JP2005156649A - Imaging unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯端末などに搭載可能な小型の撮像装置に関する。 The present invention relates to a small imaging device that can be mounted on a portable terminal or the like.
近年、CCD(Charged Coupled Device)型イメージセンサあるいは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撮像装置の高性能化、小型化に伴い、撮像装置を備えた携帯電話やPDA(Personal Digital Assistants)が普及しつつある。また、これらの撮像装置に搭載される撮像レンズには、さらなる小型化への要求が高まっている。 In recent years, along with the improvement in performance and size of solid-state imaging devices such as CCD (Charged Coupled Device) type image sensors or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type image sensors, PDA (Personal Digital Assistants) is becoming widespread. In addition, there is an increasing demand for further downsizing of imaging lenses mounted on these imaging apparatuses.
ここで、従来の小型の撮像装置は、一般的な民生用デジタルカメラに用いられているような機械式シャッタ装置やAF機構を有しておらず、また搭載されている固体撮像素子の画素数も比較的低いことから、小型化の困難性については問題となることはなかった(非特許文献1,特許文献1参照)。
ところが、最近は、撮像装置の小型化への要求に加えて高画質化といった要求もある。ここで、高画質化に対する要求に対して、まず固体撮像素子の画素数を増大させることが考えられる。しかるに、従来用いられているプログレッシブ走査式のCCDの場合には、全画素の信号を一度に読み出せるから機械式シャッタ装置が不要という特徴があるものの、画素数に応じて固体撮像素子の受光面積が拡大し、撮像装置の小型化が図れないという問題がある。 However, recently, in addition to the demand for downsizing of the imaging device, there is also a demand for higher image quality. Here, it is conceivable to first increase the number of pixels of the solid-state imaging device in response to a request for high image quality. However, in the case of a progressive scanning CCD that has been used in the past, the light receiving area of the solid-state imaging device is determined according to the number of pixels, although there is a feature that a mechanical shutter device is not required because signals of all pixels can be read at once. However, there is a problem that the image pickup apparatus cannot be reduced in size.
これに対し、インターレース走査式CCDを撮像装置に用いることができないかという試みがある。インターレース走査式CCDは、全画素の信号を2回に分けて読み出すものであり、出力される信号の画素数に対して受光面積を小さくできるから、撮像装置に用いれば、そのコンパクト化と高画質化とを両立できる可能性がある。しかしながら、全画素の信号を2回に分けて読み出すためには、最初の読み出しと、後の読み出しの間に、機械式シャッタ装置を用いて固体撮像素子のの受光面に至る光束を遮る必要がある。 On the other hand, there is an attempt to use an interlace scanning CCD for an imaging apparatus. Interlaced scanning CCDs read out the signals of all the pixels in two steps, and the light receiving area can be reduced with respect to the number of pixels of the output signal. There is a possibility that both can be realized. However, in order to read out the signals of all the pixels in two steps, it is necessary to block the light flux reaching the light receiving surface of the solid-state imaging device using a mechanical shutter device between the first reading and the subsequent reading. is there.
一方、固体撮像素子が高画素化すると、低画素の固体撮像素子を用いた従来の撮像装置では問題とならなかったピントのずれが顕在化してくる。これに対しては、AF機構を設けることで撮像レンズを光軸方向に移動させるようにすれば、無限遠方から数cmの範囲内の被写体に対してピントを合わせることができるため、パンフォーカス式の撮像レンズ及び低画素の固体撮像素子を備えた従来の撮像装置に比べ、遙かに高画質な画像を得ることができる。 On the other hand, when the number of pixels of the solid-state imaging device is increased, a focus shift that does not cause a problem in the conventional imaging device using the solid-state imaging device having a low pixel becomes apparent. On the other hand, if the imaging lens is moved in the optical axis direction by providing an AF mechanism, it is possible to focus on a subject within a range of several centimeters from an infinite distance. Compared with a conventional image pickup apparatus including the image pickup lens and the low-pixel solid-state image pickup device, it is possible to obtain a much higher quality image.
