特許 7356183 小型反射部を用いたカメラモジュール及びこれを用いた拡張現実用光学装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-26

(45)【発行日】2023-10-04

(54)【発明の名称】小型反射部を用いたカメラモジュール及びこれを用いた拡張現実用光学装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 17/17 20210101AFI20230927BHJP

   G02B 27/02 20060101ALI20230927BHJP

   G03B 13/02 20210101ALI20230927BHJP

   G03B 19/07 20210101ALI20230927BHJP

   G03B 30/00 20210101ALI20230927BHJP

   H04N 23/55 20230101ALI20230927BHJP

   H04N 23/57 20230101ALI20230927BHJP

   G02B 17/06 20060101ALN20230927BHJP

【ＦＩ】

G03B17/17

G02B27/02 Z

G03B13/02

G03B19/07

G03B30/00

H04N23/55

H04N23/57

G02B17/06

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021577954

(86)(22)【出願日】2020-07-03

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-14

(86)【国際出願番号】 KR2020008744

(87)【国際公開番号】W WO2021002728

(87)【国際公開日】2021-01-07

【審査請求日】2022-01-18

(31)【優先権主張番号】10-2019-0080347

(32)【優先日】2019-07-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】518374631

【氏名又は名称】レティノル カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100148633

【弁理士】

【氏名又は名称】桜田 圭

(74)【代理人】

【識別番号】100147924

【弁理士】

【氏名又は名称】美恵 英樹

(72)【発明者】

【氏名】ハ、ジョンフン

【審査官】藏田 敦之

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１０２３１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１６－５００９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２４９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２４２４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８７７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０４３３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２１２９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５１５３５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５１２１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２５８２０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５１０８６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ １７／１７

Ｇ０２Ｂ １７／０６

Ｇ０２Ｂ ２７／０２

Ｇ０３Ｂ １３／０２

Ｇ０３Ｂ １７／０２

Ｇ０３Ｂ １９／０７

Ｇ０３Ｂ ３０／００

Ｈ０４Ｎ ２３／５５

Ｈ０４Ｎ ２３／５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一つ以上のレンズが配置される第１レンズ部及び第２レンズ部と、前記第１レンズ部及び前記第２レンズ部のそれぞれを通して入射する画像光を電気的信号に変換して出力する第１イメージセンサー及び第２イメージセンサーとを含むカメラモジュールであって、
中央部にホールが形成され、入射する画像光を反射させて前記第１レンズ部に伝達する第１反射部と、
前記ホールの内部に配置され、入射する画像光を反射させて前記第２レンズ部に伝達する第２反射部と、
を含み、
前記第１反射部及び第２反射部は、入射する画像光を第１レンズ部及び第２レンズ部にそれぞれ反射させるために、第１反射部及び第２反射部の反射面が入射光の光軸に対してそれぞれ傾くように配置され、
前記第２反射部の傾斜角は前記第１反射部の傾斜角に平行でないことを特徴とする、小型反射部を用いたカメラモジュール。

【請求項2】

前記第２反射部は前記第１反射部よりサイズが小さいことを特徴とする、請求項１に記載の小型反射部を用いたカメラモジュール。

【請求項3】

前記第１レンズ部と第２レンズ部に出射する出射光の光軸は互いに平行であることを特徴とする、請求項１に記載の小型反射部を用いたカメラモジュール。

【請求項4】

請求項１に記載のカメラモジュールが複数配置され、
前記それぞれのカメラモジュールは入射する画像光の光軸に垂直な平面に配置されることを特徴とする、複合カメラモジュール。

【請求項5】

前記それぞれのカメラモジュールは前記垂直な平面に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の複合カメラモジュール。

【請求項6】

請求項１に記載のカメラモジュールと、
拡張現実用画像に相応する画像光を出射する画像出射部と、
を含み、
前記第１反射部及び前記第２反射部は、実際世界から入射する画像光をそれぞれ前記第１レンズ部及び前記第２レンズ部に反射させるために、前記第１反射部及び前記第２反射部の反射面が入射光の光軸に対して傾くように配置され、
前記第１反射部及び前記第２反射部のそれぞれの反射面の反対面は前記画像出射部から出射する拡張現実用画像に相応する画像光を使用者の目の瞳孔に向けて反射させて伝達することにより使用者に拡張現実用画像を提供することを特徴とする、拡張現実用光学装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はカメラモジュール及びこれを用いた拡張現実用光学装置に関し、より詳しくは小型反射部を用いて装置を小型化し、カメラモジュールの光最適化設計を容易に遂行することができる小型反射部を用いたカメラモジュール及びこれを用いた拡張現実用光学装置に関する。

【背景技術】

【0002】

周知のように、スマートフォン、タブレット型ＰＣ、ノートブック型ＰＣなどの携帯用機器にカメラモジュールが含まれている。

【0003】

このような携帯用機器に使われるカメラモジュールは、一般的に少なくとも一つ以上のレンズが配置されるレンズ部と、レンズ部を通して入射する画像光を電気的信号に変換して出力するイメージセンサーとを含む。

