JP7047902B2 - カメラモジュール、及び光学機器 - Google Patents
カメラモジュール、及び光学機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7047902B2 JP7047902B2 JP2020516295A JP2020516295A JP7047902B2 JP 7047902 B2 JP7047902 B2 JP 7047902B2 JP 2020516295 A JP2020516295 A JP 2020516295A JP 2020516295 A JP2020516295 A JP 2020516295A JP 7047902 B2 JP7047902 B2 JP 7047902B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- camera module
- optical system
- module according
- focal length
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/0804—Catadioptric systems using two curved mirrors
- G02B17/0808—Catadioptric systems using two curved mirrors on-axis systems with at least one of the mirrors having a central aperture
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
- G03B17/02—Bodies
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B19/00—Cameras
- G03B19/02—Still-picture cameras
- G03B19/04—Roll-film cameras
- G03B19/07—Roll-film cameras having more than one objective
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Focusing (AREA)
- Cameras In General (AREA)
- Camera Bodies And Camera Details Or Accessories (AREA)
- Structure And Mechanism Of Cameras (AREA)
Description
3.0 < M < 8.0
但し、
M=f/f 1
f:前記単位光学系の全系の焦点距離
f 1 :前記第1反射部材の焦点距離
図1及び図2に示すように、本実施形態に係るカメラモジュール1は、単位光学系ULと撮像素子14との組合わせを有する単位ブロック10が、2次元状に配列されて構成されている。それぞれの単位ブロック10において、単位光学系ULにより物体側からの光が結像され、被写体像を撮像素子14により撮像する。なお、以降の説明では、図1に示すように、カメラモジュール1が、3行3列の合計9個(以下「3×3」と呼ぶ)の単位ブロック10で構成されている場合について説明するが、2以上の単位ブロック10で構成することにより同様の効果を得ることができる。1行に含まれる単位ブロック10の数と1列に含まれる単位ブロック10の数とは同じでなくてもよい。但し、後述するように、単位ブロック10を構成する撮像素子の各々から取得された画像を合成する場合、1行に含まれる単位ブロック10の数と1列に含まれる単位ブロック10の数とを同じにすることにより、縦方向と横方向とで解像度が同じ画像を生成することができる。
単位ブロック10を構成する単位光学系ULは、上述したように反射光学系で構成されており、また、主反射鏡12及び副反射鏡13で発生する収差は、補正板11の物体側の面である高次非球面(例えば、4次曲面)で補正されるため、全体としてコマ収差、非点収差、歪曲収差がない画像を得ることができる。なお、図3(b)に示すように、単位光学系ULに、主反射鏡12の開口部12aを通過する光を屈折させる屈折光学系(例えば、レンズ)15を設けてもよい。また、単位光学系ULは、補正板11を有しないカセグレン方式の光学系としてもよい。
但し、
M=f/f1
f:単位ブロック10の単位光学系ULの全系の焦点距離
f1:主反射鏡12の焦点距離
但し、
f:単位ブロック10の単位光学系ULの全系の焦点距離
/{256(n-1)P′3}+k (3)
但し、
P′=P1/G1/3
P1:主反射鏡12のF値
G:補正板11の計算深さの比
h:光軸に垂直な方向の高さ
r:補正板11の補正半径(曲率半径)
n:補正板11を構成する媒質の屈折率
k:補正板11の中心厚
但し、
fa:透過部材の焦点距離
f:単位ブロック10の単位光学系ULの全系の焦点距離
次に、本実施形態に係るカメラモジュール1の組立構造について説明する。図1及び図2に示すように、本実施形態に係るカメラモジュール1は、補正板11(透過部材)及び副反射鏡13(第2反射部材)が形成された第1光学部材110と、主反射鏡12(第1反射部材)が形成された第2光学部材120と、第1光学部材110と第2光学部材120との間に配置され、単位ブロック10同士の境界に設けられて、光線が隣の単位ブロック10に入射することを防止する隔壁部材130と、撮像素子14が配置された撮像部140とで構成されている。
本実施形態に係るカメラモジュール1の最至近距離については、50乃至100倍程度の倍率になる距離を基準に決定することができる。換言すると、本実施形態に係るカメラモジュール1の最至近距離は、焦点距離によって異なることなる。以下の表1に、本実施形態に係るカメラモジュール1が、焦点距離が35mmカメラに換算したときに300mm、500mm、1000mm相当の望遠光学系に相当するときの、倍率と無限遠から最至近距離までの単位光学系ULの繰り出し量との関係を示す。なお、上述したように、単位光学系ULは、光学系ブロック部100として一体に構成されているため、第1光学部材110と隔壁部材130と第2光学部材120とが一体で撮像素子14から離れるように物体方向に移動する。つまり、複数(本実施形態では9個)の補正板11と複数(本実施形態では9個)の副反射鏡13とが一体に形成されており、複数(本実施形態では9個)の主反射鏡12も一体に形成されており、各単位ブロック10を隔壁する隔壁部材も一体に形成されているので、複数(本実施形態では9個)の単位光学系ULは一体に移動することが可能である。
