(57)【要約】【課題】  レンズの全長が従来のレンズよりも短く、かつ、変倍機能を有するレンズ装置を提供する。【解決手段】  レンズ装置１０は、レンズユニット１１，１２と、軸部材１３と、ステッピングモータ１４と、モータ１５とを含む。レンズユニット１１，１２の各々は、従来の望遠レンズの屈折率よりも大きい屈折率を有する複数のレンズにより構成される。そして、レンズユニット１１，１２は、軸部材１３に固定される。レンズユニット１１は、広角レンズを構成し、レンズユニット１２は、望遠レンズを構成する。ステッピングモータ１４は、軸部材１３を周方向ＤＲ１，ＤＲ２に回転させ、レンズユニット１１，１２を撮像素子２０に対向する位置に選択的に移動させる。モータ１５は、軸部材１３を光軸方向ＤＲ３に移動させる。【選択図】        図１
2006276610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の焦点距離を有する第１のレンズユニットと、
前記第１の焦点距離と異なる第２の焦点距離を有する第２のレンズユニットと、
撮像素子に対向する位置に前記第１および第２のレンズユニットを選択的に移動させる移動手段とを備え、
前記第１および第２のレンズユニットの各々は、光軸方向の全長が基準長であるときの第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有するレンズにより構成される、レンズ装置。
【請求項２】
前記第１のレンズユニットは、各々が前記第２の屈折率を有し、かつ、各々が第１の材料からなる複数のレンズを含み、
前記第２のレンズユニットは、
前記第２の屈折率を有し、かつ、前記第１の材料からなるレンズと、
前記第２の屈折率を有し、かつ、前記第１の材料と異なる第２の材料からなるレンズとを含む、請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記第１のレンズユニットは、各々が前記第２の屈折率を有し、かつ、各々がプラスチックからなる第１から第３のレンズを含み、
前記第２のレンズユニットは、
前記第２の屈折率を有し、かつ、ガラスからなる第４のレンズと、
各々が前記第２の屈折率を有し、かつ、各々が前記プラスチックからなる第５および第６のレンズとを含む、請求項２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記第１のレンズは、物体側に配置され、
前記第２のレンズは、前記第１のレンズに対向して配置され、
前記第３のレンズは、前記第２のレンズに対向して配置され、
前記第４のレンズは、前記物体側に配置され、
前記第５のレンズは、前記第４のレンズに対向して配置され、
前記第６のレンズは、前記第５のレンズに対向して配置され、
前記第１および第３のレンズは、同じ屈折率を有し、
前記第２のレンズは、前記第１および第３のレンズの屈折率よりも大きい屈折率を有し、
前記第６のレンズは、前記第４のレンズの屈折率よりも大きい屈折率を有し、
前記第５のレンズは、前記第６のレンズの屈折率よりも大きい屈折率を有する、請求項３に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記第１のレンズユニットは、各々が前記第２の屈折率を有し、かつ、各々が第１の材料からなる複数のレンズを含み、
前記第２のレンズユニットは、各々が前記第２の屈折率を有し、かつ、各々が前記第１の材料と異なる第２の材料からなる複数のレンズを含む、請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記第１のレンズユニットは、各々が前記第２の屈折率を有し、かつ、各々がプラスチックからなる第１から第３のレンズを含み、
前記第２のレンズユニットは、各々が前記第２の屈折率を有し、かつ、各々がガラスからなる第４から第７のレンズを含む、請求項５に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記第４のレンズは、物体側に配置され、
前記第５のレンズは、前記第４のレンズに対向して配置され、
前記第６のレンズは、前記第５のレンズに対向して配置され、
前記第７のレンズは、前記第６のレンズに対向して配置され、
前記第４のレンズは、光出射面に第１の回折格子を含み、
前記第６のレンズは、光出射面に第２の回折格子を含み、
前記第７のレンズは、光出射面に第３の回折格子を含む、請求項６に記載のレンズ装置。
【請求項８】
前記第４のレンズ、前記第５のレンズおよび前記第７のレンズは、同じ屈折率を有し、
前記第６のレンズは、前記第４のレンズ、前記第５のレンズおよび前記第７のレンズの屈折率よりも大きい屈折率を有する、請求項７に記載のレンズ装置。
【請求項９】
前記第１から第３の回折格子は、相互に異なる位相定数を有する、請求項７または請求項８に記載のレンズ装置。
【請求項１０】
前記第１の焦点距離は、標準レンズの焦点距離よりも短く、
前記第２の焦点距離は、前記標準レンズの焦点距離よりも長い、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１１】
前記第１のレンズユニットは、広角レンズを構成し、
前記第２のレンズユニットは、望遠レンズを構成する、請求項１０に記載のレンズ装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のレンズ装置を備えるカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レンズ装置およびそれを備えたカメラモジュールに関し、特に、倍率を切換え可能なレンズ装置およびそれを備えたカメラモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話機用のカメラモジュールは、焦点距離を変化させる２群方式のズームレンズユニットを備えている。このズームレンズは、負のパワーを有する第１の群と、正のパワーを有する第２の群とからなる。そして、第１の群と第２の群との間隔を変えることにより、ズームレンズの焦点距離を変える（特許文献１）。
【０００３】
また、２焦点レンズが知られている（特許文献２）。この２焦点レンズは、第１レンズ群、第２レンズ群および第３レンズ群からなる。第１レンズ群は、負のパワーを有し、第２レンズ群は、正のパワーを有し、第３レンズ群は、負のパワーを有する。そして、第１レンズ群は、物体側に配置され、第２レンズ群は、第１レンズ群に対向して配置され、第３レンズ群は、第２レンズ群に対向して配置される。
【０００４】
２焦点レンズにおいては、第２レンズ群を光軸上で物体側に移動させることにより焦点を変える。
【特許文献１】特許第３３３３４７３号公報
【特許文献２】特開２００４−２９４９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示されたズームレンズは、２０ｍｍ以上の全長を有するため、携帯電話機に導入する際にサイズ上の制約を受けるという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２に開示された２焦点レンズは、第２レンズ群を光軸上で物体側に移動させるスペースを確保する必要があるため、全長が１７ｍｍ程度までしか小型化できず、やはり、携帯電話機に導入する際にサイズ上の制約を受けるという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、レンズの全長が従来のレンズよりも短く、かつ、変倍機能を有するレンズ装置を提供することである。
【０００８】
また、この発明の別の目的は、レンズの全長が従来のレンズよりも短く、かつ、変倍機能を有するレンズ装置を備えたカメラモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、レンズ装置は、第１および第２のレンズユニットと、移動手段とを備える。第１のレンズユニットは、第１の焦点距離を有する。第２のレンズユニットは、第１の焦点距離と異なる第２の焦点距離を有する。移動手段は、撮像素子に対向する位置に第１および第２のレンズユニットを選択的に移動させる。そして、第１および第２のレンズユニットの各々は、光軸方向の全長が基準長であるときの第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有するレンズにより構成される。
【００１０】
好ましくは、第１のレンズユニットは、各々が第２の屈折率を有し、かつ、各々が第１の材料からなる複数のレンズを含む。第２のレンズユニットは、第２の屈折率を有し、かつ、第１の材料からなるレンズと、第２の屈折率を有し、かつ、第１の材料と異なる第２の材料からなるレンズとを含む。
【００１１】
好ましくは、第１のレンズユニットは、各々が第２の屈折率を有し、かつ、各々がプラスチックからなる第１から第３のレンズを含む。第２のレンズユニットは、第２の屈折率を有し、かつ、ガラスからなる第４のレンズと、各々が第２の屈折率を有し、かつ、各々がプラスチックからなる第５および第６のレンズとを含む。
【００１２】
好ましくは、第１のレンズは、物体側に配置され、第２のレンズは、第１のレンズに対向して配置され、第３のレンズは、第２のレンズに対向して配置される。また、第４のレンズは、物体側に配置され、第５のレンズは、第４のレンズに対向して配置され、第６のレンズは、第５のレンズに対向して配置される。そして、第１および第３のレンズは、同じ屈折率を有し、第２のレンズは、第１および第３のレンズの屈折率よりも大きい屈折率を有し、第６のレンズは、第４のレンズの屈折率よりも大きい屈折率を有し、第５のレンズは、第６のレンズの屈折率よりも大きい屈折率を有する。
【００１３】
好ましくは、第１のレンズユニットは、各々が第２の屈折率を有し、かつ、各々が第１の材料からなる複数のレンズを含む。第２のレンズユニットは、各々が第２の屈折率を有し、かつ、各々が第１の材料と異なる第２の材料からなる複数のレンズを含む。
【００１４】
好ましくは、第１のレンズユニットは、各々が第２の屈折率を有し、かつ、各々がプラスチックからなる第１から第３のレンズを含む。第２のレンズユニットは、各々が第２の屈折率を有し、かつ、各々がガラスからなる第４から第７のレンズを含む。
【００１５】
好ましくは、第４のレンズは、物体側に配置され、第５のレンズは、前記第４のレンズに対向して配置され、第６のレンズは、第５のレンズに対向して配置され、第７のレンズは、前記第６のレンズに対向して配置される。そして、第４のレンズは、光出射面に第１の回折格子を含み、第６のレンズは、光出射面に第２の回折格子を含み、第７のレンズは、光出射面に第３の回折格子を含む。
【００１６】
好ましくは、第４のレンズ、第５のレンズおよび第７のレンズは、同じ屈折率を有し、第６のレンズは、第４のレンズ、第５のレンズおよび第７のレンズの屈折率よりも大きい屈折率を有する。
【００１７】
好ましくは、第１から第３の回折格子は、相互に異なる位相定数を有する。
【００１８】
好ましくは、第１の焦点距離は、標準レンズの焦点距離よりも短く、第２の焦点距離は、標準レンズの焦点距離よりも長い。
【００１９】
好ましくは、第１のレンズユニットは、広角レンズを構成し、第２のレンズユニットは、望遠レンズを構成する。
【００２０】
また、この発明によれば、カメラモジュールは、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のレンズ装置を備えるカメラモジュールである。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によるレンズ装置においては、第１および第２のレンズユニットの各々は、光軸方向の全長が基準長であるときの第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有するレンズにより構成される。そして、第１のレンズユニットは、第２のレンズユニットと異なる焦点距離を有し、第１および第２のレンズユニットは、撮像素子に対向する位置に選択的に移動される。
【００２２】
したがって、この発明によれば、レンズの全長を従来のレンズよりも短くできるとともに、倍率を変えることができる。
【００２３】
また、この発明によるカメラモジュールにおいては、光軸方向の全長が基準長であるときの第１の屈折率よりも大きい第２の屈折率を有するレンズにより構成され、異なる焦点距離を有する第１および第２のレンズユニットを選択的に用いて物体が撮影される。
【００２４】
したがって、この発明によれば、レンズの全長を従来のレンズよりも短くした第１および第２のレンズユニットを用いて倍率を変えながら物体を撮影できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２６】
図１は、この発明の実施の形態によるカメラモジュールの概略図である。図１を参照して、この発明の実施の形態によるカメラモジュール１００は、レンズ装置１０と、撮像素子２０とを備える。
【００２７】
レンズ装置１０は、レンズユニット１１，１２と、軸部材１３と、ステッピングモータ１４，１５とを含む。レンズユニット１１は、広角レンズを構成し、レンズユニット１２は、望遠レンズを構成する。したがって、レンズユニット１１は、標準レンズの焦点距離よりも短い焦点距離を有し、レンズユニット１２は、標準レンズの焦点距離よりも長い焦点距離を有する。
【００２８】
軸部材１３は、レンズユニット１１，１２を支持する。ステッピングモータ１４は、レンズユニット１１，１２が撮像素子２０に対向する位置へ移動するように軸部材１３を周方向ＤＲ１，ＤＲ２へ回転させる。ステッピングモータ１５は、軸部材１３を光軸方向ＤＲ３へ移動させる。
【００２９】
撮像素子２０は、たとえば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）からなり、レンズユニット１１または１２を介して対象とする物体の映像を撮影する。そして、撮像素子２０は、その撮影した映像を画像処理部（図示省略）へ出力する。
【００３０】
図２は、図１に示す軸部材１３の拡大図である。図２を参照して、軸部材１３は、内部部材１３０と、外部部材１３１とからなる。内部部材１３０は、外部部材１３１によって被覆され、その一方端側の一部分１３０Ａが外部部材１３１から出ている。
【００３１】
そして、内部部材１３０の一部分１３０Ａには、三角形状の凹凸１３０１が形成されており、この凹凸１３０１には、歯車１３２が嵌合している。また、歯車１３２の中心軸１３２１は、ステッピングモータ１５の回転軸に連結されている。
【００３２】
内部部材１３０のうち、外部部材１３１によって被覆された被覆部分１３０Ｂには、溝１３０２が形成されている。そして、外部部材１３１の内周側には、内部部材１３０の溝１３０２に嵌合する溝（図示せず）が形成されている。また、外部部材１３１の一方端１３１Ａは、ステッピングモータ１４の回転軸に連結されている。
【００３３】
ステッピングモータ１４が外部部材１３１の一方端１３１Ａを周方向ＤＲ１，ＤＲ２に回転させると、外部部材１３１は、周方向ＤＲ１，ＤＲ２に所定の距離ごと（ステップごと）に回転する。この場合、内部部材１３０は、溝１３０２によって外部部材１３１と嵌合しているため、周方向ＤＲ１，ＤＲ２に回転しない。
【００３４】
ステッピングモータ１５が歯車１３２を矢印１の方向へ回転させると、内部部材１３０は、歯車１３２の回転に連動して軸方向ＤＲ３の一方の方向ＤＲ３１へ移動する。この場合、外部部材１３１は、溝１３０２によって内部部材１３０と嵌合しているため、歯車１３２の回転に連動して一方の方向ＤＲ３１へ移動する。つまり、軸部材１３は、歯車１３２の回転に連動して一方の方向ＤＲ３１へ移動する。
【００３５】
一方、ステッピングモータ１５が歯車１３２を矢印２の方向へ回転させると、内部部材１３０は、歯車１３２の回転に連動して軸方向ＤＲ３の他方の方向ＤＲ３２へ移動する。そして、上述したように、外部部材１３１は、溝１３０２によって内部部材１３０と嵌合しているため、歯車１３２の回転に連動して一方の方向ＤＲ３２へ移動する。つまり、軸部材１３は、歯車１３２の回転に連動して一方の方向ＤＲ３２へ移動する。
【００３６】
このように、軸部材１３は、ステッピングモータ１４によって外部部材１３１のみが周方向ＤＲ１，ＤＲ２へ回転するとともに、ステッピングモータ１５によって軸方向ＤＲ３（ＤＲ３１，ＤＲ３２）へ移動する。
【００３７】
そして、図１に示すレンズユニット１１，１２は、軸部材１３の外部部材１３１に固定されている。したがって、レンズユニット１１，１２は、ステッピングモータ１４によって周方向ＤＲ１，ＤＲ２へステップごとに回転するとともに、ステッピングモータ１５によって軸方向ＤＲ３へ移動する。
【００３８】
レンズユニット１１，１２をステッピングモータ１５によって軸方向ＤＲ３へ移動させるのは、レンズユニット１１，１２のフォーカスを合わせるためである。
【００３９】
このように、レンズ装置１０は、ステッピングモータ１４によってレンズユニット１１，１２を選択的に撮像素子２０に対向する位置に回転させるとともに、ステッピングモータ１５によってレンズユニット１１，１２のフォーカスを合わせる。
【００４０】
図３は、図１に示す一方のレンズユニット１１の構成図である。図３を参照して、レンズユニット１１は、レンズ１１１〜１１３からなる。レンズ１１１は、物体側に配置され、レンズ１１２は、レンズ１１１に対向して配置され、レンズ１１３は、レンズ１１２に対向して撮像素子側に配置される。すなわち、３個のレンズ１１１〜１１３は、物体側から撮像素子側へ向かう方向に順次配置される。
【００４１】
レンズ１１１は、屈折率が１．５２２であるプラスチックからなる。そして、レンズ１１１のアッベ数は、５６．２である。なお、アッベ数は、色収差の度合いを示す指標であり、その数値が大きい程、色収差が少ないことを表す。
【００４２】
レンズ１１１は、非球面１１１Ａ，１１１Ｂを有する。非球面１１１Ａの曲率半径は、−３．４６３ｍｍであり、非球面１１１Ｂの曲率半径は、−１．４７３ｍｍである。
【００４３】
レンズ１１２は、屈折率が１．６０７であるプラスチックからなる。そして、レンズ１１２のアッベ数は、２７である。レンズ１１２は、非球面１１２Ａ，１１２Ｂを有する。非球面１１２Ａの曲率半径は、７．９９１ｍｍであり、非球面１１２Ｂの曲率半径は、１．３６４ｍｍである。
【００４４】
レンズ１１３は、屈折率が１．５２２であるプラスチックからなる。そして、レンズ１１３のアッベ数は、５６．２である。レンズ１１３は、非球面１１３Ａ，１１３Ｂを有する。非球面１１３Ａの曲率半径は、２．２１０ｍｍであり、非球面１１３Ｂの曲率半径は、−３．７４６ｍｍである。
【００４５】
非球面１１１Ａ，１１１Ｂ間の間隔Ｌ１は、１．５ｍｍであり、非球面１１１Ｂ，１１２Ａ間の間隔Ｌ２は、０．６ｍｍであり、非球面１１２Ａ，１１２Ｂ間の間隔Ｌ３は、１．０ｍｍであり、非球面１１２Ｂ，１１３Ａ間の間隔Ｌ４は、０．３ｍｍであり、非球面１１３Ａ，１１３Ｂ間の間隔Ｌ５は、２．０ｍｍであり、非球面１１３Ｂと撮像素子２０との間隔Ｌ６は、２．２ｍｍである。
【００４６】
このように、レンズユニット１１は、同じ材料（プラスチック）からなる３個のレンズ１１１〜１１３からなる。そして、レンズユニット１１においては、レンズ１１１，１１３は、同じ屈折率（＝１．５２２）を有し、レンズ１１１，１１３間に配置されるレンズ１１２は、レンズ１１１，１１３の屈折率（＝１．５２２）よりも大きい屈折率（＝１．６０７）を有する。その結果、レンズユニット１１は、標準レンズの焦点距離（＝５．３ｍｍ）よりも短い３．９ｍｍの焦点距離を有する。
【００４７】
そして、１．５２２の屈折率を有する２個のレンズ１１１，１１３と、１．６０７の屈折率を有するレンズ１１２とによりレンズユニット１１を構成した結果、レンズユニット１１の全長を８．０ｍｍまで短くできた。この全長は、特許文献１に開示されたズームレンズの全長（＝２０ｍｍ）および特許文献２に開示された２焦点レンズの全長（＝１７ｍｍ）よりも短い。
【００４８】
図４は、図１に示す他方のレンズユニット１２の構成図である。図４を参照して、レンズユニット１２は、レンズ１２１〜１２３からなる。レンズ１２１は、物体側に配置され、レンズ１２２は、レンズ１２１に対向して配置され、レンズ１２３は、レンズ１２２に対向して撮像素子側に配置される。すなわち、３個のレンズ１２１〜１２３は、物体側から撮像素子側へ向かう方向に順次配置される。
【００４９】
レンズ１２１は、屈折率が１．４８７であるガラスからなる。そして、レンズ１２１のアッベ数は、７０．４である。レンズ１２１は、非球面１２１Ａ，１２１Ｂを有する。非球面１２１Ａの曲率半径は、２．１７８ｍｍであり、非球面１２１Ｂの曲率半径は、１２．２１８ｍｍである。
【００５０】
レンズ１２２は、屈折率が１．６０７であるプラスチックからなる。そして、レンズ１２２のアッベ数は、２７である。レンズ１２２は、非球面１２２Ａ，１２２Ｂを有する。非球面１２２Ａの曲率半径は、３．４６２ｍｍであり、非球面１２２Ｂの曲率半径は、１．６８４ｍｍである。
【００５１】
レンズ１２３は、屈折率が１．５２２であるプラスチックからなる。そして、レンズ１２３のアッベ数は、５６．２である。レンズ１２３は、非球面１２３Ａ，１２３Ｂを有する。非球面１２３Ａの曲率半径は、２．９８０ｍｍであり、非球面１２３Ｂの曲率半径は、４．５０４ｍｍである。
【００５２】
非球面１２１Ａ，１２１Ｂ間の間隔Ｌ７は、１．０ｍｍであり、非球面１２１Ｂ，１２２Ａ間の間隔Ｌ８は、０．２３ｍｍであり、非球面１２２Ａ，１２２Ｂ間の間隔Ｌ９は、０．６ｍｍであり、非球面１２２Ｂ，１２３Ａ間の間隔Ｌ１０は、２．２６ｍｍであり、非球面１２３Ａ，１２３Ｂ間の間隔Ｌ１１は、１．０ｍｍであり、非球面１２３Ｂと撮像素子２０との間隔Ｌ１２は、２．９ｍｍである。
【００５３】
このように、レンズユニット１２は、同じ材料（プラスチック）からなる２個のレンズ１２２，１２３と、レンズ１２２，１２３の材料（プラスチック）と異なる材料（ガラス）からなるレンズ１２１とにより構成される。そして、レンズユニット１２においては、レンズ１２１は、最も小さい屈折率（＝１．４８７）を有し、レンズ１２３は、レンズ１２１の屈折率（＝１．４８７）よりも大きい屈折率（＝１．５２２）を有し、レンズ１２２は、レンズ１２３の屈折率（＝１．５２２）よりも大きい屈折率（１．６０７）を有する。その結果、レンズユニット１２は、標準レンズの焦点距離（＝５．３ｍｍ）よりも長い７．８ｍｍの焦点距離を有する。
【００５４】
また、レンズユニット１２のレンズ１２２，１２３は、それぞれ、レンズユニット１１のレンズ１１２，１１３と同じ屈折率を有し、かつ、同じ材料からなり、レンズユニット１２のレンズ１２１は、レンズユニット１１のレンズ１１１と異なる屈折率を有し、かつ、異なる材料からなる。したがって、レンズユニット１２は、レンズユニット１１のレンズ１１１をレンズ１２１に代えたものである。
【００５５】
１．４８７の屈折率を有するレンズ１２１と、１．６０７の屈折率を有するレンズ１２２と、１．５２２の屈折率を有するレンズ１２３とによりレンズユニット１２を構成した結果、レンズユニット１２の全長を８．０ｍｍまで短くできた。この全長は、特許文献１に開示されたズームレンズの全長（＝２０ｍｍ）および特許文献２に開示された２焦点レンズの全長（＝１７ｍｍ）よりも短い。
【００５６】
なお、レンズユニット１２は、２倍望遠レンズを構成する。
【００５７】
上述したように、広角レンズを構成するレンズユニット１１および望遠レンズを構成するレンズユニット１２の全長を８．０ｍｍまで短くできたのは、１０ｍｍよりも長い全長を有する従来の望遠レンズを構成する複数のレンズの屈折率よりも大きい屈折率を有するレンズ１１１〜１１３およびレンズ１２１〜１２３によりそれぞれレンズユニット１１，１２を構成したからである。
【００５８】
したがって、従来の望遠レンズの全長を基準長とすると、レンズユニット１１，１２の各々は、光軸方向ＤＲ３における全長が基準長であるときの屈折率（従来の望遠レンズを構成する複数のレンズの屈折率）よりも大きい屈折率（レンズ１１１〜１１３，１２１〜１２３の屈折率）を有するレンズ１１１〜１１３，１２１〜１２３により構成される。
【００５９】
再び、図１を参照して、カメラモジュール１００における動作について説明する。カメラモジュール１００が起動された時点においては、レンズ装置１０のレンズユニット１１が撮像素子２０に対向する位置に保持されている。
【００６０】
そして、広角レンズであるレンズユニット１１によって対象とする物体を撮影する場合、制御回路（図示せず）がステッピングモータ１５を制御し、上述した方法によって軸部材１３を光軸方向ＤＲ３に移動させてレンズユニット１１のフォーカスを合わせる。
【００６１】
その後、レンズユニット１１のフォーカスが合った状態で、撮像素子２０により対象とする物体を撮影する。
【００６２】
レンズユニット１１により撮影した後、望遠レンズを構成するレンズユニット１２により対象とする物体を撮影する場合、制御回路（図示せず）は、ステッピングモータ１４を制御し、上述した方法によって、軸部材１３の外部部材１３１を周方向ＤＲ１に回転させてレンズユニット１２を撮像素子２０に対向する位置へ移動させる。
【００６３】
その後、制御回路（図示せず）は、ステッピングモータ１５を制御し、上述した方法によって軸部材１３を光軸方向ＤＲ３に移動させてレンズユニット１２のフォーカスを合わせる。
【００６４】
そして、レンズユニット１２のフォーカスが合った状態で、撮像素子２０により対象とする物体を撮影する。
【００６５】
さらに、レンズユニット１２により撮影した後、広角レンズを構成するレンズユニット１１により対象とする物体を撮影する場合、制御回路（図示せず）は、ステッピングモータ１４を制御し、上述した方法によって、軸部材１３の外部部材１３１を周方向ＤＲ２に回転させてレンズユニット１１を撮像素子２０に対向する位置へ移動させる。
【００６６】
その後、制御回路（図示せず）は、ステッピングモータ１５を制御し、上述した方法によって軸部材１３を光軸方向ＤＲ３に移動させてレンズユニット１１のフォーカスを合わせる。
【００６７】
そして、レンズユニット１１のフォーカスが合った状態で、撮像素子２０により対象とする物体を撮影する。
【００６８】
このように、カメラモジュール１００においては、撮影の用途に応じて、撮像素子２０に対向する位置にレンズユニット１１，１２を選択的に移動させて対象とする物体を撮影する。
【００６９】
図５は、図１に示す他方のレンズユニット１２の他の構成図である。図１に示すレンズ装置１０は、レンズユニット１２に代えて図５に示すレンズユニット１２Ａを含んでいてもよい。
【００７０】
図５を参照して、レンズユニット１２Ａは、レンズ１３１〜１３４からなる。レンズ１３１は、物体側に配置され、レンズ１３２は、レンズ１３１に対向して配置され、レンズ１３３は、レンズ１３２に対向して配置され、レンズ１３４は、レンズ１３３に対向して撮像素子側に配置される。すなわち、４個のレンズ１３１〜１３４は、物体側から撮像素子側へ向かう方向に順次配置される。
【００７１】
レンズ１３１は、屈折率が１．５６７であるガラスからなる。そして、レンズ１３１のアッベ数は、４２．８である。レンズ１３１は、非球面１３１Ａ，１３１Ｂを有する。非球面１３１Ａの曲率半径は、２．９４７ｍｍであり、非球面１３１Ｂの曲率半径は、−１４．０５６ｍｍである。そして、非球面１３１Ｂは、２．８×１０−４の位相定数を有する回折格子を含む。したがって、レンズ１３１は、光出射面側に回折格子を含む回折格子レンズである。
【００７２】
レンズ１３２は、屈折率が１．５６７であるガラスからなる。そして、レンズ１３２のアッベ数は、４２．８である。レンズ１３２は、非球面１３２Ａと球面１３２Ｂとを有する。非球面１３２Ａの曲率半径は、６．７９９ｍｍであり、球面１３２Ｂの曲率半径は、−３．５４７ｍｍである。そして、レンズ１３２は、非球面１３２Ａおよび球面１３２Ｂの両方に回折格子を含まない。
【００７３】
レンズ１３３は、屈折率が１．７８５であるガラスからなる。そして、レンズ１３３のアッベ数は、２５．８である。レンズ１３３は、非球面１３３Ａと球面１３３Ｂとを有する。非球面１３３Ａの曲率半径は、３．８５６ｍｍであり、球面１３３Ｂの曲率半径は、１．０×１０１８ｍｍである。そして、球面１３３Ｂは、−５．４×１０−３の位相定数を有する回折格子を含む。したがって、レンズ１３３は、光出射側に回折格子を含む回折格子レンズである。
【００７４】
レンズ１３４は、屈折率が１．５６７であるガラスからなる。そして、レンズ１３４のアッベ数は、４２．８である。レンズ１３４は、非球面１３４Ａ，１３４Ｂを有する。非球面１３３Ａの曲率半径は、−２．４３４ｍｍであり、非球面１３４Ｂの曲率半径は、５０５．２４１ｍｍである。そして、非球面１３４Ｂは、２．６×１０−２の位相定数を有する回折格子を含む。したがって、レンズ１３４は、光出射側に回折格子を含む回折格子レンズである。
【００７５】
非球面１３１Ａ，１３１Ｂ間の間隔Ｌ１３は、１．６ｍｍであり、非球面１３１Ｂ，１３２Ａ間の間隔Ｌ１４は、０．１ｍｍであり、非球面１３２Ａおよび球面１３２Ｂ間の間隔Ｌ１５は、０．８２ｍｍであり、球面１３２Ｂおよび非球面１３３Ａ間の間隔Ｌ１６は、０．４ｍｍであり、非球面１３３Ａおよび球面１３３Ｂ間の間隔Ｌ１７は、０．２４ｍｍであり、球面１３３Ｂおよび非球面１３４Ａ間の間隔Ｌ１７は、２．４９ｍｍであり、非球面１３４Ａ，１３４Ｂ間の間隔Ｌ１８は、０．４ｍｍであり、非球面１３４Ｂと撮像素子２０との間隔Ｌ１９は、１．９８ｍｍである。
【００７６】
このように、レンズユニット１２Ａは、同じ材料（ガラス）からなる４個のレンズ１３１〜１３４により構成される。そして、レンズユニット１２Ａにおいては、３個のレンズ１３１，１３２，１３４は、同じ屈折率（＝１．５６７）を有し、レンズ１３３は、レンズ１３１，１３２，１３４の屈折率（＝１．５６７）よりも大きい屈折率（＝１．７８５）を有する。その結果、レンズユニット１２Ａは、標準レンズの焦点距離（＝５．３ｍｍ）よりも長い１１．７ｍｍの焦点距離を有する。
【００７７】
また、レンズ１３１，１３３，１３４は、それぞれ、異なる位相定数を有する回折格子を含む。
【００７８】
さらに、レンズユニット１２Ａは、レンズユニット１２に高屈折率（＝１．７８５）のレンズ１３３（ガラス）を追加し、レンズ１３１，１３３，１３４に回折格子を形成したものに相当する。その結果、レンズユニット１２Ａは、レンズユニット１２よりも高い倍率である３倍望遠レンズを構成する。
【００７９】
さらに、レンズユニット１２Ａを構成するレンズ１３１〜１３４は、レンズユニット１１を構成するレンズ１１１〜１１３の材料（プラスチック）と異なる材料（ガラス）からなる。
【００８０】
１．５６７の屈折率を有する３個のレンズ１３１，１３２，１３４と、１．７８５の屈折率を有するレンズ１３３とによりレンズユニット１２Ａを構成した結果、レンズユニット１２よりも倍率を高くし、光軸方向ＤＲ３の全長を８．０ｍｍまで短くできた。この全長は、特許文献１に開示されたズームレンズの全長（＝２０ｍｍ）および特許文献２に開示された２焦点レンズの全長（＝１７ｍｍ）よりも短い。
【００８１】
上述したように、望遠レンズを構成するレンズユニット１２Ａの全長を８．０ｍｍまで短くできたのは、１０ｍｍよりも長い全長を有する従来の望遠レンズを構成する複数のレンズの屈折率よりも大きい屈折率を有するレンズ１３１〜１３４によりそれぞれレンズユニット１２Ａを構成したからである。
【００８２】
したがって、従来の望遠レンズの全長を基準長とすると、レンズユニット１２Ａは、光軸方向ＤＲ３における全長が基準長であるときの屈折率（従来の望遠レンズを構成する複数のレンズの屈折率）よりも大きい屈折率（レンズ１３１〜１３４の屈折率）を有するレンズ１３１〜１３４により構成される。
【００８３】
カメラモジュール１００において、レンズユニット１２をレンズユニット１２Ａに代えたときの動作は、上述した動作と同じである。そして、レンズユニット１１，１２を用いた場合、およびレンズユニット１１，１２Ａを用いた場合、レンズユニット１１，１２またはレンズユニット１１，１２Ａの移動に要する撮像素子２０の面内方向における面積は、３９２ｍｍ２である。この面積は、一辺が２０ｍｍの正方形の面積に略等しい。
【００８４】
したがって、レンズ装置１０を携帯電話機に搭載するとき、搭載面積を小さくできるという利点がある。
【００８５】
図６は、この発明の実施の形態によるカメラモジュールの他の概略図である。この発明によるカメラモジュールは、図６に示すカメラモジュール１００Ａであってもよい。図６を参照して、カメラモジュール１００Ａは、図１に示すカメラモジュール１００のレンズ装置１０をレンズ装置１０Ａに代えたものであり、その他は、カメラモジュール１００と同じである。
【００８６】
レンズ装置１０Ａは、レンズ装置１０にレンズユニット１６を追加したものであり、その他は、レンズ装置１０と同じである。レンズユニット１６は、標準レンズを構成し、上述したレンズユニット１１，１２と同じように軸部材１３の外部部材１３１に固定される。そして、レンズユニット１６は、５．３ｍｍの焦点距離を有する。
【００８７】
カメラモジュール１００Ａにおいては、ステッピングモータ１４は、制御回路（図示せず）からの制御により、レンズユニット１１，１２，１４のいずれかを撮像素子２０に対向する位置に移動させる。
【００８８】
また、カメラモジュール１００Ａにおいては、レンズユニット１２に代えて図５に示すレンズユニット１２Ａを用いてもよい。
【００８９】
なお、カメラモジュール１００Ａにおける動作は、上述したカメラモジュール１００の動作と同じである。
【００９０】
図７は、図１に示すカメラモジュール１００を搭載した携帯電話機の斜視図である。なお、図７においては、カメラモジュール１００のうち、特徴的なレンズ装置１０を図示する。図７を参照して、携帯電話機２００は、レンズ装置１０を備える。レンズ装置１０のレンズユニット１１，１２は、携帯電話機２００のカメラ配置部２１０に内蔵される。
【００９１】
携帯電話機２００は、その厚さＴが約１５ｍｍであり、カメラ配置部２１０は、その高さＨが約５ｍｍであり、縦の長さＬが約２０ｍｍであり、横幅Ｗが約２０ｍｍである。
【００９２】
上述したように、レンズユニット１１，１２は、光軸方向の全長が８．０ｍｍであり、レンズユニット１１，１２の切換えに要する面積は、３９２ｍｍ２であるので、レンズユニット１１，１２をカメラ配置部２１０に収納可能であり、レンズユニット１１，１２をカメラ配置部２１０に収納した状態でレンズユニット１１，１２を周方向ＤＲ１，ＤＲ２に切換え可能である。
【００９３】
携帯電話機２００は、金属からなる反射板２２０を備えるが、この反射板２２０は、携帯電話機２００の持ち主が自己の顔写真を撮影するときに自己の顔がレンズユニット１１または１２の方向を向いているかを確認するために用いるものである。
【００９４】
そして、レンズ装置１０を搭載した場合には、反射板２２０は、撮影に用いないレンズユニット１１（点線で示す）に対向するカメラ配置部２１０に設けられる。これにより、反射板２２０と、撮影に用いるレンズユニット１２の光入射面とを同じ高さにでき、携帯電話機２００の持ち主が自己の顔を確認し易くなる。
【００９５】
なお、携帯電話機２００は、カメラモジュール１００に代えてカメラモジュール１００Ａを搭載してもよい。
この発明の実施の形態によれば、レンズユニット１１，１２（またはレンズユニット１１，１２Ａ）の各々は、光軸方向の全長が基準長であるときの屈折率よりも大きい屈折率を有するレンズ１１１〜１１３，１２１〜１２３（またはレンズ１１１〜１１３，１３１〜１３４）により構成される。そして、レンズユニット１１は、レンズユニット１２（またはレンズユニット１２Ａ）と異なる焦点距離を有し、レンズユニット１１，１２（またはレンズユニット１１，１２Ａ）は、撮像素子２０に対向する位置に選択的に移動される。
【００９６】
したがって、この発明によれば、レンズユニット１１，１２（またはレンズユニット１１，１２Ａ）の全長を従来の望遠レンズよりも短くできるとともに、倍率を変えることができる。
【００９７】
また、この発明によるカメラモジュール１００，１００Ａにおいては、光軸方向の全長が基準長であるときの屈折率よりも大きい屈折率を有するレンズ１１１〜１１３，１２１〜１２３（またはレンズ１１１〜１１３，１３１〜１３４）により構成され、異なる焦点距離を有するレンズユニット１１，１２（またはレンズユニット１１，１２Ａ）を選択的に用いて物体が撮影される。
【００９８】
したがって、この発明によれば、レンズユニットの全長を従来の望遠レンズよりも短くしたレンズユニット１１，１２（またはレンズユニット１１，１２Ａ）を用いて倍率を変えながら物体を撮影できる。
【００９９】
この発明においては、ステッピングモータ１４は、「移動手段」を構成する。
【０１００】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
この発明は、レンズの全長が従来のレンズよりも短く、かつ、変倍機能を有するレンズ装置に適用される。また、この発明は、レンズの全長が従来のレンズよりも短く、かつ、変倍機能を有するレンズ装置を備えたカメラモジュールに適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】この発明の実施の形態によるカメラモジュールの概略図である。
【図２】図１に示す軸部材の拡大図である。
【図３】図１に示す一方のレンズユニットの構成図である。
【図４】図１に示す他方のレンズユニットの構成図である。
【図５】図１に示す他方のレンズユニットの他の構成図である。
【図６】この発明の実施の形態によるカメラモジュールの他の概略図である。
【図７】図１に示すカメラモジュールを搭載した携帯電話機の斜視図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０，１０Ａ  レンズ装置、１１，１２，１２Ａ，１６  レンズユニット、１３  軸部材、１４，１５  ステッピングモータ、２０  撮像素子、１００，１００Ａ  カメラモジュール、１１１〜１１３  レンズ、１１１Ａ，１１１Ｂ，１１２Ａ，１１２Ｂ，１１３Ａ，１１３Ｂ，１２１Ａ，１２１Ｂ，１２２Ａ，１２２Ｂ，１２３Ａ，１２３Ｂ，１３１Ａ，１３１ＡＢ，１３２Ａ，１３３Ａ，１３４Ａ，１３４Ｂ  非球面、１３０  内部部材、１３０Ａ  一部分、１３０Ｂ  被覆部分、１３１  外部部材、１３１Ａ  一方端、１３２  歯車、１３３２Ｂ，１３３Ｂ  球面、２００  携帯電話機、２１０  カメラ配置部、２２０  反射板、１３０１  凹凸、１３０２  溝、１３２１  中心軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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