【0004】

図１は従来のカメラモジュール１００の一般的な構造を概略的に示す図である。

【0005】

図１に示すように、カメラモジュール１００は、レンズ部１０１と、イメージセンサー１０２とを含む。一般的に、レンズ部１０１には少なくとも一つ以上のレンズが順次配置され、イメージセンサー１０２はレンズ部１０１に入射する画像光を電気的信号に変換して出力する。

【0006】

このような従来のカメラモジュール１００は、スマートフォンのような携帯用機器が小型化するのに伴い、全体的なサイズ及び体積も小型化している。しかし、これと共にカメラモジュール１００の性能も急速に発展するのに伴い、高い光学性能を提供するために多数のレンズを使っている。したがって、焦点距離を増やすのに限界があり、図１に示すように、レンズ部１０１が外部に突出するなどの問題があるから、全体的な幅（ｗ）を減らすのに限界があり、これはカメラモジュールの光最適化設計を難しくする要因となり、携帯用機器のフォームファクターを小型化するのに障害として作用している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は前述したような問題点を解決するためのものであり、小型反射部を用いて装置を小型化させ、カメラモジュールの光最適化設計を容易に遂行することができる小型反射部を用いたカメラモジュールを提供することを目的とする。

【0008】

また、本発明は、小型反射部を用いたカメラモジュールを使うことにより、拡張現実用画像を提供するとともに撮影装置としても使うことができる拡張現実用光学装置を提供することをさらに他の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前述したような課題を解決するために、本発明は、少なくとも一つ以上のレンズが配置されるレンズ部と、前記レンズ部を通して入射する画像光を電気的信号に変換して出力するイメージセンサーとを含むカメラモジュールであって、入射する画像光を反射させて前記レンズ部に伝達する反射部を含み、前記反射部の反射面は、入射する画像光をレンズ部に反射させるために、入射光の光軸に対して傾くように配置され、入射光に対する絞りとして作用することを特徴とする小型反射部を用いたカメラモジュールを提供する。

【0010】

本発明の他の側面によれば、入射する画像光を電気的信号に変換して出力するイメージセンサーを含むカメラモジュールであって、入射する画像光を反射させて前記イメージセンサーに伝達する反射部を含み、前記反射部の反射面は、入射する画像光をイメージセンサーに反射させるために、入射光の光軸に対して傾くように配置され、入射光に対する絞りとして作用し、前記反射部の反射面は反射部に入射する画像光の入射方向に対して凹面に形成されることを特徴とする小型反射部を用いたカメラモジュールを提供する。

【0011】

本発明のさらに他の側面によれば、少なくとも一つ以上のレンズが配置されるレンズ部と、前記レンズ部を通して入射する画像光を電気的信号に変換して出力するイメージセンサーとを含むカメラモジュールであって、入射する画像光を反射させて前記レンズ部に伝達する反射部を含み、前記反射部の反射面は、入射する画像光をレンズ部に反射させるために、入射光の光軸に対して傾くように配置され、入射光に対する絞りとして作用し、前記反射部の反射面は反射部に入射する画像光の入射方向に対して凸面に形成されることを特徴とする小型反射部を用いたカメラモジュールを提供する。

【0012】

ここで、前記レンズ部は凹レンズから形成されることができる。

【0013】

本発明のさらに他の側面によれば、少なくとも一つ以上のレンズが配置されるレンズ部と、前記レンズ部を通して入射する画像光を電気的信号に変換して出力するイメージセンサーとを含むカメラモジュールであって、入射する画像光を反射させて前記レンズ部に伝達する反射部を含み、前記反射部の反射面は、入射する画像光をレンズ部に反射させるために、入射光の光軸に対して傾くように配置され、入射光に対する絞りとして作用し、前記反射部の反射面は反射部に入射する画像光の入射方向に対して曲率を有する曲面によって形成され、前記レンズ部はレンズ部に入射する画像光の入射方向に対して曲率を有する曲面によって形成され、前記反射部は屈折率を有する光学手段に埋め込まれることを特徴とする小型反射部を用いたカメラモジュールを提供する。

【0014】

本発明のさらに他の側面によれば、少なくとも一つ以上のレンズが配置される第１レンズ部及び第２レンズ部と、前記レンズ部を通して入射する画像光を電気的信号に変換して出力する第１イメージセンサー及び第２イメージセンサーとを含むカメラモジュールであって、中央部にホールが形成され、入射する画像光を反射させて前記第１レンズ部に伝達する第１反射部と、前記ホールの内部に配置され、入射する画像光を反射させて前記第２レンズ部に伝達する第２反射部と、を含み、前記第１反射部及び第２反射部は、入射する画像光を第１レンズ部及び第２レンズ部にそれぞれ反射させるために、第１反射部及び第２反射部の反射面が入射光の光軸に対してそれぞれ傾くように配置され、前記第２反射部の傾斜角は前記第１反射部の傾斜角に平行でないことを特徴とする小型反射部を用いたカメラモジュールを提供する。

