JP2008185818A5 - - Google Patents
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Description
本発明はレンズの配置構造およびカメラモジュール並びに電子機器に関する。
複数のレンズによって構成された撮影光学系によって導かれた被写体像を撮像素子で撮像する撮像装置などの電子機器が提供されている。
ところで、撮影光学系の光学性能を確保するため、複数のレンズはそれらの光軸が互いに一致するように位置決めする必要がある。
従来は、レンズを組み込む筒状部材(鏡筒)の内周面に、各レンズの外周面を当て付けて係合させることで各レンズの光軸方向と直交する方向の位置決めがなされている(特許文献1参照)。
特開2006−301672号公報
ところで、撮影光学系の光学性能を確保するため、複数のレンズはそれらの光軸が互いに一致するように位置決めする必要がある。
従来は、レンズを組み込む筒状部材(鏡筒)の内周面に、各レンズの外周面を当て付けて係合させることで各レンズの光軸方向と直交する方向の位置決めがなされている(特許文献1参照)。
すなわち、従来では、例えば3枚のレンズを組み込む場合、3枚のレンズの光軸を合致させるため、筒状部材(鏡筒)の内周部の3箇所に当て付け面を形成する必要があった。
近年、カメラモジュールは携帯電話機のような小さい筐体に組み込まれてきており、レンズや筒状部材(鏡筒)も小さなものとなっている。
このような場合に従来と同様に、小さな筒状部材(鏡筒)の内周部の複数個所に、レンズの光軸を合致させるための当て付け面をそれぞれ形成していたのでは、加工コストが増大する。しかも、レンズの光軸を高精度に合致させるためには当て付け面の加工精度も高いものが要求され加工コストがより増大する不利がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、従来設けられていた筒状部材(鏡筒)の内周部のレンズの光軸を合致させるための複数の当て付け面を省略でき、コストダウンを図る上で有利なレンズの配置構造およびカメラモジュール並びに電子機器を提供することにある。
近年、カメラモジュールは携帯電話機のような小さい筐体に組み込まれてきており、レンズや筒状部材(鏡筒)も小さなものとなっている。
このような場合に従来と同様に、小さな筒状部材(鏡筒)の内周部の複数個所に、レンズの光軸を合致させるための当て付け面をそれぞれ形成していたのでは、加工コストが増大する。しかも、レンズの光軸を高精度に合致させるためには当て付け面の加工精度も高いものが要求され加工コストがより増大する不利がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、従来設けられていた筒状部材(鏡筒)の内周部のレンズの光軸を合致させるための複数の当て付け面を省略でき、コストダウンを図る上で有利なレンズの配置構造およびカメラモジュール並びに電子機器を提供することにある。
上述の目的を達成するため、本発明のレンズの配置構造は、隣り合う2枚のレンズと、前記2枚のレンズのうちの一方のレンズが他方のレンズに向かい合う面に形成された第1係合面と、前記2枚のレンズのうちの他方のレンズが一方のレンズに向かい合う面に形成され前記第1係合面に係合可能な第2係合面とを備え、前記第1係合面は、前記一方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記一方のレンズの光軸を中心とし前記一方のレンズから離れるにつれて次第に半径が小さくなる環状のテーパ面で形成され、前記第2係合面は、前記他方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記他方のレンズの光軸を中心とし前記他方のレンズから離れるにつれて次第に半径が大きくなる環状のテーパ面で形成され、前記2枚のレンズは、前記第1係合面と前記第2係合面とを係合させて配置されていることを特徴とする。
また本発明のカメラモジュールは、撮像素子と、被写体像を前記撮像素子に導く撮影光学系とを備え、前記撮影光学系は2枚以上のレンズを含んで構成され、前記2枚のレンズのうちの一方のレンズが他方のレンズに向かい合う面に第1係合面が形成され、前記2枚のレンズのうちの他方のレンズが一方のレンズに向かい合う面に前記第1係合面に係合可能な第2係合面が形成され、前記第1係合面は、前記一方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記一方のレンズの光軸を中心とし前記一方のレンズから離れるにつれて次第に半径が小さくなる環状のテーパ面で形成され、前記第2係合面は、前記他方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記他方のレンズの光軸を中心とし前記他方のレンズから離れるにつれて次第に半径が大きくなる環状のテーパ面で形成され、前記2枚のレンズは、前記第1係合面と前記第2係合面とを係合させて配置されていることを特徴とする。
また本発明の電子機器は、カメラモジュールが組み込まれたものであって、前記カメラモジュールは、撮像素子と、被写体像を前記撮像素子に導く撮影光学系とを備え、前記撮影光学系は2枚以上のレンズを含んで構成され、前記2枚のレンズのうちの一方のレンズが他方のレンズに向かい合う面に第1係合面が形成され、前記2枚のレンズのうちの他方のレンズが一方のレンズに向かい合う面に前記第1係合面に係合可能な第2係合面が形成され、前記第1係合面は、前記一方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記一方のレンズの光軸を中心とし前記一方のレンズから離れるにつれて次第に半径が小さくなる環状のテーパ面で形成され、前記第2係合面は、前記他方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記他方のレンズの光軸を中心とし前記他方のレンズから離れるにつれて次第に半径が大きくなる環状のテーパ面で形成され、前記2枚のレンズは、前記第1係合面と前記第2係合面とを係合させて配置されていることを特徴とする。
また本発明のカメラモジュールは、撮像素子と、被写体像を前記撮像素子に導く撮影光学系とを備え、前記撮影光学系は2枚以上のレンズを含んで構成され、前記2枚のレンズのうちの一方のレンズが他方のレンズに向かい合う面に第1係合面が形成され、前記2枚のレンズのうちの他方のレンズが一方のレンズに向かい合う面に前記第1係合面に係合可能な第2係合面が形成され、前記第1係合面は、前記一方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記一方のレンズの光軸を中心とし前記一方のレンズから離れるにつれて次第に半径が小さくなる環状のテーパ面で形成され、前記第2係合面は、前記他方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記他方のレンズの光軸を中心とし前記他方のレンズから離れるにつれて次第に半径が大きくなる環状のテーパ面で形成され、前記2枚のレンズは、前記第1係合面と前記第2係合面とを係合させて配置されていることを特徴とする。
また本発明の電子機器は、カメラモジュールが組み込まれたものであって、前記カメラモジュールは、撮像素子と、被写体像を前記撮像素子に導く撮影光学系とを備え、前記撮影光学系は2枚以上のレンズを含んで構成され、前記2枚のレンズのうちの一方のレンズが他方のレンズに向かい合う面に第1係合面が形成され、前記2枚のレンズのうちの他方のレンズが一方のレンズに向かい合う面に前記第1係合面に係合可能な第2係合面が形成され、前記第1係合面は、前記一方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記一方のレンズの光軸を中心とし前記一方のレンズから離れるにつれて次第に半径が小さくなる環状のテーパ面で形成され、前記第2係合面は、前記他方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記他方のレンズの光軸を中心とし前記他方のレンズから離れるにつれて次第に半径が大きくなる環状のテーパ面で形成され、前記2枚のレンズは、前記第1係合面と前記第2係合面とを係合させて配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、隣り合う2枚のレンズの係合面を係合させることにより、2枚のレンズの光軸を合致させると同時に、2枚のレンズの光軸方向の位置決めも行うことができる。
したがって、レンズの位置決め精度を確保できることは無論のこと、従来のような筒状部材が不要となるため、加工コストや部品コストの削減を図る上で有利となり、また、小型化を図る上でも有利となる。
したがって、レンズの位置決め精度を確保できることは無論のこと、従来のような筒状部材が不要となるため、加工コストや部品コストの削減を図る上で有利となり、また、小型化を図る上でも有利となる。
まず、本発明のレンズの配置構造が適用されたカメラモジュール10が組み込まれる電子機器100について説明する。
図1は第1の実施の形態のカメラモジュール10が組み込まれた電子機器100の一例の説明図で、(A)は第2の筐体106上に第1の筐体104が重ね合わされ閉じた状態の外観図、(B)は第2の筐体106に対して第1の筐体104が開いた状態の外観図である。
図1に示すように、本実施の形態では、カメラモジュール10が組み込まれた電子機器100は携帯電話機である。
電子機器100は、ヒンジ部102によって揺動可能に連結された第1、第2の筐体104、106を有している。
第1の筐体104の内面には液晶表示パネルなどで構成されるディスプレイ108が設けられ、第2の筐体106の内面にはテンキーや機能キーなどの操作部110が設けられている。
カメラモジュール10は、第1の筐体104の基端部に組み込まれ、電子機器100で撮像した画像はディスプレイ108に表示されるように構成されている。
図1(A)において、符号112は、第1の筐体104に組み込まれたカメラモジュール10のレンズ12(図2参照)の前方に設けられた透明材料からなるレンズカバーを示す。
図1は第1の実施の形態のカメラモジュール10が組み込まれた電子機器100の一例の説明図で、(A)は第2の筐体106上に第1の筐体104が重ね合わされ閉じた状態の外観図、(B)は第2の筐体106に対して第1の筐体104が開いた状態の外観図である。
図1に示すように、本実施の形態では、カメラモジュール10が組み込まれた電子機器100は携帯電話機である。
電子機器100は、ヒンジ部102によって揺動可能に連結された第1、第2の筐体104、106を有している。
第1の筐体104の内面には液晶表示パネルなどで構成されるディスプレイ108が設けられ、第2の筐体106の内面にはテンキーや機能キーなどの操作部110が設けられている。
カメラモジュール10は、第1の筐体104の基端部に組み込まれ、電子機器100で撮像した画像はディスプレイ108に表示されるように構成されている。
図1(A)において、符号112は、第1の筐体104に組み込まれたカメラモジュール10のレンズ12(図2参照)の前方に設けられた透明材料からなるレンズカバーを示す。
図2は電子機器100の制御系の構成を示すブロック図である。
電子機器100は、カメラモジュール10、ディスプレイ108、操作部110に加えて、システムコントロール部140、メモリ媒体コントローラ150などを含んで構成されている。
カメラモジュール10は、撮像部130を含んで構成され、撮像部130は基板18(図3参照)に実装されている。
撮像部130は、カメラモジュール10の撮像素子14を用いて被写体の撮像を行い、撮像信号をメイン基板に搭載されたシステムコントロール部140に出力するものである。
