JP2009251203A

JP2009251203A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2009251203A
Application number: JP2008097869A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Amauchi; 隆裕天内; Jun Kawamura; 淳河村; Hideki Osada; 英喜長田; Takeshi Takahashi; 毅高▲橋▼
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2009-10-29

Abstract

【課題】装置構成が簡単で、ノイズの少ない画像が得られる撮像装置を提供すること。
【解決手段】変倍光学系と撮像素子を有し、前記変倍光学系は、複数のレンズ群と反射素子を備え、前記反射素子は、複数のレンズ群よりも像側に配置され、前記撮像素子は記録画素数よりも多い有効画素数を有し、前記撮像素子を固定した状態で、前記複数のレンズ群のうちの少なくとも１つのレンズ群と前記反射素子が移動して変倍が行われることを特徴とする撮像装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関するものである。

近年、デジタルスチルカメラや携帯電話に搭載される光学系には、光学系の高機能化、例えば変倍光学系にすることが求められている。変倍光学系としては、光学系の一部と撮像素子を移動させる技術がある（特許文献１）。

特開平７−１８１３８１号公報

特許文献１における光学系では、変倍時に撮像素子が移動する。そのため、装置構成が複雑になる。また、撮像素子からの出力信号にノイズが加わるという問題が生じる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置構成が簡単で、ノイズの少ない画像が得られる撮像装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の撮像装置は、変倍光学系と撮像素子を有し、前記変倍光学系は、複数のレンズ群と反射素子を備え、前記反射素子は、複数のレンズ群よりも像側に配置され、前記撮像素子は記録画素数よりも多い有効画素数を有し、前記撮像素子を固定した状態で、前記複数のレンズ群のうちの少なくとも１つのレンズ群と前記反射素子が移動して変倍が行われることを特徴とする。

また、前記反射素子は、プリズムであることを特徴とする。

また、前記撮像素子を前記変倍光学系の光軸に沿う方向に移動させてフォーカスを行うことを特徴とする。

また、前記撮像素子を前記変倍光学系の光軸と垂直な方向に移動させて手振れ補正を行うことを特徴とする。

また、前記変倍光学系の第１レンズ群が変倍時に固定であることを特徴とする。

本発明によれば、小装置構成が簡単で、ノイズの少ない画像が得られる撮像装置を提供することができる。

以下に、本実施形態の撮像装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。図１は、本実施形態の撮像装置に用いられる変倍光学系である。図１（ａ）は広角端、図１（ｂ）は中間位置、図１（ｃ）は望遠端におけるレンズの様子を示している。

変倍光学系は、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、絞りＳ、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４、プリズム、ローパスフィルタ、カバーガラスを備えている。なお、図中、ＬＰＦはローパスフィルタ、ＣＧはカバーガラス、Ｉは像面、ＩＳは撮像素子を示す。

第１レンズ群Ｇ１は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１、プリズムＬ２、両凸レンズＬ３で構成されている。

第２レンズ群Ｇ２は、両凹レンズＬ４、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ５で構成されている。

第３レンズ群Ｇ３は、両凸レンズＬ６、両凸レンズＬ７と両凹レンズＬ８の接合レンズで構成されている。

第４レンズ群Ｇ４は、両凸レンズＬ９で構成されている。

また、第４レンズ群Ｇ４よりも像側に、反射素子としてプリズムＬ１０が配置されている。このように、プリズムＬ１０はいずれのレンズ群（第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４）よりも像側に配置されている。

ここで、変倍光学系の光軸をＡＸ１、撮像素子ＩＳにおける受光面の法線をＡＸ２とする。そうすると、プリズムＬ１０は、その反射面Ｌ１０_Ｒが光軸ＡＸ１と法線ＡＸ２との交差位置と一致するように配置されている。なお、反射面Ｌ１０_Ｒで曲げられた光軸ＡＸ１は法線をＡＸ２と一致する。よって、法線をＡＸ２は光軸ＡＸ１の一部と見なすことができる。

そして、像面Ｉの位置には、撮像素子ＩＳが配置されている。この撮像素子ＩＳでは、有効画素数が記録画素数よりも多くなっている。すなわち、有効画素数をＮ_ＥＦ、記録画素数Ｎ_ＲＥＣとするとＮ_ＥＦ＞Ｎ_ＲＥＣとなっている。

広角端から望遠端への変倍時、第１レンズ群Ｇ１は固定、第２レンズ群Ｇ２は単調に像側に移動し、第３レンズ群Ｇ３は単調に物体側に移動し、第４レンズ群Ｇ４は単調に像側に移動する。さらに、プリズムＬ１０は、光軸ＡＸ１に沿う方向に移動する。具体的には、矢印（実線）で示すように、プリズムＬ１０は第４レンズ群Ｇ４から離れる方向に移動する。

本実施形態の撮像装置では、広角端から望遠端への変倍時、レンズ群Ｇ２〜Ｇ４とプリズムＬ１０が移動する。ここで、プリズムＬ１０は、変倍に伴って光軸ＡＸ１方向に沿って移動する。そのため、プリズムＬ１０（及びその反射面１０_Ｒ）は、撮像素子ＩＳの受光面に対して相対的に移動する。その結果、撮像素子ＩＳの受光面上に形成される像の位置が、変倍時に伴って変化する。また、同時に、撮像素子ＩＳの受光面上に形成される像の大きさも、変倍時に伴って変化する。

図２は、撮像素子ＩＳの受光面上に形成される像の様子を示している。ここで、図２（ａ）は広角端における像の様子、図２（ｂ）は中間位置における像の様子、図２（ｃ）は望遠端における像の様子を示している。図２に示すように、広角端から望遠端への変倍に伴って、像の大きさが順に大きくなっている。そして、それと共に、受光面における像の位置が、受光面の一端から他端（図では上から下）へ変化している。

このように、本実施形態では、広角から望遠までの撮影において、撮像素子ＩＳの位置は固定することができる。よって、装置構成を簡単にすることができる。また、撮像素子ＩＳの移動がないので、ノイズの少ない画像が得られる。

なお、撮像素子ＩＳを法線ＡＸ２に沿う方向に、僅かに移動させるようにしても良い。このようにすると、レンズ群を移動させること無くフォーカスすることが可能になる。

また、撮像素子ＩＳを光軸ＡＸ１と垂直な方向（法線ＡＸ２に沿う方向）に、僅かに移動させるようにしても良い。このようにすると、手振れ補正を行うことが可能になる。

また、変倍光学系の第１レンズ群Ｇ１は変倍時に固定であることが好ましい。

なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。

本発明の撮像装置に用いられる変倍光学系のレンズ断面図であって、（ａ）広角端、（ｂ）中間位置、（ｃ）望遠端での様子を示す。本発明の撮像装置における撮像素子上の像を示す様子であって、（ａ）広角端、（ｂ）中間位置、（ｃ）望遠端での様子を示す。

符号の説明

Ｇ１第１レンズ群
Ｇ２第２レンズ群
Ｇ３第３レンズ群
Ｇ４第４レンズ群
Ｌ１０プリズム
ＬＰＦローパスフィルタ
ＣＧカバーガラス
Ｉ像面
ＩＳ撮像素子

Claims

変倍光学系と撮像素子を有し、
前記変倍光学系は、複数のレンズ群と反射素子を備え、
前記反射素子は、複数のレンズ群よりも像側に配置され、
前記撮像素子は記録画素数よりも多い有効画素数を有し、
前記撮像素子を固定した状態で、前記複数のレンズ群のうちの少なくとも１つのレンズ群と前記反射素子が移動して変倍が行われることを特徴とする撮像装置。
前記反射素子は、プリズムであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記撮像素子を前記変倍光学系の光軸に沿う方向に移動させてフォーカスを行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
前記撮像素子を前記変倍光学系の光軸と垂直な方向に移動させて手振れ補正を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記変倍光学系の第１レンズ群が変倍時に固定であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置。