しかるに、一般的な民生用デジタルカメラにおいては、AF駆動のため、シャッタ機構を撮像レンズと一体で移動させているが、かかる小型の撮像装置においても同様に一体で移動させようとすると、双方の質量を考慮した上でAF駆動時間を短くできるように駆動力の高いアクチュエータを用いる必要があり、それにより撮像装置の小型化が図れなくなり、又低消費電力化も図れないという問題がある。小さな電池で動作する携帯電話等に撮像装置を搭載する場合、低消費電力化を図ることは重要な課題である。更には、撮像装置を携帯電話に搭載した場合、ユーザーが携帯電話を落下させることも予想され、その場合機械式シャッタ装置と撮像レンズが一体であると、落下の衝撃に耐え得るようにAF装置の剛性を高める必要があるが、それにより撮像装置の小型化が図れなくなるという問題もある。 However, in a general consumer digital camera, the shutter mechanism is moved together with the imaging lens for AF driving. However, if such a small imaging device is also moved together, It is necessary to use an actuator having a high driving force so that the AF driving time can be shortened in consideration of the mass, and there is a problem that the imaging apparatus cannot be reduced in size and power consumption cannot be reduced. When an imaging device is mounted on a mobile phone or the like that operates with a small battery, it is an important issue to reduce power consumption. Furthermore, when the imaging device is mounted on a mobile phone, it is expected that the user will drop the mobile phone. In that case, if the mechanical shutter device and the imaging lens are integrated, the AF device can withstand the impact of the drop. However, there is also a problem that the imaging apparatus cannot be reduced in size.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、コンパクトな構成と耐衝撃性を兼ね備えながらも、高画質な画像を得ることができる撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of obtaining a high-quality image while having a compact configuration and impact resistance.
請求項1に記載の撮像装置は、固体撮像素子と、鏡筒と、前記鏡筒内に移動可能に保持され、最も物体側に配置された開口絞りを含む撮像レンズと、前記撮像レンズを、前記鏡筒に対して光軸方向に駆動する駆動機構と、前記鏡筒に固定された機械式シャッタ装置と、を有することを特徴とするので、前記機械式シャッタ装置を用いることで、前記固体撮像素子としてインターレース走査式のCCDを採用でき、それにより撮像装置の小型化を図れるとともに、前記機械式シャッタ装置を前記鏡筒に固定することで、前記駆動機構により駆動される前記撮像レンズ等の質量を減少させることができ、それにより前記駆動機構の小型化及び低消費電力化を図り、且つ前記撮像レンズ等の質量減少による耐衝撃性向上も期待できる。又、最も物体側に開口絞りを配置した撮像レンズを用いることで、入射瞳位置が開口絞り位置となるため、シャッタの口径を小さくすることができる。なお、シャッタの口径は画角やオートフォーカス移動量(焦点距離により異なる)に依存し、また撮像装置の光軸直交方向のサイズを決定する一因ともなる。したがってコンパクトな撮像装置を得るためには、前記撮像レンズの画角や焦点距離などの仕様を適切に設定する必要がある。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging lens includes: a solid-state imaging device; a lens barrel; an imaging lens that is movably held in the lens barrel and includes an aperture stop that is disposed closest to the object; Since it has a drive mechanism for driving in the optical axis direction with respect to the lens barrel and a mechanical shutter device fixed to the lens barrel, the solid state can be obtained by using the mechanical shutter device. An interlaced scanning CCD can be adopted as the imaging device, thereby reducing the size of the imaging device, and fixing the mechanical shutter device to the lens barrel so that the imaging lens driven by the drive mechanism, etc. The mass can be reduced, whereby the drive mechanism can be reduced in size and power consumption, and the impact resistance can be improved by reducing the mass of the imaging lens and the like. In addition, by using an imaging lens having an aperture stop located closest to the object side, the entrance pupil position becomes the aperture stop position, so the aperture of the shutter can be reduced. Note that the aperture of the shutter depends on the angle of view and the amount of autofocus movement (which varies depending on the focal length), and also contributes to determining the size of the imaging apparatus in the direction perpendicular to the optical axis. Therefore, in order to obtain a compact imaging device, it is necessary to appropriately set specifications such as the angle of view and the focal length of the imaging lens.
