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KR101661325B1 - Zoom lens system and photographic device capable of image stabilizing - Google Patents

Zoom lens system and photographic device capable of image stabilizing Download PDF

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KR101661325B1
KR101661325B1 KR1020090008849A KR20090008849A KR101661325B1 KR 101661325 B1 KR101661325 B1 KR 101661325B1 KR 1020090008849 A KR1020090008849 A KR 1020090008849A KR 20090008849 A KR20090008849 A KR 20090008849A KR 101661325 B1 KR101661325 B1 KR 101661325B1
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South Korea
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light
zoom
lens
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KR1020090008849A
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Inventor
조우종
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삼성전자주식회사
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B5/06Swinging lens about normal to the optical axis

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)

Abstract

줌 렌즈 시스템 및 촬상기기가 개시된다. 개시된 줌 렌즈 시스템은 제1줌렌즈, 제2줌렌즈,; 제1줌렌즈와 제2줌렌즈 사이의 광경로에 배치되어 제1줌렌즈로부터의 광이 상기 제2줌렌즈에 입사하도록 광축을 변경하는 것으로 회전 구동되는 광경로전환부재;를 포함한다.

Figure R1020090008849

A zoom lens system and an image pickup apparatus are disclosed. The disclosed zoom lens system includes a first zoom lens, a second zoom lens, And an optical path switching member which is disposed in an optical path between the first zoom lens and the second zoom lens and is driven to rotate by changing the optical axis so that light from the first zoom lens is incident on the second zoom lens.

Figure R1020090008849

Description

손떨림 보정 기능을 구비한 줌 렌즈 시스템 및 촬상 기기{Zoom lens system and photographic device capable of image stabilizing} Technical Field [0001] The present invention relates to a zoom lens system having an image stabilization function,

개시된 줌 렌즈 시스템 및 촬상 기기는 손떨림 보정 기능을 구비한 줌 렌즈 시스템 및 이를 채용한 촬상 기기에 관한 것이다. The disclosed zoom lens system and image pickup device are related to a zoom lens system having an image stabilization function and an image pickup device employing the zoom lens system.

반도체 영상 획득 소자인 CCD (Charge Coupled Device)와 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor)의 기술 발달로 인하여 디지털 카메라의 기술은 비약적으로 발전해왔다.The technology of digital camera has been developed remarkably due to the development of CCD (Charge Coupled Device) and CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) which are semiconductor image acquisition devices.

최근, 이러한 디지털 카메라 등의 결상광학기기는 휴대성이 점차 중시됨에 따라 소형 경량화가 요구되고 있으며 또한, 고배율, 고화소화됨에 따라 손떨림 방지 기능이 더욱 중요해지고 있다. 고배율 줌을 구현함에 있어 가변되는 렌즈 초점거리에 따라 달라지는 손떨림 발생량이 보다 정밀하게 보정되어야 하기 때문이다.2. Description of the Related Art In recent years, image-forming optical instruments such as digital cameras have been increasingly emphasized on portability, and accordingly, they have been required to be smaller and lighter in weight. This is because the amount of camera shake that varies depending on the variable focal length of the lens must be corrected more precisely in realizing the high magnification zoom.

손떨림을 보상하는 방법으로는 광학식(Optical Image Stabilizer, OIS), 전기식(Electrical Image Stabilizer, EIS) 및 디지털식(Digital Image Stabilizer, DIS) 등이 있으며, 이 중, 광학식이 가장 우수한 것으로 알려져 있다.Optical Image Stabilizer (OIS), Electrical Image Stabilizer (EIS) and Digital Image Stabilizer (DIS) are among the ways to compensate for camera shake.

광학식 보정 방법의 한 예로, 보정 렌즈군을 도입한 렌즈 시프트 방식이 사 용되는데, 이 경우 렌즈 매수의 증가로 경통이 커져야 하고 광학계의 성능 저하가 유발될 수 있다.  As an example of the optical correction method, a lens shift method in which a correction lens group is incorporated is used. In this case, the number of lenses increases, the lens barrel must be large, and the performance of the optical system may be deteriorated.

