(57)【要約】【課題】単レンズを用いても、モアレが発生することなく、光学系が単レンズで良いため、小型・軽量で、かつコストが安く、携帯電話機やスマート・フォンに適したカメラモジュールを提供しようとするものである。【解決手段】複屈折非球面の単レンズ１と、複屈折非球面の単レンズ１による光学像を検出する光学センサ２とを設け、単レンズ１の光軸に対して斜めに光を投入するようにし、光学センサ２の出力信号を、空間周波数をナイキスト周波数以下に補正する計算機を設け、レンズによる画像の歪を補正するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複屈折非球面単レンズと、前記複屈折非球面単レンズによる光学像を検出する光学センサとを設け、前記単レンズの光軸に対して斜めに光を投入するようにし、前記光学センサの出力信号を、空間周波数をナイキスト周波数以下に補正する計算機を設けた、カメラモジュール。
【請求項２】
単レンズに入る光を前記単レンズの光軸に対して４５度にした、請求項１記載のカメラモジュール。
【請求項３】
光学センサはディジタルセンサである請求項１記載のカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、カメラモジュールに関し、携帯電話機に組み込まれるような小型のカメラモジュールに適するものである。詳細には、複屈折非球面単レンズを用い、光学センサの出力信号を補正することによって単レンズであってもモアレの低減を図るものである。
【背景技術】
【０００２】  このようなカメラモジュールは、小型に構成することや、安価に製造できるようにすることが求められる。このために複数のレンズを組み合わせない、単レンズを用いることが考えられる。【０００３】  しかしながら、光の波長によってレンズの屈折率が異なり、単レンズを用いると、上記のとおり光の波長によってレンズの屈折率が異なるため、形成された画像にモアレや虹色を生じる。この対策として、特許文献１に開示されたとおり、複数のレンズを組み合わせ、モアレなどの発生を防止するカメラモジュールを得ることができる。【０００４】  さらに、複数のレンズを組み合わせる事によって形状が大きくなり、携帯電話装置などの小型の機器に組み込むのが容易ではなくなる。また、レンズを複数組み合わせる事によって、レンズの質量が大きくなり、オートフォーカス装置による焦点の調整も遅くなるといった課題を抱えている。【０００５】  このため、特許文献１に開示されたように電極の厚みをカメラモジュールの中心に向かって厚くする手段が開発された。このようにする事により、カメラモジュールの厚みを変化させるよりも、製造が容易となった。
【先行技術文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−３１１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  しかし上記のような特許文献１に開示された従来のカメラモジュールは、複数のレンズを必要とし、形状が大型化し、重量も大きくなるとともに、価格も高価になる。このため、携帯電話機やスマート・フォンに用いるには、問題の多いものであった。【０００８】  この対策として、レンズを１枚にした場合には、レンズの持つひずみによってモアレ（干渉縞）が発生し、高画質の画像が得られない問題があった。特に光学センサがディジタルセンサである場合には、受光面がドットで構成され、このドットのピッチとレンズの形成する画像の歪の位置が一致した場合に、顕著なモアレが発生する。【０００９】  本発明は以上の点に着目し、単レンズであってもモアレが発生せず、小型で安価なカメラモジュールを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  複屈折非球面単レンズと、複屈折非球面単レンズによる光学像を検出する光学センサとを設け、前記光学センサの出力信号を、空間周波数をナイキスト周波数以下に補正する計算機を設けた。
【発明の効果】
【００１１】  本発明のカメラモジュールは上記の如く構成したので、光学センサ上に複屈折非球面単レンズによって作られた画像をあらわす出力信号を得、この出力信号をナイキスト周波数以下に補正するようにしたため、レンズによる画像の歪が補正され、単レンズを有するカメラモジュールを得ることができる。【００１２】  そして上記のとおり、このカメラモジュールはレンズが単レンズであるため、小型・軽量となり、コストも削減することができる。【００１３】  特に、デジタルカメラは画像信号の格納や加工のために、元々マイクロ・プロセッサを有しており、このマイクロ・プロセッサを利用して、出力信号をナイキスト周波数以下に補正するようにすると、コストはソフトウェアの開発費のみであり、ハードウェアに特段の費用が発生しない。【００１４】  さらに画像信号の補正を適切に工夫することで、画像の加工を行うことができ、カメラモジュールとして所望の特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】  本発明のカメラモジュールの実施例の原理を示す断面図である。
【図２】  本発明のカメラモジュールの全体を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】  本発明の請求項１に記載の発明は、複屈折非球面単レンズと、前記複屈折非球面単レンズによる光学像を検出する光学センサとを設け、前記単レンズの光軸に対して斜めに光を投入するようにし、前記光学センサの出力信号を、空間周波数をナイキスト周波数以下に補正する計算機を設けたため、レンズによる画像の歪が補正され、単レンズを有するカメラモジュールを得ることができる。
【実施例１】
【００１７】  以下本発明のカメラモジュールの実施例について図に沿って詳細に説明する。図１は本発明のカメラモジュールの原理を示す断面図である。１は単レンズであり、複屈折非球面単レンズである。２はイメージセンサであり、例えばチャージ・カップルド・デバイス（ＣＣＤ）やシーモス（ＣＭＯＳ）・イメージセンサなどである。【００１８】  この単レンズ１は、従来のＸ，Ｙ方向に分光する２枚光学ローパスフィルター（以下「ＯＬＰＦ」と書く。）の構造と異なり、一枚の複屈折レンズで斜め４５度に分光している。【００１９】  この、この図１では、模式的に単レンズ１を小さく分割した状態として、原理の説明を行う。図１に示すように、単レンズ１の厚さが径方向の位置によって異なる、複屈折非球面レンズである。【００２０】  従って、各径方向位置における常光線と異常光線の分離幅も一定ではない。この場合は図１右下に示したように、レンズ全体を微小なＯＬＰＦが積み重ねた構造とみなすことができる。【００２１】  図２には、単レンズ１の光学軸３の方向、常光線と異常光線の分離幅およびイメージセンサ２にあたる光の位置を示している。光学軸は、ＸＹ面において、Ｘ軸およびＹ軸となす角度４５度の光学軸平面にある。【００２２】  光学軸の方向は、光学軸平面において、単レンズ１表面となす角度をとする。また、常光線と異常光線の分離角を、各微小ＯＬＰＦの厚さをｔ（ｒ）とし、イメージセンサ２にあたる位置の分離幅をＤ（ｒ）とすると、分離幅とＯＬＰＦ厚さの関係が式（１）より確定できる。
る。【００２３】
【式１】
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【００２４】  式（１）において、ｎｏとｎｅはそれぞれ常光線と異常光線の屈折率である。モアレを防止するためには、空間周波数をナイキスト周波数以下にする必要があるため、画素ピッチをＬとすると、式（２）、（３）がとなる。
【００２５】
【式２】
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【００２６】
【式３】
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【００２７】  この式２および式３は、方向および方向の空間周波数である。従って、Ｌのとき、モアレの防止ができる。式１により微小ＯＬＰＦの厚さの最小値をとるときに、も最小値になる。この最小分離幅はＬより大きければ、全画像のモアレを防ぐことができる。
【００２８】  以上より、一枚の複屈折レンズを使用することで、ＯＬＰＦ機能を有するとともに、光学システム全体の薄型化やコストの低減が図れる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】  本発明のカメラモジュールは、単レンズを用いても得られる画像にモアレが発生することがないため、レンズ部分を小型・軽量にすることができ、コストも安価になる。
【符号の説明】
【００３０】１  単レンズ
２  ＣＣＤ
３  光軸
【図１】
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【図２】
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