KR100648772B1 - Variable power imaging lens and variable power imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
부, 정, 부의 렌즈 어레이이면서, 사출각을 억제할 수 있고, 게다가 극히 조밀한 광학계를 실현하는 것이 가능한 변배 촬상 렌즈를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a variable magnification imaging lens capable of suppressing an exit angle and realizing an extremely dense optical system while being a negative, positive, or negative lens array.
부의 굴절각을 갖는 1매 구성으로 된 제 1 렌즈군(110), 정 및 부의 굴절력을 갖는 3매 구성으로 되고 전체로서 정의 굴절력을 갖는 제 2 렌즈군(120), 및 부의 굴절력을 갖는 1매 구성의 제 3 렌즈군(130)에 의해 변배 촬상 렌즈(100)의 촬상 광학계가 구성되어 있다. 즉, 촬상 광학계가, 부, 정, 부의 렌즈 구성이고, 물체측 OBJS로부터 순서대로 배치한 제 1 렌즈군(110)이 1매 구성, 제 2 렌즈군(120)이 3매 구성, 제 3 렌즈군(130)이 1매 구성의 합계 5매의 렌즈로 구성되어 있다.The first lens group 110 having a single configuration having a negative refractive angle, the three lens configuration having a positive and negative refractive power, the second lens group 120 having a positive refractive power as a whole, and a single configuration having a negative refractive power The imaging lens system of the variable-speed imaging lens 100 is configured by the third lens group 130. That is, the imaging optical system has a negative, positive, and negative lens configuration, one configuration of the first lens group 110 arranged in order from the object-side OBJS, three configurations of the second lens group 120, and a third lens. The group 130 is composed of five lenses in total in one configuration.
Description
도 1은 변배 촬상 렌즈의 기본구성을 도시하는 도면으로서, (A)는 광각단에 있어서의 렌즈 구성을 도시하고, (B)는 망원단에 있어서의 렌즈 구성을 도시함,1 is a diagram showing a basic configuration of a variable-speed imaging lens, (A) shows a lens configuration in a wide-angle end, (B) shows a lens configuration in a telephoto end,
도 2는 실시예 1 내지 4에 있어서, 변배 촬상 렌즈의 각 렌즈군을 구성하는 각 렌즈, 조리개 및 촬상부를 구성하는 커버 글래스에 대하여 부여한 면 번호를 도시하는 도면,FIG. 2 is a diagram showing surface numbers assigned to respective lenses, apertures, and cover glasses constituting the lens group of the variable speed imaging lens in Examples 1 to 4;
도 3은 실시예 1에 있어서, 광각단에서 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 도시하는 수차도,3 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration at the wide-angle end in Example 1;
도 4는 실시예 1에 있어서, 망원단에서 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 도시하는 수차도,4 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism and distortion in the telephoto end in Example 1,
도 5는 실시예 2에 있어서, 광각단에서 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 도시하는 수차도,Fig. 5 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration at the wide-angle end in Example 2,
도 6은 실시예 2에 있어서, 망원단에서 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 도시하는 수차도,6 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in the telephoto end in Example 2;
도 7은 실시예 3에 있어서, 광각단에서 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 도시하는 수차도,7 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration at the wide-angle end in Example 3;
도 8은 실시예 3에 있어서, 망원단에서 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 도시하는 수차도,8 is aberration diagrams showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in the telephoto end in Example 3;
도 9은 실시예 4에 있어서, 광각단에서 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 도시하는 수차도,9 is aberration diagrams showing spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration at the wide-angle end in Example 4;
도 10은 실시예 4에 있어서, 망원단에서 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 도시하는 수차도,Fig. 10 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in the telephoto end in Example 4,
도 11은 본 발명에 따른 변배 촬상 장치로써의 줌 렌즈 유닛의 정면측으로부터 본 외관 사시도,11 is an external perspective view seen from the front side of a zoom lens unit as a variable image pickup device according to the present invention;
도 12는 본 발명에 따른 변배 촬상 장치로써의 줌 렌즈 유닛의 배면측으로부터 본 외관 사시도,12 is an external perspective view seen from the back side of a zoom lens unit as a variable image pickup device according to the present invention;
도 13은 본 발명에 따른 변배 촬상 장치로써의 줌 렌즈 유닛의 정면도,13 is a front view of a zoom lens unit as a variable image pickup device according to the present invention;
도 14는 본 발명에 따른 변배 촬상 장치로써의 줌 렌즈 유닛의 상면도,14 is a top view of a zoom lens unit as a variable image pickup device according to the present invention;
도 15는 도 14의 A-A선 단면도,15 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 14;
도 16은 도 14의 B-B선 단면도,16 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 14;
도 17은 본 실시형태에 따른 제 1 렌즈 이동 프레임체와 제 2 렌즈 이동 프레임체, 및 제 1 가이드축과 제 2 가이드축, 캠 장치간의 배치 및 결합관계를 정면측으로부터 도시하는 사시도,17 is a perspective view showing the arrangement and coupling relationship between a first lens shift frame and a second lens shift frame and a first guide shaft and a second guide shaft and a cam device from the front side;
도 18은 본 실시형태에 따른 제 1 렌즈 이동 프레임체와 제 2 렌즈 이동 프레임체, 및 제 1 가이드축과 제 2 가이드축, 캠 장치간의 배치 및 결합관계를 배면 측으로부터 도시하는 사시도,18 is a perspective view showing the arrangement and coupling relationship between a first lens shift frame and a second lens shift frame and a first guide shaft and a second guide shaft and a cam device from the back side;
도 19은 본 실시형태에 따른 제 1 렌즈 이동 프레임체와 제 2 렌즈 이동 프레임체, 및 제 1 가이드축과 제 2 가이드축, 캠 장치간의 배치 및 결합관계를 상면측으로부터 도시하는 사시도,19 is a perspective view showing an arrangement and a coupling relationship between a first lens shift frame and a second lens shift frame and a first guide shaft and a second guide shaft, and a cam device from an image plane side,
도 20은 본 실시형태에 따른 제 1 렌즈 구동계를 도시하는 상면도로서, 제 1 피결합부의 제 1 베어링부와 제 2 베어링부의 형상, 및 제 2 피결합부의 제 3 베어링부와 제 4 베어링부의 형상을 설명하기 위한 도면,20 is a top view showing a first lens drive system according to the present embodiment, in which the shape of the first bearing portion and the second bearing portion of the first to-be-engaged portion, and the third bearing portion and the fourth bearing portion of the second to-be-engaged portion is shown. Drawing for explaining the shape,
도 21은 본 실시형태에 따른 제 1 렌즈 구동계를 도시하는 측면도로서, 제 1 피결합부의 제 1 베어링부와 제 2 베어링부의 형상, 및 제 2 피결합부의 제 3 베어링부와 제 4 베어링부의 형상을 설명하기 위한 도면,Fig. 21 is a side view showing the first lens drive system according to the present embodiment, in which the first bearing portion and the second bearing portion are in the first to-be-engaged portion, and the third bearing portion and the fourth bearing portion in the second to-be-engaged portion. To illustrate,
도 22는 본 실시형태에 따른 제 1 렌즈 구동계를 도시하는 사시도로서, 제 1 피결합부의 제 1 베어링부와 제 2 베어링부의 형상, 및 제 2 피결합부의 제 3 베어링부와 제 4 베어링부의 형상을 설명하기 위한 도면,Fig. 22 is a perspective view showing a first lens drive system according to the present embodiment, wherein the first bearing portion and the second bearing portion of the first to-be-engaged portion, and the third bearing portion and the fourth bearing portion of the second to-be-engaged portion; To illustrate,
도 23은 본 실시형태에 따른 제 1 피결합부의 제 1 베어링부와 제 2 베어링부의 형상, 및 제 2 피결합부의 제 3 베어링부와 제 4 베어링부의 형상을 설명하기 위한 도면,23 is a view for explaining the shape of the first bearing portion and the second bearing portion of the first to-be-engaged portion, and the shape of the third bearing portion and the fourth bearing portion of the second to-be-engaged portion;
도 24는 본 실시형태에 따른 캠 장치가 고정 프레임체에 축받이되어 있는 상태를 상면측으로부터 도시하는 일부 절결 사시도,24 is a partially cutaway perspective view showing a state in which the cam device according to the present embodiment is supported by the fixed frame body from an upper surface side;
도 25는 본 실시형태에 따른 캠 장치가 고정 프레임체에 축받이되어 있는 상태를 하면측으로부터 도시하는 일부 절결 사시도,25 is a partially cutaway perspective view showing the cam device according to the present embodiment from the lower surface side in a state where the cam device is supported by the fixed frame body;
도 26은 본 실시형태에 따른 캠 장치의 전체 단면 구조를 일부 절결하여 도시하는 사시도,FIG. 26 is a perspective view partially showing the entire cross-sectional structure of the cam device according to the present embodiment; FIG.
도 27은 본 실시형태에 따른 캠 장치의 축 중심부의 단면도,27 is a sectional view of the shaft center of the cam device according to the present embodiment;
도 28은 본 실시형태에 따른 캠 장치의 축 중심부 및 구동부의 단면도.28 is a cross-sectional view of a shaft center and a drive unit of the cam device according to the present embodiment.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
100: 변배(變倍) 촬상 렌즈 110: 제 1 렌즈군100: variable image pickup lens 110: first lens group
111: 부의 메니스커스 렌즈 120: 제 2 렌즈군111: negative meniscus lens 120: second lens group
121: 정의 메니스커스 렌즈 122: 부의 메니스커스 렌즈121: positive meniscus lens 122: negative meniscus lens
123: 양면 볼록 렌즈 130: 제 3 렌즈군123: biconvex lens 130: third lens group
131: 부의 렌즈 140: 촬상부131: negative lens 140: imaging unit
141: 유리제의 평행 평면판(커버 유리) 142: 촬상 소자141: glass parallel plane plate (cover glass) 142: imaging element
142a: 촬상면 200: 줌 렌즈 유닛142a: imaging surface 200: zoom lens unit
211: 고정 프레임체 212: 촬상 광학계211: fixed frame 212: imaging optical system
2121: 제 1 렌즈군 2122: 제 2 렌즈군2121: first lens group 2122: second lens group
2123: 제 3 렌즈군 213: 가이드부2123: third lens group 213: guide part
2131: 제 1 가이드축 2132:제 2 가이드축2131: first guide shaft 2132: second guide shaft
214: 캠 장치 2141: 회전체214: cam device 2141: rotating body
21411: 회전축 21411a: 선단부21411:
21411b: 후단부 2142: 띠 형상체21411b: rear end 2142: strip
2142a: 제 1 면 2142b: 제 2 면2142a:
21421: 제 1 캠부 21422: 제 2 캠부21421: first cam portion 21422: second cam portion
2143: 선단부 베어링부 2144: 후단부 베어링부2143: front end bearing part 2144: rear end bearing part
2145: 코일 스프링 215: 기대2145: coil spring 215: expectation
2151: 촬상 소자 216: 제 1 렌즈 이동 프레임체2151: imaging device 216: first lens shift frame
1261: 제 1 프레임체 2162: 제 2 프레임체1261: first frame 2162: second frame
2163: 제 1 피결합부 2164: 제 1 피가이드부2163: first coupled portion 2164: first guided portion
21641: 제 1 베어링부 21642: 제 2 베어링부21641: first bearing part 21642: second bearing part
2165: 제 1 피가이드부 217: 제 2 렌즈 이동 프레임체2165: first guide portion 217: second lens shift frame
217: 제 2 렌즈 이동 프레임체 2171: 제 2 피결합부217: second lens shift frame 2171: second engaged portion
2172: 제 2 피가이드부 2l721: 제 3 베어링부2172: second guide portion 2l721: third bearing portion
21722: 제 4 베어링부 2173: 제 4 피가이드부21722: fourth bearing portion 2173: fourth guided portion
218: 코일 스프링218: coil spring
본 발명은 촬상 소자를 이용한 디지털 스틸 카메라나 휴대 전화 탑재 카메라, 휴대 정보단말기 탑재 카메라와 같은 전체 길이의 규제가 엄격한 촬상 렌즈 장치에 관한 것으로, 특히, 휴대 전화기 등에도 탑재 가능한 적절한 렌즈 전체 길이 및 높은 광학 성능을 갖는 변배 촬상 렌즈 및 변배 촬상 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
정보의 다양화에 따라, 휴대 전화기나 휴대 정도 단말에 촬상 렌즈가 탑재되고, 또 정보 전달 속도의 향상에 의해 화상의 정보량도 급속하게 증대하고 있다. 그리고, 이미 고정 초점 렌즈가 탑재되고, 변배 렌즈를 탑재한 휴대 장치가 여러가지 제안되어 있다.In accordance with the diversification of information, an image pickup lens is mounted in a mobile phone or a portable accuracy terminal, and the information amount of an image is also rapidly increasing due to an improvement in information transmission speed. In addition, various portable devices in which a fixed focus lens is already mounted and a variable lens are mounted have been proposed.
이러한 종류의 휴대 장치인 휴대 전화기나 휴대 정보단말기 등에 카메라 모듈(module)을 탑재하기 위해서는, 광학(렌즈)계가 극히 조밀할 필요가 있다.In order to mount a camera module on a portable telephone or a portable information terminal, which is a portable device of this kind, the optical (lens) system needs to be extremely dense.
이러한 요망에 따라서, 조밀화를 실현한 변배 기능을 갖춘 소형 줌 렌즈가 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1: 일본국 특허공개 평성 제9-311275호 공보 참조).In accordance with such a request, a small zoom lens having a variable speed function that realizes compactness has been proposed (see Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-311275, for example).
이 특허문헌 1에 기재한 줌 렌즈는, 정의 파워를 갖는 전군(前群)과 부의 파워를 갖는 후군(後群)으로 구성되어 있다.The zoom lens described in
그리고, 전군(前群)이 물체측으로부터 부의 파워가 서로 붙어서, 렌즈, 메니스커스 부 렌즈, 양면 볼록 정 렌즈, 양면 볼록 정 렌즈의 4군 5매, 후군이 양면 볼록 정 렌즈, 부 렌즈, 메니스커스 부 렌즈의 3군 3매의 합계 7군 8매의 렌즈로 구성되고, 제 3 군 혹은 제 4 군의 렌즈중 적어도 하나의 면에 비구면을 채용함으로써, 소형이면서 고성능인 광학계를 구성한다.Then, the former group has negative powers from the object side, and four groups of four lenses of the lens, the meniscus sub-lens, the double-sided convex positive lens, and the double-sided convex positive lens, the rear-side double-sided convex positive lens, the negative lens, The lens consists of eight lenses in total of seven groups of three groups of three lenses of the meniscus lens, and an aspherical surface is adopted for at least one of the lenses of the third or fourth group, thereby forming a compact and high performance optical system. .
그런데, 제조 가능한 두께를 갖는 렌즈, 및 변배에 따른 렌즈군의 이동량을 고려에 넣으면 자명한 것이지만, 휴대 장치에 탑재 가능하고 극히 조밀한 광학계를 실현하기 위한 조건중 하나로, 광학계를 구성하는 렌즈 매수가 적은 것을 들 수 있다.By the way, it is obvious to consider the amount of movement of the lens group having the thickness that can be manufactured and the lens group according to the variation, but it is one of the conditions for realizing an extremely compact optical system that can be mounted in a portable device, and the number of lenses constituting the optical system There are few things.
그러나 상술한 특허문헌 1에 기재된 줌 렌즈는, 렌즈의 구성 매수가 7군8매로 비교적 많아서, 촬상 광학계의 소형화에는 한계가 있고, 그래서 휴대 전화기 등의 전체 길이에 제한이 있는 기기에 대하여 충분한 소형화가 되어 있다고는 말하기 어렵다.However, the zoom lens described in
변배 기능을 갖는 광학계에 있어서, 구성매수가 2매 내지 5매 정도인 적은 렌즈 매수로 구성되어 있는 예는, 물리적인 크기가 작은 것으로서 촬상 소자를 대상으로 한 촬상 렌즈로 대강 한정된다.In the optical system having a shifting function, an example in which the number of components is made up of a small number of lenses of about two to five is limited to an imaging lens for an image pickup device as having a small physical size.
조밀한 디지탈 스틸 카메라나 휴대전화 탑재 카메라에 사용되는 촬상 소자는, 통례로서, 은염 필름에 비교해 촬상면 사이즈가 수% 내지 20% 정도로 극단적으로 작기 때문에, 통례로서 높은 광학성능을 확보할 수 있도록 해야 한다.Imaging devices used for dense digital still cameras and mobile phone-mounted cameras are conventionally extremely small in size of several to 20% compared to silver salt films, so they should be able to ensure high optical performance as usual. .
따라서, 촬상 소자를 이용한 촬상 광학계는, 텔레센트릭(telecentric)성을 중시하기 때문에, 렌즈 타입으로서는 이하의 2대로 분류된다.Therefore, since the imaging optical system using the imaging element emphasizes telecentricity, it is classified into the following two types of lens types.
제 1의 타입은, 물체측으로부터 부의 굴절력의 제 1 렌즈군, 및 정의 굴절력의 제 2 렌즈군으로 이루어진 2군 구성 렌즈 타입이다. 이 2군 구성 렌즈 타입에서는, 최소 2매의 렌즈로 구성할 수 있다.The first type is a two-group constituent lens type consisting of a first lens group of negative refractive power and a second lens group of positive refractive power from the object side. In this two-group lens type, it can be configured with at least two lenses.
이 제 1 타입은, 이른바 레트로포커스(retrofocus) 타입으로서, 광각화(廣角化)에 용이하게 적용할 수 있는 것으로 되어 있다.This first type is a so-called retrofocus type, and can be easily applied to wide angles.
그러나, 상술한 제 1의 렌즈 타입은, 이른바 레트로포커스 타입으로서, 광각화에 용이하게 적용할 수 있는 것으로 되어 있지만, 휴대전화기 등, 전체 길이에 제한이 있는 기기에 대하여는 충분한 소형화가 이루어졌다고 말하기 어렵다.However, although the above-mentioned first lens type is a so-called retro focus type, which can be easily applied to wide angle, it is difficult to say that a sufficient miniaturization has been achieved for devices having a limited overall length, such as a mobile phone. .
제 2의 타입은, 물체측으로부터 부의 굴절력의 제 1 렌즈군, 정의 굴절력의 제 2 렌즈군, 및 정의 굴절력의 제 3 렌즈군으로 이루어진 3군 구성 렌즈 타입이다. 이 3군 구성의 렌즈 타입에서는, 최소 3매의 렌즈로 구성할 수 있다.The second type is a three-group constituent lens type consisting of a first lens group of negative refractive power, a second lens group of positive refractive power, and a third lens group of positive refractive power from the object side. In this three-group lens type, at least three lenses can be configured.
그리고, 이 렌즈 타입은, 텔레센트릭성이 뛰어나서, 촬상 소자를 이용한 광학계에서 자주 채용되고 있다.And this lens type is excellent in telecentricity and is often employed in an optical system using an imaging element.
그러나, 제 2의 렌즈 타입은, 텔레센트릭성이 뛰어나지만, 전술한 부, 정의 2군 구성과 마찬가지로 레트로포커스 타입이기 때문에, 충분한 소형화가 이루어져 있다고는 말하기 어렵다.However, although the second lens type is excellent in telecentricity, it is difficult to say that the size of the second lens is sufficiently reduced since it is a retro focus type similar to the above-mentioned negative and positive group configuration.
한편, 물체측으로부터 부의 굴절력의 제 1 렌즈군, 정의 굴절력의 제 2 렌즈군, 및 부의 굴절력의 제 3 렌즈군으로 구성된다. 이른바, 부, 정, 부의 렌즈 타입의 것이 제안되어 있다. 이 렌즈 타입쪽이 텔레포토계의 작용을 강하게 할 수 있기 때문에, 광학계 전체 길이를 단축 가능하게 우위여서, 은염 필름을 대상으로 한 촬상 렌즈에 적당하다.On the other hand, it is comprised from the 1st lens group of negative refractive power, the 2nd lens group of positive refractive power, and the 3rd lens group of negative refractive power from the object side. So-called negative, positive and negative lens types are proposed. Since this lens type can strengthen the action of a telephoto system, it is superior in the optical system total length so that it can be shortened, and it is suitable for the imaging lens which aimed at the silver salt film.
그러나, 이 렌즈 타입은 촬상면에 가장 가까운 렌즈군인 제 3 렌즈군이 부의 굴절력을 갖기 때문에, 광학계로부터의 사출각이 뛰어 오르는 경향이 있고, 촬상 소자를 대상으로 하여 이용하는 경우에는, 촬상 소자의 개구로 인한 케라레(ケラレ: eclips)가 우려된다. However, this lens type has a negative refractive power because the third lens group, which is the lens group closest to the imaging surface, has a tendency to jump out of the optical system. I'm concerned about kerala (ケ ラ レ: eclips).
휴대전화기를 비롯하여 지극히 조밀한 것을 필요로 하는 광학계에 있어서, 상기와 같은 이른바 레트로포커스 타입에서는 조밀화가 곤란하다.In optical systems that require extremely compact things, including mobile phones, densification is difficult in the so-called retro focus type as described above.
한편, 텔레포토계의 작용을 강하게 한 부, 정, 부의 렌즈 타입은 조밀화의 면에서는 우위이지만, 광학계로부터의 사출각을 뛰어 오르는 경향이 있다. 또한, 작금의 촬상 소자에서는, 개구로 인한 케라레의 감소를 촉진하기 위해서, 각 화소에 마이크로 렌즈를 탑재하고, 이 마이크로 렌즈에 의해 보정을 실행하는 것이 일반화되어 있다.On the other hand, the negative, positive, and negative lens types that have enhanced the action of the telephoto system have an advantage in terms of densification, but tend to jump out of the exit angle from the optical system. In addition, in the current image pickup device, in order to promote the reduction of Kerare due to the opening, it is common to mount a microlens in each pixel and perform correction by the microlens.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 부, 정, 부의 렌즈 타입이면서, 사출각을 억제하는 것이 가능하고, 더구나 극히 조밀한 광학계를 실현하는 것이 가능한 변배 촬상 렌즈 및 변배 촬상 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is a negative lens type, a positive lens lens, a negative lens type, and a variable imaging lens and variable imaging capable of suppressing an exit angle and further realizing an extremely dense optical system. To provide a device.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 1의 관점은, 촬상 소자를 대상으로 한 변배 기능을 갖춘 촬상 광학계를 갖는 변배 촬상 렌즈에 있어서, 상기 촬상 광학계가, 물체측으로부터 순차로 배치한 5매의 렌즈로 구성되고, 변배비가 약 2.5 이하이며, 또한 이하의 수학식을 만족한다.In order to achieve the said objective, the 1st viewpoint of this invention is a variable image pickup lens which has an imaging optical system with a variable function for the imaging element, Comprising: 5 pieces which the said imaging optical system arrange | positioned sequentially from the object side It is composed of a lens having a ratio of about 2.5 or less, and satisfies the following equation.
[수학식 1][Equation 1]
0.17<y'/L 0.17 <y '/ L
단, y'은 상기 촬상 소자의 촬상면에 있어서의 최대 상 높이를, L은 광학계의 가장 물체측 렌즈면 정상으로부터 광축상에 있어서의 상기 촬상면까지의 거리가 최대로 될 때의 광학계 최전면으로부터 촬상면까지의 거리를 각각 나타낸다.Where y 'is the maximum image height on the imaging surface of the imaging element, and L is the imaging surface from the frontmost surface of the optical system when the distance from the top of the most object-side lens surface of the optical system to the imaging surface on the optical axis is maximum. The distance to each is shown.
바람직하게는, 상기 촬상 광학계는, 물체측으로부터 순차로 배치된, 부의 굴절력을 갖는 1매 구성으로 된 제 1 렌즈군과, 정 및 부의 굴절력을 갖는 3매 구성으로 되고 전체로서 정의 굴절력을 갖는 제 2 렌즈군과, 부의 굴절력을 갖는 1매 구성의 제 3 렌즈군으로 구성되어, 변배를 실행할 때에는, 적어도 상기 제 2 렌즈군과 상기 제 3 렌즈군이 광축상을 이동한다.Preferably, the imaging optical system includes a first lens group having a single sheet structure having negative refractive power and sequentially arranged from the object side, and a third sheet structure having positive and negative refractive power and having positive refractive power as a whole. It consists of two lens groups and the 3rd lens group of one structure which has negative refractive power, and when performing a shift, at least the said 2nd lens group and the said 3rd lens group move an optical axis image.
바람직하게는, 상기 제 1 렌즈군, 상기 제 2 렌즈군, 및 상기 제 3 렌즈군의 촛점거리는, 각기 이하의 각 수학식을 만족한다.Preferably, the focal lengths of the first lens group, the second lens group, and the third lens group satisfy each of the following equations.
[수학식 2][Equation 2]
2.0<│fl│/fw<3.02.0 <│fl│ / fw <3.0
[수학식 3][Equation 3]
0.74<f2/fw<0.860.74 <f2 / fw <0.86
[수학식 4][Equation 4]
1.0<│f3│/fw<1.421.0 <│f3│ / fw <1.42
단, f1은 제 1 렌즈군의 촛점거리를, f2은 제 2 렌즈군의 촛점거리를, f3은 제 3 렌즈군의 촛점거리를, fw는 광각단에 있어서의 광학계의 촛점거리를 각기 나타내고 있다.F1 denotes the focal length of the first lens group, f2 denotes the focal length of the second lens group, f3 denotes the focal length of the third lens group, and fw denotes the focal length of the optical system at the wide-angle end. .
바람직하게는, 상기 제 2 렌즈군에 적어도 1면 비구면을 갖고, 또 상기 제 3 렌즈군에 적어도 1면 비구면을 갖는다.Preferably, the second lens group has at least one surface aspheric surface and the third lens group has at least one surface aspheric surface.
또한, 바람직하게는, 상기 제 3 렌즈군이 상측에 오목면을 향한 부의 렌즈이며, 이하의 수학식을 만족한다. Preferably, the third lens group is a negative lens facing the concave surface on the image side, and satisfies the following equation.
[수학식 5][Equation 5]
tanω×fst/Lst<0.35tanω × fst / Lst <0.35
단, ω는 광각단에서의 최대입사각도를, fst는 광각단에 있어서 조리개로부터 상측(像側)의 광학계의 합성촛점거리를, Lst는 광각단에 있어서 조리개로부터 촬상면까지의 거리를 각각 나타내고 있다.Where ω is the maximum incident angle at the wide-angle end, fst is the composite focal length of the optical system from the aperture at the wide-angle end, and Lst is the distance from the aperture to the imaging plane at the wide-angle end, respectively. .
바람직하게는, 상기 제 2 렌즈군은 3매의 플라스틱 렌즈로 구성되어 있다.Preferably, the second lens group is composed of three plastic lenses.
바람직하게는, 상기 제 1 렌즈군은, 제 1 면에 물체측을 볼록면이라고 한 부의 메니스커스 렌즈다.Preferably, the first lens group is a negative meniscus lens in which the object side is a convex surface on the first surface.
바람직하게는, 상기 제 2 렌즈군의 3매의 렌즈는, 물체측으로부터 정의 메니스커스 렌즈, 부의 메니스커스 렌즈, 정의 양면 볼록 렌즈로 구성되어 있다.Preferably, the three lenses of the second lens group are composed of a positive meniscus lens, a negative meniscus lens, and a positive double-sided convex lens from the object side.
본 발명의 제 2의 관점의 변배 촬상 장치는, 촬상 소자를 대상으로 한 변배 기능을 갖고, 광축상에서 물체측으로부터 순차로 배치된 5매의 렌즈로 구성된 촬상 광학계를 갖는 변배 촬상 렌즈와, 상기 촬상 광학계의 5매의 렌즈중 소정의 렌즈를 상기 광축에 대략 평행한 방향으로 안내하는 가이드부를 포함하는 구동 장치를 갖고, 상기 촬상 광학계는 물체측으로부터 순차로 배치된, 부의 굴절력을 갖는 1매 구성으로 이루어진 제 1 렌즈군과, 정 및 부의 굴절력을 갖는 3매 구성으로 이루어지고 전체로서 정의 굴절력을 갖는 제 2 렌즈군과, 부의 굴절력을 갖는 1매 구성의 제 3 렌즈군으로 구성되고, 변배를 실행할 때에는, 적어도 상기 제 2 렌즈군과 상기 제 3 렌즈군이 상기 광축상을 상기 가이드부를 따라 이동하고, 변배비가 약 2.5 이하이며, 또한 이하의 수학식을 만족한다. The variable displacement imaging device of the second aspect of the present invention has a variable displacement function for an imaging element, and has a variable displacement imaging lens having an imaging optical system composed of five lenses sequentially arranged from an object side on an optical axis, and the imaging. A driving apparatus including a guide portion for guiding a predetermined lens in a direction substantially parallel to the optical axis among the five lenses of the optical system, and the imaging optical system has a configuration of one sheet having negative refractive power sequentially arranged from the object side. And a second lens group having a positive refractive power as a whole, a third lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power as a whole, and performing variation In this case, at least the second lens group and the third lens group move the optical axis image along the guide portion, and the ratio of the variable is about 2.5 or less, and the following To meet the learning.
[수학식 1][Equation 1]
0.17<y'/L 0.17 <y '/ L
단, y'은 상기 촬상 소자의 촬상면에 있어서의 최대 상 높이를, L은 광학계의 가장 물체측 렌즈면 정상보다 광축상에 있어서 상기 촬상면까지의 거리가 최대로 될 때의 광학계 최전면으로부터 촬상면까지의 거리를 각각 나타낸다.However, y 'is the maximum image height on the imaging surface of the imaging device, and L is the optical system foremost surface to the imaging surface when the distance from the imaging surface to the imaging surface becomes larger on the optical axis than the top of the most object-side lens surface of the optical system. Indicates the distance of.
이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면과 관련하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to an accompanying drawing.
도 1(A), (B)는, 변배 촬상 렌즈의 기본구성을 도시하는 도면이며, 도 1(A)는 광각단에 있어서의 렌즈 구성을 도시하고, 도 1(B)은 망원단에 있어서의 렌즈 구성을 도시하고 있다.1 (A) and (B) are diagrams showing the basic configuration of a variable-speed imaging lens, FIG. 1 (A) shows the lens configuration at the wide-angle end, and FIG. 1 (B) is the telephoto end. The lens configuration is shown.
이 변배 촬상 렌즈(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 물체측 OBJS로부터 순차로 배치된, 부의 굴절력을 갖는 1매 구성으로 이루어진 제 1 렌즈군(110), 정 및 부의 굴절력을 갖는 3매 구성으로 이루어지고 전체로서 정의 굴절력을 갖는 제 2 렌즈군(120), 부의 굴절력을 갖는 1매 구성의 제 3 렌즈군(130), 촬상부(140), 및 제 2 렌즈군(120)의 물체측[제 1 렌즈군(110)측]에 배치된 조리개부(150)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the variable-
이 변배 촬상 렌즈(100)에 있어서 변배를 실행할 때에는, 제 1 렌즈군(110), 제 2 렌즈군(120), 및 제 3 렌즈군(130) 중, 예를 들면 제 2 렌즈군(120)과 제 3 렌즈군(130)이 광축(AX) 위를 이동한다.When performing the shift in the
또, 변배 기능에 관해서는, 제 1 렌즈군(110)을 고정하는 구성을 취한 것이 가능하지만, 제 1 렌즈군(110)을 변동시키도록(이동가능하게) 구성하는 것도 가능해서, 사용 목적에 따라서 대응할 수 있다.In addition, it is possible to take the structure which fixes the
이들 구성요소 중, 부의 굴절력을 갖는 1매 구성으로 이루어진 제 1 렌즈군(110), 정 및 부의 굴절력을 갖는 3매 구성으로 이루어지고 전체로서 정의 굴절력을 갖는 제 2 렌즈군(120), 및 부의 굴절력을 갖는 1매 구성의 제 3 렌즈군(130)에 의해 변배 촬상 렌즈(100)의 촬상 광학계가 구성되어 있다.Among these components, the
즉, 본 실시형태에 있어서는, 촬상 광학계가, 물체측 OBJS로부터 순차로 배치한 제 1 렌즈군(110)이 1매 구성, 제 2 렌즈군(120)이 3매 구성, 제 3 렌즈군(130)이 1매 구성인 합계 5매의 렌즈로 구성되어 있다.That is, in this embodiment, the
제 1 렌즈군(110)은, 예를 들면 제 1 면에 물체측을 볼록면으로 한 부의 굴절력을 갖는 메니스커스 렌즈(111)로 구성된다. The
이와 같이, 제 1 렌즈군(110)을 부의 굴절력을 갖는 메니스커스 렌즈(111)로 구성함으로써, 왜곡(distortion)을 쉽게 억제할 수 있다.In this way, by configuring the
제 2 렌즈군(120)은, 유일한 정의 굴절력을 갖는 군이 되기 때문에, 여러 가지의 수차보정을 실행하기 위해서 3매 구성을 채용하고 있다. 더욱이, 이 제 2 렌즈군(120)에 유리 렌즈를 사용하면, 작기 때문에 통상의 렌즈보다 고가가 된다. 그 때문에, 비용 저감을 달성하기 위해서, 제 2 렌즈군(120)을 구성하는 3매의 렌즈를 플라스틱제 렌즈로 구성하고 있다.Since the
제 2 렌즈군(120)을 구성하는 3매의 플라스틱제 렌즈는, 예를 들면, 제 1 렌 즈군(110)측(물체측)으로부터, 정의 메니스커스 렌즈(121), 부의 메니스커스 렌즈(122), 및 정의 양면 볼록 렌즈(123)로 구성된다.The three plastic lenses constituting the
정의 메니스커스 렌즈(121)는 구면수차보정을 양호하게 행하고 있고, 3매 중 중앙에 위치하는 렌즈를 부의 메니스커스 렌즈(122)로 함으로써, 정 렌즈에서 발생하는 상면(象面) 만곡의 보정 과잉을 억제하면서, 코마(coma) 수차 발생을 억제하는 것으로, 성능 밸런스를 잡아서, 이것들에 의해 변배에 따른 수차 변동을 억제하여, 고성능의 변배를 가능하게 한다.The
제 3 렌즈군(130)은, 1매 구성이기 때문에, 여기에서 여러 가지 수차의 보정이 필요하게 되어, 구면수차, 코마수차, 비점수차, 왜곡 보정을 행하고, 또한 광각단에 있어서 사출각의 보정을 위해서도 필요하다.Since the
제 3 렌즈군(130)은, 예를 들면 상면(象面)측을 오목하게 한 부의 렌즈(131)로 구성된다.The
본 실시형태에 있어서, 핀트 조정(촛점 조정)은 제 3 렌즈군(130)에서 행하여, 무한으로부터 가장 근접한 곳에 걸쳐서 촬상면측으로 이동한다.In this embodiment, focus adjustment (focus adjustment) is performed by the
제 3 렌즈군이 정 렌즈인 경우에는 물체측으로 이동하기 위해서, 특히 망원단에서의 제 2 렌즈군과 제 3 렌즈군간의 거리를 확보할 필요가 있다.In the case where the third lens group is the positive lens, in order to move toward the object side, it is necessary to secure the distance between the second lens group and the third lens group, particularly at the telephoto end.
본 실시형태에서는, 상면측으로 이동하기 위해서, 망원단에서의 제 2 렌즈군(120)과 제 3 렌즈군(130)과의 거리를 좁힐 수 있다.In this embodiment, in order to move to the image surface side, the distance between the
이것은, 변배 광학계의 조밀화를 가능하게 하는 요인의 하나이며, 또한 같은 크기이면, 무리가 없는 파워 배치가 가능해져서, 고성능화 및 편심 감도의 저하를 가능하게 하고 있다.This is one of the factors enabling densification of the variable speed optical system, and if it is the same size, power arrangement without difficulty is possible, and high performance and deterioration of eccentric sensitivity are made possible.
촬상부(140)는, 제 3 렌즈군(130)측으로부터, 유리제의 평행 평면판(커버 유리)(141)과, 예를 들면 CCD 혹은 CMOS센서 등으로 이루어진 촬상 소자(142)가 순차로 배치되어 있다.The
촬상 광학계를 개재한 피사체(물체)로부터의 광이, 촬상 소자(142)의 촬상면(142a)상에 결상된다.Light from an object (object) via the imaging optical system is imaged on the
이상의 제 1 렌즈군(110), 제 2 렌즈군(120), 및 제 3 렌즈군(130)을 갖는 촬상 광학계는, 광학계 전체가 부, 정, 부의 렌즈 구성으로 되어 있기 때문에, 텔레포토 작용을 갖게 하기 위해서 전체 길이 단축이 가능하다. The imaging optical system including the
이상과 같은 구성을 갖는 본 실시형태에 따른 변배 촬상 렌즈(100)는, 휴대전화기 등에 탑재 가능하도록 조밀화를 실현하고, 촬상 소자로의 입사 각도의 사출 동공의 규제를 완화하기 위해서, 이하에 설명하는 것과 같은, 각종 조건이 설정되어 있다. The variable-
이하에, 본 실시형태에 따른 변배 촬상 렌즈(100)에서 설정된 각 조건에 대해서 설명한다.Hereinafter, each condition set by the variable
본 변배 촬상 렌즈(100)는, 변배비가 약 2.5 이하이며, 또 촬상 소자(142)의 촬상면(142a)에 있어서의 최대 상 높이를 y', 촬상 광학계의 가장 물체측 렌즈(111)의 면 정상으로부터 광축(AX)위에 있어서 촬상면(142a)까지의 거리가 최대로 될 때의 광학계 최전면으로부터 촬상면까지의 거리를 L로서 각각 나타낸 경우에, 이하의 식을 만족하도록 구성되어 있다.The variable
[수학식 1][Equation 1]
0.17<y'/L0.17 <y '/ L
촬상 광학계가, 5매 구성과 렌즈 매수를 적게 하는 것으로 전체 길이를 짧게 하면서, 약 2.5배 이하의 변배를 가능하게 하고 있다. 또한 사용하는 센서 사이즈에 의해 광학계의 크기도 좌우되지만, 조밀화를 달성하기 위해서는, 변배 렌즈라 하더라도, 수학식 1의 하한(0.17)을 넘어서는 전체 길이가 길어지고, 더구나 제 1 렌즈군(110)을 구성하는 렌즈의 직경도 커지기 때문에, 조밀한 광학계라고는 말할 수 없게 된다.The imaging optical system enables a variation of about 2.5 times or less while shortening the overall length by reducing the configuration of five elements and the number of lenses. In addition, although the size of the optical system depends on the sensor size to be used, in order to achieve densification, the entire length beyond the lower limit (0.17) of
본 실시형태에 있어서는, 촬상 광학계의 전체 길이를 짧게 하고, 이것에 의해 직경이 최대 렌즈가 되는 제 1 렌즈군(110)에 있어서 렌즈의 직경도 소형화하는 것이 가능해지고 있다.In this embodiment, the overall length of the imaging optical system is shortened, whereby the diameter of the lens can be reduced in the
또, 수학식 1의 y'과 L간의 관계 제약 조건은, 촬상면(142a)의 크기에 의해 광학계의 크기도 좌우된다.In addition, the relationship constraint condition between y 'and L in Formula (1) also depends on the size of the optical system depending on the size of the
그러나, 본 실시형태에서는, 부, 정, 부의 3군 구성에 상관 없이 조밀하고 전체 길이가 짧은 광학계가 가능하다.However, in this embodiment, an optical system with a compact and short overall length is possible regardless of the three-group configuration of negative, positive and negative.
또한, 본 실시형태는 5매 구성으로 적은 매수에서 조밀화를 실현하고 있다. 매수를 감소시키면 수차보정을 실행하기 위해서 L을 짧게 하는 것이 곤란해지므로, 본 실시형태에 있어서는 y<0.23으로 되어 있다.In addition, the present embodiment realizes densification in a small number of sheets in five configurations. When the number of sheets is reduced, it becomes difficult to shorten L in order to perform aberration correction, so that y <0.23 in this embodiment.
본 실시형태의 변배 촬상 렌즈(100)는, 제 1 렌즈군(110)의 촛점거리(f1), 제 2 렌즈군(120)의 촛점거리(f2), 및 제 3 렌즈군(130)의 촛점거리(f3)는, 합성 파워가 강하게 되는 광각단에 있어서의 촬상 광학계의 촛점거리(fw)를 이용하여, 이하의 식을 만족하도록 구성되어 있다.The variable-
[수학식 2][Equation 2]
2.0<│fl│/fw<3.02.0 <│fl│ / fw <3.0
[수학식 3][Equation 3]
0.74<f2/fw<0.860.74 <f2 / fw <0.86
[수학식 4][Equation 4]
1.0<│f3│/fw<1.421.0 <│f3│ / fw <1.42
이 수학식 2, 수학식 3 및 수학식 4는, 변배 촬상 렌즈(100)의 조밀화를 달성하기 위한 각 군의 파워 조건, 다시 말하면, 각 렌즈군의 파워 밸런스를 확보하는 것에 의해, 고성능이고 조밀한 변배 촬상 렌즈를 실현 가능하게 하는 조건을 나타내고 있다.The equations (2), (3) and (4) are high-performance and dense by securing the power condition of each group for achieving densification of the variable-
수학식 2는, 제 1 렌즈군(110)의 파워 조건을 나타내는 것으로, 상한을 넘으면 부의 왜곡 보정이 엄격해지고, 더구나 제 2 렌즈군(120)의 파워가 커지는 것에 의해 수차열화를 발생시킨다. 또한, 하한을 넘으면, 전체 길이가 커져서 조밀화를 달성할 수 없어짐과 동시에, 제 1 렌즈군(110)의 파워가 커져서 비점수차, 왜곡수차가 악화한다.
수학식 3은, 제 2 렌즈군(120)의 파워 조건을 나타내는 것으로, 상한을 넘으면 전체 길이가 커져서, 더욱 구면수차보정을 하기 어려워진다. 하한을 넘으면, 구면수차, 비점수차, 코마수차가 악화한다.
수학식 4는, 제 3 렌즈군(130)의 파워 조건을 나타내는 것으로, 상한을 넘으면 부의 왜곡 보정을 하기 어려워지고, 하한을 넘으면 코마수차, 정의 왜곡을 증대시켜, 전체 길이가 더욱 커진다.
또한, 본 실시형태의 변배 촬상 렌즈(100)는, 제 2 렌즈군(120)에 적어도 1면 비구면을 갖고, 또 제 3 렌즈군(130)에 적어도 1면 비구면을 갖도록 구성되어 있다.In addition, the variable
구체적으로는, 본 실시형태의 변배 촬상 렌즈(100)는, 상술한 바와 같이, 수차보정에 있어서, 각 군의 파워 배치를 최적화함으로써 조밀화를 달성하고 있고, 게다가 제 2 렌즈군(120)과 제 3 렌즈군(130)에 비구면을 적당히 배치함으로써, 조밀화를 추가로 실현하고 있다. 이들 조건을 최적화함으로써, 조밀한 변배 렌즈인데도 불구하고 고성능으로, 왜곡을 더욱 작게 할 수 있다.Specifically, the variable-
즉, 본 실시형태에 있어서는, 구면계 만이라면 조밀한 변배 촬상 렌즈의 수차보정이 곤란해서, 비구면을 적소에 배치함으로써 여러 가지 수차 보정을 행하고 있다.That is, in this embodiment, aberration correction of a compact variable-resolution imaging lens is difficult only with a spherical system, and various aberration corrections are performed by arranging an aspherical surface in place.
본 실시형태에 따른 촬상 광학계에 있어서, 제 2 렌즈군(120)은 유일한 정의 굴절력을 갖고 있고, 필연적으로 파워도 커지고, 수차의 발생도 커지기 때문에 적어도 1면 이상의 비구면이 필요하고, 이것에 의해 구면수차, 코마수차, 비점수차의 보정을 행하고 있다.In the imaging optical system according to the present embodiment, the
또한, 제 3 렌즈군(130)은 1매 구성이기 때문에, 여기에서 여러 가지 수차 보정이 필요해져서, 구면수차, 코마수차, 비점수차, 왜곡 보정을 실행하고, 또한 광각단에 있어서 사출각의 보정을 위해서도 필요하다.In addition, since the
이와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 제 2 렌즈군(120)에 적절한 비구면을 배치함으로써, 제 2 렌즈군(120)에서 발생하는 구면수차와 비점수차 및 코마수차의 보정을 행하고 있다. 게다가, 제 3 렌즈군(130)에 비구면을 배치함으로써 왜곡수차 보정, 코마수차, 비점수차 보정을 행하고, 또한 망원단에 있어서 구면수차보정도 행한다.As described above, in the present embodiment, the spherical aberration, the astigmatism and the coma aberration generated in the
게다가, 광각(와이드: wide)단에 있어서 사출 동공 위치의 완화를 행한다. 본 실시형태에서는, 각 렌즈에 적어도 1면의 비구면을 실시하는 것에 의해 상기 성능 보정을 행한다.In addition, the exit pupil position is relaxed at a wide angle (wide) end. In this embodiment, the above-described performance correction is performed by applying at least one aspherical surface to each lens.
본 실시형태에 이용되는 비구면은 다음 식이 주어진다.The aspherical surface used for the present embodiment is given by the following equation.
[수학식 6][Equation 6]
Z=(h2/r)/〔1+{1-(1+k)(h/r)2}1/2]+Ah4+Bh6+Ch8 +Dh10 Z = (h 2 / r) / [1+ {1- (1 + k) (h / r) 2 } 1/2 ] + Ah 4 + Bh 6 + Ch 8 + Dh 10
단 Z은 면 정점에 대한 접평면으로부터의 깊이를, r은 곡률반경을, h는 광축으로부터의 높이를, k는 원추 정수를, A는 4차의 비구면 계수를, B은 6차의 비구면 계수를, C는 8차의 비구면계수를, D는 10차의 비구면계수를 각각 나타내고 있다.Where Z is the depth from the tangent plane to the face vertex, r is the radius of curvature, h is the height from the optical axis, k is the cone constant, A is the fourth aspherical coefficient, and B is the sixth aspheric coefficient. And C represent an aspherical coefficient of 8th order and D represents an aspherical coefficient of 10th order, respectively.
또한, 상술한 바와 같이, 제 3 렌즈군(130)은, 예를 들면 상면측에 오목면을 향한 부의 렌즈(131)로 구성할 수 있지만, 이 경우, 광각단에서의 최대입사각도(ω), 광각단에 있어서 조리개로부터 상측(象側)의 광학계의 합성 촛점거리(fst), 광각단에 있어서 조리개로부터 촬상면까지의 거리(Lst)를 이용하여, 이하의 수학식 5)을 만족하도록 구성된다.As described above, the
[수학식 5][Equation 5]
tan ω×fst/Lst<0.35tan ω × fst / Lst <0.35
작금의 화소의 미세화가 진행된 촬상 소자에서는, 그것에 맞춰 수광부로의 광선이 개구부에 의해 차광되는 경향이 강하게 되었기 때문에, 마이크로 렌즈를 이용하여 주변광량의 보정을 행하고 있다.In the imaging device in which the pixel has been miniaturized, the tendency for the light beam to the light-receiving portion to be shielded by the opening portion intensifies in accordance with this, and thus the amount of ambient light is corrected using a microlens.
따라서, 촬상 소자를 사용한 광학계는, 반드시 텔레센트릭성이 필요로 되지는 않는다.Therefore, telecentricity is not necessarily required for the optical system using the imaging element.
그러나, 촬상 소자에의 광선광량을 확보하기 위해서는, 입사각의 한계가 있고, 이 한계각을 규제하고 있어, 상한을 넘으면 수광부로의 각도가 엄격해져서, 화면 주변부에 있어서 급격한 광량 저하가 발생한다.However, in order to secure the amount of light rays to the imaging element, there is a limit on the angle of incidence, and the limit angle is regulated. When the upper limit is exceeded, the angle to the light receiving portion becomes strict, and a sudden light amount drop occurs in the periphery of the screen.
수학식 5는, 촬상 소자(142)로의 입사각도 규제에 대한 사출 동공 위치의 조건을 나타내고 있어, 조건이 엄격한 광각단에서의 조건식이 된다.Equation (5) shows the condition of the exit pupil position with respect to the angle of incidence into the
광학계에 입사하는 각도(양각: 兩角)에 대하여, 사출 동공 거리와 관련한, 조리개 위치와 조리개로부터 촬상면(142a)측의 광학계의 초점 거리(파워)의 관계식이 된다. 본 실시형태에 있어서, 광화각(廣畵角), 조밀하면서, 사출 동공의 규제 완화를 행해서, 달성한 조건식을 나타내고 있다.Regarding the angle (embossed) that is incident on the optical system, it becomes a relational expression of the focal length (power) of the optical system on the
이하에, 변배 촬상 렌즈의 구체적인 수치에 따른 실시예 1 내지 4를 도시한다.Examples 1 to 4 according to specific numerical values of the variable speed imaging lens are shown below.
또, 각 실시예 1 내지 4에 있어서는, 변배 촬상 렌즈(100)의 각 렌즈군을 구 성하는 각 렌즈, 조리개부(150) 및 촬상부(140)을 구성하는 커버 유리(141)에 대하여, 도 2에 도시하는 것과 같은 면 번호를 부여했다.In addition, in Examples 1 to 4, the
구체적으로는, 제 1 렌즈군(110)을 구성하는 부의 메니스커스 렌즈(111)의 물체측면(볼록면)을 제 1 번, 반대측의 오목면을 제 2 번, 조리개부(150)를 제 3 번, 제 2 렌즈군(120)을 구성하는 정의 메니스커스 렌즈(121)의 조리개 측면(볼록면)을 제 4 번, 렌즈(121)의 반대측의 오목면을 제 5 번, 부의 메니스커스 렌즈(122)의 렌즈(121)측의 면(오목면)을 제 6 번, 렌즈(122)의 반대측의 볼록면을 제 7 번, 양면 볼록 렌즈(123)의 렌즈(122)측의 볼록면을 제 8 번, 렌즈(123)의 반대측의 볼록면을 제 9 번, 제 3 렌즈군(130)을 구성하는 부의 렌즈(131)의 제 2 렌즈군(120)측의 면(볼록면)을 제 10 번, 렌즈(131)의 반대측의 면(오목면)을 제 11 번, 커버 유리(141)의 제 3 렌즈군(130)측의 면을 제 12 번, 촬상 소자(142)측의 면을 제 13 번이라 하고 있다.Specifically, the object side surface (convex surface) of the
(실시예 1)(Example 1)
표 1 내지 표 4에 실시예 1의 각 수치를 도시한다.Tables 1 to 4 show respective numerical values of Example 1.
표 1은, 실시예 1에 있어서의 변배 촬상 렌즈의 각 면 번호에 대응한 각 렌즈, 조리개, 커버 유리의 곡률반경(r:mm)과 간격(d:mm)을 도시하고 있다.Table 1 has shown the curvature radius (r: mm) and the space | interval (d: mm) of each lens, aperture, and cover glass corresponding to each surface number of the variable displacement imaging lens in Example 1. FIG.
[표 1]TABLE 1
(실시예 1)(Example 1)
표 2는, 실시예 1에 있어서의 비구면을 포함하는 제 2 렌즈군(120), 및 제 3 렌즈군(130)의 소정면의 비구면 계수를 도시한다. 표 2에 있어서, K는 원추 정수를, A는 4차의 비구면 계수를, B은 6차의 비구면 계수를, C은 8차의 비구면 계수를, D는 10차의 비구면 계수를 각각 나타내고 있다. Table 2 shows the aspherical surface coefficients of the predetermined surface of the
[표 2]TABLE 2
비구면 계수(실시예 1)Aspheric coefficient (Example 1)
표 3은, 변배에 따라 간격이 변화되는 면 2, 9, 11, 13의 광각단, 망원단에 있어서의 가변 간격의 수치, 조리개 직경, 촛점거리, 및 F넘버(Fno)의 수치를 도시하고 있다. Table 3 shows the values of the wide-angle ends of the
[표 3]TABLE 3
가변간격(실시예 1)Variable interval (Example 1)
표 4는, 수학식 1 내지 수학식 5의 각 수치를 도시하고 있다. 실시예 1에 있어서는, 수학식 1의 (y'/L)은 0.221(0.17<0.221<0.23), 수학식 2의 (f1/fw)은 2.946(2.0<2.946<3.0), 수학식 3의 (f2/fw)은 0.772(0.74<0.772<0.86), 수학식 4의 (f3/fw)은 1.224(1.0<1.224<1.42), 수학식 5의 (tanω×fst/Lst)은 0.329(0.329<0.35)이다. Table 4 has shown each numerical value of Formula (1)-(5). In Example 1, (y '/ L) of
[표 4]TABLE 4
각 수학식의 값(실시예 1) Value of each equation (Example 1)
도 3은, 실시예 1에 있어서, 광각단에 있어서의 구면수차, 비점수차, 및 왜곡수차를 도시하는 수차도이며, 도 4는, 실시예 1에 있어서, 망원단에 있어서의 구면수차, 비점수차, 및 왜곡수차를 도시하는 수차도이다. 도 3 및 도 4의 (A)가 구면수차, (B)가 비점수차, (C)가 왜곡수차를 각각 도시하고 있다. 도 3 및 도 3의 (B)중, 실선은 메리디오날(meridional)상면에 있어서의 d선의 값, 파선은 사지탈(sagital)상면에 있어서의 d선에서의 값을 각각 도시하고 있다.FIG. 3 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration at the wide-angle end in Example 1, and FIG. 4 is spherical aberration and ratio at the telephoto end in Example 1; It is aberration diagram showing score difference and distortion aberration. 3A and 4B show spherical aberration, (B) astigmatism, and (C) distortion distortion. In FIG.3 and FIG.3 (B), a solid line shows the value of the d line in a meridional upper surface, and a broken line shows the value in the d line in a sagittal upper surface, respectively.
도 3 및 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에 따르면, 광각단으로부터 망원단까지의 초점 위치 거리에 있어서, 구면, 비점, 왜곡의 여러 가지 수차가 양호하게 보정되어, 결상 성능이 뛰어난 변배 촬상 렌즈를 얻을 수 있다.As can be seen from FIG. 3 and FIG. 4, according to the first embodiment, various aberrations of spherical surface, boiling point, and distortion are well corrected at the focal position distance from the wide-angle end to the telephoto end, and excellent in imaging performance. A variable imaging lens can be obtained.
