(57)【要約】【課題】画素数を変えることなくレンズの焦点距離を小さくすることができると共に、色収差が発生しないようにすることのできるカメラモジュールを提供する。【解決手段】撮像素子１は少なくとも３つの領域を有してなり、撮像素子１の第１の領域１０は赤色の光のみを通すフィルタを有し、撮像素子１の第２の領域１１は緑色の光のみを通すフィルタを有し、撮像素子１の第３の領域１２は青色の光のみを通すフィルタを有し、レンズ部材２は撮像素子１の各領域にそれぞれ対応する複数のレンズ部２１を有してなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を電気信号に変換して画像データを得る撮像素子と、該撮像素子に対して光を集光するレンズ部材とからなるカメラモジュールにおいて、
前記撮像素子は少なくとも３つの領域を有してなり、前記撮像素子の第１の領域は赤色の光のみを通すフィルタを有し、前記撮像素子の第２の領域は緑色の光のみを通すフィルタを有し、前記撮像素子の第３の領域は青色の光のみを通すフィルタを有し、
前記レンズ部材は前記撮像素子の各領域にそれぞれ対応する複数のレンズ部を有してなることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
前記レンズ部材は前記レンズ部がアレイ状に配列されてなることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記撮像素子は略方形状に形成されて上下左右に４つの領域に分割され、前記レンズ部材は前記撮像素子の各領域に対応するように４つのレンズ部がアレイ状に配列されてなることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記前記撮像素子の領域は仕切板によって仕切られることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記レンズ部材を構成する各レンズ部は、対応する前記撮像素子の領域が有するフィルタが通す光の中心波長について、所定の焦点距離となるように形成され、該所定の焦点距離は、全ての前記撮像素子の領域において同じであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に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、レンズ部材で集光した光を撮像素子で受光し画像データを得るカメラモジュールに関し、特に撮像素子を複数の領域に分割し各領域でそれぞれ単色のデータを得るカメラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ部を有するレンズ部材で集光した光をＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子で受光し、光を電気信号に変換して画像データを得るカメラモジュールが知られている。このようなカメラモジュールに用いられる撮像素子は、受光面が多数の画素に分割され、この画素毎に光電変換が行われる。画像データをカラーで得るため、１つの画素には光の三原色のいずれかの色のカラーフィルタが設けられ、赤色の光のみを通すフィルタが設けられた画素はＲ信号を検出し、緑色の光のみを通すフィルタが設けられた画素はＧ信号を検出し、青色の光のみを通すフィルタが設けられた画素はＢ信号を検出する。
【０００３】
これら各画素を図３に示すように格子状に配列することにより、カラーの画像データを構成することとしている。図３は、撮像素子の一部を拡大して示したものであり、同じ種類の画素が互いに隣り合わないように互い違いに配列されている。このような従来のカメラモジュールとしては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。
【特許文献１】特開２００５−１０９０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カメラモジュールは、携帯電話等の小型電子機器に内蔵されるため、小型化及び薄型化が求められている。しかし、薄型化に関しては、画素数に応じてレンズの焦点距離がある程度必要となるため、レンズ部材と撮像素子の距離を小さくできず、薄型化には限界があった。
【０００５】
また、カラーの画像データを得るために、画素毎に３種類の波長の光を受光することとなるが、各波長の光毎にレンズの屈折率が異なるため、色収差が発生する。色収差を補正するためには、レンズを複数枚重ね合わせる必要があり、カメラモジュールが高価になると共に薄型化も阻害することとなる。
【０００６】
本発明は前記課題を鑑みてなされたものであり、画素数を変えることなくレンズの焦点距離を小さくすることができると共に、色収差が発生しないようにすることのできるカメラモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明に係るカメラモジュールは、光を電気信号に変換して画像データを得る撮像素子と、該撮像素子に対して光を集光するレンズ部材とからなるカメラモジュールにおいて、
前記撮像素子は少なくとも３つの領域を有してなり、前記撮像素子の第１の領域は赤色の光のみを通すフィルタを有し、前記撮像素子の第２の領域は緑色の光のみを通すフィルタを有し、前記撮像素子の第３の領域は青色の光のみを通すフィルタを有し、
