(57)【要約】【課題】  カメラの光学部で発生する反射光信号を抑制することができるカメラ装置を提供する。【解決手段】  本発明は、カメラ装置であって、入射される光信号を集束するレンズアレイと、前記レンズアレイの前面に位置してレンズアレイに異物の接触を防止するウィンドウガラスと、前記レンズアレイのレンズを固定するためのバレルと、を有し、前記レンズアレイの各レンズは、入射される相互に異なる波長を有する光信号の反射波をそれぞれ抑制するように、多層薄膜でコーティングされ、前記コーティングされた薄膜は、薄膜を透過して反射される反射波の位相を前記レンズ表面で反射される反射波の位相と逆位相にする厚さを有することを特徴とする。【選択図】  図５Ｄ
2005284285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラ装置であって、
入射される光信号を集束するレンズアレイと、
前記レンズアレイの前面に位置してレンズアレイに異物の接触を防止するウィンドウガラスと、
前記レンズアレイのレンズを固定するためのバレルと、を有し、
前記レンズアレイの各レンズは、入射される相互に異なる波長を有する光信号の反射波をそれぞれ抑制するように、多層薄膜でコーティングされ、前記コーティングされた薄膜は、薄膜を透過して反射される反射波の位相を前記レンズ表面で反射される反射波の位相と逆位相にする厚さを有することを特徴とするカメラの光学装置。
【請求項２】
前記バレルは、内部に光吸収物質が凹凸状に塗布されてバレル内部の表面反射を抑制すること
を特徴とする請求項１記載のカメラの光学装置。
【請求項３】
前記バレルの前面に接続され、前記ウィンドウガラスを固定させるフードを更に備え、前記フードは、前記ウィンドウガラスが接触される面から前記レンズアレイの最前方のレンズが接触される面まで前記入射波の入射角と同じ角度で傾斜するように、内部が形成されること
を特徴とする請求項１記載のカメラの光学装置。
【請求項４】
前記フードの内部傾斜面に光吸収物質が微細な凹凸状に塗布されて前記ウィンドウガラス及びレンズの反射波が吸収されること
を特徴とする請求項３記載のカメラの光学装置。
【請求項５】
前記ウィンドウガラスは、
入射される相互に異なる波長を有する光信号の反射波をそれぞれ抑制するように多層薄膜でコーティングされ、前記コーティングされた薄膜は、薄膜を透過して反射される反射波の位相を前記レンズ表面で反射される反射波の位相と逆位相にする厚さを有すること
を特徴とする請求項１記載のカメラの光学装置。
【請求項６】
前記レンズアレイで集束される光信号の赤外線を遮断する赤外線フィルタと、
前記赤外線フィルタから出力される光信号をそれぞれピクセルサイズの光信号に集束させる複数のマイクロレンズ、前記マイクロレンズから出力されるピクセル光信号をそれぞれ電気的信号に変換するフォトセル、及び前記マイクロレンズとフォトセルの間の媒体としてのフォトプレートで構成され、前記赤外線フィルタから出力される光信号をピクセル単位の電気的信号に変換するイメージセンサー部と、
を更に備えることを特徴とする請求項１記載のカメラの光学装置。
【請求項７】
前記赤外線フィルタは、
入射光線帯域の波長の反射波を抑制するように多層薄膜でコーティングされ、該コーティングされた薄膜は、薄膜を透過して反射される反射波の位相を前記赤外線フィルタの表面で反射される反射波の位相と逆位相にする厚さを有すること
を特徴とする請求項６記載のカメラの光学装置。
【請求項８】
前記イメージセンサー部は、
前記マイクロレンズの上側に装着されたディスクを更に備え、前記ディスク内部の側面は、コーティングされて前記マイクロレンズで発生する反射波を吸収すること
を特徴とする請求項６記載のカメラの光学装置。
【請求項９】
カメラ装置であって、
入射される光信号を集束するレンズアレイと、
前記レンズアレイへの異物の接触を防止するウィンドウガラスと、
前記レンズアレイのレンズを固定し、内部に光吸収物質が微細な凹凸状に塗布されて内部表面反射を抑制するバレルと、
一方の側が前記バレルの前面に接続され、他方の側が前記ウィンドウガラスを固定させ、前記ウィンドウガラスが接触される面から前記レンズアレイの最前方のレンズが接触される面まで前記入射波の入射角と同じ角度で傾斜するように、内部が形成されるフードと、から構成され、
前記レンズアレイの各レンズは入射される相互に異なる波長を有する光信号の反射波をそれぞれ抑制するように多層薄膜でコーティングされ、前記コーティングされた薄膜は、薄膜を透過して反射される反射波の位相を前記レンズ表面で反射される反射波の位相と逆位相にする厚さを有すること
