特表 2024-533899 レンズ、レンズモジュール及び電子デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-13

(54)【発明の名称】レンズ、レンズモジュール及び電子デバイス

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/02 20210101AFI20240906BHJP

   G03B 30/00 20210101ALI20240906BHJP

【ＦＩ】

G02B7/02 Z

G03B30/00

G02B7/02 E

G02B7/02 B

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023532298

(86)(22)【出願日】2022-08-31

(85)【翻訳文提出日】2023-05-26

(86)【国際出願番号】 CN2022116183

(87)【国際公開番号】W WO2024045035

(87)【国際公開日】2024-03-07

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520128543

【氏名又は名称】エーエーシー オプティクス （チャンジョウ）カンパニーリミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100199819

【弁理士】

【氏名又は名称】大行 尚哉

(74)【代理人】

【識別番号】100087859

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 秀治

(72)【発明者】

【氏名】言俊傑

【テーマコード（参考）】

2H044

【Ｆターム（参考）】

2H044AB08

2H044AE06

2H044AJ04

2H044AJ06

(57)【要約】

【課題】本発明は、レンズを提供する。
【解決手段】鏡筒と、前記鏡筒内に収容された複数のレンズとを含み、前記レンズは、結像のための結像部と、前記結像部の外側に設けられ、組み立てるための取付部とを備え、複数の前記レンズは、結像面に近接するように設けられた少なくとも１つの減光レンズを備え、前記減光レンズは光軸に平行な少なくとも１つの減光接面を備え、前記減光接面から前記光軸までの垂直距離は、前記結像部の半径よりも小さく、前記鏡筒は、前記結像面から離れた天面と、前記天面から折り曲がって延びる側壁とを備え、前記側壁は前記減光接面に平行な平面壁を備え、前記減光接面と前記平面壁とは対向して設置される。これにより、レンズの体積を小さくすることができ、同時に、当該レンズを取り付けたレンズモジュール及び電子デバイスが提供され、スクリーン開口から電子デバイスのベゼルまでの距離を短くすることができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鏡筒と、前記鏡筒内に収容された複数のレンズとを含み、前記レンズは、結像のための結像部と、前記結像部の外側に設けられ、組み立てるための取付部とを備えるレンズであって、
複数の前記レンズは、結像面に近接するように設けられた少なくとも１つの減光レンズを備え、前記減光レンズは光軸に平行な少なくとも１つの減光接面を備え、前記減光接面から前記光軸までの垂直距離は、前記結像部の半径よりも小さく、前記鏡筒は、前記結像面から離れた天面と、前記天面から折り曲がって延びる側壁とを備え、前記側壁は前記減光接面に平行な平面壁を備え、前記減光接面と前記平面壁とは対向して設置されていることを特徴とするレンズ。

【請求項2】

複数の前記レンズは、少なくとも１つのカッティングエッジレンズをさらに備え、前記カッティングエッジレンズが前記減光レンズの物体側に設けられ、前記カッティングエッジレンズは前記光軸に平行な少なくとも１つの組立接面を備え、前記組立接面から前記光軸までの垂直距離は、前記取付部の半径より小さく、かつ前記結像部の半径よりも大きく、前記組立接面は前記減光接面に平行であるか、または、前記組立接面と前記減光接面は面一であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ。

【請求項3】

前記平面壁が前記天面まで延びていることを特徴とする請求項２に記載のレンズ。

【請求項4】

前記減光レンズは互いに直交する２つの減光接面を備え、前記鏡筒は２つの前記平面壁を備えることを特徴とする請求項１に記載のレンズ。

【請求項5】

前記減光レンズは互いに直交する２つの前記減光接面を備え、前記カッティングエッジレンズは２つの前記組立接面を備え、前記鏡筒は２つの前記平面壁を備え、２つの前記組立接面が２つの前記減光接面に１対１で対応することを特徴とする請求項２に記載のレンズ。

