JP2008185627A - Wide converter and method for widening angle of lens by using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置の前方等に取り付けて、光学系全体の焦点距離を広角側に変位させるワイドコンバータ及びこれを用いたレンズの広角化方法に関する。 The present invention relates to a wide converter that is attached in front of an imaging apparatus or the like and displaces the focal length of the entire optical system to the wide angle side, and a lens widening method using the wide converter.
スチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置において、撮影レンズの物体側すなわち前方に装着し、全系の焦点面を一定位置に維持した状態で撮影系全体の焦点距離を広角側に変化させるフロント装着方式のワイドコンバータが種々提案されている。このワイドコンバータは一般に、物体側に負の屈折力を有するレンズ群と、像側に正の屈折力を有するレンズ群とを所定の主点間隔を隔てて配置し、全体としてアフォーカル系を構成している(例えば特許文献1参照。)。 Front mounting system that is mounted on the object side of the photographic lens, that is, in front of an imaging device such as a still camera or video camera, and changes the focal length of the entire photographic system to the wide-angle side while maintaining the focal plane of the entire system at a fixed position. Various wide converters have been proposed. In general, this wide converter consists of a lens group having a negative refractive power on the object side and a lens group having a positive refractive power on the image side with a predetermined principal point interval, thereby forming an afocal system as a whole. (For example, refer to Patent Document 1).
上記特許文献1に開示のものを含め従来のワイドコンバータを用いる場合は、撮像装置等に装着した際の焦点距離域(広角)と、元の撮影レンズの焦点距離域とを切り替えるには、ワイドコンバータ自体の取り付けおよび取り外しを行わなければならない。
したがって、ワイドコンバータを一旦取り付けた後は、これを取り外すことなく広角状態と元の状態とを切り替えることはできない。このため、より簡易な方法でこのような切り替えを可能とすることが望まれている。
When conventional wide converters including those disclosed in
Therefore, once the wide converter is attached, the wide angle state and the original state cannot be switched without removing the wide converter. For this reason, it is desired to enable such switching by a simpler method.
以上の問題に鑑みて、本発明は、ワイドコンバータを取り外すことなく、広角域と元の焦点距離域との切り替えを可能とすることを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to enable switching between a wide-angle region and an original focal length region without removing a wide converter.
上記課題を解決するため、本発明は、焦点距離を広角側に変位させる機能を備えるワイドコンバータであって、ワイドコンバータを構成するレンズのうち、1以上のレンズを液体レンズとして構成する。
そして本発明は、上述のワイドコンバータにおいて、液体レンズの一方の面を、光透過性を有する変形膜により構成し、液体レンズに、内部の液体を出入可能とする液体移動部を設ける構成とする。
In order to solve the above problems, the present invention is a wide converter having a function of displacing a focal length to the wide angle side, and among the lenses constituting the wide converter, at least one lens is configured as a liquid lens.
According to the present invention, in the above-described wide converter, one surface of the liquid lens is configured by a light-transmitting deformable film, and the liquid lens is provided with a liquid moving unit that allows the liquid inside to enter and exit. .
更に、本発明は、上述のワイドコンバータにおいて、物体側から第1のレンズ群と第2のレンズ群とをこの順に配置して、第1のレンズ群を、固体レンズより成る第1のレンズと、像側に第1の変形膜を備える第2のレンズとより構成する。そして第2のレンズ群を、固体レンズより成る第3のレンズと、像側に第2の変形膜を備える液体レンズより成る第4のレンズとより構成する。 Furthermore, according to the present invention, in the above-described wide converter, the first lens group and the second lens group are arranged in this order from the object side, and the first lens group is a first lens made of a solid lens. And a second lens having a first deformation film on the image side. The second lens group includes a third lens made of a solid lens and a fourth lens made of a liquid lens having a second deformable film on the image side.