35mmカメラ換算の焦点距離
倍率 300 500 1000
100 0.20[mm] 0.33[mm] 0.67[mm]
50 0.40[mm] 0.67[mm] 1.30[mm]
35mmカメラ換算の焦点距離
倍率 300 500 1000
100 2.0[m] 3.4[m] 6.6[m]
50 1.0[m] 1.7[m] 3.3[m]
本実施形態に係るカメラモジュール1は、複数の単位ブロック10で構成されているが、各々の単位ブロック10を構成する単位光学系ULの光軸は互いに略平行になるように配置されている。そのため、複数の単位光学系ULの視野はほぼ重なっている(図8(a)に示す視野fvt)。一方、本実施形態に係るカメラモジュール1は、複数の単位ブロック10で構成されていることから、各々の単位ブロック10を構成する単位光学系ULの光軸を折り曲げることにより、各々の単位光学系ULの視野が重ならないようにすることにより、このカメラモジュール1全体の視野を広げることができる。例えば、図8(b)に示すように、3×3の単位ブロック10を構成する3×3の単位光学系ULのうち、中心の単位ブロック10の単位光学系ULの光軸は変更せず、周辺の8個の単位ブロック10の単位光学系ULの光軸を、互いの視野が重ならない方向に折り曲げることにより、全体で広い視野を実現できる。例えば、3×3の単位ブロック10を有する場合、図8(b)の視野fvwとして示すように視野fvtの3倍にすることができる。
35mmカメラ換算の焦点距離
300 500 1000
水平隣 13.3° 8.0° 4.0°
垂直隣 9.1° 5.5° 2.8°
第1実施例は、単位光学系ULをコンパクト・シュミットカセグレン方式で構成した場合であって、35mmカメラに換算したときに、焦点距離が500mmになるカメラモジュール1の構成である。なお、撮像素子14は、2メガピクセルで、1/6インチの撮像素子であり、その大きさは、2.4mm×1.8mmであるとする。
f1 = 6.12
r1 = 12.24
f2 = 0.75
r2 = 1.50
f = 34.3
R = 5.5
D = 6.0
TL= 9.4
FNO= 5.7
M = 5.60
焦点距離 34.3[mm]
合成Fナンバー 1.9
大きさ 19.0×12.6×9.4[mm]
分解能 10M
最大倍率 50
最至近距離 1.7[m]
合焦時の繰り出し量 0.67[mm]
変倍(ズーム) 500-167[mm]
第2実施例は、単位光学系ULをコンパクト・シュミットカセグレン方式で構成した場合であって、35mmカメラに換算したときに、焦点距離が300mmになるカメラモジュール1の構成である。なお、撮像素子14は、第1実施例と同様に、2メガピクセルで、1/6インチの撮像素子であり、その大きさは、2.4mm×1.8mmであるとする。
f1 = 3.67
r1 = 7.34
f2 = 0.45
r2 = 0.90
f = 20.6
R = 3.3
D = 3.6
TL= 5.64
FNO= 3.4
M = 5.61
焦点距離 20.6[mm]
合成Fナンバー 1.1
大きさ 19.0×12.6×5.7[mm]
分解能 10M
最大倍率 50
最至近距離 1.0[m]
合焦時の繰り出し量 0.40[mm]
変倍(ズーム) 300-100[mm]
第3実施例は、単位光学系ULをコンパクト・シュミットカセグレン方式で構成した場合であって、35mmカメラに換算したときに、焦点距離が1000mmになるカメラモジュール1の構成である。なお、撮像素子14は、第1実施例と同様に、2メガピクセルで、1/6インチの撮像素子であり、その大きさは、2.4mm×1.8mmであるとする。
f1 = 12.24
r1 = 24.5
f2 = 1.50
r2 = 3.00
f = 68.6
R = 11.0
D = 12.0
TL= 18.8
FNO= 11.4
M = 5.60
焦点距離 68.6[mm]
合成Fナンバー 3.8
大きさ 19.0×12.6×18.8[mm]
分解能 10M
最大倍率 50
最至近距離 3.3[m]
合焦時の繰り出し量 1.30[mm]
変倍(ズーム) 1000-333[mm]
参考例として、以下の表10に、単位光学系ULをシュミットカセグレン方式で構成した場合であって、35mmカメラに換算したときに、焦点距離が300mmになる単位光学系ULの諸元を示す。なお、この参考例においても、撮像素子14は、第1実施例と同様に、2メガピクセルで、1/6インチの撮像素子であり、その大きさは、2.4mm×1.8mmであるとする。
f1 = 14.3
r1 = 28.6
f2 = 14.3
r2 = 28.6
f = 24.0
R = 10.0
D = 14.3
TL= 15.9
12 主反射鏡(第1反射部材) 13 副反射鏡(第2反射部材)
14 撮像素子 60 カメラ(光学機器)
100 光学系ブロック部 110 第1光学部材 120 第2光学部材
130 隔壁部材 140 撮像部
160 プリズムブロック(偏向光学系) UL 単位光学系
Claims (18)
- 光軸に沿って物体側から順に、第1反射部材及び第2反射部材を有して物体の像を形成する単位光学系と、
前記単位光学系により形成された前記像を撮像する撮像素子と、
前記単位光学系と前記撮像素子とを有する単位ブロックと、を有し、
前記単位ブロックを複数有し、
次式の条件を満足するカメラモジュール。
3.0 < M < 8.0
但し、
M=f/f 1
f:前記単位光学系の全系の焦点距離
f 1 :前記第1反射部材の焦点距離 - 前記単位光学系は、前記物体からの光を透過させる透過部材を有する
請求項1に記載のカメラモジュール。 - 前記透過部材は、非球面を有する
請求項2に記載のカメラモジュール。 - 前記非球面は、光軸から周辺に向かって少なくとも1つの変曲点を有する
請求項3に記載のカメラモジュール。 - 次式の条件を満足する
