JP2005292543A

JP2005292543A - 焦点調整機構

Info

Publication number: JP2005292543A
Application number: JP2004108855A
Authority: JP
Inventors: Hirohiko Ina; 裕彦伊奈; Nami Nagamori; 菜美長森
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2004-04-01
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】面倒な隙間設定が不要でレンズ群をきわめてコンパクトに構成することができる焦点調整機構を提供する。
【解決手段】入射面３ａと出射面３ｂとが所定の傾斜角度をなす一枚の光学素材からなる焦点調整板３を、レンズ２と撮像素子５の間に配設すると共に、撮像素子５を、焦点調整板３の出射面３ｂから射出される撮影光６ｂ，６ｃに面直に対応させ、かつ、焦点調整板３を光軸方向に対して略直交する方向に移動させることにより撮像素子５に対する焦点の調整を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、デジタルカメラの撮像光学系を構成するレンズ群の撮像素子に対する焦点調整機構に関する。

近年、撮像素子としてＣＤＤやＣＭＯＳ等を用いたデジタルカメラが急速に普及している。これらの撮像素子は、フィルムに比して撮像面積が小さいので、レンズ群を非常にコンパクトなものにできる利点がある。

しかし、そのために、焦点調整に要するレンズ群の光軸方向への移動量も非常に小さくなり、また、撮像素子は、同面積でより多画素化が図られることにより、焦点調整のための必要分解能をより一層細かく設定することが要求されるようになってきた。

そこで、例えば、焦点調整板として２枚合せの楔状光学素子をレンズ群と撮像素子の間に配設し、その少なくとも一方を、光軸と略直交する方向に移動させることにより、微細な焦点調整を可能にしたデジタルカメラが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３３３５７４号公報

上述の従来のデジタルカメラでは、２枚の楔状光学素子を相対移動させる際に、互いに干渉しないようにするために、両傾斜面間には０．２〜０．３ｍｍ程度の隙間を設定しなければならない。そのような隙間設定のための機構は複雑で高い仕上げ精度が求められるため、製作上ないしは組付け作業上困難性を伴うことが予想される。

本発明は、このような実情に鑑みてなされ、面倒な隙間設定が不要で微細な焦点調整を可能にした焦点調整機構を提供することを目的とする。

本発明に係る焦点調整機構は、入射面と出射面とが所定の傾斜角度をなす一枚の光学素材からなる焦点調整板を、レンズと撮像素子の間に配設すると共に、前記撮像素子を、前記焦点調整板の出射面から射出される撮影光の光軸に対して面直となるように対応させ、かつ、前記焦点調整板を入射光の光軸に対して略直交する方向に移動させることにより前記撮像素子に対する焦点の調整を行うようにしている。

このような構成によれば、レンズそのものを光軸方向に移動させることなく、焦点調整板を光軸に略直交する方向に移動させることにより、光軸を通る焦点調整板の厚みを変化させ、撮影光の焦点の調整が可能となる。したがって、きわめて微細な焦点調整が可能となる。また、一枚の焦点調整板を移動させるので、従来のように、２つの焦点調整板の隙間設定が不要となるため構成が簡易となり、より一層のコンパクト化が可能となり、トラブル発生要因も少なくなる。

ここで、略直交とは、入射光の光軸に対して直交する方向の他、入射光の光軸と平行な方向以外のあらゆる方向を含む。ただし、焦点調整の効率面から考えて、また、機構の簡素化の観点から、直交であることが最も好ましい。

本発明に係る焦点調整機構は、入射面と出射面とが所定の傾斜角度をなす一枚の光学素材からなる焦点調整板を、レンズと撮像素子の間に配設すると共に、前記撮像素子を、前記焦点調整板の出射面から射出される撮影光の光軸に対して面直となるように対応させ、かつ、前記焦点調整板を光軸方向に対して略直交する方向に移動させることにより、光軸を通る焦点調整板の厚みを変化させて焦点を調整するため、きわめて微細な焦点調整が可能となる。また、一枚の焦点調整板を移動させるのみであるから、従来のように、２枚の焦点調整板の隙間設定が不要となるため構成が簡易となり、より一層のコンパクト化が可能となり、トラブル発生要因も少なくなる。また、装置を安価に提供することができる。

