KR100968986B1

KR100968986B1 - 광학 유닛 및 촬상 장치

Info

Publication number: KR100968986B1
Application number: KR1020030074492A
Authority: KR
Inventors: 마끼이다쯔오
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2003-10-24
Publication date: 2010-07-09
Also published as: US7477310B2; JP2004145133A; US20040135916A1; JP4269640B2; KR20040036647A

Abstract

광학 유닛은 소위 나이트 샷 기능 및 나이트 프레이밍 기능을 보장하고, 적외선 차단 필터 및 필터를 내외로 이동시키기 위한 구동 기구를 사용하지 않으면서 광학 배럴 및 침동식 렌즈의 두께 및 치수의 상당한 감소를 달성하도록 제공된다. 고정 링, 후방 배럴 및 고정 링의 후방부에 배치된 고체 화상 센서를 포함하는 광학 유닛에는 투과될 적외선 전자기파의 양을 조정하기 위해 고체 화상 센서의 광축 상의 전방 측부에 위치되는 액정 패널 또는 일렉트로크로믹 장치가 제공된다.

침동식 렌즈, 적외선 차단 필터, 적외선 투과량 조정 수단, 나이트 샷 기능, 나이트 프레이밍 기능

Description

광학 유닛 및 촬상 장치{OPTICAL UNIT AND IMAGING APPARATUS}

도1의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 침동식(collapsible) 렌즈를 도시하며, 도1의 (a)는 렌즈가 사용되지 않을 때 렌즈가 저장되는 포개진 상태를 도시하는 단면도이고, 도1의 (b)는 렌즈의 와이드 상태(즉, 광각 상태)를 도시하는 단면도이고, 도1의 (c)는 그의 원격 상태(망원 상태)를 도시한 단면도이다.

도2의 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 침동식 렌즈의 포개진 상태와 관련 기술의 침동식 렌즈의 포개진 상태를 비교하여 도시하며, 도2의 (a)는 관련 기술의 침동식 렌즈를 도시하는 단면도이고, 도2의 (b)는 본 발명에 따른 침동식 렌즈를 도시하는 단면도이다.

도3a 내지 도3c는 본 발명에 따른 고정 배럴식 렌즈의 줌잉(zooming) 동작 및 초점 조정 동작을 도시한다. 도3a는 그의 정상 상태를 도시하는 설명도이고, 도3b는 그의 와이드 측부(즉, 광각 측부)를 도시하는 설명도이고, 도3c는 그의 원격 측부(즉, 망원 측부)를 도시하는 설명도이다.

도4는 본 발명에 따른 고정 배럴식 렌즈의 실시예를 도시하는 사시도이다.

도5는 광학 유닛이 포개진 상태인 디지털 스틸 카메라의 외관을 도시하는 사시도이다.

도6은 광학 유닛이 와이드 상태 또는 원격 상태로 신장된 디지털 스틸 카메 라의 외관을 도시하는 사시도이다.

도7a 내지 도7c는 광학 유닛의 외관을 도시하며, 도7a는 그의 포개진 상태를 도시하는 사시도이고, 도7b는 그의 와이드 상태를 도시하는 사시도이고, 도7c는 원격 상태를 도시하는 사시도이다.

도8의 (a) 내지 (c)는 야간 촬영 기능을 갖지 않는 관련 기술의 침동식 렌즈를 도시하며, 도8의 (a)는 그의 포개진 상태를 도시하는 단면도이고, 도8의 (b)는 그의 와이드 상태를 도시하는 단면도이고, 도8의 (c)는 원격 상태를 도시하는 단면도이다.

도9는 도8의 (a) 내지 (c)에 도시된 침동식 렌즈를 도시하는 분해 사시도이다.

도10의 (a) 내지 (c)는 관련 기술에 따른 야간 촬영 기능을 갖는 침동식 렌즈를 도시하며, 도10의 (a)는 그의 포개진 상태를 도시하는 단면도이고, 도10의 (b)는 그의 와이드 상태를 도시하는 단면도이고, 도10의 (c)는 원격 상태를 도시하는 단면도이다.

도11a 및 도11b는 야간 촬영 기능을 갖고 도10의 (a) 내지 (c)에 도시된 침동식 렌즈의 광축 상에 적외선 차단 필터를 위치시키고 광축으로부터 적외선 차단 필터를 후퇴시키는 동작을 도시하며, 도11a는 적외선 차단 필터가 그의 광축 상에 위치되는 상태를 도시하는 단면도이고, 도11b는 적외선 차단 필터가 그의 광축의 외부로 이동되는 상태를 도시하는 단면도이다.

도12는 도10의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 야간 촬영 기능을 갖는 침 동식 렌즈의 적외선 차단 필터를 후퇴시키기 위한 후퇴 수단을 도시하는, 전방측으로부터 취해진 분해 사시도이다.

도13은 도10의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 야간 촬영 기능을 갖는 침동식 렌즈의 적외선 차단 필터를 후퇴시키기 위한 후퇴 수단을 도시하는, 후방측으로부터 취해진 분해 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 제1 군 렌즈 프레임

13 : 제2 군 렌즈 프레임

18 : 제3 군 렌즈 프레임

15 : 고정 링

16 : 직선 안내 링

94 : 촬상 렌즈부

95 : 제1 고정 렌즈 군

96 : 줌 렌즈 군

97 : 제2 고정 렌즈 군

100 : 적외선 투과량 조정 수단

101 : 광학 저역 통과 필터

102 : 고체 화상 센서

본 발명은 광축 상에 배치된 촬상 수단 및 광학 배럴을 갖는 광학 유닛과, 고정 배럴, 고정 배럴에 대해 광축을 따라 이동할 수 있는 적어도 하나의 렌즈 배럴 및 광축 상에 배치된 촬상 수단을 갖는 침동식 광학 유닛과, 광학 유닛, 각각 이러한 광학 유닛을 갖는 디지털 스틸 카메라 및 디지털 비디오 카메라 등과 같은 촬상 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 (이후에 설명될) 소위 "나이트 샷 촬영" 및 (이후에 설명될) 소위 "나이트 프레이밍 촬영"과 같은 적외선 차단 필터를 사용하지 않으면서 야간 촬영을 수행하도록 구성되는, 광학 유닛 및 광학 유닛을 갖는 촬상 장치에 관한 것이다.

최근에, 디지털 스틸 카메라 및 디지털 비디오 카메라와 같은 촬상 장치는 휴대성 및 사용성의 개선이 요구되어 왔다. 따라서, 전체 장치의 소형화가 추구되었다. 또한, 광학 시스템 렌즈 배럴 및 촬상 장치에 사용되는 렌즈의 소형화가 추진되었다. 또한, 화질의 개선과 카메라에 의해 취해진 화상의 픽셀 수의 증가 또한 매우 강하게 요구되었다. 광학 시스템의 구성 부재로서 기능을 하는 렌즈가 확대될 때에도, 구동 기구를 소형화하여 광학 시스템 렌즈 배럴을 소형화하는 것이 요구되었다.

또한, 휴대성을 개선시키는 관점에서, 디지털 스틸 카메라 및 디지털 비디오 카메라와 같은 촬상 장치에 사용되는 소위 침동식 렌즈의 크기 및 두께를 감소시키는 것이 요구되었다. 디지털 스틸 카메라 또는 디지털 비디오 카메라와 같은 촬상 장치에서, CCD 화상 센서 또는 CMOS 화상 센서와 같은 고체 화상 센서는 광학 배럴 에 의해 형성된 물체의 화상 광을 수용하고, 수용된 화상 광을 전자 사진으로 변환시킴으로서 물체의 화상 광을 전자 신호의 형태로 출력하여 물체의 화상 광에 상응하는 신호를 발생시킨다.