また、本発明は、焦点距離を広角側に変位させるレンズの広角化方法であって、変形膜を備える液体レンズを用いて、液体レンズの液体の体積を変化させて変形膜の形状を変化させることにより、焦点距離の異なる第1及び第2の状態に切り替える。 The present invention is also a method for widening a lens that displaces the focal length to the wide-angle side, and using a liquid lens having a deformation film, the liquid volume of the liquid lens is changed to change the shape of the deformation film. Thus, the first and second states having different focal lengths are switched.
上述したように、本発明のワイドコンバータ及びレンズの広角化方法は、液体レンズを用いることを特徴とする。液体レンズとして、例えば一方の面に例えば弾性をもって変形する光透過性の変形膜を備える液体レンズを用いることによって、容易な構成によりレンズの焦点距離を可変とすることができる。
したがって、本発明によれば、一旦撮像装置の前方等に取り付けた後は、取り外すことなく簡単に広角化した状態と元の状態とに切り替えることが可能となる。
As described above, the wide converter and the lens widening method of the present invention use a liquid lens. As the liquid lens, for example, by using a liquid lens having a light-transmitting deformable film that is deformed elastically on one surface, for example, the focal length of the lens can be made variable with an easy configuration.
Therefore, according to the present invention, once attached to the front of the imaging device or the like, it is possible to easily switch between the wide angle state and the original state without removing.
特に、液体レンズの一方の面を、光透過性を有する変形膜により構成し、液体レンズに、内部の液体を移動可能とする移動可能部を設けることによって、液体の移動によって体積を変化させて変形膜の形状を可変とすることができ、これにより簡易な機構をもって焦点距離の調整、切り替えを行うことができる。 In particular, one surface of the liquid lens is formed of a light-transmitting deformable film, and the liquid lens is provided with a movable portion that can move the liquid inside, so that the volume can be changed by the movement of the liquid. The shape of the deformable film can be made variable, whereby the focal length can be adjusted and switched with a simple mechanism.
また更に、本発明のワイドコンバータにおいて、物体側から第1のレンズ群と第2のレンズ群とをこの順に配置して、第1のレンズ群を、固体レンズより成る第1のレンズと、像側に第1の変形膜を備える第2のレンズとより構成する。また、第2のレンズ群を、固体レンズより成る第3のレンズと、像側に第2の変形膜を備える液体レンズより成る第4のレンズとより構成することによって、後述するように、適切な収差量を有するワイドコンバータを容易に提供することができる。 Still further, in the wide converter of the present invention, the first lens group and the second lens group are arranged in this order from the object side, and the first lens group is composed of a first lens made of a solid lens, and an image. And a second lens having a first deformation film on the side. In addition, as described later, the second lens group includes a third lens made of a solid lens and a fourth lens made of a liquid lens having a second deformation film on the image side, as will be described later. A wide converter having a large amount of aberration can be easily provided.
本発明のワイドコンバータ及びレンズの広角化方法によれば、ワイドコンバータを取り外すことなく、広角域と元の焦点距離域との切り替えを行うことができる。 According to the wide converter and the lens widening method of the present invention, it is possible to switch between the wide angle region and the original focal length region without removing the wide converter.
以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
・ 第1の実施形態
図1A及びBは、本発明の第1の実施形態に係るワイドコンバータの一例の第1の状態及び第2の状態における概略断面構成図である。
本発明の第1の実施形態に係るワイドコンバータ30は、2群4枚のレンズで構成され、図1A及びBに示すように、物体側(図中左側)から第1のレンズ群10、第2のレンズ群20が配置される。そして第1のレンズ群10は、固体レンズより成る第1のレンズ11と、像側(図中右側)に変形膜を備える液体レンズより成る第2のレンズ12とより構成する。また、第2のレンズ群20は、固体レンズより成る第3のレンズ21と、像側に変形膜を備える液体レンズより成る第4のレンズ22とより構成する。
Examples of the best mode for carrying out the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
First Embodiment FIGS. 1A and 1B are schematic cross-sectional configuration diagrams of an example of a wide converter according to a first embodiment of the present invention in a first state and a second state.