상술한 필요성에 따라 본 발명의 실시예들은 손떨림 보정 기능을 구비한 줌렌즈 시스템 및 촬상 기기를 제공하고자 한다. Embodiments of the present invention provide a zoom lens system and an image pickup apparatus having a camera shake correction function according to the needs described above.

본 발명의 실시예에 따른 줌렌즈 시스템은 제1줌렌즈; 제2줌렌즈; 상기 제1줌렌즈와 상기 제2줌렌즈 사이의 광경로에 배치되어 상기 제1줌렌즈로부터의 광이 상기 제2줌렌즈에 입사하도록 광축을 변경하는 것으로 회전 구동되는 광경로전환부재;를 포함한다. A zoom lens system according to an embodiment of the present invention includes a first zoom lens; A second zoom lens; And a light path switching member disposed at an optical path between the first zoom lens and the second zoom lens and rotated by being rotated by changing an optical axis so that light from the first zoom lens is incident on the second zoom lens.

상기 광경로전환부재는 광이 입사되는 입사면, 입사된 광을 전반사시켜 경로를 변경하는 전반사면 및 광이 출사되는 출사면을 포함하여 구성된다. The light path switching member includes an incident surface on which light is incident, a total reflection surface that changes the path by totally reflecting the incident light, and an exit surface through which light is emitted.

상기 광경로전환부재는 프리즘으로 구성될 수 있다. The light path switching member may be composed of a prism.

상기 광경로전환부재는 상기 입사면 및/또는 출사면이 굴절력을 가지는 렌즈면으로 형성될 수 있다. The light path changing member may be formed of a lens surface on which the incident surface and / or the emitting surface have a refracting power.

본 발명의 실시예에 의한 촬상 기기는 제1줌렌즈, 제2줌렌즈 및 상기 제1줌렌즈와 상기 제2줌렌즈 사이의 광경로에 배치되어 상기 제1줌렌즈로부터의 광이 상기 제2줌렌즈에 입사하도록 광축을 변경하는 광경로전환부재를 구비하는 줌 렌즈 시스템; 상기 줌렌즈 시스템을 통해 입사된 광으로부터 피사체의 이미지를 생성하는 이미지 생성부; 상기 광경로전환부재를 회전 구동하여 손떨림을 보정하는 손떨림 보정 액츄에이터; 손떨림을 감지하는 손떨림 감지부; 상기 줌 렌즈 시스템 의 줌 위치를 감지하는 줌위치 감지부; 상기 손떨림 감지부 및 줌 위치 감지부로부터의 정보에 따라 상기 구동부를 구동하는 프로세서;를 포함한다. The image pickup device according to the embodiment of the present invention includes a first zoom lens, a second zoom lens, and a second zoom lens disposed in an optical path between the first zoom lens and the second zoom lens, so that light from the first zoom lens is incident on the second zoom lens. A zoom lens system having a light path switching member for changing an optical path changing member; An image generating unit for generating an image of a subject from light incident through the zoom lens system; A camera-shake correction actuator for correcting camera-shake by rotationally driving the optical path changing member; An image shake detecting unit for detecting a shaking motion; A zoom position sensing unit for sensing a zoom position of the zoom lens system; And a processor for driving the driving unit according to information from the shaking motion sensing unit and the zoom position sensing unit.

상기 손떨림 보정 액츄에이터는 보이스코일모터, 초음파모터, 압전모터 중 어느 하나로 구성될 수 있다. The camera-shake correction actuator may be any one of a voice coil motor, an ultrasonic motor, and a piezoelectric motor.

상기 손떨림 감지부는 자이로센서 또는 각속도센서로 구성될 수 있다. The shaking motion sensing unit may be a gyro sensor or an angular velocity sensor.