【0015】

ここで、前記第２反射部は前記第１反射部よりサイズが小さいことが好ましい。

【0016】

また、前記第１レンズ部と第２レンズ部に出射する出射光の光軸は互いに平行であることが好ましい。

【0017】

本発明のさらに他の側面によれば、少なくとも一つ以上のレンズが配置される第１レンズ部及び第２レンズ部と、前記レンズ部を通して入射する画像光を電気的信号に変換して出力する第１イメージセンサー及び第２イメージセンサーとを含むカメラモジュールであって、半透明素材から形成され、入射する画像光を反射させて前記第１レンズ部に伝達する第１反射部と、入射する画像光を基準に第１反射部の後側に配置され、入射する画像光を反射させて前記第２レンズ部に伝達する第２反射部と、を含み、前記第１反射部及び第２反射部は、入射する画像光を第１レンズ部及び第２レンズ部にそれぞれ反射させるために、第１反射部及び第２反射部の反射面が入射光の光軸に対してそれぞれ傾くように配置され、前記第２反射部の傾斜角は前記第１反射部の傾斜角に平行でないことを特徴とする小型反射部を用いたカメラモジュールを提供する。

【0018】

ここで、前記第２反射部は前記第１反射部よりサイズが小さいことが好ましい。

【0019】

また、前記第１レンズ部と第２レンズ部に出射する出射光の光軸は互いに平行であることが好ましい。

【0020】

本発明のさらに他の側面によれば、前記カメラモジュールが複数配置され、前記それぞれのカメラモジュールは入射する画像光の光軸に垂直な平面に配置されることを特徴とする、複合カメラモジュールを提供する。

【0021】

ここで、前記それぞれのカメラモジュールは前記垂直な平面に配置されることが好ましい。

【0022】

前記それぞれのカメラモジュールは、前記垂直な平面に配置される前記各単位カメラモジュールの反射部を連結する連結線の交差点である中心点を基準に互いに同じ角度の間隔を置いて配置されることができる。

【0023】

本発明のさらに他の側面によれば、前記カメラモジュールと、拡張現実用画像に相応する画像光を出射する画像出射部と、を含み、前記反射部は、実際世界から入射する画像光をレンズ部に反射させるために、反射部の反射面が入射光の光軸に対して傾くように配置され、前記反射部の反射面の反対面は前記画像出射部から出射する拡張現実用画像に相応する画像光を使用者の目の瞳孔に向けて反射させて伝達することにより使用者に拡張現実用画像を提供することを特徴とする拡張現実用光学装置を提供する。

【0024】

ここで、前記画像出射部は反射部を中心にレンズ部と反対の方向に配置されることが好ましい。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、小型反射部を用いて装置を小型化させ、カメラモジュールの光最適化設計を容易に遂行することができる小型反射部を用いたカメラモジュールを提供することができる。

【0026】

また、本発明は、小型反射部を用いたカメラモジュールを使うことにより、拡張現実用画像を提供するとともに撮影装置としても使うことができる拡張現実用光学装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】従来のカメラモジュール（１００）の一般的な構造を概略的に示す図である。

【図2a】本発明の一実施例による小型反射部を用いたカメラモジュール（２００）を示す側面図である。

【図2b】本発明の一実施例による小型反射部を用いたカメラモジュール（２００）を示す正面図である。

【図3a】本発明の他の実施例によるカメラモジュール（２００Ａ）を示す側面図である。

【図3b】本発明のさらに他の実施例によるカメラモジュール（２００Ｂ）を示す側面図である。

【図3c】本発明のさらに他の実施例によるカメラモジュール（２００Ｃ）を示す側面図である。

【図4】本発明の他の実施例によるカメラモジュール（３００）を説明するための側面図である。

【図5】第１反射部（３０Ａ）及び第２反射部（３０Ｂ）を示す正面図である。

【図6】本発明のさらに他の実施例によるカメラモジュール（４００）を説明するための側面図である。

【図7】本発明の実施例によるカメラモジュール（２００、３００、４００）を複数形成して複合カメラモジュール（５００）を具現した場合を説明するための図である。

【図8】本発明によるカメラモジュール（２００）を含む拡張現実用光学装置（６００）を説明するための側面図である。

【図9】本発明によるカメラモジュール（２００）を含む拡張現実用光学装置（６００）を説明するための正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。

【0029】

図２ａ及び図２ｂは本発明の一実施例による小型反射部を用いたカメラモジュール２００を示す図で、図２ａは側面図、図２ｂは正面図をそれぞれ示す。

【0030】

図２ａ及び図２ｂを参照すると、本実施例による小型反射部を用いたカメラモジュール２００（以下、簡単に“カメラモジュール２００”という）は、レンズ部１０、イメージセンサー２０、及び反射部３０を含む。

【0031】

ここで、レンズ部１０は少なくとも一つ以上のレンズ（図示せず）が配置され、実際世界の事物から反射され、反射部３０を通して入射する画像光をイメージセンサー２０に伝達する機能を果たす。

【0032】

イメージセンサー２０は前記レンズ部１０を通して入射する画像光を電気的信号に変換して出力する機能を果たす。

【0033】

このようなレンズ部１０及びイメージセンサー２０自体は本発明の直接的な目的ではなく、従来技術によく知られているものであるので、ここではその詳細な説明は省略する。

【0034】

反射部３０は開口部（図示せず）を通して入射する外部（実際世界）からの画像光を反射させてレンズ部１０に伝達する機能を果たす手段である。反射部３０の反射面３１は、入射する画像光をレンズ部１０に反射させるために、入射光の光軸に対して傾くように配置され、このような配置によって反射部３０は入射光に対する絞りとして作用する。

【0035】

すなわち、反射部３０は、入射する画像光（入射光）の光軸とレンズ部１０に出射する画像光（出射光）の光軸とが平行でないように、反射部３０の反射面３１が入射光の光軸に平行でないように配置される。

【0036】

カメラモジュール２００が搭載されるスマートフォンのような携帯用機器の幅（ｗ）をできるだけ最小に減らすためには、反射部３０の反射面３１は入射光の光軸に対して４５°の角度をなすように配置されることが好ましい。このような場合、入射光軸とレンズ部１０に出射する出射光の光軸とは互いに垂直をなす。よって、反射部３０に入射する画像光と反射部３０から出射する画像光も互いに垂直をなす。

【0037】

一方、本発明における反射部３０は、ヒトの瞳孔のサイズより小さいサイズに形成されることが好ましい。ヒトの瞳孔のサイズはおよそ８ｍｍ以下であると知られている。反射部３０を瞳孔のサイズより小さく形成すれば、反射部３０を通して瞳孔に入射する光に対する深度（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｄｅｐｔｈ）をほとんど無限大に近く、すなわち深度を非常に深くすることができる。ここで、深度とは、焦点が合うと認識される範囲を言う。深度が深くなれば焦点距離も深くなるということを意味する。これは一種のピンホール効果（ｐｉｎ ｈｏｌｅ ｅｆｆｅｃｔ）と見なすことができる。

【0038】

このような原理に基づき、本発明における反射部３０は、深度を深くしてピンホール効果を得ることができるように、ヒトの瞳孔のサイズより小さいサイズ、すなわち８ｍｍ以下に、より好ましくは４ｍｍ以下に形成されることが好ましい。

【0039】

すなわち、反射部３０をヒトの一般的な瞳孔のサイズより小さいサイズに形成することにより、反射部３０を通して入射する画像光に対する深度（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｄｅｐｔｈ）をほとんど無限大に近く、すなわち深度を非常に深くすることができ、よってレンズ部１０及びイメージセンサー２０を通して深度の深い映像を得ることができる。

【0040】

このような構成により、反射部３０は入射光に対する絞りとして作用し、よって別途の絞りのような構成が不要になり、結果的にカメラモジュール２００を小型化し、構造を簡素化することができる。

【0041】

また、反射部３０は角（ｅｄｇｅ）がない形状であることが好ましく、円形に形成されることがより好ましい。

【0042】

図３ａは本発明の他の実施例によるカメラモジュール２００Ａを示す側面図である。

【0043】

図３ａの実施例のカメラモジュール２００Ａは、図２ａ及び図２ｂの実施例と基本的に同一であるが、カメラモジュール２００からレンズ部１０が省略されているという点で違いがある。よって、カメラモジュール２００Ａはイメージセンサー２０及び反射部３０ａから構成され、反射部３０ａは外部（実際世界）から入射する画像光を反射させてイメージセンサー２０に伝達する。

【0044】

また、反射部３０ａの反射面３１ａは、入射する画像光をイメージセンサー２０に反射させるために、入射光の光軸に対して傾くように配置され、入射光に対する絞りとして作用するとともに、反射部３０ａの反射面３１ａを反射部３０ａに入射する画像光の入射方向に対して凹面に形成することにより、省略されたレンズ部１０の機能の代わりをすることができる。図３ａの実施例では、反射部３０ａの反射面３１ａを反射部３０ａに入射する画像光の入射方向に対して凹面に形成した。よって、図３ａの反射面３１ａは凹面鏡として作用し、反射部３０ａは絞りとしての機能と凹面鏡及び省略されたレンズ部１０としての機能とを一緒に果たす。

【0045】

図３ｂは本発明のさらに他の実施例によるカメラモジュール２００Ｂを示す側面図である。

【0046】

図３ｂの実施例は図２ａ及び図２ｂの実施例のカメラモジュール２００と同様であるが、反射部３０ｂの反射面３１ｂが反射部３０ｂに入射する画像光の入射方向に対して凸面として形成されるという点で違いがある。よって、反射部３０ｂは、前述したように絞りとしての機能を果たすとともに凸面鏡として作用する。

【0047】

この場合には、反射面３１ｂで反射された画像光は凸面鏡として作用する反射面３１ｂによって拡散する性質を有するので、レンズ部１０は凹レンズから形成されることが好ましい。