The
ここで、第1のレンズ群10の第1のレンズを凹レンズとし、第2のレンズ群20の第3のレンズ21を凸レンズとする。
そして、第1の状態として、図1Aで示すように、第1及び第2のレンズ11及び12を共に凹レンズとし、第1のレンズ群10として凹のレンズパワーをもつレンズ群とする。更に、第3及び第4のレンズ21及び22を共に凸レンズとし、第2のレンズ群20として凸のレンズパワーを持つレンズ群とする。このとき、系全体で1より小さいアフォーカル倍率を有する状態となる。
Here, the first lens of the
In the first state, as shown in FIG. 1A, both the first and
一方、第2の状態として、図1Bに示すように、第1のレンズ11を凹レンズ、第2のレンズ12を凸レンズとすることで、第1のレンズ群10として1より小さいアフォーカル倍率を有するレンズ群とする。また、第3のレンズ21を凸レンズ、第4のレンズ22を凹レンズとすることで、第2のレンズ群20として1より大きいアフォーカル倍率を有するレンズ群とする。この場合は、系全体でアフォーカル倍率が1の状態となる。
On the other hand, in the second state, as shown in FIG. 1B, the
このように、第1の状態と第2の状態との間で、第2のレンズ12が凹レンズと凸レンズ、第4のレンズ22が凸レンズと凹レンズとの2つの状態となるようにレンズパワーが変化すれば、第1及び第2の状態の間でアフォーカル倍率の切り替えが可能なワイドコンバータを提供することができる。
As described above, the lens power is changed between the first state and the second state so that the
このワイドコンバータを構成する液体レンズの一例の概略断面構成図を図2に示す。図2に示すように、この場合物体側に固体レンズを組み合わせて一体化した接合型のダブレットレンズ形状とする例を示す。すなわち、物体側の面は光透過性のガラス等の材料より成る固体レンズ101とされ、他方の面に変形膜107を有し、固体レンズ101と変形膜107、更に枠体103〜105との間に光透過性の液体110が封入されて液体レンズ102が構成される。液体レンズ102は、例えばリング状の枠体103〜105によって周囲を液密に保持される。図示の例では枠体104の一部に管状等の液体移動部106が設けられ、内部の液体110を出入可能としている。そして図示しない外部のポンプ機構等の駆動によって、この液体レンズ102の内部の液体110の体積が変化するように構成される。これにより変形膜107が変形し、液体レンズ102が凸レンズ又は凹レンズとなるように切り替え可能な構成とすることができる。
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional configuration diagram of an example of the liquid lens constituting the wide converter. As shown in FIG. 2, in this case, an example of a junction type doublet lens shape in which a solid lens is combined and integrated on the object side is shown. That is, the object-side surface is a
ここで、液体レンズ102中の液体としては、シリコン系オイル等の光透過性を有し、また適切な屈折率を有する材料を用いることが望ましい。また、変形膜107の材料としては、シリコン系ゴム等の適度な弾性を有する変形可能な材料であり、且つ所要の光透過性を有することが望ましく、変形可能な薄膜等の形状とすることが望ましい。
このような構成とすることによって、液体110の体積を変化させる機構、すなわち液体110を吸引又は注入する等の比較的簡易な機構をもって、簡単にレンズパワーを可変とすることができ、上述したようなアフォーカル倍率の変化を実現できる。また図2において説明した例のように、固体レンズと一体化したダブレットレンズを2つ組み合わせることによって、より簡単な構成で上述した第1及び第2の状態の切り替えが可能なワイドコンバータを実現できることとなる。
Here, as the liquid in the
With such a configuration, the lens power can be easily changed with a mechanism that changes the volume of the
次に、第1の実施形態において適用可能な具体的なレンズ構造の数値例について説明する。以下の例においては、撮像装置の前方に取り付けるワイドコンバータとして用いる場合で、撮像装置のマスターレンズの焦点距離をf、FナンバーをFno、画角を2ω(ωは半画角)とすると、
f=6.3mm
Fno=2.2
2ω=59.32°
である。
Next, a numerical example of a specific lens structure applicable in the first embodiment will be described. In the following example, when it is used as a wide converter attached in front of the imaging device, when the focal length of the master lens of the imaging device is f, the F number is Fno, and the field angle is 2ω (ω is a half field angle),
f = 6.3mm
Fno = 2.2
2ω = 59.32 °
It is.
図1に示すように、第1〜第4のレンズ11及び12、21及び22の各入出射面を物体側からそれぞれ第1〜第6の面1〜6とし、これら第1〜第6の面における曲率半径、光軸上の面間隔(次の面との面間隔)、面間の媒質におけるd線(波長587.56nm)の屈折率、同様にd線のアッベ数を下記の表1に示す。なお、第1の面1の曲率半径は無限大、すなわち平面とする。
As shown in FIG. 1, the entrance and exit surfaces of the first to
また、図1Aに示す第1の状態においてアフォーカル倍率が0.7、図1Bに示す第2の状態においてアフォーカル倍率が1.0であるとき、各状態における上記表1中のR3、R6、D2、D3、D5の数値例を下記の表2に示す。 Further, when the afocal magnification is 0.7 in the first state shown in FIG. 1A and the afocal magnification is 1.0 in the second state shown in FIG. 1B, R3 and R6 in Table 1 in each state are shown. Table 2 below shows numerical examples of D2, D3, and D5.
このようなレンズ構成とした場合の第1の状態及び第2の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を図3A〜C及び図4A〜Cに示す。なお、図3A及び図4Aにおいて縦軸は瞳半径を規格化した数値を示し、実線aは波長587.5600nmのd線における値、破線bは波長435.8400nmの光における値を示す。なお、図3A及び図4A共に実線aで示すd線における球面収差は略0となっている。また、図3B及び図4Bにおいて一点鎖線T及び実線Sはそれぞれメリディオナル面(子午面)、サジタル面(球欠面)の非点収差をそれぞれ示す。図3及び図4の結果から、このようなレンズ構成とする場合は、ワイドコンバータとして適用可能な範囲であることが分かる。 FIGS. 3A to 3C and FIGS. 4A to 4C show spherical aberration, astigmatism, and distortion in the first state and the second state in the case of such a lens configuration. 3A and 4A, the vertical axis indicates the numerical value obtained by standardizing the pupil radius, the solid line a indicates the value for the d-line having a wavelength of 587.5600 nm, and the broken line b indicates the value for light having a wavelength of 435.8400 nm. Note that the spherical aberration at the d-line indicated by the solid line a in both FIGS. 3A and 4A is substantially zero. 3B and 4B, the alternate long and short dash line T and the solid line S indicate astigmatism on the meridional surface (meridion surface) and the sagittal surface (spherical surface), respectively. From the results of FIGS. 3 and 4, it can be seen that such a lens configuration is in a range applicable as a wide converter.
(2)第2の実施形態
次に、本発明の第2の実施形態に係るワイドコンバータについて説明する。図5A及びBは第2の実施形態に係るワイドコンバータの概略断面構成図である。図5A及びBにおいて、図1A及びBと対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。なお、この例においては、第1のレンズ11の物体側の第1の面1のみを非球面とし、その他の面を球面とする場合を示す。
(2) Second Embodiment Next, a wide converter according to a second embodiment of the present invention will be described. 5A and 5B are schematic sectional views of a wide converter according to the second embodiment. 5A and 5B, parts corresponding to those in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In this example, only the
この実施形態においても、第1のレンズ群10の第2のレンズ12と第2のレンズ群20の第4のレンズ22とを液体レンズより構成する。液体レンズとしては、図2に示す例と同様に、ダブレットレンズ形状としてもよく、また固体レンズより成る第1及び第3のレンズ11及び21とは別体のレンズとすることも可能である。ダブレット形状とする場合はより簡易な構成で、図5Aに示す第1の状態と図5Bに示す第2の状態との切り替えが可能なワイドコンバータ30を実現できる。液体レンズの材料及び構成は、第1の実施形態と同様に選定し得る。
Also in this embodiment, the
この第2の実施形態に適用可能なレンズ構造の数値例を以下に示す。この例においても、撮像装置の前方に取り付けるワイドコンバータとして用いる場合で、撮像装置のマスターレンズの焦点距離f、FナンバーFno、画角2ωは、第1の実施形態における数値例と同様とする。
この場合の第1〜第6の面1〜6の曲率半径、光軸上の面間隔、面間の媒質におけるd線の屈折率、d線のアッベ数を下記の表3に示す。
Numerical examples of lens structures applicable to the second embodiment are shown below. In this example as well, the focal length f, F number Fno, and angle of view 2ω of the master lens of the imaging device are the same as those in the numerical example in the first embodiment when used as a wide converter attached in front of the imaging device.