상기 줌위치 감지부는 MR 센서 또는 홀(Hall) 센서로 구성될 수 있다. The zoom position sensing unit may include an MR sensor or a Hall sensor.

상기 광경로전환부재는 광이 입사되는 입사면, 입사된 광을 전반사시켜 경로를 변경하는 전반사면 및 광이 출사되는 출사면을 포함하여 구성된 촬상 기기. Wherein the optical path changing member includes an incident surface on which light is incident, a total reflection surface that changes the path by totally reflecting the incident light, and an exit surface through which light is emitted.

상기 광경로전환부재는 프리즘으로 구성될 수 있으며, 입사면 및/또는 출사면은 굴절력을 가지는 렌즈면으로 형성될 수 있다. The light path changing member may be a prism, and the incident surface and / or the emitting surface may be formed of a lens surface having a refractive power.

본 발명의 실시예에 의한 줌렌즈 시스템은 광경로전환부재를 사이에 둔 2단 구성을 통해 고배율을 구현하며, 광경로전환부재를 회전 구동하여 손떨림을 정밀하게 보상한다. 또한, 회전 이동 방식에 의한 손떨림 보정으로 고속 구동이 가능하여 고배율에 적합하다. 또한, 렌즈 이동 방식의 손떨림 보정에 비해 경통의 두께 증가가 유발되지 않으며, 별도의 보정 렌즈를 사용하지 않을 수 있어 광학 성능이 저하가 유발되지 않는다. The zoom lens system according to the embodiment of the present invention realizes a high magnification through a two-stage configuration with a light path switching member interposed therebetween, and rotationally drives the light path switching member to precisely compensate for camera shake. In addition, it is possible to perform high-speed driving with the correction of the shaking motion by the rotational movement method, and is suitable for a high magnification. Further, the thickness of the lens barrel is not increased as compared with the camera shake correction of the lens movement type, and no separate correction lens can be used, so that the optical performance is not deteriorated.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도 면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals denote the same elements, and the sizes of the respective elements in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 줌 렌즈 시스템(100)의 광학적 배치를 보이는 도면이다. 도면을 참조하면, 줌 렌즈 시스템(100)은 제1줌렌즈(110), 제2줌렌즈(130) 및 제1줌렌즈(110)와 제2줌렌즈(130) 사이의 광경로에 배치되어 제1줌렌즈(110)로부터의 광이 제2줌렌즈(130)에 입사하도록 광축을 변경하며 회전 구동되는 광경로전환부재(120)를 포함한다. 1 is a diagram showing an optical arrangement of a zoom lens system 100 according to an embodiment of the present invention. The zoom lens system 100 includes a first zoom lens 110, a second zoom lens 130 and a first zoom lens 110 disposed in the optical path between the first zoom lens 110 and the second zoom lens 130, And an optical path changing member 120 rotatably driven to change the optical axis so that light from the first zoom lens 110 is incident on the second zoom lens 130.

제1줌렌즈(110)와 제2줌렌즈(130)는 각각 별개의 줌 배율을 구현하는 2단 줌을 형성하며, 예를 들어, 제1줌렌즈(110)의 배율이 m, 제2줌렌즈(130)의 배율이 n인 경우 전체 배율이 mⅹn 이 된다. 이 구조는 컴팩트한 외관으로 고배율을 구현하기 위해 채택된 것이다. 제1줌렌즈(110)와 제2줌렌즈(130)는 각각 복수의 렌즈군을 구비하고 복수의 렌즈군 중 적어도 일부 렌즈군이 광축을 따라 소정 규칙으로 움직이며 초점 거리를 변화하는 통상의 줌렌즈 구성을 채용할 수 있으며, 도시된 렌즈 구조는 예시적인 것이다. For example, when the magnification of the first zoom lens 110 is m, the magnification of the second zoom lens 130 is m, and the magnification of the second zoom lens 130 is m, the first zoom lens 110 and the second zoom lens 130 form a two- The total magnification is m x n. This structure is adopted to realize a high magnification with a compact appearance. The first zoom lens 110 and the second zoom lens 130 each have a plurality of lens groups, and at least some lens groups of the plurality of lens groups move in a predetermined rule along the optical axis to change a focal distance. And the lens structure shown is an exemplary one.

