電圧の制御により実現するものに限られない。OIS31は、例えば、電圧分布を持たせる方向を異ならせた2つの液晶素子34を組み合わせることで、二次元方向における光の屈折量の調整を行うものとしても良い。この場合も、OIS31は、二次元方向について手振れの影響を抑制させる手振れ補正を実施することができる。
The
図12は、OISの駆動を制御するための構成の変形例を示すブロック図である。制御部16内の角速度検出部56は、固体撮像装置10で撮像された画像から、手振れ量を検出する。角速度検出部56は、例えば、連続して撮像された画像間のずれを抽出する画像処理を経て、手振れ量を求める。OIS制御部55は、角速度検出部56で検出された手振れ量に応じて、OIS31の駆動を制御する。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a modification of the configuration for controlling the driving of the OIS. The angular
この場合も、カメラモジュール2は、手振れによる影響が抑制された高品質な画像を得ることができる。OIS制御部55は、上述の角速度センサ17(図11参照)による検出結果と、本変形例の角速度検出部56による検出結果との双方に応じて、OIS31の駆動を制御することとしても良い。
Also in this case, the
図13は、OISを構成する部分の変形例を示す断面模式図である。OIS60は、ガラス基板41、第1導電膜53、液晶素子61、誘電体層62、第2導電膜54及びガラス基板42を備える。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a modified example of the portion constituting the OIS. The
誘電体層62は、第2導電膜54側の面が、第2導電膜54の電極面と平行であるのに対し、液晶素子61側の面が、第2導電膜54の電極面に対して傾きを持つ。図示する断面において、誘電体層62は楔形をなしている。液晶素子61は、第1及び第2導電膜53及び54の間において、誘電体層62以外の部分を占めている。液晶素子61は、第1導電膜53側の面が、第1導電膜53の電極面と平行であるのに対し、誘電体層62側の面が、第1導電膜53の電極面に対して傾きを持つ。
The surface of the
図示する断面において、液晶素子61は、誘電体層62とは上下を反転させた楔形をなしている。誘電体層62及び液晶素子61は、第1導電膜53の電極面及び第2導電膜54の電極面に対して傾きを持たせた傾斜面同士を合致させて一体とされている。誘電体層62は、液晶材料に対し高い誘電率を持つ誘電体材料を使用して構成されている。第1及び第2導電膜53及び54の間には、電圧が印加される。
In the cross section shown in the drawing, the
液晶素子61の屈折率n1は、印加する電圧に応じて変化する。誘電体層62の屈折率n2は、一定とする。例えば、第1及び第2導電膜53及び54に電圧Vcを印加したときに、n1=n2であるとする。この場合、液晶素子61を透過した光は、誘電体層62との界面において屈折作用を受けず、進行方向を維持したまま誘電体層62を透過する。
The refractive index n1 of the
第1及び第2導電膜53及び54の印加電圧をVcから変化させると、n1≠n2となる。この場合、液晶素子61を透過した光は、誘電体層62との界面において屈折し、進行方向が折り曲げられて誘電体層62を透過する。
When the applied voltage of the first and second
誘電体層62は、図中紙面に平行に上から下へ向かうに従い、光軸方向における厚みが大きくなるよう構成されている。誘電体層62の厚みが大きくなるに従い、液晶素子61に印加される電圧は低くなる。OIS60は、電極面に平行な一方向について電圧勾配を調整する。これにより、OIS60は、液晶素子61における光の屈折量を、一方向において変化させる。本変形例では、OIS60は、第2導電膜54に複数の電圧を印加する必要がないため、配線を少なくすることができる。
The
液晶素子61及び誘電体層62を設ける態様は、本実施形態で説明する場合に限られず、適宜変更しても良い。OIS60は、光が入射する第1導電膜53側に誘電体層62、光を射出する第2導電膜54側に液晶素子61を配置することとしても良い。
The mode of providing the
OIS60は、液晶素子61及び誘電体層62の組合せを2組使用し、誘電体層62の厚みに分布を持たせる方向を異ならせることで、二次元方向における光の屈折量の調整を可能とする。なお、図13では、液晶素子61及び誘電体層62を組み合わせた1つの組のみを図示している。
The
OIS制御部55は、手振れによる像の移動を相殺するような方向及び量で光が偏向するように、印加電圧を調整する。これにより、OIS60は、二次元方向についての手振れ補正を実施する。カメラモジュール2は、手振れによる影響が抑制された高品質な画像を得ることができる。図2に示す液晶部12は、OIS31に代えて、本変形例のOIS60を適用しても良い。
The
図14は、液晶部のうちAF部を構成する部分の概略構成を示す断面模式図である。AF部33は、ガラス基板43、第1導電膜65、液晶素子36、誘電体層64、第2導電膜66及びガラス基板44を備える。本実施形態において、ガラス基板43は、図2に示すアポダイザー32との共用とする。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a portion of the liquid crystal portion that constitutes the AF portion. The
液晶素子36は、撮像光学系の光軸を中心として設けられている。液晶素子36は、例えば、第1導電膜65側を平坦面、第2導電膜66側を球面に近い曲面として形成されている。誘電体層64は、第1及び第2導電膜65及び66の間において液晶素子36以外の部分を占めている。液晶素子36は、例えば、所望の曲面形状の凹部を持たせた誘電体層64を用意し、その凹部に液晶材料を導入することにより形成されている。誘電体層64は、液晶材料に対し高い誘電率を持つ誘電体材料を使用して構成されている。
The
第1及び第2導電膜65及び66は、導電性透明材料、例えばITOを使用して構成されている。第1及び第2導電膜65及び66の間には、電圧が印加される。ガラス基板43及び44は、第1導電膜65から第2導電膜66までの各部を挟持する。
The first and second