尚、撮像レンズの駆動としてはAF駆動がある。AF駆動は、従来より知られている撮像レンズのフォーカシング方式として、近距離撮影に際して撮像レンズ全体を一体で物体側ヘ移動させる全体繰り出し方式が一般的であるが、フローティングを利用したフォーカシング方式でもよい。ここでフローティング方式とは、合焦の際2つのレンズ群が光軸方向に異なる速度で移動する方式である。フローティング方式は全体繰り出し方式よりもAF機構は多少複雑化してしまうものの、全体繰り出し方式では画像の中心部にピントを合わせることは可能であるが、周辺部の像面が流れてしまうため、周辺部の画像が劣化するという問題を解決する方法である。また、複数のレンズ群のうち、1つのレンズ群のみを移動させてフォーカシングを行ってもよく、そのことによって、よりAF機構の小型軽量化が可能となる。AF駆動は、別個の測距センサからの信号に基づいて行ってもよく、固体撮像素子からの画像信号を画像処理した結果に基づいて行ってもよい。 Note that there is AF driving as driving of the imaging lens. The AF drive is generally known as a conventional imaging lens focusing method, in which the entire imaging lens is moved integrally to the object side during short-distance shooting, but a focusing method using floating may be used. . Here, the floating method is a method in which the two lens groups move at different speeds in the optical axis direction during focusing. Although the AF mechanism is slightly more complicated in the floating method than in the entire payout method, it is possible to focus on the center of the image in the overall payout method, but the peripheral image area flows, so the peripheral part This method solves the problem that the image of the image deteriorates. Further, focusing may be performed by moving only one lens group out of the plurality of lens groups, which makes it possible to further reduce the size and weight of the AF mechanism. AF driving may be performed based on a signal from a separate distance measuring sensor, or may be performed based on a result of image processing of an image signal from a solid-state imaging device.
請求項2に記載の撮像装置は、前記機械式シャッタ装置は、前記開口絞りに隣接して、外光の通過を許容する開放位置と、外光の通過を阻止する遮蔽位置との間を移動自在なシャッタ羽根を有することを特徴とする。
The image pickup apparatus according to
請求項3に記載の撮像装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記撮像装置の光路内に、光透過率を変更する変更部材を出し入れ可能な光透過率調整手段を有することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the imaging apparatus according to the first or second aspect, further comprising: a light transmittance adjusting unit capable of inserting / removing a changing member that changes the light transmittance in the optical path of the imaging apparatus. Features.
前記撮像装置において、前記機械式シャッタ装置は、前記撮像レンズとは別体であり、しかも撮像レンズは光軸方向に移動するから、前記機械式シャッタ装置と前記撮像レンズとの間には、ある程度の間隔が生じる。従って、前記機械式シャッタ装置を小絞りにしてFナンバーを変化させることができないので、前記撮像レンズに入射する光の量を抑えることができず、前記固体撮像素子の画素に入射する光の量が過大となるおそれがある。そこで、本発明においては、被写体輝度が高い場合には、前記変更部材を光路内に挿入することで、適切な露光を達成できるようにしている。尚、「変更部材」としては、低い光透過率を有するNDフィルターに限らず、他のフィルター、例えばUVカットフィルター等の光学フィルターや、または焦点距離を変換するワイドコンバータレンズやテレコンバータレンズでもよい。 In the imaging apparatus, the mechanical shutter device is separate from the imaging lens, and the imaging lens moves in the optical axis direction. Therefore, there is a certain amount of space between the mechanical shutter device and the imaging lens. The interval of occurs. Accordingly, since the F-number cannot be changed by using the mechanical shutter device as a small aperture, the amount of light incident on the imaging lens cannot be suppressed, and the amount of light incident on the pixels of the solid-state imaging device. May become excessive. Therefore, in the present invention, when the subject brightness is high, appropriate exposure can be achieved by inserting the changing member into the optical path. The “change member” is not limited to the ND filter having a low light transmittance, but may be another filter, for example, an optical filter such as a UV cut filter, or a wide converter lens or a teleconverter lens that converts a focal length. .
請求項4に記載の撮像装置は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明において、前記撮像レンズは、全てのレンズがプラスチック材料から形成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the imaging lens is characterized in that all the lenses are made of a plastic material.
撮像レンズを構成する全てのレンズを、たとえば射出成形により製造されるプラスチックレンズで構成すると、大量生産が可能となり、また非球面の付加が容易なためレンズ性能を向上させることが可能となる。また、レンズユニットの軽量化を達成でき、駆動装置としてのAFアクチュエータにかかる負荷を低減することができる。一方では、外気温の変化によりプラスチック材料に屈折率変化が生ずることに起因し、像点位置が変動してしまうという問題があるが、AF機構を搭載しているので、像点位置の変動はそれほど問題にはならない。厳密には、AF機構を搭載していても可焦点距離や無限遠方にピントを固定するモード等の機能を有する撮像装置においては、像点位置の変動を補正するための別手段が必要となる。このような場合は、別途温度センサを搭載し、温度センサからの温度情報から撮像レンズと固体撮像素子の撮像面との距離を微調整する等の補正を行えばよい。また最近では、プラスチック材料中に無機微粒子を混合させ、プラスチック材料の屈折率の温度変化を小さく抑えることができることが分かってきた。詳細に説明すると、一般に透明なプラスチック材料に微粒子を混合させると、光の散乱が生じ透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難であったが、微粒子の大きさを透過光束の波長より小さくすることにより、散乱が実質的に発生しないようにできる。プラスチック材料は温度が上昇することにより屈折率が低下してしまうが、無機粒子は温度が上昇すると屈折率が上昇する。そこで、これらの温度依存性を利用して互いに打ち消しあうように作用させることにより、屈折率変化がほとんど生じないようにすることができる。具体的には、母材となるプラスチック材料に最大長が20ナノメートル以下の無機粒子を分散させることにより、屈折率の温度依存性のきわめて低いプラスチック材料となる。例えばアクリルに酸化ニオブ(Nb2O5)の微粒子を分散させることで、温度変化による屈折率変化を小さくすることができる。このような、無機粒子を分散させたプラスチック材料を用いることにより、撮像レンズ全系の温度変化時の像点位置の変動を小さく抑えることが可能となる。このようなプラスチック材料を用いることによって、別途温度センサを搭載する必要がなくなり、よりAF機構の簡略化・小型軽量化を達成することが可能となる。またここで、「プラスチック材料から形成されている」とは、プラスチック材料を母材として、その表面に反射防止や表面硬度向上を目的としてコーティング処理を行った場合を含むものとする。 If all the lenses constituting the imaging lens are made of, for example, plastic lenses manufactured by injection molding, mass production becomes possible, and lens performance can be improved because it is easy to add an aspherical surface. Further, the weight of the lens unit can be reduced, and the load applied to the AF actuator as the driving device can be reduced. On the other hand, there is a problem that the image point position fluctuates due to a change in the refractive index of the plastic material due to a change in the outside air temperature. It doesn't matter so much. Strictly speaking, in an imaging apparatus having a function such as a mode for fixing the focus at a focal distance or infinity even if the AF mechanism is mounted, another means for correcting the fluctuation of the image point position is required. . In such a case, a separate temperature sensor may be mounted and correction such as fine adjustment of the distance between the imaging lens and the imaging surface of the solid-state imaging device may be performed based on temperature information from the temperature sensor. Recently, it has been found that inorganic fine particles can be mixed in a plastic material to suppress the temperature change of the refractive index of the plastic material to a small value. To explain in detail, mixing fine particles with a transparent plastic material generally causes light scattering and decreases the transmittance, so that it was difficult to use as an optical material. By making it smaller than the wavelength, scattering can be substantially prevented. The refractive index of the plastic material decreases with increasing temperature, but the refractive index of inorganic particles