前記レンズ部材は前記撮像素子の各領域にそれぞれ対応する複数のレンズ部を有してなることを特徴として構成されている。
【０００８】
また、本発明に係るカメラモジュールは、前記レンズ部材は前記レンズ部がアレイ状に配列されてなることを特徴として構成されている。
【０００９】
さらに、本発明に係るカメラモジュールは、前記撮像素子は略方形状に形成されて上下左右に４つの領域に分割され、前記レンズ部材は前記撮像素子の各領域に対応するように４つのレンズ部がアレイ状に配列されてなることを特徴として構成されている。
【００１０】
さらにまた、本発明に係るカメラモジュールは、前記前記撮像素子の領域は仕切板によって仕切られることを特徴として構成されている。
【００１１】
そして、本発明に係るカメラモジュールは、前記レンズ部材を構成する各レンズ部は、対応する前記撮像素子の領域が有するフィルタが通す光の中心波長について、所定の焦点距離となるように形成され、該所定の焦点距離は、全ての前記撮像素子の領域において同じであることを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るカメラモジュールによれば、撮像素子は少なくとも３つの領域を有し、第１の領域は赤色の光のみを通すフィルタを有し、第２の領域は緑色の光のみを通すフィルタを有し、第３の領域は青色の光のみを通すフィルタを有し、レンズ部材は撮像素子の各領域にそれぞれ対応する複数のレンズ部を有してなることにより、各レンズ部は撮像素子の分割された１領域に対して結像する焦点距離を有していればよいので、撮像素子の大きさが一定とした場合に焦点距離を小さくすることができ、撮像素子とレンズ部材の距離を小さくすることができるので、薄型化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明に係るカメラモジュールによれば、レンズ部材はレンズ部がアレイ状に配列されてなることにより、レンズ部材を容易に製造することができる。
【００１４】
さらに、本発明に係るカメラモジュールによれば、撮像素子は略方形状に形成されて上下左右に４つの領域に分割され、レンズ部材は撮像素子の各領域に対応するように４つのレンズ部がアレイ状に配列されてなることにより、全体の画素数を変えることなく結像する画像の大きさを縦横半分にして焦点距離を半分にすることができるので、画質を落とすことなく薄型化を図ることができる。
【００１５】
さらにまた、本発明に係るカメラモジュールによれば、撮像素子の領域は仕切板によって仕切られることにより、領域間のクロストークを防止でき、より画質を向上させることができる。
【００１６】
そして、本発明に係るカメラモジュールによれば、レンズ部材を構成する各レンズ部は、対応する撮像素子の領域が有するフィルタが通す光の中心波長について、所定の焦点距離となるように形成され、所定の焦点距離は、全ての撮像素子の領域において同じであることにより、撮像素子の各領域において焦点距離を揃えることができ、色収差が発生しないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態におけるカメラモジュールの分解図を示している。この図に示すように、本実施形態のカメラモジュールは、方形の板状に形成されてなる撮像素子１と、撮像素子１と対向する板状に形成されてなるレンズ部材２と、撮像素子１とレンズ部材２の間に設けられる仕切板３とからなっており、レンズ部材２で集光した光を撮像素子１で受光し、撮像素子１において光を電気信号に変換して画像データを得ることのできるものである。
【００１８】
撮像素子１には、受光面に光電変換素子が多数配列されている。なお、光電変換素子は極めて微小であるため、図面上は記載されていない。各光電変換素子には、表面に赤色、緑色、青色のいずれか一色の光のみを通すフィルタが設けられている。撮像素子１は、十字状に仕切られて上下左右の４つの領域に分けられており、各領域にそれぞれ多数の光電変換素子が配列されている。
【００１９】
図１において図中（Ｒ）と表されている第１の領域１０に配置される光電変換素子には、赤色の光のみを通すフィルタが設けられ、第１の領域１０の右側に隣接し図中（Ｇ）と表されている第２の領域１１に配置される光電変換素子には、緑色の光のみを通すフィルタが設けられ、第２の領域１１の下側に隣接し図中（Ｂ）と表されている第３の領域１２に配置される光電変換素子には、青色の光のみを通すフィルタが設けられ、第３の領域１２の左側に隣接し図中（Ｇ）と表されている第４の領域１３に配置される光電変換素子には、緑色の光のみを通すフィルタが設けられる。このように、撮像素子１の各領域１０〜１３には、単色のフィルタのみが設けられる。
【００２０】
レンズ部材２は、平板状の基部２０に４つのレンズ部２１がアレイ状に配列されて構成されている。基部２０はガラス板により形成され、基部２０の表面に樹脂材を成形することにより各レンズ部２１が形成される。このレンズ部材２は、大判のガラス板に対して、４つのレンズ部２１を１つのパターンとして多数のパターンを形成し、大判のガラス板を切断することにより個々のレンズ部材を形成するようにすることで、容易に製造することができる。
【００２１】