Table 3 below shows the radii of curvature of the first to
また、図5Aに示す第1の状態においてアフォーカル倍率が0.7、図5Bに示す第2の状態においてアフォーカル倍率が1.0であるとき、各状態における上記表3中のR3、R6、D2、D3、D5の数値例を下記の表4に示す。 When the afocal magnification is 0.7 in the first state shown in FIG. 5A and the afocal magnification is 1.0 in the second state shown in FIG. 5B, R3 and R6 in Table 3 in each state are shown. Table 4 below shows numerical examples of D2, D3, and D5.
また、非球面式を下記の数1としたときの第1のレンズ11の第1の面1における非球面係数を下記の表5に示す。なお、数1において、Zは光の進行方向を正としたときのレンズ面からの光軸方向の距離、hは光軸と垂直な方向の高さ、Rは曲率半径、kは円錐定数、A、B、C、Dはそれぞれ非球面係数を示す。
In addition, Table 5 below shows the aspheric coefficients on the
このようなレンズ構成とした場合の第1の状態及び第2の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を図6A〜C及び図7A〜Cに示す。なお、図6A及び図7Aにおいて縦軸は瞳半径を規格化した数値を示し、実線aは波長587.5600nmのd線における値、破線bは波長435.8400nmの光における値を示す。図6A及び図7A共に実線aで示すd線における球面収差は略0となっている。また、図6B及び図7Bにおいて一点鎖線T及び実線Sはそれぞれメリディオナル面、サジタル面の非点収差をそれぞれ示す。図6及び図7の結果から、第2の実施形態のレンズ構成とする場合においても、ワイドコンバータとして適用可能な範囲であることが分かる。 6A to 6C and FIGS. 7A to 7C show spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration in the first state and the second state in the case of such a lens configuration. 6A and 7A, the vertical axis indicates the numerical value obtained by standardizing the pupil radius, the solid line a indicates the value for the d-line having a wavelength of 587.5600 nm, and the broken line b indicates the value for light having a wavelength of 435.8400 nm. In both FIGS. 6A and 7A, the spherical aberration at the d-line indicated by the solid line a is substantially zero. 6B and 7B, the alternate long and short dash line T and the solid line S indicate astigmatism on the meridional surface and the sagittal surface, respectively. From the results of FIG. 6 and FIG. 7, it can be seen that even when the lens configuration of the second embodiment is used, the range is applicable as a wide converter.
(3)第3の実施形態
次に、本発明の第3の実施形態に係るワイドコンバータについて説明する。図8A及びBは第2の実施形態に係るワイドコンバータの概略断面構成図である。図8A及びBにおいて、図1A及びBと対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この例においては、第1のレンズ11の物体側の第1の面1と、第2のレンズ21の第4の面4とを非球面とし、その他の面を球面とする場合を示す。
(3) Third Embodiment Next, a wide converter according to a third embodiment of the present invention will be described. 8A and 8B are schematic cross-sectional configuration diagrams of the wide converter according to the second embodiment. 8A and 8B, parts corresponding to those in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In this example, the
この実施形態においても、第1のレンズ群10の第2のレンズ12と第2のレンズ群20の第4のレンズ22とを液体レンズより構成する。液体レンズとして図2に示す例と同様に、ダブレットレンズ形状としてもよく、また固体レンズより成る第1及び第3のレンズ11及び21とは別体のレンズとすることも可能である。ダブレット形状とする場合はより簡易な構成で、図8Aに示す第1の状態と図8Bに示す第2の状態との切り替えが可能なワイドコンバータ30を実現できる。液体レンズの材料及び構成は、第1及び第2の実施形態と同様に選定し得る。
Also in this embodiment, the
この第3の実施形態に適用可能なレンズ構造の数値例を以下に示す。この例においても、撮像装置の前方に取り付けるワイドコンバータとして用いる場合で、撮像装置のマスターレンズの焦点距離f、FナンバーFno、画角2ωは、第1の実施形態における数値例と同様とする。
この場合の第1〜第6の面1〜6の曲率半径、光軸上の面間隔、面間の媒質におけるd線の屈折率、d線のアッベ数を下記の表6に示す。
Numerical examples of lens structures applicable to the third embodiment are shown below. In this example as well, the focal length f, F number Fno, and angle of view 2ω of the master lens of the imaging device are the same as those in the numerical example in the first embodiment when used as a wide converter attached in front of the imaging device.
