KR100550406B1 - 촬상장치 및 촬상렌즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 촬상장치 및 촬상렌즈에 관한 것으로, 셔터부재(14)를 촬상렌즈 (25)의 피사체측에 배치했기 때문에 촬상렌즈(25)나 촬상소자에 의해서 셔터부재 (14)가 제약을 받는 일이 없고, 셔터부재(14)의 설계 및 제작을 용이하게 할 수 있으며, 이에 따라 셔터부재(14)의 소형화 및 박형화가 도모되고, 이에 동반하여 카메라전체의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있는 동시에, 촬영하지 않을 때에 셔터부재(14)에 의해서 촬상렌즈(25)를 보호할 수 있으며, 이 경우 촬상렌즈(25)와 촬상소자를 일체화한 촬상유니트(13)의 피사체측에 셔터부재(14)를 별도 구성으로 배치함으로써 촬상유니트(13)에 대한 셔터부재(14)의 위치맞춤이 간단하게 되어 촬상유니트(13)와 셔터부재(14)의 편입작업을 정밀도 좋게 용이하게 할 수 있고, 이에 따라 생산성의 향상이 도모되며, 또 고체촬상소자의 피사체측에 복수의 렌즈로 이루어지는 촬상렌즈그룹(L1∼L5)을 구비하고, 적외광흡수필터(IR)를 촬상렌즈그룹 중 가장 피사체측에 배치된 렌즈(L1)보다도 피사체측에 배치함으로써 촬영광학계의 백포커스를 짧게 하는 것을 특징으로 한다.

촬상장치, 촬상유니트, 셔터부재, 촬상소자, 촬상렌즈, 고정조리개

Description

촬상장치 및 촬상렌즈{IMAGE PICKUP DEVICE AND AN IMAGE PICKUP LENS}

도 1은 본 발명을 카드형카메라에 적용하여 전면측에서 본 사시도.

도 2는 도 1의 카드형카메라를 후면측에서 본 사시도.

도 3은 도 1의 촬상장치를 나타낸 분해사시도.

도 4는 도 3의 측면도.

도 5는 도 3의 촬상유니트의 확대단면도.

도 6은 본 발명에 의한 콤팩트한 촬영렌즈의 한 실시예의 렌즈구성도.

도 7은 한 실시예의 콤팩트한 촬영렌즈의 제수차도.

도 8은 종래예인 촬영렌즈의 렌즈구성도.

도 9는 종래예인 촬영렌즈의 제수차도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 카메라본체 2: 전면케이스

3: 후면케이스 4: 촬상장치

13: 촬상유니트 14: 셔터부재

17: 촬상부 19: 렌즈부

20: 광축 22: 촬상소자

25: 촬상렌즈 26: 고정조리개

30: 셔터케이스 31: 셔터날개

32: 액추에이터 34: 장식부

35: 하우징 36: 장식링

IR: 적외광흡수필터 L1∼L5: 렌즈

S1, S2: 개구조리개

본 발명은 디지털카메라(DSC), 카드형카메라, 휴대형전화기, 감시카메라, PC카메라(퍼스널컴퓨터에 부속한 촬상장치)에 관한 것이다. 또한 CCD(charged coupled device) 등의 촬상소자를 사용한 소형의 촬상장치에 이용되는 고성능이고 콤팩트한 촬영렌즈에 관한 것이다.

예를 들면 카드형카메라 등에 이용되는 촬상장치에 있어서는 촬상렌즈, CCD 등의 촬상소자 및 기계적인 셔터부재를 구비하고, 촬상렌즈와 촬상소자의 사이에 셔터부재를 배치하며, 상기 셔터부재를 개폐동작시켜서 열음으로써 촬상렌즈로 피사체의 상을 찍어 넣어서 촬상소자에 투영하고, 상기 투명된 상을 촬상소자로 전기신호로 변환하여 화상데이터로서 갈무리하도록 구성되어 있다.

여기에서 종래의 디지털카메라(DSC)의 촬영렌즈로 눈을 돌리면 고화소이면서 화상의 갈무리를 CCD를 이용하고 있는 것으로부터 구성적으로는 VTR용 촬영렌즈와 유사하다. 그러나 구해지는 해상력이나 화상의 품위면에서 더욱 높은 성능이 요구 되기 때문에 구성적으로는 복잡화하고 있는 경우가 많고, 광학계의 크기에 대해서도 CCD의 화면사이즈를 똑같게 해도 VTR용 촬영렌즈보다 DSC용 촬영렌즈쪽이 대형화하여 버린다. 이하에 종래의 DSC용의 촬영렌즈에 대해 특징의 개략을 열거하여 본다.

1. 고화질이다

최근에는 CCD의 화소수에서는 300만화소∼400만화소가 일반용의 DSC에서도 발표되고 있다. VTR에 사용되고 있는 35만화소 등급의 촬상소자와는 화면치수가 틀리기 때문에 직접 비교하는 것은 별다른 의미를 이루지 않으나, 화면치수를 무시하면 약 10배의 차가 있는 것으로 된다. 즉 촬영렌즈에 요구되는 수차보정의 정밀도(난이도)도 이런 차이 정도의 틀림이 있다고 생각되어진다.

CCD의 화소수를 높이는 데에는 현재 일반적으로는 화면치수를 될 수 있는 한 크게 하지 않고 화소피치를 작게 하는 방법으로 화소수를 높이는 방법이 취해지고 있으며, 예를 들면 디지털스틸카메라용으로서 최근 발표되고 있는 유효화소수가 130만화소 등급의 CCD에서는 화소피치는 4, 2㎛ 정도로 되어 있다. 따라서 최소착란원지름을 화소피치의 2배로 가정해도 8. 4㎛이고, 35㎜판 은염카메라의 최소착란원지름이 약 33㎛로 생각되어지므로 디지털스틸카메라의 촬영렌즈에 요구되는 해상력은 은염카메라의 약 4배라는 것을 말할 수 있다.

2. 상측텔레센트릭성이 양호한 것

상측의 텔레센트릭성이란 각 상점에 대한 광선속의 주광선이 광학계의 최종면을 사출한 후, 광축과 거의 평행으로 되는 즉 상면(像面))과는 거의 수직으로 교 차하는 것을 말한다. 바꾸어 말하면 광학계의 사출동(射出瞳) 위치가 상면으로부터 충분히 떨어지는 것이다. 이것은 CCD 위의 색필터가 촬상면으로부터 약간 떨어진 위치에 있기 때문에 광선이 경사로부터 입사한 경우 실질적인 개구효율이 감소하기(셰이딩이라 함) 때문이고, 특히 최근의 고감도형의 CCD에서는 촬상면의 직전에 마이크로렌즈어레이를 배치하고 있는 것이 많은데 이 경우도 똑같이 사출동이 충분히 떨어져 있지 않으면 주변에서 개구효율이 저하하여 버린다.

3. 커다란 백포커스가 필요

CCD의 구조에 기인하는 보호용의 유리판이나, 그 뒤의 공간은 원래보다 촬영렌즈의 광학계와 CCD의 사이에는 일반적으로는 몇 가지의 광학소자를 삽입하는 공간(백포커스)이 필요로 된다. CCD의 주기구조에 기인하여 발생하는 모아레현상 등을 방지하는 목적으로 삽입되는 광학로우패스필터(이하 OLPF, LP) 및 위상판(PP)이나 CCD의 적외파장역에서의 감도를 저하시켜서 사람 눈의 비시감도에 가까이 할 목적으로 역시 광학계와 CCD의 사이에 삽입되는 적외광흡수필터(IR)가 그것이다.

이와 같이 종래의 DSC의 촬영렌즈에는 개략 3개의 특징(조건)이 있는데 그 중에서도 2 및 3의 항목을 실현하기 위해 표준렌즈에서까지도 리트로포커스형 (Retro Focus Type)을 선택하지 않을 수 없는 것이 현상이다. 이것은 촬영렌즈의 소형화에 대한 커다란 장애로 되어 있다.

그러나 이와 같은 촬상장치에서는 촬상렌즈와 촬상소자의 사이에 셔터부재를 배치하고 있으므로 촬상렌즈와 촬상소자에 의해서 셔터부재가 제약을 받는 것으로 되고, 이로 인해 셔터부재의 설계 및 제작이 번잡하고 귀찮게 되며, 게다가 촬상렌즈와 촬상소자를 광축상에 정확하게 위치맞춤한 뒤 재차 그 사이에 셔터부재를 위치맞춤하지 않으면 안되기 때문에 촬상렌즈, 촬상소자 및 셔터부재의 편입작업에 높은 정밀도가 요구되어 편입작업이 귀찮고, 생산성이 나쁜 등의 문제가 있다.

또 상기 촬상장치에서는 촬상렌즈와 촬상소자의 사이에 셔터부재를 배치하고 있기 때문에 사용하지 않을 때에도 촬상렌즈가 노출하게 되고, 이로 인해 촬상펜즈가 더러워지거나 상처입거나 할 염려가 있으므로 촬상렌즈를 보호하기 위한 렌즈캡이 필요하게 되어 그 만큼 부품점수가 늘어난다고 하는 문제도 있다.

본 발명의 과제는 셔터부재가 촬상렌즈나 촬상소자에 의해서 제약을 받지않고, 용이하게 제작할 수 있는 동시에, 촬영하지 않을 때에 촬영렌즈를 보호할 수 있도록 하는 것이다. 또 본 발명의 다른 과제는 촬상렌즈, 촬상소자 및 셔터부재의 편입작업을 정밀도 좋게 용이하게 할 수 있도록 하는 것이다.