を特徴とするカメラの光学装置。
【請求項１０】
前記ウィンドウガラスは、
入射される相互に異なる波長を有する光信号の反射波をそれぞれ抑制するように多層薄膜でコーティングされ、前記コーティングされた薄膜は、薄膜を透過して反射される反射波の位相を前記レンズ表面で反射される反射波の位相と逆位相にする厚さを有すること
を特徴とする請求項９記載のカメラの光学装置。
【請求項１１】
前記レンズアレイで集束される光信号の赤外線を遮断する赤外線フィルタと、
前記赤外線フィルタから出力される光信号をそれぞれピクセルサイズの光信号に集束させる複数のマイクロレンズ、前記マイクロレンズから出力されるピクセル光信号をそれぞれ電気的信号に変換する複数のフォトセル、及び前記マイクロレンズとフォトセルの間の媒体としてのフォトプレートで構成され、前記赤外線フィルタから出力される光信号をピクセル単位の電気的信号に変換するイメージセンサー部と、
を更に備えることを特徴とする請求項９記載のカメラの光学装置。
【請求項１２】
前記赤外線フィルタは、
入射される相互に異なる波長を有する光信号の反射波をそれぞれ抑制するように多層薄膜でコーティングされ、前記コーティングされた薄膜は、薄膜を透過して反射される反射波の位相を前記赤外線フィルタの表面で反射される反射波の位相と逆位相にする厚さを有すること
を特徴とする請求項１１記載のカメラの光学装置。
【請求項１３】
前記イメージセンサー部は、前記マイクロレンズの上側に装着され、前記各側面の内部がコーティングされて前記マイクロレンズで発生する反射波を吸収するディスクを更に備えること
を特徴とする請求項１１記載のカメラの光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカメラ装置の光学装置に関し、特に、入射される光信号の反射を抑制することができる装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カメラ装置は、レンズアレイを備えて入射される光信号を電気的信号に変換し、該変換された電気的信号を処理して希望のイメージを処理して表示し、あるいは貯蔵する機能を遂行する。そして、このようなカメラは携帯端末機などに装着されて複合機能でサービスされている。特に、携帯電話機の場合に、上記のようなカメラが装着される一般的な傾向にある。しかしながら、この携帯端末機に装着されるカメラはサイズに制限があるため、解像度を高めるのに制限を受けるようになる。
【０００３】
図１は、カメラ装置で撮影される画像信号を処理して表示し、あるいは貯蔵する構成を示す図である。
【０００４】
図１を参照すると、まず、光学部１０は、レンズアレイを備えて撮影される画像の光信号を発生する。イメージセンサー部２０(例えば、ＣＭＯＳイメージセンサー)は、撮影された光信号を電気的信号に変換する機能を遂行する。イメージ処理部３０は、イメージセンサー部２０から出力される画像信号を処理する機能を遂行する。このイメージ処理部３０で処理されるイメージデータは、表示部４０に出力されて表示され、或いはメモリ５０に貯蔵される。
【０００５】
このとき、図１のような構成を有するカメラ装置においてイメージの解像度は、光学部１０を構成するレンズの不均一(lens non-uniformity)、光学部１０のフレア(flare)現象、イメージセンサー部２０のハレーション(halation)現象、そして、イメージ処理部３０の白クリップ(white clip)、線形性(linearity)問題、暗電流(dark current)、ノイズ(noise)などによって、影響を受けるようになる。これらのうち、一番大きな問題は、光学部１０で発生する問題である。すなわち、光学部１０でイメージ解像度が低下すると、イメージ処理部３０でイメージを改善するのに限界があるためである。したがって、まず、光学部１０で発生する問題要因を解消することが重要である。
【０００６】
図２は、図１においての光学部１０及びイメージセンサー部２０に対する従来の構造を示す図である。
【０００７】