【0048】

図３ｃは本発明のさらに他の実施例によるカメラモジュール２００Ｃを示す側面図である。

【0049】

図３ｃの実施例は図２ａ及び図２ｂの実施例のカメラモジュール２００と同様であるが、反射部３０ｃ及びレンズ部１０が曲率を有し、反射部３０ｃが屈折率を有する光学手段６０に埋め込まれるように形成することにより光学性能を最適化するという点で違いがある。

【0050】

すなわち、反射部３０ｃの反射面３１ｃは、前述したように、反射部３０ｃに入射する画像光の入射方向に対して凹面鏡または凸面鏡のような曲率を有する曲面によって形成され、レンズ部１０もレンズ部１０に入射する画像光の入射方向に対して曲率を有する曲面によって形成される。例えば、反射部３０ｃが凹面鏡であるかまたは凸面鏡であるかによってレンズ部１０が凸レンズまたは凹レンズを含むように形成されることができる。また、これとともに所望の光学性能を最適化するための屈折率を有する光学手段６０を配置し、光学手段６０に反射部３０ｃを埋め込んだことを特徴とする。

【0051】

このような構成によれば、光学手段６０の屈折率、反射部３０ｃの曲率及びレンズ部１０の曲率の組合せによって光学性能を最適化することができる利点を有する。

【0052】

図４は本発明の他の実施例によるカメラモジュール３００を示す側面図である。

【0053】

図４の実施例のカメラモジュール３００は、図２ａ及び図２ｂで説明した実施例と基本的に同様であるが、反射部３０が第１反射部３０Ａ及び第２反射部３０Ｂから構成され、それぞれの反射部３０Ａ、３０Ｂにはレンズ部１０Ａ、１０Ｂ及びイメージセンサー２０Ａ、２０Ｂが独立的に結合されるという点で違いがある。

【0054】

図４を参照すると、第１反射部３０Ａは図２ａ及び図２ｂの実施例で説明した反射部３０と同様であるが、中央部にホール３２が形成されているという点で違いがある。

【0055】

また、第２反射部３０Ｂは図２Ａ及び図２Ｂの実施例で説明した反射部３０と基本的に同様であるが、第１反射部３０Ａよりサイズが小さく、前記第１反射部３０Ａのホール３２の内部で第２反射部３０Ｂの傾斜角が第１反射部３０Ａの傾斜角に平行でないように配置されるという点で違いがある。

【0056】

第１反射部３０Ａ及び第２反射部３０Ｂは、図２ａ及び図２ｂで説明したものと同様に、入射する画像光を第１レンズ部１０Ａ及び第２レンズ部１０Ｂにそれぞれ反射させるために、第１反射部３０Ａ及び第２反射部３０Ｂの反射面は入射光の光軸に対してそれぞれ傾くように配置される。

【0057】

第１反射部３０Ａで反射されて出射する画像光は、図２Ａ及び図２Ｂで説明したように、第１レンズ部１０Ａに伝達され、第１レンズ部１０Ａを通して第１イメージセンサー２０Ａに伝達される。

【0058】

また、第２反射部３０Ｂで反射されて出射する画像光は、第２レンズ部１０Ｂに伝達され、第２レンズ部１０Ｂを通して第２イメージセンサー２０Ｂに伝達される。

【0059】

第１イメージセンサー２０Ａ及び第２イメージセンサー２０Ｂから出力されたそれぞれの電気的信号は映像合成部（図示せず）で合成されて最終映像を生成する。

【0060】

図５は第１反射部３０Ａ及び第２反射部３０Ｂを示す正面図である。

【0061】

図５に示すように、第１反射部３０Ａの中央部に形成されたホール３２の内部に第１反射部３０Ａより小さいサイズの第２反射部３０Ｂが配置される。図５は正面図であるので、ホール３２は第２反射部３０ｂによって遮られて見えない。

【0062】

例えば、第１反射部３０Ａのサイズを、前述したように、４ｍｍ以下にした場合、第２反射部３０Ｂのサイズは２ｍｍ以下にすることができる。

【0063】

図４及び図５の実施例の反射部３０も、図２Ａ及び図２Ｂの実施例で説明したように、第１反射部３０Ａ及び第２反射部３０Ｂの反射面はそれぞれ入射光の光軸に対して４５°の角度をなすように配置され、第１反射部３０Ａの反射面と第２反射部３０Ｂの反射面とは互いに垂直に配置されることが好ましい。

【0064】

このような場合、第１レンズ部１０Ａと第２レンズ部１０Ｂに出射する出射光の光軸は互いに平行になる。

【0065】

このような実施例によれば、第２反射部３０Ｂは第１反射部３０Ａよりサイズが小さいので、第１反射部３０Ａによって生成される映像より深い深度の映像を生成することができる。

【0066】

また、同じ開口部（図示せず）を通して入射する画像光を用いて映像を生成するので、イメージセンサー２０Ａ、２０Ｂによって生成される映像を合成しやすいという利点がある。