以下に、本発明の最良の実施の形態に係る焦点調整機構について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、焦点調整機構の構成を示し、符号１は絞り、２はレンズ、３は焦点調整板、４は赤外線カットフィルター、５はＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の撮像素子である。その焦点調整板３は、入射面３ａと出射面３ｂとが所定の傾斜角度Ｒ１をなす一枚の光学素材からなり、その入射面３ａ又は出射面３ｂの何れか一方（図示の例では出射面３ｂ）を光軸方向に略直交させて、この焦点調整板３をレンズ２と撮像素子５の間に配設している。撮影光６は、このような焦点調整板３を透過することにより屈折するため、その屈折分を見越して撮像素子５を、焦点調整板３の出射面３ｂから射出される撮影光６ａ，６ｂ（図２参照）の光軸に対して面直となるように対応させている。以上のような構成で、焦点調整板３を光軸方向に対して略直交する方向に移動させる。

図２は、焦点調整板３の移動前と移動後の様子を示している。移動前の焦点調整板３（図示実線）に入射した撮影光６ｃは、焦点調整板３により屈折して撮影光６ａ（図示実線矢印）として撮像素子５に入射される。一方、移動後の焦点調整板３（図示二点鎖線）に入射した前記撮影光６ｃは、移動前の焦点調整板３よりも厚みの薄い部分に入射され、この部分で屈折して撮影光６ｂ（図示二点鎖線矢印）として撮像素子５に入射される。このとき、屈折後の両撮影光６ａ，６ｂが、屈折前の撮影光６ｃ（＝撮影光の光軸）に対してなす角をそれぞれＲ２、Ｒ３とすると、Ｒ２＝Ｒ３となる。したがって、撮像素子５は、焦点調整板３の移動に対応して傾きを変える必要はなく、撮影光６ａ，６ｂのいずれに対しても常に面直に対応することとなる。ただし、撮像素子５上における撮影光６ａ，６ｂの結像点が矢印７方向に移動することとなるので、これに伴い撮像素子５を同方向に移動するようにすればよいが、移動量はきわめて微量であるため、撮像素子５を移動させずに、撮影光の光電変換時にデータ処理を工夫するなどして対応してもよい。

以上の構成により、焦点調整板３を光軸方向に対して略直交する方向に移動すれば、光軸を通る焦点調整板３の厚みを変化させることができ、これにより、焦点の調整が可能となる。したがって、レンズ２そのものを光軸方向に移動させる必要がなく、きわめて微細な焦点調整が可能となる。

また、一枚の焦点調整板３を移動させるので、従来のように、面倒な隙間設定が不要となるため高い仕上げ精度を要する構成が不要となり、かつ、デジタルカメラの光学系の構成をきわめて簡素なものとすることができる。したがって、トラブル発生要因も少なくなる。また、安価に提供することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定することなく、特許請求の範囲に記載した技術的事項の範囲内において種々変更することができる。例えば、焦点調整板３は、入射面３ａと出射面３ｂとが所定の傾斜角度Ｒ１をなすものであれば、あらゆる形状のものが考えられ、また、入射面３ａもしくは出射面３ｂは、撮影光６ｃに対して略直交である必要はなく、どのような角度に配置してもよい。

本発明に係る焦点調整機構は、一枚の光学素材からなる焦点調整板をレンズと撮像素子の間に配設し、前記焦点調整板を光軸方向に対して略直交する方向に移動させることにより焦点を調整するので、光学系をきわめてコンパクトなものにすることができるため、特に、デジタルカメラ等に有用である。

本発明にかかる焦点調整機構は、焦点調整板をレンズと撮像素子の間に配設した一枚の光学素材からなる前記焦点調整板を光軸方向に対して略直交する方向に移動させることにより焦点を調整するので、特に光学系の光軸方向のコンパクト化が要求される小型カメラ等の技術分野に広く適用できる。

本発明の実施の形態に係る焦点調整機構の構成説明図同焦点調整機構の移動量と厚み変化量の説明図

符号の説明

２レンズ
３焦点調整板
３ａ入射面
３ｂ出射面
５撮像素子
６撮影光

Claims

入射面と出射面とが所定の傾斜角度をなす一枚の光学素材からなる焦点調整板を、レンズと撮像素子の間に配設すると共に、前記撮像素子を、前記焦点調整板の出射面から射出される撮影光の光軸に対して垂直となるよう対応させ、かつ、前記焦点調整板を入射光の光軸に対して略直交する方向に移動させることにより前記撮像素子に対する焦点の調整を行うようにしたことを特徴とする焦点調整機構。