광경로전환부재(120)는 광이 입사되는 입사면(120a), 입사된 광을 전반사시켜 광로를 변경하는 전반사면(120c) 및 광이 출사되는 출사면(120b)을 포함하며, 회전 구동되도록 구성되어 손떨림을 보정한다. 광경로전환부재(120)는 도시된 바와 같이 화살표 A1 및 A2의 방향으로 회전 구동되며 이것은 손떨림 방향을 고려한 것이다. 손떨림 방향 성분은 상하 방향인 pitch 방향 성분과 좌우 방향인 yaw 방향 성분이 있으며, 도면에서는 각각 Z 방향 성분과 X 방향 성분으로 나타난다. Z 방향의 손떨림에 의한 상면(I)에서의 상흔들림을 보정하기 위해 광경로전환부재(120) 는 A2 방향을 따라 회전 구동된다. 또한, X 방향의 손떨림에 의한 상면(I)에서의 상흔들림을 보정하기 위해 광경로전환부재(120)는 A1 방향을 따라 회전 구동된다.The optical path changing member 120 includes an incident surface 120a on which light is incident, a total reflection surface 120c that changes the optical path by totally reflecting the incident light, and an exit surface 120b on which light is emitted, Thereby correcting the shaking motion. The light path switching member 120 is rotationally driven in the directions of the arrows A1 and A2 as shown in FIG. The camera-shake direction component includes a vertical direction pitch direction component and a horizontal direction yaw direction component, which are represented by Z direction components and X direction components, respectively. The optical path changing member 120 is rotationally driven along the direction A2 in order to correct the phase fluctuation in the image plane I due to the camera shake in the Z direction. Further, the optical path changing member 120 is rotationally driven along the direction A1 to correct the phase fluctuation in the image plane I due to the camera-shake in the X direction.

도 2는 손떨림 발생량을 설명하는 개념도이다. 손떨림 발생량은 렌즈(L)의 초점거리(f)와 밀접한 관계가 있다. 손떨림에 의해 각가속도 ω가 발생한 경우, 광축 회전각 θ는 각가속도(ω)에 셔터 시간(t)를 곱한 값이 되며, 상면(I)에서의 손떨림 발생량(χ)은 다음과 같이 계산된다.2 is a conceptual diagram for explaining the amount of shaking generation. The amount of the shaking motion is closely related to the focal length f of the lens L. [ The optical axis rotation angle? Is a value obtained by multiplying the angular acceleration? By the shutter time t, and the amount of camera shake generation? In the image plane I is calculated as follows.

χ=f·tanθ=f·tanωtχ = f · tan θ = f · tan ωt

즉, 동일한 회전각에 의한 상면에서의 손떨림 발생량은 초점거리에 비례하여 증가된다.That is, the amount of the shaking motion on the image plane due to the same rotation angle is increased in proportion to the focal length.