図２を参照すると、ウィンドウガラス(window glass)１１０は、レンズアレイ１３０の前面に位置され、レンズアレイ１３０に異物が接触されることを防止する。バレル(barrel)１２０は、レンズアレイ１３０のレンズを固定させるものであって、バレル１２０の内部は、レンズアレイ１３０の各レンズを固定させるための構造を有する。レンズアレイ１３０は入射される被写体の光信号を集束(focusing)する機能を遂行する。レンズアレイ１３０は、焦点レンズ(focusing lens)、バリエータレンズ(variator lens)、補正レンズ(compensator lens)、エレクターレンズ(elector lens)、及びリレーレンズ(relay lens)などで構成可能である。そして、各レンズはそれぞれ対応する特性を遂行するために複数のレンズが配列される形態を有する。そして、小型携帯端末機で使用されるレンズアレイ１３０は、集束レンズのみで構成可能である。この集束レンズは焦点距離に関係なく同一の焦点を形成する機能を遂行する。
【０００８】
赤外線フィルタ(IR filter)１４１は、入射される光信号で赤外線を遮断する機能を遂行する。ここで、赤外線フィルタ１４１は、ウィンドウガラス１１０の前端または後端に設けることもできる。イメージセンサー１４３は、ウィンドウガラス１１０の後端に位置する。
【０００９】
図３Ａ及び図３Ｂは、イメージセンサー１４３の内部構成を示す図である。イメージセンサー１４３は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、フェースプレート(face plate)１６１と、マイクロレンズ(micro lens)１６３と、フォトセル(photo cell)１６５とから構成される。フェースプレート１６１は、マイクロレンズ１６３とフォトセル１６５との間に設けられ、マイクロレンズ１６３とフォトセル１６５とを相互に連結する媒体である。マイクロレンズ１６３は、赤外線フィルタ１４１を通過した光信号をフォトセルに集束する機能を遂行し、マイクロレンズ１６３を通過する光信号は一つのピクセル(pixel)となる。フォトセル１６５は、マイクロレンズ１６３から出力される光信号を電気的信号に変換する機能を遂行する。ここで、赤外線フィルタ１４１、フェースプレート１６１、マイクロレンズ１６３、及びフォトセル１６５は、図１のイメージセンサー部２０となることができる。
【００１０】
ここで、光学部１０及びイメージセンサー部２０は入射される光信号を光学的処理する機能を遂行し、処理された信号を電気的信号に変換する機能を遂行する。このとき、光学部１０の各レンズアレイ１３０のコーティング不均一及び入射される光信号の反射(例えば、フレア)によって望ましくない光信号の特性が発生する。また、イメージセンサー部２０のハレーション(halation)現象によって光信号の特性が変化されうる。ここで、フレアは光学部１０のレンズ間の光反射を意味し、ハレーションはフェースプレート１６１の光分散(disperse of light)を意味する。
【００１１】
まず、光学部１０によって撮影される光信号の質が低下する理由について説明する。光学部１０で入射される光信号が反射されて望ましくない光信号が光学的に処理される経路は、３つに大別される。第１は、ウィンドウガラス１１０とバレル１２０の構造によって発生し、第２はレンズアレイ１３０によって発生し、第３はバレル１２０の内部構造によって発生する。
【００１２】
まず、ウィンドウガラス１１０は、図２に示したように、バレル１２０から一定距離Ｘだけ離隔されて設けられる。すなわち、ウィンドウガラス１１０は、カメラのレンズアレイ１３０に異物が接触することを防止するためのガラスウィンドウでああって、レンズアレイ１３０を固定するためのバレル１２０と離隔されて前面に設置される。したがって、ウィンドウガラス１１０とバレル１２０の前面部の離隔距離Ｘにより、Ｒ１のように入射される光信号の反射波が生成される。すなわち、Ｒ１のように入射される光信号がウィンドウガラス１１０を通過した後に、バレル１２０の前面で反射されてウィンドウガラス１１０に入射される。このウィンドウガラス１１０に入射された光信号がウィンドウガラス１１０の表面で、再び反射されてレンズアレイ１３０に入射される。したがって、Ｒ１のように望ましくない光信号がレンズアレイ１３０に印加されて光学処理され、イメージの解像度を低下させる要因を発生する。
【００１３】
第２に、レンズアレイ１３０のコーティング不均一によって入射される光信号が反射される可能性がある。すなわち、レンズアレイ１３０は、複数のレンズで構成される。図２のレンズアレイ１３０は集束レンズで構成されることができ、この集束レンズは、２つのガラスレンズ(glass lens)と２つのプラスチックレンズ(plastic lens)とから構成されうる。このとき、レンズアレイ１３０を構成する各レンズの不均一なコーティングによって透過率が変化する可能性があり、それにより、レンズによって望ましくない反射光信号Ｒ２が発生されうる。
