JP2006091410A

JP2006091410A - Lens barrel

Info

Publication number: JP2006091410A
Application number: JP2004276497A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Sato; 佐藤　　賢一; Takao Sasaki; 敬雄佐々木
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2006-04-06

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens barrel capable of arbitrarily changing an image plane, while having a simple and compact structure. SOLUTION: The first piezoelectric actuator 4 and second piezoelectric actuator 5 are changed in shape by the application of electromagnetic energy. Thereby a face distance D2 between the first lens group G1 and the second lens group G2, and a face distance D4 between the second lens G2 and the third lens G3 are adjusted. Accordingly, despite the simple, compact structure, the image plane can changed to defocus the peripheral part of a screen, while focusing the central part of the screen. Alternatively, the image plane can be made to change so as to be clear over the entire screen. COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ＶＦＣ機構を備えたレンズ鏡胴に関する。 The present invention relates to a lens barrel having a VFC mechanism.

一般に、小型のデジタルカメラや携帯電話に搭載されるデジタルカメラ（以下、小型デジタルカメラ等という。）には、レンズを移動させることなく遠景から近景に至るまでピントが合う、いわゆるパンフォーカスレンズを有するレンズ鏡胴が備えられていることが多い。一方で、オートフォーカス機構を有するレンズ鏡胴を備えたカメラであれば、遠景から近景に至るまで被写体距離に応じた良好な画像が得られる（例えば、特許文献１参照。）。また、オートフォーカス機構とは別に、撮影者の任意により、画面中央部のピント位置と画面周辺部のピント位置とを積極的に変えることのできるＶＦＣ（Variable Field Curvature）機構を有するレンズ鏡胴も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。このようなＶＦＣ機構を用いて像面をシフトさせることにより、例えば、画面中央部の被写体にピントを合わせ、その被写体の背景を大きくぼかすようにすれば、被写体を強調し奥行きのある画像を得ることができる。一方、画面中央部の被写体と背景とのピント位置を合わせ、画面全体に亘って明瞭な画像を得ることもできる。
特開２００３−６６３１２号公報特開平４−１９４９１４号公報 In general, a small digital camera or a digital camera (hereinafter referred to as a small digital camera) mounted on a mobile phone has a so-called pan focus lens that can focus from a distant view to a close view without moving the lens. A lens barrel is often provided. On the other hand, if the camera includes a lens barrel having an autofocus mechanism, a good image according to the subject distance can be obtained from a distant view to a close view (see, for example, Patent Document 1). In addition to the autofocus mechanism, there is also a lens barrel having a VFC (Variable Field Curvature) mechanism that can actively change the focus position at the center of the screen and the focus position at the periphery of the screen as desired by the photographer. It has been proposed (see, for example, Patent Document 2). By shifting the image plane using such a VFC mechanism, for example, if the subject in the center of the screen is focused and the background of the subject is greatly blurred, the subject is emphasized to obtain a deep image. be able to. On the other hand, a clear image can be obtained over the entire screen by adjusting the focus position of the subject in the center of the screen and the background.
JP 2003-66312 A JP-A-4-194914

最近の小型デジタルカメラ等においては、光学性能が著しく高度化する一方でコンパクト性も強く求められるようになってきている。しかしながら、上記特許文献１に示されたＶＦＣ機構は構成が複雑であり、これを有するレンズ鏡胴のコンパクト化を図ることは困難である。加えて、ギヤ等の部品点数も多いことから部品コストや製造コストが高く、結果としてＶＦＣ機構を有するレンズ鏡胴およびそれを搭載したカメラは高価なものとなってしまう。 In recent small digital cameras and the like, optical performance is remarkably advanced, but compactness is also strongly demanded. However, the VFC mechanism disclosed in Patent Document 1 has a complicated configuration, and it is difficult to make the lens barrel having the VFC mechanism compact. In addition, since the number of parts such as gears is large, the parts cost and the manufacturing cost are high, and as a result, the lens barrel having the VFC mechanism and the camera equipped with the lens barrel are expensive.

本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、その目的は、簡素かつコンパクトな構造でありながら、像面を任意に変化させることが可能なレンズ鏡胴を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to provide a lens barrel capable of arbitrarily changing an image plane while having a simple and compact structure.

本発明によるレンズ鏡胴は、撮像光学系を構成する複数のレンズを保持するレンズ保持手段と、電磁エネルギーが印加されることによって自らの形状変化を生じて複数のレンズの相互間隔を変化させることにより、複数のレンズの配置位置を、第１の像面に対応した第１の配置位置から第２の像面に対応した第２の配置位置へ向かうように変化させる間隔調整素子とを備えるようにしたものである。ここで、複数のレンズの配置位置とは、複数のレンズを構成する各レンズの、ある基準位置に対する絶対的な距離を表す絶対位置と、複数のレンズを構成する各レンズにおける相互間隔を表す相対位置との両者を含む主旨である。また、第１および第２の像面とは、互いに異なる像面を表し、例えば、第２の像面とは、画面中央部のピント位置と画面周辺部のピント位置とが大きく異なり、画面中央部にピントを合わせたときに画面周辺部が著しく不明瞭である（ぼけている）像面を表し、第１の像面とは、画面中央部にピントを合わせたときの画面周辺部が、少なくとも第１の像面よりも明瞭である像面を表す。あるいは、第２の像面とは、画面中央部のピント位置と画面周辺部のピント位置とが一致し、第１の像面と比較した場合、画面全体に亘って明瞭となる像面を表す。 The lens barrel according to the present invention has a lens holding means for holding a plurality of lenses constituting an imaging optical system, and changes the mutual interval of the plurality of lenses by causing its own shape change by applying electromagnetic energy. And a distance adjusting element that changes the arrangement positions of the plurality of lenses from the first arrangement position corresponding to the first image plane to the second arrangement position corresponding to the second image plane. It is a thing. Here, the arrangement position of a plurality of lenses is an absolute position that represents an absolute distance of each lens that constitutes the plurality of lenses with respect to a certain reference position, and a relative that represents a mutual interval between the lenses that constitute the plurality of lenses. It is the main point including both the position. Further, the first and second image planes represent different image planes. For example, the second image plane differs greatly in the focus position at the center of the screen and the focus position at the periphery of the screen. When the focus is on the screen, the peripheral area of the screen is very unclear (blurred). The first image plane is the area around the screen when the focus is on the center of the screen. It represents an image plane that is at least clearer than the first image plane. Alternatively, the second image plane represents an image plane in which the focus position at the center of the screen matches the focus position at the periphery of the screen and becomes clear over the entire screen when compared with the first image plane. .

本発明によるレンズ鏡胴では、電磁エネルギーが印加されることにより、間隔調整素子が形状変化を生じて複数のレンズの相互間隔が変化し、複数のレンズの配置位置が第１の配置位置から第２の配置位置へ向かうように変化する。 In the lens barrel according to the present invention, when the electromagnetic energy is applied, the distance adjusting element changes its shape, the mutual distance between the plurality of lenses changes, and the arrangement positions of the plurality of lenses are changed from the first arrangement position to the first arrangement position. It changes so that it may go to the arrangement position of 2.

