JP2013257491A - Camera module and range finder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高精度で安定した保持構造を構成することができるカメラモジュール及び測距装置に関する。 The present invention relates to a camera module and a distance measuring device that can constitute a highly accurate and stable holding structure.
複数の撮像レンズが一体に形成されたレンズユニット等の複眼光学系を用いることで、被写体の画像を取得するためのカメラモジュールの薄型化や小型化を図ることができる。
特に、レンズユニットに形成された複数の撮像レンズから視差のある複数の画像を取得することで、視差画像から視差量を算出し、視差量に基づいて被写体までの距離を算出することができる。
By using a compound eye optical system such as a lens unit in which a plurality of imaging lenses are integrally formed, a camera module for acquiring an image of a subject can be reduced in thickness and size.
In particular, by acquiring a plurality of images with parallax from a plurality of imaging lenses formed on the lens unit, the amount of parallax can be calculated from the parallax image, and the distance to the subject can be calculated based on the amount of parallax.
図7は、従来の測距カメラモジュールの構成を示す断面概略図である。
これら複眼光学系を用いた測距カメラモジュールの構成としては、図7に示すように、シリコン基板101上に複数の撮像部102a、102bが平面状に形成されて配列された2次元センサアレイ103と、複数の撮像レンズ104a、104bが配列されて一体に形成されたレンズユニット105と、撮像レンズ104a、104bから撮像部102a、102bまでの結像距離を保持するための保持部材106からなり、夫々の撮像レンズ104a、104bと夫々の撮像部102a、102bとが1対1で対向するように配置されたものが知られている。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a conventional ranging camera module.
As a configuration of a ranging camera module using these compound-eye optical systems, as shown in FIG. 7, a two-
しかし、このような複眼光学系を用いた測距カメラモジュールでは、使用環境に依存した温度変化に伴って、レンズユニット105、保持部材106、2次元センサアレイ103を構成する夫々の部材が、夫々の部材が有する線膨張係数に応じて膨張または収縮する。
レンズユニット105を構成する部材としては、一般に樹脂材料もしくはガラス材料が用いられ、それらの線膨張係数は、樹脂材料で数十ppm/℃以上、ガラス材料で10ppm/℃前後である。
一方、固体撮像素子からなる撮像部102a、102bは、一般にシリコンウェハ上に半導体プロセスによって一体に形成されており、固体撮像素子の線膨張係数は約3ppm/℃であり比較的小さい。
従って、使用環境に依存した温度変化に伴い、夫々の部材に膨張または収縮が発生するので、夫々の部材相互間での膨張量又は収縮量の差によって内部応力が発生し、撮像レンズに歪や形状変化が発生するといった問題があった。また、場合によっては部材間の接合部位に剥離が生じる虞があった。
However, in such a ranging camera module using a compound eye optical system, each member constituting the
As a member constituting the
On the other hand, the
Accordingly, each member expands or contracts with a temperature change depending on the use environment, so that an internal stress is generated due to a difference in expansion or contraction between the respective members, and distortion or distortion occurs in the imaging lens. There was a problem that shape change occurred. Further, in some cases, there is a possibility that peeling occurs at the joint portion between the members.
また、使用環境に依存した温度変化に伴い、レンズユニットを形成する夫々の撮像レンズ間の距離と、2次元センサアレイを形成する夫々の固体撮像素子間の距離との変化量が異なるため、撮像レンズから被写体までの距離が同じである場合でも、得られる視差量が変化し、精度良く被写体までの距離を測定することができなくなるといった問題も発生する。 In addition, since the amount of change between the distance between the imaging lenses forming the lens unit and the distance between the solid-state imaging elements forming the two-dimensional sensor array varies with the temperature change depending on the use environment, Even when the distance from the lens to the subject is the same, the amount of parallax obtained changes, and there is a problem that the distance to the subject cannot be accurately measured.
特許文献1には、複数の単レンズと複数の撮像領域が1対1で対向するように配置され、周囲の温度変化に対して、単レンズと撮像領域との相対的位置がずれることを抑制することを目的とすることが開示されている。
また、周辺の温度変化に対して測距性能が安定したカメラモジュールを提供することを目的として、複数の単レンズを保持するレンズホルダと、複数の撮像領域を保持する撮像素子ホルダとを備え、レンズホルダと撮像素子ホルダは対向して配置され、レンズホルダと撮像素子ホルダは、それぞれの材料の線膨張係数は略同一の異なる部材から構成されることを特徴とするカメラモジュールが開示されている。
In Patent Document 1, a plurality of single lenses and a plurality of imaging regions are arranged so as to face each other in a one-to-one relationship, and the relative position between the single lens and the imaging region is prevented from shifting with respect to a surrounding temperature change. It is disclosed that it aims to do.
In addition, for the purpose of providing a camera module with stable ranging performance against changes in ambient temperature, a lens holder that holds a plurality of single lenses, and an imaging element holder that holds a plurality of imaging regions, There is disclosed a camera module characterized in that a lens holder and an image sensor holder are arranged to face each other, and the lens holder and the image sensor holder are composed of different members having substantially the same linear expansion coefficient of each material. .
しかし、特許文献1にあっては、レンズホルダと撮像素子ホルダの間に位置するスペーサが温度変化に伴って膨張または収縮することによって、夫々の部材間で応力が発生し、レンズに歪や形状変化が発生し、場合によっては部材間の接合部分に剥離が生じるといった問題は解消できない。
また、レンズ作製時に、穴あけ加工を施したホルダを準備する必要があり、それに伴う作製工程が増加するので、コストアップの原因になるといった問題があった。
そこで、使用環境に依存して温度変化がある場合でも、撮像レンズに生じる歪や形状変化、部材間の接合部分の剥離といった問題を防止し、高精度で安定した保持構造を構成することが切望されている。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、使用環境に依存して温度変化がある場合でも、撮像レンズに生じる歪や形状変化、部材間の剥離といった問題を防止し、高精度で安定した保持構造を構成することが可能なカメラモジュールおよび測距カメラモジュールを提供することにある。
However, in Patent Document 1, when the spacer positioned between the lens holder and the image sensor holder expands or contracts as the temperature changes, stress is generated between the members, and the lens is distorted or shaped. The problem that changes occur and in some cases peeling occurs at the joint between the members cannot be solved.
In addition, it is necessary to prepare a holder that has been subjected to drilling at the time of manufacturing the lens, and the number of manufacturing steps associated therewith increases, leading to an increase in cost.
Therefore, even when there is a temperature change depending on the usage environment, it is anxious to construct a highly accurate and stable holding structure by preventing problems such as distortion and shape change that occur in the imaging lens and peeling of the joint between the members. Has been.
The present invention was made in view of the above, and as its purpose, even when there is a temperature change depending on the use environment, problems such as distortion and shape change that occur in the imaging lens, separation between members, It is an object of the present invention to provide a camera module and a ranging camera module that can form a highly accurate and stable holding structure.
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、被写体からの光を結像する撮像レンズを少なくとも一つ備えたレンズユニットと、前記撮像レンズにより結像された被写体像を撮像するために該撮像レンズと対向配置された固体撮像素子と、を備えたカメラモジュールにおいて、前記固体撮像素子と対向しない前記レンズユニットの部位には前記固体撮像素子との間隔を維持するためのリブ部が突設され、前記リブ部は前記撮像レンズと同一の線膨張係数を有した材料にて構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is for capturing a subject image formed by the imaging unit and a lens unit including at least one imaging lens that forms an image of light from the subject. In a camera module including a solid-state imaging device disposed opposite to the imaging lens, a rib portion for maintaining a distance from the solid-state imaging device protrudes from a portion of the lens unit that does not face the solid-state imaging device. The rib portion is made of a material having the same linear expansion coefficient as that of the imaging lens.
上記のように構成したので、本発明によれば、固体撮像素子と対向しないレンズユニットの部位には固体撮像素子との間隔を維持するためのリブ部が突設され、リブ部は撮像レンズと同一の線膨張係数を有した材料にて構成されているので、使用環境に依存して温度変化がある場合でも、撮像レンズに生じる歪や形状変化、部材間の剥離といった問題を防止し、高精度で安定した保持構造を構成することができる。 Since it comprised as mentioned above, according to this invention, the rib part for maintaining the space | interval with a solid-state image sensor protrudes in the site | part of the lens unit which does not oppose a solid-state image sensor, and a rib part is an imaging lens. Because it is made of a material with the same linear expansion coefficient, even if there is a temperature change depending on the use environment, it prevents problems such as distortion and shape change that occur in the imaging lens, and peeling between members, and high An accurate and stable holding structure can be configured.
本発明の実施形態について説明する。本実施形態によれば、被写体からの光を結像する撮像レンズを少なくとも一つ備えたレンズユニットと、撮像レンズにより結像された被写体像を撮像するために該撮像レンズと対向配置された固体撮像素子と、を備えたカメラモジュールにおいて、固体撮像素子と対向しないレンズユニットの部位には固体撮像素子との間隔を維持するためのリブ部が突設され、リブ部は撮像レンズと同一の線膨張係数を有した材料にて構成されていることが特徴になっている。
また、本実施形態によれば、リブ部は中空部、又は凹所を有し、該中空部又は該凹所内には前記撮像レンズ及び前記リブを構成する材料よりも線膨張係数が小さい小線膨張係数部材が収容されていることが特徴になっている。
An embodiment of the present invention will be described. According to the present embodiment, a lens unit that includes at least one imaging lens that forms an image of light from a subject, and a solid that is disposed to face the imaging lens in order to capture a subject image formed by the imaging lens. In a camera module having an image pickup device, a rib portion for maintaining a distance from the solid-state image pickup device protrudes from a portion of the lens unit that does not face the solid-state image pickup device, and the rib portion is the same line as the image pickup lens. It is characterized by being made of a material having an expansion coefficient.
Further, according to the present embodiment, the rib portion has a hollow portion or a recess, and a small line having a smaller linear expansion coefficient than the material constituting the imaging lens and the rib in the hollow portion or the recess. The expansion coefficient member is housed.
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係わる測距カメラモジュール1の構成を示す断面概略図である。
測距カメラモジュール1は、1対の撮像レンズ2a、2bが一体化されて形成され、被写体からの光を夫々の固体撮像素子4a、4b上に結像させるレンズユニット3と、1対の撮像レンズ2a、2bと夫々1対1で対向し、所定の間隔を設けて配置され、撮像面に結像された被写体の像を撮像する固体撮像素子4a、4bから構成される。
固体撮像素子4a、4bと対向しないレンズユニット3の部位、すなわち、端部2ag0から撮像レンズ2aの外縁部2ag1の間の部位、撮像レンズ2aの外縁部2ag2から撮像レンズ2bの外縁部2bg1までの間の部位、撮像レンズ2bの外縁部2bg2から端部2bg3までの間の部位のように固体撮像素子4a、4bと対向しない部位には、所定の長さDだけ撮像レンズ2の接続面2am1、2am2、2bm1、2bm2から固体撮像素子4a、4b方向(y方向)に突設したリブ部5a、5b、5cが一体に形成され、リブ部5a、5b、5cの先端面5ah、5bh、5chには、複数の撮像素子4a、4bがレンズユニット3に形成された夫々の撮像レンズ2a、2bと1対1で対向するようにリブ部5a、5b、5cの端面に接合されている。また、リブ部5a、5b、5cは撮像レンズ2a、2bと同一の線膨張係数を有した材料にて構成されている。
なお、図1〜図6において、光軸Y方向をy軸とし、光軸に直交する方向をx軸とする。また、図1〜図6に示す撮像レンズ及び固体撮像素子を夫々1対備えているが、撮像レンズ及び固体撮像素子を夫々3つ以上備えていてもよい。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a ranging camera module 1 according to the first embodiment of the present invention.
The distance measuring camera module 1 is formed by integrating a pair of
The part of the lens unit 3 that does not face the solid-
1 to 6, the optical axis Y direction is the y axis, and the direction orthogonal to the optical axis is the x axis. 1 to 6 are provided with a pair of imaging lenses and solid-state imaging devices, respectively, three or more imaging lenses and solid-state imaging devices may be provided.
ここで、レンズユニット3に形成された撮像レンズ2a、2bは、図1に示すように、所望の長さに設計された光軸YY’間距離Lだけの間隔を離して配置されている。また、レンズユニット3に一体に形成されたリブ部5a、5b、5cは、撮像レンズ2a、2bに夫々対向して先端面5ah、5bh、5chに固体撮像素子4a、4bが接合された場合に、撮像レンズ2aと固体撮像素子4aとの間の距離D、および撮像レンズ2bと固体撮像素子4bとの間の距離Dが、夫々の撮像レンズ2a、2bの焦点距離fになるように形成されている。
なお、視差を△、撮像レンズ2a、2bの光軸YY’間の距離(基線長)をL、撮像レンズ2a、2bと被写体間の距離をH、撮像レンズ2a、2bの焦点距離をfとし、H≫fであるときは、下記の式(1)が成り立つ。
H=L・f/△ ・・・式(1)
よって、基線長Lと焦点距離fは既知であるので、測距用演算部(図示しない)により、固体撮像素子4a、4bで撮像された各撮像領域の画素からそれぞれ出力される画素出力信号から周知の算出方法で視差△を算出することで、撮像レンズ2a、2bと被写体間の距離Hを算出することができる。
なお、測距カメラモジュール1に設けられたレンズユニット3の中央部には、温度センサ6が配置され、レンズユニット3の環境温度を直接計測可能にしている。
Here, as shown in FIG. 1, the
Note that the parallax is Δ, the distance (base line length) between the optical axes YY ′ of the
H = L · f / Δ Expression (1)
Accordingly, since the base line length L and the focal length f are known, from the pixel output signals respectively output from the pixels in the respective imaging regions imaged by the solid-
A
本実施形態においては、夫々分離された固体撮像素子4a、4bが、レンズユニット3と一体化して形成されたリブ部5a、5b、5cの先端面5ah、5bh、5chに直接接合されているため、周囲の環境温度の変化に応じてレンズユニット3が膨張し、レンズユニット3に形成された撮像レンズ2a、2bの光軸YY’間距離LがΔLだけ変化した場合、その変化量ΔLと連動して夫々の固体撮像素子4a、4bの間隔も同様に距離ΔLだけ変化することになる。
すなわち、周囲の環境温度の変化に応じた、撮像レンズ2a、2b間の間隔についての移動量と、固体撮像素子4a、4b間の間隔についての移動量とは同じであり、撮像レンズ2aと固体撮像素子4aとの相対的な位置関係、撮像レンズ2bと固体撮像素子4bとの相対的な位置関係はずれない。
In the present embodiment, the separated solid-
That is, the amount of movement for the interval between the
環境温度の変化に伴う撮像レンズ2a、2b間の光軸YY’間距離(=固体撮像素子4a、4b間の距離)Lの変化量ΔLは、温度の変化量ΔTとレンズ材質の線膨張係数αから算出可能であり、測距カメラモジュール1に配置されている温度センサ6により検出される温度の変化量ΔTに応じて、撮像レンズ2a、2b間の基線長Lの値を変化させて測距演算処理を実行することで、幅広い温度範囲で高精度な測距が可能となる。
The change amount ΔL of the distance between the optical axes YY ′ between the
ここで、温度センサ6の設置位置は限定されるものではないが、本実施形態のように、レンズユニット3上に配置し、レンズユニット3の温度Tを直接計測できるようにすることで、環境温度の変化に応じたレンズユニット3の伸び量を精度良く算出し、測距演算処理に反映させることができる。
また、固体撮像素子4a、4bは夫々に分離されているため、レンズユニット3の温度変化に応じた膨張量の差や収縮量の差によって生じる応力は極めて小さくなる。従って、撮像レンズ2a、2b間に生じる歪や形状変化が発生することを抑制することができる。また、場合によっては部材間の剥離が生じるといった現象も抑制することができる。
Here, the installation position of the
Further, since the solid-
本実施形態におけるレンズユニット3の材料は、樹脂材料に限定されるものではなく、ガラスやプラスチック等の光学用部材が適宜選ばれるものである。本実施形態では、撮像レンズ2a、2bの材料に生じる光軸Y方向およびx方向の膨張または収縮が大きくても、測距精度に大きな影響を与えないので、安価で形状自由度の大きいプラスチックを用いることができる。
また、測距カメラモジュール1を構成する部材は、レンズユニット3と固体撮像素子4a、4bだけであるので、構成部品の点数が少なく、更にはそれに伴う接合工数が少なくなるため、測距カメラモジュール1の低コストを実現することができる。
このように、固体撮像素子4a、4bと対向しないレンズユニット3の部位には固体撮像素子4a、4bとの間隔を維持するためのリブ部5a、5b、5cが突設され、リブ部5a、5b、5cは撮像レンズ2a、2bと同一の線膨張係数を有した材料にて構成されていることで、使用環境に依存して温度変化がある場合でも、撮像レンズの光軸Y方向およびx方向に生じる歪や形状変化、部材間の剥離といった問題を防止し、高精度で安定した保持構造を構成することができる。
The material of the lens unit 3 in the present embodiment is not limited to a resin material, and an optical member such as glass or plastic is appropriately selected. In this embodiment, even if the expansion or contraction in the optical axis Y direction and x direction generated in the material of the
Further, since the ranging camera module 1 is composed of only the lens unit 3 and the solid-
As described above,
図2は、本発明の第1実施形態に係わる測距カメラモジュール1の変形例である測距カメラモジュール11の構成を示す断面概略図である。
本実施形態におけるレンズユニット3と一体に形成されたリブ部5a、5b、5cの構造については、図2に示すように、加工性を向上する観点では、リブ部5a、5b、5cの夫々の側面部7a、7b、7c、7dに傾斜が形成され、加工時の抜き勾配となっていることが望ましい。
また、光学的な観点では、撮像レンズ2a、2b以外の部材からの不要光が固体撮像素子4a、4bに入射することを防ぐために、リブ部5a、5b、5cの側面部7a、7b、7c、7dにはブラスト加工等の処理が施されていることが望ましい。
さらに、リブ部5a、5b、5cの側面部7a、7b、7c、7dに塗布、成膜等の手段によって遮光層を形成してもよい。また、側面部7a、7b、7c、7dに遮光性のフィルムを貼り付けてもよい。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a distance measuring camera module 11 which is a modified example of the distance measuring camera module 1 according to the first embodiment of the present invention.
Regarding the structure of the
Further, from an optical viewpoint, in order to prevent unnecessary light from members other than the
Furthermore, a light shielding layer may be formed on the
図3は、本発明の第1実施形態に係わる測距カメラモジュール1の変形例である測距カメラモジュール15の構成を示す断面概略図である。
図3に示すように、レンズユニット3に設けられたリブ部5a、5b、5cの夫々にスリット部8a、8b、8cを設け、スリット部8a、8b、8cの夫々に外部から入射する光を遮光するための遮光部材を埋め込むようしてもよい。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a distance measuring
As shown in FIG. 3, slit
以上のように、測距カメラモジュール1は、被写体からの光を結像する撮像レンズを少なくとも一つ備えたレンズユニットと、撮像レンズにより結像された被写体像を撮像するために該撮像レンズと対向配置された固体撮像素子と、を備え、固体撮像素子4a、4bと対向しないレンズユニット3の部位には固体撮像素子4a、4bとの間隔を維持するためのリブ部5a、5b、5cが突設され、リブ部5a、5b、5cは撮像レンズ2a、2bと同一の線膨張係数を有した材料にて構成されている。
ここで、一体化されたレンズユニット3に複数の固体撮像素子4a、4bが夫々分離して接合されているため、周辺温度の変化に伴って、レンズユニット3の撮像レンズ間の距離が変動した場合に、固体撮像素子4a、4bも撮像レンズ2a、2bと連動して移動するため、固体撮像素子4a、4bと撮像レンズ2a、2bの相対的な位置関係が変わらない。また、環境温度の変化に伴うレンズユニット3及び固体撮像素子4a、4bの膨張・収縮量の差によって生じる内部応力を低減させることができるので、使用環境による温度変化があっても、応力の発生に伴うレンズ形状の歪の発生や構成部材間の剥離を防止すると同時に、高精度な測距が可能な、小型で安価な測距カメラモジュールを提供することができる。
As described above, the ranging camera module 1 includes a lens unit including at least one imaging lens that forms an image of light from a subject, and the imaging lens for imaging a subject image formed by the imaging lens.
