JP2006308999A - 撮像レンズ、カメラ装置及び携帯情報端末装置 - Google Patents
撮像レンズ、カメラ装置及び携帯情報端末装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006308999A JP2006308999A JP2005133425A JP2005133425A JP2006308999A JP 2006308999 A JP2006308999 A JP 2006308999A JP 2005133425 A JP2005133425 A JP 2005133425A JP 2005133425 A JP2005133425 A JP 2005133425A JP 2006308999 A JP2006308999 A JP 2006308999A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- lens group
- imaging
- image
- positive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Lenses (AREA)
- Adjustment Of Camera Lenses (AREA)
Abstract
【課題】 撮像レンズに液状レンズを用いることでレンズ径、重量がともに小さい防振系を構成し、かつ防振状態においても良好な光学性能が得られ、しかも装置全体が小型となる撮像レンズ及びそれを用いた光学機器を提供する。
【解決手段】 カメラ装置において被写体像を固体撮像素子面上に導光するため複数のレンズ群を有する撮像レンズであって、被写体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群と、正の焦点距離を持つ第２レンズ群と、正の焦点距離を持つ第３レンズ群とが配設されており、前記第２レンズ群の被写体側に前記第２レンズ群と一体に移動する絞りが設けられ、前記第２レンズ群内の所定の部位に、撮影時に手振れが発生した場合に、前記手振れを補正するように前記撮像レンズの光軸に対して略垂直方向へ移動する可動レンズとして液状レンズが具備される構成となっている。
【選択図】 図１
【解決手段】 カメラ装置において被写体像を固体撮像素子面上に導光するため複数のレンズ群を有する撮像レンズであって、被写体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群と、正の焦点距離を持つ第２レンズ群と、正の焦点距離を持つ第３レンズ群とが配設されており、前記第２レンズ群の被写体側に前記第２レンズ群と一体に移動する絞りが設けられ、前記第２レンズ群内の所定の部位に、撮影時に手振れが発生した場合に、前記手振れを補正するように前記撮像レンズの光軸に対して略垂直方向へ移動する可動レンズとして液状レンズが具備される構成となっている。
【選択図】 図１
Description
この発明は、振動による撮影画像のブレを補正する防振機能を有した撮像レンズに関し、特に、撮像レンズに液状レンズを用いることでレンズ径、重量がともに小さい防振系を構成し、かつ防振状態においても良好な光学性能が得られ、しかも装置全体が小型となる撮像レンズカメラ装置及び携帯情報端末装置に関する。
現在、デジタル画像の撮影は従来のデジタルカメラのみならず、携帯電話等の携帯情報端末装置にも広がり、ユーザの要望も多岐にわたってきている。
また、カメラに装備されるレンズは、単焦点レンズからズームレンズへと移行しつつあり、焦点距離やＦナンバーの関係から撮影時に手ブレが発生しやすくなっており、特に、揺れる乗物上での撮影や、早いシャッターが切れないような暗い状況下では撮影画像に手ブレが生じやすく、このときの撮影画像のブレは撮影系の焦点距離が長くなる程大きくなってくる。
従来より、撮影画像のブレを防止する機能を有した防振光学系が提案されており、例えば、撮影系の一部に振動に対して空間的に固定の光学部材を配置し、この光学部材の振動に対して生ずるプリズム作用を利用することにより撮影画像を偏向させ結像面上で静止画像を得るようにしたものが知られている（特許文献１、２参照）。
この他に、カメラに内蔵した加速度センサーを利用して外力で動かされたカメラの加速度を検出し、この値を２回積分して移動量を求め、このとき得られる信号に応じ、撮影系の一部のレンズ群を光軸と直交する方向にアクチュエータで振動させることにより静止画像を得る方法が提案されている（特許文献３参照）。
ここで、アクチュエータとしては、例えば２次元方向で互いに独立して加振できる様に構成したメーターあるいはピエゾ素子の積層が利用できる。
また、カメラに装備されるレンズは、単焦点レンズからズームレンズへと移行しつつあり、焦点距離やＦナンバーの関係から撮影時に手ブレが発生しやすくなっており、特に、揺れる乗物上での撮影や、早いシャッターが切れないような暗い状況下では撮影画像に手ブレが生じやすく、このときの撮影画像のブレは撮影系の焦点距離が長くなる程大きくなってくる。
従来より、撮影画像のブレを防止する機能を有した防振光学系が提案されており、例えば、撮影系の一部に振動に対して空間的に固定の光学部材を配置し、この光学部材の振動に対して生ずるプリズム作用を利用することにより撮影画像を偏向させ結像面上で静止画像を得るようにしたものが知られている（特許文献１、２参照）。
この他に、カメラに内蔵した加速度センサーを利用して外力で動かされたカメラの加速度を検出し、この値を２回積分して移動量を求め、このとき得られる信号に応じ、撮影系の一部のレンズ群を光軸と直交する方向にアクチュエータで振動させることにより静止画像を得る方法が提案されている（特許文献３参照）。
ここで、アクチュエータとしては、例えば２次元方向で互いに独立して加振できる様に構成したメーターあるいはピエゾ素子の積層が利用できる。
なお、他の先行技術としては、特許文献４として、マイクロレンズが、絶縁層と、前記絶縁層の第１表面上に配置された透明な導電性液体からなる小滴と、前記絶縁層により、前記小滴から絶縁された複数の電極とからなり、前記複数の電極は、前記小滴と前記各複数の電極との間にそれぞれ電圧を形成するよう選択的にバイアスされるよう配置され、バイアスをかけることにより、前記小滴と前記第１表面との間の接触角が変動し前記小滴は前記第１表面に沿って再配置される技術が開示され、特許文献５として、負の焦点距離を持つ第１群、正の焦点距離を持つ第２群、正の焦点距離を持つ第３群を配し、第２群の物体側に第２群と一体に移動する絞りを有し、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第２群が像側から物体側へ単調に移動し、第１群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズにおいて、第２群は実質的な変倍を行う変倍群であって、物体側から順に、物体側に曲率の大きな面を向けた正レンズ、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ、正レンズの３枚を配して構成され、最も物体側の面と最も像側の面が非球面である技術が開示されている。
特公昭５６−３４８４７号公報
特公昭５７−７４１６号公報
特開平０１−８８４２１号公報
特開２００３−５０３０３公報
特開２００４−１３１６９公報
一般に、撮影系の一部のレンズ群を偏心させて撮影画像のブレをなくし、静止画像を得る機構には応答性の良いことが求められる。このため、可動レンズ群をなるべく小型軽量化し、かつ慣性質量を小さくし、更に画像のブレの補正量と可動レンズの移動量との関係を単純化し、変換の為の演算時間の短縮化を図った撮影系が要求されている。また、可動レンズ群を光軸と直交する方向に偏心したときに光学性能の低下が少ない撮像レンズが要求されている。
しかしながら、これらの諸条件を全て満足させた撮像レンズを得るには一般に大変困難で、特に撮影系の一部の屈折力を有したレンズ群を移動させると光学性能が大きく低下し、良好なる画像が得られない欠点があった。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、撮像レンズに液状レンズを用いることでレンズ径、重量がともに小さい防振系を構成し、かつ防振状態においても良好な光学性能が得られ、しかも装置全体が小型であるズームレンズ及びそれを用いた光学機器を提供することである。
しかしながら、これらの諸条件を全て満足させた撮像レンズを得るには一般に大変困難で、特に撮影系の一部の屈折力を有したレンズ群を移動させると光学性能が大きく低下し、良好なる画像が得られない欠点があった。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、撮像レンズに液状レンズを用いることでレンズ径、重量がともに小さい防振系を構成し、かつ防振状態においても良好な光学性能が得られ、しかも装置全体が小型であるズームレンズ及びそれを用いた光学機器を提供することである。
上述の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、カメラ装置において被写体像を固体撮像素子面上に導光するため複数のレンズ群を有する撮像レンズであって、被写体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群と、正の焦点距離を持つ第２レンズ群と、正の焦点距離を持つ第３レンズ群とが配設されており、前記第２レンズ群の被写体側に前記第２レンズ群と一体に移動する絞りが設けられ、前記第２レンズ群内の所定の部位に、撮影時に手振れが発生した場合に、前記手振れを補正するように前記撮像レンズの光軸に対して略垂直方向へ移動する可動レンズとして液状レンズが具備されることを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、前記撮像レンズが、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、前記第２レンズ群が像側から被写体側へ単調に移動すると共に、前記第１レンズ群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズからなることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、前記第２レンズ群が、被写体側から順に、被写体側に曲率の大きな面を向けた正のレンズと、像側に曲率の大きな面を向けた負のレンズと、被写体側に曲率の大きな面を向けた正のレンズと、像側に曲率の大きな面を向けた正の液状レンズと、像側に曲率の大きな面を向けた正のレンズとからなることを特徴とする。
また、請求項４記載の発明は、カメラ装置において、被写体像を固体撮像素子面上に導光するため複数のレンズ群として、被写体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群と、正の焦点距離を持つ第２レンズ群と、正の焦点距離を持つ第３レンズ群とが配設されており、前記第２レンズ群の被写体側に前記第２レンズ群と一体に移動する絞りが設けられ、前記第２レンズ群内の所定の部位に、撮影時に手振れが発生した場合に、前記手振れを補正するように前記撮像レンズの光軸に対して略垂直方向へ移動する可動レンズとして液状レンズが設けられた撮像レンズを具備することを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、前記撮像レンズが、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、前記第２レンズ群が像側から被写体側へ単調に移動すると共に、前記第１レンズ群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズからなることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、前記第２レンズ群が、被写体側から順に、被写体側に曲率の大きな面を向けた正のレンズと、像側に曲率の大きな面を向けた負のレンズと、被写体側に曲率の大きな面を向けた正のレンズと、像側に曲率の大きな面を向けた正の液状レンズと、像側に曲率の大きな面を向けた正のレンズとからなることを特徴とする。
また、請求項４記載の発明は、カメラ装置において、被写体像を固体撮像素子面上に導光するため複数のレンズ群として、被写体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群と、正の焦点距離を持つ第２レンズ群と、正の焦点距離を持つ第３レンズ群とが配設されており、前記第２レンズ群の被写体側に前記第２レンズ群と一体に移動する絞りが設けられ、前記第２レンズ群内の所定の部位に、撮影時に手振れが発生した場合に、前記手振れを補正するように前記撮像レンズの光軸に対して略垂直方向へ移動する可動レンズとして液状レンズが設けられた撮像レンズを具備することを特徴とする。
また、請求項５記載の発明は、前記撮像レンズが、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、前記第２レンズ群が像側から被写体側へ単調に移動すると共に、前記第１レンズ群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズからなり、そのズームレンズが沈胴式に収納されることを特徴とする。
また、請求項６記載の発明は、前記撮像レンズによる撮影画像をデジタル情報とする機能を有することを特徴とする。
また、請求項７記載の発明は、前記撮像レンズによる像を受光する受光素子が２００万画素以上の受光素子であることを特徴とする。
また、請求項８記載の発明は、携帯情報端末装置において、被写体像を固体撮像素子面上に導光するため複数のレンズ群として、被写体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群と、正の焦点距離を持つ第２レンズ群と、正の焦点距離を持つ第３レンズ群とが配設されており、前記第２レンズ群の被写体側に前記第２レンズ群と一体に移動する絞りが設けられ、前記第２レンズ群内の所定の部位に、撮影時に手振れが発生した場合に、前記手振れを補正するように前記撮像レンズの光軸に対して略垂直方向へ移動する可動レンズとして液状レンズが設けられた撮像レンズを具備するカメラ装置が搭載されていることを特徴とする。
また、請求項６記載の発明は、前記撮像レンズによる撮影画像をデジタル情報とする機能を有することを特徴とする。
また、請求項７記載の発明は、前記撮像レンズによる像を受光する受光素子が２００万画素以上の受光素子であることを特徴とする。
また、請求項８記載の発明は、携帯情報端末装置において、被写体像を固体撮像素子面上に導光するため複数のレンズ群として、被写体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群と、正の焦点距離を持つ第２レンズ群と、正の焦点距離を持つ第３レンズ群とが配設されており、前記第２レンズ群の被写体側に前記第２レンズ群と一体に移動する絞りが設けられ、前記第２レンズ群内の所定の部位に、撮影時に手振れが発生した場合に、前記手振れを補正するように前記撮像レンズの光軸に対して略垂直方向へ移動する可動レンズとして液状レンズが設けられた撮像レンズを具備するカメラ装置が搭載されていることを特徴とする。
本発明によれば、撮像レンズに液状レンズを用いることでレンズ径、重量がともに小さい防振系を構成して、ズームレンズをコンパクト化でき、特に沈胴型のカメラ装置における収納時の寸法を有効に小さくできる。
また、本発明によれば、デジタル画像撮影に要求される高性能を維持しつつ、従来のものよりも更なる小型化を図ることが可能であり、この発明のズームレンズを用いるカメラ装置は、小型で且つ高性能に実現可能である。
また、本発明によれば、デジタル画像撮影に要求される高性能を維持しつつ、従来のものよりも更なる小型化を図ることが可能であり、この発明のズームレンズを用いるカメラ装置は、小型で且つ高性能に実現可能である。
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
＜実施例＞
本発明の要旨は、防振用の可動レンズに液状レンズを使い、この液状レンズを光軸と直交する方向に移動させて防振効果を発揮させるもので、銀塩カメラ等各種の撮影装置、特にデジタルカメラやビデオカメラやデジタル画像撮影機能を持つ情報機器に好適に適用できる。
図１は、本発明による撮像レンズの一実施形態の概略図であり、（ａ）は、短焦点端状態、（ｂ）は、中間点状態、（ｃ）は、長焦点端状態であり、（ｄ）は、液状レンズ部分の拡大図である。また、図１の（ｅ）（ｆ）（ｇ）は、撮像レンズの一実施形態のそれぞれ焦点端状態、中間点状態、長焦点端状態における収差を示す説明図である。
図１に示すように、この撮像レンズは、被写体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群１と、正の焦点距離を持つ第２レンズ群３と、正の焦点距離を持つ第３レンズ群５とが配設されており、第２レンズ群３の被写体側に第２レンズ群３と一体に移動する絞り９が設けられている。また、第３レンズ群５の像側には、フィルタ１０が配設されている。
そして、図１（ｄ）に示すように、第２レンズ群３内の所定の部位に光軸と略垂直方向Ａに沿って可動な液状レンズ１１が配設されており、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第２レンズ群３が像側から被写体側へ単調に移動すると共に、第１レンズ群１が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動することを特徴としている。
そして、本発明は、後述するように、この液状レンズ１１を光軸とは略垂直方向へシフト偏心することにより、撮影時に発生する手振れを補正するようにしている（図３参照）。
なお、第１レンズ群１は、被写体側から順に、像側に曲率の大きな面を向けた負の第１のレンズ１ａと、像側に曲率の大きな面を向けた負の第２のレンズ１ｂと、被写体側に曲率の大きな面を向けた正の第３のレンズ１ｃとからなり、第２レンズ群３は、被写体側から順に、被写体側に曲率の大きな面を向けた正の第４のレンズ３ａと、像側に曲率の大きな面を向けた負の第５のレンズ３ｂと、被写体側に曲率の大きな面を向けた正の第６のレンズ３ｃと、像側に曲率の大きな面を向けた正の液状レンズ１１と、像側に曲率の大きな面を向けた正の第７のレンズ３ｄとからなり、第３レンズ群５は、被写体側に曲率の大きな面を向けた正の第８のレンズ５ａ単体からなる。
＜実施例＞
本発明の要旨は、防振用の可動レンズに液状レンズを使い、この液状レンズを光軸と直交する方向に移動させて防振効果を発揮させるもので、銀塩カメラ等各種の撮影装置、特にデジタルカメラやビデオカメラやデジタル画像撮影機能を持つ情報機器に好適に適用できる。
図１は、本発明による撮像レンズの一実施形態の概略図であり、（ａ）は、短焦点端状態、（ｂ）は、中間点状態、（ｃ）は、長焦点端状態であり、（ｄ）は、液状レンズ部分の拡大図である。また、図１の（ｅ）（ｆ）（ｇ）は、撮像レンズの一実施形態のそれぞれ焦点端状態、中間点状態、長焦点端状態における収差を示す説明図である。
図１に示すように、この撮像レンズは、被写体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群１と、正の焦点距離を持つ第２レンズ群３と、正の焦点距離を持つ第３レンズ群５とが配設されており、第２レンズ群３の被写体側に第２レンズ群３と一体に移動する絞り９が設けられている。また、第３レンズ群５の像側には、フィルタ１０が配設されている。
そして、図１（ｄ）に示すように、第２レンズ群３内の所定の部位に光軸と略垂直方向Ａに沿って可動な液状レンズ１１が配設されており、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第２レンズ群３が像側から被写体側へ単調に移動すると共に、第１レンズ群１が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動することを特徴としている。
そして、本発明は、後述するように、この液状レンズ１１を光軸とは略垂直方向へシフト偏心することにより、撮影時に発生する手振れを補正するようにしている（図３参照）。
なお、第１レンズ群１は、被写体側から順に、像側に曲率の大きな面を向けた負の第１のレンズ１ａと、像側に曲率の大きな面を向けた負の第２のレンズ１ｂと、被写体側に曲率の大きな面を向けた正の第３のレンズ１ｃとからなり、第２レンズ群３は、被写体側から順に、被写体側に曲率の大きな面を向けた正の第４のレンズ３ａと、像側に曲率の大きな面を向けた負の第５のレンズ３ｂと、被写体側に曲率の大きな面を向けた正の第６のレンズ３ｃと、像側に曲率の大きな面を向けた正の液状レンズ１１と、像側に曲率の大きな面を向けた正の第７のレンズ３ｄとからなり、第３レンズ群５は、被写体側に曲率の大きな面を向けた正の第８のレンズ５ａ単体からなる。
ここで、負・正・正の３群で構成されるズームレンズでは、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、第２レンズ群３が像側から被写体側へと単調に移動し、第１レンズ群１が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動する。変倍機能の大半は第２レンズ群３が担っており、第３レンズ群５は主として像面から射出瞳を遠ざける機能を付与されている。
各種収差が少なく、解像力の高いズームレンズを実現するためには、変倍による収差変動を小さく抑えねばならないが、特に実質的な変倍を行う変倍群、即ち、主たる変倍群である第２レンズ群３は、変倍範囲全域において良好に収差補正されている必要がある。第２レンズ群３の収差の良好な補正は基本的には、第２レンズ群３を構成するレンズ枚数を増やすことにより可能であるが、構成レンズ枚数の増加は、第２レンズ群３の「光軸方向の厚みの増大」につながり、十分な小型化を達成できず、コストの増大も招来する。
そこで本発明では、主たる変倍群たる第２レンズ群３を、被写体側から順に、被写体側に曲率の大きな面を向けた正レンズ（第４のレンズ３ａ）、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ（第５のレンズ３ｂ）、そして液状レンズ１１を含めた正レンズ系（第６のレンズ３ｃ）、像側に曲率の大きな面を向けた正レンズ（第７のレンズ３ｄ）とすることで性能向上と、手振れ補正を行っている。
各種収差が少なく、解像力の高いズームレンズを実現するためには、変倍による収差変動を小さく抑えねばならないが、特に実質的な変倍を行う変倍群、即ち、主たる変倍群である第２レンズ群３は、変倍範囲全域において良好に収差補正されている必要がある。第２レンズ群３の収差の良好な補正は基本的には、第２レンズ群３を構成するレンズ枚数を増やすことにより可能であるが、構成レンズ枚数の増加は、第２レンズ群３の「光軸方向の厚みの増大」につながり、十分な小型化を達成できず、コストの増大も招来する。
そこで本発明では、主たる変倍群たる第２レンズ群３を、被写体側から順に、被写体側に曲率の大きな面を向けた正レンズ（第４のレンズ３ａ）、像側に曲率の大きな面を向けた負レンズ（第５のレンズ３ｂ）、そして液状レンズ１１を含めた正レンズ系（第６のレンズ３ｃ）、像側に曲率の大きな面を向けた正レンズ（第７のレンズ３ｄ）とすることで性能向上と、手振れ補正を行っている。
次に、図２、図３を参照して、第３レンズ群５内の液状レンズ１１について説明する。図２は、液状レンズ１１の構成図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は上面図である。
この液状レンズ１１は、例えば特開２００３−５０３０３に示されるような液状レンズを用いている。
図２（ａ）に示すように、この液状レンズ１１は、透明な絶縁層１１ａと、絶縁層１１ａの表面上に配置された透明な流体からなる小滴１１ｂと、小滴１１ｂから絶縁層１１ａにより絶縁された複数の電極１１ｃ0―１１ｃ4と、さらに絶縁層１１ａと電極１１ｃを支持する透明基板１１ｄとを有している。
また、図２（ｂ）に示すように、各電極（印加電圧Ｖ１〜Ｖ４）１１ｃ1―１１ｃ4と、小滴に接続された小滴電極（印加電圧Ｖ０）１１ｃ0は結合され、これらＶ０〜Ｖ５の電圧差によって、液状レンズ１１が動作される。
次に、液状レンズ１１の動作について説明する。
まず、小滴１１ｂと絶縁層１１ａがなす接触角θ１は、小滴１１ｂと絶縁層１１ａと空気との相互の界面張力から決定される。そして、小滴１１ｂと電極１１ｃ0―１１ｃ4との間に電圧差が存在しない場合（Ｖ０＝Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３＝Ｖ４）には、小滴１１ｂは、小滴の体積（Ｖｏｌ）と接触角θ１により規定される形状（図２の実線で示される）が維持され、小滴の曲率半径Ｒ１が定まる。この状態では、小滴１１ｂは電極１１ｃ1―１１ｃ4に対し中心に存在する（図２（ｂ）の実線の位置）。
この液状レンズ１１は、例えば特開２００３−５０３０３に示されるような液状レンズを用いている。
図２（ａ）に示すように、この液状レンズ１１は、透明な絶縁層１１ａと、絶縁層１１ａの表面上に配置された透明な流体からなる小滴１１ｂと、小滴１１ｂから絶縁層１１ａにより絶縁された複数の電極１１ｃ0―１１ｃ4と、さらに絶縁層１１ａと電極１１ｃを支持する透明基板１１ｄとを有している。
また、図２（ｂ）に示すように、各電極（印加電圧Ｖ１〜Ｖ４）１１ｃ1―１１ｃ4と、小滴に接続された小滴電極（印加電圧Ｖ０）１１ｃ0は結合され、これらＶ０〜Ｖ５の電圧差によって、液状レンズ１１が動作される。
次に、液状レンズ１１の動作について説明する。
まず、小滴１１ｂと絶縁層１１ａがなす接触角θ１は、小滴１１ｂと絶縁層１１ａと空気との相互の界面張力から決定される。そして、小滴１１ｂと電極１１ｃ0―１１ｃ4との間に電圧差が存在しない場合（Ｖ０＝Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３＝Ｖ４）には、小滴１１ｂは、小滴の体積（Ｖｏｌ）と接触角θ１により規定される形状（図２の実線で示される）が維持され、小滴の曲率半径Ｒ１が定まる。この状態では、小滴１１ｂは電極１１ｃ1―１１ｃ4に対し中心に存在する（図２（ｂ）の実線の位置）。
続いて、小滴１１ｂの位置を移動させる動作について説明する。
図３は、液状レンズ１１において小滴１１ｂの位置を移動させる動作の説明図であり、（ｃ）は上面図、（ｄ）は側面図である。
４つの電極１１ｃ1―１１ｃ4に選択的に電圧をかけることにより、小滴１１ｂの位置を変化させることができる。例えば、Ｖ１とＶ３をＶ０と等しくし、Ｖ２をＶ４より大きくすることにより、小滴１１ｂはより高い電圧の電極１１ｃ2方向に引かれて、図３（ｃ）に示す矢印Ｂの方向に移動する。このように、液状レンズ１１は電極に選択的に電圧をかけることによって、レンズ位置、すなわち焦点位置が調整可能となる。
図３（ｄ）は、偏心によるブレ補正で発生する偏心収差を、液状レンズ１１の小滴１１ｂを球面以外の所望の形状に制御することで補正した例の説明図である。
なお、言うまでもないが、これは液状レンズの１つの構成例であって、本発明の液状レンズはこれに限定されるものではない。
図４は、本発明の撮像レンズを適用したカメラ装置の一実施形態の概要図であり、（ａ）は、正面側の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）において撮像レンズの使用状態を示す斜視図であり、（ｃ）は、背面側の斜視図である。
このカメラ装置２０は、図４に示すように、その前面側に、図１に示した撮像レンズを撮影用ズームレンズ２１として有すると共に、フラッシュ２３、ファインダ２５を有しており、その上面側に、電源スイッチ２７、シャッタボタン２９を有しており、その背面側に、ズームレバー３１、液晶モニタ３３、操作ボタン３５を有しており、その側面側に、メモリカードおよび通信カードのスロット３７を有している。
なお、撮像レンズ２１は、使用されないときは、図４（ａ）に示すように、カメラ装置本体に「沈胴式」に収納される。
図３は、液状レンズ１１において小滴１１ｂの位置を移動させる動作の説明図であり、（ｃ）は上面図、（ｄ）は側面図である。
４つの電極１１ｃ1―１１ｃ4に選択的に電圧をかけることにより、小滴１１ｂの位置を変化させることができる。例えば、Ｖ１とＶ３をＶ０と等しくし、Ｖ２をＶ４より大きくすることにより、小滴１１ｂはより高い電圧の電極１１ｃ2方向に引かれて、図３（ｃ）に示す矢印Ｂの方向に移動する。このように、液状レンズ１１は電極に選択的に電圧をかけることによって、レンズ位置、すなわち焦点位置が調整可能となる。
図３（ｄ）は、偏心によるブレ補正で発生する偏心収差を、液状レンズ１１の小滴１１ｂを球面以外の所望の形状に制御することで補正した例の説明図である。
なお、言うまでもないが、これは液状レンズの１つの構成例であって、本発明の液状レンズはこれに限定されるものではない。
図４は、本発明の撮像レンズを適用したカメラ装置の一実施形態の概要図であり、（ａ）は、正面側の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）において撮像レンズの使用状態を示す斜視図であり、（ｃ）は、背面側の斜視図である。
このカメラ装置２０は、図４に示すように、その前面側に、図１に示した撮像レンズを撮影用ズームレンズ２１として有すると共に、フラッシュ２３、ファインダ２５を有しており、その上面側に、電源スイッチ２７、シャッタボタン２９を有しており、その背面側に、ズームレバー３１、液晶モニタ３３、操作ボタン３５を有しており、その側面側に、メモリカードおよび通信カードのスロット３７を有している。
なお、撮像レンズ２１は、使用されないときは、図４（ａ）に示すように、カメラ装置本体に「沈胴式」に収納される。
図５は、図４に示したカメラ装置のシステム構造を示すブロック図である。
このカメラ装置は、形態情報端末装置として機能し、図１に示した撮像レンズ２１と受光素子（エリアセンサ）４０とを有し、撮像レンズ２１によって形成される撮影対象物の像を受光素子４０によって読取るように構成され、受光素子４０からの出力は中央演算装置４１の制御を受ける信号処理装置４３によって処理されてデジタル情報に変換される。即ち、このカメラ装置は撮影画像をデジタル情報とする機能を有している。
次に、信号処理装置４３によってデジタル化された画像情報は、中央演算装置４１の制御を受ける画像処理装置４５において所定の画像処理を受けた後、半導体メモリ（前記メモリカードスロットにセットされる）４７に記録される。液晶モニタ３３には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ４７に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ４７に記録した画像は、通信カード等（前記通信カードスロットにセットされる）を使用して通信カード部４９から外部へ送信することも可能である。
図４（ａ）に示すように、カメラ装置の携帯時には、撮像レンズ２１は「沈胴状態」にあり、ユーザが電源スイッチを操作して電源を入れると、図４（ｂ）に示すように鏡胴が繰り出される。このとき、鏡胴内部でズームレンズの各群は、例えば「短焦点端の配置」となっており、ズームレバーを操作することで各群の配置が変化して長焦点端への変倍を行うことができる。このとき、ファインダも撮像レンズの画角変化に連動して変倍する。
シャッタボタンの「半押し」によりフォーカシングがなされる。フォーカシングは、第１レンズ群１または第３レンズ群５の移動、もしくは、受光素子４０の移動によって行うことができる。シャッタボタン２９を、半押し状態からさらに押し込むと撮影がなされ、その後は上記の画像情報処理が実行される。
半導体メモリ４７に記録した画像を、液晶モニタ３３に表示したり、通信カード等を使用して外部へ送信する場合は、操作ボタン３５の操作により行なう。撮像レンズ２１として、実施例１〜３の任意のものを使用すると、これらは性能良好であるので、受光素子として、２００万画素以上のものを使用した高画質で小型のカメラ装置を実現できる。
このカメラ装置は、形態情報端末装置として機能し、図１に示した撮像レンズ２１と受光素子（エリアセンサ）４０とを有し、撮像レンズ２１によって形成される撮影対象物の像を受光素子４０によって読取るように構成され、受光素子４０からの出力は中央演算装置４１の制御を受ける信号処理装置４３によって処理されてデジタル情報に変換される。即ち、このカメラ装置は撮影画像をデジタル情報とする機能を有している。
次に、信号処理装置４３によってデジタル化された画像情報は、中央演算装置４１の制御を受ける画像処理装置４５において所定の画像処理を受けた後、半導体メモリ（前記メモリカードスロットにセットされる）４７に記録される。液晶モニタ３３には、撮影中の画像を表示することもできるし、半導体メモリ４７に記録されている画像を表示することもできる。また、半導体メモリ４７に記録した画像は、通信カード等（前記通信カードスロットにセットされる）を使用して通信カード部４９から外部へ送信することも可能である。
図４（ａ）に示すように、カメラ装置の携帯時には、撮像レンズ２１は「沈胴状態」にあり、ユーザが電源スイッチを操作して電源を入れると、図４（ｂ）に示すように鏡胴が繰り出される。このとき、鏡胴内部でズームレンズの各群は、例えば「短焦点端の配置」となっており、ズームレバーを操作することで各群の配置が変化して長焦点端への変倍を行うことができる。このとき、ファインダも撮像レンズの画角変化に連動して変倍する。
シャッタボタンの「半押し」によりフォーカシングがなされる。フォーカシングは、第１レンズ群１または第３レンズ群５の移動、もしくは、受光素子４０の移動によって行うことができる。シャッタボタン２９を、半押し状態からさらに押し込むと撮影がなされ、その後は上記の画像情報処理が実行される。
半導体メモリ４７に記録した画像を、液晶モニタ３３に表示したり、通信カード等を使用して外部へ送信する場合は、操作ボタン３５の操作により行なう。撮像レンズ２１として、実施例１〜３の任意のものを使用すると、これらは性能良好であるので、受光素子として、２００万画素以上のものを使用した高画質で小型のカメラ装置を実現できる。
次に、撮影時に手振れが発生した場合に、液状レンズ１１を光軸とは略垂直方向へシフト偏心することにより、その手振れを補正する動作について詳しく説明する。
前述したように、この液状レンズ１１は、絶縁層１１ａの表面に沿ったあらゆる横方向において、小滴１１ｂの位置の調整が可能であり、小滴１１ｂと電極１１ｃとの間の電圧差がない場合、所望の接触角θと所望の接触角ヒシテリシスを有するようになっている。これは、適宜の材料、寸法、体積（ｖｏｌｕｍｅｓ）を選択することによりこれは達成可能で、液状レンズ１１は小滴１１ｂの湾曲度と位置の制御の両方の設計の自由度が得られ、これにより液状レンズ１１の調整可能な幅と、焦点長さと焦点位置と開口数の選択可能な幅が広がることになる。
この液状レンズ１１の電極は、選択的にバイアスされて液状レンズ１１の焦点長さと横方向の焦点位置を調整して、液状レンズ１１が平面状導波路からの光を光検出器に最適に伝播するようにする。液状レンズ１１の形状は、適宜の電圧をかけることにより保持される。
前述したように、この液状レンズ１１は、絶縁層１１ａの表面に沿ったあらゆる横方向において、小滴１１ｂの位置の調整が可能であり、小滴１１ｂと電極１１ｃとの間の電圧差がない場合、所望の接触角θと所望の接触角ヒシテリシスを有するようになっている。これは、適宜の材料、寸法、体積（ｖｏｌｕｍｅｓ）を選択することによりこれは達成可能で、液状レンズ１１は小滴１１ｂの湾曲度と位置の制御の両方の設計の自由度が得られ、これにより液状レンズ１１の調整可能な幅と、焦点長さと焦点位置と開口数の選択可能な幅が広がることになる。
この液状レンズ１１の電極は、選択的にバイアスされて液状レンズ１１の焦点長さと横方向の焦点位置を調整して、液状レンズ１１が平面状導波路からの光を光検出器に最適に伝播するようにする。液状レンズ１１の形状は、適宜の電圧をかけることにより保持される。
図６は、撮影時に手振れが発生した場合に、その手振れを検出して補正するための構成例の説明図である。
図６に示すように、この手振れを検出補正機構は、撮影時に手振れを検出するための振動検出センサー５０と、振動検出センサー５０よりの検出結果に従って液状レンズ１１を偏心制御するためのアクチュエータ５１とを有している。
すなわち、このカメラ装置においては、内蔵した加速度センサー等の振動検出センサー５０を利用して手振れによる外力で動かされたカメラの加速度を検出し、中央演算装置４１において、この加速度の値を２回積分して移動量を求め、このとき得られる信号に応じ、撮像レンズ２１の第２レンズ群３に設けられた液状レンズ１１を光軸と略直交する方向にアクチュエータ５１で偏心させることによって手振れを補正し、手振れのない静止画像を得るようにしている。
また、このカメラ装置は、撮影画像をデジタル情報とする機能を有しており、この場合、ズームレンズによる像を受光する受光素子は２００万画素以上となる。
また、このカメラ装置は、携帯情報端末装置として使用することもできる。
図７は、本実施形態における液状レンズ１１のシフト偏心による手振れ補正の説明図であり、（ａ）は、手振れの無い状態を示し、（ｂ）は、手振れにより像面上にずれが生じた状態を示し、（ｃ）は、手振れによる像面上のずれを液状レンズ１１の偏心（矢印Ａの方向）により補正した状態を示すものである。
図７（ｃ）に示すように、ここで、手振れ発生量をθとすると、θ＝５（ｍＲａｄ）となり、撮像レンズのＴｅｌｅ時の焦点距離をｆ．ｌ．ｔとすると、ｆ．ｌ．ｔ＝１２．２７（ｍｍ）となり、受光素子（ＣＣＤ）上のずれ量をｙとすると、ｙ＝ｆ．ｌ．ｔ×ｔａｎθ＝１２．２７×ｔａｎ５＝０．０６４（ｍｍ）となる。
この場合、液状レンズ１１を、図７（ｃ）の矢印Ａの方向へ、０．０９４（ｍｍ）だけ偏心（シフト）すれば、受光素子（ＣＣＤ）上のずれ量をｙが補正されることとなる。
図６に示すように、この手振れを検出補正機構は、撮影時に手振れを検出するための振動検出センサー５０と、振動検出センサー５０よりの検出結果に従って液状レンズ１１を偏心制御するためのアクチュエータ５１とを有している。
すなわち、このカメラ装置においては、内蔵した加速度センサー等の振動検出センサー５０を利用して手振れによる外力で動かされたカメラの加速度を検出し、中央演算装置４１において、この加速度の値を２回積分して移動量を求め、このとき得られる信号に応じ、撮像レンズ２１の第２レンズ群３に設けられた液状レンズ１１を光軸と略直交する方向にアクチュエータ５１で偏心させることによって手振れを補正し、手振れのない静止画像を得るようにしている。
また、このカメラ装置は、撮影画像をデジタル情報とする機能を有しており、この場合、ズームレンズによる像を受光する受光素子は２００万画素以上となる。
また、このカメラ装置は、携帯情報端末装置として使用することもできる。
図７は、本実施形態における液状レンズ１１のシフト偏心による手振れ補正の説明図であり、（ａ）は、手振れの無い状態を示し、（ｂ）は、手振れにより像面上にずれが生じた状態を示し、（ｃ）は、手振れによる像面上のずれを液状レンズ１１の偏心（矢印Ａの方向）により補正した状態を示すものである。
図７（ｃ）に示すように、ここで、手振れ発生量をθとすると、θ＝５（ｍＲａｄ）となり、撮像レンズのＴｅｌｅ時の焦点距離をｆ．ｌ．ｔとすると、ｆ．ｌ．ｔ＝１２．２７（ｍｍ）となり、受光素子（ＣＣＤ）上のずれ量をｙとすると、ｙ＝ｆ．ｌ．ｔ×ｔａｎθ＝１２．２７×ｔａｎ５＝０．０６４（ｍｍ）となる。
この場合、液状レンズ１１を、図７（ｃ）の矢印Ａの方向へ、０．０９４（ｍｍ）だけ偏心（シフト）すれば、受光素子（ＣＣＤ）上のずれ量をｙが補正されることとなる。
１…第１レンズ群、３…第２レンズ群、５…第３レンズ群、１１…液状レンズ、１１ａ…絶縁層、１１ｂ…小滴、１１ｂ…電極、１１ｃ…電極、１１ｄ…透明基板、２０…カメラ装置、２１…撮像レンズ、２１…撮影用ズームレンズ、２３…フラッシュ、２５…ファインダ、２７…電源スイッチ、２９…シャッタボタン、３１…ズームレバー、３３…液晶モニタ、３５…操作ボタン、３７…スロット、４０…受光素子、４１…中央演算装置、４３…信号処理装置、４５…画像処理装置、４７…半導体メモリ、４９…通信カード部、５０…振動検出センサー、５１…アクチュエータ
Claims (8)
- カメラ装置において被写体像を固体撮像素子面上に導光するため複数のレンズ群を有する撮像レンズであって、
被写体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群と、正の焦点距離を持つ第２レンズ群と、正の焦点距離を持つ第３レンズ群とが配設されており、前記第２レンズ群の被写体側に前記第２レンズ群と一体に移動する絞りが設けられ、
前記第２レンズ群内の所定の部位に、撮影時に手振れが発生した場合に、前記手振れを補正するように前記撮像レンズの光軸に対して略垂直方向へ移動する可動レンズとして液状レンズが具備されることを特徴とする撮像レンズ。 - 前記撮像レンズが、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、前記第２レンズ群が像側から被写体側へ単調に移動すると共に、前記第１レンズ群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズからなることを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
- 前記第２レンズ群が、被写体側から順に、被写体側に曲率の大きな面を向けた正のレンズと、像側に曲率の大きな面を向けた負のレンズと、被写体側に曲率の大きな面を向けた正のレンズと、像側に曲率の大きな面を向けた正の液状レンズと、像側に曲率の大きな面を向けた正のレンズとからなることを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
- 被写体像を固体撮像素子面上に導光するため複数のレンズ群として、被写体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群と、正の焦点距離を持つ第２レンズ群と、正の焦点距離を持つ第３レンズ群とが配設されており、前記第２レンズ群の被写体側に前記第２レンズ群と一体に移動する絞りが設けられ、前記第２レンズ群内の所定の部位に、撮影時に手振れが発生した場合に、前記手振れを補正するように前記撮像レンズの光軸に対して略垂直方向へ移動する可動レンズとして液状レンズが設けられた撮像レンズを具備することを特徴とするカメラ装置。
- 前記撮像レンズが、短焦点端から長焦点端への変倍に際し、前記第２レンズ群が像側から被写体側へ単調に移動すると共に、前記第１レンズ群が変倍に伴う像面位置の変動を補正するように移動するズームレンズからなり、そのズームレンズが沈胴式に収納されることを特徴とする請求項４記載のカメラ装置。
- 前記撮像レンズによる撮影画像をデジタル情報とする機能を有することを特徴とする請求項５記載のカメラ装置。
- 前記撮像レンズによる像を受光する受光素子が２００万画素以上の受光素子であることを特徴とする請求項５記載のカメラ装置。
- 被写体像を固体撮像素子面上に導光するため複数のレンズ群として、被写体側より順に、負の焦点距離を持つ第１レンズ群と、正の焦点距離を持つ第２レンズ群と、正の焦点距離を持つ第３レンズ群とが配設されており、前記第２レンズ群の被写体側に前記第２レンズ群と一体に移動する絞りが設けられ、前記第２レンズ群内の所定の部位に、撮影時に手振れが発生した場合に、前記手振れを補正するように前記撮像レンズの光軸に対して略垂直方向へ移動する可動レンズとして液状レンズが設けられた撮像レンズを具備するカメラ装置が搭載されていることを特徴とする携帯情報端末装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005133425A JP2006308999A (ja) | 2005-04-28 | 2005-04-28 | 撮像レンズ、カメラ装置及び携帯情報端末装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005133425A JP2006308999A (ja) | 2005-04-28 | 2005-04-28 | 撮像レンズ、カメラ装置及び携帯情報端末装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006308999A true JP2006308999A (ja) | 2006-11-09 |
Family
ID=37475940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005133425A Pending JP2006308999A (ja) | 2005-04-28 | 2005-04-28 | 撮像レンズ、カメラ装置及び携帯情報端末装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006308999A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102103254A (zh) * | 2009-12-22 | 2011-06-22 | 佳能株式会社 | 变焦透镜 |
| US8355210B2 (en) | 2009-09-09 | 2013-01-15 | Industrial Technology Research Institute | Zoom camera module |
| JP2015018050A (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-29 | キヤノン株式会社 | 光学機器 |
| CN108490584A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-09-04 | 江西联创电子有限公司 | 光学成像镜头 |
| CN111045191A (zh) * | 2018-10-12 | 2020-04-21 | 柯尼卡美能达株式会社 | 光学系统、透镜单元以及摄像装置 |
-
2005
- 2005-04-28 JP JP2005133425A patent/JP2006308999A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8355210B2 (en) | 2009-09-09 | 2013-01-15 | Industrial Technology Research Institute | Zoom camera module |
| CN102103254A (zh) * | 2009-12-22 | 2011-06-22 | 佳能株式会社 | 变焦透镜 |
| JP2015018050A (ja) * | 2013-07-09 | 2015-01-29 | キヤノン株式会社 | 光学機器 |
| CN108490584A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-09-04 | 江西联创电子有限公司 | 光学成像镜头 |
| CN108490584B (zh) * | 2018-05-09 | 2019-10-29 | 江西联创电子有限公司 | 光学成像镜头 |
| US11604331B2 (en) | 2018-05-09 | 2023-03-14 | Jiangxi Lianchuang Electronic Co., Ltd. | Optical imaging lens group, vehicle camera and driving assistance system |
| CN111045191A (zh) * | 2018-10-12 | 2020-04-21 | 柯尼卡美能达株式会社 | 光学系统、透镜单元以及摄像装置 |
| CN111045191B (zh) * | 2018-10-12 | 2022-09-09 | 柯尼卡美能达株式会社 | 光学系统、透镜单元以及摄像装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102143730B1 (ko) | 소형의 접이식 카메라의 롤 보정에 의한 자동 초점 및 광학식 손떨림 방지 | |
| CN102782553B (zh) | 内调焦大孔径中望远镜头、摄像光学装置及数码设备 | |
| JP2011055246A (ja) | 望遠撮像装置 | |
| JP4994796B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 | |
| KR101706266B1 (ko) | 줌 렌즈 및 이를 구비한 촬영 장치 | |
| US20100231781A1 (en) | Telephoto lens system and photographing device including the same | |
| JP4907169B2 (ja) | ズームレンズ，カメラ装置および携帯情報端末装置 | |
| JP2006217131A (ja) | 撮像装置 | |
| JP4789530B2 (ja) | ズームレンズ及びそれを有する撮像装置 | |
| JP2006267391A (ja) | 撮像装置 | |
| JP2009210910A (ja) | 撮像レンズ及び撮像装置 | |
| JP4936831B2 (ja) | ズームレンズ、カメラ装置および携帯情報端末装置 | |
| JP4642883B2 (ja) | ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置 | |
| US20230273412A1 (en) | Camera module | |
| KR101586242B1 (ko) | 자동초점 장치와 손떨림 보정장치가 분리된 카메라 모듈 | |
| KR20140071864A (ko) | 줌 렌즈 및 이를 포함하는 촬상 장치 | |
| JP2008122492A (ja) | ズームレンズ、カメラ装置および携帯情報端末装置 | |
| JP4035328B2 (ja) | 変倍光学系及びそれを用いた光学機器 | |
| JP2006308999A (ja) | 撮像レンズ、カメラ装置及び携帯情報端末装置 | |
| JP2006309001A (ja) | 撮像装置及び携帯情報端末装置 | |
| JP2004198855A (ja) | ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置 | |
| JP2005265914A (ja) | ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置 | |
| JP2007005912A (ja) | 電子撮像装置 | |
| JP2007065513A (ja) | 変倍撮影光学系システム、撮像装置、及び携帯情報端末装置 | |
| JP2005043607A (ja) | ズームレンズ、カメラ、携帯情報端末装置およびプロジェクタ |