또한, CCD 화상 센서 및 CMOS 화상 센서와 같은 고체 화상 센서는 기하학적으로 분리된 샘플링을 수행한다. 따라서, 사이클이 화상 센서 픽셀의 주기적인 배열의 피치보다 더욱 미세한 기하학적 패턴(예컨대, 헤어 패턴, 줄무늬 패턴 및 타일 패턴과 같은)이 카메라에 의해 취해질 때, 잘못된 컬러 신호 또는 물결무늬가 발생된다. 따라서, 관련 기술의 화상 센서는 화상에 대해 부적합한 느낌이 발생된다는 결점이 있다. 일반적으로, 블러링(blurring)은 불필요한 고주파 성분을 제거시키기 위해 광학 저역 통과 필터(lowpass filter)에 의해 화상에 적용된다. 회절 현상, 복굴절 및 광학 저역 통과 필터에 의해 일어나는 구면 수차를 사용하는 다양한 "블러링" 수단이 제안되어 실행되고 있다.

일반적으로, CCD 화상 센서 및 CMOS 화상 센서와 같은 고체 화상 센서는 가시 영역뿐만 아니라 적외선 영역에서도 높은 감도를 갖는다. 따라서, 불필요한 적외선 주파수가 차단되지 않는 경우에, 올바른 컬러의 재현이 달성될 수 없다. 적외선 차단 필터는 불필요한 적외선 주파수를 차단하는데 사용된다. 적외선 차단 필터는 오렌지부터 레드까지의 컬러 영역에서 완만한 흡수 곡선을 제공하기 때문에 적외선 차단 필터는 적외선 방사를 차단하는 역할 뿐만 아니라 긴 파장 영역에서 컬러 재현을 조정하는 역할도 한다. 적외선 차단 필터는 유리 또는 플라스틱 재료를 사용하는 흡수 형태 뿐만 아니라 적외선 방사를 반사시켜 투과된 광의 일부를 차단하는 형태도 포함한다.

디지털 스틸 카메라 및 디지털 비디오 카메라와 같은 통상적인 촬상 장치는 전술된 바와 같이 높은 컬러 재현성을 수행하도록 적외선 차단 필터를 사용한다(일본 특허 출원 공개 제4-33481호의 제2면 및 도1 참조). 적외선 차단 필터는 광 경로 상에 배치되거나 그로부터 분리될 수 있다. 디지털 스틸 카메라 및 디지털 비디오 카메라와 같은 일반적인 촬상 장치에 의해서는 화상이 잡히지 않는 완전히 어두운 환경에서도 포토플래시와 같은 플래시 장치 및 조명 시스템과 같은 발광 장치를 사용하지 않고 적외선 램프를 사용함으로써(즉, 나이트 샷 기능을 수행함으로써) 적외선 광으로 물체를 조사하여 화상을 취할 수 있다.

최근에, 본 출원의 출원인은 렌즈의 광축 상에 적외선 차단 필터를 위치시켜 그로부터 적외선 차단 필터를 재처리함으로써 나이트 샷 기능(즉, 적외선 촬영 기능) 뿐만 아니라 어두운 장소에서의 프레이밍과 자연 색조에서의 화상 기록의 두 가지 동작을 모두 수행하도록 처리하는 기능(즉, "나이트 프레이밍" 기능)을 개발하였다. 이러한 기능은 광축 외부의 적외선 차단 필터를 후퇴시킴으로써 자연 색조가 재현된 화상 촬영을 수행하는 것이다.

도5는 예컨대, 디지털 스틸 카메라가 사용되지 않을 때 렌즈가 저장된 상태에 놓인, 즉 포개진 상태인 침동식 렌즈를 갖는 디지털 스틸 카메라의 외형을 도시하는 사시도이다. 도6은 렌즈 배럴이 신장된 사용 상태의 카메라를 도시한다.

도7a 내지 도7c 및 도8의 (a) 내지 (c)는 관련 기술의 침동식 렌즈를 도시한다. 즉, 도7a 내지 도7c는 침동식 렌즈의 광학 유닛의 외관을 도시한다. 도7a는 광학 유닛의 포개진 상태를 도시하는 사시도이다. 도7b는 광학 유닛의 와이드(wide) 상태를 도시하는 사시도이다. 도7c는 광학 유닛의 원격 상태를 도시하는 사시도이다. 도8의 (a)는 카메라가 사용되지 않을 때의 렌즈 수용 위치를 도시하는 단면도이다. 도8의 (b)는 광학 유닛의 와이드 위치[즉, 광각 위치]를 도시하는 단면도이다. 도8의 (c)는 광학 유닛의 원격 위치(즉, 망원 위치)를 도시하는 단면도이다. 도9는 침동식 렌즈를 도시하는 분해 사시도이다.

우선, 디지털 스틸 카메라의 주 기능이 도5 및 도6을 참조하여 설명된다. 도면 부호 1은 디지털 스틸 카메라의 카메라 본체부를 나타낸다. 도면 부호 2는 침동식 촬상 렌즈부를 나타낸다. 도5에 도시된 포개진 상태에서, 촬상 렌즈부(2)의 전방 렌즈면은 차단부(3)에 의해 보호된다. 파인더 렌즈(finder lens; 4), 플래시 램프(5) 및 촬상될 물체까지의 거리를 감지하는 자동 초점 보조등 수용부(6)는 카메라 본체부(1)의 전방면측에 배치된다. 도면 부호 7은 파인더 창을 나타내고, 도면 부호 8은 셔터 버튼을 나타내며, 도면 부호 9는 모드 변환 다이얼을 나타낸다.

다음에, 도7a 내지 도7c 및 도8의 (a) 내지 (c)를 참조하여 침동식 광학 유닛으로서 기능을 하는 촬상 렌즈부(2)의 상세한 구성이 이하에 설명된다. 본 명세서에서 설명하는 침동식 광학 유닛은 야간 촬영을 수행할 수 없는(즉, 나이트 샷 기능을 가지지 않은) 형태이다.

도면 부호 10은 복수개의 렌즈(11)를 보유하는 제1 군 렌즈 프레임을 나타낸다. 제1 군 렌즈 프레임(10)은 캠 링(12)의 제1 캠 홈(12a)에 끼워 맞춰지는 복수 개의 캠 핀(10a)을 갖는다. 제1 군 렌즈 프레임(10)은, 예컨대 유리 섬유를 함유한 블랙 폴리카보네이트 수지로 형성되어 충분한 강도 및 빛 차단성을 갖는다.

도면 부호 13은 복수개의 렌즈(13a)를 보유하는 제2 군 렌즈 프레임을 나타낸다. 제2 군 렌즈 프레임(13)은 캠 링(12)의 제2 캠 홈(12b)에 끼워 맞춰지는 복수개의 캠 핀(13b)을 갖는다. 제2 군 렌즈 프레임(13)은, 예컨대 유리 섬유를 함유한 블랙 폴리카보네이트 수지로 형성되어 충분한 강도 및 빛 차단성을 갖는다. 아이리스(iris) 셔터 기구가 제2 군 렌즈 프레임(13)에 제공될 수 있다.

캠 링(12)은 기어 유닛(14)의 기어(14a)가 고정 링(15)의 내경부 내의 이러한 캠 링 및 캠 홈(15a)에 끼워 맞춰지는 복수개의 캠 핀(12d)을 회전 구동시킬 수 있도록 기어부(12c)를 갖는다. 캠 링(12)은, 예컨대 유리 섬유를 함유한 블랙 폴리카보네이트 수지로 형성되어 충분한 강도 및 빛 차단성을 갖는다. 제1 캠 홈(12a) 및 제2 캠 홈(12b) 각각은 제1 군 렌즈 프레임(10)과 제2 군 렌즈 프레임(13)을 제1 캠 홈(12a) 및 제2 캠 홈(12b)의 소정의 만곡부를 따라 광축(L)의 방향으로 이동시킴으로서 줌잉 동작을 수행하도록 형성된다.