【0067】

図６は本発明のさらに他の実施例によるカメラモジュール４００を説明するための側面図である。

【0068】

図６の実施例のカメラモジュール４００は図４の実施例と同様であるが、第１反射部３０Ａが半透明素材から形成され、ホール３２が形成されていないという点で違いがある。

【0069】

ここで、半透明素材とは、入射する画像光を部分的に透過させることを意味する。光を部分的に透過させる構成自体は本発明の直接的な目的ではなく、従来技術によく知られているものであるので、ここではその詳細な説明は省略する。

【0070】

また、第２反射部３０Ｂは図４の実施例と同様であるが、ホール３２の内部に形成されるものではなく、入射する画像光を基準に第１反射部３０Ａの後側に配置されるという点で違いがある。第１反射部３０Ａが半透明素材から形成されているので、第２反射部３０Ｂは第１反射部３０Ａを透過する画像光を第２レンズ部１０Ｂに伝達する。

【0071】

図６の実施例も第２反射部３０Ｂのサイズを第１反射部３０Ａより小さく形成するので、第１反射部３０Ａによって生成される映像より深い深度の映像を生成することができる。

【0072】

また、図６の実施例も、図４及び図５の実施例と同様に、同じ開口部（図示せず）を通して入射する画像光を用いて映像を生成するので、イメージセンサー２０Ａ、２０Ｂによって生成される映像を合成しやすいという利点がある。

【0073】

図７は本発明の実施例によるカメラモジュール２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、３００、４００を複数形成して複合カメラモジュール５００を具現した場合を説明するための図である。

【0074】

図７の複合カメラモジュール５００は、前述した実施例によるカメラモジュール２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、３００、４００を複数配置したという点を特徴とする。

【0075】

すなわち、図７の実施例では、レンズ部１０、イメージセンサー２０及び反射部３０が互いに結合して一つの単位カメラモジュール２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、３００、４００を形成し、それぞれの単位カメラモジュール２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、３００、４００の反射部３０は結合するレンズ部１０に画像光をそれぞれ反射させて伝達することを特徴とする。

【0076】

図７では、単位カメラモジュール２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、３００、４００が４個配置され、それぞれの単位カメラモジュール２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、３００、４００は中心点を基準に互いに９０°の角度をなすように配置されている。

【0077】

ここで、それぞれの単位カメラモジュール２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、３００、４００は入射する画像光の光軸に垂直な平面に配置されることが好ましい。

【0078】

また、それぞれの単位カメラモジュール２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、３００、４００は前記垂直な平面に配置される前記それぞれの単位カメラモジュール２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、３００、４００の反射部３０を連結する連結線の交差点である中心点を基準に互いに同じ角度の間隔を置いて配置されることが好ましい。

【0079】

それぞれの単位カメラモジュール２００、２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃ、３００、４００の反射部３０は、入射する画像光を、前述したように、レンズ部１０及びイメージセンサー２０に反射させて伝達し、イメージセンサー２０は入射した画像光を電気的信号に変換してそれぞれ出力し、イメージセンサー２０から出力されたそれぞれの電気的信号は映像合成部（図示せず）で合成されて最終映像を生成するようになる。

【0080】

図７では４個のカメラモジュール２００が配置されたものとして示すが、これは例示的なものであり、必要によって、２個、３個、５個などを配置することもできるというのは言うまでもない。

【0081】

図８及び図９は本発明によるカメラモジュール２００を含む拡張現実用光学装置６００を説明するための図で、図８は側面図、図９は正面図である。

【0082】

図８及び図９を参照すると、拡張現実用光学装置６００は、前述した実施例で説明したようなカメラモジュール２００を含み、拡張現実用画像に相応する画像光を出射する画像出射部４０をさらに含み、反射部３０が前記画像出射部４０から出射する拡張現実用画像に相応する画像光を使用者の目の瞳孔５０に向けて反射させて伝達することにより、使用者に拡張現実用画像を提供することを特徴とする。

【0083】

画像出射部４０は拡張現実用画像に相応する画像光を出射する手段であり、例えば小型ＬＣＤのようなディスプレイ装置であるか、またはディスプレイ装置から出射する画像光を反射または屈折させて出射する反射手段または屈折手段であることができる。

【0084】

すなわち、画像出射部４０は拡張現実用画像を表示するディスプレイ装置自体であるか、またはディスプレイ装置から出射した画像光を出射する反射または屈折手段などのようなその他の多様な手段を意味する。

【0085】

このような画像出射部４０自体は本発明の直接的な目的ではなく、従来技術に知られているものであるので、ここではその詳細な説明は省略する。

【0086】

一方、拡張現実用画像とは、ディスプレイ装置が画像出射部４０の場合、ディスプレイ装置に表示されて反射部３０を通して使用者の瞳孔５０に伝達される仮想画像であるか、またはディスプレイ装置が画像出射部４０ではない場合、ディスプレイ装置に表示されて画像出射部４０及び反射部３０を通して使用者の瞳孔５０に伝達される仮想画像を意味する。

