JP2010151861A - Camera module, camera, and cellular phone with camera - Google Patents
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Abstract
【課題】レンズの数が少なく且つ更なる小型化を図ることができるカメラモジュール、そのカメラモジュールを用いたカメラ及びカメラ付き携帯電話を提供する。
【解決手段】本発明のカメラモジュール1は、物体側から入射した光を所定角度で反射させて像側に出射するプリズム3と、プリズム3の像側に設けたレンズ群5、7、9と、レンズ群5、7、9の像側に設けて面に結像する撮像体13とを備えており、プリズム3は物体側面(1)及び像側面(2)の少なくとも一面を湾曲面に形成してレンズ機能を付与している。
【選択図】図1A camera module having a small number of lenses and capable of being further reduced in size, a camera using the camera module, and a mobile phone with a camera are provided.
A camera module 1 according to the present invention includes a prism 3 that reflects light incident from the object side at a predetermined angle and emits the light to an image side, and lens groups 5, 7, and 9 provided on the image side of the prism 3. And an imaging body 13 that forms an image on a surface provided on the image side of the lens groups 5, 7, and 9, and the prism 3 forms at least one of the object side surface (1) and the image side surface (2) as a curved surface. Lens function.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、小型カメラに用いられる光学系のカメラモジュール、そのカメラモジュールを搭載したカメラ及びカメラ付き携帯電話に関する。 The present invention relates to an optical camera module used for a small camera, a camera equipped with the camera module, and a camera-equipped mobile phone.
近年、携帯電話の薄型化に伴い携帯電話に搭載されるカメラの薄型化が要求されている。これに対して、特許文献1には、携帯電話に搭載されるカメラモジュールにおいて、レンズ群の光軸を、プリズムにより物体(被写体)の入射光と90度ずらして、配置することが開示されている。
In recent years, with the thinning of mobile phones, there is a demand for thinning of cameras mounted on mobile phones. On the other hand,
この特許文献1のカメラモジュールでは、プリズムの光入射側(物体側)には、対物レンズ(物体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ)を設けてあり、プリズムの光出射側(像側)には、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する光集束レンズが配置されている。
In the camera module of
しかし、特許文献1の技術では、ズームレンズユニットやフォカスレンズフォユニットからなるレンズ群の他に、プリズムの物体側に対物レンズを設け、プリズムの像側に光集束レンズを必要とする為、多数のレンズが必要になると共にカメラの小型化に限界があった。
However, in the technique of
そこで、本発明は、レンズの数が少なく且つ更なる小型化を図ることができるカメラモジュール、そのカメラモジュールを用いたカメラ及びカメラ付き携帯電話の提供を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a camera module with a small number of lenses and capable of further miniaturization, a camera using the camera module, and a mobile phone with a camera.
請求項1に記載の発明は、物体側から入射した光を所定角度で反射させて像側に出射するプリズムと、プリズムの像側に設けたレンズ群と、レンズ群の像側に設けて面に結像する撮像体とを備え、プリズムは物体側面及び像側面の少なくとも一面を湾曲面に形成してレンズ機能を付与していることを特徴とする。
The invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、プリズムは、物体側面を凹面とし、像側面を凸面としてあることを特徴とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、レンズ群は、ズームレンズユニットと、フォーカスレンズユニットを備え、撮像体に結像する像の倍率を変えると共に焦点合わせを行うことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the lens group includes a zoom lens unit and a focus lens unit, and changes a magnification of an image formed on the imaging body and performs focusing. It is characterized by.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、fを光学系全体の焦点距離とし、プリズムの焦点距離をf1とした場合、
5.6<(f1)/f<8
の条件を満たすことを特徴とする。
The invention according to
5.6 <(f1) / f <8
It satisfies the following conditions.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、プリズムはその光軸上の長さをd1とし、fを光学系全体の焦点距離とし、プリズムの入射面から撮像体の結像面までの距離をTとした場合、
1.8<d1/f<3
6<T/f<8
の条件を満たすことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention of the fourth aspect, the prism has a length on the optical axis of d1, f is a focal length of the entire optical system, and the connection of the image pickup body from the incident surface of the prism. If the distance to the image plane is T,
1.8 <d1 / f <3
6 <T / f <8
It satisfies the following conditions.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5の何れか一項に記載のカメラモジュールを備えることを特徴とするカメラである。 A sixth aspect of the present invention is a camera comprising the camera module according to any one of the first to fifth aspects.