Table 6 below shows the curvature radii of the first to
また、図8Aに示す第1の状態においてアフォーカル倍率が0.7、図8Bに示す第2の状態においてアフォーカル倍率が1.0であるとき、各状態における上記表6中のR3、R6、D2、D3、D5の数値例を下記の表7に示す。 When the afocal magnification is 0.7 in the first state shown in FIG. 8A and the afocal magnification is 1.0 in the second state shown in FIG. 8B, R3 and R6 in Table 6 in each state are shown. Table 7 below shows numerical examples of D2, D3, and D5.
また、非球面式を上記数1としたときの第1のレンズ11の第1の面1における非球面係数を下記の表8に示す。
In addition, Table 8 below shows the aspheric coefficient on the
このようなレンズ構成とした場合の第1の状態及び第2の状態における球面収差、非点収差、歪曲収差を図9A〜C及び図10A〜Cに示す。なお、図9A及び図10Aにおいて縦軸は瞳半径を規格化した数値を示し、実線aは波長587.5600nmのd線における値、破線bは波長435.8400nmの光における値を示す。図9A及び図10A共に実線aで示すd線における球面収差は略0となっている。また、図9B及び図10Bにおいて一点鎖線T及び実線Sはそれぞれメリディオナル面、サジタル面の非点収差をそれぞれ示す。図9及び図10の結果から、第3の実施形態のレンズ構成とする場合においても、ワイドコンバータとして適用可能な範囲であることが分かる。 FIGS. 9A to 9C and FIGS. 10A to 10C show spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration in the first state and the second state in the case of such a lens configuration. 9A and 10A, the vertical axis indicates the numerical value obtained by standardizing the pupil radius, the solid line a indicates the value for the d-line having a wavelength of 587.5600 nm, and the broken line b indicates the value for light having a wavelength of 435.8400 nm. In both FIGS. 9A and 10A, the spherical aberration at the d-line indicated by the solid line a is substantially zero. 9B and 10B, the alternate long and short dash line T and the solid line S indicate astigmatism on the meridional surface and the sagittal surface, respectively. From the results of FIG. 9 and FIG. 10, it can be seen that even when the lens configuration of the third embodiment is used, the range is applicable as a wide converter.
以上説明したように、本発明のワイドコンバータ及びこれを用いたレンズの広角化方法によれば、ワイドコンバータのアフォーカル倍率を複雑な機構を必要とすることなく簡単に切り替えることができ、ワイドコンバータ自体を取り外すことなく、広角域と元の焦点距離域を容易に切り替えることが可能となる。 As described above, according to the wide converter of the present invention and the lens widening method using the wide converter, the afocal magnification of the wide converter can be easily switched without requiring a complicated mechanism. It is possible to easily switch between the wide-angle range and the original focal length range without removing itself.
(4)第4の実施形態
次に、本発明のレンズの広角化方法の実施形態として、撮像装置に本発明構成のワイドコンバータを取り付けた場合のレンズの広角化方法の一例について説明する。図11A及びBは、この撮像装置においてワイドコンバータをそれぞれ第1の状態、第2の状態としたときの概略構成図を示す。図11A及びBに示すように、この撮像装置60はマスターレンズ40と、その前方すなわち物体側に例えば取り外しが可能なワイドコンバータ30を備え、またこれらワイドコンバータ30及びマスターレンズ40によって形成した光学像を電気信号に変換する撮像部51を有する。撮像部51としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の光電変換素子を使用したものが適用可能である。ワイドコンバータ30は上述の第1〜第3の実施形態に係るワイドコンバータを含む本発明構成のワイドコンバータレンズを適用することができる。図11において、図1に示す第1の実施の形態に係るワイドコンバータ30のレンズ群に図1と同一の符号を付して示す。
(4) Fourth Embodiment Next, as an embodiment of a lens widening method according to the present invention, an example of a lens widening method when a wide converter according to the present invention is attached to an imaging apparatus will be described. 11A and 11B are schematic configuration diagrams when the wide converter is set to the first state and the second state, respectively, in this imaging apparatus. As shown in FIGS. 11A and 11B, the
図11A及びBに示すように、撮像部51によって形成された電気信号は、例えば映像分離回路を有する信号処理部52によって、フォーカス制御用の信号は制御部53に送られ、映像用の信号はその後の処理に適した形態に加工されて、矢印Scで示すように外部に出力されて、表示装置による表示、記録媒体への記録、通信手段による転送等の種々の処理に供される。
As shown in FIGS. 11A and 11B, the electrical signal formed by the
制御部53には、例えば、ズームボタンやワイドボタンの操作等、外部からの操作信号が入力され、該操作信号に応じて種々の処理がなされる。そして矢印Swで示すようにワイドボタン等による広角化の指令が入力されると、指令に基づく焦点距離状態となるように、ワイドコンバータレンズ30のドライバ回路54、55を介して駆動部56、57を動作させて、第2のレンズ12及び第4のレンズ22の液体を移動する例えばポンプ装置を駆動する。これにより、第2及び第4のレンズ12及び22の変形膜を所定の形状へ、すなわち第1の状態から第2の状態へ、またはその逆へと変形させる。なお、制御部53は信号処理部52から送られた信号に基づいてフォーカス状態をチェックし、最適なフォーカス状態が得られるように、ドライバ回路を介してマスターレンズのズームレンズ群を駆動する図示しない駆動部の位置制御を行う。
このような構成とすることによって、一旦ワイドコンバータ30を取り付けた後は、ワイドボタンの操作のみという極めて簡易な操作によって、広角化状態と元の状態との切り替えが可能な撮像装置を提供できることとなる。
For example, an operation signal from the outside such as an operation of a zoom button or a wide button is input to the
By adopting such a configuration, it is possible to provide an imaging device capable of switching between the wide angle state and the original state by an extremely simple operation of only the operation of the wide button once the
上述の撮像装置60は、具体的製品としては、各種の形態を採り得る。例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラが組み込まれた携帯電話、カメラが組み込まれたPDA(Personal Digital Assistant)等々のデジタル入出力機器のカメラ部等として、広く適用することができる。
The above-described
なお、上述の各実施形態及び数値例において示す各部の具体的形状及び数値例は、いずれも本発明を実施するに際して適用可能な一例を示したものに過ぎず、例えばレンズ形状の数値については、ワイドコンバータとして適用可能な範囲であれば変更可能である。例えば本発明のワイドコンバータと併用して収差補正素子を用いる場合は、各レンズ形状の数値の許容範囲を広げることが可能となる。更に、液体レンズの採り得る状態としては、上述の実施形態において例示した第1及び第2の状態の2つの状態に限定されることなく、3以上の状態を採る構成としてもよく、或いは連続的に液体レンズの変形膜を変化させる構成とすることも可能である。その他、本発明のワイドコンバータ及びレンズの広角化方法に用いる各レンズの材料、形状及び構成は、本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。 It should be noted that the specific shapes and numerical examples of the respective parts shown in the above embodiments and numerical examples are merely examples that can be applied when carrying out the present invention. For example, for numerical values of the lens shape, It can be changed as long as it is applicable as a wide converter. For example, when an aberration correction element is used in combination with the wide converter of the present invention, the allowable range of numerical values of each lens shape can be expanded. Furthermore, the state in which the liquid lens can be adopted is not limited to the two states of the first and second states exemplified in the above-described embodiment, and may be configured to take three or more states or continuously. It is also possible to change the deformation film of the liquid lens. In addition, it goes without saying that the material, shape and configuration of each lens used in the wide converter and the lens widening method of the present invention can be variously modified and changed without departing from the configuration of the present invention.
1.第1の面、2.第2の面、3.第3の面、4.第4の面、5.第5の面、6.第6の面、10.第1のレンズ群、11.第1のレンズ、12.第2のレンズ、20.第2のレンズ群、21.第3のレンズ、22.第4のレンズ、30.ワイドコンバータ、40.マスターレンズ、51.撮像部、52.信号処理部、53.制御部、54.ドライバ回路、55.ドライバ回路、56.駆動部、57.駆動部、60.撮像装置、101.固体レンズ、102.液体レンズ、103〜105.枠体、106.液体移動部、107.変形膜、110.液体 1. First surface, 2. Second surface, 3. Third surface, 4. Fourth surface, 5. 5. Fifth aspect Sixth surface, 10. 10. First lens group First lens, 12. Second lens, 20. Second lens group, 21. Third lens, 22. Fourth lens, 30. Wide converter, 40. Master lens, 51. Imaging unit, 52. Signal processing unit, 53. Control unit, 54. Driver circuit, 55. Driver circuit, 56. Drive unit, 57. Drive unit, 60. Imaging apparatus, 101. Solid lens, 102. Liquid lens, 103-105. Frame, 106. Liquid moving part, 107. Deformation membrane, 110. liquid
Claims (6)
前記ワイドコンバータを構成するレンズのうち、1以上のレンズが液体レンズである
ことを特徴とするワイドコンバータ。 A wide converter having a function of shifting the focal length to the wide angle side,
Among the lenses constituting the wide converter, one or more lenses are liquid lenses.
前記液体レンズに、内部の液体を出入可能とする液体移動部が設けられて成ることを特徴とする請求項1記載のワイドコンバータ。 One surface of the liquid lens is formed of a deformable film having light permeability,
The wide converter according to claim 1, wherein the liquid lens is provided with a liquid moving portion that allows an internal liquid to enter and exit.
前記第1のレンズ群は、固体レンズより成る第1のレンズと、像側に第1の変形膜を備える液体レンズより成る第2のレンズとより構成され、
前記第2のレンズ群は、固体レンズより成る第3のレンズと、像側に第2の変形膜を備える液体レンズより成る第4のレンズと構成されることを特徴とする請求項1記載のワイドコンバータ。 In the wide converter, the first lens group and the second lens group are arranged in this order from the object side,
The first lens group includes a first lens made of a solid lens, and a second lens made of a liquid lens having a first deformation film on the image side,
2. The second lens group includes a third lens made of a solid lens and a fourth lens made of a liquid lens having a second deformation film on the image side. Wide converter.
前記第2のレンズ群の第3のレンズが凸レンズとされて成ることを特徴とする請求項3記載のワイドコンバータ。 The first lens of the first lens group is a concave lens;
4. The wide converter according to claim 3, wherein the third lens of the second lens group is a convex lens.
像側に変形膜を備える液体レンズを用いて、前記液体レンズの液体の体積を変化させて前記各変形膜の形状を変化させることにより、焦点距離の異なる第1及び第2の状態に切り替える
ことを特徴とするレンズの広角化方法。 A lens widening method that displaces the focal length to the wide-angle side,
Using a liquid lens having a deformation film on the image side, changing the liquid volume of the liquid lens to change the shape of each deformation film, thereby switching between the first and second states having different focal lengths. A method for widening the angle of a lens.
前記第2の状態は、アフォーカル倍率が1の状態であることを特徴とする請求項5記載のレンズの広角化方法。 The first state is a state where the afocal magnification is smaller than 1.
The lens widening method according to claim 5, wherein the second state is a state where the afocal magnification is 1.
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