誘電体層62は、撮像光学系の光軸の方向における厚みが大きくなるに従い、液晶素子61に印加する電圧を低くさせる。液晶素子36は、かかる誘電体層62を介して印加される電圧に応じて、フォーカスを調整する。
The
AF部33は、誘電体層62を適用する構成である場合に限られない。AF部33は、例えば、同心円状に形成された透明電極を液晶素子36に設け、各透明電極の印加電圧を調整することで、液晶素子36によるフォーカス調整を行うものであっても良い。
The
図2に示す液晶部12は、図9に示すOIS31あるいは図13に示すOIS60と、図3に示すアポダイザー32と、図14に示すAF部33とを一体として構成されている。OIS31または60、アポダイザー32及びAF部33は、一部のガラス基板を共用とすることで、各構成をそれぞれ分離して設置する場合に比べ、部品点数を減少させ、カメラモジュール2を小型化及び薄型化させることができる。
The
液晶部12は、OIS31または60、アポダイザー32及びAF部33の各構成のうちの多くの要素について、共通の材料を使用して同様の工程を流用可能であることから、各構成をそれぞれ分離して形成する場合に比べ、製造工程の簡易化を図り得る。以上により、カメラモジュール2は、高品質な画像を得るための機能を、小型化、薄型化に適した簡易な構成によって実現することができる。
Since the
図15は、カメラモジュールのうち液晶部の駆動を制御するための構成を示すブロック図である。カメラモジュール2は、アポダイザー32を制御するための構成(図7参照)と、OIS31を制御するための構成(図11参照)と、AF部33を制御するための構成とにより、液晶部12の全体の駆動を制御する。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration for controlling driving of the liquid crystal unit in the camera module. The
制御部16は、フォーカスずれ検出部71、AF制御部72、アポダイザー制御部52及びOIS制御部55を備える。ここでは、アポダイザー32の制御、及びOIS31の制御について、上記と重複する説明を省略する。なお、OIS31を制御するための構成としては、図11に示す構成に代えて、図12に示す構成を適用しても良い。また、液晶部12は、OIS31に代えてOIS60を適用しても良い。
The
フォーカスずれ検出部71は、例えば位相差の検出及びコントラストの検出のいずれかを経て、フォーカスのずれ量を検出する。フォーカスずれ検出部71は、例えば、AF部33を駆動しながらコントラストが大きくなる状態を検索し、フォーカスのずれ量を検出する。または、フォーカスずれ検出部71は、固体撮像装置10で撮像された画像と、AF用の専用センサ(図示省略)で撮像された画像との位相差から、フォーカスのずれ量を検出する。
The focus deviation detection unit 71 detects the amount of focus deviation through, for example, either phase difference detection or contrast detection. For example, the focus shift detection unit 71 searches for a state in which the contrast increases while driving the
AF制御部72は、フォーカスずれ検出部71で検出されたずれ量に応じて、第1及び第2導電膜65及び66への印加電圧を調節することで、AF部33の駆動を制御する。AF制御部72の制御により、AF部33は、ピントが合う状態へと駆動する。
The
カメラモジュール2は、OIS31、アポダイザー32及びAF部33を一体とする構成である場合に限られない。カメラモジュール2は、OIS31、アポダイザー32及びAF部33のうちの2つを一体として備える構成であっても良い。カメラモジュール2は、例えば、OIS31及びアポダイザー32の一方を単独で備えるものであっても良い。OIS31は、従来知られる絞り機構やフォーカス調整機構と組み合わせることとしても良い。アポダイザー32は、従来知られる手振れ補正機構やフォーカス調整機構と組み合わせることとしても良い。OIS31、アポダイザー32及びAF部33は、画素部14までの光路中のうちいずれの位置に設けることとしても良い。
The
図16は、実施形態の変形例にかかるカメラモジュールのうち、液晶部の概略構成を示す断面模式図である。液晶部80は、例えば、前段レンズ11及び後段レンズ13の間の光路中に配置されている。液晶部80は、OIS(optical image stabilizer)31及びアポダイザー32を有する。液晶部80は、2枚のガラス基板41及び43により、内部の各層が挟持されている。OIS31及びアポダイザー32は、液晶部80の内部のガラス基板42を挟んで一体に構成されている。本変形例によると、カメラモジュール2は、高品質な画像を得るための機能を、小型化、薄型化に適した簡易な構成によって実現することができる。
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a liquid crystal unit in a camera module according to a modified example of the embodiment. The
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
2 カメラモジュール、10 固体撮像装置、11 前段レンズ、12、80 液晶部、13 後段レンズ、14 画素部、15 撮像処理回路、16 制御部、17 角速度センサ、31 OIS、32 アポダイザー、33 AF部、34、35、36、61 液晶素子、41、42、43、44 ガラス基板、45、53、65 第1導電膜、46、54、66 第2導電膜、47、62、64 誘電体層。 2 camera module, 10 solid-state imaging device, 11 front lens, 12, 80 liquid crystal unit, 13 rear lens, 14 pixel unit, 15 imaging processing circuit, 16 control unit, 17 angular velocity sensor, 31 OIS, 32 apodizer, 33 AF unit, 34, 35, 36, 61 Liquid crystal element, 41, 42, 43, 44 Glass substrate, 45, 53, 65 First conductive film, 46, 54, 66 Second conductive film, 47, 62, 64 Dielectric layer.
Claims (5)
前記被写体像を撮像する画素部と、
前記撮像光学系により取り込まれ前記画素部へ進行させる光の量を調節するための絞り機構部と、
前記被写体像の手振れ補正を実施する手振れ補正部と、
前記撮像光学系のフォーカス調整を実施するフォーカス調整部と、を有し、
前記絞り機構部は、通過させる光の量を印加電圧に応じて調整可能な光変調素子を備え、
前記手振れ補正部は、入射した光の屈折量を電圧の分布に応じて調整可能な液晶素子を備え、
前記フォーカス調整部は、入射した光の屈折量を印加電圧に応じて調整可能な液晶素子を備え、
前記絞り機構部、前記手振れ補正部及び前記フォーカス調整部は、光を透過させる支持基板を挟んで一体に構成されていることを特徴とするカメラモジュール。 An imaging optical system that captures light from the subject and forms a subject image;
A pixel unit that captures the subject image;
A diaphragm mechanism for adjusting the amount of light captured by the imaging optical system and traveling to the pixel unit;
A camera shake correction unit that performs camera shake correction of the subject image;
A focus adjustment unit that performs focus adjustment of the imaging optical system,
The aperture mechanism unit includes a light modulation element that can adjust the amount of light to pass according to the applied voltage,
The camera shake correction unit includes a liquid crystal element that can adjust the amount of refraction of incident light according to the distribution of voltage,
The focus adjustment unit includes a liquid crystal element that can adjust the amount of refraction of incident light according to an applied voltage,
The camera module, wherein the diaphragm mechanism unit, the camera shake correction unit, and the focus adjustment unit are integrally configured with a support substrate through which light is transmitted.
前記被写体像を撮像する画素部と、
前記撮像光学系により取り込まれ前記画素部へ進行させる光の量を調整するための絞り機構部と、
前記被写体像の手振れ補正を実施する手振れ補正部と、を有し、
前記絞り機構部は、通過させる光の量を印加電圧に応じて調整可能な光変調素子を備え、
前記手振れ補正部は、入射した光の屈折量を電圧の分布に応じて調整可能な液晶素子を備え、
前記絞り機構部及び前記手振れ補正部は、光を透過させる支持基板を挟んで一体に構成されていることを特徴とするカメラモジュール。 An imaging optical system that captures light from the subject and forms a subject image;
A pixel unit that captures the subject image;
A diaphragm mechanism for adjusting the amount of light captured by the imaging optical system and traveling to the pixel unit;
A camera shake correction unit that performs camera shake correction of the subject image,
The aperture mechanism unit includes a light modulation element that can adjust the amount of light to pass according to the applied voltage,
The camera shake correction unit includes a liquid crystal element that can adjust the amount of refraction of incident light according to the distribution of voltage,
2. The camera module according to claim 1, wherein the aperture mechanism unit and the camera shake correction unit are integrally formed with a support substrate that transmits light interposed therebetween.
前記液晶素子への電圧印加のための透明電極と、
前記透明電極同士の間に、前記液晶素子とともに設けられた誘電体層と、を備え、
前記誘電体層のうち前記液晶素子側の面は、前記透明電極の電極面に対して傾きを持たせた傾斜面とされていることを特徴とする請求項2に記載のカメラモジュール。 The image stabilization unit is
A transparent electrode for applying a voltage to the liquid crystal element;
A dielectric layer provided with the liquid crystal element between the transparent electrodes,
The camera module according to claim 2, wherein a surface of the dielectric layer on the liquid crystal element side is an inclined surface that is inclined with respect to an electrode surface of the transparent electrode.
前記透明電極は、複数の電圧が印加され、各電圧を異ならせることで電圧の分布を生じさせる、請求項2に記載のカメラモジュール。 The camera shake correction unit includes a transparent electrode for applying a voltage to the liquid crystal element,
The camera module according to claim 2, wherein a plurality of voltages are applied to the transparent electrode, and a voltage distribution is generated by making each voltage different.
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