Here, since the plurality of solid-
<第2実施形態>
図4は、本発明の第2実施形態に係わる測距カメラモジュール21の断面概略図である。
測距カメラモジュール21は、第1実施形態と同様に、1対の撮像レンズ2a、2bが一体化されて形成されたレンズユニット3と、1対の撮像レンズ2a、2bと夫々1対1で対向する固体撮像素子4a、4bから構成される。
レンズユニット3には、所定の長さDだけ撮像レンズ2の接続面から突設したリブ部5a、5b、5cが一体に形成され、リブ部5a、5b、5cの先端面5ah、5bh、5chには、複数の固体撮像素子4a、4bがレンズユニット3に形成された夫々の撮像レンズ2a、2bと1対1で対向するように接合されている。
Second Embodiment
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the ranging
As in the first embodiment, the distance measuring
The lens unit 3 is integrally formed with
ここで、レンズユニット3は、夫々の撮像レンズ2a、2b間に位置するリブ部5b1、5b2の間には中空部10aが形成され、中空部10aに線膨張係数の小さい材料から構成される小線膨張係数部材であるブロック部9aが埋め込まれて一体に形成された構造になっている。なお、リブ部5b1、5b2の間には中空部10aに代わって、凹所を有してもよい。
ブロック部9aの材料の線膨張係数α1は、少なくともレンズユニット3の材料の線膨張係数α2(α1<α2)よりも小さく、例えばレンズユニット3の材料がプラスチックの場合、ブロック部9aの材料は、金属、シリコン、セラミック、ガラスなどが適用されるが、可能な限り線膨張係数の小さい材料が望ましい。
Here, in the lens unit 3, a
The linear expansion coefficient α1 of the material of the
本実施形態によれば、レンズユニット3のリブ部5b1、5b2間に設けられた中空部10aにブロック部9aが密着して収容され、リブ部5b1、5b2とブロック部9aとが一体に形成されているため、特に図4に示す領域Aにおいて、周囲温度の変化に伴うレンズユニット3の基線長Lの伸び量は、線膨張係数の小さいブロック部9の伸び量と同程度となる。
従って、第1実施形態において参照した図2に示す、レンズユニット3のリブ部5bが同一の線膨張係数を有した材料で構成されている場合と比較して、第2実施形態では、領域Aにおいて、周囲の温度変化に対するx方向の基線長Lの伸び量が小さくなる。
According to the present embodiment, the
Therefore, compared with the case where the
この結果、第2実施形態では、測距カメラモジュール21に配置されている温度センサ6からの出力信号に応じて光軸YY’間の距離Lの値を変化させて測距演算処理を実施する場合でも、第2実施形態のように周囲温度の変化に対する実際の光軸YY’間の距離Lの伸び量が小さいと、温度センサ6での出力信号の変化量も小さくすることができるため、低コストの温度センサを温度センサ6として搭載することが可能となる。
また、第1実施形態で用いた温度センサ6と同じ程度の温度特性を有する温度センサを用いる場合には、第2実施形態では、レンズユニット3に対する温度センサ6の設置場所を図4に示す位置から、撮像レンズ2aの外縁部2ag2から撮像レンズ2bの外縁部2bg1までの間の任意の位置に変更することができ、温度センサ6の設置場所についての自由度を広げることができる。
なお、第1実施形態と比較すると、第2実施形態におけるレンズユニット3とブロック部9aとに対する周囲温度の変化に伴い、両者の線膨張係数の差に起因して両者間に発生する応力、すなわち、レンズユニット3の撮像レンズ2a、2b間の領域Aに発生する応力が小さくなるため、撮像レンズ2a、2bの形状や光学的精度に影響を及ぼすことは極めて少ない。
As a result, in the second embodiment, the distance calculation processing is performed by changing the value of the distance L between the optical axes YY ′ according to the output signal from the
Moreover, when using the temperature sensor which has a temperature characteristic comparable as the
Compared to the first embodiment, the stress generated between the lens unit 3 and the
図5(a)は、本発明の第2実施形態に係わる測距カメラモジュール21の変形例である測距カメラモジュール25の構成を示す断面概略図であり、図5(b)は、本発明の第2実施形態に係わる測距カメラモジュール21の変形例である測距カメラモジュール31の構成を示す断面概略図である。
第2実施形態においては、レンズユニット3とブロック部9aとを一体化するように構成する点について説明したが、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、レンズユニット3を作製した後に、レンズユニット3の中空部にブロック部を挿入して接着固定してもよい。レンズユニット3をプラスチックのような安価で形状加工時の自由度の高い材料を用いて作製する場合、レンズユニット3の成形加工時にブロック部を一体に形成することで容易に作製することができる。