本発明によるレンズ鏡胴では、間隔調整素子が、光軸近傍の合焦状態を維持しつつ、複数のレンズの配置位置を変化させるように構成されていることが望ましい。 In the lens barrel according to the present invention, it is desirable that the distance adjusting element is configured to change the arrangement positions of the plurality of lenses while maintaining a focused state in the vicinity of the optical axis.

本発明によるレンズ鏡胴では、レンズ保持手段が、物体側から第１レンズを保持する第１レンズ枠と第２レンズを保持する第２レンズ枠と第３レンズを保持する第３レンズ枠とを含み、間隔調整素子が、第１および第２レンズの間に設けられた第１の素子と、第２および第３レンズの間に設けられた第２の素子とを含むように構成してもよい。その場合、電磁エネルギーが第２の素子に印加されることにより、第２の素子における光軸方向の寸法が増大して第２レンズと第３レンズとの間隔が広がり、電磁エネルギーが第１の素子に印加されることにより、第１の素子における光軸方向の寸法が減少して第１レンズと第２レンズとの間隔が狭まるように構成されていることが望ましい。 In the lens barrel according to the present invention, the lens holding means includes a first lens frame that holds the first lens from the object side, a second lens frame that holds the second lens, and a third lens frame that holds the third lens. And the distance adjusting element may include a first element provided between the first and second lenses and a second element provided between the second and third lenses. Good. In that case, when the electromagnetic energy is applied to the second element, the dimension in the optical axis direction of the second element is increased, the interval between the second lens and the third lens is widened, and the electromagnetic energy is increased to the first element. It is desirable that the size of the first element in the optical axis direction is reduced by being applied to the element so that the distance between the first lens and the second lens is narrowed.

本発明によるレンズ鏡胴では、第１および第２の素子が圧電アクチュエータであることが望ましい。 In the lens barrel according to the present invention, the first and second elements are preferably piezoelectric actuators.

本発明のレンズ鏡胴によれば、電磁エネルギーを印加することによって間隔調整素子が形状変化を生じ、レンズ保持手段に保持された複数のレンズの配置位置を第１の像面に対応した第１の配置位置から第２の像面に対応した第２の配置位置へ向かうように変化させるようにしたので、簡素かつコンパクトな構造でありながら、画面中央部のピント位置と画面周辺部のピント位置との差をより大きくするように、または画面中央部のピント位置と画面周辺部のピント位置との差をより小さくするように像面を任意に変化させることが可能となる。 According to the lens barrel of the present invention, the shape of the distance adjusting element is changed by applying electromagnetic energy, and the arrangement positions of the plurality of lenses held by the lens holding means correspond to the first image plane. Since the position is changed so as to be directed to the second arrangement position corresponding to the second image plane, the focus position at the center of the screen and the focus position at the periphery of the screen are simple and compact. It is possible to arbitrarily change the image plane so as to make the difference between and the focus position at the center of the screen and the focus position at the periphery of the screen smaller.

特に、間隔調整素子が、光軸近傍の合焦状態を維持しつつ複数のレンズの配置位置を変化させるようにすれば、画面中央部のピントを合わせつつ画面周辺部のピントをぼかすように像面を動かすことができ、画面中央部のピントを合わせつつ画面周辺部のピントをも合わせるように像面を動かすことができる。 In particular, if the distance adjustment element changes the arrangement position of the plurality of lenses while maintaining the in-focus state in the vicinity of the optical axis, the image can be blurred so that the focus at the center of the screen is focused and the focus at the periphery of the screen is blurred. The image plane can be moved, and the image plane can be moved so that the focus on the periphery of the screen is also adjusted while focusing on the center of the screen.

特に、圧電アクチュエータを用いて間隔調整素子を構成するようにすれば、相互間隔の調整をより高精度に行うことができ、所望の像面を容易に得ることができる。 In particular, if the distance adjusting element is configured using a piezoelectric actuator, the mutual distance can be adjusted with higher accuracy, and a desired image plane can be easily obtained.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、図１〜図６を参照して、本実施の形態に係るレンズ鏡胴の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係るレンズ鏡胴の全体構成を表す概略図である。図２は、図１におけるII矢視方向から眺めた平面構成を表したものである。さらに、図３は、図１に示したレンズ鏡胴における光軸Ｚ１を含む断面構成（図２のIII−III切断線に沿った矢視方向の断面構成）を表したものである。これら図１〜図３は、通常撮影時（第１の配置位置）に対応する構成をそれぞれ表している。各図では、物体側を符号Ｚｏｂｊで表し、像側を符号Ｚｉｍｇで表している。また、図３において、符号Ｓ１〜Ｓ８は、最も物体側の面をＳ１とし、像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１〜８）の面を示す。これら面Ｓ１〜Ｓ８における中心の曲率半径を、それぞれＲ１〜Ｒ８として示す。さらに、符号Ｄ１〜Ｄ７は、物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸Ｚ１上の間隔を示す。さらに、図４および図５は、それぞれ本実施の形態のレンズ鏡胴の一部をなす第１および第２圧電アクチュエータの構成を表すものである。図６は、図３の要部を拡大して表した断面図である。 First, the configuration of the lens barrel according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the lens barrel according to the present embodiment. FIG. 2 shows a planar configuration viewed from the direction of arrow II in FIG. Further, FIG. 3 shows a cross-sectional configuration including the optical axis Z1 in the lens barrel shown in FIG. 1 (cross-sectional configuration in the direction of the arrow along the III-III cutting line in FIG. 2). 1 to 3 respectively show configurations corresponding to normal photographing (first arrangement position). In each figure, the object side is represented by a symbol Zobj and the image side is represented by a symbol Zimg. In FIG. 3, reference numerals S 1 to S 8 denote i-th (i = 1 to 8) surfaces that sequentially increase toward the image side, with the most object-side surface being S 1. The curvature radii at the centers of these surfaces S1 to S8 are shown as R1 to R8, respectively. Further, reference symbols D1 to D7 indicate the distances on the optical axis Z1 between the i-th surface Si and the i + 1-th surface Si + 1 from the object side. Further, FIGS. 4 and 5 show the configurations of the first and second piezoelectric actuators that form part of the lens barrel of the present embodiment, respectively. 6 is an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG.

本実施の形態のレンズ鏡胴は、例えば、ＣＣＤ（Charged Coupled Device：電荷結合素子）などの撮像素子を用いた携帯用モジュールカメラや小型デジタルカメラ等に搭載されて使用されるものである。 The lens barrel of the present embodiment is used by being mounted on, for example, a portable module camera or a small digital camera using an imaging device such as a CCD (Charged Coupled Device).