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載のカメラを搭載したことを特徴とするカメラ付き携帯電話である。 A seventh aspect of the present invention is a camera-equipped mobile phone in which the camera according to the sixth aspect is mounted.
請求項1に記載の発明によれば、プリズムは物体側面(入射側面)及び像側面(出射側面)の少なくとも一面を湾曲面としてプリズムにレンズ機能を付与しているので、例えば、従来プリズムの物体側に設けた対物レンズ又はプリズムの像側に設けた光集束レンズ等のレンズが不要にできるので、レンズ点数を少なくできると共に、その不要になるレンズの厚み分及びプリズムと不要となるレンズとの間隔分の寸法分が小さくなり、小型化を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the prism has a lens function with at least one of the object side surface (incident side surface) and the image side surface (outgoing side surface) as a curved surface. Since an objective lens provided on the side or a lens such as a light focusing lens provided on the image side of the prism can be eliminated, the number of lenses can be reduced, and the thickness of the unnecessary lens and the prism and the unnecessary lens can be reduced. The dimension for the interval is reduced, and the size can be reduced.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の作用効果を得ることができると共に、プリズムの物体側に配置する対物レンズ及びプリズムの像側に配置する光集束レンズの2つのレンズの機能を付与できるから、これらのレンズを削減でき、小型化を図ることができる。 According to the second aspect of the invention, the two effects of the first and second effects can be obtained, and the objective lens disposed on the object side of the prism and the light focusing lens disposed on the image side of the prism. Therefore, these lenses can be reduced and the size can be reduced.
請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の作用効果を得ることができると共に、ズーム機能を備えるカメラモジュールは大型化しやすいが、係るズーム機能を備えるカメラモジュールの小型化を図ることができる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の作用効果を得ることができると共に、非点収差、歪曲収差及び球面収差のカメラモジュール特性を良好にできる。即ち、5.6<(f1)/f<8としているのは、(f1)/fが下限値5.6以下であると、ワイド側で非点収差が大きく周辺でー側へ変位し、歪曲収差も周辺で大きく+側へ変位し、同時に球面収差は+側へ大きく変位するからである。また、(f1)/fが上限地8以上であえると非点収差は+(プラス)側へ変位し、球面収差は−(マイナス)側に大きく変位し、共に周辺解像不良となるからである。
According to the invention described in
請求項5に記載の発明によれば、請求項3に記載の作用効果を得ることができると共に、d1とfとを所定の範囲に設定することにより、光学特定を低下させることなく、モジュール全体の光路長を最小限にすることができ、プリズムの物体側面から撮像体の結像面までの距離を小さくできる。
According to the invention described in
請求項6に記載の発明によれば、請求項1〜5の何れか一項に記載の作用効果を得ることができるカメラを提供できる。
According to invention of
請求項7に記載の発明によれば、請求項6に記載の作用効果を奏するカメラ付き携帯電話を提供できる。
According to the invention described in
以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は第1実施の形態に係るカメラモジュールの構成を示し、ズームレンズユニットが広角(ワイド)端位置にある状態の構成図であり、図2は第1実施の形態に係るカメラモジュールの構成図であり、(a)はズームレンズユニットが中間位置(ノーマル)にある状態を示し、(b)は望遠(テレ)端位置にある状態を示す図であり、図3は第1実施の形態においてズームレンズユニットが広角端位置にあるときのカメラ特性を示すグラフであり、(a)は球面収差のグラフであり、(b)は非点収差のグラフ、(c)は歪曲収差のグラフであり、図4は第1実施の形態においてズームレンズユニットが中間位置にあるきのカメラ特性を示すグラフであり、(a)は球面収差のグラフであり、(b)は非点収差のグラフ、(c)は歪曲収差のグラフである。図5は第1実施の形態においてズームレンズユニットが望遠端位置にあるときのカメラ特性を示すグラフであり、(a)は球面収差のグラフであり、(b)は非点収差のグラフ、(c)は歪曲収差のグラフである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows the configuration of the camera module according to the first embodiment, and is a configuration diagram in a state where the zoom lens unit is at the wide-angle (wide) end position. FIG. FIGS. 3A and 3B show a state where the zoom lens unit is at an intermediate position (normal), FIG. 3B shows a state where the zoom lens unit is at a telephoto (tele) end position, and FIG. 3 shows the first embodiment. 4 is a graph showing camera characteristics when the zoom lens unit is at the wide-angle end position, (a) is a graph of spherical aberration, (b) is a graph of astigmatism, and (c) is a graph of distortion aberration. FIG. 4 is a graph showing camera characteristics when the zoom lens unit is at an intermediate position in the first embodiment, (a) is a graph of spherical aberration, (b) is a graph of astigmatism, ( c) Distortion aberration It is a graph. FIG. 5 is a graph showing camera characteristics when the zoom lens unit is at the telephoto end position in the first embodiment, (a) is a graph of spherical aberration, (b) is a graph of astigmatism, c) is a graph of distortion.
第1実施の形態に係るカメラモジュール1は、携帯電話に組み込まれるズーム機能付きカメラのカメラモジュールである。図1に示すように、このカメラモジュール1は、物体側から像側へ順にプリズム3、フォーカスレンズユニット5、ズームレンズユニット(変倍レンズユニット)7、結像レンズ9、カバーガラス11、撮像体13を配置している。
The
プリズム3は、反射面3aで入射光を略90度の角度で反射させて出射するものである。プリズム3の反射角度は90度に限らないが、70度〜100度が好ましい。この範囲であれば、プリズムを使用しない場合に比較してカメラモジュール1の全長Lを充分小さくできるからである。
The
このプリズム3は、物体側面(入射側面)である第1面(1)が像側に凹む半径R1の凹面としてあり、像側面(出射側面)である第2面(2)が像側に突出する半径R2の凸面としてある。尚、ズームレンズユニット7にある符号15は絞りである。
The
ズームレンズユニット7及びフォーカスレンズユニット5は、本実施の形態では、0.146〜0.438倍の倍率が可能になっており、ズーム比は0.3〜3倍である。尚ズーム比は約7倍まで設定が可能である。
In the present embodiment, the
結像レンズ9は、像側に突出する凸レンズであり、撮像体13に集光して結像する。
The
撮像体13は、CCD(チャージ・カップルド・デバイス)又はC−MOS(コンプリメンタリ・メタル・オキサイド・セミコンダクタ)等のイメージセンサである。
The
カメラモジュール1を構成するプリズム3及び各レンズ等の構成部材の各面の湾曲半径及び面間の間隔を表1に示す。
Table 1 shows the curvature radii of the surfaces of the
表1で第1面の間隔は、図示していないが物体側にあるカバーガラスの像側面からの距離であり、表に示す間隔は一つ前の面との間の間隔である。 In Table 1, the distance between the first surfaces is a distance from the image side surface of the cover glass on the object side (not shown), and the distance shown in the table is the distance from the previous surface.
また、fを光学系全体の焦点距離とし、プリズム3全体の焦点距離(レンズ作用を有する第1面(1)と第2面(2)とを総合した焦点距離)をf1とした場合、下記式1を満たすようにしてある。
Further, when f is the focal length of the entire optical system and the focal length of the entire prism 3 (the focal length combining the first surface (1) and the second surface (2) having a lens function) is f1,
5.6<(f1)/f<8 (式1) 5.6 <(f1) / f <8 (Formula 1)
第1実施の形態では、f1は34.22mmであり、fは下記表2に示す。表2において、Wはズームレンズが広角端位置にあるとき、Nは中間位置、Tは望遠端位置にあるときの焦点距離である。尚、F/No.はFナンバーである。 In the first embodiment, f1 is 34.22 mm, and f is shown in Table 2 below. In Table 2, W is the focal length when the zoom lens is at the wide-angle end position, N is the intermediate position, and T is the focal length when it is at the telephoto end position. In addition, F / No. Is the F number.