FIG. 5A is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a distance measuring
In 2nd Embodiment, although the point comprised so that the lens unit 3 and the
この場合、図5(a)に示すように、金属材料からなるブロック部9bの側面を台形形状になるようにアンダーカット加工を施しておき、レンズユニット3の成形加工時に当該ブロック部を一体加工することで、当該ブロック部とレンズユニット3との間を接着しなくても強固にレンズユニットと密着させることができる。
また、図5(b)に示すように、金属材料からなるブロック部9cの側面および上面を凹凸形状に加工しておき、レンズユニット3の成形加工時に当該ブロック部を一体に形成することで、当該ブロック部とレンズユニット3との間を接着しなくても強固にレンズユニットと密着させることができる。
この結果、第1実施形態と比較すると、本変形例では、レンズユニット3の撮像レンズ2a、2b間の領域Aに発生する応力が小さくなるため、撮像レンズ2a、2bの形状や光学的精度に影響を及ぼすことは極めて少ない。
In this case, as shown in FIG. 5A, undercut processing is performed so that the side surface of the
Further, as shown in FIG. 5 (b), by processing the side surface and the upper surface of the block portion 9c made of a metal material into a concavo-convex shape, and forming the block portion integrally when the lens unit 3 is molded, Even if the block unit and the lens unit 3 are not bonded, they can be firmly adhered to the lens unit.
As a result, compared with the first embodiment, in this modification, the stress generated in the region A between the
<第3実施形態>
図6は、本発明の第3実施形態に係わる測距装置41のブロック図である。
図6に示す測距カメラモジュール1は、第1実施形態において説明したものを用いるが、図2〜図5に示す測距カメラモジュール11、15、21、25、31の何れか1つを用いてもよい。
図6において、測距カメラモジュール1には、被写体からの光を結像する撮像レンズ2a、2bと、撮像レンズ2a、2bにより結像された被写体像を撮像するために該撮像レンズと夫々に対向配置された固体撮像素子4a、4bと、夫々のレンズ2a、2b間に配置された温度センサ6とを備えている。測距用演算回路43は、固体撮像素子4a、4bから出力される2つの画像信号から視差量を算出し、視差量に基づいて被写体までの距離を算出する。
<Third Embodiment>
FIG. 6 is a block diagram of a
The distance measuring camera module 1 shown in FIG. 6 is the same as that described in the first embodiment, but any one of the distance measuring
In FIG. 6, the distance measuring camera module 1 includes an
ここで、測距用演算回路43は、温度センサ6からの温度信号に基づいて、撮像レンズ2a、2bの光軸YY’間距離LがΔLだけ変化した場合の基線長Lを補正し、上記式(1)に従って撮像レンズ2a、2bと被写体間の距離Hを算出する。
第3実施形態では、第1及び第2実施形態において説明したレンズユニット3を採用しているので、撮像レンズ2a、2b間の領域Aに発生する応力が小さくなるため、撮像レンズ2a、2bの形状や光学的精度に影響を及ぼすことは極めて少ない上、温度センサ6からの温度信号に基づいて、撮像レンズ2a、2bの光軸YY’間の基線長Lを補正し、撮像レンズ2a、2bと被写体間の距離Hを算出しているので、極めて高精度な測距が可能になり、小型で安価な測距カメラモジュールを搭載した測距装置を提供することができる。
Here, the ranging
In 3rd Embodiment, since the lens unit 3 demonstrated in 1st and 2nd embodiment is employ | adopted, since the stress which generate | occur | produces in the area | region A between
1…測距カメラモジュール、2…撮像レンズ、2a、2b…撮像レンズ、2a…撮像レンズ、2b…撮像レンズ、3…レンズユニット、4a…固体撮像素子、4a、4b…固体撮像素子、4b…固体撮像素子、5a、5b、5c…リブ部、5ah、5bh、5ch…先端面、5b…リブ部、5b1、5b2…リブ部、6…温度センサ、7a、7b、7c、7d…側面部、8a、8b、8c…スリット部、9…ブロック部、9a…ブロック部、9b…ブロック部、9c…ブロック部、10a…中空部、11…測距カメラモジュール、15…測距カメラモジュール、21…測距カメラモジュール、25…測距カメラモジュール、31…測距カメラモジュール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Distance measuring camera module, 2 ... Imaging lens, 2a, 2b ... Imaging lens, 2a ... Imaging lens, 2b ... Imaging lens, 3 ... Lens unit, 4a ... Solid-state imaging device, 4a, 4b ... Solid-state imaging device, 4b ... Solid-state imaging device, 5a, 5b, 5c ... rib portion, 5ah, 5bh, 5ch ... tip surface, 5b ... rib portion, 5b1, 5b2 ... rib portion, 6 ... temperature sensor, 7a, 7b, 7c, 7d ... side surface portion, 8a, 8b, 8c ... slit part, 9 ... block part, 9a ... block part, 9b ... block part, 9c ... block part, 10a ... hollow part, 11 ... distance measuring camera module, 15 ... distance measuring camera module, 21 ... Distance camera module, 25 ... Distance camera module, 31 ... Distance camera module
Claims (6)
前記固体撮像素子と対向しない前記レンズユニットの部位には前記固体撮像素子との間隔を維持するためのリブ部が突設され、
前記リブ部は前記撮像レンズと同一の線膨張係数を有した材料にて構成されていることを特徴とするカメラモジュール。 A lens unit that includes at least one imaging lens that forms an image of light from a subject, and a solid-state imaging device that is disposed to face the imaging lens in order to capture a subject image formed by the imaging lens. In the camera module
A rib portion for maintaining a distance from the solid-state image sensor protrudes from a portion of the lens unit that does not face the solid-state image sensor,
The said rib part is comprised with the material which has the same linear expansion coefficient as the said imaging lens, The camera module characterized by the above-mentioned.
少なくとも1対の前記固体撮像素子からの電気信号を処理することで前記被写体までの距離を演算する測距用演算回路とを備えたことを特徴とする測距装置。 The camera module according to any one of claims 1 to 4,
A ranging apparatus comprising: a ranging calculation circuit that calculates a distance to the subject by processing an electrical signal from at least one pair of the solid-state imaging devices.
前記測距用演算回路は、前記温度センサからの温度信号に基づいて、前記撮像レンズ間の距離を補正することを特徴とする請求項5記載の測距装置。 The camera module includes a temperature sensor that detects an environmental temperature,
6. The distance measuring device according to claim 5, wherein the distance measuring arithmetic circuit corrects a distance between the imaging lenses based on a temperature signal from the temperature sensor.
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