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公開番号2025027471
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-27
出願番号2024199562,2024017786
出願日2024-11-15,2018-11-14
発明の名称コンパクト屈曲式カメラ構造
出願人コアフォトニクスリミテッド
代理人弁理士法人ITOH
主分類G03B 30/00 20210101AFI20250219BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】バンプ占有領域および高さを低減する。
【解決手段】携帯電子機器、特にスマートフォンバンプの占有領域および高さを低減する屈曲式カメラおよびデュアル屈曲式垂直カメラ。いくつかの例では、屈曲式カメラの後焦点面部の高さを低減することでバンプ占有領域が低減される。いくつかの例では、屈曲式カメラの後焦点面部およびレンズサブセクションの高さを低減することでバンプ占有領域が低減される。
【選択図】図5A
特許請求の範囲【請求項１】
複数のＮ個のレンズ素子Ｌ
１
～Ｌ
Ｎ
を含むレンズであって、第１のレンズ素子Ｌ
１
は、撮影される物体に最も近い、レンズと、
第１の方向から第２の方向へ光路を屈曲させるための光路屈曲素子（ＯＰＦＥ）と、
イメージセンサと、を含む屈曲カメラモジュールであって、
前記屈曲カメラモジュールは、前記ＯＰＦＥ及びＬ
１
を含み、第１のモジュールセクション高さＨ
１
を有する第１のモジュールセクションを含み、
前記屈曲カメラモジュールは、レンズ素子Ｌ
２
～Ｌ
Ｎ
を含み、第２のモジュールセクション高さＨ
２
を有する第２のモジュールセクションを含み、
すべての高さは、前記第１の方向に沿って測定され、
Ｈ
１
＞Ｈ
２
であり、
Ｌ
１
は、レンズ素子Ｌ
２
～Ｌ
Ｎ
のいずれのレンズ素子直径よりも大きいレンズ素子直径Ｄ
１
を有する、屈曲カメラモジュール。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
Ｈ
１
≦Ｈ
２
＋３ｍｍである、請求項１に記載の屈曲カメラモジュール。
【請求項３】
Ｄ
１
は、レンズ素子Ｌ
２
～Ｌ
Ｎ
のいずれのレンズ素子直径よりも０．０５～３ｍｍだけ大きい、請求項１に記載の屈曲カメラモジュール。
【請求項４】
前記イメージセンサは、前記第２のモジュールセクションに含まれる、請求項１に記載の屈曲カメラモジュール。
【請求項５】
前記屈曲カメラモジュールは、前記イメージセンサを含み、前記第１の方向に沿って第３のモジュールセクション高さＨ
３
を有する第３のモジュールセクションを含む、請求項１に記載の屈曲カメラモジュール。
【請求項６】
Ｈ
３
≦Ｈ
２
である、請求項５に記載の屈曲カメラモジュール。
【請求項７】
Ｈ
３
は、Ｈ
２
よりも０．０５～３ｍｍだけ小さい、請求項５に記載の屈曲カメラモジュール。
【請求項８】
前記レンズ素子のうち少なくとも１つは、放射対称を有しない形状を有する、請求項１に記載の屈曲カメラモジュール。
【請求項９】
前記屈曲カメラモジュールは、３ｍｍ～８ｍｍの範囲の高さを有する、請求項１に記載の屈曲カメラモジュール。
【請求項１０】
前記高さは、５ｍｍ～６ｍｍの範囲にある、請求項９に記載の屈曲カメラモジュール。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される実施形態は、一般に、デジタルカメラに関し、特に、スマートフォンなどの携帯電子機器に組み込まれる、屈曲式カメラおよびデュアル屈曲式垂直カメラに関する。
続きを表示（約 4,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話（特にスマートフォン）、タブレット、およびラップトップなどの携帯電子機器が広く普及している。これらの装置の多くは、例えば、主後面カメラ（すなわち、ユーザから離れて面し、しばしば何気ない写真の撮影に使用される、装置の背面側のカメラ）と、二次正面カメラ（すなわち、装置の正面側に配置され、しばしばビデオ会議に使用されるカメラ）とを含む、１つまたは２つのコンパクトな「垂直（ｕｐｒｉｇｈｔ）」カメラを備える。携帯電話カメラ（ｍｏｂｉｌｅｐｈｏｎｅｃａｍｅｒａ）、特に携帯電話カメラ（ｃｅｌｌｐｈｏｎｅｃａｍｅｒａ）における重要な性能指数は、カメラの高さ、又は、カメラもしくはカメラレンズの垂直距離である。
【０００３】
こういったカメラの大部分の設計は、本質的に比較的コンパクトであるが、デジタルスチルカメラの従来の設計と同様である。すなわち、上記設計は、イメージセンサの上部に配置されたレンズアセンブリ（またはいくつかの光学素子の列）を備え、このことが「垂直」という用語を説明する。レンズアセンブリ（「レンズモジュール」または単に「レンズ」とも呼ばれる）は、入射光線を屈折させ、入射光線を曲げて、イメージセンサ上に風景の画像データ（または「画像」）を生成する。これらのカメラの寸法は、主として、センサのサイズおよび光学系の高さによって決定される。これらは、通常、レンズの焦点距離（「ｆ」）およびその視野（ＦＯＶ）を通して結び付けられている。すなわち、あるＦＯＶをあるサイズのセンサ上に結像させなければならないレンズは、特定の焦点距離を有する。このようなカメラでは、焦点距離が増えると、典型的には、光学系の高さが高くなる。
【０００４】
近年、コンパクトカメラの高さを低減するために、屈曲式カメラ構造（単に「屈曲式カメラ」とも呼ばれる）が提案されている（例えば、共願である米国特許出願第２０１６００４４２５０号、および、ＰＣＴ／ＩＢ２０１６／０５２１４３号を参照されたい。それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる）。屈曲式カメラ（図１Ａ～図１Ｃ参照）では、光路屈曲素子（以下、「ＯＰＦＥ（ＯｐｔｉｃａｌＰａｔｈＦｏｌｄｉｎｇＥｌｅｍｅｎｔ）」または「反射素子」と呼ぶ）、例えばプリズムまたはミラーが、モバイル機器の裏面に対して実質的に垂直な方向からモバイル機器の裏面に対して実質的に平行な方向に光の伝播方向を傾斜させるために追加される。簡単のために、反射素子は、以下、「ＯＰＦＥ」とも呼ばれる。図１Ａ～１Ｃは、１００と番号付けされた周知の屈曲式カメラの様々な図である。直交するＸ－Ｙ－Ｚ座標（「軸」）系が、斜視図である図１Ａおよび図１Ｂについて示されている。これらの座標は、以下のすべての斜視図に適用される。図１Ｃの側面図では、座標のうちの２つが別々に示されている。これらの座標は、以下のすべての側面図にも当てはまる。図示の座標系は例示的なものである。
【０００５】
明確にするために、「実質的に」というタームは、本明細書では許容可能な範囲内の値の変動の可能性を示すために使用される。一例によれば、本明細書で使用される「実質的に」という用語は、任意の指定された値を最大で１０％上回る、または下回る変動がありうることを意味すると解釈されるべきである。別の例によれば、本明細書で使用される「実質的に」という用語は、任意の指定された値を最大で５％上回る、または下回る変動がありうることを意味すると解釈されるべきである。さらなる例によれば、本明細書で使用される「実質的に」という用語は、任意の指定された値を最大で２．５％上回る、または下回る変動がありうることを意味すると解釈されるべきである。
【０００６】
カメラ１００は、長さＬ
Ｐ
及び高さＨ
Ｐ
を有するＯＰＦＥ部と、長さＬ
Ｌ
を有するレンズ部１０４と、長さＬ
ＢＦＬ
を有する後方焦点距離（ＢＦＬ）部１０６と、を含む。いくつかの実施形態では、いくつかの部分に対する仕切り（パーティション）は各部品が別々に製造され、すべての部分が一緒に接着されるようになっている。いくつかの実施形態では、いくつかの部品に対する仕切りは概略的なものに過ぎず、すなわち、すべての部品は製造プロセスにおいて一体的に作製される。３つの部分は、屈曲式カメラの「カメラ高さ」におおよそ対応する、実質的に共通の高さＨ
ＦＬ
（１０％以内の差異）を有する。Ｈ
ＦＬ
は３つの部分の外面間の軸Ｙに沿った距離（Ｙは、物体からカメラまでの方向であるか、または以下で説明される第１の方向１１０に平行な方向である）として定義される。また、３つの部分の高さが正確に等しくない例では、最大の高さを有する部分の外面間の軸Ｙに沿った距離として定義される。いくつかの例では、Ｈ
ＦＬ
の値域は３～８ミリメートルである。いくつかの例では、Ｈ
ＦＬ
の値域は５～６ミリメートルである。ＯＰＦＥ部１０２は、光路を第１の方向（光軸）１１０から第２の方向（光軸）１１２に屈曲させるＯＰＦＥ１０８を含む。レンズ部１０４は、第２の方向１１２に平行な共通の光軸を有する１つ以上のレンズエレメントを有するレンズアセンブリ１１４を含む。ＢＦＬ部１０６は、イメージセンサ（または単に「センサ」）１１６を含む。ＢＦＬは、センサに面するレンズエレメントの（センサに向かう）放射面とセンサ自体との間の距離に等しい。屈曲式カメラは、長さＬ
ＦＬ
および幅Ｗ
ＦＬ
を有する。
【０００７】
屈曲式カメラは、本明細書では「デュアル屈曲式垂直カメラ」または単に「デュアルカメラ」とも呼ばれるデュアルカメラ構造に通常の「垂直」カメラを含めて、幾つかの異なる方法により組み立てることができる。例えば、共願である国際特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２０１５／０５６００４号を参照されたい。国際特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２０１５／０５６００４号は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。デュアル屈曲式垂直カメラの一例を図２Ａ～２Ｃに示す。これらの図は、２００と番号付けされた屈曲式デュアルカメラを様々な図で示している。屈曲式デュアルカメラ２００は、カメラ１００と同様の屈曲式カメラ２０２と、高さＨ
Ｕ
および第１の方向１１０に平行な光軸１１０’を有する垂直カメラ２０４とを含む。光軸１１０’と第１の方向１１０との間の距離は、屈曲式デュアルカメラ２００のベースラインとして定義される。図示された特定の実施形態では、２つのカメラがＺ軸に沿って位置する。デュアルカメラは長さＬ
ＤＣ
および幅Ｗ
ＤＣ
を有する。幅Ｗ
ＤＣ
は、屈曲式カメラおよび垂直カメラの幅のうちの大きい方によって決定することができる。この例では屈曲式カメラおよび垂直カメラがＺ軸に沿って整列して示されているが、例えば、共願であるＰＣＴ特許出願ＰＣＴ／ＩＢ２０１５／０５６００４号（その全体が参照により本明細書に組み込まれる）に示されているような他の構成も知られており、適用が可能であることに留意されたい。
【０００８】
２つの垂直カメラを有するデュアルカメラ（本明細書では「デュアル垂直・垂直カメラ（ｄｕａｌｕｐｒｉｇｈｔ－ｕｐｒｉｇｈｔｃａｍｅｒａｓ）」とも呼ばれる）が知られている。スマートフォンのような携帯電子機器へのデュアル垂直・垂直カメラの組み込みも知られており、デュアル垂直・垂直カメラ搭載スマートフォンが商業的に販売されている。図３Ａは、３００と番号付けされた、スマートフォン３０２に含まれる周知のデュアル垂直・垂直カメラの背面図を示す。コンパクトカメラにおいては、垂直カメラのレンズがカメラの表面から突出することで、レンズのみがより高くなり、カメラの他の部分がより低くなるトレンドがある。これは、しばしば「バンプ」と呼ばれ、図３Ａでは３０４で番号付けされている。スマートフォンおよび他の携帯電子機器の表面上のバンプの存在は望ましいものではない。
【０００９】
カメラにおける光フラッシュ（例えば、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）フラッシュ）素子（又は単に「フラッシュ素子」）の使用が知られている。垂直デュアルカメラの「バンプ」の内側にフラッシュ素子を配置することは知られている。図３Ｂは、「バンプ」３１４にフラッシュ素子３１８を有する、スマートフォン３１２に含まれる周知のデュアル垂直・垂直カメラ３１０の背面図である。バンプ内にフラッシュ素子を有する屈曲式カメラを有することが望ましい。従来技術の欠点を改善する屈曲式カメラおよびデュアル屈曲式垂直カメラを提供することが望ましい。バンプ占有領域が低減された屈曲式カメラおよびデュアル屈曲式垂直カメラを提供することが望ましい。
【発明の概要】
【００１０】
本明細書に開示される実施形態は、携帯電子機器、特にスマートフォンにおけるバンプ占有領域および高さを低減する、屈曲式カメラおよびデュアル屈曲式垂直カメラを教示する。いくつかの例では、バンプ占有領域は、屈曲式カメラの後焦点面部の高さを低減することによって低減される。いくつかの例では、バンプ占有領域は、屈曲式カメラの、後焦点面部およびレンズ部分の高さを低減することによって低減される。
（【００１１】以降は省略されています）

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