increases with increasing temperature. Therefore, it is possible to make almost no change in the refractive index by using these temperature dependencies so as to cancel each other. Specifically, by dispersing inorganic particles having a maximum length of 20 nanometers or less in a plastic material as a base material, a plastic material with extremely low temperature dependency of the refractive index is obtained. For example, by dispersing fine particles of niobium oxide (Nb 2 O 5 ) in acrylic, the refractive index change due to temperature change can be reduced. By using such a plastic material in which inorganic particles are dispersed, it is possible to suppress the fluctuation of the image point position when the temperature of the entire imaging lens system changes. By using such a plastic material, it is not necessary to separately mount a temperature sensor, and the AF mechanism can be further simplified and reduced in size and weight. Here, “formed from a plastic material” includes a case where a plastic material is used as a base material and the surface thereof is coated for the purpose of preventing reflection and improving surface hardness.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態にかかる撮像装置の断面図である。図1において、鏡筒1の中央には、物体側から順に、防塵カバー2,シャッタ羽根24,開口絞り4,プラスチック製の正レンズ5,プラスチック製の負レンズ6,光学的ローパスフィルタ(物体側面に赤外線カットコートが施されている)7、インターレース走査式CCDの固体撮像素子8が配置されている。開口絞り4,正レンズ5,負レンズ6で構成される撮像レンズは、レンズ枠9に固定されている。レンズ枠9は、その外周面から光軸直交方向に延在するアーム9aに、鏡筒1に固定したAFモータ(アクチュエータ)10の出力軸であるねじ軸10aを螺合させている。AFモータ10が駆動されてねじ軸10aが回転すると、その回転量に応じて、撮像レンズはレンズ枠9と一体で光軸方向に移動可能となっている。AFモータ10とレンズ枠9とで駆動機構を構成する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the imaging apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, in the center of a lens barrel 1, in order from the object side, a
防塵カバー2と開口絞り4との間には、機械式シャッタ装置20(図1では簡略図示)が配置されている。以下、機械式シャッタ装置20について説明する。
A mechanical shutter device 20 (simply shown in FIG. 1) is disposed between the
図2は、被写体側から見た機械式シャッタ装置20の平面図であり、図3〜図6は、各作動状態における羽根室内を示した平面図である。そこで、先ず、図2及び図3を用いて、本実施の形態の構成を説明する。本実施の形態は、被写体側に配置された主地板21と撮像素子側に配置された補助地板22によって、それらの間に羽根室を形成している。二つの地板21,22は、いずれも合成樹脂製であって、殆ど同じ外形をしており、それらの略中央部に形成された円形の開口部21a,22aによって、露光開口(最大口径)を規制している。尚、図3においては、主地板21の主な外形を二点鎖線で示しているが、この点は、図4〜図6の場合も同じである。
FIG. 2 is a plan view of the
次に、主に図2を用いて主地板21の表面側の構成を説明する。先ず、開口部21aを囲むようにして、鏡筒1(図1)に取り付けるために用いる三つの取付部21b,21c,21dが設けられている。また、二つのモータ23,24が、主地板21と一体的に成形されているフック部21e,21fと、ビス25,26によって取り付けられている。これらのモータ23,24は、特開2000−60088号公報などに記載のムービングマグネット型モータと称されているモータであって、その構成は周知であるため具体的な構成説明は省略するが、永久磁石製の回転子は所定の角度範囲でしか回転せず、それらから径方向へ張り出した部位に設けられている駆動ピン23a,24aは、主地板21に形成された長孔21g,21hから羽根室内に挿入されている。
Next, the configuration of the front side of the
さらに、主地板21の背面側の構成を説明するが、先ず、図2に示されていて図3には示されていない部位について説明する。主地板21と補助地板22との相互の取付け方は、主地板21に設けられたフック部21iを補助地板22の縁に掛け、図示していないビスを、補助地板22の背面側から補助地板22の孔22b(図3参照)に挿入し、主地板21の取付部21jに螺合させている。そして、この取付部21jは、主地板21と補助地板22との間のスペーサの役目もしているが、このほかにも主地板21には専用のスペーサ21k,21m,21n,21pが設けられている。
Furthermore, although the structure of the back side of the
また、図3においては、主地板21の背面側に設けられている部位が、上記した駆動ピン23a,24aと共に、断面で示されている。主地板21には、後述する各作動部材のストッパ21q,21r,21s,21tが設けられている。また、主地板21の背面側には、軸21u,21v,21wが設けられている。そのうち、軸21uにはシャッタ羽根27が回転可能に取り付けられ、軸21vにはシャッタ羽根28が回転可能に取り付けられている。そして、それらのシャッタ羽根27,28は、シャッタ羽根27が被写体側となるように配置されていて、それらに形成されている長孔27a,28aには、周知のように上記の駆動ピンが嵌合している。
Moreover, in FIG. 3, the site | part provided in the back side of the
もう一つの軸21wには、シャッタ羽根28よりも補助地板22側に配置されている絞り部材29が回転可能に取り付けられている。光透過率調整手段である絞り部材29は、長孔29aと、露光開口(開口部21a,22a)よりも直径の小さな円形の開口部29bを有していて、その長孔29aには上記の駆動ピン24aが嵌合している。また、この絞り部材29の背面側には、シート状のNDフィルタ(変更部材)30が取り付けられていて、開口部29bを覆っている。そして、そのNDフィルタ30は、絞り部材29の作動中に補助地板22に摺接しないように、補助地板22に形成された凹部22c内で作動するようになっている。
A
次に、図3〜図6を用いて、本実施の形態の作動を説明する。図3は初期状態すなわち開放位置を示しており、即ち、この撮像装置はノーマルオープンタイプであって、電源がオンのときは、絞り部材29が露光開口から退避しており、シャッタ羽根27,28は開口絞り4(図1)を全開にしている。そのため、固体撮像素子8は被写体光にさらされており、被写体像を不図示の外部モニターで観察可能となっている。また、このとき、モータ23,24には通電されていないが、周知のモータ構成によって、モータ23の回転子は反時計方向へ回転する力が付与され、モータ24の回転子は時計方向へ回転する力が付与されている。そのため、シャッタ羽根27,28はストッパ21q、21tに接触させられ、絞り部材29はストッパ21sに接触させられている。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows an initial state, that is, an open position. That is, this imaging apparatus is a normally open type, and when the power is on, the
この状態においてレリーズボタンを押すと、被写体光の測定結果に基づいて、被写体の光量を減じて撮影するか減じないで撮影するかが決定される。そして、被写体の光量を減じて撮影することに決定された場合には、モータ24の回転子が反時計方向へ回転させられ、絞り部材29を時計方向へ回転させる。そして、絞り部材29は、シャッタ羽根28に対して摺動し、その先端がストッパ21rに当接して停止する。即ち、絞り部材29は、その作動開始から停止するまで、常にシャッタ羽根28との間に摺接関係が維持されている。このようにして停止した状態、すなわちNDフィルタ30を光路内に挿入した状態が図4に示されている。このとき、モータ24に対する通電は断たなくてもよいが、断ったとしても、周知のモータ構成によって、この状態は保たれる。尚、撮像装置の仕様によっては、レリーズによってこの状態が得られるのではなく、被写体光に応じて自動的に得られるようになっていても差し支えない。
When the release button is pressed in this state, whether to shoot with or without reducing the light amount of the subject is determined based on the measurement result of the subject light. If it is decided to shoot with the light quantity of the subject reduced, the rotor of the
このようにして、図4の状態が得られると、次に、撮像装置に撮影開始の信号が与えられる。そして、所定の撮影時間が経過すると、制御回路からモータ23に通電され、回転子が時計方向へ回転させられる。そのため、シャッタ羽根27,28は相反する方向へ回転するが、このときシャッタ羽根28は絞り部材29に対して摺動することになる。そして、開口部29bを閉鎖した後、ストッパ21t,21qに当接して停止する。即ち、シャッタ羽根28は、その作動開始から停止するまで、常に絞り部材29との間に摺接関係が維持されている。そして、その停止状態すなわち遮蔽位置が図5に示されている。
In this way, when the state of FIG. 4 is obtained, a shooting start signal is then given to the imaging device. When a predetermined photographing time has elapsed, the
その後、この閉鎖状態で画像信号が不図示の記憶装置に転送されると、あい前後してモータ23,24に通電される。しかし、このときには上記の場合とは異なり、電流が逆方向へ供給されるため、シャッタ羽根27,28と絞り部材29は、いずれも上記とは反対方向へ回転させられるが、このときにもシャッタ羽根28と絞り部材29との摺接関係は、最初から最後まで維持される。そして、シャッタ羽根27,28はストッパ21q,21tに当接し、絞り部材29はストッパ21sに当接して停止させられ、その直後に、モータ23,24に対する通電が断たれて図3の初期状態に復帰する。
Thereafter, when the image signal is transferred to a storage device (not shown) in this closed state, the
本実施の形態においては、固体撮像素子がインタレース式CCDであるので、1フレームの画像に対応する画素信号を2回に分けて読み出す必要がある。そこで、合焦が完了した後所定のタイミングで、機械式シャッタ装置20を動作させて、シャッタ羽根27、28を駆動し、所定の期間だけ開口絞り4を露出した後遮蔽し、再度露出する。これにより、適切な画素信号を得ることができる。このようにシャッタ羽根27,28が移動することで、所定の露光量で、撮像レンズ、光学的ローパスフィルタ7、固体撮像素子8のカバーガラス(平行平板)8aを通過し、撮像面8bに結像された光学像は、固体撮像素子8で光電変換され、更に所定の処理を施されることで画像信号に変換されることとなる。
In this embodiment, since the solid-state imaging device is an interlaced CCD, it is necessary to read out pixel signals corresponding to an image of one frame in two steps. Therefore, the
また、被写体光が比較的明るくなくて、上記のように開口部29bを用いないで撮影する場合は、図3の状態において、モータ24に通電することなく撮影を開始する。そして、所定の撮影時間が経過すると、制御回路からモータ23に通電されて、回転子が時計方向へ回転させられる。そのため、シャッタ羽根27,28は相反する方向へ回転するが、このときシャッタ羽根28は絞り部材29に対して摺動する。そして、最後に、シャッタ羽根27,28は、既に説明したようにして、図6に示した状態すなわち遮蔽位置で停止させられるが、その間、シャッタ羽根28と絞り部材29との摺接関係は終始維持されている。従って、説明するまでもなく、その後、シャッタ羽根27,28は図3の状態に復帰することになるが、そのときにも、シャッタ羽根28と絞り部材29との摺接関係は維持されている。
Further, when the subject light is not relatively bright and the image is taken without using the
このように、本実施の形態によれば、いかなる作動状態においても、シャッタ羽根28の一部と絞り部材29の一部が、常に接触状態を保ち、且つそれらの接触領域が連続的に変わっていくように構成されているので、シャッタ羽根28と絞り部材29が噛み合うようなことがなく、ましてや、シャッタ羽根28の被写体側に配置されていてシャッタ羽根28とその一部が常に接触しているシャッタ羽根27と絞り部材29とが噛み合ってしまうようなこともない。そのため、上記の公報に記載されているように、板部材(中間板)によって二つの羽根室に仕切る必要がないため、露光開口の近傍領域を、少なくともその板部材(中間板)の分だけ薄型化することが可能になるし、また、そのような板部材(中間板)が不要となることによって低コスト化も可能になる。
Thus, according to the present embodiment, in any operating state, a part of the
尚、本実施例においては、絞り部材29に、露光開口よりも小さな口径の開口部29bを形成し、それをNDフィルタ30で覆うようにしているが、撮像装置の仕様によっては、NDフィルタ30を用いず開口部29bを形成しただけのものであっても構わない。また、その場合、絞り部材29に、露光開口よりも小さくて、異なる口径の複数の開口部を形成し、それをステッピングモータによって回転させて、所望の口径を選択できるようにしてもよい。また、その上に、それらの一部の開口部をNDフィルタで覆うようにしても差し支えないし、その場合において、NDフィルタで覆う開口部が複数あるときは、同じ大きさの開口部を濃度の異なるNDフィルタで覆っても構わない。
In this embodiment, an
更に、本実施例のように、絞り部材29に開口部29bを設けず、絞り部材29をNDフィルタのシート材料だけで製作するようにしても差し支えない。しかし、そのように構成した場合には、光量制御部材ではあるが、もはや、絞り部材とは言えない。また、周知の絞り機構には複数の絞り羽根によって口径を制御するようにしたものがあるが、その場合であっても、一番シャッタ羽根側にある絞り羽根が、如何なる作動状態にあっても常に隣接するシャッタ羽根との摺接関係を維持しているようにすれば、本発明の目的は達成することができる。また、本実施例においては2枚のシャッタ羽根27,28が採用されているが、シャッタ羽根が1枚のものであっても本発明を適用することが可能である。
Further, as in this embodiment, the
また、開口部の形状は円形である必要はなく、開口部での短辺方向・長辺方向・対角方向の画角が確保されていれば、矩形であってもよい。開口部の形状を矩形などにすることによって、シャッタ羽根の退避位置を有効に確保することができ、撮像装置の小型化につながる。また、前記撮像レンズの有効径の外側に入射する不要光を取り除く事ができるので、ゴーストやフレアの発生を抑制することが可能となる。 Further, the shape of the opening need not be circular, and may be rectangular as long as the angle of view in the short side direction, long side direction, and diagonal direction at the opening is ensured. By making the shape of the opening rectangular or the like, the retracted position of the shutter blade can be effectively ensured, leading to the downsizing of the imaging device. In addition, since unnecessary light incident on the outside of the effective diameter of the imaging lens can be removed, it is possible to suppress the occurrence of ghost and flare.
本実施の形態によれば、機械式シャッタ装置を設けることで、固体撮像素子8としてインターレース走査式のCCDを採用でき、それにより撮像装置の小型化を図れるとともに、機械式シャッタ装置を鏡筒1側に固定することで、駆動機構により駆動される撮像レンズ等の質量を減少させることで、駆動機構の小型化及び低消費電力化を図り、且つ撮像レンズ等の質量減少により、撮像装置を搭載した携帯端末などを謝って落下させたような場合にも、AFモータ10等へ過大な負荷を与えることを極力抑えることができる。
According to the present embodiment, by providing a mechanical shutter device, an interlace scanning CCD can be adopted as the solid-state imaging device 8, whereby the imaging device can be reduced in size and the mechanical shutter device can be used as the lens barrel 1. By fixing to the side, the mass of the imaging lens driven by the drive mechanism is reduced, so that the drive mechanism is reduced in size and power consumption, and the imaging device is mounted by reducing the mass of the imaging lens etc. Even when the mobile terminal is apologized and dropped, application of an excessive load to the
さらに、本実施の形態の撮像装置において、機械式シャッタ装置は、撮像レンズとは別体であり、しかも撮像レンズは光軸方向に移動するから、機械式シャッタ装置と撮像レンズとの間には、ある程度の間隔が生じる。従って、機械式シャッタ装置を小絞りにしてFナンバーを変化させることができないので、撮像レンズに入射する光の量を抑えることができず、固体撮像素子8の画素に入射する光の量が過大となるおそれがある。そこで、本発明においては、被写体輝度が高い場合には、絞り部材29に取り付けたNDフィルタ30を開口絞り4の像側の光路内に挿入することで、適切な露光を達成できるようにしている。
Furthermore, in the imaging device of the present embodiment, the mechanical shutter device is separate from the imaging lens, and the imaging lens moves in the optical axis direction, so that there is a gap between the mechanical shutter device and the imaging lens. Some spacing will occur. Accordingly, since the F-number cannot be changed with a small mechanical shutter device, the amount of light incident on the imaging lens cannot be suppressed, and the amount of light incident on the pixels of the solid-state image sensor 8 is excessive. There is a risk of becoming. Therefore, in the present invention, when the subject brightness is high, an appropriate exposure can be achieved by inserting the
以上、本発明を実施例を参照して説明してきたが、本発明は上記実施例に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、機械式シャッタ装置は、モータでなくソレノイドなど電磁的駆動源により駆動されてもよい。 The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be changed or improved as appropriate. For example, the mechanical shutter device may be driven not by a motor but by an electromagnetic drive source such as a solenoid.
1 鏡筒
2 防塵カバー
4 鏡枠
5 正レンズ
6 負レンズ
7 ローパスフィルタ
8 固体撮像素子
9 レンズ枠
10 AFモータ
20 機械式シャッタ装置
27,28 シャッタ羽根
30 NDフィルタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
鏡筒と、
前記鏡筒内に移動可能に保持され、最も物体側に配置された開口絞りを含む撮像レンズと、
前記撮像レンズを、前記鏡筒に対して光軸方向に駆動する駆動機構と、
前記鏡筒に固定された機械式シャッタ装置と、を有することを特徴とする撮像装置。 A solid-state image sensor;
A lens barrel,
An imaging lens including an aperture stop that is movably held in the lens barrel and is disposed closest to the object side;
A drive mechanism for driving the imaging lens in the optical axis direction with respect to the barrel;
An image pickup apparatus comprising: a mechanical shutter device fixed to the lens barrel.
The imaging device according to claim 1, wherein all the lenses of the imaging lens are made of a plastic material.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007017594A (en) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Nippon Seimitsu Sokki Kk | Diaphragm device |
WO2007055085A1 (en) * | 2005-11-11 | 2007-05-18 | Konica Minolta Opto, Inc. | Lens unit |
JP2017151312A (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 日本電産コパル株式会社 | Lens barrel, lens unit and lens unit manufacturing method |
CN108702435A (en) * | 2017-04-26 | 2018-10-23 | 华为技术有限公司 | A kind of terminal and camera |
WO2022083498A1 (en) * | 2020-10-22 | 2022-04-28 | 华为技术有限公司 | Optical lens and assembly process therefor, camera module, and electronic device |
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2003
- 2003-11-21 JP JP2003391607A patent/JP2005156649A/en active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007017594A (en) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Nippon Seimitsu Sokki Kk | Diaphragm device |
JP4625729B2 (en) * | 2005-07-06 | 2011-02-02 | 日本精密測器株式会社 | Aperture device |
WO2007055085A1 (en) * | 2005-11-11 | 2007-05-18 | Konica Minolta Opto, Inc. | Lens unit |
US7636211B2 (en) | 2005-11-11 | 2009-12-22 | Konica Minolta Opto, Inc. | Lens unit |
JP4992112B2 (en) * | 2005-11-11 | 2012-08-08 | コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 | Lens unit |
KR101238491B1 (en) | 2005-11-11 | 2013-03-04 | 코니카 미놀타 어드밴스드 레이어즈 인코포레이티드 | Lens Unit |
JP2017151312A (en) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 日本電産コパル株式会社 | Lens barrel, lens unit and lens unit manufacturing method |
CN108702435A (en) * | 2017-04-26 | 2018-10-23 | 华为技术有限公司 | A kind of terminal and camera |
CN108702435B (en) * | 2017-04-26 | 2020-07-28 | 华为技术有限公司 | Terminal and camera |
WO2022083498A1 (en) * | 2020-10-22 | 2022-04-28 | 华为技术有限公司 | Optical lens and assembly process therefor, camera module, and electronic device |
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