請求項2~4のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
-0.1 < f/fa < 0.1
但し、
f:前記単位光学系の全系の焦点距離
fa:前記透過部材の焦点距離 - 前記透過部材は前記第2反射部材と一体である
請求項2~5のいずれか一項に記載のカメラモジュール。 - 前記単位ブロック同士の境界に不透過部材または拡散部材を有する
請求項1~6のいずれか一項に記載のカメラモジュール。 - 前記不透過部材または前記拡散部材は、前記第1反射部材と前記第2反射部材との間に位置する
請求項7に記載のカメラモジュール。 - 複数の前記第1反射部材は一体に形成されている
請求項1~8のいずれか一項に記載のカメラモジュール。 - 複数の前記第2反射部材は一体に形成されている
請求項1~9のいずれか一項に記載のカメラモジュール。 - 複数の前記透過部材は一体に形成されている請求項2~10のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
- 複数の前記不透過部材または前記拡散部材は一体に形成されている
請求項7~11のいずれか一項に記載のカメラモジュール。 - 前記単位光学系は、次式の条件を満足する
請求項1~12のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
f < 500mm
但し、
f:前記単位光学系の全系の焦点距離 - 合焦に際し、前記撮像部と前記単位光学系の少なくとも一部との距離を変化させる
請求項1~13のいずれか一項に記載のカメラモジュール。 - 前記複数の単位光学系の少なくとも一つの光軸を折り曲げる偏向光学系を有する
請求項1~14のいずれか一項に記載のカメラモジュール。 - 前記単位ブロックは9個である
請求項1~15のいずれか一項に記載のカメラモジュール。 - 前記複数の撮像素子から取得した画像を合成した画像を生成する制御部を有する
請求項1~16のいずれか一項に記載のカメラモジュール。 - 請求項1~17のいずれか一項に記載のカメラモジュールを有する光学機器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018084139 | 2018-04-25 | ||
JP2018084139 | 2018-04-25 | ||
PCT/JP2019/016734 WO2019208407A1 (ja) | 2018-04-25 | 2019-04-19 | カメラモジュール、光学機器、及びカメラモジュールの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019208407A1 JPWO2019208407A1 (ja) | 2021-05-13 |
JP7047902B2 true JP7047902B2 (ja) | 2022-04-05 |
Family
ID=68293616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020516295A Active JP7047902B2 (ja) | 2018-04-25 | 2019-04-19 | カメラモジュール、及び光学機器 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11726307B2 (ja) |
JP (1) | JP7047902B2 (ja) |
CN (1) | CN112005151B (ja) |
WO (1) | WO2019208407A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7215500B2 (ja) * | 2019-01-23 | 2023-01-31 | 株式会社ニコン | 撮像装置 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040017606A1 (en) | 2002-07-26 | 2004-01-29 | Jen-Hu Wang | Compound eyed optical system |
JP2004179736A (ja) | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Kyocera Corp | カメラモジュールおよび該カメラモジュール搭載装置 |
WO2007123064A1 (ja) | 2006-04-21 | 2007-11-01 | Panasonic Corporation | 複眼方式のカメラモジュール |
JP2013218022A (ja) | 2012-04-05 | 2013-10-24 | Olympus Imaging Corp | 反射望遠光学系、光学ユニット、及びそれを備えた撮像装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6036324A (en) * | 1997-09-17 | 2000-03-14 | Lockheed Martin Energy Research Corp | Catadioptric zoom scattering collector |
JP3875660B2 (ja) * | 2003-07-29 | 2007-01-31 | 株式会社東芝 | マルチ静電カメラモジュール |
JP2010028289A (ja) | 2008-07-16 | 2010-02-04 | Panasonic Corp | 撮像装置 |
JP5321954B2 (ja) | 2008-08-28 | 2013-10-23 | コニカミノルタ株式会社 | 撮像レンズ、撮像装置及び携帯端末 |
US20150212335A1 (en) * | 2012-08-03 | 2015-07-30 | Sharp Kabushiki Kaisha | Reflective type imaging element and optical system, and method of manufacturing relective type imaging element |