すなわち、撮像部130では、撮像素子の出力信号に対し、AGC(自動利得制御)、OB(オプティカルブラック)クランプ、CDS(相関二重サンプリング)といった処理を行ってデジタル撮像信号を生成し、システムコントロール部140に出力する。
電子機器100は、カメラモジュール10、ディスプレイ108、操作部110に加えて、システムコントロール部140、メモリ媒体コントローラ150などを含んで構成されている。
カメラモジュール10は、撮像部130を含んで構成され、撮像部130は基板18(図3参照)に実装されている。
撮像部130は、カメラモジュール10の撮像素子14を用いて被写体の撮像を行い、撮像信号をメイン基板に搭載されたシステムコントロール部140に出力するものである。
すなわち、撮像部130では、撮像素子の出力信号に対し、AGC(自動利得制御)、OB(オプティカルブラック)クランプ、CDS(相関二重サンプリング)といった処理を行ってデジタル撮像信号を生成し、システムコントロール部140に出力する。
システムコントロール部140は、CPU141、ROM142、RAM143、DSP144、外部インターフェース145等が設けられている。
CPU141は、ROM142及びRAM143を用いて電子機器100の各部に指示を送り、システム全体の制御を行うものである。
また、CPU141は、操作部110からの入力信号を監視し、その入力内容に基づいて各種の動作制御を実行するものである。
DSP144は、撮像部130からの撮像信号に対して各種の信号処理を行うことにより、所定のフォーマットによる静止画または動画の映像信号(例えばYUV信号等)を生成するものである。
外部インターフェース145には、各種エンコーダやD/A変換器が設けられ、システムコントロール部140に接続される外部要素(本例では、ディスプレイ108、操作部110、メモリ媒体151)との間で、各種制御信号やデータをやり取りするものである。
CPU141は、ROM142及びRAM143を用いて電子機器100の各部に指示を送り、システム全体の制御を行うものである。
また、CPU141は、操作部110からの入力信号を監視し、その入力内容に基づいて各種の動作制御を実行するものである。
DSP144は、撮像部130からの撮像信号に対して各種の信号処理を行うことにより、所定のフォーマットによる静止画または動画の映像信号(例えばYUV信号等)を生成するものである。
外部インターフェース145には、各種エンコーダやD/A変換器が設けられ、システムコントロール部140に接続される外部要素(本例では、ディスプレイ108、操作部110、メモリ媒体151)との間で、各種制御信号やデータをやり取りするものである。
メモリ媒体コントローラ150は、システムコントローラ140から出力される静止画または動画の映像信号を画像データとしてメモリ媒体151に記録し、また、メモリ媒体151から画像データを読み出してシステムコントローラ140に供給するものである。
メモリ媒体151は、例えば、電子機器100に取り出し不能に組み込まれた内蔵メモリ、あるいは、電子機器100に設けられた不図示のメモリスロットを介して装脱可能に装着されるメモリカードである。
メモリ媒体151は、例えば、電子機器100に取り出し不能に組み込まれた内蔵メモリ、あるいは、電子機器100に設けられた不図示のメモリスロットを介して装脱可能に装着されるメモリカードである。
次にカメラモジュール10の構成について詳細に説明する。
図3はカメラモジュール10の構成を示す断面図である。
カメラモジュール10は、レンズ12と、撮像素子14と、ホルダ16と、基板18とを含んで構成されている。
図3はカメラモジュール10の構成を示す断面図である。
カメラモジュール10は、レンズ12と、撮像素子14と、ホルダ16と、基板18とを含んで構成されている。
図3に示すように、撮像素子14は基板18に搭載されている。
撮像素子14は撮影光学系を構成するレンズ12によって導かれた被写体像を撮像して撮像信号を生成するものである。
撮像素子14として、CCDやC−MOSセンサあるいは従来公知のさまざまな撮像素子を用いることができる。
撮像素子14は、多くの場合、被写体像が導かれる撮像面1402が形成された素子本体1404と、素子本体1404を収容する収容凹部1406を有するパッケージ1408と、撮像面1402を覆うように収容凹部1406を閉塞する透明なカバーガラス1410などを有している。
そして、パッケージ1408の底面が基板18の表面に接着剤2により取り付けられ、パッケージ1408の底面またはパッケージ1408の側面下部に露出する接続端子と基板18の表面の接続端子とが半田付けにより接続されている。
撮像素子14は撮影光学系を構成するレンズ12によって導かれた被写体像を撮像して撮像信号を生成するものである。
撮像素子14として、CCDやC−MOSセンサあるいは従来公知のさまざまな撮像素子を用いることができる。
撮像素子14は、多くの場合、被写体像が導かれる撮像面1402が形成された素子本体1404と、素子本体1404を収容する収容凹部1406を有するパッケージ1408と、撮像面1402を覆うように収容凹部1406を閉塞する透明なカバーガラス1410などを有している。
そして、パッケージ1408の底面が基板18の表面に接着剤2により取り付けられ、パッケージ1408の底面またはパッケージ1408の側面下部に露出する接続端子と基板18の表面の接続端子とが半田付けにより接続されている。
図3に示すように、ホルダ16は、撮像素子14が収容されたパッケージ1408を覆うように設けられている。
ホルダ16は基板18に接着剤2により取着されている。
ホルダ16は、基板18に取着されパッケージ1408を囲む下部大径部16Aと、下部大径部16Aに続く上部小径部16Bとを有し、上部小径部16Bの先部には開口16Cが形成されている。
ホルダ16は基板18に接着剤2により取着されている。
ホルダ16は、基板18に取着されパッケージ1408を囲む下部大径部16Aと、下部大径部16Aに続く上部小径部16Bとを有し、上部小径部16Bの先部には開口16Cが形成されている。
レンズ12は上部小径部16Bに取着されている。
図4はレンズ12の構成を示す断面図である。
図4に示すように、レンズ12は本実施の形態では、第1レンズ20、第2レンズ22、第3レンズ24の3枚が用いられている。
それら第1レンズ20、第2レンズ22、第3レンズ24は光軸を合致させてそれらの順に前方から後方に向けて(被写体側から撮像素子14側に向けて)配置されている。
図4はレンズ12の構成を示す断面図である。
図4に示すように、レンズ12は本実施の形態では、第1レンズ20、第2レンズ22、第3レンズ24の3枚が用いられている。
それら第1レンズ20、第2レンズ22、第3レンズ24は光軸を合致させてそれらの順に前方から後方に向けて(被写体側から撮像素子14側に向けて)配置されている。
詳細に説明すると、第1レンズ20は中央に位置するレンズ部20Aと、レンズ部20Aの半径方向外側に位置する取り付け部20Bとを有している。
レンズ部20Aは、開口16C(図3参照)に臨む凸状のレンズ面2020と、撮像素子14(図3参照)に臨む平坦なレンズ面2022を有している。
第1レンズ20が第2レンズ22に向かい合う面に第1係合面2002が形成されている。
詳細には、第1レンズ20の取り付け部20Bが第2レンズ22に向かい合う面で外周面2001寄りの箇所に、環状の第1突条2004が膨出形成されている。
第1係合面2002は第1突条2004の外周部に形成されている。
第1係合面2002は、第1レンズ20の光軸を中心とし第1レンズ20から離れるにつれて次第に半径が小さくなる環状のテーパ面で形成されている。
第1係合面2002の最も半径が大きい箇所である第1係合面2002の基端と第1レンズ20の外周面2001との間に、第2レンズ22に臨む第1端面部2006が位置している。
第1端面部2006は、第1レンズ20の光軸と直交する面内を延在している。
レンズ部20Aは、開口16C(図3参照)に臨む凸状のレンズ面2020と、撮像素子14(図3参照)に臨む平坦なレンズ面2022を有している。
第1レンズ20が第2レンズ22に向かい合う面に第1係合面2002が形成されている。
詳細には、第1レンズ20の取り付け部20Bが第2レンズ22に向かい合う面で外周面2001寄りの箇所に、環状の第1突条2004が膨出形成されている。
第1係合面2002は第1突条2004の外周部に形成されている。
第1係合面2002は、第1レンズ20の光軸を中心とし第1レンズ20から離れるにつれて次第に半径が小さくなる環状のテーパ面で形成されている。
第1係合面2002の最も半径が大きい箇所である第1係合面2002の基端と第1レンズ20の外周面2001との間に、第2レンズ22に臨む第1端面部2006が位置している。
第1端面部2006は、第1レンズ20の光軸と直交する面内を延在している。
第2レンズ22は中央に位置するレンズ部22Aと、レンズ部22Aの半径方向外側に位置する取り付け部22Bとを有している。
レンズ部22Aは、第1レンズ20に臨む平坦なレンズ面2220と、撮像素子14に臨む窪んだレンズ面2222を有している。
第2レンズ22が第1レンズ20に向かい合う面に、第1係合面2002に係合可能な第2係合面2202が形成されている。
詳細には、第2レンズ22の取り付け部22Bが第1レンズ20に向かい合う面で外周面2201寄りの箇所に、環状の第2突条2204が膨出形成されている。
第2係合面2202は第2突条2204の内周部に形成されている。
第2係合面2202は、第2レンズ22の光軸を中心とし第2レンズ22から離れるにつれて次第に半径が大きくなる環状のテーパ面で形成されている。
第2係合面2202の最も半径が大きい箇所である第2係合面2202の先端と第2レンズ22の外周面2201との間に、第1レンズ20に臨む第2端面部2206が位置している。
第2端面部2206は、第2レンズ22の光軸と直交する面内を延在している。
レンズ部22Aは、第1レンズ20に臨む平坦なレンズ面2220と、撮像素子14に臨む窪んだレンズ面2222を有している。
第2レンズ22が第1レンズ20に向かい合う面に、第1係合面2002に係合可能な第2係合面2202が形成されている。
詳細には、第2レンズ22の取り付け部22Bが第1レンズ20に向かい合う面で外周面2201寄りの箇所に、環状の第2突条2204が膨出形成されている。
第2係合面2202は第2突条2204の内周部に形成されている。
第2係合面2202は、第2レンズ22の光軸を中心とし第2レンズ22から離れるにつれて次第に半径が大きくなる環状のテーパ面で形成されている。
第2係合面2202の最も半径が大きい箇所である第2係合面2202の先端と第2レンズ22の外周面2201との間に、第1レンズ20に臨む第2端面部2206が位置している。
第2端面部2206は、第2レンズ22の光軸と直交する面内を延在している。
第2レンズ22が第3レンズ24に向かい合う面に第3係合面2210が形成されている。
詳細には、第2レンズ22の取り付け部が第3レンズ24に向かい合う面で外周面2201寄りの箇所に、環状の第3突条2212が膨出形成されている。
第3係合面2210は第3突条2212の外周部に形成されている。
第3係合面2210は、第2レンズ22の光軸を中心とし第2レンズ22から離れるにつれて次第に半径が小さくなる環状のテーパ面で形成されている。
第3係合面2210の最も半径が大きい箇所である第3係合面2210の基端と第2レンズ22の外周面2201との間に、第3レンズ24に臨む第3端面部2214が位置している。
第3端面部2214は、第2レンズ22の光軸と直交する面内を延在している。
詳細には、第2レンズ22の取り付け部が第3レンズ24に向かい合う面で外周面2201寄りの箇所に、環状の第3突条2212が膨出形成されている。
第3係合面2210は第3突条2212の外周部に形成されている。
第3係合面2210は、第2レンズ22の光軸を中心とし第2レンズ22から離れるにつれて次第に半径が小さくなる環状のテーパ面で形成されている。
第3係合面2210の最も半径が大きい箇所である第3係合面2210の基端と第2レンズ22の外周面2201との間に、第3レンズ24に臨む第3端面部2214が位置している。
第3端面部2214は、第2レンズ22の光軸と直交する面内を延在している。
第3レンズ24は中央に位置するレンズ部24Aと、レンズ部24Aの半径方向外側に位置する取り付け部24Bとを有している。
レンズ部24Aは、第2レンズ22に臨む平坦なレンズ面2420と、撮像素子14(図3参照)に臨む凸状のレンズ面2422を有している。
第3レンズ24が第2レンズ22に向かい合う面に、第3係合面2210に係合可能な第4係合面2402が形成されている。
詳細には、第3レンズ24の取り付け部24Bが第2レンズ22に向かい合う面で外周面2401寄りの箇所に、環状の第4突条2404が膨出形成されている。
第4係合面2402は第4突条2404の内周部に形成されている。
第4係合面2402は、第3レンズ24の光軸を中心とし第3レンズ24から離れるにつれて次第に半径が大きくなる環状のテーパ面で形成されている。
第4係合面2402の最も半径が大きい箇所である第4係合面2402の先端と第3レンズ24の外周面2401との間に、第2レンズ22に臨む第4端面部2406が位置している。
第4端面部2406は、第3レンズ24の光軸と直交する面内を延在している。
レンズ部24Aは、第2レンズ22に臨む平坦なレンズ面2420と、撮像素子14(図3参照)に臨む凸状のレンズ面2422を有している。
第3レンズ24が第2レンズ22に向かい合う面に、第3係合面2210に係合可能な第4係合面2402が形成されている。
詳細には、第3レンズ24の取り付け部24Bが第2レンズ22に向かい合う面で外周面2401寄りの箇所に、環状の第4突条2404が膨出形成されている。
第4係合面2402は第4突条2404の内周部に形成されている。
第4係合面2402は、第3レンズ24の光軸を中心とし第3レンズ24から離れるにつれて次第に半径が大きくなる環状のテーパ面で形成されている。
第4係合面2402の最も半径が大きい箇所である第4係合面2402の先端と第3レンズ24の外周面2401との間に、第2レンズ22に臨む第4端面部2406が位置している。
第4端面部2406は、第3レンズ24の光軸と直交する面内を延在している。
第1、第2、第3レンズ20、22、24は、従来のように、それらレンズ20、22、24の外周面が筒状部材(鏡筒)の内周面に係合することで、それらの光軸が合致されるのではなく、図4に示すように、隣り合う第1、第2、第3レンズ20、22、24が互いに係合することにより光軸が合致される。
まず、第1レンズ20と第2レンズ22の配置について説明する。
第1レンズ20の第1係合面2002に第2レンズ22の第2係合面2202が係合することにより、第1レンズ20と第2レンズ22は互いの光軸が合致されると同時に、第1レンズ20のレンズ部20Aと第2レンズ22のレンズ部22Aとの光軸方向における間隔が決定される。
このように係合した状態でレンズ面2022とレンズ面2220の間に隙間が確保され、第1端面部2006と第2端面部2206との間に隙間が確保される。
言い換えると、第1レンズ20と第2レンズ22とは、光軸と直交する方向の位置決めと、光軸方向の位置決めとが同時になされる。
まず、第1レンズ20と第2レンズ22の配置について説明する。
第1レンズ20の第1係合面2002に第2レンズ22の第2係合面2202が係合することにより、第1レンズ20と第2レンズ22は互いの光軸が合致されると同時に、第1レンズ20のレンズ部20Aと第2レンズ22のレンズ部22Aとの光軸方向における間隔が決定される。
このように係合した状態でレンズ面2022とレンズ面2220の間に隙間が確保され、第1端面部2006と第2端面部2206との間に隙間が確保される。
言い換えると、第1レンズ20と第2レンズ22とは、光軸と直交する方向の位置決めと、光軸方向の位置決めとが同時になされる。
次に、第2レンズ22と第3レンズ24の配置について説明する。
第1レンズ20と第2レンズ22との位置決めがなされた状態で、第2レンズ22の第3係合面2210に第3レンズ24の第4係合面2402が係合することにより、第2レンズ22と第3レンズ24は互いの光軸が合致されると同時に、第2レンズ22のレンズ部22Aと第3レンズ24のレンズ部24Aとの光軸方向における間隔が決定される。
このように係合した状態でレンズ面2222とレンズ面2420の間に隙間が確保され、第3端面部2214と第4端面部2406との間に隙間が確保される。
言い換えると、第2レンズ22と第3レンズ24とは、光軸と直交する方向の位置決めと、光軸方向の位置決めとが同時になされる。
この結果、第1、第2、第3レンズ20、22、24は互いの光軸が合致され、また、レンズ部20A、22A、24Aの光軸方向の位置決めがなされる。言い換えると、レンズ20、22、24同士が係合することでそれらの光軸が合致される。
この状態で第1、第2、第3レンズ20、22、24を互いに接着剤により接着することでレンズ12の組み立てが完了する。なお、このような接着剤としては、例えば、紫外線硬化型接着剤を用いることができる。
第1レンズ20と第2レンズ22との位置決めがなされた状態で、第2レンズ22の第3係合面2210に第3レンズ24の第4係合面2402が係合することにより、第2レンズ22と第3レンズ24は互いの光軸が合致されると同時に、第2レンズ22のレンズ部22Aと第3レンズ24のレンズ部24Aとの光軸方向における間隔が決定される。
このように係合した状態でレンズ面2222とレンズ面2420の間に隙間が確保され、第3端面部2214と第4端面部2406との間に隙間が確保される。
言い換えると、第2レンズ22と第3レンズ24とは、光軸と直交する方向の位置決めと、光軸方向の位置決めとが同時になされる。
この結果、第1、第2、第3レンズ20、22、24は互いの光軸が合致され、また、レンズ部20A、22A、24Aの光軸方向の位置決めがなされる。言い換えると、レンズ20、22、24同士が係合することでそれらの光軸が合致される。
この状態で第1、第2、第3レンズ20、22、24を互いに接着剤により接着することでレンズ12の組み立てが完了する。なお、このような接着剤としては、例えば、紫外線硬化型接着剤を用いることができる。
図3に示すように、組み立てられたレンズ12を、ホルダ16の上部小径部16Bに取着する。
詳細には、上部小径部16Bには、開口16Cの周囲に撮像素子14に臨む環状の係合面1620が形成され、また、係合面1620に続く円筒面状の係合面1622が形成されている。
そして、上部小径部16Bの係合面1620に、第1レンズ20の取り付け部20Bの面が係合され、上部小径部16Bの係合面1622に、第1レンズ20の外周面2001が係合されることで、上部小径部16Bに対する第1、第2、第3レンズ20、22、24の位置決めがなされ、この状態で接着剤によって第1レンズ20が上部小径部16Bに取着される。
なお、レンズ12のホルダ16への組み込みは、次のように第1、第2、第3レンズ20、22、24を順番にホルダ16に取着することで行ってもよい。
すなわち、図3、図4に示すように、第1レンズ20を、係合面1620、取り付け部20Bの面、係合面1622、外周面2001を介して上部小径部16Bに係合し接着剤で第1レンズ20を取着する。
次いで、第1レンズ20に対して第2レンズ22を、第1、第2係合面2002、2202を介して係合して接着剤で第1レンズ20に第2レンズ22を取着する。
次いで、第2レンズ22に対して第3レンズ24を、第3、第4係合面2210、2402を介して係合して接着剤で第2レンズ22に第3レンズ24を取着する。
このようにしてレンズ12をホルダ16に組み込んでもよい。
詳細には、上部小径部16Bには、開口16Cの周囲に撮像素子14に臨む環状の係合面1620が形成され、また、係合面1620に続く円筒面状の係合面1622が形成されている。
そして、上部小径部16Bの係合面1620に、第1レンズ20の取り付け部20Bの面が係合され、上部小径部16Bの係合面1622に、第1レンズ20の外周面2001が係合されることで、上部小径部16Bに対する第1、第2、第3レンズ20、22、24の位置決めがなされ、この状態で接着剤によって第1レンズ20が上部小径部16Bに取着される。
なお、レンズ12のホルダ16への組み込みは、次のように第1、第2、第3レンズ20、22、24を順番にホルダ16に取着することで行ってもよい。
すなわち、図3、図4に示すように、第1レンズ20を、係合面1620、取り付け部20Bの面、係合面1622、外周面2001を介して上部小径部16Bに係合し接着剤で第1レンズ20を取着する。
次いで、第1レンズ20に対して第2レンズ22を、第1、第2係合面2002、2202を介して係合して接着剤で第1レンズ20に第2レンズ22を取着する。
次いで、第2レンズ22に対して第3レンズ24を、第3、第4係合面2210、2402を介して係合して接着剤で第2レンズ22に第3レンズ24を取着する。
このようにしてレンズ12をホルダ16に組み込んでもよい。
本実施の形態によれば、隣り合う2枚のレンズの係合面を係合させることにより、2枚のレンズの光軸を簡単かつ容易に合致させることができる。
したがって、従来のように、筒状部材(鏡筒)の内周部の複数の当て付け面に、各レンズの外周面を当て付けて係合させることで各レンズの光軸と直交する方向の位置決めを行う構造に比較して、レンズの位置決め精度を確保できることは無論のこと、筒状部材が不要となるため、加工コストや部品コストの削減を図る上で有利となり、また、小型化を図る上でも有利となる。特に従来の筒状部材にはレンズの位置決めを行うための当て付け面を設ける必要があり、レンズの光軸を高精度に合致させるために当て付け面の加工精度も高いものが要求され加工コストがより増大する不利があったのに対し、本実施の形態では、そのような筒状部材が不要となるため、加工コストや部品コストの削減を図る上でより一層有利となる。
また、本実施の形態によれば、隣り合う2枚のレンズの係合面を係合させることにより、2枚のレンズの光軸を合致させると同時に、2枚のレンズの光軸方向の位置決めも行うことができる。
したがって、レンズの光軸方向の位置決め用の調整機構を設けたり、専用の治具を用いてレンズの光軸方向の位置決めを行う必要が無いため、部品コストや組み立てコストの削減を図る上でより一層有利となる。
したがって、従来のように、筒状部材(鏡筒)の内周部の複数の当て付け面に、各レンズの外周面を当て付けて係合させることで各レンズの光軸と直交する方向の位置決めを行う構造に比較して、レンズの位置決め精度を確保できることは無論のこと、筒状部材が不要となるため、加工コストや部品コストの削減を図る上で有利となり、また、小型化を図る上でも有利となる。特に従来の筒状部材にはレンズの位置決めを行うための当て付け面を設ける必要があり、レンズの光軸を高精度に合致させるために当て付け面の加工精度も高いものが要求され加工コストがより増大する不利があったのに対し、本実施の形態では、そのような筒状部材が不要となるため、加工コストや部品コストの削減を図る上でより一層有利となる。
また、本実施の形態によれば、隣り合う2枚のレンズの係合面を係合させることにより、2枚のレンズの光軸を合致させると同時に、2枚のレンズの光軸方向の位置決めも行うことができる。
したがって、レンズの光軸方向の位置決め用の調整機構を設けたり、専用の治具を用いてレンズの光軸方向の位置決めを行う必要が無いため、部品コストや組み立てコストの削減を図る上でより一層有利となる。
次にレンズの係合面の形状についてさらに説明する。
図5は係合面部分の拡大図、図6はレンズを射出成形で形成する場合のゲートの切断の説明図である。
図6に示すように、合成樹脂によってレンズLを射出成形で形成する場合、ゲートGからキャビティCに溶融状態の合成樹脂を流し込むため、キャビティCに充填された合成樹脂のうち、ゲートG近傍の部分は、ゲートGに対応する突起を取り除くため、図6に示すカットラインCLにより切り落とされ、カット幅は0.2mmは必要である。
第1レンズ20を例にとって説明する。
図5に示すように、本実施の形態では、第1係合面2002の最も半径が大きい箇所である第1係合面2002の基端と外周面2001との間に、第2レンズ22に臨む第1端面部2006が位置しており、第1レンズ20の半径方向に沿った第1端面部2006の幅Xは、0.2mm以上となっている。
そのため、第1係合面2002がカットラインCL(図6参照)によって切り落とされる不具合は生じない。
なお、第1レンズ20の半径方向に沿った第1端面部2006の幅が0.3mm以上であるとより好ましい。
このような事情は、第2レンズ22および第3レンズ24でも同様である。
図5は係合面部分の拡大図、図6はレンズを射出成形で形成する場合のゲートの切断の説明図である。
図6に示すように、合成樹脂によってレンズLを射出成形で形成する場合、ゲートGからキャビティCに溶融状態の合成樹脂を流し込むため、キャビティCに充填された合成樹脂のうち、ゲートG近傍の部分は、ゲートGに対応する突起を取り除くため、図6に示すカットラインCLにより切り落とされ、カット幅は0.2mmは必要である。
第1レンズ20を例にとって説明する。
図5に示すように、本実施の形態では、第1係合面2002の最も半径が大きい箇所である第1係合面2002の基端と外周面2001との間に、第2レンズ22に臨む第1端面部2006が位置しており、第1レンズ20の半径方向に沿った第1端面部2006の幅Xは、0.2mm以上となっている。
そのため、第1係合面2002がカットラインCL(図6参照)によって切り落とされる不具合は生じない。
なお、第1レンズ20の半径方向に沿った第1端面部2006の幅が0.3mm以上であるとより好ましい。
このような事情は、第2レンズ22および第3レンズ24でも同様である。
また、本実施の形態では、第1係合面2002および第2係合面2202がレンズの光軸と直交する平面に対する角度αは、30度以上70度以下となっている。
この角度αは小さいと、それら係合面2002、2202の直径が大きくなり小型化に不利となる。逆に大きすぎると、寸法誤差が大きくなり嵌合精度の悪化につながる。
このような観点から、第1係合面2002および第2係合面2202がレンズの光軸と直交する平面に対する角度αは、30度以上70度以下が好ましく、45度以上60度以下であるとより好ましい。
このような事情は、第2レンズ22および第3レンズ24でも同様である。
この角度αは小さいと、それら係合面2002、2202の直径が大きくなり小型化に不利となる。逆に大きすぎると、寸法誤差が大きくなり嵌合精度の悪化につながる。
このような観点から、第1係合面2002および第2係合面2202がレンズの光軸と直交する平面に対する角度αは、30度以上70度以下が好ましく、45度以上60度以下であるとより好ましい。
このような事情は、第2レンズ22および第3レンズ24でも同様である。
また本実施の形態では、第1係合面2002と第2係合面2202とが係合した状態で、係合した部分の光軸に沿った長さYは、30μm以上100μm以下となっている。
この長さYが小さいと、係合面積を確保できず、嵌合の精度が悪化する。
また、強い力でレンズを挿入した場合、その力に耐え切れずレンズを破損する。
また、長さYが大きすぎると、嵌合の精度を出しにくく、コストアップとなる。
したがって、この長さは30μm以上100μm以下が好ましい。
なお、この長さYは、40μm以上60μm以下であるとより好ましい。
このような事情は、第2レンズ22および第3レンズ24でも同様である。
この長さYが小さいと、係合面積を確保できず、嵌合の精度が悪化する。
また、強い力でレンズを挿入した場合、その力に耐え切れずレンズを破損する。
また、長さYが大きすぎると、嵌合の精度を出しにくく、コストアップとなる。
したがって、この長さは30μm以上100μm以下が好ましい。
なお、この長さYは、40μm以上60μm以下であるとより好ましい。
このような事情は、第2レンズ22および第3レンズ24でも同様である。
なお、実施の形態では、レンズ12がホルダ16に移動不能に取着される場合について説明したが、レンズ12をホルダ16に対して光軸方向に移動可能に配設してもよい。
また、実施の形態では、カメラモジュール10が組み込まれる電子機器100が携帯電話機である場合について説明したが、本発明のカメラモジュール10は、例えば、PDA、ノート型パーソナルコンピュータなどの携帯情報端末、あるいは、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラなどの種々の電子機器に広く適用可能であり、さらに、本発明のレンズの配置構造は、種々の機器の光学系に広く適用可能である。
また、実施の形態では、カメラモジュール10が組み込まれる電子機器100が携帯電話機である場合について説明したが、本発明のカメラモジュール10は、例えば、PDA、ノート型パーソナルコンピュータなどの携帯情報端末、あるいは、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラなどの種々の電子機器に広く適用可能であり、さらに、本発明のレンズの配置構造は、種々の機器の光学系に広く適用可能である。
10……カメラモジュール、12……レンズ、14……撮像素子、20……第1レンズ、2001……外周面、2002……第1係合面、22……第2レンズ、2201……外周面、2202……第2係合面、100……電子機器。
Claims (13)
- 隣り合う2枚のレンズと、
前記2枚のレンズのうちの一方のレンズが他方のレンズに向かい合う面に形成された第1係合面と、
前記2枚のレンズのうちの他方のレンズが一方のレンズに向かい合う面に形成され前記第1係合面に係合可能な第2係合面とを備え、
前記第1係合面は、前記一方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記一方のレンズの光軸を中心とし前記一方のレンズから離れるにつれて次第に半径が小さくなる環状のテーパ面で形成され、
前記第2係合面は、前記他方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記他方のレンズの光軸を中心とし前記他方のレンズから離れるにつれて次第に半径が大きくなる環状のテーパ面で形成され、
前記2枚のレンズは、前記第1係合面と前記第2係合面とを係合させて配置されている、
ことを特徴とするレンズの配置構造。 - 前記2枚のレンズのうちの一方のレンズが他方のレンズに向かい合う面で外周面寄りの箇所に、環状の第1突条が膨出形成され、
前記第1係合面は前記第1突条の外周部に形成され、
前記2枚のレンズのうちの他方のレンズが一方のレンズに向かい合う面で外周部に、環状の第2突条が膨出形成され、
前記第2係合面は前記第2突条の内周部に形成されている、
ことを特徴とする請求項1記載のレンズの配置構造。 - 前記第1係合面の最も半径が大きい箇所である前記第1係合面の基端と前記一方のレンズの外周面との間に、前記他方のレンズに臨む第1端面部が位置し、
前記第2係合面の最も半径が大きい箇所である前記第2係合面の先端と前記他方のレンズの外周面との間に、前記一方のレンズに臨む第2端面部が位置し、
前記第1係合面と前記第2係合面とが係合した状態で、前記第1端面部と前記第2端面部との間に隙間が確保されている、
ことを特徴とする請求項1記載のレンズの配置構造。 - 前記各レンズは、中央に位置するレンズ部と、前記レンズ部の半径方向外側に位置する取り付け部とを有し、
前記第1係合面は、前記一方のレンズの前記取り付け部に設けられ、
前記第2係合面は、前記他方のレンズの前記取り付け部に設けられている、
ことを特徴とする請求項1記載のレンズの配置構造。 - 前記第1係合面の最も半径が大きい箇所である前記第1係合面の基端と前記一方のレンズの外周面との間に、前記他方のレンズに臨む第1端面部が位置し、
前記一方のレンズの半径方向に沿った前記第1端面部の幅は、0.2mm以上である、
ことを特徴とする請求項1記載のレンズの配置構造。 - 前記第1係合面の最も半径が大きい箇所である前記第1係合面の基端と前記一方のレンズの外周面との間に、前記他方のレンズに臨む第1端面部が位置し、
前記一方のレンズの半径方向に沿った前記第1端面部の幅は、0.3mm以上である、
ことを特徴とする請求項1記載のレンズの配置構造。 - 前記第1係合面および前記第2係合面が前記レンズの光軸と直交する平面に対する角度は、30度以上70度以下である、
ことを特徴とする請求項1記載のレンズの配置構造。 - 前記第1係合面および前記第2係合面が前記レンズの光軸と直交する平面に対する角度は、45度以上60度以下である、
ことを特徴とする請求項1記載のレンズの配置構造。 - 前記第1係合面と前記第2係合面とが係合した状態で、前記係合した部分の前記光軸に沿った長さは、30μm以上100μm以下である、
ことを特徴とする請求項1記載のレンズの配置構造。 - 前記第1係合面と前記第2係合面とが係合した状態で、前記係合した部分の前記光軸に沿った長さは、40μm以上60μm以下である、
ことを特徴とする請求項1記載のレンズの配置構造。 - 撮像素子と、
被写体像を前記撮像素子に導く撮影光学系とを備え、
前記撮影光学系は2枚以上のレンズを含んで構成され、
前記2枚のレンズのうちの一方のレンズが他方のレンズに向かい合う面に第1係合面が形成され、
前記2枚のレンズのうちの他方のレンズが一方のレンズに向かい合う面に前記第1係合面に係合可能な第2係合面が形成され、
前記第1係合面は、前記一方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記一方のレンズの光軸を中心とし前記一方のレンズから離れるにつれて次第に半径が小さくなる環状のテーパ面で形成され、
前記第2係合面は、前記他方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記他方のレンズの光軸を中心とし前記他方のレンズから離れるにつれて次第に半径が大きくなる環状のテーパ面で形成され、
前記2枚のレンズは、前記第1係合面と前記第2係合面とを係合させて配置されている、
ことを特徴とするカメラモジュール。 - カメラモジュールが組み込まれた電子機器であって、
前記カメラモジュールは、
撮像素子と、
被写体像を前記撮像素子に導く撮影光学系とを備え、
前記撮影光学系は2枚以上のレンズを含んで構成され、
前記2枚のレンズのうちの一方のレンズが他方のレンズに向かい合う面に第1係合面が形成され、
前記2枚のレンズのうちの他方のレンズが一方のレンズに向かい合う面に前記第1係合面に係合可能な第2係合面が形成され、
前記第1係合面は、前記一方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記一方のレンズの光軸を中心とし前記一方のレンズから離れるにつれて次第に半径が小さくなる環状のテーパ面で形成され、
前記第2係合面は、前記他方のレンズの外周面から半径方向の内側に位置した箇所で、前記他方のレンズの光軸を中心とし前記他方のレンズから離れるにつれて次第に半径が大きくなる環状のテーパ面で形成され、
前記2枚のレンズは、前記第1係合面と前記第2係合面とを係合させて配置されている、
ことを特徴とする電子機器。 - 前記電子機器は携帯電話機である、
ことを特徴とする請求項12記載の電子機器。
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