본 발명의 실시예와 같은 2단 줌 구성의 줌 렌즈 시스템(100)은 대략 20배 이상의 고배율을 구현하며, 망원단에서의 초점거리가 길어 손떨림에 의한 상흔들림이 매우 크다. 또한, "ㄱ"자형으로 광학계를 구성하여 전체 렌즈 부피의 최소화를 도모하고 있지만, 1단 줌 구성으로 상대적으로 낮은 배율을 구현하는 구조에 비해 기본적으로 부피가 크다. 이러한 구조에서 보정렌즈를 도입한 구동 방식으로는 손떨림을 보정하는 데에 한계가 있으며, 이에 따라, 본 발명의 실시예에서는 광경로전환부재(120)를 회전 구동하는 구성을 채택한 것이다.The zoom lens system 100 of the two-stage zoom configuration according to the embodiment of the present invention realizes a high magnification of about 20 times or more, and the focal length at the telephoto end is long, so that the image shake due to hand shake is very large. In addition, although the optical system is configured to have a "a" -shaped shape to minimize the total lens volume, it is basically bulky as compared with a structure that realizes a relatively low magnification with a one-stage zoom configuration. In such a structure, the driving system incorporating the correction lens has a limitation in correcting the shaking motion. Accordingly, in the embodiment of the present invention, the optical path changing member 120 is rotationally driven.

도 3은 본 발명의 실시예의 줌 렌즈 시스템(100)에서 손떨림을 보정하는 방법을 설명하는 개념도이다. X 방향의 손떨림을 예시하고 있으며, 화살표 A1의 방향을 구체적으로 설명한다. 피사체(O)를 촬상함에 있어서 손떨림은 광경로전환부재(120)를 포함한 전체 광학계의 광축을 움직이고, 이에 따라, 상면(I)에 상흔들림 이 발생한다. 예를 들어, +X 방향의 손떨림에 의해 상면(I)에 -Δ만큼의 상흔들림이 발생한다. 이를 보정하기 위해 광경로전환부재(120)를 Q방향으로 회전시킨다. 또한, -X 방향의 손떨림에 의해 상면(I)에 +Δ만큼의 상흔들림이 발생하였을 때, 이를 보정할 수 있도록 광경로전환부재(120)를 P 방향으로 회전시킨다.3 is a conceptual diagram for explaining a method for correcting hand shake in the zoom lens system 100 of the embodiment of the present invention. Hand shake in the X direction is illustrated, and the direction of the arrow A1 will be described in detail. The camera shake moves the optical axis of the entire optical system including the optical path changing member 120 so that the image shake occurs on the image plane I. [ For example, an image shake as much as -Δ occurs on the image plane I due to hand movement in the + X direction. In order to correct this, the optical path changing member 120 is rotated in the Q direction. Further, when an image shake as much as +? Occurs on the image surface I due to hand movement in the -X direction, the optical path changing member 120 is rotated in the P direction so as to correct it.

여기서는 X 방향 손떨림을 예시하여 설명하였지만, Z 방향 손떨림의 경우에도 동일한 원리가 적용된다. 도 1에 도시한 화살표 A2의 양방향 중 어느 한 방향으로 즉, 손떨림을 상쇄할 수 있는 방향으로 광경로전환부재(120)를 회전시켜 Z 방향 손떨림에 의한 상흔들림을 보정할 수 있다. Although the X-direction camera-shake is described here as an example, the same principle applies to the case of the camera-shake in the Z-direction. It is possible to correct the image blur due to the camera-shake in the Z direction by rotating the optical path changing member 120 in either direction of the arrow A2 shown in Fig. 1, that is, in a direction capable of canceling the camera-shake.

상술한 설명의 도면에서 광경로전환부재(120)는 입사면(120a)과 출사면(120b)이 평탄한 프리즘 형상으로 예시하였지만, 광경로전환부재(120)는 광축을 변경하는 전반사면(120c)을 구비하는 다양한 형상을 가질 수 있다. The optical path changing member 120 has a total reflection surface 120c for changing the optical axis while the incident surface 120a and the emission surface 120b are formed in a flat prism shape. However, in the optical path changing member 120, As shown in FIG.

도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 실시예에 의한 줌 렌즈 시스템(100)에 채용될 수 있는 광경로전환부재에 대한 다양한 실시예들(121~126)을 보인다.4A-4F illustrate various embodiments 121-126 of a light path switching member that may be employed in the zoom lens system 100 according to an embodiment of the present invention.