(실시예 2)(Example 2)
표 5 내지 표 8에 실시예 2의 각 수치를 도시한다. Each numerical value of Example 2 is shown to Tables 5-8.
표 5는, 실시예 2에 있어서의 변배 촬상 렌즈의 각 면 번호에 대응한 각 렌즈, 조리개, 커버 유리의 곡률반경(r:mm)과 간격(d:mm)을 나타내고 있다.Table 5 has shown the curvature radius (r: mm) and the space | interval (d: mm) of each lens, aperture, and cover glass corresponding to each surface number of the variable displacement imaging lens in Example 2. As shown in FIG.
[표 5]TABLE 5
(실시예 2)(Example 2)
표 6은, 실시예 2에 있어서의 비구면을 포함하는 제 2 렌즈군(120), 및 제 3 렌즈군(130)의 소정면의 비구면 계수를 도시한다. 표 6에 있어서, K는 원추 정수를, A는 4차의 비구면 계수를, B은 6차의 비구면 계수를, C은 8차의 비구면 계수를, D는 10차의 비구면 계수를 나타내고 있다.Table 6 shows the aspherical surface coefficients of the predetermined surface of the
[표 6]TABLE 6
비구면 계수(실시예 2)Aspheric coefficient (Example 2)
표 7은, 변배에 따라 간격이 변화되는 면 2, 9, 11, 13의 광각단, 망원단에 있어서의 가변 간격의 수치, 조리개 직경, 초점 거리, 및 F넘버(Fno)의 수치를 도시하고 있다.Table 7 shows the numerical values of the variable intervals, the aperture diameter, the focal length, and the F number (Fno) of the wide-angle end of the
[표 7]TABLE 7
가변 간격(실시예 2)Variable spacing (Example 2)
표 8은, 수학식 1 내지 수학식 5의 각 수치를 도시하고 있다. 실시예 2에 있어서는, 수학식 1의 (y'/L)은 0.215(0.17<0.215<0.23), 수학식 2의 (f1/fw)는 2.608(2.0<2.608<3.0), 수학식 3의 (f2/fw)는 0.746(0.74<0.746<0.86), 수학식 4의 (f3/fw)은 1.173(1.0<1.173<1.42), 수학식 5의 (tanω×fst/Lst)는 0.323(0.323<0.35) 이다.Table 8 has shown each numerical value of Formula (1)-(5). In Example 2, (y '/ L) of
[표 8]TABLE 8
각 수학식의 값(실시예 2)Value of each equation (Example 2)
도 5는, 실시예 2에 있어서, 광각단에서의 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 도시하는 수차도이며, 도 6은, 실시예 2에 있어서, 망원단에서의 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 도시하는 수차도이다. 도 5 및 도 6의 (A)가 구면수차, (B)가 비점수차, (C)가 왜곡수차를 도시하고 있다. 도 5 및 도 6의 (B)중, 실선은 메리디오날상면에 있어서의 d선의 값, 파선은 사지탈상면에 있어서의 d선에서의 값을 각각 도시하고 있다. Fig. 5 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration at the wide-angle end in Example 2, and Fig. 6 is spherical aberration, astigmatism, and distortion at the telephoto end in Example 2; It is aberration diagram which shows aberration. 5A and 6A show spherical aberration, (B) astigmatism, and (C) distortion distortion. In FIG.5 and FIG.6 (B), a solid line shows the value of the d line in a meridional upper surface, and a broken line shows the value in the d line in a sagittal upper surface, respectively.
도 5 및 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 2에 따르면, 광각단으로부터 망원단까지의 초점 위치 거리에 있어서, 구면, 비점, 왜곡의 여러 가지 수차가 양호하게 보정되어, 결상 성능이 뛰어난 변배 촬상 렌즈를 얻을 수 있다. As can be seen from FIG. 5 and FIG. 6, according to the second embodiment, various aberrations of spherical surface, boiling point, and distortion are well corrected at the focal position distance from the wide-angle end to the telephoto end, and excellent in imaging performance. A variable imaging lens can be obtained.
(실시예 3)(Example 3)
표 9 내지 표 12에 실시예 3의 각 수치를 도시한다. Each numerical value of Example 3 is shown in Table 9-12.
표 9는, 실시예 3에 있어서의 변배 촬상 렌즈의 각 면 번호에 대응한 각 렌즈, 조리개, 커버 유리의 곡률반경(r:mm)과 간격(d:mm)을 도시하고 있다.Table 9 shows the curvature radius (r: mm) and the spacing (d: mm) of each lens, aperture, and cover glass corresponding to each surface number of the variable speed imaging lens in Example 3. FIG.
[표 9]TABLE 9
(실시예 3)(Example 3)
표 10은, 실시예 3에 있어서의 비구면을 포함하는 제 2 렌즈군(120), 및 제 3 렌즈군(130)의 소정면의 비구면 계수를 도시한다. 표 10에 있어서, K은 원추 정수를, A는 4차의 비구면 계수를, B은 6차의 비구면 계수를, C은 8차의 비구면 계수를, D는 10차의 비구면 계수를 각각 나타내고 있다. Table 10 shows the aspherical surface coefficients of the predetermined surface of the
[표 10]TABLE 10
비구면 계수(실시예 3)Aspheric coefficient (Example 3)
표 11은, 변배에 따라 간격이 변화되는 면 2, 9, 11, 13의 광각단, 망원단에 있어서의 가변 간격의 수치, 조리개 직경, 초점 거리, 및 F넘버(Fno)의 수치를 도시하고 있다.Table 11 shows the values of the wide-angle ends of the
[표 11]TABLE 11
가변 간격(실시예 3)Variable spacing (Example 3)
표 12는 수학식 1 내지 수학식 5의 각 수치를 도시하고 있다. 실시예 3에 있어서는, 수학식 1의 (y'/L)은 0.188(0.17<0.188<0.23), 수학식 2의 (f1/fw)는 2.075(2.0<2.075<3.0), 수학식 3의 (f2/fw)는 0.854(0.74<0.854<0.86), 수학식 4의 (f3/fw)는 1.417(1.0<1.417<1.42), 수학식 5의 (tanω×fst/Lst)은 0.325(0.325<0.35)이다.Table 12 shows each numerical value of the equations (1) to (5). In Example 3, (y '/ L) of
[표 12]TABLE 12
각 수학식의 값(실시예 3)Value of each equation (Example 3)
도 7은, 실시예 3에 있어서, 광각단에 있어서의 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 도시하는 수차도이며, 도 8은, 실시예 3에 있어서, 망원단에 있어서의 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 도시하는 수차도이다. 도 7 및 도 8의 (A)가 구면수차, (B)가 비점수차, (C)가 왜곡수차를 도시하고 있다. 도 7 및 도 8의 (B)중, 실선은 메리디오날상면에 있어서의 d선의 값, 파선은 사지탈상면에 있어서의 d선에서의 값을 각각 도시하고 있다. Fig. 7 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration at the wide-angle end in Example 3, and Fig. 8 is a spherical aberration and astigmatism at the telephoto end in Example 3; And aberration diagram showing distortion aberration. 7A and 8A show spherical aberration, (B) astigmatism, and (C) distortion distortion. In FIG.7 and FIG.8 (B), a solid line shows the value of d line in a meridional upper surface, and a broken line shows the value in d line in a sagittal phase surface, respectively.
도 7 및 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 3에 따르면, 광각단으로부터 망원단까지의 초점 위치 거리에 있어서, 구면, 비점, 왜곡의 여러 가지 수차가 양호하게 보정되어, 결상 성능이 뛰어난 변배 촬상 렌즈를 얻을 수 있다. As can be seen from FIG. 7 and FIG. 8, according to the third embodiment, various aberrations of spherical surface, boiling point, and distortion are well corrected in the focal position distance from the wide-angle end to the telephoto end, and excellent in imaging performance. A variable imaging lens can be obtained.
(실시예 4)(Example 4)
표 13 내지 표 16에 실시예 4의 각 수치를 도시한다. Each numerical value of Example 4 is shown to Table 13-16.
표 13은, 실시예 4에 있어서의 변배 촬상 렌즈의 각 면 번호에 대응한 각 렌즈, 조리개, 커버 유리의 곡률반경(r:mm)과 간격(d:mm)을 도시하고 있다. Table 13 shows the curvature radius (r: mm) and the spacing (d: mm) of each lens, aperture, and cover glass corresponding to each surface number of the variable speed imaging lens in Example 4.
[표 13]TABLE 13
(실시예 4)(Example 4)
표 14는, 실시예 4에 있어서의 비구면을 포함하는 제 2 렌즈군(120), 및 제 3 렌즈군(130)의 소정면의 비구면 계수를 도시한다. 표 14에 있어서, K는 원추 정수를, A는 4차의 비구면 계수를, B는 6차의 비구면 계수를, C는 8차의 비구면 계수를, D는 10차의 비구면 계수를 각각 나타내고 있다.Table 14 shows the aspherical surface coefficients of the predetermined surface of the
[표 14]TABLE 14
비구면 계수(실시예 4)Aspheric coefficient (Example 4)
표 15는, 변배에 따라 간격이 변화되는 면 2, 9, 11, 13의 광각단, 망원단에 있어서의 가변 간격의 수치, 조리개 직경, 초점 거리, 및 F넘버(Fno)의 수치를 도시하고 있다.Table 15 shows the numerical values of the variable intervals, the aperture diameter, the focal length, and the F number (Fno) of the wide-angle ends of the
[표 15]TABLE 15
가변 간격(실시예 4)Variable spacing (Example 4)
표 16은, 수학식 1 내지 수학식 5의 각 수치를 도시하고 있다. 실시예 4에 있어서는, 수학식 1의 (y'/L)은 0.178(0.17<0.178<0.23), 수학식 2의 (f1/fw)는 2.358(2.0<2.358<3.0), 수학식 3의 (f2/fw)는 0.791(0.74<0.791<0.86), 수학식 4의 (f3/fw)는 1.058(1.0<1.058<1.42), 수학식 5의 (tanω×fst/Lst)는 0.341(0.341<0.35)이다.Table 16 has shown each numerical value of Formula (1)-(5). In Example 4, (y '/ L) of
[표 16]TABLE 16
각 수학식의 값(실시예 4)Value of each equation (Example 4)
도 9는, 실시예 4에 있어서, 광각단에 있어서의 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 도시하는 수차도이며, 도 10은, 실시예 4에 있어서, 망원단에 있어서의 구면수차, 비점수차 및 왜곡수차를 도시하는 수차도이다. 도 9 및 도 10의 (A)가 구면수차, (B)가 비점수차, (C)가 왜곡수차를 각각 나타내고 있다. 도 9 및 도 10의 (B)중, 실선은 메리디오날상면에 있어서의 d선의 값, 파선은 사지탈상면에 있어서의 d선에서의 값을 나타내고 있다. FIG. 9 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion aberration at the wide-angle end in Example 4, and FIG. 10 is spherical aberration and astigmatism at the telephoto end in Example 4; And aberration diagram showing distortion aberration. 9A and 10A show spherical aberration, (B) astigmatism, and (C) distortion distortion. In FIG.9 and FIG.10 (B), the solid line has shown the value of the d line in a meridional upper surface, and the broken line has shown the value in the d line in a sagittal phase surface.
도 9 및 도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 4에 따르면, 광각단으로부터 망원단까지의 촛점 위치 거리에 있어서, 구면, 비점, 왜곡의 여러 가지 수차가 양호하게 보정되어, 결상 성능이 뛰어난 변배 촬상 렌즈를 얻을 수 있다. As can be seen from FIG. 9 and FIG. 10, according to the fourth embodiment, various aberrations of spherical surface, boiling point, and distortion are well corrected at the focal position distance from the wide-angle end to the telephoto end, and excellent in imaging performance. A variable imaging lens can be obtained.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 촬상 광학계가 3군 구성의 변배 렌즈가 되고 있어, 제 1 렌즈군(110)을 1매 구성, 제 2 렌즈군(120)을 3매 구성, 제 3 렌즈군(130)을 1매 구성으로 하고, 또한 제 2 렌즈군(120)을 3매 모두 플라스틱화하고 있기 때문에, 광학계의 전체 길이를 짧게 할 수 있고, 이것에 의해 직경 최대 렌즈가 되는 제 1 렌즈군(110)에 있어서의 렌즈의 직경도 소형화할 수 있으며, 또 비용 절감도 도모할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the imaging optical system is a variable-length lens having a three-group configuration, and the
변배에 대해서는, 제 1 렌즈군(110)을 고정 혹은 변동시키는 것도 가능해서, 사용 목적에 따라 대응할 수 있다.With respect to the shift, the
수차보정에 있어서, 각 렌즈군의 파워 배치를 최적화함으로써 조밀화를 달성하고, 또 제 2 렌즈군(120)과 제 3 렌즈군(130)에 비구면을 적당히 배치함으로써, 조밀화를 더욱 실현할 수 있다. 이것들의 조건을 최적화함으로써, 조밀한 변배 렌즈에도 불구하고 고성능이면서도 왜곡을 더욱 작게 할 수 있는 이점이 있다. In aberration correction, densification can be achieved by optimizing the power arrangement of each lens group, and further densification can be achieved by appropriately arranging aspherical surfaces in the
또한, 본 실시형태에 있어서, 핀트 조정은 제 3 렌즈군(130)으로 행하고 있어, 무한대로부터 가장 근접한 곳에 걸쳐서 촬상면으로 이동하기 위해서, 망원단에서의 제 2 렌즈군(120)과 제 3 렌즈군(130)간의 거리를 좁힐 수 있다. 이로써, 변배 광학계의 조밀화가 가능해지고, 또한 같은 크기라면, 무리가 없는 파워 배치가 가능해져고, 고성능화 및 편심 감도 저하를 실현할 수 있다. In addition, in this embodiment, the focus adjustment is performed by the
또, 플라스틱제의 제 2 렌즈군(120)중 3매는, 정의 메니스커스 렌즈, 부의 메니스커스 렌즈, 정의 양면 볼록 렌즈 구성으로 되어 있기 때문에, 정의 메니스커스 렌즈에서 구면수차보정을 양호하게 행할 수 있고, 부의 메니스커스 렌즈에 있어서, 정 렌즈에서 발생하는 상면 만곡의 보정 과잉을 억제할 수 있고, 이것과 병행되어서 코마수차 발생을 억제할 수 있다. 이로써, 성능 밸런스를 잡는 것이 가능해져서, 변배에 따른 수차변동을 억제하고, 고성능이면서 변배가 가능하게 되는 이점이 있다.In addition, since three pieces of the
또, 각 렌즈군의 초점 거리(fl, f2, f3)와 합성 파워가 강하게 되는 광각단의 초점거리(fw)간의 관계에 있어서, 각 렌즈군의 파워 밸런스를 잡는 것에 의해, 고성능이고 조밀한 변배 렌즈를 실현하는 것이 가능해진다.In addition, in the relationship between the focal lengths fl, f2 and f3 of each lens group and the focal length fw of the wide-angle end where the combined power becomes stronger, a high-performance and compact variation is achieved by balancing the power of each lens group. It becomes possible to realize a lens.
촬상 소자(142)에의 입사각도 규제에 관한 사출 동공 위치의 조건을 소망하는 조건으로 규정함으로써, 광화각, 조밀하면서, 사출 동공의 규제 완화를 실행할 수 있게 된다.By regulating the conditions of the exit pupil position with respect to the angle of incidence to the
이어서, 상술한 바와 같이, 부, 정, 부의 렌즈 타입이면서, 사출각을 억제하는 것이 가능하고, 더구나 극히 조밀한 광학계를 실현하는 것이 가능하다고 하는 특징을 갖는 변배 촬상 렌즈를 탑재해서, 소형화를 실현할 수 있고, 더구나 렌즈를 스무스(smooth)하게 이동할 수 있어, 안정한 위치 조정을 실현할 수 있는 변배 촬상 장치로서의 줌 렌즈 유닛의 구체적인 구성예에 대해서, 일부 중복하는 부분도 있지만, 도 11 내지 도 28과 관련해서 상세하게 설명한다.Subsequently, as described above, it is possible to reduce the angle of incidence while being negative, positive, and negative lens types, and furthermore, to mount a variable speed imaging lens having a feature that it is possible to realize an extremely dense optical system, thereby realizing miniaturization. In addition, with respect to a specific configuration example of the zoom lens unit as the variable speed imaging device capable of smoothly moving the lens and realizing a stable position adjustment, there are some overlapping parts. It demonstrates in detail.
도 11은, 본 발명에 따른 변배 촬상 장치로서의 줌 렌즈 유닛의 정면측에서 본 외관 사시도이며, 도 12는, 본 발명에 따른 변배 촬상 장치로서의 줌 렌즈 유닛의 배면측에서 본 일부 생략 외관 사시도이며, 도 13은 본 발명에 따른 변배 촬상 장치로서의 줌 렌즈 유닛의 정면도이며, 도 14는 본 발명에 따른 변배 촬상 장치로서의 줌 렌즈 유닛의 평면도이다. Fig. 11 is an external perspective view seen from the front side of the zoom lens unit as the variable speed imaging device according to the present invention, and Fig. 12 is a partially omitted external perspective view seen from the back side of the zoom lens unit as the variable speed imaging device according to the present invention. Fig. 13 is a front view of a zoom lens unit as the variable speed imaging device according to the present invention, and Fig. 14 is a plan view of the zoom lens unit as the variable speed imaging device according to the present invention.
본 줌 렌즈 유닛(200)은, 도면에 도시하는 바와 같이, 렌즈, 가이드축, 캠 장치 등의 주요 구성부를 수용하는 고정 프레임체(211)와, 제 1 렌즈군(2121), 제 2 렌즈군(2122) 및 제 3 렌즈(2123)의 3군 구성을 갖고, 고정 프레임체(211)에 제 1 렌즈군(2121)이 고정되며, 고정 프레임체(211) 내에 제 2 및 제 3 렌즈군(2122, 2123)이 광축상을 이동 가능하게 배치되는 촬상 광학계(212)와, 촬상 광학계(212)의 제 2 렌즈군(2122) 및 제 3 렌즈군(2123)을 광축에 평행한 방향으로 안내하는 제 1 가이드축(2131) 및 제 2 가이드축(2132)을 갖는 가이드부(213)와, 촬상 광학계(212)에 대하여 고정 프레임체(211) 내에 있어서 병렬로 배치된 캠 장치(214)와, CCD나 CMOS 센서로 이루어진 촬상 소자(2151)가 촬상 광학계(212)의 일부로서의 광 축을 포함하도록 배치된 기대(215)를 갖는다. As shown in the drawing, the
줌 렌즈 유닛(200)에 있어서, 촬상 광학계(212)가 도 1의 촬상 광학계(100)에 해당하고, 제 1 렌즈군(2121)이 도 1의 제 1 렌즈군(110)에 해당하며, 제 2 렌즈군(2122)이 도 1의 제 2 렌즈군(120)에 해당하고, 제 3 렌즈군(2123)이 도 1의 제 3 렌즈군(130)에 해당하며, 촬상 소자(2151)가 도 1의 촬상부(12)에 있어서의 촬상 소자(142)에 해당한다. 또한, 가이드부(213), 캠 장치(214), 도시하지 않는 모터 등에 의해 변배 촬상 장치의 구동 장치가 구성된다. In the
또한, 도 11 및 도 12에 있어서, 촬상 광학계(212)의 광축은, 도 11 중에 설정한 직교 좌표계의 Z축 방향이 되도록 구성되어, 나중에 상술하는 바와 같이, 제 2 렌즈군(2122) 및 제 3 렌즈군(2123)이 캠 장치(214)의 회전에 따라 광축 방향으로 이동(진퇴)된다. In addition, in FIG. 11 and FIG. 12, the optical axis of the imaging
고정 프레임체(211)는, 예를 들면 도 11 및 도 12 중에 있어서, 전면측, 배면측 및 하면측이 개구하고 있고, 좌우 양측부의 하면측이 기대(215)에 대하여 부착된다. 그리고, 가이드부(213)의 제 1 가이드축(2131) 및 제 2 가이드축(2132)의 일단부가 대략 180°로 대향하는 위치에 축받이되어 있다. For example, in the fixed
고정 프레임체(211)의 상면부(上面部)(211a)의 도 11, 13중 좌측은, 촬상 광학계(12)의 제 1 렌즈군(2121)을 고정하기 위해서 광축 방향에 연통하는 단면이 원형인 개구부(2111a)가 형성된 제 1 렌즈군 고정 프레임(2111)으로서 기능한다. 11 and 13 of the
또한, 제 1 렌즈군 고정 프레임(2111)에 병렬로, 캠 장치(214)의 회전체의 회전축의 베어링부나, 회전체에 도시하지 않는 모터의 회전 구동력을 소정의 감속 비로써 전달하는 치차의 윤열(輪列) 등이 배치되는 캠 구동부 수납부(2112)가 일체적으로 형성되어 있다. In addition, parallel to the first lens
도 15는 도 14의 A-A선 화살표 방향에 있어서의 단면도이며, 도 16은 도 14의 B-B선 화살표 방향에 있어서의 단면도이다. FIG. 15 is a cross-sectional view in the direction of the arrow A-A of FIG. 14, and FIG. 16 is a cross-sectional view in the direction of the arrow B-B of FIG. 14.
이하에, 상기 도 11 내지 도 14에 덧붙여, 도 15 및 도 16과 관련하여, 본 실시형태에 따른 촬상 광학계(212)의 구체적인 구성예에 대해서 설명한다. Below, with reference to FIGS. 11-14, the specific structural example of the imaging
본 실시형태에 따른 촬상 광학계(212)는, 도 15 및 도 16에 도시하는 바와 같이, 물체측 OBJS로부터 순차로 배치된, 부의 굴절력을 갖는 1매 구성으로 이루어진 제 1 렌즈군(2121), 정 및 부의 굴절력을 갖는 3매 구성으로 이루어지고 전체로서 정의 굴절력을 갖는 제 2 렌즈군(2122), 부의 굴절력을 갖는 1매 구성의 제 3 렌즈군(2123), 기대측에 설치된 촬상부(2124), 및 제 2 렌즈군(2122)의 물체측[제 1 렌즈군(2121)측]에 배치된 조리개부(2125)로 구성되어 있다. 15 and 16, the imaging
이 촬상 광학계(212)에 있어서 변배를 실행할 때에는, 제 1 렌즈군(2121), 제 2 렌즈군(2122) 및 제 3 렌즈군(2123) 중, 제 2 렌즈군(2122)과 제 3 렌즈군(2123)이 광축 상을 캠 장치(214)의 회전에 따라 이동한다. When performing the shift in the imaging
이와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 촬상 광학계(212)가, 물체측 OBJS로부터 순차로 배치한 제 1 렌즈군(2121)이 1매 구성, 제 2 렌즈군(2122)이 3매 구성, 제 3 렌즈군(2123)이 1매 구성의 합계 5매의 렌즈로 구성되어 있다. Thus, in this embodiment, the
제 1 렌즈군(2121)은, 예를 들면 제 1 면에 물체측을 볼록면으로 한 부의 굴절력을 갖는 메니스커스 렌즈(21211)로 구성된다. The
이렇게, 제 1 렌즈군(2121)을 부의 굴절력을 갖는 메니스커스 렌즈(21211)로 구성함으로써, 왜곡을 쉽게 억제할 수 있다. Thus, by configuring the
제 2 렌즈군(2122)은, 유일한 정의 굴절력을 갖는 군이 되기 때문에, 여러 가지수차 보정을 실행하기 위해서 3매 구성을 채용하고 있다. 게다가, 이 제 2 렌즈군(2122)로서 유리 렌즈를 사용하면, 작기 때문에 통상의 렌즈보다 고가가 된다. 그 때문에, 본 실시형태에 있어서는, 비용 저감을 달성하기 위해서, 제 2 렌즈군(2122)을 구성하는 3매의 렌즈를 플라스틱제 렌즈로 구성하고 있다. Since the
제 2 렌즈군(2122)을 구성하는 3매의 플라스틱제 렌즈는, 예를 들면, 제 1 렌즈군(2121)측(물체측)로부터, 정의 메니스커스 렌즈(21221), 부의 메니스커스 렌즈(21222), 및 정의 양면 볼록 렌즈(21223)로 구성된다. The three plastic lenses constituting the
정의 메니스커스 렌즈(21221)은 구면수차보정을 양호하게 행하고, 3매의 중앙에 위치하는 렌즈를 부의 메니스커스 렌즈(21222)로 함으로써, 정 렌즈에서 발생하는 상면(象面) 만곡의 보정 과잉을 억제하면서, 코마수차 발생을 억제하는 것으로, 성능 밸런스를 잡고 있어, 이것들에 의해 변배에 따르는 수차 변동을 억제하고, 고성능으로서 변배를 가능하게 하고 있다. The positive meniscus lens 221221 corrects spherical aberration well and corrects image curvature occurring in the positive lens by making the lens positioned at the center of the three sheets the
제 3 렌즈군(2123)은, 1매 구성이기 때문에, 여기에서 여러 가지 수차의 보정이 필요하게 되어, 구면수차, 코마수차, 비점수차, 왜곡 보정을 실행하고, 또 광각단에 있어서의 사출각의 보정을 위해서도 필요하다.Since the
제 3 렌즈군(2123)은, 예를 들면 상면측을 오목으로 한 부의 렌즈(21231)로 구성된다. The
본 실시형태에 있어서, 핀트 조정(촛점 조정)은 제 3 렌즈군(2123)에서 행하고 있어, 무한으로부터 가장 근접한 곳에 걸쳐서 촬상면측으로 이동한다. In this embodiment, focus adjustment (focus adjustment) is performed by the
제 3 렌즈군(2123)이 정 렌즈인 경우는 물체측으로 이동하기 위해서, 특히 망원단에서의 제 2 렌즈군(2122)과 제 3 렌즈군(2123)간의 거리를 확보할 필요가 있다. When the
본 실시형태에 있어서는, 상(象)면측으로 이동하기 위해서, 망원단에서의 제 2 렌즈군(2122)과 제 3 렌즈군(2123)간의 거리를 좁힐 수 있다. In this embodiment, in order to move to the image surface side, the distance between the
이것은, 변배 광학계의 조밀화를 가능하게 하는 요인의 하나이며, 또한 같은 크기라면, 무리가 없는 파워 배치가 가능해지고, 고성능화 및 편심 감도의 저하를 가능하게 하고 있다. This is one of the factors enabling densification of the variable speed optical system, and if it is the same size, power arrangement without difficulty is possible, and high performance and eccentricity sensitivity are made possible.