도면 부호 16은 캠 링(12)과 일체가 되도록 하는 방식으로 광축(L) 방향으로 고정 링(15)의 내부로 이동하도록 구성된 부재인 직선 안내 링(16)을 나타낸다. 이러한 직선 안내 링(16)은 광축 방향으로 제1 군 렌즈 프레임(10)을 안내하는 복수개의 안내 홈(16a)을 갖고, 또한, 광축 방향으로 제2 군 렌즈 프레임(13)을 안내하는 복수개의 안내 홈(16b)을 갖는다. 이러한 직선 안내 링(16)은, 예컨대, 유리 섬유를 함유한 블랙 폴리카보네이트 수지로 형성되어 충분한 강도 및 빛 차단성을 갖는다.

고정 링(15)은 후방 배럴(17)에 고정되는 부재이다. 이러한 고정 링(15)은, 예컨대 유리 섬유를 함유한 블랙 폴리카보네이트 수지로 형성되어 충분한 강도 및 빛 차단성을 갖는다.

도면 부호 18은 렌즈(19)를 보유하는 제3 군 렌즈 프레임을 나타낸다. 제3 군 렌즈 프레임(18)은, 예컨대 유리 섬유를 함유한 블랙 폴리카보네이트 수지로 형성되어 충분한 강도 및 빛 차단성을 갖는다. 제3 군 렌즈 프레임(18)은 후방 배럴(17)에 대해 광축 방향으로 이동할 수 있도록 하는 방식으로 보유되고, 스텝 모터와 같은 (도시되지 않은) 동력원에 의해 광축 방향으로 약간 변위된다.

고정 링(15), 차단부 구동 기구(20) 및 기어 유닛(14)은 후방 배럴(17)에 고정된다. 광학 저역 통과 필터 또는 적외선 차단 필터를 포함하는 광학 필터(22)는 제3 군 렌즈 프레임(18)과 대면하고 밀봉 고무(23)에 의해 탄성적으로 가압되는 방식으로 위치되어 후방 배럴(17)에 고정된다. CCD 화상 센서 또는 CMOS 화상 센서와 같은 고체 화상 센서(24)는 광학 필터(22) 배후의 후방 배럴(17)에 위치된다.

차단부 구동 기구(20)는 촬상 렌즈부(2)가 침동됨과 동시에 차단부(3)를 폐쇄하도록 구동시키는 돌출 부재이다. 기어 유닛(14)은 기어부(12c)와 맞물린 기어(14a)를 통해 캠 링(12)을 회전 구동시킨다. 기어비는 포개진 상태로부터 와이드 상태를 거쳐 원격 상태까지의 범위 또는 원격 상태로부터 와이드 상태를 거쳐 포개진 상태까지의 범위에서 충분한 구동력을 얻을 수 있도록 결정된다.

다음으로, 촬상 렌즈부(2)의 동작이 이후에 설명될 것이다.

도8의 (a)에 도시된 포개진 상태로부터 도8의 (b)에 도시된 와이드 상태로 수행되는 동작에서, 캠 링(12)의 기어부(12c)와 맞물리는 기어 유닛(14)의 기어(14a)는 DC 모터와 같은 구동원에 의해 구동된다. 따라서, 캠 핀(12d)은 고정 링(15)의 캠 홈(15a)을 따라 회전하는 동안에 광축(L)을 따라 물체를 향해 이동한다. 이 때, 직선 안내 링(16)은 화살표 A로 나타낸 바와 같이 캠 링(12)과 일체가 되도록 하는 방식으로 이동한다.

이와 동시에, 제1 군 렌즈 프레임(10)은 화살표 B로 나타낸 바와 같이, 캠 링(12)의 캠 홈(12a)과 직선 안내 링(16)의 안내 홈(16a) 모두를 따라 이동한다. 이와 동시에, 제2 군 렌즈 프레임(13)의 캠 핀(13b)은 화살표 C로 나타낸 바와 같이, 캠 링(12)의 캠 홈(12b)과 직선 안내 링(16)의 안내 홈(16b) 모두를 따라 이동한다. 전술한 동작은 제1 군 렌즈 프레임(10) 및 제2 군 렌즈 프레임(13) 각각이 광학적 와이드 위치에 있게 된다.

동작이 와이드 위치와 도8의 (c)의 원격 위치 사이에서 수행되더라도, 캠 링(12)은 기어 유닛(14)에 의해 구동된다. 이러한 범위에서, 캠 핀(12d)은 캠 링(12)이 광축 방향으로 이동하지 않도록 고정 링(15)의 대체로 수평한 캠 홈(15b) 내에서 이동한다. 따라서, 직선 안내 링(16)은 화살표 D로 나타낸 바와 같이 광축 방향으로 이동하지 않는다. 이 때, 제1 군 렌즈 프레임(10)의 캠 핀(10a)은 화살표 E로 나타낸 바와 같이, 캠 링(12)의 캠 홈(12a)과 직선형 안내 홈(16)의 안내 홈(16a) 모두를 따라 이동한다.

동시에, 제2 군 렌즈 프레임(13)은 화살표 F로 나타낸 바와 같이, 캠 링(12) 의 캠 홈(12b)과 직선 안내 링(16)의 안내 홈(16b) 모두를 따라 이동한다. 전술된 동작으로 인해 제1 군 렌즈 프레임(10) 및 제2 렌즈 군(13)이 광학적 와이드 위치에서 광학 원격 위치로 이동하게 된다. 따라서, 줌잉 동작이 수행된다. 또한, 원격 위치에서 와이드 위치로, 그리고 와이드 위치에서 포개진 위치로 수행되는 동작은 기어 유닛(14)의 기어(14a)를 역 회전 구동시킴으로써 수행되어 캠 링(12)을 반대 방향으로 회전시킨다.

또한, 제1 군 렌즈 프레임(10) 및 제2 군 렌즈 프레임(13)이 줌잉 동작을 수행할 때, 제3 군 렌즈 프레임(18)은 예컨대 (도시되지 않은) 스텝 모터를 포함할 수 있는 다른 구동원에 의해 광축 방향으로 매우 약간 변위된다. 따라서, 초점 조정 동작이 수행된다.

이러한 구성의 관련 기술의 침동식 렌즈의 포개진 상태에서, 광학 저역 통과 필터 또는 적외선 차단 필터와 같은 광학 필터 자체의 두께 및 광학 필터 삽입/고정부의 두께는 제3 군 렌즈 프레임(18)이 CCD 화상 센서 또는 CMOS 화상 센서와 같은 고체 화상 센서(24)의 방향으로 이동할 수 있는 범위로 한정된다. 고체 화상 센서(24)의 방향으로 제3 군 렌즈 프레임(18)과 제2 군 렌즈 프레임(13) 사이, 그리고 제2 군 렌즈 프레임(13)과 제1 군 렌즈 프레임(10) 사이의 최소 거리는 일정한 한계가 있다.

제3 군 렌즈 프레임(18)이 렌즈 프레임(18)이 후방 배럴과 접촉하는 장소(즉, 광학 필터 삽입/고정부)로 이동되더라도, 제3 군 렌즈 프레임(18)은 렌즈 프레임(18)이 제2 군 렌즈 프레임(13)과 접촉하도록 제2 군 렌즈 프레임(13)에 근접하 게 이동하고, 제2 군 렌즈 프레임(13)이 렌즈 프레임(13)이 렌즈 프레임(10)에 접촉하도록 제1 군 렌즈 프레임(10)에 근접하게 이동하여, 촬상 렌즈부(2; 즉, 침동식 렌즈)의 배럴의 전체 길이가 일정한 한계로 감소될 것이다.

적외선 차단 필터 및 광학 저역 통과 필터는 함께 접착되어 후방 배럴(17)에 고정된 광학 필터(22)로서 사용된다. 따라서, 적외선 차단 필터가 광축 상에 위치되고 광축 외부로 후퇴되는 것이 불가능하다. 따라서, 야간 촬영은 당해 분야의 침동식 렌즈를 사용해서는 달성될 수 없다.

다음에, 야간 촬영을 수행할 수 있는 유형(즉 , 나이트 샷 기능을 갖는 유형)의 관련 기술의 침동식 광학 유닛으로서 기능을 하는 촬상 렌즈부(2)의 상세한 구성이 도10의 (a), (b) 및 (c), 도11a, 도11b, 도12 및 도13을 참조하여 설명된다. 이러한 야간 촬영을 위한 기법, 즉 야간 촬영은 적외선 차단 필터를 광축 상에 위치시켜 광축으로부터 적외선 차단 필터를 후퇴시킴으로써 가능하다. 전체 광학 유닛의 구성은 야간 촬영을 수행할 수 없는 (즉, 나이트 샷 기능이 없는) 유형의 전술된 침동식 광학 유닛의 구성과 유사하다. 따라서, 전술된 침동식 광학 유닛의 구성 요소와 동일한 구성 요소는 전술된 침동식 광학 유닛의 구성 요소를 나타내는 데 사용된 동일한 도면 부호로 나타낸다. 따라서, 그러한 구성 요소의 설명은 본 명세서에서 제외된다.

도12 및 도13에 도시된 바와 같이, 후방 배럴(17A)에는 고정 링(15)에 대향하는 측면 표면의 대체로 중심부 상에 제공된 대체로 직사각형인 케이싱(71)이 제공된다. 광학 필터(91; 이러한 관련 기술의 촬상 렌즈부에서의 적외선 차단 필터) 를 위치시키기 위한 필터 수용부(72)는 이러한 케이싱(71)의 광축 방향으로 적절한 위치에 제공된다. CCD 화상 센서 또는 CMOS 화상 센서와 같은 후방 배럴(17A)에 의해 보유된 고체 화상 센서(24)를 향해 물체로부터 온 입사광을 통과시키기 위한 개구부(73)는 이러한 필터 수용부(72)에 대응하는 케이싱(71)의 전방면부에 제공된다.

필터 수용부(72)에 수용된 광학 필터의 실용예이고 광축(L)에 수직한 방향으로 적외선 차단 필터(91)를 후퇴시키기 위한 후퇴 슬롯(74)은 케이싱(71)의 상부면에 제공된다. 적외선 차단 필터(91)가 원동력을 받아서 이동될 때 적외선 차단 필터(91)를 광축에 수직한 방향으로 적절히 안내하기 위해 쌍을 이룬 안내부(75, 75)는 이러한 직사각형 슬롯(74)의 양 측면 상에 각각 제공된다.

적외선 차단 필터(91)를 이동시키는 데 사용될 원동력을 발생시키기 위한 원동력원(76)이 부착되는 원동력원 부착부(77)는 후방 배럴(17A)의 일측면부의 경사진 상부에 제공된다. 예컨대, 스텝 모터가 원동력원(76)에 제공될 수 있다. 원동력원(76)을 원동력원 부착부(77)에 부착하기 위한 플랜지부(76b)는 회전 샤프트(76a)가 돌출하는 측면에 제공된다. 원동력원(76)은 부착 나사와 같은 고정 수단을 사용하여 이러한 플랜지부(76b)를 원동력원 부착부(77)에 고정시킴으로써 후방 배럴(17A)에 부착된다. 이 때, 회전 샤프트(76a)는 베어링 구멍(77a)에 삽입된다.

회전 핀(78)은 아암부(78a)를 통해 원동력원(76)의 회전 샤프트(76)에 일체로 제공된다. 이러한 회전 핀(78)은 회전 샤프트(76a)에 평행하도록 하는 방식으 로 소정 거리만큼 회전 샤프트(76a)로부터 변위되도록 아암부(78a)에 의해 구성된다. 기어부(79a)가 제공된 부분의 주연 에지부 상의 팬 기어(79)는 회전 샤프트(76a)의 선단부에 제공된다. 회전 샤프트(76a) 및 회전 핀(78)이 삽입되는 결합 구멍(79b)은 팬 기어(79)의 중심부에 제공된다. 회전 샤프트(76a) 및 회전 핀(78)은 결합 구멍(79b) 내에 동시에 삽입된다. 따라서, 팬 기어(79)는 회전 샤프트(76a)의 회전에 의해 일체로 회전 구동된다.

플랜지부(76b)에 제공된 피봇 샤프트(76c) 상에 회전 가능하게 지지된 피니언 기어(80)는 팬 기어(79)의 기어부(79a)와 맞물린다. 아암부(80a)는 피니언 기어(80)의 외주연부 상에 제공된다. 원동력원(76)을 향하여 돌출하는 구동 핀(81)은 이러한 아암부(80a)에 부착된다. 필터 홀더(82)를 이동시키기 위한 원동력 전달 기구(83)는 원동력원(76), 회전 핀(78), 팬 기어(79), 피니언 기어(80) 및 구동 핀(81)과 같은 구성 요소로 구성된다.

팬 기어(79)와 같은 이들 구성 요소는 후방 배럴(17A)과 원동력원(76) 사이에 배치되고, 소정의 성능을 얻을 수 있도록 하는 방식으로 위치되어 구동된다. 또한, 원동력 전달 기구(83)는 전술된 기어 열로 한정되지 않는다. 예컨대, 원동력을 전달할 수 있는 캠 기구, 링크 기구 및 다양한 기구가 원동력원 전달 기구로 사용될 수 있다.

필터 홀더(82)는 적외선 차단 필터(91)를 보유하고 적외선 차단 필터(91)를 광축에 수직한 방향으로 이동시키도록 구성된다. 필터 홀더(82)에는 적외선 차단 필터(91)가 부착되도록 개방되고 U자형인 보유부(82a)가 제공한다. 개구부를 폐쇄 시키고 부착 밴드(84)를 포획하기 위한 돌출부(82b)는 이러한 보유부(82a)의 양측 개방측 외표면 모두에 각각 제공된다. 구동 핀(81)이 활주식으로 결합되는 긴 구멍(82c)은 필터 홀더(82)의 보유부(82a)에 대향하는 측면에 제공된다.

광축(L)에 수직한 방향으로 이동될 때 케이싱(71)의 안내부(75)에 의해 안내되는 안내 리지(82d)는 필터 홀더(82)의 보유부(82a)의 개방 측면과 대향하는 측면에 제공된다. 이러한 필터 홀더(82)는, 예컨대 유리 섬유를 함유하는 폴리카보네이트 수지로 형성될 수 있어서, 충분한 강도 및 빛 차단성을 갖는다.

부착 밴드(84)는 고무형 탄성 본체와 같은 탄성 부재로 형성되고, 각각 돌출부(82b)와 결합되는 한 쌍의 결합 구멍(84a)을 구비한다. 적외선 차단 필터(91)의 미끌어짐을 방지하기 위해 부착 밴드(84)에 부착될 때 적외선 차단 필터(91)를 탄성적으로 가압하는 가압부(84b)는 이러한 부착 밴드(84)에 제공된다. 이러한 부착 밴드(84)는 개방측에 부착되고, 적외선 차단 필터(91)는 보유부(82a)에 부착된다. 따라서, 적외선 차단 필터(91)는 소정 장소에 위치되어 필터 홀더(82)에 의해 보유된다.

적외선 차단 필터(91)를 보유하는 방법은 부착 밴드(84)를 사용하여 수행되는 스냅 끼워 맞춤 방식으로 한정되지 않는다. 접착제를 사용하는 열 코킹 방식 및 접착 방식과 같은 다양한 다른 방법이 적외선 차단 필터(91)를 보유하는 방법으로 채용될 수 있다.

적외선 차단 필터(91)는 필터 홀더(82)에 의해 보유되고 광축(L)에 수직한 방향으로 이동된다. 따라서, 적외선 차단 필터(91)는 이전의 관련 기술의 경우와 는 다르게 광학 저역 통과 필터(85) 이외의 독립된 부재로서 최근의 관련 기술의 렌즈로 형성된다.

광학 저역 통과 필터(85)는 적외선 촬영과 같은 야간 촬영이 수행될 때에도 촬상 장치에 의해 화상 기록을 위해 요구된다. 따라서, 최근의 관련 기술의 렌즈에서 광학 저역 통과 필터(85)는 후방 배럴(17A)의 중심 구멍에 부착된 고체 화상 센서(24)의 광축 방향으로 전방측에 배치되고, 소정의 장소에 고정되어 위치 설정된다.

광축 상에 위치된 장소와 광축 외부에 위치된 다른 장소 사이에 적외선 차단 필터(91)를 이동시키기 위한 이동 기구는 원동력 전달 기구(83) 및 필터 홀더(82)로 구성된다. 광축 상에 위치된 소정의 장소로부터 광축 외부에 위치된 소정의 장소를 향해 광축에 수직한 직선 방향으로 적외선 차단 필터(91) 후퇴시키기 위한 후퇴 수단(88)은 이동 기구(86) 및 케이싱(71)을 포함한다.

후퇴 수단(88)의 동작이 이하에 간단히 설명된다. 우선, 적외선 차단 필터(91)가 광축 상에 위치된 소정의 장소로부터 광축 외부에 위치된 소정의 장소로 이동되는 경우에 수행되는 후퇴 동작이 설명된다. 구동원(76)이 우선 구동되어서, 회전 샤프트(76a) 및 회전 핀(78)이 소정의 회전 방향으로 회전된다. 따라서, 회전 샤프트(76a)와 일체로 되도록 하는 방식으로 형성된 팬 기어(79)는 동일한 방향으로 동일한 양만큼 회전된다. 팬 기어(79)의 회전은 기어부(79a)가 맞물리는 피니언 기어(80)가 기어부(79a)의 톱니와 맞물리는 톱니의 수와 상응하는 양만큼 반대로 회전하게 한다.

그 후에, 구동 핀(81)이 피봇 샤프트(76c)를 중심으로 회전한다. 구동 핀(81)이 긴 구멍(82c)을 따라 이동하는 동안, 필터 홀더(82)는 필터 홀더(82)가 필터 수용부(72) 외부로 인출되는 방향으로 이동된다. 따라서, 필터 홀더(82)는 안내부(75)에 의해 안내되어 광축 방향에 수직한 방향으로 이동한다. 그 결과, 필터 홀더(82)에 의해 보유되는 적외선 차단 필터(91)는 광축 상에 위치된 소정의 장소로부터 광축 외부에 위치된 소정의 장소로 광축에 수직한 직선 방향으로 이동된다.

반면, 적외선 차단 필터(91)가 광축 외부에 위치된 소정의 장소로부터 광축 상에 위치된 소정의 장소로 이동하는 경우에, 후퇴 수단(88)은 전술된 후퇴 동작과 동일한 반대 동작을 수행한다. 따라서, 적외선 차단 필터(91)는 광축 상에 위치된 소정의 장소로 이동될 수 있다.

고정 링(15)의 후방 단부 부분은 적외선 차단 필터(91)가 부착된 후방 배럴(17A)의 전방면에 대해 인접하도록 제조되어, 부착 나사와 같은 고정 수단을 사용하여 고정 링(15)이 후방 배럴(17A)과 일체가 되도록 고정된다. 각각의 부착 나사가 관통하는 (도시되지 않은) 복수개의 나사 수용부는 고정 링(15)의 후방 단부 부분에 제공된다. 또한, 나사 수용부와 동일한 개수의 (도시되지 않은) 오목부가 각각 이러한 나사 수용부에 상응하는 방식으로 후방 배럴(17A)에 제공된다. 고정 링(15)은 나사 수용부를 이러한 오목부에 끼워 맞춤으로써 후방 배럴(17A)에 위치 설정된다. 고정 링(15)은 이러한 상태로 나사 결합되어 후방 배럴(17A)에 체결되고 고정되어서, 고정 링(15)과 후방 배럴(17A)은 서로 일체가 된다.

전술된 구성으로, 침동식 렌즈는 나이트 샷 기능 및 나이트 프레이밍 기능을 수행할 수 있다. 즉, 침동식 렌즈가 도10의 (b)에 도시된 와이드 상태와 도10의 (c)에 도시된 원격 상태 사이에서 광학 렌즈로서 사용될 때, 소위 나이트 샷 촬영 및 야간 촬영에 포함되는 나이트 프레이밍 촬영이 적외선 차단 필터(91)를 광축 상에 위치시키고 적외선 차단 필터(91)를 광축 외부로 후퇴시킴으로써 수행될 수 있다.

도11a 및 도11b는 적외선 차단 필터(91)를 광축 상에 위치시키고, 적외선 차단 필터(91)를 광축 외부로 후퇴시키는 동작을 도시한다. 도11a는 적외선 차단 필터(91)가 소정의 장소에 설정된 상태를 도시한다. 도11b는 적외선 차단 필터(91)가 광축 상의 위치로부터 광축 외부의 위치로 완전히 이동된 상태를 도시한다. 이러한 도면에서, 도면 부호 H는 적외선 차단 필터(91)가 이동하는 방향을 나타낸다.

예컨대, 일본 특허 출원 공개 제2000-194046호(제3면 내지 제5면, 및 도1 내지 도4 참조)와 같은, 전술된 침동식 광학 유닛을 갖는 촬상 장치의 예시가 설명된다. 이러한 일본 특허 출원 공개 제2000-194046호는 사용 위치와 수용 위치로 광학 시스템을 이동시킬 수 있는 카메라와 같은 광학 유닛에 관한 발명을 개시한다.

이러한 광학 장치는 광학 시스템을 포함하는 제1 렌즈 유닛, 제1 렌즈 유닛을 구동시키는 제1 모터, 광학 시스템을 포함하는 제1 렌즈 유닛의 후방에 제공된 제2 렌즈 유닛, 제2 렌즈 유닛을 구동시키는 제2 모터, 및 수용 지시에 반응하여 제2 렌즈 유닛을 당기고 제2 렌즈 유닛을 당기는 것이 완료될 때 제1 렌즈 유닛의 당김을 개시하며 제2 렌즈 유닛을 당김으로써 생기는 공간 내로 제1 렌즈 유닛을 당기는 방식으로 제1 및 제2 모터를 제어하는 제어 수단을 포함하는 제1 렌즈 유닛을 갖는다.

액정 패널을 사용하는 촬상 장치는, 예컨대 일본 특허 공개 제4-33481호(제2면 및 도1을 참조)에 개시되어 있다, 이 공인된 공보는 입사광량을 조절하는 기능을 갖는 비디오 카메라와 같은 촬상 장치에 관한 기술을 설명한다.

이 촬상 장치는 화상 센서 상에 화상을 형성하도록 집광하기 위한 렌즈 시스템, 형성된 화상을 나타내는 광을 비디오 신호로 전환하여 비디오 신호를 출력하기 위한 촬상 수단, 휘도를 검출하기 위한 검출 수단, 렌즈 시스템과 촬상 수단 사이에 배치되고 적외선 차단 필터와 적외선 통과 필터를 포함하는 컬러 필터가 제공되고 컬러 필터 각각의 광학 투과를 제어하는 것을 가능하게 하는 액정 패널을 갖는다.

일렉트로크로믹(electrochromic) 장치(이하, "EC 장치"로 언급됨)를 갖는 촬상 장치는 예컨대, 일본 특허 공개 제11-160739호(제2면 및 도1 참조)에 개시되어 있다. 이 일본 특허 공개는 특정 범위의 주파수에서 화상 광을 포획하는 것이 가능한 촬상 장치에 관한 기술을 설명하고 있다.

이러한 촬상 장치는 광 투과 상태에서 주파수 범위가 서로 상이한 광선을 각각 투과시키는 복수개의 EC 장치를 가지며, 또한, 광 투과 상태로 동시에 놓이게 하는 방식으로 복수개의 EC 장치 중 적어도 2개를 제어하기 위한 제어 수단과, 광 투과 상태가 되게 하도록 하는 방식으로 제어된 복수개의 EC 장치 중 적어도 2개 모두에 의해 투과된 광을 수용하기 위한 수광 수단을 가진다.

그러나, 도10의 (a) 내지 도13를 참조하여 설명된 상기 "야간 촬영을 가능하게 하하도록 나이트 샷 기능이 제공되는 침동식 렌즈"는 적외선 차단 필터를 광축 상에 위치시키고 적외선 차단 필터를 광축의 외부로 후퇴시키기 위한 기구를 필요로 한다. 따라서, "야간 촬영을 가능하게 하도록 나이트 샷 기능이 제공되는 침동식 렌즈"는 상기 전술된 기구로 인해 포개진 상태에 있는 렌즈의 전체 길이가 길다는 결점을 갖는다. 따라서, 관련 기술의 "야간 촬영을 가능하게 하도록 나이트 샷 기능이 제공되는 침동식 렌즈"는 렌즈를 소형화하는 데 불리하다.

도3a 내지 도4에 도시된 바와 같이, 관련 기술의 "야간 촬영을 가능하게 하도록 나이트 샷 기능이 제공되는 침동식 렌즈"뿐만 아니라, 관련 기술의 "야간 촬영을 가능하게 하도록 나이트 샷 기능이 제공되는 렌즈"는 적외선 차단 필터를 보유하고 구동하기 위한 안내 부재를 필요로 한다. 더욱이, 이는 "나이트 프레이밍 기능"을 수행하기 위해 적외선 차단 필터를 광축 상에 배치시키고 고속으로 그로부터 적외선 차단 필터를 후퇴시키는 것이 사용자에 있어서 요구된다. 따라서, 이를 위한 전용 액튜에이터가 필요하게 된다. 따라서, 이들 관련 기술의 렌즈는 관련 광학 배럴 또는 관련 기술의 침동식 렌즈의 소형화가 매우 곤란하다는 문제를 가진다.

관련 기술의 침동식 렌즈의 포개진 상태에서, 적외선 차단 필터를 위한 보유 부재 및 적외선 차단 필터를 구동시키기 위한 안내 부재의 두께는 제3 군 렌즈 프레임이 CCD 화상 센서 또는 CMOS 화상 센서와 같은 고체 화상 센서쪽으로 이동할 수 있는 범위가 제한되었다. 제3 군 렌즈 프레임 및 제2 군 렌즈 프레임 사이와 제2 군 렌즈 프레임 및 제1 군 렌즈 프레임 사이의 고체 화상 센서의 방향에 있어서의 최소 거리에 대한 일정한 한계가 있었다. 제3 군 렌즈 프레임이 후방 배럴(즉, 광학-필터 삽입/고정부)과 접촉한 장소로 이동되었을 때, 제3 군 렌즈 프레임이 제2 군 렌즈 프레임과 접촉하도록 제2 군 렌즈 프레임에 근접하게 이동될 때, 그리고 제2 군 렌즈 프레임이 제1 군 렌즈 프레임과 접촉하도록 제1 군 렌즈 프레임에 근접하게 이동될 때 조차에도, 촬상 렌즈부(즉, 침동식 렌즈)의 배럴의 전체 길이는 일정한 한계까지만 감소될 수 있었다.

적외선 차단 필터가 야간 촬영 기능을 수행하기 위해 광축 경로 상에 위치되고 광축 외부로 후퇴될 때, 광로 길이는 변한다. 광로 길이의 변화를 흡수하기 위해, 예컨대 도10의 (a) 내지 도13에 도시된 제3 군 렌즈 프레임인 초점 조정 군 렌즈의 프레임의 이동량은 증가한다. 광학 설계의 단계에서 전체 광학 길이를 큰 값으로 설정하기 위해 충분한 이동량을 보장하는 것이 필요하다. 따라서, 관련 기술의 렌즈는 광학 배럴의 전체 길이 및 침동식 렌즈의 전체 길이가 감소될 수 없는 문제점을 가진다. 초점 조정 군 렌즈의 충분한 이동량을 보장하기 위해, 예컨대 도10의 (a) 내지 도13에 도시된 제3 군 렌즈 프레임인 초점 조정 군 렌즈를 위한 구동 기구의 치수는 큰 값으로 증가된다. 큰 공간은 축의 방향으로 취해진다. 따라서, 관련 기술은 광학 배럴의 치수 및 두께의 감소가 달성될 수 없고 렌즈 저장시 침동식 렌즈의 두께가 감소될 수 없는 문제점을 가진다.

본 발명은 상술된 관련 기술의 결점을 해결하거나 완화하며, 적외선 차단 필 터 또는 적외선 차단 필터를 내외로 이동시키기 위한 구동 기구를 사용하지 않으면서 나이트 샷 기능 및 나이트 프레이밍 기능의 실행을 보장하고 광학 배럴 및 침동식 렌즈의 두께 감소를 또한 달성하는 것을 가능하게 하는, 광학 유닛 및 이를 갖는 촬상 장치를 제공하도록 행해진다.

본 발명의 태양에 따르면, 광학 배럴 및 광학 배럴의 광축 상에 후방 측부에 배치된 촬상 수단을 갖는 광학 유닛이 제공되어 있다. 이 광학 유닛에는 촬상 수단의 광축 상의 전방 측부에 제공되고 투과될 적외선 전자기파(또는 광)의 양을 조정하기 위한 적외선 투과량 조정 수단이 제공된다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 고정 배럴과, 고정 배럴에 대해 광축 방향을 따라 이동하는 것이 가능한 적어도 하나의 렌즈 배럴과, 렌즈 배럴의 광축 상의 후방 측부에 배치된 촬상 수단을 갖는 광학 유닛이 제공된다. 이 광학 유닛에는 촬상 수단의 광축 상의 전방 측부에 제공되고 투과될 적외선 전자기파(또는 광)의 양을 조정하기 위한 적외선 투과량 조정 수단이 제공된다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 광학 유닛을 포함하고 디지털 스틸 카메라 및 디지털 비디오 카메라와 같은 카메라 장치를 포함할 수 있는 촬상 장치가 제공된다. 이 광학 유닛은 광학 배럴과, 광학 배럴의 광축 상의 후방 측부에 배치된 고정 배럴과, 고정 배럴에 대해 광축을 따라 이동 가능한 적어도 하나의 렌즈 배럴과, 렌즈 배럴의 광축 상의 후방 측부에 배치된 촬상 수단과, 촬상 수단의 광축 상의 전방 측부에 제공되고 투과될 적외선 전자기파(또는 광)의 양을 조정하기 위한 적외선 투과량 조정 수단을 포함한다.

전술된 광학 유닛은 적외선 차단 필터와 적외선 차단 필터를 내외로 이동시키기 위한 구동 기구를 사용하지 않으면서 촬상 수단의 광축 상의 전방 측부에서 적외선 전자기파(또는 광)의 양을 조정하는 것이 가능한 적외선 투과량 조정 수단을 제공함으로써 나이트 샷 기능 및 나이트 프레이밍 기능을 보장할 수 있다. 더욱이, 광학 배럴 및 침동식 렌즈의 두께 및 치수의 추가 감소가 가능해진다.

본 발명에 따른 광학 유닛을 갖는 촬상 장치는 그의 최소화를 달성하는 것이 가능한 광학 유닛을 이용할 수 있다. 따라서, 전체 촬상 장치의 치수 및 두께의 감소가 달성될 수 있다.

본 발명의 다른 특성, 목적 및 이점은 동일한 도면 부호가 동일하거나 대응하는 부품을 나타내는 도면을 참조하여 양호한 실시예의 이하 설명으로부터 명백해질 것이다.

이후에, 광학 배럴 및 침동식 렌즈를 갖는 광학 유닛과, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 광학 유닛을 갖는 촬상 장치는 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.

본 발명에서, 적외선 차단 필터는 액정 패널 및 EC 장치로 대체된다. 이후에, 광학 유닛의 구조는 도1의 (a) 내지 (c), 도2의 (a) 및 (b), 도3a 내지 도3c, 및 도4를 참조함으로써 설명된다. 또한, 도8의 (a) 내지 (c), 도10의 (a) 내지 (c), 도11a 및 도11b를 참조하여 설명된 것과 동일한 그의 구성 요소는 도1의 (a) 내지 (c), 도2의 (a) 및 (b), 및 도3a 내지 도3c에서의 동일한 도면 부호로 표시된 다.

도1의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 침동식 렌즈의 단면도이다. 도1의 (a)는 렌즈가 사용되지 않을 때 렌즈가 저장되는 포개진 위치에 있는 그의 상태를 도시한다. 도1의 (b)는 렌즈의 와이드 위치(즉, 광각 위치)에서의 그의 상태를 도시한다. 도1의 (c)는 원격 상태(망원 상태)에서의 그의 상태를 도시한다. 도2의 (a) 및 (b)는 적외선 차단 필터를 내외로 이동시키는 동작을 도시하는 단면도이다. 도3a 내지 도3c는 본 발명에 따른 고정 배럴식 렌즈의 줌잉 동작 및 초점 조정 동작을 도시하는 설명적인 단면도이다. 도4는 본 발명에 따른 고정 배럴식 렌즈의 광학 배럴의 실시예를 도시하는 사시도이다.

전체 침동식 렌즈(즉, 전체 촬상 렌즈부)(90)의 구조는 "야간 촬영을 수행할 수 있는 나이트 샷 기능"을 갖고 도10의 (a) 내지 도10의 (c)를 참조하여 설명된 관련 기술의 침동식 렌즈와 거의 유사하다. 따라서, 전체 렌즈의 구조의 개요는 이하에서 주로 설명되며, 침동식 렌즈(90)와 관련 기술의 침동식 렌즈 사이의 차이는 이하에서 상세하게 설명된다.

도1의 (a) 내지 (c)에서, 도면 부호 10은 복수개의 렌즈(11)를 보유하기 위한 제1 군 렌즈 프레임을 나타낸다. 도면 부호 12는 광축 방향으로 이동시킬 수 있도록 하는 방식으로 제1 군 렌즈 프레임(10)을 보유하기 위한 캠 링을 나타낸다. 도면 부호 13은 복수개의 렌즈(13a)를 보유하기 위한 제2 군 렌즈 프레임을 나타낸다. 도면 부호 16은 광축 방향으로 이동시킬 수 있도록 하는 방식으로 제2 군 렌즈 프레임(13)을 보유하기 위한 직선 안내 링을 나타낸다. 도면 부호 15는 광축 방향으로 이동시킬 수 있도록 하는 방식으로 캠 링(12)을 보유하기 위한 고정 링을 나타낸다. 고정 링(15)은 후방 배럴(17)의 전면 상에 일체로 고정된다.

또한, 복수개의 렌즈(11)를 보유하기 위한 제1 군 렌즈 프레임(10) 및 복수개의 렌즈(13a)를 보유하기 위한 제2 군 렌즈 프레임(13)의 줌잉 동작 및 줌잉 동작의 역 동등물인 소위 와이드 동작은 도10의 (a) 내지 도10의 (c)를 참조하여 설명된 것과 유사하다. 또한, 렌즈 프레임(10, 11)의 줌잉 동작은 도1의 (a)에 도시된 포개진 위치로부터 도1의 (b)에 도시된 와이드 위치로 그리고 도1의 (b)의 와이드 위치로부터 도1의 (c)에 도시된 원격 위치로 렌즈 프레임을 이동시키도록 하는 방식으로 렌즈 프레임(10, 11)을 회전-구동시키는 캠 링(12)에 의해 발생된다.

도3a 내지 도3c는 도4에서 도시된 바와 같은 고정 배럴인 촬상 렌즈부(94)에 부착되는 렌즈 군을 도시한다. 촬상 렌즈부(94)는, 촬상될 물체에 대향하여, 제1 고정 렌즈 군(95), 줌 렌즈 군(96), 제2 고정 렌즈 군(97), 아이리스 유닛(98), 초점 조정 렌즈 군(99), 적외선 투과량 조정 수단(100), 광학 저역 통과 필터(101), 및 고체 화상 센서(102)를 갖도록 구성된다.

제1 고정 렌즈 군(95)은 광축(L) 상의 선단부에 고정된다. 제2 고정 렌즈 군(97)은 사이의 소정 공간을 남겨둠으로써 렌즈 군(95)의 후방에 위치된다. 제2 고정 렌즈 군(97)은 촬상 렌즈부(94)에 고정된다. 광축 방향으로 이동할 수 있도록 하는 방식으로 촬상 렌즈부(94)에 의해 지지되는 줌 렌즈 군(96)은 제1 고정 렌즈 군(95)과 제2 고정 렌즈 군(97)과의 사이에 위치된다. 줌잉 동작은 이러한 줌 렌즈 군(96)을 이동시킴으로써 수행된다. 줌 렌즈 군(96)이 제1 고정 렌즈 군(95) 에 근접하게 되도록 할 때, 렌즈 군은 원격 측(즉, 망원 측)으로 된다. 줌 렌즈 군(96)이 제2 고정 렌즈 군(97)에 근접하게 되도록 할 때, 렌즈 군은 와이드 측(즉, 광각 측)으로 된다.

아이리스 유닛(98)은 촬상 렌즈부(94)의 광축(L) 상을 통과하는 광량을 조정하며, 광축(L) 상에 위치된 셔터부(98a)와, 이 셔터부(98a)를 개폐 동작을 수행하게 하기 위한 구동 모터(103)를 갖도록 구성된다. 아이리스 유닛(98)의 셔터부(98a)는 제2 고정 렌즈 군(97)의 후방에 위치된다. 초점 조정 렌즈 군(99)은 셔터부(98a)의 후방에 위치된다. 적외선 투과량 조정 수단(100), 광학 저역 통과 필터(101), 고체 화상 센서(102)는 전방측으로부터 순서대로 초점 조정 렌즈 군(99)의 후방에 위치된다. 초점 조정 렌즈 군(99)을 광축(L) 방향으로 이동시킴으로써 초점 조정 동작이 수행된다.

예컨대, 적외선 투과량 조정 수단(100)은 액정 패널 또는 EC 소자를 포함할 수 있다. 액정 패널은 적외선과 같은 전자기파(또는 광)의 투과량을 조정하는 것이 가능하다. 이 액정 패널의 사용은 야간 촬영 조건으로부터 대낮 촬영 조건까지의 넓은 촬영 조건 하에서 자동 노출 제어를 용이하게 한다. EC 장치는 일렉트로크로믹 현상(이후, "EC 현상"으로 언급됨)을 이용하여 광의 투과를 제어한다. 일정한 물질의 광투과율 및 물질을 투과하는 광의 파장은, 전기적으로 이온 전도체가 산화환원 반응이 행해지도록 하여 물질의 광학 흡수 스펙트럼을 변화시킴으로써 전기적으로 제어될 수 있다.

액정 패널 또는 EC 장치는 적외선 투과량 조정 수단(100)으로서 이용된다. 전원이 온일 때, 적외선 광은 차단되거나 흡수된다. 전원이 오프일 때, 적외선 광은 투과된다. 따라서, 광축 상의 적외선 차단 필터를 위치시키고 그로부터 적외선 차단 필터를 후퇴시킴으로써 얻어지는 것과 유사한 이점이 적외선 차단 필터를 사용하지 않으면서 달성될 수 있다. 물론, 반대로, 적외선 투과량 조정 수단(100)은 전원이 오프일 때 적외선 광이 투과되며, 전원이 온일 때 적외선 광이 차단되거나 흡수되도록 구성될 수 있다. 또한, 적외선 투과량 조정 수단(100)은 도3a 내지 도3c에 도시된 초점 조정 렌즈 군(99)과 광학 저역 통과 필터(101)의 사이에 위치되는 것이 가장 바람직할 수 있다(그의 직경이 감소될 수 있다.). 또한, 적외선 투과량 조정 수단(100)은 제1 고정 렌즈 군(95)과 제2 고정 렌즈 군(97) 사이에 위치될 수 있다. 또한, 적외선 투과량 조정 수단(100)은 아이리스 유닛(98)과 초점 조정 렌즈 군(99) 사이에 위치될 수도 있다.

도4는 디지털 비디오 카메라의 촬상 렌즈부(94)의 외관을 도시하는 사시도이며, 광학 배럴의 실용예를 도시한다. 이 촬상 렌즈부(94)는 원통형 본체부(94a), 이 본체부(94a)의 후방 단부 부분에 부착된 후방 판부(94b)와, 본체(94a)의 전방 단부 부분에 부착된 전방 원통형부(94c)로 구성되며, 이들은 서로 일체로 되도록 하는 방식으로 복수개의 고정 나사에 의해 고정된다.

전술된 실시예에 따르면, 도12 및 도13를 참조하여 설명된 바와 같이, 적외선 차단 필터, 적외선 차단 필터를 보유하기 위한 필터 홀더, 적외선 차단 필터를 필터 홀더에 고정하기 위한 탄성 부재, 적외선 차단 필터를 이동시키기 위한 모터나 기어 열 중 어느 하나도 이용하지 않으면서 야간 촬영이 가능하게 된다. 따라 서, 전술된 나이트 샷 기능 및 나이트 프레이밍 기능은 달성될 수 있다. 포개진 상태에 있는, 도2의 (a)에 도시된 관련 기술의 침동식 렌즈(70)와 도2의 (b)에 도시된 본 발명의 침동식 렌즈(90)의 비교를 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 침동식 렌즈(90)의 두께는 관련 기술의 침동식 렌즈(70)보다 얇은 방식으로 두께(T)의 차이량만큼 감소될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 침동식 렌즈의 두께 감소가 달성될 수 있다.

본 발명은 전술되고 도시된 실시 형태에 한정되지 않는다. 다양한 변경은 그의 기술 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 본 발명에서 이루어질 수 있다.

예를 들면, 액정 패널 및 EC 장치가 적외선 투과량 조정 수단으로서 적용되는 실시예의 상기 설명에 설명되었지만, 물론, 적외선 광량이 조정될 수 있는 한 다른 소자 및 장치가 그에 적용될 수 있다. 고정 배럴식 및 침동식 렌즈의 렌즈 구성은 상기 설명된 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 침동식 렌즈를 구동하는 방법도 상기 전술된 실시예에 적용된 방법에 한정되지 않는다. 구동원은 스텝 모터에 한정되지 않는다. 또한, 초음파 모터 및 일반적인 DC 모터는 구동원으로서 이용될 수 있다.

기어 유닛은 반드시 필요한 것은 아닐 수 있다. 예를 들면, 초음파 모터 및 선형 모터를 사용하는 다이렉트 구동 시스템이 이용될 수 있다. 침동식 렌즈의 포개진 구조는 캠 홈 및 캠 핀을 갖는 캠 기구에 한정되지 않는다. 또한, 광학 렌즈 시스템이 이 공간에 수납될 수 있는 한, 예컨대, 볼 나사식 기구, 래크 및 피니언식 기구, 선형 모터 기구인 다양한 기구도 이용될 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 유닛에는 촬상 수단의 광축 상의 전방 측부에 제공되고 적외선 전자기파(또는 광)의 투과량을 조정하기 위한 적외선 투과량 조정 수단이 제공된다. 따라서, 본 발명은 이하의 이점을 얻을 수 있다. 즉, 적외선 차단 필터 및 적외선 차단 필터를 내외로 이동시키기 위한 구동 기구가 불필요할 수 있다. 더욱이, 광학 유닛의 구조가 단순화될 수 있다. 또한, 나이트 샷 기능 및 나이트 프레이밍 기능이 보장될 수 있다. 광학 배럴 및 침동식 렌즈의 두께 및 치수의 추가 감소가 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 광학 유닛을 갖는 촬상 장치는 그의 최소화를 달성하는 것을 가능하게 하는 광학 유닛을 이용할 수 있다. 따라서, 전체 촬상 장치의 치수 및 두께의 감소가 달성될 수 있다.

Claims

광학 배럴 및 상기 광학 배럴의 광축 상의 후방에 배치되는 촬상 수단을 갖는 광학 유닛이며,

상기 촬상 수단의 광축 상의 전방에 고정되고 투과될 적외선의 전자기파의 양을 조정하기 위한 적외선 투과량 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제1항에 있어서, 상기 적외선 투과량 조정 수단은 액정 패널 또는 일렉트로크로믹 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
고정 배럴과, 상기 고정 배럴에 대해 광축 방향을 따라 이동 가능한 적어도 하나의 렌즈 배럴과, 상기 렌즈 배럴의 광축 상의 후방에 배치되는 촬상 수단을 갖는 광학 유닛이며,

상기 촬상 수단의 광축 상의 전방에 고정되고 투과될 적외선의 전자기파의 양을 조정하기 위한 적외선 투과량 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
제3항에 있어서, 상기 적외선 투과량 조정 수단은, 액정 패널 또는 일렉트로크로믹 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 유닛.
광학 유닛을 포함하는 촬상 장치이며,

상기 광학 유닛은,

광학 배럴과,

상기 광학 렌즈 배럴의 광축 상의 후방에 배치되는 고정 배럴과,

상기 고정 배럴에 대해 광축 방향을 따라 이동 가능한 적어도 하나의 렌즈 배럴과,

상기 렌즈 배럴의 광축 상의 후방측에 배치되는 촬상 수단과,

상기 촬상 수단의 광축 상의 전방에 고정되고 투과될 적외선의 전자기파의 양을 조정하기 위한 적외선 투과량 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.