【請求項6】

２つの前記平面壁はいずれも前記天面まで延びていることを特徴とする請求項５に記載のレンズ。

【請求項7】

２つの前記減光接面の前記光軸からの垂直距離は等しいことを特徴とする請求項５に記載のレンズ。

【請求項8】

レンズと、前記レンズを収容するケースと、前記ケースに固定されたセンサと、回路基板とを含み、前記レンズは、鏡筒を備え、前記鏡筒は、結像面から離れた天面と、前記天面から折り曲がって延びる側壁とを備えるレンズモジュールであって、
前記側壁は少なくとも１つの平面壁を備え、前記ケースは、前記天面に平行な上面と、前記上面から折り曲がって延びる側面とを備え、前記上面は、矩形を呈しかつ開口を備え、前記開口が１つの開口円弧と少なくとも１つの開口カッティングエッジからなり、前記レンズの入射瞳径が前記開口の内側に位置し、前記開口カッティングエッジが前記平面壁に平行であり、前記側面は、前記開口カッティングエッジに平行な第１側面と、前記第１側面に接続された第２側面とを備え、前記レンズの結像範囲は１つの結像円弧と少なくとも１つの結像カッティングエッジによって決められ、前記センサは前記レンズの結像範囲内に設けられ、前記センサが矩形を呈し、前記レンズのヘッド直径は前記センサの短辺長よりも小さいことを特徴とするレンズモジュール。

【請求項9】

前記開口は、互いに直交する２つの前記開口カッティングエッジを備え、前記側壁は互いに直交する２つの平面壁を備え、前記レンズの結像範囲は互いに直交する２つの前記結像カッティングエッジを有することを特徴とする請求項８に記載のレンズモジュール。

【請求項10】

２つの前記開口カッティングエッジの長さは等しいことを特徴とする請求項９に記載のレンズモジュール。

【請求項11】

スクリーンと、請求項１～８のいずれか１項に記載のレンズモジュールと、備え、前記スクリーンは、表示領域と、前記表示領域の外側に設けられた非表示領域とを備え、前記スクリーンは、前記レンズモジュールに対応するレンズ開口部をさらに備える電子デバイスであって、
前記レンズ開口部の少なくとも一部が前記非表示領域に位置することを特徴とする電子デバイス。

【請求項12】

前記レンズ開口部が前記スクリーンの１つの側辺に位置することを特徴とする請求項１１に記載の電子デバイス。

【請求項13】

前記レンズ開口部は前記スクリーンの１つの角部に位置することを特徴とする請求項１１に記載の電子デバイス。

【請求項14】

前記レンズ開口部は全部で前記非表示領域に位置することを特徴とする請求項１２または１３に記載の電子デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像技術の分野に関し、特にレンズ、レンズモジュール及び電子デバイスに関するものである。

【背景技術】

【0002】

スマートフォンなどの電子デバイスでは、消費者のフルスクリーン（全画面表示）に対する需要が高まっており、既存のノッチディスプレイ、ウォータドロップスクリーン、パンチホールスクリーンは市場のニーズに次第に対応できなくなってきている。フルスクリーンの開発過程において、フロントレンズのスクリーンにおける配置は最も目立つ障害であり、その主な原因はレンズサイズの制限であり、特にレンズモジュールの底部寸法が大きすぎて、レンズの入射瞳からベゼルまでの距離が大きくて、レンズ開口部はスクリーンの表示領域まで配置する必要があり、表示領域の面積を占用している。

【0003】

したがって、レンズ、レンズモジュール及び電子デバイスを提供する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、レンズの入射瞳からベゼルまでの距離が短いレンズ、レンズモジュール及び電子デバイスを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の目的を達成するために、本発明には、レンズが提供され、当該レンズは、鏡筒と、前記鏡筒内に収容された複数のレンズとを含み、前記レンズは、結像のための結像部と、前記結像部の外側に設けられ、組み立てるための取付部とを備え、複数の前記レンズは、結像面に近接するように設けられた少なくとも１つの減光レンズを備え、前記減光レンズは光軸に平行な少なくとも１つの減光接面を備え、前記減光接面から前記光軸までの垂直距離は、前記結像部の半径よりも小さく、前記鏡筒は、前記結像面から離れた天面と、前記天面から折り曲がって延びる側壁とを備え、前記側壁は前記減光接面に平行な平面壁を備え、前記減光接面と前記平面壁とは対向して設置されている。

【0006】

好ましくは、複数の前記レンズは、少なくとも１つのカッティングエッジレンズをさらに備え、前記カッティングエッジレンズが前記減光レンズの物体側に設けられ、前記カッティングエッジレンズは前記光軸に平行な少なくとも１つの組立接面を備え、前記組立接面から前記光軸までの垂直距離は、前記取付部の半径より小さく、かつ前記結像部の半径よりも大きく、前記組立接面は前記減光接面に平行であるか、または、前記組立接面と前記減光接面は面一である。

【0007】

好ましくは、前記平面壁が前記天面まで延びている。

【0008】

好ましくは、前記減光レンズは互いに直交する２つの減光接面を備え、前記鏡筒は２つの平面壁を備える。

【0009】

好ましくは、前記減光レンズは互いに直交する２つの減光接面を備え、前記カッティングエッジレンズは２つの前記組立接面を備え、前記鏡筒は２つの前記平面壁を備え、２つの前記組立接面が２つの前記減光接面に１対１で対応する。

【0010】

好ましくは、２つの前記平面壁はいずれも前記天面まで延びている。

【0011】

好ましくは、２つの前記減光接面の前記光軸からの垂直距離は等しい。

【0012】

本発明には、レンズモジュールが提供され、当該レンズモジュールは、レンズと、前記レンズを収容するケースと、前記ケースに固定されたセンサと、回路基板とを含み、前記レンズは、鏡筒を備え、前記鏡筒は、結像面から離れた天面と、前記天面から折り曲がって延びる側壁とを備え、前記側壁は少なくとも１つの平面壁を備え、前記ケースは、前記天面に平行な上面と、前記上面から折り曲がって延びる側面とを備え、前記上面は、矩形を呈しかつ開口を備え、前記開口が１つの開口円弧と少なくとも１つの開口カッティングエッジからなり、前記レンズの入射瞳径が前記開口の内側に位置し、前記開口カッティングエッジが前記平面壁に平行であり、前記側面は、前記開口カッティングエッジに平行な第１側面と、前記第１側面に接続された第２側面とを備え、前記レンズの結像範囲は１つの結像円弧と少なくとも１つの結像カッティングエッジによって決められ、前記センサは前記レンズの結像範囲内に設けられ、前記センサが矩形を呈し、前記レンズのヘッド直径は前記センサの短辺長よりも小さい。

【0013】

好ましくは、前記開口は、互いに直交する２つの前記開口カッティングエッジを備え、前記側壁は互いに直交する２つの平面壁を備え、前記レンズの結像範囲は互いに直交する２つの前記結像カッティングエッジを有する。

【0014】

好ましくは、２つの前記開口カッティングエッジの長さは等しい。

【0015】

本発明には、電子デバイスが提供され、当該電子デバイスは、スクリーンと、レンズモジュールと、備え、前記スクリーンは、表示領域と、前記表示領域の外側に設けられた非表示領域とを備え、前記スクリーンは、前記レンズモジュールに対応するレンズ開口部をさらに備え、前記レンズ開口部の少なくとも一部が前記非表示領域に位置する。

【0016】

好ましくは、前記レンズ開口部が前記スクリーンの１つの側辺に位置する。

【0017】

好ましくは、前記レンズ開口部は前記スクリーンの１つの角部に位置する。

【0018】

好ましくは、前記レンズ開口部は全部で前記非表示領域に位置する。

【発明の効果】

【0019】

本発明の有益な効果は、減光接面と平面壁を設けることにより、レンズモジュールの光軸方向における投影面積を小さくし、即ち入射瞳からベゼルまでの距離を短くし、レンズモジュールを電子デバイスのベゼルにより近く配置することができ、少なくとも一部の入射瞳はスクリーンの非表示領域に配置されることができ、レンズ開口部の表示領域における占用面積を減らし、電子デバイスのフルスクリーン設計の実現に役立つ、ことにある。

【図面の簡単な説明】

【0020】

本発明の実施形態における技術考案をより明確に説明し、以下、実施形態の説明に必要な図面を簡単に説明する。明らかに、以下の図面の説明が、本発明のいくつかの実施例のみを説明するためのものであり、当業者にとっては、創造的な努力を払わなくても、これらの図面からほかの図面も得られる。ここで、

【図1】図１は、本発明におけるレンズモジュールの構成を示す図である。

【図2】図２は、本発明におけるＡ‐Ａに沿ったレンズの断面図である。

【図3】図３は、本発明の図２におけるレンズの光路の模式図である。

【図4】図４は、本発明におけるレンズモジュールの結像範囲、センサ及びレンズヘッドのレイアウト比較図である。

【図5】図５は、本発明の電子デバイスの模式図である。

【図6】図６は、本発明における別のレンズモジュールの構成を示す図である。

【図7】図７は、本発明における別のレンズモジュールの結像範囲、センサ及びレンズヘッドのレイアウト比較図である。

【図8】図８は、本発明の別の電子デバイスの模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下、図面を参照しながら本発明の各実施形態を詳しく説明する。しかし、本発明の各実施形態において、本発明に対する理解を便宜にするために、多くの技術的細部まで記載されているが、これらの技術的細部及び以下の各実施形態に基づく種々の変化及び修正がなくても、本発明が保護しようとする技術考案を実現可能であることは、当業者にとっては自明なことである。

【0022】

図１～図５に示すように、本発明には、レンズ１０と、レンズ１０を収容するケース２０と、ケースに固定されたセンサ４０と、回路基板３０とを含んだレンズモジュール１００が提供される。レンズ１０は、鏡筒１９と、鏡筒１９内に収容された複数のレンズ１３とを含み、各レンズ１３は、結像のための結像部１３２と、結像部１３２の外側に設けられ、組み立てるための取付部１３１とを備え、複数のレンズ１３は、結像面Ｓｉに近接するように設けられた２つの減光レンズ１４を備え、減光レンズ１４は光軸ＯＯ’に平行な減光接面１４１を備え、減光接面１４１から光軸ＯＯ’までの垂直距離は、結像部１３２の半径よりも小さく、鏡筒１９は、結像面Ｓｉから離れた天面１１と、天面１１から折り曲がって延びる側壁１２とを備え、側壁１２は減光接面１４１に平行な平面壁１２１を備え、減光接面１４１と平面壁１２１とは対向して設置されている。従来技術と比べて、減光接面１４１と平面壁１２１を設けることにより、レンズモジュール１００の光軸ＯＯ’方向における投影面積を小さくし、即ちレンズモジュール１００の底部寸法を減らすことができ、レンズモジュール１００を電子デバイス１のベゼルにより近く配置することができ、少なくとも一部の入射瞳をスクリーンの非表示領域３内に配置し、レンズ開口部５の表示領域４における占用面積を減らすことができる。言い換えれば、レンズ開口部５はレンズの入射瞳に対応して設けられる必要があり、つまり、レンズの入射瞳によってレンズ開口部のスクリーンにおける位置を決めている。レンズモジュールの底部寸法は片側で縮小されており、入射瞳がベゼルにより近いため、レンズ開口部５もベゼルにより近くなり、電子デバイスのフルスクリーン設計の実現に役立つ。他の実施形態では、減光レンズの数は必要に応じて増減することができ、少なくとも１つの減光レンズを含む必要があり、１つの減光レンズのみを含む場合、この減光レンズを最も結像面に近い側に設置されることは最も効果的である。

【0023】

本実施形態では、レンズモジュール１００は、異なる方向で異なる像高と結像範囲を持つことができ、減光接面側の減光像高ＩＨ２は、これに対する正常な像高ＩＨ１よりも小さく、レンズ１０の結像範囲ＩＡ１は１つの結像円弧ＩＡ１２と１つの結像カッティングエッジＩＡ１１によって決められ、センサ４０はレンズ１０の結像範囲ＩＡ１内に完全に設けられ、センサ４０が矩形を呈し、形状が４：３または１６：９などであってもよく、結像カッティングエッジＩＡ１１とセンサの短辺との間には、一定の組立ずれ量がセンサの結像に影響を与えないように、間隔を設けることができ、センサが形成する画像形状はセンサの形状と同じであり、レンズ１０のヘッド直径ＬＯＤ１はセンサの短辺長よりも小さい。

【0024】

本実施形態では、ケース２０は、天面１１に平行な上面２１と、上面２１から折り曲がって延びる側面２２とを備え、上面２１は、矩形を呈しかつ開口２１１を備え、開口２１１が１つの開口円弧２１２と１つの開口カッティングエッジ２１３からなり、レンズ１０の入射瞳径ＥＮＰＤが開口２１１の内側に位置し、開口カッティングエッジ２１３が平面壁１２１に平行であり、側面２２は、開口カッティングエッジ２１３に平行な２つの第１側面２２１と、第１側面２２１に接続された２つの第２側面２２２とを備える。

【0025】

電子デバイス１は、スクリーン９と、レンズモジュール１００と、ベゼル２と、を含み、スクリーン９は、表示領域４と、表示領域４の外側に設けられた非表示領域３とを備え、スクリーン９は、レンズモジュール１００に対応するレンズ開口部５をさらに備え、レンズ開口部５がスクリーン９の１つの側辺に位置し、レンズ開口部５の少なくとも一部が非表示領域３に位置し、表示領域４内のスクリーン開口部を減らす。他の選択可能な実施形態では、レンズ開口部は非表示領域内に完全に位置してもよく、これにより、電子デバイスのフルスクリーンを実現することができる。

【0026】

本実施形態では、レンズ１３は、４つのカッティングエッジレンズ１５をさらに備え、カッティングエッジレンズ１５が減光レンズ１４の物体側に設けられ、カッティングエッジレンズ１５は光軸ＯＯ’に平行な組立接面１５１を備え、組立接面１５１から光軸ＯＯ’までの垂直距離は、取付部１３１の半径より小さく、かつ結像部１３２の半径よりも大きい。即ち、レンズ１３では、像側に近く設けられた２枚のレンズが減光レンズであるほか、残りのレンズはいずれもカッティングエッジレンズであり、体積を縮小すると同時に、合理的にレンズの光学性能を保持できる。組立接面１５１は減光接面１４１に平行であるか、または、組立接面１５１と減光接面１４１は面一であり、２種類の接面はレンズの同じ側にあり、かつ角度が同じであることで、レンズ全体の体積を最大限に小さくすることができる。他の実施形態では、レンズによって設計された異なるレンズ寸法と異なる体積または光学性能要求に応じて、減光レンズの数は調整可能であり、少なくとも１つの減光レンズがあればよい。同様に、カッティングエッジレンズの数も調整でき、さらにカッティングエッジレンズを設置しなくてもよい。特殊な光学的要求を満たすために、例えば迷光を除去するために、減光接面と組立接面は面一でなくなってもよいし、平行でなくなってもよく、光軸に垂直な平面内で角度を呈して交差設置してもよい。異なる構造設計によって迷光を除去する効果を達成する。

【0027】

本実施形態では、平面壁１２１は１つだけあり、かつ、平面壁１２１が天面１１まで延びており、つまり、１つの平面壁１２１が天面に直接接続されており、このような設計は体積最小化の最適ソリューションであると同時に、多くの工程の製造難易度を低下させ、歩留まり率を高めることができる。例えば、天面まで延びた平面壁は出し入れがより容易になる。他の実施形態では、減光レンズとカッティングエッジレンズの数の調整により、平面壁は、減光接面または組立接面に段階的に対向して設置されてもよいし、段差状のレンズエッジに対応するように段差状に設定されてもよい。例えば、物体側から１枚目のレンズが減光レンズでもカッティングエッジレンズでもない時、対応する鏡筒の外側面全体は一回りの円筒状であり、物体側から２枚目のレンズはカッティングエッジレンズまたは減光レンズであり、対応する鏡筒の外側面は平面壁であり、この時、平面壁と天面との間には間隔があり、一部の円筒壁が隔てられている。

【0028】

図６～８は、本発明の他の実施形態であり、上記の実施形態との相違点だけを以下に簡単に述べる。本実施形態では、レンズモジュール１００’におけるレンズ１０’のＢ－Ｂ方向に沿った断面図とＣ－Ｃ方向に沿った断面図は、いずれも図２と類似しているため、繰り返して作図せず、図２を参照して説明する。

【0029】

本実施形態では、減光レンズ１４は互いに直交する２つの減光接面１４１を備え、カッティングエッジレンズ１５は２つの組立接面１５１を備え、鏡筒１９’は２つの平面壁１２１を備え、２つの組立接面１５１が２つの減光接面１４１に１対１で対応する。

【0030】

ケース２０’の開口２１１’は、互いに直交する２つの開口カッティングエッジ２１３を備え、側壁１２は互いに直交する２つの平面壁１２１を備え、レンズの結像範囲ＩＡ２は互いに直交する２つの結像カッティングエッジＩＡ２１と１つの結像円弧ＩＡ２２によって決められ、センサ４１はレンズ１０の結像範囲ＩＡ２内に完全に設けられ、センサ４１は矩形であり、形状は４：３または１６：９などであってもよく、結像カッティングエッジＩＡ２１とセンサ短辺との間には間隔を設けることができ、これによって、一定の組立ずれ量がセンサ結像に影響しないようにし、センサが形成する画像形状はセンサ形状と同じであり、レンズ１０のヘッド直径ＬＯＤ２はセンサ４１の短辺長よりも小さい。

【0031】

本実施形態では、２つの開口カッティングエッジ２１３の長さは等しく、２つの平面壁はいずれも天面まで延びており、２つの減光接面１４１の光軸ＯＯ’からの垂直距離は等しく、２つの組立接面１５１の光軸ＯＯ’からの垂直距離も等しい。これにより、形状が規則的であり、光学性能が評価しやすくなる。他の実施形態では、２つの開口カッティングエッジは長さが異なってもよいし、２つの減光接面の光軸からの垂直距離が等しくなくなってもよいし、２つの組立接面の光軸からの垂直距離が等しくなくなってもよい。

【0032】

本実施形態では、レンズモジュール１００’の底部寸法は両方向にも縮小されており、入射瞳は対角方向に沿ってベゼルへ移動し、電子デバイス１’のレンズ開口部５’はスクリーン９’の１つの角部に位置しており、レンズモジュール底部寸法の縮小によるレンズ入射瞳の対角線方向におけるずれを十分に利用し、レンズ開口部５’は全部で非表示領域３に位置しており、表示領域４内のスクリーン開口をなくしている。他の選択可能な実施形態では、レンズ開口部は一部が非表示領域内に位置してもよく、表示領域内には扇形の開口部を１つだけ設けることができる。

【0033】

以上は、本発明の実施形態に過ぎず、本発明の発明構想から逸脱しない範囲でさらに変更を行うことができるが、これらはいずれも本発明の保護範囲に属することは、当業者であれば理解できるはずである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】