【００１４】
第３に、レンズアレイ１３０で反射される光信号がバレル１２０の内部で反射されてレンズアレイ１３０に再入射される可能性がある。バレル１２０は、レンズアレイ１３０の各レンズを固定させるためのものである。しかしながら、バレル１２０の内部で反射されて望ましくない光信号Ｒ３が発生するようになる。
【００１５】
上記したように、光学部１０を構成するレンズの不均一のコーティング、バレル１２０の内部構造、そして、バレル１２０とウィンドウガラス１１０の間隔によって望ましくない反射光信号Ｒ１〜Ｒ３が発生され、この望ましくない反射光信号Ｒ１〜Ｒ３によって光学部１０のイメージシステムでフレア現象が発生されうる。そして、このように望ましくない光信号Ｒ１〜Ｒ３は、最終処理されるイメージの解像度を低下させる要因として作用する。
【００１６】
また、イメージセンサー部２０でも望ましくない反射波が発生されうる。
【００１７】
図３Ａは、光学部１０とイメージセンサー部２０との間に光信号が入射される経路を示す図で、図３Ｂは、図３Ａのマイクロレンズ１６３及びフォトセル１６５の構造を示す図である。レンズアレイ１３０で透過された光信号は、赤外線フィルタ１４１を通してマイクロレンズ１６３に印加される。そして、マイクロレンズ１６３で集束される光信号は、対応するフォトセル１６５に印加されて電気的信号に変換される。マイクロレンズ１６３及びフォトセル１６５は対をなして構成され、これらの数はカメラで撮影されるピクセルの数だけ備えるべきである。すなわち、カメラが１００万画素級のカメラの場合に、マイクロレンズ１６３及びフォトセル１６５の数は百万個が必要である。
【００１８】
しかしながら、イメージセンサー部２０は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、フェースプレート１６１及びマイクロレンズ１６３によってハレーション現象が発生する。すなわち、図４Ａに示すように、フェースプレート１６１の内部での反射によってハロー(halo)が発生し、図４Ｂに示すように、マイクロレンズ１６３での乱反射によってハローが発生する。
【００１９】
上記したように、光学部１０で発生するフレア現象とイメージセンサー部２０で発生するハレーション現象は、処理されるイメージのコントラスト(contrast)の低下、解像度(resolution)の低下、及び色濃度の低下の重要な要因となる。このようなイメージの性能低下は、後端のイメージ処理部３０でイメージの性能を改善する努力にも制限を与えるようになる。
【００２０】
したがって、カメラ光学装置で発生する反射光信号を抑制するためのシステム及び方法が求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
したがって、本発明の目的は、第１に、カメラの光学部で発生する反射光信号を抑制することができるカメラ装置を提供することにある。
【００２２】
第２に、カメラ装置において、レンズのウィンドウガラスで反射される光信号を抑制することができる装置を提供することにある。
【００２３】
第３に、カメラ装置において、レンズで反射される光信号を抑制することができる装置を提供することにある。
【００２４】
第４に、カメラ装置において、レンズを固定するバレルの内部で反射される光信号を抑制することができる装置を提供することにある。
【００２５】
第５に、カメラ装置において、イメージセンサーで発生されるハレーション現象を制御することができる装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記の目的を達成するために本発明は、カメラ装置であって、入射される光信号を集束するレンズアレイと、前記レンズアレイの前面に位置してレンズアレイに異物の接触を防止するウィンドウガラスと、前記レンズアレイのレンズを固定するためのバレルと、を有し、前記レンズアレイの各レンズは、入射される相互に異なる波長を有する光信号の反射波をそれぞれ抑制するように、多層薄膜でコーティングされ、前記コーティングされた薄膜は、薄膜を透過して反射される反射波の位相を前記レンズ表面で反射される反射波の位相と逆位相にする厚さを有することを特徴とする。
【００２７】
前記フードは、前記ウィンドウガラスが接触される面から前記レンズアレイの最前方のレンズが接触される面まで前記入射波の入射角と同じ角度で傾斜するように、内部が形成される。そして、前記フードの内部傾斜面に光吸収物質が微細な凹凸状に塗布されて前記ウィンドウガラス及びレンズの反射波が吸収されることを特徴とする。
【００２８】
前記ウィンドウガラスは、入射される相互に異なる波長を有する光信号の反射波をそれぞれ抑制するように多層薄膜でコーティングされ、前記コーティングされた薄膜は、薄膜を透過して反射される反射波の位相を前記レンズ表面で反射される反射波の位相と逆位相にする厚さを有することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明は、カメラ装置であって、入射される光信号を集束するレンズアレイと、前記レンズアレイに異物の接触を防止するウィンドウガラスと、前記レンズアレイのレンズを固定し、内部が光吸収物質が微細な凹凸状に塗布されて内部表面反射を抑制するバレルと、一側が前記バレルの前面に接続され、他側が前記ウィンドウガラスを固定させ、内部が前記ウィンドウガラスが接触される面から前記レンズアレイの最前方のレンズが接触される面まで前記入射波の入射角と同じ角度で傾斜するように形成されるフードと、から構成され、前記レンズアレイの各レンズは入射される相互に異なる波長を有する光信号の反射波をそれぞれ抑制するように多層薄膜でコーティングされ、前記コーティングされた薄膜は、薄膜を透過して反射される反射波の位相を前記レンズ表面で反射される反射波の位相と逆位相にする厚さを有することを特徴とする。
【００３０】
前記レンズアレイで集束される光信号の赤外線を遮断する赤外線フィルタと、前記赤外線フィルタから出力される光信号をそれぞれピクセルサイズの光信号に集束させる複数のマイクロレンズ、前記マイクロレンズから出力されるピクセル光信号をそれぞれ電気的信号に変換する複数のフォトセル、及び前記マイクロレンズとフォトセルの間の媒体としてのフォトプレートで構成され、前記赤外線フィルタから出力される光信号をピクセル単位の電気的信号に変換するイメージセンサー部と、を更に備える。
【００３１】
前記赤外線フィルタは、入射される相互に異なる波長を有する光信号の反射波をそれぞれ抑制するように多層薄膜でコーティングされ、前記コーティングされた薄膜は、薄膜を透過して反射される反射波の位相を前記赤外線フィルタの表面で反射される反射波の位相と逆位相にする厚さを有することを特徴とする。
【００３２】
前記イメージセンサー部が、前記マイクロレンズの上側に装着され、前記各側面の内部がコーティングされて前記マイクロレンズで発生する反射波を吸収するディスクを更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は、カメラ装置において、光学部がレンズアレイ、ウィンドウガラス、バレルの内部、及びマイクロレンズで入射される光線の反射波を抑制することによって、最終処理されるイメージの解像度、コントラスト、及び色濃度を向上させることができる。特に、上記のような光学部を使用する場合に、後端のイメージ処理部で良質の光信号が処理可能になって、最終表示されるイメージの画質を効果的に改善することができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
本発明の実施形態においては、光学部１０のレンズコーティングの不良、バレル内部の表面反射によるフレア現象、及びイメージセンサー部２０のハレーション現象を抑制して撮影される画像のコントラスト(contrast)の低下、解像度(resolution)の低下、及び色濃度の低下を防止する。ここで、フレア現象は光学部の反射波によって、最終処理されるイメージの明るい色の周辺がより明るく表示される現象を意味する。そして、ハレーション現象はイメージセンサー部でピクセル周囲に円形及び楕円形として発生する白色ノイズを意味する。
【００３６】
図５Ａ〜図５Ｄは、本発明の実施形態によるカメラの光学部１０の構成を示す図である。図５Ａは、光学部１０でバレル１２０及びレンズアレイ１３０の構成を示す図である。ここで、レンズアレイ１３０は、焦点レンズとして４つのレンズで構成された例を示す。図５Ｂは、本発明の実施形態によりウィンドウガラス１１０によって反射される光信号を抑制するための構成を示す。図５Ｃは、本発明の実施形態によってバレル１２０の内部表面で反射される光信号を抑制するための構成を示す。図５Ｄは、本発明の実施形態による光学部１０の構成を示す図であって、図５Ａに図５Ｂ及び図５Ｃが結合された形態を示す。
【００３７】
