CN112005151A

CN112005151A - 相机模块、光学设备及相机模块的制造方法

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Publication number: CN112005151A
Application number: CN201980027988.1A
Authority: CN
Inventors: 岩根透
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2018-04-25
Filing date: 2019-04-19
Publication date: 2020-11-27
Anticipated expiration: 2039-04-19
Also published as: US11726307B2; JPWO2019208407A1; CN112005151B; WO2019208407A1; JP7047902B2; US20210132348A1

Abstract

本发明提供高分辨率且具有高光学性能的小型化的相机模块、具有该相机模块的光学设备及相机模块(1)的制造方法。搭载于相机(60)等光学设备的相机模块(1)具有：单位光学系统(UL)，沿着光轴从物体侧依次具有作为第1反射构件的主反射镜(12)及作为第2反射构件的副反射镜(13)，并形成物体的像；拍摄元件(14)，对由单位光学系统(UL)形成的像进行拍摄；及单位块(10)，具有单位光学系统(UL)和拍摄元件(14)，相机模块(1)具有多个该单位块(10)。

Description

相机模块、光学设备及相机模块的制造方法

技术领域

本发明涉及相机模块、光学设备及相机模块的制造方法。

背景技术

以往，提出了通过具有多个相机模块，从而实现高分辨率的相机模块(例如，参照专利文献1)。然而，专利文献1存在期望进一步提高光学性能这样的课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-051318号公报

发明内容

本发明的第一方式的相机模块，其中，具有：单位光学系统，沿着光轴从物体侧依次具有第1反射构件及第2反射构件，并形成物体的像；拍摄元件，对由单位光学系统形成的像进行拍摄；及单位块，具有单位光学系统和拍摄元件，相机模块具有多个单位块。

在本发明的第一方式的相机模块的制造方法，相机模块具有：单位光学系统，沿着光轴从物体侧依次具有第1反射构件及第2反射构件，并形成物体的像；拍摄元件，对由单位光学系统形成的像进行拍摄；及单位块，具有单位光学系统和拍摄元件，其中，相机模块的制造方法包括配置多个单位块的步骤。

附图说明

图1是表示相机模块的外观的立体图。

图2是表示相机模块的说明图，(a)是主视图，(b)是(a)的A-A剖视图。

图3是构成相机模块的单位光学系统的剖视图，(a)表示施密特-卡塞格林方式的基本结构，(b)表示在(a)加入了透镜的结构。

图4是表示施密特-卡塞格林方式及卡塞格林方式的光学系统的2次变倍比与像散之间的关系的图表。

图5是表示第1光学构件及第2光学构件的结构的说明图。

图6是表示光学系统块部的结构的说明图。

图7是用于对对焦机构进行说明的说明图。

图8是用于对相机模块的视场进行说明的说明图，(a)表示远焦端状态，(b)表示广角端状态。

图9是用于对变倍机构进行说明的说明图，(a)表示侧视图，(b)表示用于对变倍方法进行说明的俯视图，(c)表示侧视图。

图10表示从远焦端状态变倍为广角端状态时的各单位光学系统的视场的移动方向的说明图。

图11是表示单位光学系统的结构的说明图。

图12是表示具备相机模块的相机的示意图。

图13是表示相机模块的制造方法的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对优选的实施方式进行说明。

(相机模块1的结构)

如图1及图2所示，本实施方式的相机模块1由具有单位光学系统UL和拍摄元件14的组合的单位块10以二维状排列构成。在各个单位块10中，通过单位光学系统UL使来自物体侧的光成像，并由拍摄元件14拍摄被摄体像。此外，以下的说明中，如图1所示，对相机模块1由3行3列合计9个(以下称为“3×3”)单位块10构成的情况进行说明，但能够通过由两个以上的单位块10构成来得到相同的效果。1行所含的单位块10的数量与1列所含的单位块10的数量也可以不相同。只是，如后述那样，在对从构成单位块10的拍摄元件的每一个分别取得的图像进行合成的情况下，通过使1行所含的单位块10的数量和1列所含的单位块10的数量相同，能够生成在纵向和横向上分辨率相同的图像。

如图3的(a)所示，各个单位块10的光学系统是所谓的施密特-卡塞格林方式(或者，紧凑型施密特-卡塞格林方式)的光学系统(以下，称为“单位光学系统”)UL，且构成为沿着光轴从物体(被摄体)侧依次具有：作为透射构件的校正板11，物体侧的面由高阶非球面构成，供来自物体的光透过；作为第1反射构件的主反射镜12，使凹状的反射面朝向物体侧，将透过了校正板11的光反射；及作为第2反射构件的副反射镜13，以与主反射镜12对置的方式配置于物体侧，使凸状的反射面朝向像侧(主反射镜12侧)，并将被主反射镜12反射的光反射。此外，在主反射镜12的中心部，以包括单位块10的单位光学系统UL的光轴的方式形成有开口部12a，由副反射镜13反射了的光在该开口部12a通过。在主反射镜12的像侧，以与开口部12a对置的方式配置有拍摄元件14。另外，主反射镜12及副反射镜13构成为对来自物体的光进行聚光，单位块10构成为，使拍摄元件14位于主反射镜12及副反射镜13的焦点(单位光学系统UL的焦点)。这样，单位光学系统UL的光轴从物体侧依次透过校正板11后由主反射镜12反射并屈曲，由副反射镜13再次反射并屈曲。另外，配置为使构成相机模块1的单位光学系统UL的光轴彼此大致平行。此外，使单位光学系统UL的结构成为如上述那样，“沿着光轴从物体侧依次”进行了说明，但也可以“沿着光学系统的光线的行进路径从物体侧依次”，也可以“沿着光路”。另外，也可以是，校正板11的高阶非球面不仅形成于物体侧的面，还形成于像侧的面。

(单位光学系统UL)

构成单位块10的单位光学系统UL如上述那样由反射光学系统构成，另外，由主反射镜12及副反射镜13产生的像差通过校正板11的物体侧的面亦即高阶非球面(例如四阶曲面)来校正，因此能够得到作为整体没有彗差、像散、畸变的图像。此外，如图3的(b)所示，也可以在单位光学系统UL设置使在主反射镜12的开口部12a通过的光折射的折射光学系统(例如透镜)15。另外，单位光学系统UL也可以是不具有校正板11的卡塞格林方式的光学系统。

本实施方式的相机模块1通过使单位块10的单位光学系统UL成为上述那样的折返光学系统(卡塞格林方式、施密特-卡塞格林方式或者紧凑型施密特-卡塞格林方式的反射光学系统)，从而能够使光学系统的长度(从最靠物体侧的面(图3的情况下，校正板11的物体侧的面)至像面(拍摄元件14的拍摄面)为止的物理距离)成为由折射光学系统构成的情况下的1/2～1/3。另外，本实施方式的相机模块1具备多个单位块10，并通过对由各个单位块10的拍摄元件14取得的图像进行合成，从而能够取得各个拍摄元件14的分辨率以上的高分辨率的图像，因此能够缩小拍摄元件14的大小(即便缩小各个拍摄元件14而使其分辨率变低，也能够通过合成图像而获得较高的分辨率的图像)。通过该拍摄元件14的小型化，能够缩短单位块10的光学系统的焦距。因此，根据折返光学系统的采用及基于多个单位块10的图像的合成效果，能够使本实施方式的相机模块1的全长成为由使用了具有相同的分辨率的折射光学系统的一个单位块10构成的相机模块的全长的1/4以下。

构成本实施方式的相机模块1的单位块10的单位光学系统UL分别优选满足以下的条件式(1)。

3.0＜M＜8.0 (1)

其中，

M＝f/f₁

f：单位块10的单位光学系统UL的整个系统的焦距

f₁：主反射镜12的焦距

条件式(1)表示通过施密特-卡塞格林(或者紧凑型/施密特-卡塞格林)方式的反射光学系统构成单位块10的单位光学系统UL时的单位光学系统UL的2次变倍比M的适当的范围。

图4表示卡塞格林方式及施密特-卡塞格林方式的反射光学系统中的相对于2次变倍比M的像散。如从该图4可知的那样，在由施密特-卡塞格林方式(或者紧凑型施密特-卡塞格林方式)的反射光学系统构成单位光学系统UL的情况下，通过使2次变倍比M成为5.6，能够使像散为0。因此，通过单位光学系统UL满足条件式(1)，从而能够抑制像散的产生，能够取得良好的图像。此外，为了使该条件式(1)的效果可靠，优选使条件式(1)的下限值为3.5，更优选为4.0、4.5、5.0。另外，为了使该条件式(1)的效果可靠，优选使条件式(1)的上限值成为7.5，更优选为7.0、6.5、6.0。

另外，优选构成本实施方式的相机模块1的单位块10的单位光学系统UL分别满足以下的条件式(2)。

f＜500mm (2)

其中，

f：单位块10的单位光学系统UL的整个系统的焦距

条件式(2)表示由施密特-卡塞格林(或者紧凑型/施密特-卡塞格林)方式的反射光学系统构成单位块10的单位光学系统UL时的单位光学系统UL的整个系统的焦距的适当的范围。此外，为了使该条件式(2)的效果可靠，优选使条件式(2)的下限值为0.1mm，更优选为1mm、5mm、10mm、20mm。另外，为了使该条件式(2)的效果可靠，优选使条件式(2)的上限值为380mm，更优选为280mm、230mm、190mm、140mm、90mm、70mm、55mm、45mm。

另外，在本实施方式的相机模块1中，在单位块10的单位光学系统UL为紧凑型施密特-卡塞格林方式的情况下，校正板11的厚度ΔL由下式(3)表示。

ΔL＝[(h/r)⁴-1.5(h/r)²]_r/{256(n-1)P′³}+k (3)

其中，

P′＝P₁/G^1/3

P₁：主反射镜12的F值

G：校正板11的计算深度之比

h：与光轴垂直的方向的高度

r：校正板11的校正半径(曲率半径)

n：构成校正板11的介质的折射率

k：校正板11的中心厚度

另外，在本实施方式的相机模块1中，也可以将使来自物体的光透过的透射构件适当地设置于光路上的位置。通过设置透射构件，从而能够在透射构件形成非球面等而进行像差校正。优选透射构件的非球面随着从光轴朝向周边至少具有一个拐点。

另外，优选构成本实施方式的相机模块1的单位块10的单位光学系统UL分别满足以下的条件式(4)。

-0.1＜f/fa＜0.1 (4)

其中，

fa：透射构件的焦距

f：单位块10的单位光学系统UL的整个系统的焦距

此外，多个单位块10的单位光学系统UL可以如上述那样，以相同的光学特性(例如，焦距)构成，也可以使至少一个单位块10的单位光学系统UL以与其他不同的光学特性构成。另外，也可以是，不只是所有拍摄元件14配置在单位光学系统UL的焦点上，也可以是至少一个拍摄元件14从焦点沿光轴方向偏离地配置。

(相机模块1的组装结构)

接下来，对本实施方式的相机模块1的组装结构进行说明。如图1及图2所示，本实施方式的相机模块1由以下部分构成：第1光学构件110，形成有校正板11(透射构件)及副反射镜13(第2反射构件)；第2光学构件120，形成有主反射镜12(第1反射构件)；隔壁构件130，配置于第1光学构件110与第2光学构件120之间，并设置于单位块10彼此的边界，防止光线入射到相邻的单位块10；及拍摄部140，配置有拍摄元件14。

如图5的(a)所示，第1光学构件110通过在由使光透过的介质形成的平行平面玻璃板111的上表面(单位光学系统UL中物体侧的面)压印使光透过的介质即聚合物，而形成有多个校正板11(在图1的例子中，形成有3×3的9个校正板11)。此外，第1光学构件110也可以从压印有校正板11的基板件切出来制作。另外，在平行平面玻璃板111的下表面(单位光学系统UL中像侧的面)，掩模涂敷使光反射的反射构件，形成有多个副反射镜13(在图1的例子中，形成有3×3的9个副反射镜13)。这样，通过在一个平行平面玻璃111的两面形成多个校正板11及多个副反射镜13，从而例如能够通过一次工序制造图1所示的3×3的9个单位块10各自的校正板11及副反射镜13。

如图5的(b)所示，第2光学构件120在通过使光透过的介质形成的平行平面玻璃板121的上表面掩模涂敷使光反射的反射构件，形成有多个主反射镜12(图1的例子中，形成有3×3的9个主反射镜12)。此外，通过利用使光透过的介质形成平行平面玻璃板121，从而在各单位块10中，形成没有掩模涂敷主反射镜12的部分，由此能够形成开口部12a。这样，通过在一个平行平面玻璃121的一个面(单位光学系统UL中物体侧的面)形成主反射镜12，从而例如能够通过一次工序制造图1所示的3×3的单位块10各自的主反射镜12。

此外，如图3的(b)所示，也可以是，当在单位光学系统UL设置透镜等折射光学系统15的情况下，在平行平面玻璃板121形成能够使光线折射的透镜面。

如图6所示，隔壁构件130由对单位块10的单位光学系统UL进行划分的光学隔壁格子构成。在隔壁构件130的物体侧配置有第1光学构件110，在隔壁构件130的像侧配置有第2光学构件120。通过在隔壁构件130的物体侧固定第1光学构件110，在隔壁构件130的像侧固定第2光学构件120，由此隔壁构件130能够防止单位块10的单位光学系统UL的光线入射到相邻的单位块10，同时还能够进行第1光学构件110和第2光学构件120的定位。此外，在以下的说明中，将一体地构成的第1光学构件110、第2光学构件120及隔壁构件130称为光学系统块部100。隔壁构件130的隔壁由金属或者聚合物等具有遮断光的效果的材料构成，厚度为0.5～1.0mm左右。另外，隔壁内部为了在光学上从外部遮断各个单位块10并且防止反射而优选进行防止反射的涂装(例如，以黑色涂装)。另外，隔壁内也可以是空洞(填充有空气的状态)，也可以填充有使光透过的介质。

如图1所示，拍摄部140在多个拍摄元件14与各单位光学系统UL对应的位置配置。如后述那样，光学系统块部100相对于拍摄部140的沿着光轴的方向的位置可以固定，也可以可变。

(关于对焦)

针对本实施方式的相机模块1的最至近距离，能够以成为50～100倍左右的倍率的距离为基准进行决定。换言之，本实施方式的相机模块1的最至近距离根据焦距而不同。以下的表1表示本实施方式的相机模块1相当于在换算为35mm相机时焦距对应于300mm、500mm、1000mm的远焦光学系统时的倍率与从无限远到最至近距离为止的单位光学系统UL的伸出量之间的关系。此外，如上述那样，单位光学系统UL作为光学系统块部100而一体地构成，因此第1光学构件110、隔壁构件130及第2光学构件120成为一体且以离开拍摄元件14的方式向物体方向移动。换句话说，多个(在本实施方式中9个)校正板11和多个(在本实施方式中9个)副反射镜13形成为一体，多个(在本实施方式中9个)主反射镜12也形成为一体，分隔各单位块10的隔壁构件也形成为一体，因此多个(在本实施方式中9个)单位光学系统UL能够一体地移动。

(表1)倍率与从无限远到最至近距离为止的光学系统的伸出量之间的关系

35mm相机换算的焦距

另外，以下的表2表示本实施方式的相机模块1相当于在换算为35mm相机时焦距对应于300mm、500mm、1000mm的远焦光学系统时的倍率与最至近距离之间的关系。

(表2)倍率与最至近距离之间的关系

35mm相机换算的焦距

此处，由多个单位光学系统UL构成的本实施方式的相机模块1的焦点偏移量能够使用从具有单位光学系统UL的单位块10的拍摄元件14分别取得的图像来计算。在本实施方式中，具有3×3的9个单位块10，因此在将单位块10之间的间距设为6mm时，若通过S/N比来考虑，则有效的基线长为9的平方根倍，即20mm左右。

本实施方式的相机模块1的对焦成为整体伸出方式，通过使光学系统块部100(第1光学构件110、第2光学构件120及隔壁构件130)一体地向物体侧移动来进行。即，在进行对焦时，使光学系统块部100相对于拍摄部140的距离变化。例如，如图7所示，作为对焦机构150，通过在隔壁构件130的外周面安装销151，利用在由马达等驱动部154驱动的滚珠丝杠153安装的楔构件152将销151推起来，使相机模块1的光学系统块部100即单位光学系统UL整体向物体侧(图7的箭头方向)移动，从而进行对焦。相机模块1的单位光学系统UL的整体的移动量(伸出量)与到表1所示的最至近距离为止的伸出量相等。因此，在35mm相机中对应于300mm且为50倍的相机模块1中，成为最大0.4mm(表2所示，距离1.0m)的伸出量，在对应于1000mm且为50倍的相机模块1中，成为最大1.3mm(距离3.3m)的伸出量。

(关于变倍)

本实施方式的相机模块1虽由多个单位块10构成，但构成各个单位块10的单位光学系统UL的光轴配置为彼此大致平行。因此，多个单位光学系统UL的视场几乎重叠(图8的(a)所示的视场fvt)。另一方面，本实施方式的相机模块1由多个单位块10构成，因此通过使构成各个单位块10的单位光学系统UL的光轴折弯，使各个单位光学系统UL的视场不重叠，由此能够扩大该相机模块1整体的视场。例如，如图8的(b)所示，构成3×3的单位块10的3×3的单位光学系统UL中的中心的单位块10的单位光学系统UL的光轴不变更，并使周边的8个单位块10的单位光学系统UL的光轴向彼此的视场不重叠的方向折弯，由此能够在整体上实现较大的视场。例如，在具有3×3的单位块10的情况下，如图8的(b)的视场fvw所示那样能够成为视场fvt的3倍。

作为具体的变倍方法，如图9的(a)所示，在光学系统块部100的物体侧配置场透镜状的棱镜块(作为场棱镜的偏转光学系统)160。如图10所示，棱镜块160构成为，相对于中心的单位光学系统ULc构成为平行平板(即，不折弯中心的单位光学系统UL的光轴)，另外，在中心的单位光学系统UL的周围配置的单位光学系统UL的光轴向外侧折弯后入射。具体而言，位于上下方向(垂直相邻)的单位光学系统ULu、ULd的光轴在垂直方向上折弯，位于左右方向(水平相邻)的单位光学系统ULl、ULr的光轴在水平方向上折弯，位于倾斜方向的单位光学系统ULul、Ulur、ULdl、ULdr的光轴在倾斜方向(矩形的视场的对角线方向)上折弯。图10针对每个单位光学系统UL，用箭头表示折弯的方向。

以下的表3示出棱镜块160的基材(介质)的折射率为1.5时，棱镜块160的针对周边的单位光学系统UL的面相对于中心的单位光学系统UL的面的角度θ的关系。此外，该表3示出，本实施方式的相机单元1在换算为35mm相机时的焦距为对应于300mm、500mm、1000m的焦距时，如图8的(b)那样各个单位光学系统UL的视场不重叠且不产生缝隙(即，成为9个视场紧贴的状态)时的水平相邻及垂直相邻之间的角度θ。

(表3)棱镜块的角度

35mm相机换算的焦距

如从表3可知的那样，例如，在本实施方式的相机模块1换算为35mm相机而相当于300mm的情况下，安装棱镜块160，该棱镜块160中相对于中心的单位光学系统UL的棱镜而使水平相邻的棱镜的角度θ为13.3°且使垂直相邻的棱镜的角度θ为9.1°，从而视场成为3倍，因此焦距为1/3，因此能够变倍为相当于100mm。而且，同样，通过安装以上述角度的一半的、水平相邻及垂直相邻的棱镜的角度为6.7°及4.6°构成的棱镜块160，能够变倍为相当于200mm。

例如，如图9的(b)、(c)所示，在由使光透过的介质形成的平行平面玻璃板161上，形成未形成有上述的棱镜块160的区域160a、形成有水平相邻及垂直相邻的角度θ为6.7°及4.6°的棱镜块160的区域160b以及形成有水平相邻及垂直相邻的角度θ为13.3°及9.1°的棱镜块160的区域160c，并使该平行平面玻璃板161相对于光学系统块部100滑动，由此在选择上述的区域160a时，相机模块1的焦距换算为35mm相机而成为300mm，在选择区域160b时，换算为35mm相机而成为200mm，在选择区域160c时，换算为35mm相机而成为100mm，因此能够实现逐步变倍。

此外，作为棱镜块160，若使用液晶元件，则能够使折弯光轴的角度连续地变化，能够实现连续的变倍。具体而言，按每个单位块10(单位光学系统UL)配置液晶元件，使光向图10所示的方向成为偏振光，而且通过改变向液晶元件施加的电压，从而使棱镜数量变化。此外，液晶元件只与一个偏振光方向对应，因此需要重叠改变了取向的相同的液晶元件，或者隔着1/2波长板而层叠相同的液晶元件。

此外，以上说明的条件及结构分别发挥上述的效果，不限定于满足所有条件及结构，即便满足任一个条件或结构、或者任一个条件或结构的组合，也能够得到上述的效果。

接下来，基于图12对具备本实施方式的相机模块1的光学设备亦即相机进行说明。该相机60具有上述的相机模块1、控制部20、存储部30、输入部40及显示部50而构成。此外，控制部20是CPU等运算处理装置。另外，存储部30是RAM、硬盘、SSD等存储装置。另外，若为相机的话，则输入部40为释放按钮，显示部50是液晶显示装置等。

在本相机60中，来自未图示的物体(被摄体)的光通过多个单位块10各自的单位光学系统UL聚光，在拍摄元件14的拍摄面上形成被摄体像。而且，通过设置于拍摄元件14的光电转换元件将被摄体像光电转换而生成被摄体的图像。该图像通过控制部20在设置于相机60的显示部50显示。另外，在通过拍摄者操作输入部40时，在通过控制部20取得由拍摄元件14光电转换后的图像后，进行合成处理，并作为合成图像而存储于存储部30。这样，拍摄者能够进行基于本相机60的被摄体的拍摄。此外，也可以将控制部20的功能中的从多个拍摄元件14取得图像并生成合成图像的功能设置于相机模块1侧，也可以设置于外部的设备并适当地收发。

以下，参照图13对本实施方式的相机单元1的制造方法的概略进行说明。首先，准备形成有校正板11及副反射镜13的第1光学构件110、形成有主反射镜12的第2光学构件120、隔壁构件130及配置有拍摄元件14的拍摄部140(步骤S100)。而且，配置组装有第1光学构件110、第2光学构件120及隔壁构件130的光学系统块部100(步骤S200)，以使光学系统块部100的多个单位光学系统UL和拍摄元件14位置整合的方式配置拍摄部140(步骤S300)。这样制造相机模块1。

根据以上那样的结构，能够提供高分辨率且具有高光学性能的小型化的相机模块1、具有该相机模块1的光学设备(相机60)及相机模块1的制造方法。

实施例

以下，基于附图对本申请的各实施例进行说明。此外，图11是构成各实施例的相机模块1的单位光学系统UL的剖视图。

(第1实施例)

第1实施例是在由紧凑型施密特-卡塞格林方式构成单位光学系统UL的情况下，换算为35mm相机时，焦距成为500mm的相机模块1的结构。此外，拍摄元件14是2兆像素且1/6英寸的拍摄元件，其大小为2.4mm×1.8mm。

以下的表4示出第1实施例的单位光学系统UL的参数。此处，f₁表示主反射镜12的焦距，r₁表示主反射镜12的曲率半径，f₂表示副反射镜13的焦距，r₂表示副反射镜13的曲率半径，f表示整个系统的焦距，R表示从副反射镜13至主反射镜12为止的光轴上的距离，D表示从校正板11的最靠物体侧的面至主反射镜12为止的光轴上的距离，TL表示全长且从校正板11的最靠物体侧的面至像面I为止的光轴上的距离，FNo表示F值，M表示2次变倍比。

此处，以下的所有参数值中列出的焦距、曲率半径、其他长度的单位通常使用“mm”，但光学系统按比例放大或者按比例缩小也能够得到相同的光学性能，因此不局限于此。另外，上述的标号的说明及参数表的说明在以下的实施例中也相同。

(表4)第1实施例-单位光学系统UL

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

另外，以下的表5表示以3×3的9个上述的单位光学系统UL构成的相机模块1的参数。此外，合成F值是将分别基于9个单位光学系统UL的图像合成而得到的图像的F值。由于由3×3的单位光学系统UL构成，所以整体的F值(合成F值)成为各个单位光学系统UL的F值的1/3。另外，大小表示从物体侧观察相机模块1时的横向×纵向×深度方向(光轴方向)的长度。另外，变倍(变焦)表示远焦端状态和广角单状态的换算为35mm相机时的焦距。

(表5)第1实施例-相机模块1

这样，通过使相机模块1的单位光学系统UL成为紧凑型施密特-卡塞格林方式，能够成为以35mm相机换算焦距为500mm的远焦光学系统并且全长比焦距短得多。另外，由于为紧凑型施密特-卡塞格林方式，所以能够成为消球差光学系统(没有球面像差、彗差及像散的光学系统)。而且，能够实现厚度(光轴方向的长度)比10mm小的相机模块1。

(第2实施例)

第2实施例是通过紧凑型施密特-卡塞格林方式构成单位光学系统UL的情况，且在换算为35mm相机时，焦距成为300mm的相机模块1的结构。此外，与第1实施例相同，拍摄元件14为2兆像素且1/6英寸的拍摄元件，其大小为2.4mm×1.8mm。

以下的表6示出第2实施例的单位光学系统UL的参数。

(表6)第2实施例-单位光学系统UL

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

另外，以下的表7表示以3×3的9个上述的单位光学系统UL构成的相机模块1的参数。

(表7)第2实施例-相机模块1

这样，通过使相机模块1的单位光学系统UL成为紧凑型施密特-卡塞格林方式，能够成为以35mm相机换算焦距为300mm的远焦光学系统并且全长比焦距短得多。另外，由于为紧凑型施密特-卡塞格林方式，所以能够成为消球差光学系统(没有球面像差、彗差及像散的光学系统)。而且，能够实现厚度(光轴方向的长度)小于10mm的相机模块1。

(第3实施例)

第3实施例是在通过紧凑型施密特-卡塞格林方式构成单位光学系统UL的情况，且在换算为35mm相机时，焦距成为1000mm的相机模块1的结构。此外，与第1实施例相同，拍摄元件14为2兆像素且1/6英寸的拍摄元件，其大小为2.4mm×1.8mm。

以下的表8示出第3实施例的单位光学系统UL的参数。

(表8)第3实施例-单位光学系统UL

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

另外，以下的表9表示以3×3的9个上述的单位光学系统UL构成的相机模块1的参数。

(表9)第3实施例-相机模块1

这样，通过使相机模块1的单位光学系统UL成为紧凑型施密特-卡塞格林方式，能够成为以35mm相机换算焦距为1000mm的远焦光学系统并且全长比焦距短得多。另外，由于为紧凑型施密特-卡塞格林方式，所以能够成为消球差光学系统(没有球面像差、彗差及像散的光学系统)。而且，能够实现厚度(光轴方向的长度)小于20mm的相机模块1。

(参考例)

作为参考例，以下的表10示出在通过施密特-卡塞格林方式构成单位光学系统UL的情况下、且在换算为35mm相机时，焦距成为300mm的单位光学系统UL的参数。此外，在该参考例中，也与第1实施例相同，拍摄元件14为2兆像素且1/6英寸的拍摄元件，其大小为2.4mm×1.8mm。

(表10)参考例

f₁＝14.3

r₁＝28.6

f₂＝14.3

r₂＝28.6

f＝24.0

R＝10.0

D＝14.3

TL＝15.9

在通过施密特-卡塞格林方式构成单位光学系统UL时，换算为35mm相机时，能够成为焦距为300mm的远焦光学系统并且全长比焦距短，并且能够构成没有像面弯曲即珀兹伐和为零的光学系统。然而，与紧凑型施密特-卡塞格林方式相比，导致全长变长。

如以上那样，根据本实施方式的相机模块1，通过使紧凑型施密特-卡塞格林方式的单位光学系统UL以多个阵列状地配置，从而能够提供分辨率高且薄(光轴方向的大小小)的远焦相机的模块。

通过如上述那样在两个平面光学构件(平行平面玻璃板111、121)各自上，能够利用压印、掩模涂敷形成校正板11、主反射镜12及副反射镜13，并且将第1光学构件110和第2光学构件120与隔壁构件130组合，从而完成本实施方式的相机模块1。因此，本实施方式的相机模块能够通过比在分别构成单位光学系统UL后配置多个而构成一个光学系统块部100更简单的工序来制造。

此处，第1光学构件110所含的校正板11的个数与副反射镜13的个数相等。另外，第1光学构件110所含的副反射镜13的个数与第2光学构件120所含的主反射镜12的个数相等。另外，光学系统块部100所含的单位光学系统UL的个数与能够由隔壁构件130隔离的单位光学系统UL的个数相等。

此外，在本实施方式中虽设置校正板11，但不局限于此，也可以不设置校正板11而使平行平面玻璃板111的上表面保持原样。另外，在本实施方式中，校正板11和副反射镜13不是一体的而是独立的，校正板11的位置也不局限于此。另外，校正板11的形状没有特别限定，能够适当地变更。

另外，在本实施方式中在平行平面玻璃板111、121分别设置副反射镜13和主反射镜12，但玻璃板的形状、材质没有限制，也可以不是平行或者平面，也可以是树脂材料的板构件。

另外，主反射镜12、副反射镜13等的形成方法也能够适当地变更，虽形成第1光学构件110和第2光学构件120后进行组合，但也可以在成为基准的板构件的面上依次形成第1光学构件110、第2光学构件120及隔壁构件130。

优选由隔壁构件130分隔的区域的俯视形状(从沿着向拍摄元件14入射的光轴的方向观察单位光学系统UL时的形状)与拍摄元件14的俯视形状相同。例如，在拍摄元件14的俯视形状为长方形的情况下，优选由隔壁构件130分隔的区域的俯视形状也是长方形。另外，主反射镜12的俯视形状、副反射镜13的俯视形状也能够适当地变更，优选与拍摄元件14的俯视形状相同。开口部12a、校正板11、折射光学系统15的俯视形状也能够适当地变更，优选与拍摄元件14的俯视形状相同。

在本实施方式中作为非透射构件而设置了隔壁构件130，但若能够抑制单位光学系统UL的光线入射到相邻的单位光学系统UL则能够适当地变更。例如，也可以是磨砂玻璃等漫射构件。另外，非透射构件不需要完全抑制光线的入射，能够以不影响拍摄元件14的程度(例如，相对于入射光的20％)抑制光线的入射即可。

此外，在本实施方式中，使9个单位光学系统全部相同而进行了说明，但也可以组合多个焦距、拍摄距离、F值等光学特性不同的单位光学系统而作为一个光学设备。在该情况下，若至少具备一个本实施方式那样的紧凑型施密特-卡塞格林方式的单位光学系统，则能够进行远焦距离的拍摄，从而优选。

另外，在组合多个光学特性不同的单位光学系统的情况下，也可以改变9个主反射镜(或者副反射镜)中的一部分的形状，也可以改变9个校正板中的一部分的焦距，也可以在9个单位光学系统分别配置焦距不同的折射光学系统。

另外，也可以是，将9个单位光学系统中的至少一个作为照明光学系统。在该情况下，也可以只是将本实施方式的单位光学系统UL的拍摄元件14置换为LED等照明部，也可以在供来自照明部的光入射的区域中省略反射镜、校正板。

另外，在对焦等时9个单位光学系统UL成为一体而移动，但也可以使至少一部分单位光学系统UL与拍摄元件14之间的距离改变而移动。

标号说明

1相机模块 10单位块 11校正板(透射构件)

12主反射镜(第1反射构件) 13副反射镜(第2反射构件)

14拍摄元件 60相机(光学设备)

100光学系统块部 110第1光学构件 120第2光学构件

130隔壁构件 140拍摄部

160棱镜块(偏转光学系统) UL单位光学系统

Claims

1.一种相机模块，其中，具有：

单位光学系统，沿着光轴从物体侧依次具有第1反射构件及第2反射构件，并形成物体的像；

拍摄元件，对由所述单位光学系统形成的所述像进行拍摄；及

单位块，具有所述单位光学系统和所述拍摄元件，

所述相机模块具有多个所述单位块。

2.根据权利要求1所述的相机模块，其中，

所述单位光学系统具有使来自所述物体的光透过的透射构件。

3.根据权利要求2所述的相机模块，其中，

所述透射构件具有非球面。

4.根据权利要求3所述的相机模块，其中，

所述非球面随着从光轴朝向周边至少具有一个拐点。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的相机模块，其中，

满足下式的条件：

-0.1＜f/fa＜0.1

其中，

f：所述单位光学系统的整个系统的焦距

fa：所述透射构件的焦距。

6.根据权利要求2～5中任一项所述的相机模块，其中，

所述透射构件与所述第2反射构件成为一体。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的相机模块，其中，

在所述单位块彼此的边界具有非透射构件或者漫射构件。

8.根据权利要求7所述的相机模块，其中，

所述非透射构件或者所述漫射构件位于所述第1反射构件与所述第2反射构件之间。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的相机模块，其中，

多个所述第1反射构件形成为一体。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的相机模块，其中，

多个所述第2反射构件形成为一体。

11.根据权利要求2～10中任一项所述的相机模块，其中，

多个所述透射构件形成为一体。

12.根据权利要求7～11中任一项所述的相机模块，其中，

多个所述非透射构件或者所述漫射构件形成为一体。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的相机模块，其中，

所述单位光学系统满足下式的条件：

3.0＜M＜8.0

其中，

M＝f/f₁

f：所述单位光学系统的整个系统的焦距

f₁：所述第1反射构件的焦距。

14.根据权利要求1～13中任一项所述的相机模块，其中，

所述单位光学系统满足下式的条件：

f＜500mm

其中，

f：所述单位光学系统的整个系统的焦距。

15.根据权利要求1～14中任一项所述的相机模块，其中，

在进行对焦时，使所述拍摄部与所述单位光学系统的至少一部分之间的距离变化。

16.根据权利要求1～15中任一项所述的相机模块，其中，

所述相机模块具有偏转光学系统，该偏转光学系统使所述多个单位光学系统中的至少一个的光轴折弯。

17.根据权利要求1～16中任一项所述的相机模块，其中，

所述单位块为9个。

18.根据权利要求1～17中任一项所述的相机模块，其中，

所述相机模块具有控制部，所述控制部生成对从所述多个拍摄元件取得的图像进行合成而得到的图像。

19.一种光学设备，其中，

具有权利要求1～18中任一项所述的相机模块。

20.一种相机模块的制造方法，所述相机模块具有：

单位块，具有所述单位光学系统和所述拍摄元件，其中，

所述相机模块的制造方法包括配置多个所述单位块的步骤。