US12019225B2 (en) * | 2019-01-23 | 2024-06-25 | Nikon Corporation | Optical system, optical apparatus, imaging apparatus, and method for manufacturing optical system and imaging apparatus |
JP7215500B2 (ja) * | 2019-01-23 | 2023-01-31 | 株式会社ニコン | 撮像装置 |
-
2019
- 2019-04-19 CN CN201980027988.1A patent/CN112005151B/zh active Active
- 2019-04-19 JP JP2020516295A patent/JP7047902B2/ja active Active
- 2019-04-19 US US17/050,073 patent/US11726307B2/en active Active
- 2019-04-19 WO PCT/JP2019/016734 patent/WO2019208407A1/ja active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040017606A1 (en) | 2002-07-26 | 2004-01-29 | Jen-Hu Wang | Compound eyed optical system |
JP2004179736A (ja) | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Kyocera Corp | カメラモジュールおよび該カメラモジュール搭載装置 |
WO2007123064A1 (ja) | 2006-04-21 | 2007-11-01 | Panasonic Corporation | 複眼方式のカメラモジュール |
JP2013218022A (ja) | 2012-04-05 | 2013-10-24 | Olympus Imaging Corp | 反射望遠光学系、光学ユニット、及びそれを備えた撮像装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20210132348A1 (en) | 2021-05-06 |
CN112005151A (zh) | 2020-11-27 |
JPWO2019208407A1 (ja) | 2021-05-13 |
CN112005151B (zh) | 2022-11-29 |
US11726307B2 (en) | 2023-08-15 |
WO2019208407A1 (ja) | 2019-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111699429A (zh) | 投影光学***及图像显示装置 | |
US7411737B2 (en) | Projection optical system | |
US7564632B2 (en) | Projection zoom lens | |
KR20120052892A (ko) | 투사 광학계 및 이를 채용한 화상 투사 장치 | |
WO2006100721A1 (ja) | 撮像光学系 | |
JP6393906B2 (ja) | 投写光学系および画像投写装置 | |
US6775073B2 (en) | Real image type zoom finder | |
US20030002163A1 (en) | Optical system | |
CN113302536B (zh) | 拍摄装置 | |
JP7047902B2 (ja) | カメラモジュール、及び光学機器 | |
JP3805390B2 (ja) | 実像式変倍ファインダー光学系 | |
JP7185835B2 (ja) | 撮像装置 | |
US12019225B2 (en) | Optical system, optical apparatus, imaging apparatus, and method for manufacturing optical system and imaging apparatus | |
JP2004252101A (ja) | 超広角レンズ | |
JP4884318B2 (ja) | 焦点検出光学系及びそれを用いた撮像装置 | |
JP2021067861A (ja) | 撮像装置 | |
US6487374B1 (en) | Viewfinder optical system | |
US20230168475A1 (en) | Anti-blur infrared lens for panoramic camera system using hd resolution sensor | |
JPH09325025A (ja) | 測距装置 | |
JP2006267141A (ja) | 撮像光学系 | |
JPH1184246A (ja) | 光学素子及びそれを用いた光学系 | |
JP2006259459A (ja) | 撮像光学系 | |
JP2006259457A (ja) | 撮像光学系 | |
JPH1039200A (ja) | 測距装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201020 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211028 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20211201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220208 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220222 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220307 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7047902 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |