WO2015087599A1 - 撮像ユニット、レンズ鏡筒および携帯端末 - Google Patents
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Definitions
- This technology relates to an imaging unit, a lens barrel, and a portable terminal. More specifically, the present invention relates to a solid-state imaging device such as a CCD-type image sensor or a CMOS-type image sensor having a curved imaging surface, and an imaging unit, a lens barrel, and a portable terminal provided with an imaging lens suitable for the solid-state imaging device. .
- a solid-state imaging device such as a CCD-type image sensor or a CMOS-type image sensor having a curved imaging surface
- an imaging unit, a lens barrel, and a portable terminal provided with an imaging lens suitable for the solid-state imaging device.
- the pixel size has been reduced, and the imaging device has been increased in size and size. Further, it is possible to curve the imaging surface, and there is a demand for a compact and high-performance imaging lens that is optimal for such an imaging device.
- Patent Document 1 discloses an imaging device in which a solid-state imaging device is curved. According to Patent Document 1, a solid-state imaging device is curved into a polynomial surface shape, thereby correcting the curvature of field and distortion generated by the lens in a well-balanced manner, and providing a compact and high-resolution imaging apparatus. However, Patent Document 1 does not specifically show a method of bending a solid-state imaging device into a polynomial surface shape.
- the present inventors have found a method of curving the imaging surface into a polynomial surface shape by compressing the solid-state imaging device from the outer peripheral side.
- the solid-state imaging device compressed from the outer peripheral side is elastically deformed, a force to return to the plane is generated by so-called springback.
- a portable terminal such as a smartphone
- the length of the imaging unit in the optical axis direction is required to be as short as possible (low profile).
- the present technology has been made in view of such problems, and it is desirable to obtain an imaging unit, a lens barrel, and a portable terminal that can effectively suppress springback of a solid-state imaging device while promoting a reduction in height. Objective.
- a first aspect of the present technology is an imaging lens for forming a subject image on a solid-state imaging device and a photoelectric conversion unit of the solid-state imaging device.
- the imaging surface of the solid-state imaging device is curved so that the peripheral side is tilted toward the object side with respect to the center of the screen, and the imaging lens has a curvature radius of the imaging surface that does not change.
- the imaging lens constrains the solid-state imaging device so that the radius of curvature of the imaging surface does not change, a springback occurs when the imaging surface of the solid-state imaging device is curved. When this occurs, the radius of curvature of the imaging surface is maintained by resisting this, and thereby it is possible to satisfactorily correct field curvature, distortion, and coma. Moreover, since the imaging lens on the object side of the solid-state imaging device is used to suppress the spring back of the solid-state imaging device, it is possible to reduce the size and the height.
- the curved shape of the imaging surface is premised on that both the long side direction and the short side direction of the screen are curved so as to fall toward the object side toward the periphery of the screen.
- the spherical shape does not necessarily have to be a spherical shape, and any surface shape that can be expressed by an arbitrary mathematical expression such as an aspherical shape, a parabolic shape, an XY polynomial surface shape, etc. may be used.
- an aspherical shape, a parabolic shape, an XY polynomial surface shape, etc. may be used.
- the optical surface or the flange portion of the imaging lens may be in contact with the peripheral portion of the imaging surface of the solid-state imaging device.
- the optical surface or flange portion of the imaging lens abuts on the periphery of the imaging surface of the solid-state imaging device to exhibit a centering function, so that the optical axis of the imaging lens coincides with the center of the solid-state imaging device Can be made.
- the optical surface or the flange portion of the imaging lens is brought into contact with the peripheral portion of the imaging surface of the solid-state imaging device, thereby accurately defining the interval between the imaging lens and the imaging surface of the solid-state imaging device. be able to.
- the optical surface includes a surface outside the effective diameter.
- the space between the imaging lens and the solid-state imaging device may be sealed.
- Another medium such as a liquid other than the air layer can be provided between the imaging lens and the solid-state imaging device, thereby improving optical characteristics.
- a part of the imaging lens when viewed from the optical axis direction, a part of the imaging lens extends in a direction orthogonal to the optical axis from the solid-state imaging element, and a part of the solid-state imaging element is the imaging
- a wire connection for transmitting a signal to an external circuit may be performed on the part of the solid-state imaging device that extends in a direction orthogonal to the optical axis from the lens.
- a second aspect of the present technology is an imaging unit including a solid-state imaging device and an imaging lens for forming a subject image on a photoelectric conversion unit of the solid-state imaging device.
- a frame member that is curved so that the peripheral side is tilted toward the object side with respect to the center of the screen, and suppresses a portion other than the imaging surface of the solid-state imaging device so that the curvature radius of the imaging surface does not change.
- the imaging lens is provided between the lens and the solid-state imaging device, and the subject light that has passed through the imaging lens passes through the frame member and forms an image on the imaging surface.
- a frame member that suppresses a portion other than the imaging surface of the solid-state imaging device is provided between the imaging lens and the solid-state imaging device so that the radius of curvature of the imaging surface does not change. Therefore, even when a springback occurs when the imaging surface of the solid-state imaging device is curved, the radius of curvature of the imaging surface is maintained by resisting this, thereby allowing curvature of field, distortion, and coma aberration. Etc. can be corrected satisfactorily.
- a springback of the solid-state image sensor is suppressed by using a good wood frame member provided between the solid-state image sensor and the imaging lens, it is possible to reduce the size and height. Since the subject light that has passed through the imaging lens passes through the frame member and forms an image on the imaging plane, it does not hinder imaging.
- a microlens may be provided on the image side optical surface of the imaging lens.
- the diameter of the micro lens may be gradually increased from the optical axis side toward the peripheral side.
- a color filter may be provided on the image side optical surface of the imaging lens.
- a third aspect of the present technology is a lens barrel having the imaging unit according to the first or second aspect described above.
- a fourth aspect of the present technology is a mobile terminal that includes the imaging unit according to the first or second aspect described above.
- an imaging unit a lens barrel, and a portable terminal that can effectively suppress springback of the solid-state imaging device while promoting a reduction in height.
- the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.
- FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view illustrating a part of the imaging unit 10.
- FIG. It is a figure which shows the state equipped with the imaging unit 10 in the smart phone 100 as a portable terminal.
- 3 is a control block diagram of the smartphone 100.
- FIG. It is sectional drawing of 10 A of imaging units concerning 2nd Embodiment.
- imaging unit 10D concerning 5th Embodiment.
- FIG. 6 is an aberration diagram (spherical aberration, astigmatism, distortion) of the imaging lens of Example 1.
- 2 is a meridional coma aberration diagram of Example 1.
- FIG. 6 is a cross-sectional view of an imaging lens of Example 2.
- FIG. 6 is an aberration diagram (spherical aberration, astigmatism, distortion) of the imaging lens of Example 2.
- 6 is a meridional coma aberration diagram of Example 2.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of an imaging unit 10 according to the first embodiment.
- FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a part of the imaging unit 10.
- the imaging unit 10 includes a CMOS type imaging device 11, an imaging lens 12, a housing 13, and a substrate 14 that holds the imaging device 11, and these are integrally formed.
- the CMOS image sensor 11 is a solid-state image sensor having an imaging surface 11c as a photoelectric conversion unit.
- the imaging lens 12 is a lens for capturing a subject image on the imaging surface 11 c on the imaging element 11.
- the housing 13 is made of a light shielding member having an opening for light incidence from the object side.
- the imaging element 11 has a flat plate as an intermediate product, and is compressed from the outer peripheral side so as to be hemispherical with a predetermined radius of curvature. It consists of the surrounding flat plate part 11b.
- An imaging surface 11c as a light receiving portion in which pixels (photoelectric conversion elements) are two-dimensionally arranged is formed at the center of the light receiving side surface of the curved portion 11a, and a signal processing circuit (not shown) is formed around the imaging surface 11c. Is formed.
- the signal processing circuit sequentially drives each pixel to obtain a signal charge, an A / D conversion unit that converts each signal charge into a digital signal, and a signal process that forms an image signal output using the digital signal. It consists of parts.
- the image pickup element is not limited to the above-described CMOS type image sensor, and may be one to which another one such as a CCD is applied. Further, unless otherwise specified, although not shown, a microlens and a color filter are formed on the imaging surface 11c.
- the imaging device 11 has a flat plate portion 11b attached to the substrate 14 having the opening portion 14a so as to accommodate a part of the curved portion 11a in the opening portion 14a.
- a pad 11 d is formed around the flat plate portion 11 b of the image sensor 11, and the substrate 14 and the pad 11 d are connected via a bonded wire (wire connection) 15.
- the wire 15 connects the image sensor 11 and an external circuit (not shown) (for example, a control circuit included in a host device on which the image pickup unit is mounted). Accordingly, it is possible to receive a voltage and a clock signal for driving the image sensor 11 from an external circuit, and to output a digital YUV signal to the external circuit.
- the imaging lens 12 is disposed on the imaging surface 11 c side of the imaging element 11.
- the imaging lens 12 includes an image-side optical surface 12a disposed with a predetermined optical axis interval (or in close contact) with the imaging surface 11c, and a surrounding flange portion 12b. , And a projection 12c provided between the image side optical surface 12a and the flange portion 12b.
- the imaging lens 12 can be positioned in the optical axis orthogonal direction with respect to the imaging surface 11c.
- the image-side optical surface 12 a itself of the imaging lens 12 may be brought into contact with the periphery of the imaging surface 11 c of the imaging element 11.
- the image pickup lens 12 is bonded and fixed to the image pickup element 11 to restrain the image pickup element 11, and the shape of the image pickup surface 11c is maintained by maintaining the shape against the springback that occurs. Maintain the radius of curvature. This makes it possible to satisfactorily correct field curvature, distortion, and coma.
- the image pickup lens 12 on the object side of the image pickup device 11 is used to suppress the spring back of the image pickup device 11, it is possible to reduce the size and the height.
- the space between the imaging lens 12 and the imaging element 11 can be sealed by applying an adhesive to the entire circumference of the imaging element 11. Thereby, it can suppress that foreign materials, such as dust, adhere to imaging surface 11c. Further, the sealed space may be filled with a medium other than air.
- a housing 13 is attached to the substrate 14 to shield the periphery of the imaging lens 12 and hold the imaging lens 12.
- FIG. 3 shows a state in which the imaging unit 10 is installed in a smartphone 100 as a mobile terminal.
- FIG. 4 is a control block diagram of the smartphone 100.
- the object-side end surface of the housing 13 is provided on the back surface of the smartphone 100 (see FIG. 3B), and is disposed at a position corresponding to the lower side of the liquid crystal display unit.
- the imaging unit 10 is connected to the control unit 101 of the smartphone 100 via an external connection terminal (an arrow in FIG. 4), and outputs an image signal such as a luminance signal or a color difference signal to the control unit 101 side.
- the smartphone 100 includes a control unit (CPU) 101, an input unit 60, a display unit 65, a wireless communication unit 80, a storage unit (ROM) 91, and a temporary storage unit (RAM). 92).
- the control unit (CPU) 101 performs overall control of each unit and executes a program corresponding to each process.
- the input unit 60 inputs a switch such as a power source and a number using a touch pad.
- the display unit 65 displays a captured image or the like in addition to predetermined data on a liquid crystal panel.
- the touch panel 70 serves as both the liquid crystal panel of the display unit and the touch pad of the input unit.
- the wireless communication unit 80 is for realizing various information communication with an external server.
- storage part (ROM) 91 is for memorize
- the temporary storage unit (RAM) 92 is a work area for temporarily storing various processing programs executed by the control unit 101, data, processing data, imaging data obtained by the imaging unit 10, and the like.
- the smartphone 100 operates by operating the input key unit 60, and can touch the icon 71 or the like displayed on the touch panel 70 to drive the imaging unit 10 to perform imaging.
- Subject light is imaged on the imaging surface 11 c of the imaging device 11 via the imaging lens 12.
- the image signal converted by the imaging unit 10 is stored in the storage unit 92 or displayed on the touch panel 70 by the control system of the smartphone 100, and further transmitted to the outside as video information via the wireless communication unit 80. Is done.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of the imaging unit 10A according to the second embodiment, but the housing is omitted.
- the substrate 14A has a cylindrical recess 14b, and a part of the image sensor 11 is accommodated in the recess 14b.
- Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.
- FIG. 6 is a cross-sectional view of the imaging unit 10B according to the third embodiment, but the housing is omitted.
- the entire back surface of the block-shaped imaging element 11B (the side opposite to the imaging lens 12) is bonded and fixed to the parallel plate-like substrate 14B, and the flange portion 12b of the imaging lens 12 captures an image. It contacts and is fixed to the object side surface of the flat plate portion 11b of the element 11A.
- Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.
- FIG. 7 is a cross-sectional view of the imaging unit 10C according to the fourth embodiment, but the housing is omitted.
- a part of the imaging lens 12 ⁇ / b> C is accommodated in the opening 14 a of the substrate 14.
- the image pickup device 11 ⁇ / b> C is bonded and fixed to the flange portion 12 b of the image pickup lens 12, thereby being supported with respect to the substrate 14.
- a wire 15 extending from the back side of the substrate 14 is connected to a pad 11d provided on the back side (the side opposite to the imaging lens 12C) of the flat surface portion 12b of the imaging element 11C.
- Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.
- FIG. 8 is a cross-sectional view of the imaging unit 10D according to the fifth embodiment, but the housing is omitted.
- the present embodiment is different in that the imaging lens 12D is composed of three lenses and is fixed to the substrate 14 via the combination holder 16 so that the distance between the lenses can be adjusted.
- Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.
- FIG. 9 is a cross-sectional view of the imaging unit 10E according to the sixth embodiment, but the housing is omitted.
- an annular frame member 17 is disposed between the imaging lens 12 and the imaging element 11.
- the frame member 17 has an opening 17a and a projection 17c projecting toward the image sensor 11.
- the frame member 17 functions as a holder for fixing the image lens 12 to a housing (not shown) and It also functions as a means for suppressing springback.
- the imaging lens 12 By bringing the image side surface of the frame member 17 into contact with the flat plate portion 11b formed around the imaging surface 11c of the imaging element 11, the imaging lens 12 is moved in the optical axis direction via the frame member 17 with respect to the imaging surface 11c. Can be positioned.
- the projection 17b of the frame member 17 is brought into contact with the curved portion 11a around the image pickup surface 11c of the image pickup element 11, so that the image pickup lens 12 is moved in the direction orthogonal to the optical axis via the frame member 17 with respect to the image pickup surface 11c. Can be positioned.
- the subject light that has passed through the imaging lens 12 enters the imaging surface 11 c through the opening 17 a of the frame member 17. Note that the imaging lens 12 and the frame member 17 may be separated.
- FIG. 10 is a cross-sectional view of the imaging unit 10F according to the seventh embodiment, but the housing is omitted.
- the microlenses 18 arranged in a matrix corresponding to the pixels on the imaging surface 11c are formed on the image side optical surface 12a of the imaging lens 12F. This facilitates the formation of the imaging element 11 having the curved imaging surface 11c.
- Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.
- FIG. 11A is a partial cross-sectional view of the imaging unit 10G according to the eighth embodiment (only a part of the microlens 18 is shown), and FIG. 11B shows the microlens 18 and the imaging surface 11c. It is the figure which tried to overlap in the optical axis direction.
- the pixel size of the image pickup surface 11c of the image pickup element 11G increases as the distance from the center increases, and correspondingly, the diameter of the microlens 18 formed on the image side optical surface 12a of the image pickup lens 12G.
- the distance from the optical axis increases. Thereby, a condensing characteristic can be improved.
- Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.
- a color filter may be arranged on the image side optical surface 12a.
- FIG. 12A is a diagram of the imaging lens 12H used in the ninth embodiment viewed from the optical axis direction.
- FIG. 12B is a diagram of the image sensor 11H used in the ninth embodiment as viewed from the optical axis direction.
- FIG. 12C is a diagram in which the imaging lens 12H and the imaging element 11H are overlapped in the optical axis direction.
- the flange portion 12b of the imaging lens 12H extends in the direction perpendicular to the optical axis (vertical direction in FIG. 12) from the imaging element 11H.
- a part of the flat surface portion 11b of the imaging element 11H extends in the direction perpendicular to the optical axis (left and right direction in FIG. 12) from the imaging lens 12H.
- a pad 11d is provided on the flat surface portion 11b protruding from the imaging lens 12 of the imaging element 11H and is connected by a wire 15 (only a part is shown).
- Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.
- the image-side optical surface 12a of the imaging lens 12J is attached to the curved imaging surface 11c of the imaging element 11H.
- a microlens and a color filter are provided between the image-side optical surface 12a and the imaging surface 11c, but these may not be provided.
- the imaging unit 10J is disposed in a cylindrical lens barrel 20.
- the other lens group 21 can be arranged on the object side of the imaging lens 12J in the lens barrel 20. it can.
- FIG. 13 (b) instead of shortening the lens barrel 20 containing the imaging unit 10J, another long lens barrel containing another lens group 21 via an annular connecting member 22 is used. 23 can also be connected. Accordingly, it is possible to provide a lens barrel with an image sensor that can select an arbitrary focal length. Further, as an application example, as shown in FIG. 13C, it is conceivable to arrange the imaging unit 10 ⁇ / b> J and the lens barrel 20 inside the camera body 24. Thus, a desired interchangeable lens can be used by detachably connecting to another lens barrel 23 containing the telephoto lens 21 via the annular connecting member 22. Further, as shown in FIG.
- the imaging unit 10J is illustrated by connecting the lens barrel 20 to another short lens barrel 26 having a built-in wide-angle lens 25 via an annular coupling member 22. It can also be mounted on a thin smartphone 100 as shown in FIG. That is, the basic configuration of the image pickup unit 10J can be installed regardless of the model such as a digital camera or a smartphone.
- f Focal length of the entire imaging lens system
- FB Back focus
- F F number 2Y: Diagonal length of the imaging surface of the solid-state imaging device
- ENTP Entrance pupil position (distance from the first surface to the entrance pupil position)
- EXTP exit pupil position (distance from imaging surface to exit pupil position)
- H1 Front principal point position (distance from first surface to front principal point position)
- H2 Rear principal point position (distance from the final surface to the rear principal point position)
- R radius of curvature
- D spacing between upper surfaces of axes
- Nd refractive index of lens material with respect to d-line
- ⁇ d Abbe number of lens material
- the surface described with “*” after each surface number is a surface having an aspheric shape, and the shape of the aspheric surface has the vertex of the surface as the origin and the X axis in the optical axis direction.
- the height in the direction perpendicular to the optical axis is h, and is expressed by the following “Equation 1”.
- Lens data is shown in Table 1.
- a power of 10 for example, 2.5 ⁇ 10 ⁇ 02
- E for example, 2.5E-02
- 4 is a sectional view of the lens of Example 1.
- L1 is a first lens
- L2 is a second lens
- L3 is a third lens
- L4 is a fourth lens
- L5 is a fifth lens
- S is an aperture stop
- I is an imaging surface.
- 15A is a spherical aberration diagram of Example 1
- FIG. 15B is an astigmatism diagram
- FIG. 15C is a distortion diagram.
- FIG. 16 is a meridional coma aberration diagram.
- g represents the amount of spherical aberration with respect to the g line
- d represents the amount of spherical aberration with respect to the d line.
- the solid line S represents the sagittal plane
- the dotted line M represents the meridional plane (the same applies hereinafter).
- the surface data of the imaging lens of Example 1 is shown below.
- FIG. 17 is a sectional view of the lens of Example 2.
- L1 is a first lens
- L2 is a second lens
- L3 is a third lens
- L4 is a fourth lens
- S is an aperture stop
- I is an imaging surface.
- FIG. 18A is a spherical aberration diagram of Example 2
- FIG. 18B is an astigmatism diagram
- FIG. 18C is a distortion diagram.
- FIG. 19 is a meridional coma aberration diagram.
- the surface data of the imaging lens of Example 2 is shown below.
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Abstract
低背化を促進しつつも固体撮像素子のスプリングバックを有効に抑制できる撮像ユニットおよびレンズ鏡筒並びに携帯端末を得る。 撮像ユニットは、固体撮像素子と、固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズとを有する。固体撮像素子の撮像面は、画面中心に対して周辺側が物体側へ倒れるように湾曲している。撮像レンズは、撮像面の曲率半径が変化しないように、固体撮像素子を拘束する。これにより、像面湾曲や歪曲収差、コマ収差を良好に補正する。
Description
本技術は、撮像ユニット、レンズ鏡筒および携帯端末に関する。詳しくは、CCD型イメージセンサあるいはCMOS型イメージセンサ等の固体撮像素子であって撮像面が湾曲してなる固体撮像素子と、それに好適な撮像レンズを備えた撮像ユニット、レンズ鏡筒および携帯端末に関する。
近年、CCD(Charged Coupled Device)型またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた小型の撮像装置が広く知られている。これら小型の撮像装置は、携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant)等の携帯端末、更にはノートパソコン等にも搭載されるようになり、遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能になっている。
このような撮像装置に用いられる固体撮像素子においては、近年、画素サイズの小型化が進み、撮像素子の高画素化や小型化が図られている。さらに、撮像面を湾曲させることも可能になり、そのような撮像素子に最適な、小型で高性能を有する撮像レンズが求められるようになっている。
ここで、特許文献1に、固体撮像素子を湾曲させた撮像装置が開示されている。特許文献1によれば、固体撮像素子を多項式面形状に湾曲させることにより、レンズで発生する像面湾曲、歪曲収差をバランスよく補正し、小型で解像度の高い撮像装置が提供される。しかしながら、特許文献1には、固体撮像素子を多項式面形状に湾曲させる方法が具体的に示されていない。
本発明者らは鋭意研究の結果、固体撮像素子を外周側から圧縮することで、その撮像面を多項式面形状に湾曲させる方法を見出した。しかしながら、外周側から圧縮した固体撮像素子は弾性変形しているため、いわゆるスプリングバックにより、平面に戻ろうとする力が発生することとなる。一方、固体撮像素子の背面側に型を設けて、固体撮像素子のスプリングバックを抑えるという考えもある。しかしながら、スマートフォンなどの携帯端末に搭載する場合には、撮像ユニットの光軸方向長を極力短く(低背化)することが要求されているため、好ましくないという問題がある。
本技術は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、低背化を促進しつつも固体撮像素子のスプリングバックを有効に抑制できる撮像ユニットおよびレンズ鏡筒並びに携帯端末を得ることを目的とする。
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第1の側面は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズとを有する撮像ユニットにおいて、前記固体撮像素子の撮像面は、画面中心に対して周辺側が物体側へ倒れるように湾曲しており、前記撮像レンズは、前記撮像面の曲率半径が変化しないように、前記固体撮像素子を拘束している撮像レンズである。
本技術によれば、前記撮像レンズが、前記撮像面の曲率半径が変化しないように、前記固体撮像素子を拘束しているため、前記固体撮像素子の撮像面を湾曲させたときにスプリングバックが生じたときも、これに抗することで前記撮像面の曲率半径を維持し、これにより像面湾曲や歪曲収差、コマ収差を良好に補正できる。又、前記固体撮像素子の物体側にある前記撮像レンズを利用して、前記固体撮像素子のスプリングバックを抑えるため、小型化・低背化も可能になる。ここで、本技術では撮像面の湾曲形状は、画面の長辺方向と短辺方向のどちらも同様に画面周辺部に向かって物体側へ倒れるように湾曲していることを前提としているが、その形状は球必ずしも球面形状である必要はなく、非球面形状、放物面形状、XY多項式面形状等、任意の数式で表現できる面形状であれば何でも良く、レンズ系で発生する像面湾曲の形状にフィットするような形状とすることで、画面全体にわたり性能を向上させることが可能となる。
また、この第1の側面において、前記撮像レンズの光学面又はフランジ部が、前記固体撮像素子の前記撮像面の周囲部に当接しているようにしてもよい。
前記撮像レンズの光学面又はフランジ部が、前記固体撮像素子の前記撮像面の周囲部に当接してセンタリング機能を発揮することで、前記撮像レンズの光軸を、前記固体撮像素子の中心と一致させることができる。また、前記撮像レンズの光学面又はフランジ部を、前記固体撮像素子の前記撮像面の周囲部に当接させることで、前記撮像レンズと前記固体撮像素子の撮像面との間隔を精度良く規定することができる。なお、光学面とは有効径外の面も含む。
また、この第1の側面において、前記撮像レンズと前記固体撮像素子との間は密封されていてもよい。
これにより、前記撮像面にゴミなどの異物が付着することを抑制できる。又、前記撮像レンズと前記固体撮像素子との間に、空気層以外の液体などの別な媒体を設けることもでき、それにより光学特性を向上できる。
また、この第1の側面において、光軸方向から見たときに、前記撮像レンズの一部が前記固体撮像素子より光軸直交方向に延在し、且つ前記固体撮像素子の一部が前記撮像レンズより光軸直交方向に延在しており、前記固体撮像素子の前記一部に、外部回路に信号を伝達するためのワイヤ結線を行ってもよい。
これにより、前記撮像レンズの一部が、前記固体撮像素子を拘束しているために光軸直交方向に延在している場合でも、前記固体撮像素子のワイヤ結線を妨げることがない。
また、本技術の第2の側面は、固体撮像素子と、前記固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズとを有する撮像ユニットにおいて、前記固体撮像素子の撮像面は、画面中心に対して周辺側が物体側へ倒れるように湾曲しており、前記撮像面の曲率半径が変化しないように、前記固体撮像素子の前記撮像面以外の部位を抑える枠部材を、前記撮像レンズと前記固体撮像素子との間に設けており、前記撮像レンズを通過した被写体光は、前記枠部材内を通過して前記結像面に結像する撮像レンズである。
本技術によれば、前記撮像面の曲率半径が変化しないように、前記固体撮像素子の前記撮像面以外の部位を抑える枠部材を、前記撮像レンズと前記固体撮像素子との間に設けているため、前記固体撮像素子の撮像面を湾曲させたときにスプリングバックが生じたときも、これに抗することで前記撮像面の曲率半径を維持し、これにより像面湾曲や歪曲収差、コマ収差等を良好に補正できる。また、前記固体撮像素子と前記撮像レンズの間に設けた善木枠部材を利用して、前記固体撮像素子のスプリングバックを抑えるため、小型化・低背化も可能になる。前記撮像レンズを通過した被写体光は、前記枠部材内を通過して前記結像面に結像するため、撮像の妨げになることもない。
また、この第1または第2の側面において、前記撮像レンズの像側光学面上に、マイクロレンズを設けてもよい。
これにより前記固体撮像素子の製作が容易になる。
また、この第1または第2の側面において、前記マイクロレンズの径は、光軸側から周辺側に向かうに連れて徐々に大きくなるようにしてもよい。
これにより、前記撮像レンズの像側光学面上にマイクロレンズを設けた際における、前記固体撮像素子の湾曲した撮像面に結像させる際の不具合を解消できる。
また、この第1または第2の側面において、前記撮像レンズの像側光学面上に、カラーフィルタを設けてもよい。