このレンズ鏡胴では、図１および図３に示したように、撮像光学系を構成する第１〜第３レンズＧ１〜Ｇ３が物体側から順に配置されている。これら第１〜第３レンズＧ１〜Ｇ３は、それぞれ、第１〜第３レンズ枠１〜３によって固定的に保持されている。第１レンズＧ１と第２レンズＧ２との間には第１圧電アクチュエータ４が設けられ、第２レンズＧ２と第３レンズＧ３との間には第２圧電アクチュエータ５が設けられている。これら第１および第２圧電アクチュエータ４，５の自らの形状変化により、第１レンズＧ１および第２レンズＧ２の相互間隔Ｄ２ならびに第２レンズＧ２および第３レンズＧ３の相互間隔Ｄ４が変化するようになっている。ここで、第１〜第３レンズＧ１〜Ｇ３のうち、第１および第２レンズＧ１，Ｇ２は光軸Ｚ１に沿って移動可能となっているが、第３レンズＧ３は第３レンズ枠３を介して図示しない本体に固定されている。第１および第２の圧電アクチュエータ４，５は、リード線４Ｌ１，４Ｌ２，５Ｌ１，５Ｌ２（図４）等を介して駆動回路８と接続されており、この駆動回路８によって電圧が印加され、形状変化を生じるようになっている。駆動回路８は制御部９に接続されており、制御部９は、操作スイッチ１０の操作に応じて駆動回路８へ駆動信号を発するようになっている。操作スイッチ１０は、操作レバー１０Ｌをポジション１０Ａとポジション１０Ｂとの間で切り換えるように構成されている。制御部９は、例えば操作レバー１０Ｌがポジション１０Ａにあるときは第２圧電アクチュエータ５に電圧を印加するように駆動回路８へ駆動信号を発し、操作レバー１０Ｌがポジション１０Ｂにあるときは第１圧電アクチュエータ４に電圧を印加するように駆動回路８へ駆動信号を発するように構成されている。なお、操作レバー１０Ｌは、使用者が手を離すと（すなわち、無負荷状態とすると）直ちにニュートラルポジション１０Ｎへ戻り、制御部９からの駆動信号が出力されない状態となる。したがって、操作レバー１０Ｌがポジション１０Ａまたはポジション１０Ｂのいずれかに位置する場合に、第１または第２圧電アクチュエータ４，５に電圧が印加されるようになっている。 In this lens barrel, as shown in FIGS. 1 and 3, the first to third lenses G1 to G3 constituting the imaging optical system are sequentially arranged from the object side. These first to third lenses G1 to G3 are fixedly held by first to third lens frames 1 to 3, respectively. A first piezoelectric actuator 4 is provided between the first lens G1 and the second lens G2, and a second piezoelectric actuator 5 is provided between the second lens G2 and the third lens G3. The mutual distance D2 between the first lens G1 and the second lens G2 and the mutual distance D4 between the second lens G2 and the third lens G3 are changed by the change in shape of the first and second piezoelectric actuators 4 and 5. It has become. Here, among the first to third lenses G1 to G3, the first and second lenses G1 and G2 are movable along the optical axis Z1, but the third lens G3 moves the third lens frame 3 over. It is fixed to a main body (not shown). The first and second piezoelectric actuators 4 and 5 are connected to a drive circuit 8 via lead wires 4L1, 4L2, 5L1, and 5L2 (FIG. 4), and a voltage is applied by the drive circuit 8 to form the shape. Change is coming. The drive circuit 8 is connected to the control unit 9, and the control unit 9 issues a drive signal to the drive circuit 8 in response to the operation of the operation switch 10. The operation switch 10 is configured to switch the operation lever 10L between the position 10A and the position 10B. For example, the control unit 9 issues a drive signal to the drive circuit 8 so as to apply a voltage to the second piezoelectric actuator 5 when the operation lever 10L is at the position 10A, and the first piezoelectric when the operation lever 10L is at the position 10B. A drive signal is sent to the drive circuit 8 so as to apply a voltage to the actuator 4. It should be noted that the operation lever 10L immediately returns to the neutral position 10N when the user releases the hand (that is, when it is in a no-load state), and the drive signal from the control unit 9 is not output. Accordingly, a voltage is applied to the first or second piezoelectric actuators 4 and 5 when the operation lever 10L is positioned at either the position 10A or the position 10B.

第１レンズＧ１は、例えば物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなし、例えば正のパワーを有している。第２レンズＧ２は、近軸近傍において、例えば像側に凸面を向けたメニスカス形状をなし、正または負のパワーを有している。第２レンズ群（第３レンズ）Ｇ３は、近軸近傍において、例えば、物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなし、正または負のパワーを有している。なお、第２および第３レンズＧ２，Ｇ３の両面は、非球面であることが望ましい。 The first lens G1 has, for example, a meniscus shape with a convex surface facing the object side, and has positive power, for example. In the vicinity of the paraxial axis, the second lens G2 has a meniscus shape with a convex surface facing the image side, for example, and has a positive or negative power. The second lens group (third lens) G3 has, for example, a meniscus shape with a convex surface facing the object side in the vicinity of the paraxial axis, and has positive or negative power. Note that both surfaces of the second and third lenses G2 and G3 are preferably aspherical.

第１レンズ枠１は、光軸Ｚ１を中心とした周回方向に沿って環状をなしており、中心位置に第１レンズＧ１を保持している。この第１レンズ枠１は、引っ張りばね６によって光軸Ｚ１に沿って第３レンズ枠３へ向かうように付勢されている。具体的には、図１〜図３に示したように、第１レンズ枠１は光軸Ｚ１を中心として対向する位置に一対の係止部１Ｔ１，１Ｔ２を有し、これと対応する位置に設けられた第３レンズ枠３における一対の係止部３Ｔ１，３Ｔ２と共に引っ張りばね６Ａ，６Ｂの一端ずつを保持し、常に互いに引き合うように構成されている。第１レンズ枠１の一部をなす円筒部分１Ａの外周面は、第３レンズ枠３の一部をなす円筒部分３Ａの内面と接している。ただし、円筒部分１Ａの、円周方向に３等分した３箇所には突起部１Ｋ（１Ｋ１〜１Ｋ３）が設けられており、これら突起部１Ｋは、第３レンズ枠３の一部をなす円筒部分３Ａの内面に形成された縦溝（図示せず）に収められている。第１レンズ枠１はこの縦溝にガイドされて光軸Ｚ１の方向にスライドするようになっている。 The first lens frame 1 has an annular shape along the circumferential direction around the optical axis Z1 and holds the first lens G1 at the center position. The first lens frame 1 is urged toward the third lens frame 3 along the optical axis Z1 by a tension spring 6. Specifically, as shown in FIGS. 1 to 3, the first lens frame 1 has a pair of locking portions 1T1 and 1T2 at positions opposed to each other with the optical axis Z1 as a center, and at positions corresponding to these. One end of each of the tension springs 6A and 6B is held together with the pair of locking portions 3T1 and 3T2 in the third lens frame 3 provided, and is always attracted to each other. The outer peripheral surface of the cylindrical portion 1 A that forms part of the first lens frame 1 is in contact with the inner surface of the cylindrical portion 3 A that forms part of the third lens frame 3. However, projections 1K (1K1 to 1K3) are provided at three portions of the cylindrical portion 1A that are equally divided into three in the circumferential direction. These projections 1K are cylinders that form a part of the third lens frame 3. It is stored in a vertical groove (not shown) formed on the inner surface of the portion 3A. The first lens frame 1 is guided by the vertical groove and slides in the direction of the optical axis Z1.

第２レンズ枠２は、第１レンズ枠１と同様、光軸Ｚ１を中心とした周回方向に沿って環状をなしており、中心位置に第２レンズＧ２を保持している。第２レンズ枠２の端縁２Ａは円筒部分３Ａの内面と接している。また、当接面２Ｂが円筒部分１Ａの内面と接するように配置されている。ただし、光軸Ｚ１の方向においては、ギャップ１２Ｇが確保されている。ギャップ１２Ｇの寸法は、第１圧電アクチュエータ４の形状変化に伴って変化するものであり、第１圧電アクチュエータ４の光軸Ｚ１方向の変位量よりも大きく確保されている。さらに、第２レンズ枠２は、端縁２Ａの、円周方向に３等分した３箇所には突起部２Ｋ（２Ｋ１〜２Ｋ３）が設けられており、これら突起部２Ｋは、第１レンズ枠１の突起部１Ｋと同様、円筒部分３Ａの内面に形成された縦溝に収められている。第２レンズ枠２はこの縦溝にガイドされて光軸Ｚ１の方向にスライドするようになっている。 Similar to the first lens frame 1, the second lens frame 2 has an annular shape along the circumferential direction around the optical axis Z 1, and holds the second lens G 2 at the center position. The edge 2A of the second lens frame 2 is in contact with the inner surface of the cylindrical portion 3A. Further, the contact surface 2B is arranged so as to contact the inner surface of the cylindrical portion 1A. However, a gap 12G is secured in the direction of the optical axis Z1. The dimension of the gap 12G changes with the shape change of the first piezoelectric actuator 4, and is ensured to be larger than the displacement amount of the first piezoelectric actuator 4 in the optical axis Z1 direction. Further, the second lens frame 2 is provided with projections 2K (2K1 to 2K3) at three positions of the edge 2A divided into three in the circumferential direction. As in the case of the first protrusion 1K, it is housed in a vertical groove formed on the inner surface of the cylindrical portion 3A. The second lens frame 2 is guided by this vertical groove and slides in the direction of the optical axis Z1.

第３レンズ枠３は、第１および第２レンズ枠１，２と同様、光軸Ｚ１を中心とした周回方向に沿って環状をなしており、把持部３Ｂによって中心位置に第３レンズＧ３を保持している。第３レンズ枠３は、光軸Ｚ１の方向において、第２レンズ枠２との間にギャップ２３Ｇを確保するように配置されている。ギャップ２３Ｇの寸法は、第２圧電アクチュエータ５の形状変化に伴って変化するものであり、第２圧電アクチュエータ５の光軸Ｚ１方向の変位量よりも大きく確保されている。また、第３レンズ枠３には、ＣＣＤなどの固体撮像素子７が設けられている。固体撮像素子７の撮像面は、第１〜第３レンズＧ１〜Ｇ３からなるレンズ系の結像面と一致する。第３レンズＧ３と固体撮像素子７との間には、固体撮像素子７の撮像面を保護するためのカバーガラスＣＧが設けられている。さらに、カバーガラスＣＧのほか、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどの他の光学部材が配置されていてもよい。 Similar to the first and second lens frames 1 and 2, the third lens frame 3 has an annular shape along the circumferential direction around the optical axis Z1, and the third lens G3 is centered by the grip portion 3B. keeping. The third lens frame 3 is arranged so as to ensure a gap 23G between the third lens frame 3 and the second lens frame 2 in the direction of the optical axis Z1. The dimension of the gap 23G changes with the shape change of the second piezoelectric actuator 5, and is ensured to be larger than the displacement amount of the second piezoelectric actuator 5 in the optical axis Z1 direction. The third lens frame 3 is provided with a solid-state image sensor 7 such as a CCD. The imaging surface of the solid-state imaging device 7 coincides with the imaging surface of the lens system including the first to third lenses G1 to G3. A cover glass CG for protecting the imaging surface of the solid-state image sensor 7 is provided between the third lens G3 and the solid-state image sensor 7. Furthermore, in addition to the cover glass CG, other optical members such as an infrared cut filter and a low-pass filter may be disposed.

第１および第２圧電アクチュエータ４，５は、電圧を印加することによりその形状を僅かに変化させると共に、電圧を取り除くと初期の形状に復元する性質を有しており、電気的に高精度な変位量の制御が可能な素子である。第１および第２圧電アクチュエータ４，５は、図４（Ａ）の平面図に示したように、光軸Ｚ１と直交する面内において光軸Ｚ１を全周に亘って取り囲むリング状をなし、その中心位置が光軸Ｚ１と一致するように配置されている。これら第１および第２圧電アクチュエータ４，５は、図４（Ｂ）に示したようにそれぞれ一対の電極４Ｌ１，４Ｌ２によって挟まれており、リード線４Ｌ１，４Ｌ２を介して第１の電圧および第１の電圧とは反対の極性を有する第２の電圧が印加されることにより、合焦を行いつつ像面を変化させる機能を有している。なお、形状についてはリング状に限らず、例えば、図５（Ａ）の平面図に示した圧電アクチュエータ４１〜４３（５１〜５３）のように円柱状となるように構成し、光路を避けるように円周上の３箇所に配置するようにしてもよい。この場合、図５（Ｂ）に示したように、例えばリング状の薄い電極４Ｐ２（５Ｐ２）に、圧電アクチュエータ４１〜４３（５１〜５３）を接合することにより保持すればよい。リード線４Ｌ１，４Ｌ２，５Ｌ１，５Ｌ２は図６に示したように、例えば第２レンズ枠２および第３レンズ枠３の内部を通過するように配設されており、端部がそれぞれ駆動回路８と接続されている。 The first and second piezoelectric actuators 4 and 5 have a property that their shapes are slightly changed by applying a voltage and are restored to their initial shapes when the voltage is removed. It is an element that can control the amount of displacement. As shown in the plan view of FIG. 4A, the first and second piezoelectric actuators 4 and 5 form a ring shape that surrounds the optical axis Z1 over the entire circumference in a plane orthogonal to the optical axis Z1, The center position is arranged so as to coincide with the optical axis Z1. These first and second piezoelectric actuators 4 and 5 are sandwiched between a pair of electrodes 4L1 and 4L2, respectively, as shown in FIG. 4B. The first voltage and the second piezoelectric actuator 4 and 5 are connected via the lead wires 4L1 and 4L2, respectively. By applying a second voltage having a polarity opposite to that of the first voltage, the image plane is changed while focusing. Note that the shape is not limited to the ring shape, and for example, the piezoelectric actuators 41 to 43 (51 to 53) shown in the plan view of FIG. It may be arranged in three places on the circumference. In this case, as shown in FIG. 5B, for example, the piezoelectric actuators 41 to 43 (51 to 53) may be held by being joined to the ring-shaped thin electrode 4P2 (5P2). As shown in FIG. 6, the lead wires 4L1, 4L2, 5L1, and 5L2 are disposed so as to pass through the insides of the second lens frame 2 and the third lens frame 3, for example, and the end portions thereof are respectively drive circuits 8. Connected with.

次に、上記構成をなすレンズ鏡胴を備えたカメラにおいて撮影を行う際の動作を説明する。図３は、本発明の「第１の配置位置」の一具体例に対応する通常撮影時の状態（モードＩの配置位置）における断面構成を表している。「第２の配置位置」の一具体例に対応するモードIIの配置位置およびモードIIIの配置位置については、第１レンズＧ１および第２レンズＧ２の移動量が０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度と僅かであるので図示を省略する。また、図３は、画面中央部のピント位置を合わせた状態を表している。 Next, an operation at the time of shooting in a camera having a lens barrel having the above-described configuration will be described. FIG. 3 shows a cross-sectional configuration in a state during normal shooting (arrangement position of mode I) corresponding to a specific example of “first arrangement position” of the present invention. Regarding the arrangement position of mode II and the arrangement position of mode III corresponding to a specific example of the “second arrangement position”, the movement amount of the first lens G1 and the second lens G2 is about 0.1 mm to 0.3 mm. Since it is slight, illustration is abbreviate | omitted. FIG. 3 shows a state in which the focus position in the center of the screen is matched.

まず、第１〜第３レンズＧ１〜Ｇ３の配置位置を、通常撮影時の状態（モードＩの配置位置）からモードIIの配置位置へ変化させることにより、画面中央部にピントを合わせると共に画面周辺部を積極的にぼかす場合の動作について説明する（第１の切換動作）。この場合、操作レバー１０Ｌをポジション１０Ａに合わせることにより、制御部９が駆動回路８に対して第１の駆動信号を発するようにする。第１の駆動信号を受けた駆動回路８は、第１圧電アクチュエータ４には通電せずに第２圧電アクチュエータ５のみに電圧を印加するように動作する。したがって、第１圧電アクチュエータ４の寸法は変化せず面間隔Ｄ２が一定に保持される。その一方で、第２圧電アクチュエータ５は形状変化を生じ、光軸Ｚ１方向の厚みが（例えば０．３ｍｍ）拡大する。このとき、第２圧電アクチュエータ５と接する第３レンズＧ３は、第３レンズ枠３（の把持部３Ｂ）に固定されているので動くことはない。第２圧電アクチュエータ５と接する他方のレンズである第２レンズＧ２は、第２レンズ枠２に固定され、第１圧電アクチュエータ４を介して第１レンズ枠１と共に引っ張りばね６の付勢力によって像側へ付勢されているものの、光軸Ｚ１方向において固定されているわけではない。第２圧電アクチュエータ５は、その形状変化により引っ張りばね６の付勢力よりも大きな力で第２レンズＧ２および第３レンズＧ３を押すので、第２レンズＧ２が第１レンズＧ１と共に物体側へ押し出されることとなる。この結果、面間隔Ｄ４が第２圧電アクチュエータ５の光軸Ｚ１方向の形状変化分に対応する分だけ（例えば０．１ｍｍ）広がることとなる。 First, by changing the arrangement position of the first to third lenses G1 to G3 from the normal shooting state (mode I arrangement position) to the mode II arrangement position, the center of the screen is focused and the periphery of the screen An operation when the part is actively blurred will be described (first switching operation). In this case, the control unit 9 issues a first drive signal to the drive circuit 8 by adjusting the operation lever 10L to the position 10A. The drive circuit 8 that has received the first drive signal operates so as to apply a voltage only to the second piezoelectric actuator 5 without energizing the first piezoelectric actuator 4. Therefore, the dimension of the first piezoelectric actuator 4 does not change, and the surface distance D2 is kept constant. On the other hand, the second piezoelectric actuator 5 undergoes a shape change, and the thickness in the direction of the optical axis Z1 increases (for example, 0.3 mm). At this time, the third lens G3 in contact with the second piezoelectric actuator 5 does not move because it is fixed to the third lens frame 3 (the grip portion 3B). The second lens G 2, which is the other lens in contact with the second piezoelectric actuator 5, is fixed to the second lens frame 2 and is image side by the biasing force of the tension spring 6 together with the first lens frame 1 via the first piezoelectric actuator 4. However, it is not fixed in the direction of the optical axis Z1. Since the second piezoelectric actuator 5 pushes the second lens G2 and the third lens G3 with a force larger than the urging force of the tension spring 6 due to the shape change, the second lens G2 is pushed out to the object side together with the first lens G1. It will be. As a result, the surface distance D4 is increased by an amount corresponding to the shape change of the second piezoelectric actuator 5 in the optical axis Z1 direction (for example, 0.1 mm).

このように、第１圧電アクチュエータ４を一定の形状に保ち面間隔Ｄ２を一定に保持しつつ、第２圧電アクチュエータ５の形状を変化させ面間隔Ｄ４を拡大することにより、第１〜第３レンズＧ１〜Ｇ３の配置位置がモードＩの配置位置からモードIIの配置位置へ変化し、画面中央部にピントを合わせつつ、画面周辺部を積極的にぼかすように像面を変化させることができる。この際、操作レバー１０Ｌの操作によって通電量を制御し、第２圧電アクチュエータ５の形状変化量を適宜変化させることにより、画面周辺部のぼかし具合を撮影者の任意により調整することができる。上記の第１の切換動作は、例えば、画面中央部に人物を入れて撮影する際、画面周辺部に映り込んだ背景をぼかすことで人物を強調させたい場合に有効に用いることができる。 As described above, the first piezoelectric actuator 4 is maintained in a constant shape and the surface interval D2 is maintained constant, while the shape of the second piezoelectric actuator 5 is changed to enlarge the surface interval D4, thereby the first to third lenses. The arrangement position of G1 to G3 is changed from the arrangement position of mode I to the arrangement position of mode II, and the image plane can be changed so as to actively blur the peripheral portion of the screen while focusing on the central portion of the screen. At this time, the amount of energization is controlled by operating the operation lever 10L and the amount of change in the shape of the second piezoelectric actuator 5 is appropriately changed, so that the degree of blurring of the peripheral portion of the screen can be adjusted arbitrarily by the photographer. The first switching operation described above can be effectively used when, for example, a person is emphasized by blurring the background reflected on the periphery of the screen when shooting with a person in the center of the screen.

続いて、モードＩの配置位置から、モードIIの配置位置とは異なるモードIIIの配置位置へ変化させることにより、画面中央部にピントを合わせつつ、画面周辺部のピントをも積極的に合わせる場合の動作について説明する（第２の切換動作）。この場合、操作レバー１０Ｌをポジション１０Ｂに合わせることにより、制御部９が駆動回路８に対して第２の駆動信号を発するようにする。第２の駆動信号を受けた駆動回路８は、第２圧電アクチュエータ５には通電せずに第１圧電アクチュエータ４のみに電圧を印加するように動作する。したがって、第２圧電アクチュエータ５の寸法は変化せず面間隔Ｄ４が一定に保持される。その一方で、第１圧電アクチュエータ４は形状変化を生じ、光軸Ｚ１方向の厚みが（例えば０．３ｍｍ）縮小する。このとき、第１圧電アクチュエータ４と接する第１レンズＧ１および第２レンズＧ２は、引っ張りばね６の付勢力によって互いに引き合うように付勢されているので、第１圧電アクチュエータ４の光軸Ｚ１方向の形状変化分に対応する分だけ面間隔Ｄ２が（例えば０．３ｍｍ）狭まることとなる。 Next, when changing the mode I placement position to the mode III placement position different from the mode II placement position, focusing on the screen center while also focusing on the screen periphery Will be described (second switching operation). In this case, the control unit 9 issues a second drive signal to the drive circuit 8 by adjusting the operation lever 10L to the position 10B. The drive circuit 8 that has received the second drive signal operates so as to apply a voltage only to the first piezoelectric actuator 4 without energizing the second piezoelectric actuator 5. Therefore, the dimension of the second piezoelectric actuator 5 does not change, and the surface interval D4 is kept constant. On the other hand, the first piezoelectric actuator 4 changes its shape and the thickness in the optical axis Z1 direction is reduced (for example, 0.3 mm). At this time, the first lens G1 and the second lens G2 that are in contact with the first piezoelectric actuator 4 are biased so as to be attracted to each other by the biasing force of the tension spring 6, so that the first piezoelectric actuator 4 in the direction of the optical axis Z1. The surface distance D2 is reduced (for example, 0.3 mm) by an amount corresponding to the shape change.

このように、第２圧電アクチュエータ５を一定の形状に保ち面間隔Ｄ４を一定に保持しつつ、第１圧電アクチュエータ４の形状を変化させ面間隔Ｄ２を縮小することにより、第１〜第３レンズＧ１〜Ｇ３の配置位置が、モードＩの配置位置からモードIIIの配置位置へ変化する。これにより、画面中央部にピントを合わせつつ、画面周辺部のピントをも積極的合わせるように像面を変化させることができる。この際、操作レバー１０Ｌの操作によって通電量を制御し、第１圧電アクチュエータ４の形状変化量を適宜変化させることにより、画面周辺部の明瞭さを撮影者の任意により調整することができる。上記の第２の切換動作は、例えば、画面中央部に人物を入れて撮影する際、人物だけでなく画面周辺部に映り込んだ背景をも明瞭にし、画面全体に亘って明瞭である画像を得たい場合に有効に用いることができる。 In this way, the first to third lenses are reduced by changing the shape of the first piezoelectric actuator 4 and reducing the surface distance D2 while keeping the second piezoelectric actuator 5 in a constant shape and maintaining the surface distance D4 constant. The arrangement positions of G1 to G3 change from the arrangement position of mode I to the arrangement position of mode III. Accordingly, it is possible to change the image plane so as to positively focus on the periphery of the screen while focusing on the center of the screen. At this time, by controlling the energization amount by operating the operation lever 10L and appropriately changing the shape change amount of the first piezoelectric actuator 4, the clarity of the peripheral portion of the screen can be arbitrarily adjusted by the photographer. In the second switching operation described above, for example, when a person is photographed in the center of the screen, the background reflected on the periphery of the screen as well as the person is clarified, and an image that is clear over the entire screen is obtained. It can be used effectively when desired.

以上説明したように、本実施の形態のレンズ鏡胴によれば、第１および第２の切換動作により、第１および第２圧電アクチュエータ４，５を形状変化させることで面間隔Ｄ２，Ｄ４を変化させるようにしたので、ギヤ機構などの複雑な構造を備えることなくコンパクトな構造をなし、画面中央部のピントを合わせつつ画面周辺部のピントをぼかすように像面を変化させたり、画面全体に亘って明瞭となるように像面を変化させることが可能となる。 As described above, according to the lens barrel of the present embodiment, the first and second piezoelectric actuators 4 and 5 are changed in shape by the first and second switching operations, so that the surface distances D2 and D4 are changed. Because it has been changed, it has a compact structure without a complicated structure such as a gear mechanism, and the image plane can be changed to blur the periphery of the screen while focusing on the center of the screen, or the entire screen It is possible to change the image plane so as to be clear.

なお、本実施の形態では、第１の切換動作により、第２圧電アクチュエータ５のみを形状変化させるようにしたが、これに限らず、第１圧電アクチュエータ４をも形状変化させるようにしてもよい。同様に、第２の切換動作により、第１圧電アクチュエータ４のみを形状変化させるようにしたが、第２圧電アクチュエータ５をも形状変化させるようにしてもよい。したがって、本発明の「形状変化」は、(１）第１および第２圧電アクチュエータ４，５の双方の形状変化、（２）第１圧電アクチュエータ４のみの形状変化、（３）第２圧電アクチュエータ５のみの形状変化、の３つを全て含む意である。 In the present embodiment, only the second piezoelectric actuator 5 is changed in shape by the first switching operation. However, the shape is not limited to this, and the first piezoelectric actuator 4 may be changed in shape. . Similarly, the shape of only the first piezoelectric actuator 4 is changed by the second switching operation, but the shape of the second piezoelectric actuator 5 may also be changed. Accordingly, the “shape change” of the present invention includes (1) shape change of both the first and second piezoelectric actuators 4 and 5, (2) shape change of only the first piezoelectric actuator 4, and (3) second piezoelectric actuator. It is meant to include all three of the shape change of only 5.

次に、本実施の形態に係るレンズ機構における具体的な数値実施例について説明する。 Next, specific numerical examples in the lens mechanism according to the present embodiment will be described.

図７は、図３に示したレンズ機構のうちのレンズ部分（第１〜第３レンズＧ１〜Ｇ３）の構成に対応する具体的なレンズデータ（本実施例）を示すものである。図７（Ａ）および図７（Ｂ）には、本実施例のレンズデータのうち基本的なレンズデータを示し、図７（Ｃ）には、本実施例のレンズデータのうち非球面形状に関するデータ部分を示す。 FIG. 7 shows specific lens data (this example) corresponding to the configuration of the lens portions (first to third lenses G1 to G3) in the lens mechanism shown in FIG. FIGS. 7A and 7B show basic lens data among the lens data of this embodiment, and FIG. 7C relates to the aspheric shape of the lens data of this embodiment. Indicates the data part.

図７（Ａ）における面番号ＳｉおよびＲｉの欄には、図３で付した符号に対応させて物体側からｉ番目（ｉ＝１〜７）の面の番号およびその曲率半径をそれぞれ示す。面間隔Ｄｉの欄についても、図３で付した符号に対応させて、物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸Ｚ１上の間隔を示す。ただし、面間隔Ｄ２，Ｄ４は可変である。曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの単位はミリメートル（ｍｍ）である。ｎｄｊおよびνｄｊの欄には、それぞれ、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜４）レンズ要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数の値を示す。表１の欄外には、諸データとして、全系の焦点距離ｆ（ｍｍ）、Ｆナンバー（ＦＮＯ．）および画角２ω（ω：半画角）の値を示す。図７（Ａ）の各レンズデータにおいて、面番号Ｓｉの左側に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。本実施例では、第２レンズＧ２の両面Ｓ３，Ｓ４および第３レンズＧ３の両面Ｓ５，Ｓ６が非球面形状となっている。図７（Ａ）には、これらの非球面の曲率半径Ｒｉとして、光軸近傍（近軸近傍）の曲率半径の数値を示している。また、図７（Ｂ）には、図７（Ａ）における面間隔Ｄ２，Ｄ４と撮影モードとの対応関係の一例を示す。 In the column of surface numbers Si and Ri in FIG. 7A, the number of the i-th surface (i = 1 to 7) from the object side and the radius of curvature thereof are shown in correspondence with the reference numerals attached in FIG. Also in the column of the surface interval Di, the interval on the optical axis Z1 between the i-th surface Si and the i + 1-th surface Si + 1 from the object side is shown in correspondence with the reference numerals attached in FIG. However, the surface intervals D2 and D4 are variable. The unit of the radius of curvature Ri and the surface interval Di is millimeter (mm). In the columns of ndj and νdj, the values of the refractive index and the Abbe number for the d-line (587.6 nm) of the j-th (j = 1 to 4) lens element from the object side are shown. Outside the column of Table 1, values of the focal length f (mm), F number (FNO.), And angle of view 2ω (ω: half angle of view) of the entire system are shown as various data. In each lens data of FIG. 7A, the symbol “*” attached to the left side of the surface number Si indicates that the lens surface is aspherical. In this embodiment, both surfaces S3 and S4 of the second lens G2 and both surfaces S5 and S6 of the third lens G3 are aspherical. FIG. 7A shows numerical values of the radius of curvature near the optical axis (near the paraxial axis) as the radius of curvature Ri of these aspheric surfaces. FIG. 7B shows an example of a correspondence relationship between the surface distances D2 and D4 and the shooting mode in FIG.

図７（Ｃ）の非球面データの数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０^-2」であることを示す。 In the numerical value of the aspherical data in FIG. 7C, the symbol “E” indicates that the next numerical value is a “power exponent” with 10 as the base, and is represented by an exponential function with 10 as the base. Indicates that the numerical value to be multiplied with the numerical value before "E". For example, “1.0E-02” indicates “1.0 × 10 ⁻² ”.

非球面データには、以下の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ａi，Ｋの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸から高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。 In the aspheric data, the values of the coefficients Ai and K in the aspherical shape expression represented by the following expression (A) are described. More specifically, Z is the length (mm) of a perpendicular line drawn from a point on the aspheric surface at a height h from the optical axis to the tangential plane (plane perpendicular to the optical axis) of the apex of the aspheric surface. Show.

Ｚ＝Ｃ・ｈ²／｛１＋（１−Ｋ・Ｃ²・ｈ²）^1/2｝＋Ａ₃・ｈ³＋Ａ₄・ｈ⁴＋Ａ₅・ｈ⁵＋Ａ₆・ｈ⁶＋Ａ₇・ｈ⁷＋Ａ₈・ｈ⁸＋Ａ₉・ｈ⁹＋Ａ₁₀・ｈ¹⁰ ……（Ａ）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ｈ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
Ｋ：離心率
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
Ａi：第ｉ次（ｉ＝３〜１０）の非球面係数 Z = C · h ² / {1+ (1−K · C ² · h ² ) ^1/2 } + A ₃ · h ³ + A ₄ · h ⁴ + A ₅ · h ⁵ + A ₆ · h ⁶ + A ₇ · h ⁷ + A ₈・ h ⁸ + A ₉・ h ⁹ + A ₁₀・ h ¹⁰ …… (A)
However,
Z: Depth of aspheric surface (mm)
h: Distance from the optical axis to the lens surface (height) (mm)
K: eccentricity C: paraxial curvature = 1 / R
(R: paraxial radius of curvature)
Ai: i-th (i = 3 to 10) aspheric coefficient

各実施例共に、第２レンズＧ２の両面Ｓ３，Ｓ４の非球面形状は、非球面係数として、偶数次の係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０のみを有効に用いて表されている。第３レンズＧ３の両面Ｓ５，Ｓ６の非球面形状は、さらに奇数次の非球面係数Ａ３，Ａ５，Ａ７，Ａ９をも有効に用いている。 In each of the embodiments, the aspheric shapes of both surfaces S3 and S4 of the second lens G2 are expressed by effectively using even-order coefficients A4, A6, A8, and A10 as the aspheric coefficients. The aspheric shapes of both surfaces S5 and S6 of the third lens G3 further effectively use odd-order aspheric coefficients A3, A5, A7, and A9.

図８（Ａ）〜（Ｃ）は、ＭＴＦ（Modulated Transfer Function )特性図を示している。図８（Ａ）〜（Ｃ）において、横軸はデフォーカスを表し、縦軸はＭＴＦ値（％）を表す。また、各図において、符号Ｃは中心軸での分布曲線を示し、符号ＳＴは、８０％の像高でのサジタル方向およびタンジェンシャル方向の平均の分布曲線を示す。図８（Ａ）は、モードＩ（通常撮影時、面間隔Ｄ２＝０．９５ｍｍ，Ｄ４＝０．１ｍｍ）におけるＭＴＦ特性を示しており、分布曲線Ｃのピーク位置と分布曲線ＳＴのピーク位置とがほぼ一致している。図８（Ｂ）は、モードII（周辺部を大きくぼかす時、面間隔Ｄ２＝０．９５，Ｄ４＝０．２ｍｍ）におけるＭＴＦ特性を示している。面間隔Ｄ４を広げることにより、分布曲線Ｃのピーク位置に対し分布曲線ＳＴのピーク位置が右方向（正方向）に大きく偏り、８０％の像高を有する周辺部分での像面湾曲が生じている。図８（Ｃ）は、モードIII（周辺部にもピントを合わせる時、面間隔Ｄ２＝０．６５，Ｄ４＝０．１ｍｍ）におけるＭＴＦ特性を示している。面間隔Ｄ２を狭めることにより、分布曲線Ｃのピーク位置に対し分布曲線ＳＴのピーク位置が左方向（負方向）に大きく偏り、８０％の像高を有する周辺部分において、図８（Ｂ）とは反対の像面湾曲が生じている。 8A to 8C show MTF (Modulated Transfer Function) characteristic diagrams. 8A to 8C, the horizontal axis represents defocus, and the vertical axis represents MTF value (%). Moreover, in each figure, the code | symbol C shows the distribution curve in a center axis | shaft, and code | symbol ST shows the average distribution curve of the sagittal direction and tangential direction in 80% of image height. FIG. 8A shows the MTF characteristics in mode I (during normal imaging, surface interval D2 = 0.95 mm, D4 = 0.1 mm). The peak position of distribution curve C and the peak position of distribution curve ST are shown in FIG. Is almost the same. FIG. 8B shows the MTF characteristics in Mode II (when the peripheral portion is greatly blurred, the surface interval D2 = 0.95, D4 = 0.2 mm). By widening the surface distance D4, the peak position of the distribution curve ST is greatly deviated to the right (positive direction) with respect to the peak position of the distribution curve C, and field curvature occurs in the peripheral portion having an image height of 80%. Yes. FIG. 8C shows the MTF characteristics in mode III (surface distance D2 = 0.65, D4 = 0.1 mm when focusing on the peripheral portion). By narrowing the surface distance D2, the peak position of the distribution curve ST is greatly deviated to the left (negative direction) with respect to the peak position of the distribution curve C, and in the peripheral portion having an image height of 80%, FIG. Has the opposite curvature of field.

図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、本実施例のモードＩ〜IIIにそれぞれ対応する球面収差および非点収差を示すものである。各収差図には、ｄ線を基準とした収差を示す。非点収差図において、実線はサジタル方向の収差を示し、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。ωは半画角を示す。 FIGS. 9A to 9C show spherical aberration and astigmatism corresponding to modes I to III of the present embodiment, respectively. Each aberration diagram shows aberrations with reference to the d-line. In the astigmatism diagram, the solid line indicates the sagittal aberration, and the broken line indicates the tangential aberration. ω indicates a half angle of view.

以上の各レンズデータおよび特性図から明らかなように、本実施例において、像面のコントロールを行いつつ、球面収差および非点収差について良好な収差補正がなされている。 As is apparent from the lens data and characteristic diagrams described above, in this embodiment, excellent aberration correction is performed for spherical aberration and astigmatism while controlling the image plane.

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、撮像光学系を構成する複数のレンズを３群３枚構成として説明したが、これに限られるものではない。例えば、４枚以上のレンズにより撮像光学系を構成してもよい。その場合、例えば第１レンズを複数枚のレンズからなるレンズ群としてもよい。 Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made. For example, in the present embodiment, a plurality of lenses constituting the imaging optical system have been described as having three elements in three groups, but the present invention is not limited to this. For example, the imaging optical system may be configured by four or more lenses. In this case, for example, the first lens may be a lens group including a plurality of lenses.

また、第１および第２の素子として、それぞれ圧電アクチュエータを用いるようにしたが、これに限定されるものではなく、外部から磁気エネルギーを与えることにより形状変化を生じるもの（例えば、磁歪素子）についても適用可能である。 In addition, the piezoelectric actuators are used as the first and second elements, respectively. However, the present invention is not limited to this, and elements that change shape by applying magnetic energy from the outside (for example, magnetostrictive elements). Is also applicable.

本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡胴における全体構成を表す概略図である。It is the schematic showing the whole structure in the lens barrel which concerns on one embodiment of this invention. 図１に示したレンズ鏡胴における全体の平面構成を表す平面図である。It is a top view showing the whole plane structure in the lens barrel shown in FIG. 図１に示したレンズ鏡胴の、標準撮影位置における断面構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the cross-sectional structure in the standard imaging position of the lens barrel shown in FIG. 図１に示したレンズ鏡胴に搭載された圧電アクチュエータを表す平面図および断面図である。FIG. 2 is a plan view and a cross-sectional view showing a piezoelectric actuator mounted on the lens barrel shown in FIG. 1. 図４に示した圧電アクチュエータの変形例を表す平面図および断面図である。FIG. 5 is a plan view and a cross-sectional view illustrating a modification of the piezoelectric actuator illustrated in FIG. 4. 図１に示したレンズ鏡胴の要部構成を表す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing the principal part structure of the lens barrel shown in FIG. 図１に示したレンズ鏡胴の一実施例に対応するレンズデータを表す説明図である。It is explanatory drawing showing the lens data corresponding to one Example of the lens barrel shown in FIG. 図１に示したレンズ鏡胴の一実施例に対応するＭＴＦ特性図である。FIG. 2 is an MTF characteristic diagram corresponding to one embodiment of the lens barrel shown in FIG. 1. 図１に示したレンズ鏡胴の一実施例に対応する球面収差および非点収差を表す収差図である。FIG. 3 is an aberration diagram illustrating spherical aberration and astigmatism corresponding to the example of the lens barrel illustrated in FIG. 1.

Explanation of symbols

１…第１レンズ枠、１Ａ…円筒部分、２…第２レンズ枠、２Ｂ…端縁、３…第３レンズ枠、３Ａ…円筒部分、４…第１圧電アクチュエータ、５…第２圧電アクチュエータ、６（６Ａ，６Ｂ）…引っ張りばね、７…固体撮像素子、８…駆動回路、９…制御部、１０…操作スイッチ、Ｇ１…第１レンズ、Ｇ２…第２レンズ、Ｇ３…第３レンズ、ＣＧ…カバーガラス。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st lens frame, 1A ... Cylindrical part, 2 ... 2nd lens frame, 2B ... End edge, 3 ... 3rd lens frame, 3A ... Cylindrical part, 4 ... 1st piezoelectric actuator, 5 ... 2nd piezoelectric actuator, 6 (6A, 6B) ... tension spring, 7 ... solid-state imaging device, 8 ... drive circuit, 9 ... control unit, 10 ... operation switch, G1 ... first lens, G2 ... second lens, G3 ... third lens, CG …cover glass.

Claims

Lens holding means for holding a plurality of lenses constituting the imaging optical system;
By applying electromagnetic energy, the shape of the lens itself changes, and the distance between the plurality of lenses is changed to change the position of the plurality of lenses to the first position corresponding to the first image plane. A lens barrel comprising: a distance adjusting element that changes the distance from the first to the second arrangement position corresponding to the second image plane.

The lens barrel according to claim 1, wherein the distance adjusting element changes an arrangement position of the plurality of lenses while maintaining a focused state in the vicinity of the optical axis.

The lens holding means includes a first lens frame that holds the first lens from the object side,
A second lens frame for holding the second lens;
A third lens frame that holds the third lens,
The spacing adjusting element is
A first element provided between the first and second lenses;
A second element provided between the second and third lenses,
When the electromagnetic energy is applied to the second element, the dimension in the optical axis direction of the second element is increased, and the distance between the second lens and the third lens is increased,
When the electromagnetic energy is applied to the first element, the dimension in the optical axis direction of the first element is reduced, and the distance between the first lens and the second lens is narrowed. The lens barrel according to claim 1 or 2.

The lens barrel according to claim 3, wherein the first and second elements are piezoelectric actuators.

5. The lens barrel according to claim 3, wherein the first and second elements have a ring shape and are arranged so that a center position thereof coincides with an optical axis.