기대(215)측에 설치된 촬상부(2124)는, 제 3 렌즈군(2123)측으로부터, 유리제의 평행 평면판(커버 유리)(2152)과, 예를 들면 CCD 혹은 CMOS 센서 등으로 이루어진 촬상 소자(2151)가 순차로 배치되어 있다. 유리제의 평행 평면판(커버 유리)(2152)이 도 1의 촬상부(140)의 커버 유리(141)에 해당한다. The
촬상 광학계(212)를 개재하여 피사체(물체)로부터의 광이, 촬상 소자(2151)의 촬상면(2151a) 위로 결상된다. Light from an object (object) is imaged onto the
이상의 제 1 렌즈군(2121), 제 2 렌즈군(2122), 및 제 3 렌즈군(2123)을 갖는 촬상 광학계는, 광학계 전체가 부, 정, 부의 렌즈 구성으로 되어 있기 때문에, 텔레포토 작용을 갖게 하기 위해서 전길이 단축이 가능하다. The imaging optical system including the
이상과 같은 구성을 갖는 본 실시형태에 따른 촬상 광학계(212)는, 휴대전 화기 등에 탑재 가능하도록 조밀화를 실현하고 있다. The imaging
그리고, 상술한 바와 같이 촬상 광학계(212)의 제 1 렌즈군(2121)은 제 1 렌즈 고정 프레임(2111)에 고정되고, 또한 제 2 렌즈군(2122)은 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)에 수용 고정되며, 제 3 렌즈군(2123)은 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)에 수용 고정된다. As described above, the
제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)가, 제 1 가이드축(2131)과 제 2 가이드축(2132)을 따라 광축 방향으로 안내되도록 구성되어 있다. The first
다음에, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)의 구성, 및 제 1 가이드축(2131)과 제 2 가이드축(2132), 캠 장치(214)간의 배치 및 결합 관계에 대해서 설명한다. Next, the configuration of the first
도 17은 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217), 및 제 1 가이드축(2131)과 제 2 가이드축(2132), 캠 장치(214)간의 배치 및 결합 관계를 정면측에서 도시하는 사시도이며, 도 18은, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217), 및 제 1 가이드축(2131)과 제 2 가이드축(2132), 캠 장치(214)간의 배치 및 결합 관계를 배면측에서 도시하는 사시도이며, 도 19는, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217), 및 제 1 가이드축(2131)과 제 2 가이드축(2132), 캠 장치(214)와의 배치 및 결합 관계를 상면측에서 도시하는 사시도이다. 17 shows the arrangement and coupling relationship between the first
또한, 본 실시형태에 있어서는, 제 1 가이드축(2131)은 캠 장치(214)의 근방에서 약간 정면측에 위치하도록 고정 프레임체(211)에 축받이되고, 제 2 가이드축(2132)은, 제 1 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(216, 217)를 사이에 두고 대략 180°로 대향하며, 약간 배면측에 위치하도록 고정 프레임체(211)에 축받이되어 있다. In addition, in this embodiment, the
제 1 렌즈 이동 프레임체(216)는, 3매의 렌즈로 이루어지는 제 2 렌즈군(2122)을 수용 고정하는 관계로부터 플라스틱 등에 의해 일체적으로 형성된, 제 1 렌즈군(2121)측의 제 1 프레임체(2161)와 제 3 렌즈군(2123)측의 제 2 프레임체(2162)의 2단 구성으로 되어 있다. The first lens moving
제 1 렌즈 이동 프레임체(216)는, 제 1 프레임체(2161)의 배면측의 측부로부터 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되고, 캠 장치(214)의 제 1 캠부(21421)에 결합하는 판 형상의 제 1 피결합부(2163)가 형성되어 있다. The first lens moving
제 1 렌즈 이동 프레임체(216), 제 1 피결합부(2163)의 전면측에 일체적으로, 제 1 가이드축(2131)을 통과하여 축받이되고, 캠 장치(214)의 회전에 따라 제 1 가이드축(2131)을 따라 안내되는 제 1 피가이드부(2164)가 형성되어 있다. The first lens moving
게다가, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)는, 제 2 프레임체(2162)의 소정의 위치, 구체적으로는 제 1 피결합부(2163)의 형성 위치와 대략 180°로 대향하는 위치에, 제 2 가이드축(2132)에 축의 측부에서 삽입해서, 끼워 넣는 형태로 결합하고, 캠 장치(214)의 회전에 따라 제 2 가이드축(2132)을 따라 안내되는 제 3 피가이드부(2165)가 형성되어 있다. In addition, the first lens moving
제 2 렌즈 이동 프레임체(217)는, 1매의 렌즈로 이루어지는 제 1 렌즈군(2123)을 수용 고정하는 관계로부터 플라스틱 등에 의해 1단 구성으로 형성되어 있다.The second lens moving
제 2 렌즈 이동 프레임체(217)는, 배면측의 측부로부터 광축에 대략 직교하는 방향으로 연장되고, 캠 장치(214)의 제 2 캠부(21422)에 결합하는 판 형상의 제 2 피결합부(2171)가 형성되어 있다. The second lens moving
제 2 렌즈 이동 프레임체(217)는, 제 2 피결합부(2171)의 전면측에 일체적으로, 제 1 가이드축(2131)이 관통하여 축받이되고, 캠 장치(214)의 회전에 따라 제 1 가이드축(2131)을 안내되는 제 2 피가이드부(2172)가 형성되어 있다. The
또한 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)는, 제 1 피결합부(2171)의 형성 위치와 대략 180°로 대향하는 위치에, 제 2 가이드축(2132)에 축의 측부로부터 삽입되어, 끼어 넣는 형태로 결합하고, 캠 장치(214)의 회전에 따라 제 2 가이드축(2132)을 따라 안내되는 제 4 피가이드부(2173)가 형성되어 있다. In addition, the second
그리고, 본 실시형태에 있어서, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)는, 정면측의 제 1 피결합부(2163)와 제 2 피결합부(2171)의 형성 위치와 대략 대향하는 위치에서, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)를 안정적으로 편위시키도록, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217) 사이에 탄성체로서의 코일 스프링(218)이 현가되어 있다. In the present embodiment, the first
또, 본 실시형태에 있어서는, 제 1 가이드축(2131)을 따라 광축 방향으로 안내되는 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)의 제 1 피가이드부(2164) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)의 제 2 피가이드부(2172)의 각각은, 제 1 가이드축(2131)에 의한 지지 점을 복수로 해서 안정적으로 안내되고, 또 경사 편심 등의 발생을 극력 억제하도록 복수의 베어링부가 소정 간격을 두고 형성되어 있다. In addition, in this embodiment, the
구체적으로는, 도 17에 도시하는 바와 같이, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)의 제 1 피가이드부(2164)가, 광축 방향으로 소정 간격을 두고 형성된 제 1 베어링부(21641) 및 제 2 베어링부(21642)를 갖는다. Specifically, as shown in FIG. 17, the
마찬가지로, 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)의 제 2 피가이드부(2172)는, 광축 방향으로 소정 간격을 두고 형성된 제 3 베어링부(21721) 및 제 3 베어링부(21722)를 갖는다. Similarly, the 2nd guided
그리고, 제 1 베어링부(21641), 제 2 베어링부(21642), 제 3 베어링부(21721), 및 제 4 베어링부(21722)는, 제 1 가이드축(2131)에 대하여 소정 간격을 두고 있고, 또 제 1 베어링부(21641), 제 3 베어링부(21721), 제 2 베어링부(21642) 및 제 4 베어링부(21722)의 순서로 삽입되어 있다. The
이와 같이, 제 1 베어링부(21641), 제 2 베어링부(21642), 제 3 베어링부(21721) 및 베어링부(21722)를 제 1 가이드축(2131)에 대해 서로 삽입하는 것에 의해, 소형화를 도모한 경우에도, 제 1 베어링부(21641)와 제 2 베어링부(21642) 사이의 간격, 및 제 3 베어링부(21721)와 제 4 베어링부(21722) 사이의 간격을 충분히 확보할 수 있어, 지지점을 복수로 해서 안정적으로 안내할 수 있고, 또 경사 편심 등의 발생을 극력 억제하는 효과를 충분히 발휘하는 것이 가능해지고 있다. Thus, miniaturization is performed by inserting the
또한, 본 실시형태에 있어서는, 상술한 바와 같이, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217) 사이에 탄성체로서의 코일 스프링(218)을 현가하여, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)를 안정 적으로 편위되도록 구성하는 것에 대응해서, 제 1 피가이드부(2164)의 제 1 베어링부(21641)와 제 2 베어링부(21642)의 형상, 및 제 2 피가이드부(2172)의 제 3 베어링부(21721)와 제 4 베어링부(21722)의 형상이 상이하도록 형성되어 있다. In addition, in this embodiment, as mentioned above, the
즉, 도 20, 도 21 및 도 22에 도시한 바와 같은 구성을 갖는 렌즈 구동계에 있어서, 제 1 피가이드부(2164)의 제 1 베어링부(21641)와 제 2 베어링부(21642)의 형상, 및 제 2 피가이드부(2172)의 제 3 베어링부(21721)와 제 4 베어링부(21722)의 형상은, 예를 들면 도 23(A) 내지 (D)에 도시한 바와 같이 형성된다.That is, in the lens drive system having the configuration as shown in Figs. 20, 21 and 22, the shapes of the
구체적으로는, 동일한 제 1 피가이드부(2164)에 형성되는 제 1 베어링부(21641)와 제 2 베어링부(21642)의 형상은 다음과 같이 형성된다. Specifically, the shapes of the
즉, 도 21의 A점에 관계되는 제 1 베어링부(21641)는, 도 23(A)에 도시한 바와 같이, 대략 부채형상으로 형성되고, 제 1 가이드축(2131)의 외측[캠 장치(214)의 배치측]에 테이퍼 형상의 미끄럼 접촉부(21641a, 21641b)가 형성되며, 제 1 가이드축(2131)의 내측[촬상 광학계(212)의 배치측]에 원호형상부(21641c)가 형성되어 있다. That is, the
이에 비교하여, 도 21의 C점에 관계되는 제 2 베어링부(21642)는, 도 23(C)에 도시하는 바와 같이, 대략 부채형상으로 형성되고, 제 1 가이드축(2131)의 내측[촬상 광학계(212)의 배치측]에 테이퍼 형상의 미끄럼 접촉부(21642a, 21642b)가 형성되며, 제 1 가이드축(2131)의 외측[캠 장치(214)의 배치측]에 원호형상부(21642c)가 형성되어 있다. In comparison, the second bearing portion 221642 corresponding to point C of FIG. 21 is formed in a substantially fan shape, as shown in FIG. 23C, and is located inside (the image of the first guide shaft 2131). Tapered sliding
즉, 제 1 베어링부(21641)와 제 2 베어링부(21642)는 미끄럼 접촉부가 제 1 가이드축(2131)을 사이에 두고 반대측에 위치하는 형상으로 형성되어 있다. That is, the
이로써, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)가 코일 스프링(218)에 의해 편위되어 있어도, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)를 제 1 가이드축(2131)에 대하여 편위 상태를 해제하고, 경사 없이 대략 축을 따라 안정하게 안내시킬 수 있다. Thereby, even if the 1st lens
동일의 제 1의 피결합부(2172)에 형성되는 제 3 베어링부(21721)와 제 4 베어링부(21722)의 형상은 다음과 같이 형성된다. The shape of the 3rd bearing part 21217 and the 4th bearing part 17222 formed in the same 1st to-
즉, 도 21의 B점에 관계되는 제 3 베어링부(21721)는, 도 23(B)에 도시하는 바와 같이, 대략 부채형상으로 형성되고, 제 1 가이드축(2131)의 내측[촬상 광학계(212)의 배치측]에 테이퍼 형상의 미끄럼 접촉부(21721a, 21721b)가 형성되며, 제 1 가이드축(2131)의 외측[캠 장치(214)의 배치측]에 원호형상부(21721c)가 형성되어 있다. That is, the
이에 비교하여, 도 21의 D점에 관계되는 제 4 베어링부(21722)는, 도 23(D)에 도시하는 바와 같이, 대략 부채형상으로 형성되고, 제 1 가이드축(2131)의 외측[캠 장치(214)의 배치측]에 테이퍼 형상의 미끄럼 접촉부(21722a, 21722b)가 형성되며, 제 1 가이드축(2131)의 내측[촬상 광학계(212)의 배치측]에 원호형상부(21722c)가 형성되어 있다.In comparison with this, the fourth bearing part 2722 corresponding to the point D in FIG. 21 is formed in a substantially fan shape, as shown in FIG. 23D, and is formed outside the first guide shaft 2131 (cam). Tapered sliding
즉, 제 3 베어링부(21721)와 제 4 베어링부(21722)는 미끄럼 접촉부가 제 1 가이드축(2131)을 사이에 두고 반대측에 위치하는 형상으로 형성되어 있다. In other words, the
이로써, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)가 코일 스프링(218)에 의해 편위되어 있어도, 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)를 제 1 가이드축(2131)에 대하여 편위 상태를 해제하고, 경사 없이 대략 축을 따라 안정하게 안내시킬 수 있다. Thereby, even if the 1st lens
다음에, 본 실시형태에 있어서의 캠 장치(214)에 대해서 설명한다. Next, the
도 24 및 도 25는, 본 실시형태에 따른 캠 장치가 고정 프레임체에 축받이되어 있는 상태를 도시하는 일부 절결 사시도이고, 도 26은 본 실시형태에 따른 캠 장치의 전체 단면 구조를 일부 절결하여 도시하는 사시도이며, 도 27은 본 실시형태에 따른 캠 장치의 축중심부의 단면도이다.24 and 25 are partially cutaway perspective views showing a state where the cam device according to the present embodiment is supported by the fixed frame body, and FIG. 26 is a partial cutaway view of the entire cross-sectional structure of the cam device according to the present embodiment. 27 is a cross-sectional view of the shaft center portion of the cam device according to the present embodiment.