プリズム3はその光軸上の長さをd1とし、プリズムの入射面から撮像体の結像面までの距離をTとした場合、下記式2及び式3を満たすようにしてある。
The
1.8<d1/f<3 (式2)
6<T/f<8 (式3)
1.8 <d1 / f <3 (Formula 2)
6 <T / f <8 (Formula 3)
第1実施の形態では、d1は10mmであり、Tは32mmである。 In the first embodiment, d1 is 10 mm and T is 32 mm.
次に、第1実施の形態に係るカメラモジュール1の作用及び効果について説明する。プリズム3は物体側面(第1面(1))及び像側面(第2面(2))の両面を湾曲面としてあり、物体側面(1)は、プリズムの物体側に従来設けていた対物レンズの作用を成し、像側面(2)はプリズムの物体側に従来設けていた光集束レンズ(凸レンズ)の作用を成しているから、従来プリズムの物体側に配置されていた対物レンズ及び像側に配置されていた光集束レンズ(凸レンズ)を削除している。
Next, operations and effects of the
即ち、本実施の形態では、従来プリズムの物体側と像側に設けていた2つのレンズを不要にできるので、レンズ点数を少なくできると共に、その不要になるレンズの厚み分及びプリズムと不要となるレンズとの間隔分の寸法分がなくなるので、カメラモジュール1の小型化を図ることができる。
That is, in the present embodiment, the two lenses conventionally provided on the object side and the image side of the prism can be eliminated, so that the number of lenses can be reduced, and the thickness of the unnecessary lens and the prism are not necessary. Since the dimension corresponding to the distance from the lens is eliminated, the
本実施の形態では、フォーカスレンズユニット5及びズームレンズユニット7を設けてあり、いわゆるズーム機能を備えるカメラモジュールであるが、このようなズーム機能を備えるカメラモジュール1の小型化を図ることができる。
In the present embodiment, the
ここで、本実施の形態に係るカメラモジュール1において、非点収差、歪曲収差及び球面収差の各カメラ特性を測定したので、その結果について説明する。
Here, in the
図3はズームレンズユニット5がワイド端位置にあるとき、図4はノーマル位置(ワイド端と望遠端との中間位置)にあるとき、図5はテレ(望遠端)位置にあるときであり、図3〜図5の各図において、(a)は非点収差のグラフ、(b)は歪曲収差のグラフ及び(c)は球面収差のグラスである。
3 shows the
各測定では、eが波長486nmであり、fが波長546nmであり、gが波長588nmであり、hが波長436nmであり、iが波長656nmである。 In each measurement, e has a wavelength of 486 nm, f has a wavelength of 546 nm, g has a wavelength of 588 nm, h has a wavelength of 436 nm, and i has a wavelength of 656 nm.
撮像体は画素数5Mを用いた。 The image pickup body used 5M pixels.
図3〜図5から明らかなように、何れも球面収差は80μより小さく、非点収差においてもばらつきが小さく、歪曲収差は5%より小さく、良好なカメラ特性を得ることができた。 As apparent from FIGS. 3 to 5, the spherical aberration is less than 80 μ, the variation in astigmatism is small, the distortion is less than 5%, and good camera characteristics can be obtained.
次に、第2実施の形態について説明する。第1実施の形態において、第2実施の形態では、カメラモジュール1を構成するプリズム3、各レンズ等の構成部材の各面の湾曲半径及び面間の間隔を変えたものである。その数値を表3に示す。
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, in the second embodiment, the curvature radius of each surface of the constituent members such as the
尚、第2実施の形態では、上述した式1において、f1は42.23mmであり、fは下記表4に示す。また、式2及び式3において、d1は13.4mmであり、Tは36mmであった。
In the second embodiment, f1 is 42.23 mm in
第2実施の形態では、f1は42.23mmであり、表2において、Wはズームレンズが広角端位置にあるとき、Nは中間位置、Tは望遠端位置にあるときの値である。尚、F/No.はFナンバーである。 In the second embodiment, f1 is 42.23 mm. In Table 2, W is a value when the zoom lens is at the wide-angle end position, N is an intermediate position, and T is a value when it is at the telephoto end position. In addition, F / No. Is the F number.
第2実施の形態に係るカメラモジュール1において、非点収差、歪曲収差及び球面収差の各カメラ特性を測定したので、その結果を図6〜図8に示す。図6はズームレンズユニット5がワイド端位置にあるとき、図7はノーマル位置にあるとき、図8はテレ位置にあるときであり、図3〜図5の各図において、(a)は非点収差のグラフ、(b)は歪曲収差のグラフ及び(c)は球面収差のグラスである。各測定は、第1実施の形態と同様にして行った。
In the
第2実施の形態においても、図6〜図8から明らかなように、何れも球面収差は80μより小さく、非点収差においてもばらつきが小さく、歪曲収差はほとんど5%より小さく、良好なカメラ特性を得ることができた。尚、図6(c)において、歪曲収差は5%より大きくなっている部分があるが、機能として支障がない範囲である。 Also in the second embodiment, as is apparent from FIGS. 6 to 8, the spherical aberration is smaller than 80 μm, the astigmatism is less varied, the distortion is almost smaller than 5%, and the camera characteristics are good. Could get. In FIG. 6C, there is a portion where the distortion aberration is larger than 5%, but it is in a range where there is no problem as a function.
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、プリズム3にはその物体側面(第1面(1))と像側面(第2面(2))との両方にレンズ機能を付与する湾曲面を設けることに限らず、その物体側面(第1面(1))のみに凹状の湾曲面を設けて従来あった物体レンズを削除する構成にしても良いし、像側面(第2面(2))のみに凸状の湾曲面を設けて従来あった光集束レンズ(凸レンズ)を削除する構成にしても良い。
For example, the
1 カメラモジュール
3 プリズム
5 フォーカスレンズユニット
7 ズームレンズユニット
9 結像レンズ
13 撮像体
(1) プリズムの物体側面(第1面)
(2) プリズムの像側面(第2面)
DESCRIPTION OF
(2) Image side of prism (second surface)
Claims (7)
5.6<(f1)/f<8
の条件を満たすことを特徴とする請求項3に記載のカメラモジュール。 When f is the focal length of the entire optical system and the focal length of the prism is f1,
5.6 <(f1) / f <8
The camera module according to claim 3, wherein the following condition is satisfied.
1.8<d1/f<3
6<T/f<8
の条件を満たすことを特徴とする請求項4に記載のカメラモジュール。 When the length of the prism on the optical axis is d1, f is the focal length of the entire optical system, and the distance from the incident surface of the prism to the imaging surface of the imaging body is T,
1.8 <d1 / f <3
6 <T / f <8
The camera module according to claim 4, wherein the following condition is satisfied.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008326811A JP2010151861A (en) | 2008-12-24 | 2008-12-24 | Camera module, camera, and cellular phone with camera |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008326811A JP2010151861A (en) | 2008-12-24 | 2008-12-24 | Camera module, camera, and cellular phone with camera |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2008326811A Pending JP2010151861A (en) | 2008-12-24 | 2008-12-24 | Camera module, camera, and cellular phone with camera |
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|---|---|
| JP (1) | JP2010151861A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119071602A (en) * | 2023-05-31 | 2024-12-03 | 北京小米移动软件有限公司 | Terminal equipment, lenses and camera modules |
-
2008
- 2008-12-24 JP JP2008326811A patent/JP2010151861A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN119071602A (en) * | 2023-05-31 | 2024-12-03 | 北京小米移动软件有限公司 | Terminal equipment, lenses and camera modules |
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