まず、図５Ａを参照すると、レンズアレイ１３０のレンズ５１１〜５１７は焦点レンズであって、入射される光信号を集束する機能を遂行する。このとき、焦点レンズ５１１〜５１７のコーティングが不均一であれば、入射される光信号を反射させるようになる。したがって、本発明の実施形態では焦点レンズ５１１〜５１７の表面を多層薄膜(multilayer thin film)で反射防止コーティング(anti-reflection coating)してレンズによる反射を抑制する。このとき、多層薄膜は入射される光信号(入射波)と反射される光信号(反射波)と位相差が１８０°となるようにコーティングして反射波を抑制する。多層薄膜は、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＭｇＦ、ＺｎＳなどを使用することができる。また、レンズアレイ１３０と共に赤外線フィルタ１４１を上記のような多層薄膜でコーティングすると、反射波の抑制を一層効果的に遂行することができる。
【００３８】
第２に、図５Ｂを参照すると、バレル１２０(図示せず)の前面にフード(hood)５２１を付着し、フード５２１にウィンドウガラス１１０を固定する。そして、フード５２１はレンズアレイ１３０の最前方レンズ５１１から遠くなるほど、直径が線形的に増加し、その端部にウィンドウガラス１１０が付着されるように溝を形成する。このとき、最前方レンズ５１１から遠くなるほど直径が線形的に増加するフード５２１を設計する。フード５２１の内部は、図５Ｂに示すようにウィンドウガラス１１０から第１レンズ５１１まで所定の傾斜をなし、このときの傾斜角は入射される光信号の入射角と同一に設定する。したがって、バレル１２０がウィンドウガラス１１０に接触しているため、バレル１２０の前面で反射される光信号がウィンドウガラス１１０で再反射されてレンズアレイ１３０に印加される反射波を抑制可能になる。また、バレル１２０の前面部に付着されるフード５２１は内部が入射角と同一の角度の傾斜を有するように設計されるため、入射される光信号の反射を最大限抑制するようになる。そして、ウィンドウガラス１１０もレンズアレイ１３０のように多層薄膜コーティングをすると、ウィンドウガラス１１０で反射される光信号をより効果的に抑制可能になる。
【００３９】
第３に、バレル１２０は、図５Ｃに示すように、レンズアレイ１３０を構成する各レンズ５１１〜５１７を固定するためのものである。バレル１２０は、長さ方向に直径が異なる少なくとも２つのステージで構成され、レンズアレイ１３０を固定させる溝が形成される。本発明の実施形態では、バレル１２０の内部表面の反射を抑制するために、図５Ｃのように反射波を抑制するための物質層(anti-reflection material layer)５３１を塗布する。ここで、図５Ｃに示すように、塗布される物質層５３１は光を吸収する黒色系統のサンドブラスティング(sand blasting)方法で、表面を粗く又は微細な凹凸状に塗布することが望ましい。このとき、表面を粗く又は微細な凹凸状に塗布する理由は、光信号を効果的に吸収するためである。そして、このような塗布物質は、フード５２１の傾斜面にも塗布させて入射される光信号が吸収されるようにすれば、一層効果的である。
【００４０】
したがって、図５Ａのような光学部１０の構成でバレル１２０の前面に図５Ｂのようなフードを付着し、バレル１２０の内部に図５Ｃのように光を吸収するための物質を塗布すると、図５Ｄのような構成を有する光学部１０を構成することができる。したがって、図５Ｄに示すように、本発明の実施形態による光学部１０はバレル１２０の前面にフード５２１を追加し、このフード５２１にウィンドウガラス１１０を装着してウィンドウガラス１１０及びバレル１２０によって発生する反射波を抑制することができる。また、ウィンドウガラス１１０、レンズアレイ１３０、及び赤外線フィルタ１４１の表面を反射波を抑制するために多層薄膜コーティングし、レンズで反射される光信号の発生を抑制させる。また、バレル１２０の内部に黒色の物質層５３１をサンドブラスティング法で粗く塗布し、バレル１２０の内部表面の反射を抑制する。
【００４１】
図６Ａ及び図６Ｂは、レンズアレイ１３０、ウィンドウガラス１１０、及び赤外線フィルタ１４１で反射波を抑制するためのコーティング(anti-reflection coating)を説明するための図である。図６Ａは、本発明の実施形態による反射波抑制コーティングの特性を示す図で、図６Ｂは、反射波抑制コーティングするときに薄膜の厚さを決定する手続きを説明するための図である。
【００４２】