또 상술한 사정에 감안하여 촬상소자를 사용한 촬영광학계에 있어서 상기 촬상소자의 피사체측에는 복수의 촬상렌즈로 이루어지는 렌즈그룹을 구비하고, 적외광흡수필터를 상기 렌즈그룹의 피사체측에 배치함으로써 백포커스를 짧게 하는 것이 가능하게 되어 콤팩트화된 것을 특징으로 하는 촬영렌즈를 얻는 것을 목적으로 한다.

청구항 1에 기재한 발명은, 피사체의 상을 촬상렌즈로 촬상소자에 투영하고, 상기 투영된 상을 상기 촬상소자에서 화상데이터로서 갈무리하는 촬상장치에 있어서, 상기 촬상렌즈의 피사체측에 촬영 때에 노광시간을 결정하기 위해 상기 촬상렌 즈를 덮는 셔터부재를 배치한 것을 특징으로 하는 촬상장치이다.

상기 발명에 따르면, 셔터부재를 촬상렌즈의 피사체측에 배치했으므로 촬상렌즈나 촬상소자에 의해서 셔터부재가 제약을 받는 일이 없고, 이로 인해 셔터부재의 설계 및 제작을 용이하게 할 수 있으며, 이에 따라 셔터부재의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있고, 이에 동반하여 장치전체의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있는 동시에, 촬영하지 않을 때에 셔터부재가 개폐 자유롭게 닫혀서 촬상렌즈를 덮으므로 촬영하지 않을 때에 촬상렌즈가 더러워지거나 상처입거나 하지 않도록 촬상렌즈를 셔터부재에 의해서 확실하게 보호할 수 있다.

청구항 2에 기재한 발명은, 피사체의 상을 촬상렌즈로 촬상소자에 투영하고, 상기 투영된 상을 상기 촬상소자에서 화상데이터로서 갈무리하는 촬상장치에 있어서, 상기 촬상렌즈와 상기 촬상소자를 일체화하여 촬상유니트를 구성하고, 상기 촬상유니트의 피사체측에 촬영 때에 노광시간을 결정하기 위해 상기 촬상렌즈를 덮는 셔터부재를 별도 구성으로 배치한 것을 특징으로 하는 촬상장치이다.

상기 발명에 따르면, 촬상렌즈와 촬상소자를 일체화한 촬상유니트의 피사체측에 셔터부재를 별도 구성으로 배치했으므로 청구항 1에 기재한 발명과 똑같은 작용효과가 있는 외에, 특히 촬상유니트에 대해 셔터부재를 위치맞춤하는 것만으로 좋으므로 촬상유니트와 셔터부재의 편입작업을 정밀도 좋게 용이하게 실시할 수 있고, 이에 따라 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 3에 기재한 발명은, 상기 촬상렌즈의 상기 피사체측이고, 또한 셔터부재보다도 상면측에 고정조리개를 배치한 것을 특징으로 청구항 1 또는 2에 기재 한 촬상장치이다.

상기 발명에 따르면, 청구항 1 또는 2에 기재한 발명과 똑같은 작용효과가 있는 외에, 특히 촬상렌즈의 피사체즉이고, 또한 셔터부재보다도 상면측에 고정조리개를 배치했으므로, 고정조리개의 지근위치에 셔터부재를 배치할 수 있고, 이에 따라 노광얼룩을 방지할 수 있는 동시에, 조리개가 고정조리개이기 때문에 가동조리개를 이용한 경우에 비해서 셔터부재를 콤팩트하게 구성할 수 있으며 이에 의해서도 장치전체의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있다.

청구항 4에 기재한 발명은, 상기 셔터부재의 적어도 일부는 본체케이스의 표면에 설치된 장식부의 내부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 2에 기재한 촬상장치이다.

상기 발명에 따르면, 청구항 1∼3의 어느 한 항에 기재한 발명과 똑같은 작용효과가 있는 외에, 특히 본체케이스의 표면에 설치되는 장식부 내에 셔터부재의 적어도 일부를 배치함으로써 촬상장치가 편입되는 본체케이스의 박형화를 도모할 수 있고, 이에 의해서도 기기전체의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있다.

청구항 5에 기재한 발명은, 고체촬상소자를 사용한 촬영광학계에 있어서, 상기 고체촬상소자의 피사체측에 복수의 렌즈로 이루어지는 촬상렌즈그룹을 구비하고, 적외광흡수필터를 상기 촬상렌즈그룹 중 가장 피사체측에 배치된 상기 렌즈보다도 피사체측에 배치함으로써 상기 촬영광학계의 백포커스를 짧게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 따르면, 고성능이고 콤팩트한 촬영렌즈를 얻을 수 있다.

청구항 6에 기재한 발명은, 상기 고체촬상소자와 상기 촬상렌즈그룹의 사이에 광학로우패스필터를 추가로 배치한 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 따르면, 더욱 더 고성능이고 콤팩트한 촬영렌즈를 얻을 수 있다.

(제 1 실시형태)

이하 도 1∼도 5를 참조하여 본 발명의 촬상장치를 카드형카메라에 적용한 한 실시형태에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 카드형카메라를 전면측에서 본 사시도, 도 2는 그 카드형카메라를 후면측에서 본 사시도, 도 3은 도 1의 요부를 나타낸 분해사시도, 도 4는 도 3의 측면도, 도 5는 도 3의 촬상유니트를 나타낸 확대단면도이다.

상기 카드형카메라는 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 카메라본체(1)를 구비하고 있다. 상기 카메라본체(1)는 전면케이스(2)와 후면케이스(3)로 이루어지고, 이들 전면케이스(2) 및 후면케이스(3)의 어느 것이나 스테인레스 등의 강성이 높은 금속제의 박판으로 형성되어 있다.

이 경우, 전면케이스(2)의 전면에 있어서의 오른쪽 위 구석에는 도 1에 나타내는 바와 같이 촬영장치(4)가 설치되어 있고, 그 좌측에 위치하는 곳에는 광학파인더(5)가 설치되며, 그 보다 더 좌측에 위치하는 곳에는 스트로보발광부(6)가 설치되어 있다. 또 상기 전면케이스(2)와 후면케이스(3)의 윗면에 있어서의 전면 좌측(도 2에서는 우측)에는 셔터버튼(7) 및 제 1 메뉴버튼(8)이 설치되어 있다. 한 편, 후면케이스(3)의 후면(도 2에서는 전면)에 있어서의 좌측에 위치하는 곳에는 도 2에 나타내는 바와 같이 표시부(9)가 설치되어 있고, 그 우측에 위치하는 곳에는 十자방향으로 조작 가능한 커서키(10)가 설치되어 있다. 상기 커서키(10)의 상측 및 우측에 위치하는 곳에는 제 2 메뉴버튼(11), 전원키(12)가 각각 설치되어 있는 외에, 표시부(9)의 상측에 위치하는 곳에는 광학파인더(5)가 전면케이스(2)측으로부터 연속해서 설치되어 있다.

촬상장치(4)는 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이 촬상유니트(13)와 노광시간을 결정하기 위한 셔터부재(14)를 구비하고, 촬상유니트(13)의 피사체측(도 3에서는 바로앞측)에 셔터부재(14)가 배치되어 있는 동시에, 상기 촬상유니트(13)의 측부(도 3에서는 좌측)에 광학파인더(5)가 배치되며, 이 상태에서 촬상유니트(13), 셔터부재(14) 및 광학파인더(5)가 카메라본체(1) 내에 편입되도록 구성되어 있다. 이 경우, 촬상유니트(13)는 도 5에 나타내는 바와 같이 기판(15)에 설치된 홀더부재(16) 내에 촬상부(17) 및 수정(水晶)필터(18)가 설치되고, 상기 홀더부재(16)의 선단부(동일도면에서는 좌단부)에 렌즈부(19)가 설치되며, 이들 촬상부(17), 수정필터(18) 및 렌즈부(19)의 각 중심이 광축(20)위에 위치한 상태에서 배치되도록 구성되어 있다.

촬상부(17)는 도 5에 나타내는 바와 같이 홀더부재(16) 내의 기판(15)에 설치된 고정대(21)와, 상기 고정대(21)의 오목부(21a) 내에 수납된 CCD 등의 촬상소자(22)와, 상기 촬상소자(22)를 덮어서 고정대(21)에 설치된 커버유리(23)를 구비하고, 렌즈부(19)에서 찍어 넣은 피사체의 상에 따라서 촬상소자(22)가 전기신호를 출력하도록 구성되어 있다. 수정필터(18)는 광학로우패스필터이고, 촬상부(17)의 피사체측(도 5에서는 좌측)에 대응한 상태에서 홀더부재(16) 내에 배치되어 있다. 렌즈부(19)는 홀더부재(16)의 선단부(도 5에서는 좌단부)에 부착된 거울통(24)을 구비하고, 상기 거울통(24) 내에 촬상렌즈(25) 및 고정조리개(26)가 상면측(도 5에서는 우측)으로부터 차례로 설치된 구조로 되어 있다.

이 경우, 거울통(24)은 도 5에 나타내는 바와 같이 원통상으로 형성되어 있고, 그 내부에 있어서의 중간부분에는 촬상렌즈(25)를 홀딩하는 칼날부(27)가 형성되어 있다. 상기 칼날부(27)의 내주면은 고정조리개(26)에 의한 화각(畵角)을 제한하지 않도록 피사체측(동일도면에서는 좌측)이 촬상렌즈(25)의 렌즈기능부분보다도 커다란 지름으로, 상기 지름보다도 상면측(동일도면에서는 우측)이 보다 커다란 지름을 이루는 테이퍼상으로 형성되어 있다. 또 상기 거울통(24) 내에 있어서의 칼날부(27)의 피사체측(동일도면에서는 좌측)에는 촬상렌즈(25) 및 고정조리개(26)를 장착하는 장착오목부(28)가 형성되어 있다. 또한 상기 거울통(24)은 그 외주면에 형성된 숫나사(24a)가 홀더부재(16)의 내주면에 형성된 암나사(16a)에 나사 결합함으로써 홀더부재(16)에 부착되어 있다.

또 촬상렌즈(25)는 도 5에 나타내는 바와 같이 피사체측(동일도면에서는 좌측)에 오목면을 향한 메니스커스볼록렌즈이고, 그 외주부가 중심부의 렌즈두께와 같던지, 그 보다도 얇은 평탄상으로 형성되어 있다. 상기 촬상렌즈(25)는 피사체측으로부터 장착오목부(28) 내에 삽입되고, 그 외주부의 평탄상의 후면(동일도면에서는 우측면)이 칼날부(27)에 접착제로 접착되어 장착오목부(28) 내에 고정되어 있 다. 고정조리개(26)는 촬상렌즈(25)의 렌즈두께에 대해서 충분히 얇은 박판상으로 형성되고, 그 외형이 촬상렌즈(25)와 거의 같던지 그 보다도 크게 형성되며, 또한 그 중심부에 광축(20)을 중심으로 하는 원형상의 관통구명(26a)이 형성되어 있다. 상기 고정조리개(26)는 장착오목부(28) 내에 피사체측으로부터 삽입되어 촬상렌즈 (25)의 전면(동일도면에서는 좌측면)에 밀착하고, 또한 고정조리개(26)의 전면(동일도면에서는 좌측면)이 거울통(24)의 선단면과 거의 동일평면을 이룬 상태에서 장착오목부(28) 내에 접착제로 고정되어 있다.

한편, 셔터부재(14)는 도 3에 나타내는 바와 같이 셔터케이스(30)를 구비하고, 상기 셔터케이스(30) 내에 셔터날개(31)가 회전운동 가능하게 부착되어 있는 동시에, 상기 셔터케이스(30)에 셔터날개(31)를 구동하는 액추에이터(32)가 부착되며, 상기 액추에이터(32)로 셔터날개(31)를 구동시킴으로써 셔터케이스(30)의 중심부에 그 표리(도 3에서는 전후)에 관통하여 설치된 원통상의 셔터구멍(33)을 셔터날개(31)로 개폐하도록 구성되어 있다. 이 경우 셔터케이스(30)는 그 셔터구멍 (33)의 중심이 촬상유니트(13)의 광축(20)위에 위치한 상태에서 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이 전면케이스(2)의 장식부(34) 내에 수납되어 있다.

장식부(34)는 전면케이스(2)의 내면측(도 3에서는 후면측)에 배치되는 하우징(35)과, 전면케이스(2)의 전면측(도 3에서는 바로앞측)에 배치되는 장식링(36)으로 이루어지고, 하우징(35)을 통하여 셔터케이스(30)를 전면케이스(2)에 부착하도록 구성되어 있다. 즉 하우징(35)은 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이 충격을 흡수하는 연질의 합성수지에 의해서 단차를 갖는 거의 원판상으로 형성되어 있다. 상기 하우징(35)의 내부에는 셔터케이스(30)가 삽입되는 수납오목부(37)가 설치되어 있고, 그 선단부(도 3에서는 바로앞측의 단부)에는 원형상의 관통구멍(35a)이 셔터케이스(30)의 셔터구멍(33)에 대응하여 설치되어 있다.

또 상기 하우징(35)은 도 4에 나타내는 바와 같이 그 선단부(동일도면에서는 좌단부)가 전면케이스(2)의 오른쪽 위 구석에 설치된 원형상의 개구부(38) 내에 삽입되어 전면케이스(2)의 전면측(동일도면에서는 좌측)으로 돌출하고, 이 상태에서 전면케이스(2) 내에 부착되도록 구성되어 있다. 또 장식링(36)은 장식성을 갖는 금속판에 의해서 거의 링상으로 형성되고, 전면케이스(2)의 개구부(38)로부터 전면측으로 돌출한 하우징(35)의 선단부의 외주에 장착되며, 이에 따라 하우징(35)의 선단부를 덮어서 가리도록 구성되어 있다.

이와 같은 카드형카메라에 따르면, 촬상유니트(13)의 촬상렌즈(25)의 피사체측에 셔터부재(14)를 배치했으므로 촬상렌즈(25)나 촬상소자(22)에 의해서 셔터부재(14)가 제약을 받는 일이 없고, 이로 인해 셔터부재(14)의 설계 및 제작을 용이하게 할 수 있으며, 이에 따라 셔터부재(14)의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있고, 나아가서는 카메라전체의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있다. 특히 셔터부재 (14)가 촬상렌즈(25)의 피사체측에 배치되어 있으므로 촬영하지 않을 때에 셔터부재(14)로 촬상렌즈(25)를 개폐 자유롭게 덮을 수 있고, 이로 인해 촬영하지 않을 때에 촬상렌즈(25)가 더러워지거나 상처입거나 하지 않도록 촬상렌즈(25)를 셔터부재 (14)에 의해서 확실하게 보호할 수 있다.

또 상기 카드형카메라에서는 촬상렌즈(25) 및 촬상소자(22)를 촬상유니트 (13)로서 일체화하고, 상기 촬상유니트(13)와는 별도로 셔터부재(14)를 구성하며, 상기 셔터부재(14)를 촬상유니트(13)의 피사체측에 별도 구성으로 배치했으므로 조립 때에 셔터부재(14)를 촬상유니트(13)에 대해 위치맞춤하는 것만으로 좋고, 이로 인해 촬상유니트(13)와 셔터부재(14)의 편입작업을 정밀도 좋게 용이하게 실시할 수 있으며, 이에 따라 생산성의 향상을 도모할 수 있어 저가격인 것을 얻을 수 있다.

또 상기 카드형카메라에서는 촬상렌즈(25)의 피사체측이고, 또한 셔터부재 (14)보다도 상면측에 고정조리개(26)를 배치했으므로 고정조리개(26)의 지근위치에 셔터부재(14)를 배치할 수 있고, 이에 따라 노광얼룩을 방지할 수 있는 동시에, 조리개가 고정조리개(26)이기 때문에 가동조리개를 이용한 경우에 비해서 셔터부재 (14)를 콤팩트하게 구성할 수 있고, 이에 의해서도 카메라전체의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있다. 특히 고정조리개(26)를 촬상렌즈(25)의 렌즈두께에 대해서 충분히 얇은 박판상으로 형성하고, 상기 고정조리개(26)를 촬상렌즈(25)에 밀착시킨 상태에서 거울통(24)의 장착오목부(28) 내에 촬상렌즈(25)와 함께 고정하고 있으므로 고정조리개(26)의 두께를 충분하게 얇게 할 수 있고, 이에 따라 광축(20)방향에 있어서의 길이를 짧게 할 수 있으므로 촬상유니트(13)의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있다.

또한 상기 카드형카메라에서는 전면케이스(2)의 전면에 돌출하여 설치되는 장식부(34) 내에 셔터부재(14)의 셔터케이스(30)를 수납한 상태에서 셔터부재(14)를 전면케이스(2) 내에 배치했으므로 전면케이스(2)와 후면케이스(3)로 이루어지는 카메라본체(1)의 두께를 얇게 할 수 있고, 이에 의해서도 카메라전체의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있다. 이 경우, 장식부(34)는 전면케이스(2)의 내면측에 배치되는 하우징(35)을 연질의 합성수지로 형성하고, 상기 하우징(35)의 수납오목부 (37)에 셔터케이스(30)를 수납하고 있으므로, 상기 하우징(35)으로 셔터부재(14)에 충격이 가해지지 않도록 흡수하여 셔터부재(14)를 보호할 수 있다. 또 하우징(35)의 선단부를 전면케이스(2)의 개구부(38)로부터 전면측으로 돌출시켜도 상기 돌출한 하우징(35)의 외주에 장식링(36)을 장착하여 하우징(35)의 선단부를 덮어서 가리고 있으므로 외관적으로도 디자인적으로도 바람직한 것을 얻을 수 있다.

또한 상기 실시형태에서는 카드형카메라에 적용한 경우에 대해서 서술했는데, 이에 한하지 않고 예를 들면 휴대형전화기나 모바일 등의 전자기기에 편입하여 사용할 수도 있는 외에, 소형카메라로서 단독으로 이용할 수 있다.

(제 2 실시형태)

다음으로 이하 도 6∼도 9를 참조하여 본 발명의 촬영광학계에 대해서 설명한다.

본 발명의 촬영렌즈는 CCD 등의 촬상소자를 사용한 촬영광학계에 있어서, 적외광흡수필터를 촬영렌즈의 피사체측에 배치함으로써 백포커스를 짧게 설정하고 있는 것을 특징으로 한다.

적외광흡수필터를 촬영렌즈와 촬상소자의 사이에 배치한 종래예와 본 발명의 적외광흡수필터를 촬영렌즈의 가장 피사체측으로 배치하여 설계한 한 실시예의 전체길이(TL)의 비교를 표 1에 나타낸다. 종래예의 광축위에서의 전체길이는 TL=16. 59㎜이고, 한 실시예에서는 전체길이가 TL=15. 76㎜로 되었다. 이 차인 0. 83㎜는 본 발명에 의한 효과이고, 이것은 촬영렌즈의 소형화에 커다란 효과가 있는 것을 증명하고 있다.

또 한 실시예에서는 단집점렌즈를 이용하여 설명을 실시하고 있는데 특별히 단집점렌즈에 한정하는 것은 아니다.

종래예의 TL	한 실시예의 TL	TL의 차
16. 59㎜	15. 76㎜	0. 83㎜

이하 종래예와 한 실시예에 대해서 구체적인 수치를 나타냄으로써 본 발명의 설명을 보충한다. 표 및 도면 중 “f”는 렌즈전계의 집점거리, “F_no”는 F넘버, “2ω”는 렌즈의 전체화각, “TL”은 가장 피사체측에 배치되는 렌즈 또는 적외광흡수필터의 피사체측면에서 상면까지의 광축상의 거리, “b_f”는 백포커스를 나타낸다. 백포커스(b_f)는 각각 가장 상면에 가까운 렌즈의 상측면에서 상면까지의 공기환산거리이다. 또 “R”은 곡율반경, “D”는 렌즈두께 또는 렌즈간격, “N_d”는 d선의 굴절율, “ν_d”는 d선의 아베수(Abbe's number)를 나타낸다. 또 구명수차도면 중의 “d, g, C”는 각각의 파장에 있어서의 수차곡선이고, 비점수차도면 중의 “S”는 새저틀(sagittal), “M”은 머리디어널(meridional)을 나타내고 있다.

종래예에서는 가장 상면에 가까운 렌즈와 상면의 사이에는 광학로우패스필터 (LP), 위상판(PP), 적외광흡수필터(IR), CCD의 커버유리(CG)가 배치되어 있다. 한 실시예에서는 적외광흡수필터(IR)는 가장 피사체측에 배치되어 있고, 가장 상면에 가까운 렌즈와 상면의 사이에는 광학로우패스필터(LP), 위상판 (PP), CCD의 커버유리(CG)가 배치되어 있다.

종래예 및 한 실시예에 있어서 사용하고 있는 비구면에 대해서는 주지와 같이 광축방향으로 Z축, 광축을 직교하는 방향으로 Y축을 취할 때 비구면식:

Z＝(Y²/r)[1＋√{1-(1＋K)(Y/r)²}]＋A·Y⁴＋B·Y⁶＋C·Y⁸ ＋D·Y¹⁰＋‥‥

로 부여되는 곡선을 광축의 주위에 회전하여 얻어지는 곡면에서, 근축곡율반경: r, 원추정수: K, 고차의 비구면계수: A, B, C, D를 부여하여 형상을 정의한다. 또한 표 중의 원추정수 및 고차의 비구면계수의 표기에 있어서 「E와 그것에 계속하는 숫자」는 「10의 누승」을 나타내고 있다. 예를 들면 「E-4」는 10^-4를 의미하고, 상기 수치가 직전의 수치에 걸리기 때문이다.

[종래예] 종래예에 대한 수치예를 표 2에 나타낸다. 또 도 8은 그 렌즈구성도, 도 9는 그 제수차도이다. 렌즈의 구성은 가장 피사체측보다 마이너스렌즈인 제 1 렌즈(L1), 공기간격을 두고 개구조리개(S1 및 S2), 약간 공기간격을 두고서 플러스렌즈인 제 2 렌즈(L2), 또 공기간격을 두고서 마이너스렌즈인 제 3 렌즈(L3), 플러스렌즈인 제 4 렌즈(L4), 마지막으로 약간 공기간격을 두고서 플러스렌즈인 제 5 렌즈(L5)를 배치하여 구성된다. 제 1 렌즈(L1)에 발산작용, 개구조리개 (S)보다 뒤의 제 2 렌즈(L2)에서 제 5 렌즈(L5)까지에 집광작용을 가지게 한 리트로포커스형을 구성하고 있다.

f=4. 39 Fno=2. 86 2ω=65. 30° TL=16. 59 bf=4. 02
면No.	R	D	Nd	νd
1	11. 829	0. 60	1. 58913	61. 25
2	3. 448	3. 36	-	-
S1	∽	0. 50	-	-	개구조리개
S2	∽	0. 36	-	-
3	4. 472	1. 21	1. 80420	46. 50
4	-11. 322	1. 58	-	-
5	-3. 482	0. 60	1. 84666	23. 78
6	7. 436	0. 17	-	-
7	18. 657	1. 72	1. 69350	55. 02
8	-3. 754	0. 03	-	-
9	11. 436	1. 40	1. 77250	49. 62
10	-27. 132	0. 60	-	-
11	∽	1. 97	1. 54880	67. 00	수정OLPF+위상판
12	∽	0. 50	1. 51680	64. 20	적외광흡수필터
13	∽	0. 50	-	-
14	∽	0. 50	1. 51680	64.20	CCD커버유리
15	∽	-	-	-

비구면계수

제 8 면 K=-0. 621461E+01 A=-0. 120601E-01 B=0. 157434E-02

C=-0. 139018E-03 D=0. 836217E-05

[한 실시예] 본 발명의 촬영렌즈의 한 실시예에 대한 수치예를 표 3에 나타낸다. 또 도 6은 그 렌즈구성도, 도 7은 그 제수차도이다. 렌즈의 개략의 구성은 적외광흡수필터가 가장 피사체측에 배치되어 있는 이외는 바뀌어 있지 않다.

f=4. 40 Fno=2. 86 2ω=65. 06° TL=15. 76 bf=3. 66
면No.	R	D	Nd	νd
1	∽	0. 50	1. 51680	64. 20	적외광흡수필터
2	∽	0. 50	-	-
3	13. 613	0. 60	1. 58913	61. 25
4	3. 448	2. 60	-	-
S1	∽	0. 30	-	-	개구조리개
S2	∽	0. 00	-	-
5	4. 214	1. 17	1. 80420	46. 50
6	-13. 783	1. 62	-	-
7	-3. 482	0. 60	1. 84666	23. 78
8	8. 746	0. 15	-	-
9	24. 508	1. 76	1. 69350	55. 02
10	-3. 333	0. 03	-	-
11	6. 615	1. 40	1. 77250	49. 62
12	25. 340	0. 60	-	-
13	∽	1. 97	1. 54880	67. 00	수정OLPF+위상판
14	∽	0. 50	-	-
15	∽	0. 50	1. 51680	64. 20	CCD커버유리
16	∽	-	-	-

비구면계수

제 10 면 K=-0. 503401E+01 A=-0. 138924E-01 B=0. 178560E-02

C=-0. 179323E-03 D=0. 147311E-04

이와 같이 종래예와 한 실시예의 데이터의 비교를 하는 것으로 본 발명의 촬영렌즈가 성능적으로는 종래예와 거의 바뀌는 일없이 보다 일층의 소형화가 달성되어 있는 것을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 셔터부재를 촬상렌즈의 피사체측에 배치했으므로 촬상렌즈나 촬상소자에 의해서 셔터부재가 제약을 받는 일없고, 이로 인해 셔터부재의 설계 및 제작을 용이하게 할 수 있으며, 이에 따라 셔터부재의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있고, 이에 동반하여 장치전체의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있는 동시에, 촬영하지 않을 때에 셔터부재가 개폐 자유롭게 닫혀 서 활상렌즈를 덮으므로 촬영하지 않을 때에 촬상렌즈가 더러워지거나 상처입거나 하지 않도록 촬상렌즈를 셔터부재에 의해서 확실하게 보호할 수 있다. 특히 촬상렌즈와 촬상소자를 일체화한 촬상유니트의 피사체측에 셔터부재를 별도 구성으로 배치했으므로 촬상유니트에 대해 셔터부재를 위치맞춤하는 것만으로 좋고, 이로 인해 촬상유니트과 셔터부재의 편입작업을 정밀도 좋게 용이하게 실시할 수 있으며, 이에 따라 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

이 경우 고정조리개를 촬상렌즈의 피사체즉이고, 또한 셔터부재보다도 상면측에 배치함으로써 고정조리개의 지근위치에 셔터부재를 배치할 수 있고, 이에 따라 노광얼룩을 방지할 수 있는 동시에, 조리개가 고정조리개이기 때문에 가동조리개를 이용한 경우에 비해서 셔터부재를 콤팩트하게 구성할 수 있으며, 이에 의해서도 장치전체의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있다.

또 본체케이스의 표면에 설치되는 장식부 내에 셔터부재의 적어도 일부를 배치함으로써 촬상장치가 편입되는 본체케이스의 박형화를 도모할 수 있고, 이에 의해서도 기기전체의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있다.

본 발명에 따르면 고성능이고 콤팩트한 촬영렌즈를 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 피사체의 상을 촬상렌즈로 촬상소자에 투영하고, 상기 투영된 상을 상기 촬상소자에서 화상데이터로서 갈무리하는 촬상장치에 있어서,

   상기 촬상렌즈의 피사체측에 촬영 때에 노광시간을 결정하기 위해 상기 촬상렌즈를 덮는 셔터부재를 배치하고, 상기 촬상렌즈의 상기 피사체측이고, 또한 상기 셔터부재보다도 상면측에 고정조리개를 배치한 것을 특징으로 하는 촬상장치.
2. 피사체의 상을 촬상렌즈로 촬상소자에 투영하고, 상기 투영된 상을 상기 촬상소자에서 화상데이터로서 갈무리하는 촬상장치에 있어서,

   상기 촬상렌즈와 상기 촬상소자를 일체화하여 촬상유니트를 구성하고, 상기 촬상유니트의 피사체측에 촬영 때에 노광시간을 결정하기 위해 상기 촬상렌즈를 덮는 셔터부재를 별도 구성으로 배치하고, 상기 촬상렌즈의 상기 피사체측이고, 또한 셔터부재보다도 상면측에 고정조리개를 배치한 것을 특징으로 하는 촬상장치.
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 셔터부재의 적어도 일부는 본체케이스의 표면에 설치된 장식부의 내부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
5. 삭제
6. 삭제

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