これにより前記固体撮像素子の製作が容易になる。
また、本技術の第3の側面は、上述の第1または第2の側面における撮像ユニットを有するレンズ鏡筒である。
また、本技術の第4の側面は、上述の第1または第2の側面における撮像ユニットを有する携帯端末である。
本技術によれば、低背化を促進しつつも固体撮像素子のスプリングバックを有効に抑制できる撮像ユニットおよびレンズ鏡筒並びに携帯端末を得ることができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
以下、本技術を実施するための形態(以下、実施の形態と称する)について説明する。
<第1の実施の形態>
図1は、第1の実施の形態にかかる撮像ユニット10の断面図である。図2は、撮像ユニット10の一部を拡大して示す断面図である。
図1は、第1の実施の形態にかかる撮像ユニット10の断面図である。図2は、撮像ユニット10の一部を拡大して示す断面図である。
図1に示すように、撮像ユニット10は、CMOS型撮像素子11と、撮像レンズ12と、筐体13と、撮像素子11を保持する基板14とを備え、これらが一体的に形成されている。CMOS型撮像素子11は、光電変換部としての撮像面11cを有する固体撮像素子である。撮像レンズ12は、撮像素子11上の撮像面11cに被写体像を撮像するためのレンズである。筐体13は、物体側からの光入射用の開口部を有する遮光部材からなる。
撮像素子11は、その中間生成体が平板状であるが、これを外周側から圧縮することで、所定の曲率半径で半球状になるように湾曲させており、中央の湾曲部11aと、その周囲の平板部11bとからなる。湾曲部11aの受光側の面の中央部に、画素(光電変換素子)が2次元的に配置された受光部としての撮像面11cが形成され、その周囲には信号処理回路(不図示)が形成されている。この信号処理回路は、各画素を順次駆動し信号電荷を得る駆動回路部と、各信号電荷をデジタル信号に変換するA/D変換部と、このデジタル信号を用い画像信号出力を形成する信号処理部等から構成されている。なお、撮像素子は、上述のCMOS型のイメージセンサに限るものでなく、CCD等の他のものを適用したものでもよい。また、特に明示しない場合には、図示していないが、撮像面11c上にマイクロレンズとカラーフィルタを形成している。
撮像素子11は、開口部14aを有する基板14に対して、開口部14a内に湾曲部11aの一部を収容するようにして、平板部11bを取り付けている。撮像素子11の平板部11bの周囲にパッド11dを形成し、該基板14とパッド11dとをボンディングされたワイヤ(ワイヤ結線)15を介して接続している。ワイヤ15により、撮像素子11と不図示の外部回路(例えば、撮像ユニットを実装した上位装置が有する制御回路)とが接続される。これにより、外部回路から撮像素子11を駆動するための電圧やクロック信号の供給を受けたり、また、デジタルYUV信号を外部回路へ出力したりすることを可能としている。
撮像素子11の撮像面11c側には、撮像レンズ12が配置されている。図2に示すように、撮像レンズ12は、撮像面11cに対して所定の光軸方向間隔をあけて(或いは密着して)配置された像側光学面12aと、その周囲のフランジ部12bと、像側光学面12a及びフランジ部12bとの間に設けられた突起12cとを有する。撮像レンズ12のフランジ部12bの像側面を、撮像素子11の撮像面11cの周囲に形成された平板部11bに当接させることで、撮像面11cに対して像側光学面12aを光軸方向に位置決めできる。一方、撮像レンズ12の突起12cを、撮像素子11の撮像面11cの周囲の湾曲部11aに当接させることで、撮像面11cに対して撮像レンズ12を光軸直交方向に位置決めできる。尚、撮像レンズ12の像側光学面12a自体を、撮像素子11の撮像面11cの周囲に当接させても良い。
すなわち、本実施の形態によれば、撮像レンズ12を撮像素子11に接着固定することで撮像素子11を拘束し、それに生じるスプリングバックに抗して、その形状を維持することにより撮像面11cの曲率半径を維持する。これにより像面湾曲や歪曲収差、コマ収差を良好に補正できる。また、撮像素子11の物体側にある撮像レンズ12を利用して、撮像素子11のスプリングバックを抑えるため、小型化および低背化も可能になる。
なお、撮像素子11の全周に接着剤を塗布することで、撮像レンズ12と撮像素子11との間を密封することもできる。これにより、撮像面11cにゴミなどの異物が付着することを抑制できる。また、空気以外の媒体を密封空間に充填しても良い。
基板14には、筐体13が取り付けられており、撮像レンズ12の周囲を遮光すると共に、撮像レンズ12を保持している。
上述した撮像ユニット10の動作について説明する。図3は、撮像ユニット10を携帯端末としてのスマートフォン100に装備した状態を示す。また、図4はスマートフォン100の制御ブロック図である。
撮像ユニット10は、例えば、筐体13の物体側端面がスマートフォン100の背面(図3(b)参照)に設けられ、液晶表示部の下方に相当する位置に配設される。
撮像ユニット10は、外部接続端子(図4では矢印)を介して、スマートフォン100の制御部101と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部101側に出力する。
一方、スマートフォン100は、図4に示すように、制御部(CPU)101と、入力部60と、表示部65と、無線通信部80と、記憶部(ROM)91と、一時記憶部(RAM)92とを備えている。制御部(CPU)101は、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行するものである。入力部60は、電源等のスイッチ及び番号等をタッチパッドにより指示入力するものである。表示部65は、所定のデータの他に撮像した映像等を液晶パネルで表示するものである。但し、表示部の液晶パネルと入力部のタッチパッドはタッチパネル70が兼用する。無線通信部80は、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するためのものである。記憶部(ROM)91は、スマートフォン100のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ID等の必要な諸データを記憶するためのものである。一時記憶部(RAM)92は、制御部101によって実行される各種処理プログラムやデータ、処理データ、撮像ユニット10により得られた撮像データ等を一時的に格納する作業領域である。
スマートフォン100は、入力キー部60の操作によって動作し、タッチパネル70に表示されたアイコン71等をタッチすることで、撮像ユニット10を駆動して撮像を行うことができる。撮像レンズ12を介して被写体光が撮像素子11の撮像面11cに結像される。撮像ユニット10により変換された画像信号は、上記スマートフォン100の制御系により、記憶部92に記憶されたり、或いはタッチパネル70で表示され、さらには、無線通信部80を介して映像情報として外部に送信される。
<第2の実施の形態>
図5は、第2の実施の形態にかかる撮像ユニット10Aの断面図であるが、筐体は省略している。本実施の形態では、基板14Aが円筒型の凹部14bを有しており、凹部14b内に撮像素子11の一部を収容するようにしている。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
図5は、第2の実施の形態にかかる撮像ユニット10Aの断面図であるが、筐体は省略している。本実施の形態では、基板14Aが円筒型の凹部14bを有しており、凹部14b内に撮像素子11の一部を収容するようにしている。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
<第3の実施の形態>
図6は、第3の実施の形態にかかる撮像ユニット10Bの断面図であるが、筐体は省略している。本実施の形態では、平行平板状の基板14Bに対して、ブロック状の撮像素子11Bの背面全面(撮像レンズ12と反対側)が接着固定されており、撮像レンズ12のフランジ部12bが、撮像素子11Aの平板部11bの物体側面に当接し接着固定されている。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
図6は、第3の実施の形態にかかる撮像ユニット10Bの断面図であるが、筐体は省略している。本実施の形態では、平行平板状の基板14Bに対して、ブロック状の撮像素子11Bの背面全面(撮像レンズ12と反対側)が接着固定されており、撮像レンズ12のフランジ部12bが、撮像素子11Aの平板部11bの物体側面に当接し接着固定されている。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
<第4の実施の形態>
図7は、第4の実施の形態にかかる撮像ユニット10Cの断面図であるが、筐体は省略している。本実施の形態では、基板14の開口部14aに撮像レンズ12Cの一部を収容するようにしている。撮像素子11Cは、撮像レンズ12のフランジ部12bに接着固定され、それにより基板14に対して支持される。基板14の背面側から延在するワイヤ15が、撮像素子11Cの平面部12bの背面側(撮像レンズ12Cと反対側)に設けられたパッド11dに結線されている。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
図7は、第4の実施の形態にかかる撮像ユニット10Cの断面図であるが、筐体は省略している。本実施の形態では、基板14の開口部14aに撮像レンズ12Cの一部を収容するようにしている。撮像素子11Cは、撮像レンズ12のフランジ部12bに接着固定され、それにより基板14に対して支持される。基板14の背面側から延在するワイヤ15が、撮像素子11Cの平面部12bの背面側(撮像レンズ12Cと反対側)に設けられたパッド11dに結線されている。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
<第5の実施の形態>
図8は、第5の実施の形態にかかる撮像ユニット10Dの断面図であるが、筐体は省略している。本実施の形態では、撮像レンズ12Dが3枚玉のレンズからなり、レンズ間距離を調整可能なように、組み合わせホルダ16を介して基板14に固定されている点が異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
図8は、第5の実施の形態にかかる撮像ユニット10Dの断面図であるが、筐体は省略している。本実施の形態では、撮像レンズ12Dが3枚玉のレンズからなり、レンズ間距離を調整可能なように、組み合わせホルダ16を介して基板14に固定されている点が異なる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
<第6の実施の形態>
図9は、第6の実施の形態にかかる撮像ユニット10Eの断面図であるが、筐体は省略している。本実施の形態では、撮像レンズ12と撮像素子11の間に、環状の枠部材17が配置されている。枠部材17は、開口17aと撮像素子11側に突出した突起17cとを有し、本実施の形態では、撮像レンズ12を不図示の筐体に固定するホルダとして機能すると共に、撮像素子11のスプリングバックを抑制する手段としても機能する。
図9は、第6の実施の形態にかかる撮像ユニット10Eの断面図であるが、筐体は省略している。本実施の形態では、撮像レンズ12と撮像素子11の間に、環状の枠部材17が配置されている。枠部材17は、開口17aと撮像素子11側に突出した突起17cとを有し、本実施の形態では、撮像レンズ12を不図示の筐体に固定するホルダとして機能すると共に、撮像素子11のスプリングバックを抑制する手段としても機能する。
枠部材17の像側面を、撮像素子11の撮像面11cの周囲に形成された平板部11bに当接させることで、撮像面11cに対して枠部材17を介して撮像レンズ12を光軸方向に位置決めできる。一方、枠部材17の突起17bを、撮像素子11の撮像面11cの周囲の湾曲部11aに当接させることで、撮像面11cに対して枠部材17を介して撮像レンズ12を光軸直交方向に位置決めできる。撮像レンズ12を通過した被写体光は、枠部材17の開口17aを介して撮像面11cに入射する。尚、撮像レンズ12と枠部材17とを切り離してもよい。
<第7の実施の形態>
図10は、第7の実施の形態にかかる撮像ユニット10Fの断面図であるが、筐体は省略している。本実施の形態では、撮像レンズ12Fの像側光学面12aに、撮像面11cの画素に対応してマトリクス状に配列したマイクロレンズ18を形成している。これにより湾曲した撮像面11cを有する撮像素子11の形成が容易になる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
図10は、第7の実施の形態にかかる撮像ユニット10Fの断面図であるが、筐体は省略している。本実施の形態では、撮像レンズ12Fの像側光学面12aに、撮像面11cの画素に対応してマトリクス状に配列したマイクロレンズ18を形成している。これにより湾曲した撮像面11cを有する撮像素子11の形成が容易になる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
<第8の実施の形態>
図11(a)は、第8の実施の形態にかかる撮像ユニット10Gの部分断面図であり(マイクロレンズ18は一部のみ図示)、図11(b)は、マイクロレンズ18と撮像面11cとを光軸方向に重ねてみた図である。本実施の形態では、撮像素子11Gの撮像面11cの画素サイズが、中心から離れるほど大きくなっており、且つそれに対応して、撮像レンズ12Gの像側光学面12aに形成したマイクロレンズ18の径が、光軸から離れるほど大きくなっている。これにより、集光特性を向上できる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。尚、像側光学面12a上にカラーフィルタを配置しても良い。
図11(a)は、第8の実施の形態にかかる撮像ユニット10Gの部分断面図であり(マイクロレンズ18は一部のみ図示)、図11(b)は、マイクロレンズ18と撮像面11cとを光軸方向に重ねてみた図である。本実施の形態では、撮像素子11Gの撮像面11cの画素サイズが、中心から離れるほど大きくなっており、且つそれに対応して、撮像レンズ12Gの像側光学面12aに形成したマイクロレンズ18の径が、光軸から離れるほど大きくなっている。これにより、集光特性を向上できる。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。尚、像側光学面12a上にカラーフィルタを配置しても良い。
<第9の実施の形態>
図12(a)は、第9の実施の形態で用いる撮像レンズ12Hを光軸方向から見た図である。図12(b)は、第9の実施の形態で用いる撮像素子11Hを光軸方向から見た図である。図12(c)は、撮像レンズ12Hと撮像素子11Hとを光軸方向に重ねてみた図である。本実施の形態では、図12(c)に示すように、撮像レンズ12Hのフランジ部12bが撮像素子11Hより光軸直交方向(図12で上下方向)に延在する。撮像素子11Hの平面部11bの一部は、撮像レンズ12Hより光軸直交方向(図12で左右方向)に延在している。撮像素子11Hの撮像レンズ12からはみだしている平面部11bに、パッド11dを設けてワイヤ15により結線している(一部のみ図示)。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
図12(a)は、第9の実施の形態で用いる撮像レンズ12Hを光軸方向から見た図である。図12(b)は、第9の実施の形態で用いる撮像素子11Hを光軸方向から見た図である。図12(c)は、撮像レンズ12Hと撮像素子11Hとを光軸方向に重ねてみた図である。本実施の形態では、図12(c)に示すように、撮像レンズ12Hのフランジ部12bが撮像素子11Hより光軸直交方向(図12で上下方向)に延在する。撮像素子11Hの平面部11bの一部は、撮像レンズ12Hより光軸直交方向(図12で左右方向)に延在している。撮像素子11Hの撮像レンズ12からはみだしている平面部11bに、パッド11dを設けてワイヤ15により結線している(一部のみ図示)。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
<第10の実施の形態>
本実施の形態にかかる撮像ユニット10Jにおいては、図13に示すように、撮像レンズ12Jの像側光学面12aを、撮像素子11Hの湾曲した撮像面11cに貼り付けている。像側光学面12aと撮像面11cとの間には、マイクロレンズとカラーフィルタが設けられているが、これらは設けなくても良い。撮像ユニット10Jは、円管状のレンズ鏡筒20内に配置されている。ここで、図13(a)に示すように、レンズ鏡筒20を物体側に延長することで、他のレンズ群21を、レンズ鏡筒20内の撮像レンズ12Jの物体側に配置することができる。
本実施の形態にかかる撮像ユニット10Jにおいては、図13に示すように、撮像レンズ12Jの像側光学面12aを、撮像素子11Hの湾曲した撮像面11cに貼り付けている。像側光学面12aと撮像面11cとの間には、マイクロレンズとカラーフィルタが設けられているが、これらは設けなくても良い。撮像ユニット10Jは、円管状のレンズ鏡筒20内に配置されている。ここで、図13(a)に示すように、レンズ鏡筒20を物体側に延長することで、他のレンズ群21を、レンズ鏡筒20内の撮像レンズ12Jの物体側に配置することができる。
また、図13(b)に示すように、撮像ユニット10Jを内蔵したレンズ鏡筒20を短くする代わりに、環状連結部材22を介して、他のレンズ群21を内蔵した別の長いレンズ鏡筒23に連結することもできる。これにより、任意の焦点距離を選択できる撮像素子付きレンズ鏡筒を提供できる。更に応用例としては、図13(c)に示すように、カメラボディ24の内部に、撮像ユニット10Jとレンズ鏡筒20を配置しておくことが考えられる。これにより、環状連結部材22を介して、望遠レンズ21を内蔵した別のレンズ鏡筒23に脱着可能に連結することで、所望の交換レンズを使用できるようになる。また、図13(d)に示すように、レンズ鏡筒20を、環状連結部材22を介して、広角レンズ25を内蔵した別の短いレンズ鏡筒26に連結することで、撮像ユニット10Jを図3に示すような薄形のスマートフォン100にも搭載することもできる。つまり、撮像ユニット10Jの基本構成はそのままに、デジタルカメラやスマートフォンなど機種を問わず搭載することが可能になる。
<実施例>
次に、上述した実施の形態に好適な撮像レンズの実施例について説明する。但し、以下に示す実施例により本発明が限定されるものではない。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
f :撮像レンズ全系の焦点距離
fB :バックフォーカス
F :Fナンバー
2Y :固体撮像素子の撮像面対角線長
ENTP:入射瞳位置(第1面から入射瞳位置までの距離)
EXTP:射出瞳位置(撮像面から射出瞳位置までの距離)
H1 :前側主点位置(第1面から前側主点位置までの距離)
H2 :後側主点位置(最終面から後側主点位置までの距離)
R :曲率半径
D :軸上面間隔
Nd :レンズ材料のd線に対する屈折率
νd :レンズ材料のアッベ数
次に、上述した実施の形態に好適な撮像レンズの実施例について説明する。但し、以下に示す実施例により本発明が限定されるものではない。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
f :撮像レンズ全系の焦点距離
fB :バックフォーカス
F :Fナンバー
2Y :固体撮像素子の撮像面対角線長
ENTP:入射瞳位置(第1面から入射瞳位置までの距離)
EXTP:射出瞳位置(撮像面から射出瞳位置までの距離)
H1 :前側主点位置(第1面から前側主点位置までの距離)
H2 :後側主点位置(最終面から後側主点位置までの距離)
R :曲率半径
D :軸上面間隔
Nd :レンズ材料のd線に対する屈折率
νd :レンズ材料のアッベ数
各実施例において、各面番号の後に「*」が記載されている面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にX軸をとり、光軸と垂直方向の高さをhとして以下の「数1」で表す。
<実施例1>
レンズデータを表1に示す。なお、これ以降(表のレンズデータを含む)において、10のべき乗数(たとえば2.5×10-02)を、E(たとえば2.5E-02)を用いて表すものとする。図4は実施例1のレンズの断面図である。図中L1は第1レンズ、L2は第2レンズ、L3は第3レンズ、L4は第4レンズ、L5は第5レンズ、Sは開口絞り、Iは撮像面を示す。図15(a)は実施例1の球面収差図、図15(b)は非点収差図、図15(c)は歪曲収差図である。図16は、メリディオナルコマ収差図である。ここで、球面収差図、コマ収差図及びメリディオナルコマ収差図において、gはg線、dはd線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線Sはサジタル面、点線Mはメリディオナル面をそれぞれ表す(以下同じ)。
レンズデータを表1に示す。なお、これ以降(表のレンズデータを含む)において、10のべき乗数(たとえば2.5×10-02)を、E(たとえば2.5E-02)を用いて表すものとする。図4は実施例1のレンズの断面図である。図中L1は第1レンズ、L2は第2レンズ、L3は第3レンズ、L4は第4レンズ、L5は第5レンズ、Sは開口絞り、Iは撮像面を示す。図15(a)は実施例1の球面収差図、図15(b)は非点収差図、図15(c)は歪曲収差図である。図16は、メリディオナルコマ収差図である。ここで、球面収差図、コマ収差図及びメリディオナルコマ収差図において、gはg線、dはd線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線Sはサジタル面、点線Mはメリディオナル面をそれぞれ表す(以下同じ)。
実施例1の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
f=0.84mm
fB=-0.04mm
F=4
2Y=3mm
ENTP=0.96mm
EXTP=-2.17mm
H1=1.47mm
H2=-0.87mm
f=0.84mm
fB=-0.04mm
F=4
2Y=3mm
ENTP=0.96mm
EXTP=-2.17mm
H1=1.47mm
H2=-0.87mm
実施例1の撮像レンズの面データを以下に示す。
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 ∞ 0.00 2.30
2* 38.031 0.40 1.58310 59.5 1.78
3* 0.682 0.60 0.98
4* 1.418 0.90 1.63470 23.9 0.87
5* 3.612 0.19 0.38
6(絞り) ∞ 0.05 0.18
7* 1.427 0.74 1.53048 56.0 0.31
8* -0.376 0.06 0.51
9* -0.789 0.46 1.63470 23.9 0.54
10* 9.008 0.65 0.88
11 ∞ 0.41 1.51630 64.1 1.36
12 -10.000 0.05 1.51400 42.8 1.48
13 -10.000
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 ∞ 0.00 2.30
2* 38.031 0.40 1.58310 59.5 1.78
3* 0.682 0.60 0.98
4* 1.418 0.90 1.63470 23.9 0.87
5* 3.612 0.19 0.38
6(絞り) ∞ 0.05 0.18
7* 1.427 0.74 1.53048 56.0 0.31
8* -0.376 0.06 0.51
9* -0.789 0.46 1.63470 23.9 0.54
10* 9.008 0.65 0.88
11 ∞ 0.41 1.51630 64.1 1.36
12 -10.000 0.05 1.51400 42.8 1.48
13 -10.000
実施例1の非球面係数を以下に示す。
第2面
K=-0.50000E+02, A4=0.91594E-01, A6=-0.43298E-01, A8=0.90611E-02,
A10=-0.96295E-03, A12=0.53811E-04
第3面
K=-0.10073E+01, A4=-0.42866E-01, A6= 0.30980E+00, A8= 0.33406E+00,
A10=-0.11637E+01, A12= 0.60040E+00
第4面
K=-0.97639E+01, A4= 0.22056E+00, A6=-0.39971E-01, A8= 0.18526E+00,
A10=-0.35313E+00, A12=0.19096E+00
第5面
K=-0.46079E+01, A4= 0.57221E+00, A6= 0.13272E+01, A8=-0.81783E+01,
A10= 0.25511E+02, A12=-0.32938E+02
第7面
K=-0.26660E+01, A4= 0.75905E-01, A6= 0.44468E+00, A8= 0.26032E+01,
A10=-0.38162E+02, A12= 0.13486E+03
第8面
K=-0.38839E+01, A4=-0.16438E+01, A6= 0.39491E+01, A8=-0.13444E+02,
A10= 0.21046E+02, A12= 0.23469E+01
第9面
K=-0.20091E+02, A4=-0.16831E+00, A6=-0.40405E+01, A8= 0.70058E+01,
A10=-0.61198E+01, A12=-0.29349E+02
第10面
K=-0.50000E+02, A4=-0.98947E-01, A6=-0.67924E-01, A8=-0.19606E+00,
A10= 0.31160E+00, A12=-0.13412E+00
第2面
K=-0.50000E+02, A4=0.91594E-01, A6=-0.43298E-01, A8=0.90611E-02,
A10=-0.96295E-03, A12=0.53811E-04
第3面
K=-0.10073E+01, A4=-0.42866E-01, A6= 0.30980E+00, A8= 0.33406E+00,
A10=-0.11637E+01, A12= 0.60040E+00
第4面
K=-0.97639E+01, A4= 0.22056E+00, A6=-0.39971E-01, A8= 0.18526E+00,
A10=-0.35313E+00, A12=0.19096E+00
第5面
K=-0.46079E+01, A4= 0.57221E+00, A6= 0.13272E+01, A8=-0.81783E+01,
A10= 0.25511E+02, A12=-0.32938E+02
第7面
K=-0.26660E+01, A4= 0.75905E-01, A6= 0.44468E+00, A8= 0.26032E+01,
A10=-0.38162E+02, A12= 0.13486E+03
第8面
K=-0.38839E+01, A4=-0.16438E+01, A6= 0.39491E+01, A8=-0.13444E+02,
A10= 0.21046E+02, A12= 0.23469E+01
第9面
K=-0.20091E+02, A4=-0.16831E+00, A6=-0.40405E+01, A8= 0.70058E+01,
A10=-0.61198E+01, A12=-0.29349E+02
第10面
K=-0.50000E+02, A4=-0.98947E-01, A6=-0.67924E-01, A8=-0.19606E+00,
A10= 0.31160E+00, A12=-0.13412E+00
実施例1の撮像レンズの単レンズデータを以下に示す。
レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 2 -1.195
2 4 3.175
3 7 0.651
4 9 -1.112
5 11 19.296
レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 2 -1.195
2 4 3.175
3 7 0.651
4 9 -1.112
5 11 19.296
<実施例2>
レンズデータを表2に示す。図17は実施例2のレンズの断面図である。図中L1は第1レンズ、L2は第2レンズ、L3は第3レンズ、L4は第4レンズ、Sは開口絞り、Iは撮像面を示す。図18(a)は実施例2の球面収差図、図18(b)は非点収差図、図18(c)は歪曲収差図である。図19は、メリディオナルコマ収差図である。
レンズデータを表2に示す。図17は実施例2のレンズの断面図である。図中L1は第1レンズ、L2は第2レンズ、L3は第3レンズ、L4は第4レンズ、Sは開口絞り、Iは撮像面を示す。図18(a)は実施例2の球面収差図、図18(b)は非点収差図、図18(c)は歪曲収差図である。図19は、メリディオナルコマ収差図である。
実施例2の撮像レンズの全体諸元を以下に示す。
f=1.35mm
fB=0mm
F=2.82
2Y=3mm
ENTP=0.96mm
EXTP=-3.36mm
H1=1.49mm
H2=-0.89mm
f=1.35mm
fB=0mm
F=2.82
2Y=3mm
ENTP=0.96mm
EXTP=-3.36mm
H1=1.49mm
H2=-0.89mm
実施例2の撮像レンズの面データを以下に示す。
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 ∞ 0.00 2.15
2* 2.811 0.40 1.54470 56.2 1.76
3* 0.428 0.51 0.92
4* 0.878 0.87 1.63470 23.9 0.83
5* 4.690 0.14 0.42
6(絞り) ∞ 0.09 0.24
7* 2.920 0.73 1.54470 56.2 0.38
8* -0.778 0.97 0.63
9* 171.080 0.46 1.51630 64.1 1.50
10 -10.000 0.03 1.51400 42.8 1.50
11 -10.000
面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 ∞ 0.00 2.15
2* 2.811 0.40 1.54470 56.2 1.76
3* 0.428 0.51 0.92
4* 0.878 0.87 1.63470 23.9 0.83
5* 4.690 0.14 0.42
6(絞り) ∞ 0.09 0.24
7* 2.920 0.73 1.54470 56.2 0.38
8* -0.778 0.97 0.63
9* 171.080 0.46 1.51630 64.1 1.50
10 -10.000 0.03 1.51400 42.8 1.50
11 -10.000
実施例2の非球面係数を以下に示す。
第2面
K=-0.50000E+02, A4= 0.80196E-03, A6=-0.26087E-02, A8= 0.55773E-03,
A10=-0.43133E-05
第3面
K=-0.82663E+00, A4=-0.51712E+00, A6= 0.32110E+00, A8= -0.86436E+00,
A10=0.10197E+00
第4面
K=-0.25111E+01, A4= 0.28043E+00, A6=-0.19015E+00, A8= 0.16628E+00,
A10=-0.12696E+00, A12= 0.10060E-10
第5面
K=0.21799E+02, A4= 0.44802E+00, A6=-0.21419E+01, A8= 0.30040E+02,
A10=-0.94384E+02, A12= 0.27246E-12
第7面
K=-0.50000E+02, A4=0.43277E+00, A6=-0.96506E+00, A8= 0.69548E+01,
A10=-0.13672E+02, A12= 0.10000E-11
第8面
K=-0.10139E+01, A4= 0.20724E+00, A6= 0.97283E-02, A8= 0.71893E+00,
A10=-0.86320E-01, A12= 0.50000E-11
第9面
K= 0.00000E+00, A4= 0.11510E+00, A6=-0.10125E+00, A8= 0.41053E-02,
A10= 0.85133E-02, A12= 0.40119E-11
第2面
K=-0.50000E+02, A4= 0.80196E-03, A6=-0.26087E-02, A8= 0.55773E-03,
A10=-0.43133E-05
第3面
K=-0.82663E+00, A4=-0.51712E+00, A6= 0.32110E+00, A8= -0.86436E+00,
A10=0.10197E+00
第4面
K=-0.25111E+01, A4= 0.28043E+00, A6=-0.19015E+00, A8= 0.16628E+00,
A10=-0.12696E+00, A12= 0.10060E-10
第5面
K=0.21799E+02, A4= 0.44802E+00, A6=-0.21419E+01, A8= 0.30040E+02,
A10=-0.94384E+02, A12= 0.27246E-12
第7面
K=-0.50000E+02, A4=0.43277E+00, A6=-0.96506E+00, A8= 0.69548E+01,
A10=-0.13672E+02, A12= 0.10000E-11
第8面
K=-0.10139E+01, A4= 0.20724E+00, A6= 0.97283E-02, A8= 0.71893E+00,
A10=-0.86320E-01, A12= 0.50000E-11
第9面
K= 0.00000E+00, A4= 0.11510E+00, A6=-0.10125E+00, A8= 0.41053E-02,
A10= 0.85133E-02, A12= 0.40119E-11
実施例2の撮像レンズの単レンズデータを以下に示す。
レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 2 -0.987
2 4 1.564
3 7 1.213
4 10 18.246
レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 2 -0.987
2 4 1.564
3 7 1.213
4 10 18.246
本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例または変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
10,10A~10J 撮像ユニット
11、11A、11B、11C、11G、11H 撮像素子
11a 湾曲部
11b 平板部
11c 撮像面
11d パッド
12、12D、12F、12G、12H、12J 撮像レンズ
12a 像側光学面
12b フランジ部
12c 突起
13 筐体
14、14A、14B 基板
14a 開口部
14b 凹部
15 ワイヤ
16 組み合わせホルダ
17 枠部材
17a 開口
17b 突起
18 マイクロレンズ
20 レンズ鏡筒
21 望遠レンズ
22 環状連結部材
23 長いレンズ鏡筒
24 カメラボディ
25 広角レンズ
26 短いレンズ鏡筒
60 入力キー部
65 表示部
70 タッチパネル
71 アイコン
80 無線通信部
92 記憶部
100 スマートフォン
101 制御部
11、11A、11B、11C、11G、11H 撮像素子
11a 湾曲部
11b 平板部
11c 撮像面
11d パッド
12、12D、12F、12G、12H、12J 撮像レンズ
12a 像側光学面
12b フランジ部
12c 突起
13 筐体
14、14A、14B 基板
14a 開口部
14b 凹部
15 ワイヤ
16 組み合わせホルダ
17 枠部材
17a 開口
17b 突起
18 マイクロレンズ
20 レンズ鏡筒
21 望遠レンズ
22 環状連結部材
23 長いレンズ鏡筒
24 カメラボディ
25 広角レンズ
26 短いレンズ鏡筒
60 入力キー部
65 表示部
70 タッチパネル
71 アイコン
80 無線通信部
92 記憶部
100 スマートフォン
101 制御部
Claims (10)
- 固体撮像素子と、前記固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズとを有する撮像ユニットにおいて、
前記固体撮像素子の撮像面は、画面中心に対して周辺側が物体側へ倒れるように湾曲しており、
前記撮像レンズは、前記撮像面の曲率半径が変化しないように、前記固体撮像素子を拘束している撮像ユニット。 - 前記撮像レンズの光学面又はフランジ部が、前記固体撮像素子の前記撮像面の周囲部に当接している請求項1に記載の撮像ユニット。
- 前記撮像レンズと前記固体撮像素子との間は密封されている請求項1または2に記載の撮像ユニット。
- 光軸方向から見たときに、前記撮像レンズの一部が前記固体撮像素子より光軸直交方向に延在し、且つ前記固体撮像素子の一部が前記撮像レンズより光軸直交方向に延在しており、前記固体撮像素子の前記一部に、外部回路に信号を伝達するためのワイヤ結線を行っている請求項1から3のいずれかに記載の撮像ユニット。
- 固体撮像素子と、前記固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための撮像レンズとを有する撮像ユニットにおいて、
前記固体撮像素子の撮像面は、画面中心に対して周辺側が物体側へ倒れるように湾曲しており、
前記撮像面の曲率半径が変化しないように、前記固体撮像素子の前記撮像面以外の部位を抑える枠部材を、前記撮像レンズと前記固体撮像素子との間に設けており、前記撮像レンズを通過した被写体光は、前記枠部材内を通過して前記結像面に結像する撮像ユニット。 - 前記撮像レンズの像側光学面上に、マイクロレンズを設けた請求項1から5のいずれかに記載の撮像ユニット。
- 前記マイクロレンズの径は、光軸側から周辺側に向かうに連れて徐々に大きくなる請求項6に記載の撮像ユニット。
- 前記撮像レンズの像側光学面上に、カラーフィルタを設けた請求項1から7のいずれかに記載の撮像ユニット。
- 請求項1から8のいずれかに記載の撮像ユニットを有するレンズ鏡筒。
- 請求項1から8のいずれかに記載の撮像ユニットを有する携帯端末。
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---|---|---|---|
JP2013253901 | 2013-12-09 | ||
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2014
- 2014-09-29 WO PCT/JP2014/075847 patent/WO2015087599A1/ja active Application Filing
- 2014-09-29 US US15/101,062 patent/US10050071B2/en active Active
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US20170005125A1 (en) | 2017-01-05 |
US10050071B2 (en) | 2018-08-14 |
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