まず、図６Ａは第１の入射波λ１が点Ａに入射され、第２の入射波λ２が点Ｃに入射される場合を仮定して示す。このとき、第１の入射波λ１が薄膜コーティング層(thin film coating layer)を通過した後に、レンズ表面の点Ｂで反射されるときに、第１の入射波λ１の反射波が点Ｃで入射される第２の入射波λ２とが１８０°の位相差を有するように、薄膜コーティングの厚さｄを設定する。この場合、点Ｃで第１の入射波λ１の反射波と第２の入射波λ２の反射波の位相差が１８０°であると、図６Ａに示したように、第１の入射波λ１の反射波と点Ｃで発生する第２の入射波λ２の反射波が相互に相殺される。
【００４３】
上記したように、第１の入射波λ１の反射波と第２の入射波λ２の反射波の位相差が１８０°である場合は、相殺される。本発明の実施形態では、ウィンドウガラス１１０、レンズアレイ１３０、及び赤外線フィルタ１４１の表面に反射波抑制用薄膜をコーティングする。このとき、第１の入射波λ１及び第２の入射波λ２の反射波を相殺させる重要因子は、薄膜の材質及びコーティング層の厚さである。すなわち、薄膜の材質は、入射される光信号の反射角及び屈折角を決定し、コーティング層の厚さは反射波間の位相差が１８０°になるように距離を決定する。本発明の実施形態では、薄膜の材質は上記したようにＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＭｇＦ、ＺｎＳなどになり、コーティング層の厚さは、下記の＜数式１＞によって設定可能である。
【００４４】
＜数式１＞
【００４５】
【数１】
2005284285.tif 000003
【００４６】
上記の＜数式１＞で、λ１は第１の入射波、λ２は第２の入射波、θ１は第１の入射波の入射角、θ２は第１の入射波の屈折角、ｄはコーティング層の厚さ、ｎ１は空気の屈折率、ｎ２はコーティング層の屈折率、Ａ’Ｃは第１の入射波の経路、ＡＢＣは第２の入射波の経路となる。
【００４７】
したがって、この＜数式１＞のように各入射波λ１及びλ２の位相θ１及びθ２の差が１８０°の整数倍になる場合には、反射波間の干渉が除去される。この仮定に応じて、上記の＜数式１＞によって結果的にコーティング層の厚さｄが求められる。
【００４８】
図６Ａ及び図６Ｂは、短波長の反射波を抑制するコーティングの例を示す図である。しかしながら、入射される光信号は入射光線以外に赤外線及び紫外線などを含んでいる。そして、入射光線は複数の波長(wave length)を有する信号である。すなわち、入射される入射光線を光学処理するためには、各信号の波長にしたがって対応する多層薄膜コーティングを行うべきである。すなわち、入射される光信号の反射波を抑制するためには光信号を構成する各信号の波長に従ってそれぞれ対応する薄膜を多層で形成してコーティングすべきである。図７は、複数の波長を有する光信号の入力反射波を抑制するコーティング例を示す図である。
【００４９】
図７を参照すると、入射される光信号(ここでは、入射光線(incident light))は相互に異なる波長を有する信号である。したがって、これら各信号に対応する材質及び厚さで薄膜コーティングをする。このとき、コーティングされる薄膜の材質は上述したようであり、コーティング層の厚さは上記の＜数式１＞によって決定される。入射光線の波長は、おおよそ３９０nm〜７８０nmである。そして、入射光線の波長を詳細に分類すると、７８０〜６２２nmは赤色、６２２〜５９７nmはオレンジ色、５９７〜５７７nmは黄色、５７７〜４９２nmは緑色、４９２〜４５５nmは青色、４５５〜３９０nmは紫色である。
【００５０】
このような入射光線の波長が入射されるときに、各波長に対する反射波を抑制するために、レンズアレイ１３０などの表面に多層薄膜を図７のようにコーティングする。このとき、画像処理の際に重要なパラメータとして使用されるＲ(red)、Ｇ(green)、Ｂ(blue)の反射波抑制は必須的である。したがって、レンズアレイ１３０、ウィンドウガラス１１０、及び赤外線フィルタ１４１の多層薄膜コーティングの際に、上記のＲ、Ｇ、Ｂ信号の反射波を抑制可能にコーティングしなければならない。つまり、図７の７１１、７１３、７１５、７１７、７１９のようにコーティング層(例えば、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、ＭｇＦ、及び/又はＺｎＳで構成される多層薄膜)を形成(例えば、連続的に形成又は積層)すると、図８Ａに示す７５１、７５３、７５５、７５７、７５９のように、該当コーティング層によって対応する入射波の反射波を抑制することができる。図８Ａ及び図８Ｂは、図７Ａに示した多層薄膜でコーティングされたレンズの反射特性を示す図である。