４つのレンズ部２１は、それぞれ撮像素子１の各領域１０〜１３に対応して配置されており、各領域１０〜１３に対してそれぞれ光を集光する。これにより、撮像素子１の各領域１０〜１３において、それぞれ単色の画像データが得られる。具体的には、第１の領域１０では赤色の画像データが、第２の領域１１及び第４の領域１３では緑色の画像データが、第３の領域１２では青色の画像データが、それぞれ得られる。これらを撮像素子内部あるいは外部の画像生成部（図示しない）において合成することで、カラーの画像データを得ることができる。
【００２２】
図２には、撮像素子１とレンズ部材２を組み立てた状態のカメラモジュールの斜視図を示している。この図に示すように、撮像素子１の各領域１０〜１３は、十字状に形成される仕切板３によって仕切られる。仕切板３は、撮像素子１の受光面とレンズ部材２の撮像素子１側面との間隔と同等の高さを有しており、撮像素子１とレンズ部材２間を領域毎に仕切っている。これにより、レンズ部材２の各レンズ部２１と撮像素子１の各領域１０〜１３とが１対１に対応し、１つのレンズ部２１からの光が、対応する撮像素子１の領域以外に漏れる、いわゆるクロストークを防止することができる。
【００２３】
レンズ部材２を構成する各レンズ部２１は、対応する撮像素子１の領域が受光する色の光の中心波長について、焦点距離がいずれも同じとなるように設計される。赤色、緑色、青色の各色は、それぞれ中心波長が異なり、レンズ部材２に対する屈折率も若干異なっている。これに対応して、レンズ部２１の形状を色毎に変えることにより、各色において焦点距離が同じとなるようにすることができる。これによって、従来のカメラモジュールの構成において１枚のレンズでは避けられなかった色収差が生じないようにすることができる。
【００２４】
また、各レンズ部２１からの光は、４分割された撮像素子１の１領域に結像するため、撮像素子１全体に結像させる従来のカメラモジュールの場合に比べて、縦横がそれぞれ半分の大きさの領域に結像させることとなる。したがって、各レンズ部２１の焦点距離は、撮像素子１の大きさが従来と同じで同じ画素数であった場合に、半分とすることができる。すなわち、撮像素子１とレンズ部材２との間の間隔を小さくすることができる。一方で、画像全体としての画素数は変わらないため、画質を落とすこともない。
【００２５】
さらに、各レンズ部２１は焦点距離が従来に比べて半分となるため、前述の色収差に加えてその他の収差も小さくすることができる。したがって、撮像素子１においてより画質の高い画像データを得ることができるので、それらを合成して最終的な画像データを生成しても、従来と比べて画質を低下させないようにすることができる。
【００２６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は本実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。例えば、本実施形態では、レンズ部材２は基部２０にレンズ部２１をアレイ状に配列してなるものとしたが、複数のレンズ部２１がそれぞれ別部材で、それらが位置決め手段により位置決めされるようにしてもよい。この場合においては、各レンズ部２１の形状を同一としつつ、対応する撮像素子１の領域毎に光軸方向位置を変えることにより、色収差が生じないようにすることもできる。
【００２７】
レンズ部２１をアレイ状とする場合において、基部２０に複数の貫通孔を形成し、該貫通孔を埋めるようにレンズ部２１を成形するようにしてもよく、この場合には各レンズ部２１の形状を変えることもできるし、レンズ部２１の表面形成位置を変えることにより、色収差を生じないようにすることもできる。
【００２８】
また、本実施形態では、撮像素子１を上下左右の４つの領域に分割したが、光の三原色である赤色を受光する領域と、緑色を受光する領域と、青色を受光する領域の少なくとも３つの領域に分割されていればよい。ただし、本実施形態のように４つの領域に分割することで、従来の撮像素子１と同じ画素数であった場合に同じ解像度の画像データを得ることができる。
【００２９】
本発明にかかるカメラモジュールは、撮像素子１の複数の領域にそれぞれ対応するレンズ部２１により光を集光するため、領域毎に若干異なる角度の画像が生成されることとなるが、本実施形態のカメラモジュールは小型電子機器に内蔵されるものが想定され、小さいために角度の違いはほとんど問題とならない。ただし、近接撮影を行う場合など、角度の相違が画質に影響を及ぼすときには、画像生成部において画像を合成する際に、角度の違いを補正する処理を行うこととしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態におけるカメラモジュールの分解斜視図である。
【図２】撮像素子とレンズ部材を組み立てたカメラモジュールの斜視図である。
【図３】従来の撮像素子の拡大した模式図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    撮像素子
２    レンズ部材
３    仕切板
１０    第１の領域
１１    第２の領域
１２    第３の領域
１３    第４の領域
２０    基部
２１    レンズ部
【図１】
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【図２】
2009182550.tif 000004
【図３】
2009182550.tif 000005