【0087】

このような拡張現実用画像はイメージ形態の静止映像または動画のようなものであることができる。

【0088】

拡張現実用画像は画像出射部４０から出射して反射部３０を通して使用者の瞳孔５０に伝達されることによって使用者に仮想画像を提供し、これと同時に前述したようなカメラモジュール２００によって実際世界に存在する実際事物から出射する画像光は反射部３０及びレンズ部１０を経てイメージセンサー２０に伝達されるので、使用者は拡張現実用画像を受けるとともに実際世界からの画像光に対する映像を得ることができる。

【0089】

一方、画像出射部４０は、反射部３０を中心に、レンズ部１０と反対の方向に配置されることが好ましい。

【0090】

反射部３０は、前述したように、カメラモジュール２００に含まれ、４ｍｍ以下のサイズに形成され、入射する画像光を反射させてレンズ部に伝達する。このために、反射部３０は、反射面３１が入射光の光軸に対して傾くように配置される。よって、実際世界から入射する画像光は反射部３０の反射面３１によってレンズ部１０を通してイメージセンサー２０に伝達され、これと同時に瞳孔５０よりサイズが小さい反射部３０の周囲を通して瞳孔５０にも伝達される。

【0091】

前述したように、反射部３０の反射面３１は入射光の光軸に対して４５°の角度をなすように配置されることが好ましい。よって、前記画像出射部４０は反射部３０を中心にレンズ部１０と反対の方向に配置されるので、反射部３０の反射面３１の反対面３２も画像出射部４０から入射する拡張現実用画像に相応する画像光の光軸に対して４５°の角度をなすように配置されることが好ましい。

【0092】

一方、反射部３０の前記反射面３１の反対面３２は反射部３０を中心にレンズ部１０と反対の方向に配置された画像出射部４０から出射する拡張現実用画像に相応する画像光を反射させて使用者の目の瞳孔５０に伝達することにより、使用者に拡張現実用画像を提供する。

【0093】

一方、画像出射部４０から出射する拡張現実用画像はイメージセンサー２０に入る実際世界の画像と電気的に合成することもできる。

【0094】

一方、反射部３０は、前述したように、深度を深くしてピンホール効果を得ることができるように、ヒトの瞳孔のサイズより小さいサイズ、すなわち８ｍｍ以下、より好ましくは４ｍｍ以下に形成されるので、反射部３０を通して瞳孔５０に入射する光に対する深度（Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｄｅｐｔｈ）をほとんど無限大に近く、すなわち深度を非常に深くすることができきる。したがって、使用者が実際世界を見つめながら実際世界に対する焦点距離を変更しても、これに関係なく拡張現実用画像の焦点はいつも合っていると認識するようにするピンホール効果（ｐｉｎ ｈｏｌｅ ｅｆｆｅｃｔ）を発生させることができる。

【0095】

一方、画像出射部４０から出射する拡張現実用画像に相応する画像光は直接反射部３０に伝達されることができるが、画像出射部４０と反射部３０との間で少なくとも１回反射されてから伝達されるようにすることもできる。

【0096】

以上で、本発明の好適な実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではないというのは言うまでもなく、本発明の範囲内で多様な修正及び変形実施が可能であるという点に気をつけなければならない。

【0097】

（付記）
（付記１）
少なくとも一つ以上のレンズが配置されるレンズ部と、前記レンズ部を通して入射する画像光を電気的信号に変換して出力するイメージセンサーとを含むカメラモジュールであって、
入射する画像光を反射させて前記レンズ部に伝達する反射部を含み、
前記反射部の反射面は、入射する画像光をレンズ部に反射させるために、入射光の光軸に対して傾くように配置され、入射光に対する絞りとして作用することを特徴とする、小型反射部を用いたカメラモジュール。

【0098】

（付記２）
入射する画像光を電気的信号に変換して出力するイメージセンサーを含むカメラモジュールであって、
入射する画像光を反射させて前記イメージセンサーに伝達する反射部を含み、
前記反射部の反射面は、入射する画像光をイメージセンサーに反射させるために、入射光の光軸に対して傾くように配置され、入射光に対する絞りとして作用し、
前記反射部の反射面は反射部に入射する画像光の入射方向に対して凹面に形成されることを特徴とする、小型反射部を用いたカメラモジュール。

【0099】

（付記３）
少なくとも一つ以上のレンズが配置されるレンズ部と、前記レンズ部を通して入射する画像光を電気的信号に変換して出力するイメージセンサーとを含むカメラモジュールであって、
入射する画像光を反射させて前記レンズ部に伝達する反射部を含み、
前記反射部の反射面は、入射する画像光をレンズ部に反射させるために、入射光の光軸に対して傾くように配置され、入射光に対する絞りとして作用し、
前記反射部の反射面は反射部に入射する画像光の入射方向に対して凸面に形成されることを特徴とする、小型反射部を用いたカメラモジュール。

【0100】

（付記４）
前記レンズ部は凹レンズから形成されることを特徴とする、付記３に記載の小型反射部を用いたカメラモジュール。

【0101】

（付記５）
少なくとも一つ以上のレンズが配置されるレンズ部と、前記レンズ部を通して入射する画像光を電気的信号に変換して出力するイメージセンサーとを含むカメラモジュールであって、
入射する画像光を反射させて前記レンズ部に伝達する反射部を含み、
前記反射部の反射面は、入射する画像光をレンズ部に反射させるために、入射光の光軸に対して傾くように配置され、入射光に対する絞りとして作用し、
前記反射部の反射面は反射部に入射する画像光の入射方向に対して曲率を有する曲面によって形成され、前記レンズ部はレンズ部に入射する画像光の入射方向に対して曲率を有する曲面によって形成され、
前記反射部は屈折率を有する光学手段に埋め込まれることを特徴とする、小型反射部を用いたカメラモジュール。

【0102】

（付記６）
少なくとも一つ以上のレンズが配置される第１レンズ部及び第２レンズ部と、前記レンズ部を通して入射する画像光を電気的信号に変換して出力する第１イメージセンサー及び第２イメージセンサーとを含むカメラモジュールであって、
中央部にホールが形成され、入射する画像光を反射させて前記第１レンズ部に伝達する第１反射部と、
前記ホールの内部に配置され、入射する画像光を反射させて前記第２レンズ部に伝達する第２反射部と、
を含み、
前記第１反射部及び第２反射部は、入射する画像光を第１レンズ部及び第２レンズ部にそれぞれ反射させるために、第１反射部及び第２反射部の反射面が入射光の光軸に対してそれぞれ傾くように配置され、
前記第２反射部の傾斜角は前記第１反射部の傾斜角に平行でないことを特徴とする、小型反射部を用いたカメラモジュール。

【0103】

（付記７）
前記第２反射部は前記第１反射部よりサイズが小さいことを特徴とする、付記６に記載の小型反射部を用いたカメラモジュール。

【0104】

（付記８）
前記第１レンズ部と第２レンズ部に出射する出射光の光軸は互いに平行であることを特徴とする、付記６に記載の小型反射部を用いたカメラモジュール。

【0105】

（付記９）
少なくとも一つ以上のレンズが配置される第１レンズ部及び第２レンズ部と、前記レンズ部を通して入射する画像光を電気的信号に変換して出力する第１イメージセンサー及び第２イメージセンサーとを含むカメラモジュールであって、
半透明素材から形成され、入射する画像光を反射させて前記第１レンズ部に伝達する第１反射部と、
入射する画像光を基準に第１反射部の後側に配置され、入射する画像光を反射させて前記第２レンズ部に伝達する第２反射部と、
を含み、
前記第１反射部及び第２反射部は、入射する画像光を第１レンズ部及び第２レンズ部にそれぞれ反射させるために、第１反射部及び第２反射部の反射面が入射光の光軸に対してそれぞれ傾くように配置され、
前記第２反射部の傾斜角は前記第１反射部の傾斜角に平行でないことを特徴とする、小型反射部を用いたカメラモジュール。

【0106】

（付記１０）
前記第２反射部は前記第１反射部よりサイズが小さいことを特徴とする、付記９に記載の小型反射部を用いたカメラモジュール。

【0107】

（付記１１）
前記第１レンズ部と第２レンズ部に出射する出射光の光軸は互いに平行であることを特徴とする、付記１０に記載の小型反射部を用いたカメラモジュール。

【0108】

（付記１２）
付記１～１１のいずれか一つに記載のカメラモジュールが複数配置され、
前記それぞれのカメラモジュールは入射する画像光の光軸に垂直な平面に配置されることを特徴とする、複合カメラモジュール。

【0109】

（付記１３）
前記それぞれのカメラモジュールは前記垂直な平面に配置されることを特徴とする、付記１２に記載の複合カメラモジュール。

【0110】

（付記１４）
前記それぞれのカメラモジュールは、前記垂直な平面に配置される前記各単位カメラモジュールの反射部を連結する連結線の交差点である中心点を基準に互いに同じ角度の間隔を置いて配置されることを特徴とする、付記１３に記載の複合カメラモジュール。

【0111】

（付記１５）
付記１～６のいずれか一つに記載のカメラモジュールと、
拡張現実用画像に相応する画像光を出射する画像出射部と、
を含み、
前記反射部は、実際世界から入射する画像光をレンズ部に反射させるために、反射部の反射面が入射光の光軸に対して傾くように配置され、
前記反射部の反射面の反対面は前記画像出射部から出射する拡張現実用画像に相応する画像光を使用者の目の瞳孔に向けて反射させて伝達することにより使用者に拡張現実用画像を提供することを特徴とする、拡張現実用光学装置。

【0112】

（付記１６）
前記画像出射部は反射部を中心にレンズ部と反対の方向に配置されることを特徴とする、付記１５に記載の拡張現実用光学装置。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】