この図８Ａは、多層からなるレンズで各層に対する反射率特性を示す図であって、垂直方向は反射率(％)を、水平方向は波長(mm)を、それぞれ示す。図８Ｂは、図８Ａのような各層の反射特性を有した図７のような多層薄膜レンズの反射特性を示す図である。上記のように、レンズアレイ１３０などに図７のような多層薄膜コーティングを行うと、図８Ｂのように入射光線帯域の波長に対する反射波を抑制することができる。図７のように、入射光線領域の幾つかの波長に対して多層薄膜コーティング(Anti-reflection coating)を行う場合に、図８Ａのように各波長に対して反射率が決定され、これに基づいて、図８Ｂのように全波長に対して反射波を抑制可能になる。
【００５１】
図９は、イメージセンサー部２０で発生するハレーションを抑制する構造を示す図である。
【００５２】
図９を参照すると、イメージセンサー部２０を構成する各イメージセンサーは、上記したようにカメラで撮影される画像の画素数だけ備えられる。また、このイメージセンサーは、フェースプレート１６１の間の媒体としてのマイクロレンズ１６３及びフォトセル１６５が対で構成される。そして、マイクロレンズ１６３と接触されるフェースプレート１６１の上端にディスク９１１を設ける。ここで、ディスク(anti-halation disk)９１１の内部(マイクロレンズを取り囲んでいる内側)に黒色の物質層９１３を塗布する。すると、マイクロレンズ１６３で反射される光信号及びフェースプレート１６１で反射される光信号が、図９に示すようにディスク９１１の側面で吸収されて反射波が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】カメラを備える装置で撮影される画像信号を処理する手続きを説明するための図である。
【図２】図１において、カメラの光学部の従来構成を示す図である。
【図３Ａ】図２におけるイメージセンサー部の従来構造を示す図である。
【図３Ｂ】図２におけるイメージセンサー部の従来構造を示す図である。
【図４Ａ】イメージセンサー部でハレーション現象が発生する過程を説明するための図である。
【図４Ｂ】イメージセンサー部でハレーション現象が発生する過程を説明するための図である。
【図５Ａ】本発明の実施形態によるカメラ光学部の構成を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の実施形態によるカメラ光学部の構成を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の実施形態によるカメラ光学部の構成を示す図である。
【図５Ｄ】本発明の実施形態によるカメラ光学部の構成を示す図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態により反射を抑制するレンズコーティング特性を説明するための図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態により反射を抑制するレンズコーティング特性を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態により入射波の反射を抑制するための多層薄膜の特性を示す図である。
【図８Ａ】図７のような多層薄膜コーティングしたレンズの反射の特性を説明するための図である。
【図８Ｂ】図７のような多層薄膜コーティングしたレンズの反射の特性をを説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態によりイメージセンサー部でハレーション特性を抑制するための構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
Ｒ１〜Ｒ３  光信号
Ｒ１〜Ｒ３  反射光信号
１０  光学部
２０  イメージセンサー部
３０  イメージ処理部
４０  表示部
５０  メモリ
１１０  ウィンドウガラス
１２０  バレル
１３０  レンズアレイ
１４１  赤外線フィルタ
１４３  イメージセンサー
１６１  フェースプレート
１６３  マイクロレンズ
１６５  フォトセル
５１１〜５１７  レンズ
５２１  フード
５３１  物質層
７１１〜７１９  コーティング層
９１１  ディスク
９１３  物質層
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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