캠 장치(214)는 도 18 등에 도시한 바와 같이, 제 1 가이드축(2131) 및 제 2 가이드축(2132)과 대략 평행한 회전축(21411)을 중심으로 회전가능한 회전체(2141)와, 회전체(2141)의 외측면을 따라, 회전체(2141)의 회전에 대응하여 회전하도록 형성되고, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)의 제 1 피결합부(2163)가 결합하고, 회전에 대응하여 이 제 1 피결합부(2163)를 안내하는 제 1 캠부(21421)와, 회전체(2141)의 외측면을 따라 회전체(2141)의 회전에 대응하여 회전하도록 형성되고, 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)의 제 2 피결합부(2171)가 결합하고, 회전에 대응하여 제 2 피결합부(2171)를 안내하는 제 2 캠부(21422)를 포함하는 띠형상체(2142)가 형성되어 있다. As shown in FIG. 18, the
띠형상체(2142)는, 촬상 광학계의 광축 방향에 있어서 서로 대향하는 제 1 면(2142a)과 제 2 면(2142b)을 갖고, 제 1 면(2142a)이 제 1 캠부(21421)로서 기능하고, 제 2 면(2142b)이 제 2 캠부(21422)로서 기능한다. The strip 2142 has a
즉, 띠형상체(2142)는, 도 18에 도시하는 바와 같이, 후단부측으로부터 선단부를 향해서 슬로프를 이루고, 나선형상을 이루도록 형성되어 있으며, 선단부측이 제 1 면(2142a), 후단부측이 제 2 면(2142b)을 구성하고 있다. That is, as shown in FIG. 18, the strip | belt-shaped body 2142 forms the slope from the rear end side toward the front-end | tip part, and is formed so that it may become a helical shape, and the front-end | tip side is the
띠형상체(2142)의 폭은, 제 1 렌즈 이동체(216)에 형성된 제 1 피결합부(2163)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)에 형성된 제 2 피결합부(2171)의 광축 방향의 간격과 대략 같아지도록 설정되어 있다. The width of the band-shaped body 2142 is in the optical axis direction of the first to-
이러한 구성을 갖고, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)가 코일 스프링(218)에 의해 편위되어 있기 때문에, 제 1 렌즈 이동체(216)에 형성된 제 1 피결합부(2163)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)에 형성된 제 2 피결합부(2171)가 띠형상체(2142)의 제 1 면(2142a)과 제 2 면(2142b)을 사이에 두도록 하여서, 제 1 면(2142a)과 제 2 면(2142b), 즉 제 1 캠부(21421) 및 제 2 캠부(21422)에 대하여 안정적으로 결합상태를 유지할 수 있다.With this configuration, since the first
따라서, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)에 형성된 제 1 피결합부(2163)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)에 형성된 제 2 피결합부(2171)를, 띠형상체(2142)의 제 1 면(2142a)과 제 2 면(2142b)에 대하여 나사 등에 의해 고정할 필요도 없어져서, 조립 자체도 간단하게 된다. Accordingly, the first to-
슬로프(slope)를 형성하는 띠형상체(2142)의 제 1 면(2142a)과 제 2 면(2142b)은, 제 1 면(2142a)과 제 2 면(2142b)(제 1 캠부 또는 제 2 캠부)이 안내하는 제 1 피결합부(2163) 및 제 2 피결합부(2171)가 형성된 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)에서 각각 수용하는 제 2 렌즈군(2122) 및 제 3 렌즈군(2123)의 기능에 대응한 단계로써 형성되어 있다. The
더구나, 본 캠 장치(214)는, 도 24 및 도 25에 도시하는 바와 같이, 선단부에, 도시하지 않는 모터의 회전력을 받아서 회전하는 치차(21412)가 설치된다. In addition, as shown in FIGS. 24 and 25, the
이 치차(21412)는, 예를 들면 도 28에 도시하는 바와 같이, 도시하지 않은 모터의 회전 구동력을 소정의 감속비로써 전달하는 치차의 윤열(219)과 맞물려 있다. For example, as shown in FIG. 28, this gear 4212 is engaged with the
그리고, 캠 장치(214)에 있어서는, 구동 대상인 제 1 렌즈 이동 프레임체(216) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)의 위치 정밀도를 확보하기 위해서, 도 26 내지 도 27에 도시하는 바와 같이, 회전체(2141)의 회전축(21411)의 선단부(21411a) 및 후단부(21411b)가, 각각 선단부 베어링부(2143) 및 후단부 베어링부(2144)에 의해 축받이되어 있고, 또 선단부(21411a)가 가압 수단으로서의 코일 스프링(2145)에 의해서 소정의 가압력으로 선단부 베어링부(2143)를 향해 가압 편위된다. And in the
본 실시형태에 있어서는, 회전축(21411)의 선단부(21411a) 및 후단부(21411b)가, 선단부 베어링부(2143) 및 후단부 베어링부(2144)에 대하여 대략 점접촉되도록 형성되어 있다.In the present embodiment, the front end portion 4211a and the rear end portion 221411b of the rotation shaft 4214 are formed so as to be in point contact with the front
구체적으로는, 회전축(21411)의 중심부에 있어서, 가압 수단으로서의 편위용 코일 스프링(2145)이 일단부가 회전축(21411)의 선단부(21411a)측의 내벽에 접촉하고, 코일 스프링(2145)과 후단부 베어링부(2144)의 사이에는, 후단부 베어링부(2144)에서 대략 점접촉하는 중간체(2146)가 배치되어 있다. Specifically, in the center of the rotation shaft 221411, the biasing
중간체(2146)는 적어도 후단부 베어링부(2144)와 접촉하는 쪽이, 대략 구면형상을 갖고, 점접촉을 실현하도록 구성된다. 본 실시형태에서는, 중간체(2146)로서 구형상체를 이용하고 있다. The
이러한 구성을 갖는 캠 장치(214)는, 도시하지 않는 모터에 의해 회전체(2141)가 회전 구동되고, 제 1 피결합부(2163) 및 제 2 피결합부(2171)가 띠형상체(2142)의 제 1 면(2142a) 및 제 2 면(2142b)을 따라 안정적으로 안내된다. In the
이 경우, 회전체(2141)는 회전축(21411)의 선단부(21411a)가, 가압 수단으로서의 코일 스프링(2145)에 의해서 소정의 가압력으로 선단부 베어링부(2143)를 향해 가압 편위되기 때문에, 구동 대상인 제 1 렌즈 이동 프레임체(216) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)의 위치 정밀도를 높게 유지하는 것이 가능해서, 정밀도가 높은 렌즈 구동을 실현하고 있다. In this case, the
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 줌 렌즈 유닛(200)에 따르면, 촬상 광학계(212)가 3군 구성의 변배 렌즈가 되고, 제 1 렌즈군(2121)을 1매 구성, 제 2 렌즈군(2122)을 3매 구성, 제 3 렌즈군(2123)을 1매 구성으로 하고, 또 제 2 렌즈군(2122)을 3매 모두 플라스틱화하고 있기 때문에, 광학계의 전체 길이를 짧게 할 수 있으며, 이것에 의해 직경 최대 렌즈가 되는 제 1 렌즈군(2121)에 있어서의 렌즈의 직경도 소형화할 수 있고, 또 비용 저감을 도모할 수 있다. As described above, according to the
수차보정에 있어서, 각 렌즈군의 파워 배치를 최적화함으로써 조밀화를 달성하고 있고, 또한 제 2 렌즈군(2122)과 제 3 렌즈군(2123)에 비구면을 적당히 배치 함으로써 조밀화를 더욱 실현할 수 있다. 이들 조건을 최적화함으로써, 조밀한 변배 렌즈에 상관없이 고성능으로 왜곡을 더욱 작게 할 수 있다는 이점이 있다. In aberration correction, densification is achieved by optimizing the power arrangement of each lens group, and further densification can be achieved by appropriately arranging aspherical surfaces in the
또한, 본 실시형태에 있어서, 핀트 조정은 제 3 렌즈군(2123)에서 행하고 있어, 무한대로부터 가장 근접한 곳에 걸쳐서 촬상면측으로 이동하기 위해서, 망원단에서의 제 2 렌즈군(2122)과 제 3 렌즈군(2123)의 거리를 좁힐 수 있다. 이로써, 변배 광학계의 조밀화가 가능해지고, 또한 동일한 크기라면, 무리가 없는 파워 배치가 가능해져서, 고성능화 및 편심 감도 저하를 실현할 수 있다. In addition, in this embodiment, the focus adjustment is performed in the
또, 플라스틱제의 제 2 렌즈군(2122)의 3매는, 정의 메니스커스 렌즈, 부의 메니스커스 렌즈, 정의 양면 볼록 렌즈 구성으로 되어 있기 때문에, 정의 메니스커스 렌즈에서 구면수차보정을 양호하게 실행할 수 있고, 부의 메니스커스 렌즈에 있어서, 정 렌즈에서 발생하는 상면 만곡의 보정 과잉을 억제할 수 있고, 이것과 병행해서 코마수차 발생을 억제할 수 있다. 이로써, 성능 밸런스를 잡는 것이 가능해지므로, 변배에 따르는 수차 변동을 억제해서, 고성능이며 변배가 가능해지는 이점이 있다.In addition, since the three pieces of the
또한 각 렌즈군의 초점 거리(f1, f2, f3)와 합성 파워가 강해지도록 광각단의 초점 거리(fw)와의 관계에 있어서, 각 렌즈군의 파워 밸런스를 확보하는 것에 의해, 고성능이면서 조밀한 변배 렌즈를 실현하는 것이 가능해진다. In addition, in the relation between the focal lengths f1, f2, f3 of each lens group and the focal length fw of the wide-angle end so that the combined power becomes stronger, the power balance of each lens group is secured, thereby achieving high performance and compact variation. It becomes possible to realize a lens.
촬상 소자(2151)로의 입사각도 규제에 대한 사출 동공 위치의 조건을 소망의 조건으로 규제하는 것에 의해, 광화각, 조밀하면서, 사출 동공의 규제 완화를 행하는 것이 가능해진다.By regulating the condition of the exit pupil position with respect to the angle of incidence into the
게다가, 이와 같이 소형화(조밀화)를 실현할 수 있는 촬상 광학계(212)를 탑재하는 줌 렌즈(200)에 있어서는 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)가, 정면측의 대략 제 1 피결합부(2163)와 제 2 피결합부(2171)의 형성 위치와 대향하는 위치에서, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)를 안정적으로 편위시키도록 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217) 사이에 탄성체로서의 코일 스프링(318)이 현가되어 있고, 또 제 1 가이드축(2131)을 따라 광축 방향으로 안내되는 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)의 제 1 피가이드부(2164) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)의 제 2 피가이드부(2172)의 각각에는, 복수의 베어링부가 소정 간격을 두고 형성되어 있기 때문에, 제 1 가이드축(2131)에 의한 지지점을 복수로 해서 안정적으로 안내되고, 또 경사 편심 등의 발생을 극력 억제하도록 제 1 가이드축(2131)에 대하여, 각기 소정 간격을 두고, 또 제 1 베어링부(21641), 제 3 베어링부(21721), 제 2 베어링부(21642), 및 제 4 베어링부(21722)의 순서로 삽입하고 있기 때문에, 제 1 베어링부(21641)와 제 2 베어링부(21642) 사이의 간격, 및 제 3 베어링부(21721)와 제 4 베어링부(21722) 사이의 간격을 충분히 확보할 수 있으며, 지지점을 복수로 해서 안정적으로 안내되고, 또 경사 편심 등의 발생을 극력 억제할 수 있다는 효과를 충분히 발휘하는 것이 가능하다.In addition, in the
또한, 본 실시형태에 있어서는, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217) 사이에 탄성체로서의 코일 스프링(218)을 현가하여, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)를 안정적으로 편위시키도록 구성하는 것에 대응해서, 제 1 피가이드부(2164)의 제 1 베어링부(21641)와 제 2 베어링부(21642)의 형상, 및 제 2 피가이드부(2172)의 제 3 베어링부(21721)와 제 4 베어링부(21722)의 형상이 상이하도록 형성되어 있다. In addition, in this embodiment, the
이로써, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216)와 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)가 코일 스프링(218)에 의해 편위되어 있어도, 제 1 렌즈 이동 프레임체(216) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)를 제 1 가이드축(2131)에 대하여 편위 상태를 해제하고, 경사 없이 대략 축을 따라 안정적으로 안내되는 것이 가능하다.Thereby, even if the 1st lens
이러한 구성을 갖는 캠 장치(214)는, 도시하지 않는 모터에 의해 회전체(2141)가 회전 구동되어, 제 1 피결합부(2163) 및 제 2 피결합부(2171)가 띠형상체(2142)의 제 1 면(2142a) 및 제 2 면(2142b)을 따라 안정적으로 안내되어, 회전체(2141)는, 회전축(21411)이 선단부(21411a)가, 가압 수단으로서의 코일 스프링(2145)에 의해서 소정의 가압력으로 선단부 베어링부(2143)를 향해 가압 편위되기 때문에, 구동 대상인 제 1 렌즈 이동 프레임체(216) 및 제 2 렌즈 이동 프레임체(217)의 위치 정밀도를 높게 유지하는 것이 가능해서, 정밀도가 높은 렌즈 구동을 실현할 수 있는 이점이 있다.In the
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 소형화를 실현할 수 있음은 물론이고, 편심 오차나 경사 오차가 생기기 어려워서, 렌즈를 스무스하게 이동시킬 수 있으며, 안정한 위치조정을 실현할 수 있는 줌 렌즈 유닛을 제공할 수 있다. As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a zoom lens unit capable of realizing miniaturization, hardly causing an eccentricity error or an inclination error, to smoothly move the lens, and to realize stable positioning. have.
본 발명에 따르면, 정보단말기, 휴대전화기 등에 탑재 가능한 조밀한 변배 촬상 렌즈를 실현할 수 있다. According to the present invention, a compact variable speed imaging lens that can be mounted on an information terminal, a mobile phone, or the like can be realized.
또한, 디지탈 스틸 카메라에의 응용도 가능해서, 초박형의 변배 렌즈를 탑재한 카메라를 실현할 수 있고, 응용범위가 넓은 변배 촬상 렌즈를 실현할 수 있는 이점이 있다. In addition, the present invention can also be applied to a digital still camera, so that a camera equipped with an ultra-thin variable displacement lens can be realized, and a variable imaging lens having a wide application range can be realized.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |