JP2006309000A - Imaging optical system and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被写体像を撮像素子上に結像するための撮像光学系、及びこの撮像光学系を備えた撮像装置に関する。 The present invention relates to an image pickup optical system for forming a subject image on an image pickup device, and an image pickup apparatus including the image pickup optical system.
従来の切換え可能な軟焦点(ソフトフォーカス)光学系では、光学系を構成するレンズの間隔を変化させることにより、通常撮影状態と軟焦点状態とを切換え、あるいは、高い空間周波数成分をカットするような部材を光学系の中に配置することにより、通常撮影状態と軟焦点状態とを切換えるようにしている(特許文献1〜8参照)。また、液状レンズについて特許文献9などに開示されている。
しかしながら、光学系を構成するレンズの間隔を変化させることにより、通常撮影状態と軟焦点状態とを切換える前述の従来技術では、レンズ間隔の変化による焦点距離の変化を別の部分の間隔を変化させることにより補償することが必要であり、また、レンズを可動とすることにより、光軸からの位置ずれが起きて光学性能が劣化するなどの問題も発生し易くなるという不具合がある。
さらに、高い空間周波数成分をカットするような部材を光学系の中に配置することにより、通常撮影状態と軟焦点状態とを切換える前述の従来技術では、レンズ間隔が変化することや可動であることの問題は発生しないものの、軟焦点の度合いは1種類固定で実現可能なものであり、軟焦点の度合いを可変とすることは非常に困難であるという不具合がある。
そこで、本発明の目的は、通常撮影状態と軟焦点状態とを切換えるのに際して、画角(焦点距離)や焦点位置の変動が発生せず、軟焦点の度合いについても可変できる撮像光学系を実現することである。
However, in the above-described prior art that switches between the normal photographing state and the soft focus state by changing the interval between the lenses constituting the optical system, the change in the focal length due to the change in the lens interval changes the interval of another part. It is necessary to compensate for this, and there is a problem that by making the lens movable, problems such as the occurrence of a positional deviation from the optical axis and the deterioration of the optical performance are likely to occur.
Furthermore, by arranging a member that cuts high spatial frequency components in the optical system, the above-mentioned conventional technology for switching between the normal photographing state and the soft focus state has a change in the lens interval and is movable. However, there is a problem that it is very difficult to make the soft focus level variable.
Therefore, an object of the present invention is to realize an imaging optical system that does not change the angle of view (focal length) or the focal position when switching between the normal shooting state and the soft focus state, and can vary the degree of soft focus. It is to be.
請求項1に記載の発明は、被写体像を撮像素子上に結像するための撮像光学系において、レンズと、該レンズのレンズ面の形状を変化させるレンズ形状可変手段を備え、前記形状変化により通常撮影状態と通常撮影状態よりも大きな球面収差を発生させた軟焦点状態とを切換えることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の撮像光学系において、絞りをさらに備え、前記レンズ形状可変手段は、前記形状変化を行う前記レンズを前記絞りに隣接するレンズの少なくとも一つとしていることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の撮像光学系において、液状レンズをさらに備え、前記液状レンズの小滴が前記形状変化を行う前記レンズであり、前記レンズ形状可変手段は、前記液状レンズが有する前記小滴の形状を変えることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の撮像光学系において、形状が変化する前記レンズ面は非球面形状であることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、前記レンズ形状可変手段は、非球面係数の変化により前記形状の変化を発生させることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、被写体像を撮像素子で撮像する撮像装置において、前記被写体像を前記撮像素子上に結像するための撮像光学系として請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の撮像光学系を備えていることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, in an imaging optical system for forming a subject image on an imaging element, the imaging optical system includes a lens and a lens shape changing unit that changes the shape of the lens surface of the lens, and the shape change It is characterized by switching between a normal photographing state and a soft focus state in which a larger spherical aberration is generated than in the normal photographing state.
According to a second aspect of the present invention, in the imaging optical system according to the first aspect of the present invention, the lens further includes a diaphragm, and the lens shape changing unit has the lens that changes the shape as at least one of the lenses adjacent to the diaphragm. It is characterized by that.
The invention according to claim 3 is the imaging optical system according to claim 1 or 2, further comprising a liquid lens, wherein the droplet of the liquid lens changes the shape, and the lens shape changing means Is characterized by changing the shape of the droplet of the liquid lens.
According to a fourth aspect of the present invention, in the imaging optical system according to any one of the first to third aspects, the lens surface whose shape changes is an aspherical shape.
The invention according to claim 5 is characterized in that the lens shape changing means generates the change of the shape by the change of the aspheric coefficient.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image pickup apparatus that picks up a subject image with an image pickup device, the image pickup optical system for forming the subject image on the image pickup device is any one of the first to fifth aspects. The imaging optical system according to the item is provided.
請求項1に記載の発明によれば、通常撮影状態と軟焦点状態とを切換えるのに際して、画角(焦点距離)や焦点位置の変動が発生せず、軟焦点の度合いについても可変できる撮像光学系を実現することができる。
請求項2に記載の発明によれば、効果的に球面収差の大きさを変えて軟焦点状態を実現することができる。
請求項3に記載の発明によれば、通常撮影状態と軟焦点状態とを切換えるのに際して、液状レンズにより、画角(焦点距離)や焦点位置の変動が発生せず、軟焦点の度合いについても可変できる撮像光学系を、少ない部品点数で実現することができる。
請求項4に記載の発明によれば、焦点距離、焦点位置を変化させずに球面収差の変化、即ち軟焦点状態の変化を実現することができる。
請求項5に記載の発明によれば、焦点距離、焦点位置を変化させずに、球面収差の変化、即ち軟焦点状態の変化を実現することができる。
請求項6に記載の発明によれば、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の発明と同様の効果を発揮する撮像装置を提供することができる。
According to the first aspect of the present invention, there is no change in the angle of view (focal length) or focal position when switching between the normal photographing state and the soft focus state, and the imaging optical that can vary the degree of soft focus. A system can be realized.
According to the second aspect of the present invention, the soft focus state can be realized by effectively changing the magnitude of the spherical aberration.
According to the third aspect of the present invention, when switching between the normal photographing state and the soft focus state, the liquid lens does not cause a change in the angle of view (focal length) or the focus position, and the degree of soft focus is also reduced. A variable imaging optical system can be realized with a small number of parts.
According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to realize a change in spherical aberration, that is, a change in soft focus state without changing the focal length and the focal position.
According to the fifth aspect of the present invention, a change in spherical aberration, that is, a change in soft focus state can be realized without changing the focal length and the focal position.
According to the invention described in claim 6, it is possible to provide an imaging apparatus that exhibits the same effect as the invention described in any one of
以下、本発明を実施するための最良の一形態について説明する。
図1は、本実施形態の撮像光学系1の構成図である。
この撮像光学系1は、被写体像をCCDなどの撮像素子(いずれも図示せず)に結像するための結像光学系である。この撮像光学系1は、被写体となる物体(図示せず)側より順に、第1群は両凹レンズL1と両凸レンズL2とにより構成され、第2群は物体側より順に配置されている正レンズL3と負レンズL4とを張り合わせた張り合わせレンズL34と、両凸レンズL5とから構成されている。
ここで、所定のレンズ形状可変手段により、撮像光学系1で絞り21に隣接するレンズの少なくとも一つ、この例では両凸レンズL2は、そのレンズ面の形状を変化させることができ、このレンズ面の形状変化により、通常撮影状態と通常撮影状態よりも大きな球面収差を発生させた軟焦点状態との切換ができる。具体的には、両凸レンズL2を液状レンズ11(図2、図3参照)で構成して、両凸レンズL2の被写体側の面を面形状可変としている。
図2は、この液状レンズ11の拡大縦断面図であり、図3は後述の複数の電極13の構成を示す拡大平面図である。なお、図2、図3に示すような液状レンズ11は、例えば特許文献9などに開示されている。
図2、図3に示すように、この液状レンズ11は、透明な絶縁層12と、その表面上に配置された透明な流体からなる小滴tと、この小滴tから絶縁層12により絶縁された複数の電極13と、さらには絶縁層12と電極13とを支持する透明基板14と、小滴tに接続された小滴電極15と備えている。小滴電極15の電位をV0、各電極13の各電位はそれぞれV1〜V4とすると、これら電圧V0〜V5の電位差によって、液状レンズを前述のように駆動することができる。この電極13、小滴電極15と、これらの電極への電圧印加の制御により、レンズ形状可変手段を実現している。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram of an imaging
The imaging
Here, at least one of the lenses adjacent to the
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
次に、液状レンズ11の動作について説明する。
小滴tと絶縁層12とがなす接触角θ1は、小滴tと絶縁層12と周囲の空気との相互の界面張力から決定される。そして小滴tと電極13との間に電位差が存在しない場合(V0=V1=V2=V3=V4)には、小滴tは、小滴tの体積Volと接触角θ1とにより規定される形状(図2、図3に実線で示している)を維持し、小滴tの曲率半径R1が定まる。次に、V0とV1からV4との間にそれぞれ等しい電圧を印加すると、接触角θが変化することにより、小滴tの面形状が変化する。
本実施の形態の撮像光学系1では、被写体となる被測定物側から第2番目のレンズとなる両凸レンズL2の像側の面を形状可変な液状レンズ11としている。これは、この面の形状変化が球面収差に与える影響が大きいからである。逆にいえば、この面で球面収差の補正の効果が大きいからであるといえる。通常、絞り21に隣接するレンズへの光束はレンズの有効径に比べて大きく広がっており、また、各像高の光束がレンズの同じような場所を通過し、この結果、球面収差の補正効果が絞り21に隣接するレンズにおいて大きい。従って、球面収差の大きさを変えて軟焦点状態を実現する為には、絞り21に隣接するレンズにおいて形状変化を起こすのが効果的である。
このとき、球面形状(曲率半径)の変化が起こると、撮像光学系1全体の焦点距離が変化してしまい、画角が変わるとともに、焦点位置がずれてしまう。このような事態を避ける為に、形状が変化する面を非球面形状とし、近軸曲率半径を保ったまま、非球面係数のみを変化させることにより、焦点距離、焦点位置を変化させずに、“球面収差の変化=軟焦点状態”を実現可能である。ここで、前述のV1〜V4の印加電圧を適宜変化させることにより面形状の変化量を変えれば、球面収差の大きさ、即ち軟焦点の度合いを変化させることも可能である。
Next, the operation of the
The contact angle θ1 formed by the droplet t and the
In the imaging
At this time, when the spherical shape (curvature radius) changes, the focal length of the entire imaging
図1に示す撮像光学系1において、最も像面22側の屈折力を有する両凸レンズL5と像面22との間にある平行平板23は、水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター類、あるいはCCDなどの撮像素子(図示せず)を保護する保護ガラス、などである。また、物体側から第2番目の両凸レンズL2の物体側面と、第3番目の正レンズL3の物体側面と、第5番目の両凸レンズL5の像側面とはガラスレンズの上に樹脂材料により非球面部を形成した複合非球面レンズで、前述のとおり、両凸レンズL2の像側面は面形状が可変である液状レンズ11(の小滴t)によって構成されている。
非球面は光軸からの高さをHとしたとき、面頂点からの光軸方向の変位量をSとして次に式で表される。ただし、Rは曲率半径、A2iは非球面係数である。
In the imaging
The aspherical surface is expressed by the following equation, where S is the amount of displacement in the optical axis direction from the surface vertex, where H is the height from the optical axis. However, R is a radius of curvature and A 2i is an aspherical coefficient.
(表1)
面 曲率半径 間隔 Nd Vd
1 -9.81900 2.00000 1.53172 48.84
2 5.04600 1.12000 1.00000
3 14.91600 0.05000 1.50703 53.43
4 13.12700 2.88000 1.77250 49.62
5 -6.56300 0.02000 1.50703 53.43
6 -8.07400 1.26000 1.00000
7 0.00000 1.77000 1.00000
8 10.28300 0.02000 1.50703 53.43
9 6.67100 3.00000 1.69680 55.46
10 -6.67100 1.00000 1.68893 31.16
11 6.67100 0.50000 1.00000
12 28.59000 2.52000 1.62041 60.34
13 -8.59900 0.02000 1.50703 53.43
14 -9.22900 1.00000 1.00000
15 0.00000 4.11000 1.51680 64.20
16 0.00000 1.00000
(表2)
非球面係数
面 K A4 A6 A8 A10
3 -9.89000 7.76600E-04 -3.92900E-05 7.38300E-06 -3.69300E-07
6 -3.07500 -1.23100E-04 -4.48800E-05 4.38700E-06 -3.02700E-07
8 8.38400 -4.88300E-05 -8.03400E-05 3.57900E-06 -9.08700E-07
14 -20.18500 -1.94300E-03 2.82100E-04 -1.74600E-05 6.54200E-07
(表3)
軟焦点時非球面係数
面 K A4 A6 A8 A10
6 -3.07500 -1.23100E-04 -4.48800E-05 5.58700E-06 -3.02700E-07
図6は、被写体像をCCDなどの撮像素子上に結像するための撮像光学系として、前述の撮像光学系1を備えたデジタルカメラ101の斜視図である。デジタルカメラ101は、本発明の撮像装置を実施するものである。
図6において、符号102は光学ファインダー、符号103は撮影レンズユニット、符号104はLCD表示部、符号105はメインスイッチ、符号106はレリーズ釦、符号107はLCDモニタである。
(Table 1)
Surface curvature radius spacing Nd Vd
1 -9.81900 2.00000 1.53172 48.84
2 5.04600 1.12000 1.00000
3 14.91600 0.05000 1.50703 53.43
4 13.12700 2.88000 1.77250 49.62
5 -6.56300 0.02000 1.50703 53.43
6 -8.07400 1.26000 1.00000
7 0.00000 1.77000 1.00000
8 10.28300 0.02000 1.50703 53.43
9 6.67100 3.00000 1.69680 55.46
10 -6.67100 1.00000 1.68893 31.16
11 6.67100 0.50000 1.00000
12 28.59000 2.52000 1.62041 60.34
13 -8.59900 0.02000 1.50703 53.43
14 -9.22900 1.00000 1.00000
15 0.00000 4.11000 1.51680 64.20
16 0.00000 1.00000
(Table 2)
Aspheric coefficient
Face KA 4 A 6 A 8 A 10
3 -9.89000 7.76600E-04 -3.92900E-05 7.38300E-06 -3.69300E-07
6 -3.07500 -1.23100E-04 -4.48800E-05 4.38700E-06 -3.02700E-07
8 8.38400 -4.88300E-05 -8.03400E-05 3.57900E-06 -9.08700E-07
14 -20.18500 -1.94300E-03 2.82100E-04 -1.74600E-05 6.54200E-07
(Table 3)
Aspheric coefficient at soft focus Surface KA 4 A 6 A 8 A 10
6 -3.07500 -1.23100E-04 -4.48800E-05 5.58700E-06 -3.02700E-07
FIG. 6 is a perspective view of a
In FIG. 6,
1 撮像光学系、11 液状レンズ、21 絞り、101 撮像装置、t 小滴、L2 レンズ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009134023A (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Kyocera Corp | Imaging device and information code reading device |
JP2010008794A (en) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Kyocera Corp | Image pickup apparatus and electronic device |
CN110716289A (en) * | 2019-12-12 | 2020-01-21 | 江西联创电子有限公司 | Optical imaging lens |
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2005
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009134023A (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Kyocera Corp | Imaging device and information code reading device |
JP2010008794A (en) * | 2008-06-27 | 2010-01-14 | Kyocera Corp | Image pickup apparatus and electronic device |
JP4658162B2 (en) * | 2008-06-27 | 2011-03-23 | 京セラ株式会社 | Imaging apparatus and electronic apparatus |
CN110716289A (en) * | 2019-12-12 | 2020-01-21 | 江西联创电子有限公司 | Optical imaging lens |
WO2021114458A1 (en) * | 2019-12-12 | 2021-06-17 | 江西联创电子有限公司 | Optical imaging lens and imaging apparatus |
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