도 4a의 광경로전환부재(121)는 출사면(120b)이 굴절력을 가지는 렌즈면으로 구성된다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 양의 굴절력을 가지는 볼록면으로 구성될 수 있다. 도 4b의 광경로전환부재(122)는 입사면(120a)과 출사면(120b)이 모두 양의 굴절력을 가지는 볼록면으로 구성되어 있다. 도 4c의 광경로전환부재(123)는 출사면(120b)이 음의 굴절력을 갖는 오목면으로 구성되어 있다. 상술한 구성 외에도, 입사면(120a), 출사면(120b)이 모두 오목면으로 구성되거나, 하나는 오목면으로, 다른 하나는 볼록면으로 구성되는 것도 가능하다.  The light path changing member 121 in Fig. 4A is constituted by a lens surface on which the exit surface 120b has a refracting power. For example, it may be configured as a convex surface having a positive refractive power as shown in the figure. The optical path changing member 122 shown in Fig. 4B has a convex surface with both the incident surface 120a and the exit surface 120b having a positive refracting power. The light path changing member 123 of Fig. 4C has a light exit surface 120b formed of a concave surface having a negative refracting power. In addition to the above-described configuration, it is also possible that the incident surface 120a and the emission surface 120b are all concave, or one is concave and the other convex.

도 4d의 광경로전환부재(124)는 출사면(120b)이 음의 굴절력을 갖는 오목면으로 구성되며, 구체적으로는 전반사면(120c)을 가지는 프리즘에 오목면을 갖는 렌즈가 접합된 구성이다. 도 4e의 광경로전환부재(125)는 입사면(120a)과 출사면(120b)이 모두 음의 굴절력을 갖는 오목면으로 구성되며, 예를 들어, 전반사면(120c)을 가지는 프리즘의 다른 두 면에 각각 오목면을 갖는 렌즈가 접합된 구성이다. 도 4f의 광경로전환부재(126)는 입사면(120a)은 양의 굴절력을 갖는 볼록면으로 구성되고 출사면(120b)은 음의 굴절력을 갖는 오목면으로 구성되어 있으며, 구체적으로, 전반사면(120c)을 가지는 프리즘의 다른 두 면에 오목면을 갖는 렌즈와 볼록면을 갖는 렌즈가 각각 접합된 구성이다. 이 외에도, 도시되지는 않았지만, 전반사면(120c)을 갖는 프리즘의 다른 두 면에 모두 볼록면을 갖는 렌즈가 접합되는 구성도 가능하다. The light path changing member 124 in Fig. 4D has a configuration in which the exit surface 120b is a concave surface having a negative refracting power, specifically, a lens having a concave surface in a prism having a total reflection surface 120c . The optical path changing member 125 in FIG. 4E is constituted by a concave surface having a negative refracting power on both the incident surface 120a and the emitting surface 120b. For example, the other two surfaces of the prism having the total reflection surface 120c And a lens having a concave surface on the surface thereof. The light path switching member 126 of FIG. 4F is configured such that the incident surface 120a is formed of a convex surface having positive refracting power and the emergent surface 120b is formed of a concave surface having negative refracting power. Specifically, A lens having a concave surface and a lens having a convex surface are bonded to the other two surfaces of the prism having the convex surface 120c. In addition, although not shown, a configuration in which a lens having a convex surface is bonded to the other two surfaces of the prism having the total reflection surface 120c is also possible.

또한, 상술한 광경로전환부재(121~126)에는 필요에 따라 비반사(anti-reflection, AR) 코팅등 광학적 코팅 처리가 행해질 수 있다. The optical path changing members 121 to 126 may be subjected to an optical coating treatment such as anti-reflection (AR) coating, if necessary.

광경로전환부재(121~126)의 입사면(120a) 및/또는 출사면(120b)을 렌즈면으로 구성하는 경우 손떨림 보정과 함께, 제1줌렌즈(110) 및/또는 제2줌렌즈(130)를 구성하는 렌즈 매수를 줄이는 것이 가능하여 소형화에 보다 적합한 구성이 될 수 있다.When the incident surface 120a and / or the exit surface 120b of the light path changing members 121 to 126 are formed of lens surfaces, the first zoom lens 110 and / or the second zoom lens 130, It is possible to reduce the number of lenses constituting the zoom lens system, which is more suitable for miniaturization.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 촬상 기기(200)의 개략적인 구성도이다. 도면을 참조하면, 피사체(O)로부터의 광이 입사되는 줌 렌즈 시스템(100), 줌 렌즈 시스템(100)을 통해 입사된 광으로부터 피사체의 이미지를 생성하는 이미지 생성 부(210), 손떨림 보정 액츄에이터(220), 손떨림 감지부(240), 줌 위치 감지부(230) 및 손떨림 보정 액츄에이터(220)를 구동하는 프로세서(250)를 포함한다.5 is a schematic configuration diagram of an imaging device 200 according to an embodiment of the present invention. Referring to the drawings, there is shown a zoom lens system 100 in which light from a subject O is incident, an image generation unit 210 that generates an image of a subject from light incident through the zoom lens system 100, And a processor 250 that drives the camera shake correction unit 220, the shake sensor 240, the zoom position sensing unit 230, and the shake correction actuator 220.

줌 렌즈 시스템(100)은 제1줌렌즈(110), 제2줌렌즈(130) 및 제1줌렌즈(110)와 제2줌렌즈(130) 사이의 광경로에 배치되어 제1줌렌즈(110)로부터의 광이 제2줌렌즈(130)에 입사하도록 광축을 변경하는 광경로전환부재(120)를 구비한다. 이러한 2단 줌 구성은 보다 컴팩트한 구조로 고배율을 구현하는 것임은 도 1의 설명에서 상술한 바와 같으며, 제1줌렌즈(110) 및 제2줌렌즈(130)의 구체적인 구성이 도시되지는 않았으나, 복수의 렌즈군을 구비하며 적어도 일부 렌즈군이 광축을 따라 움직이며 초점거리를 가변시키는 통상의 줌 렌즈 구성이 채용될 수 있다.The zoom lens system 100 includes a first zoom lens 110, a second zoom lens 130 and a first zoom lens 110. The zoom lens system 100 is disposed in the optical path between the first zoom lens 110 and the second zoom lens 130, And an optical path changing member 120 for changing the optical axis so as to be incident on the second zoom lens 130. Although the detailed configuration of the first zoom lens 110 and the second zoom lens 130 is not shown in the description of FIG. 1, such a two-stage zoom configuration is intended to realize a high magnification with a more compact structure, A conventional zoom lens configuration having a plurality of lens groups and at least some lens groups moving along the optical axis and varying the focal length can be employed.

광경로전환부재(120)는 손떨림 보정 액츄에이터(220)에 의해 회전 구동되며, 구체적으로, 손떨림 방향에 따라 2축 방향으로 회전되도록 구성된다. 즉, X 방향 및 Z 방향의 손떨림에 의한 상면(I)에서의 상흔들림을 보상할 수 있도록 대응하는 방향으로 회전된다. 광경로전환부재(120)는 굴절력이 없는 프리즘 형상으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 굴절력을 가질 수 있는 다양한 형상, 예를 들어, 도 4a 내지 도 4f에서 설명한 광경로전환부재(121~126)의 형상들을 가질 수 있다.The optical path changing member 120 is rotationally driven by the shake correcting actuator 220, and specifically, is configured to be rotated in two axial directions along the hand shake direction. In other words, it is rotated in the corresponding direction so as to compensate the phase fluctuation in the image plane I due to hand shake in the X and Z directions. The light path switching member 120 is shown in a prism shape having no refracting power. However, the light path switching member 120 may be formed in various shapes having refractive power, for example, the light path switching members 121 to 126 described in FIGS. Lt; / RTI >

이미지 생성부(210)는 줌 렌즈 시스템(100)을 통해 입사된 광으로부터 피사체(O)의 이미지를 생성한다. 이미지 생성부(210)에는 예를 들어, CCD소자 또는 CMOS 소자가 채용될 수 있다. The image generating unit 210 generates an image of the subject O from the light incident through the zoom lens system 100. For example, a CCD device or a CMOS device may be employed as the image generating unit 210. [

손떨림 보정 액츄에이터(220)는 광경로전환부재(120)를 회전 구동하여 손떨림에 의한 상흔들림을 보정하기 위한 것이다. 손떨림 보정 액츄에이터(220)는 손떨 림이 상쇄되도록, 프로세서(250)로부터의 신호에 따라 광경로전환부재(120)를 소정 회전방향으로 소정 각 만큼 회전시킨다. 손떨림 보정 액츄에이터(220)로는 예를 들어, 보이스코일모터(voice coil motor;VCM), 초음파모터, 압전모터 등이 채용될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 광경로전환부재(120)를 회전 구동시킬 수 있는 다양한 구동수단이 사용될 수 있다.The camera shake correction actuator 220 rotates the optical path changing member 120 to correct an image blur due to camera shake. The camera shake correction actuator 220 rotates the optical path changing member 120 by a predetermined angle in a predetermined rotation direction in accordance with a signal from the processor 250 so that the shaking motion is canceled. As the shake correction actuator 220, for example, a voice coil motor (VCM), an ultrasonic motor, a piezoelectric motor, or the like may be employed. However, the present invention is not limited thereto, and various driving means capable of rotationally driving the light path switching member 120 can be used.

손떨림 검출부(240)는 손떨림을 검출하고 손떨림량을 프로세서(250)에 입력한다. 손떨림 검출부(240)는 보다 구체적으로는, 예를 들어, 손떨림을 감지하는 센서와, 필터, ADC(analog-digital converter), 증폭부 등을 포함하여 구성될 수 있다. 손떨림을 감지하는 센서로는 손떨림에 의해 발생한 각속도의 검출이 가능한 다양한 센서가 사용될 수 있으며, 예를 들어, 자이로 센서 또는 각속도 센서가 채용될 수 있다. 센서에서 감지된 신호는 예를 들어, 필터를 지나며 노이즈 성분이 제거되어 ADC로 입력된 후 디지털 신호로 변환되고, 증폭부에서 증폭되어 프로세서(250)에 입력된다.The shaking motion detector 240 detects shaking motion and inputs the shaking motion to the processor 250. More specifically, the shaking motion detector 240 may include a sensor for detecting shaking motion, a filter, an analog-digital converter (ADC), an amplifier, and the like. As the sensor for detecting camera shake, various sensors capable of detecting angular velocity caused by camera shake can be used. For example, a gyro sensor or an angular velocity sensor can be employed. The signal detected by the sensor passes through the filter, for example, is removed from the noise component, is input to the ADC, is converted into a digital signal, amplified by the amplifier, and input to the processor 250.

줌위치 검출부(230)는 줌 렌즈 시스템(100)의 줌 위치를 검출하기 위한 것이다. 줌 렌즈 시스템(100)은 사용자의 선택에 따라 다양한 초점 거리로 가변되는데, 손떨림에 의해 동일한 각가속도가 발생되더라도 초점 거리에 따라 손떨림량은 달라진다. 따라서, 줌 위치를 고려하여 손떨림 보정량을 연산할 수 있도록 줌위치 검출부(230)는 줌 렌즈 시스템(100)의 줌 위치를 검출하고 검출된 값을 프로세서(250)에 입력하게 된다. 줌위치 검출부(240)는 위치 검출 센서로, 예를 들어, MR 센서나 홀(Hall) 센서를 채용할 수 있다. The zoom position detection unit 230 is for detecting the zoom position of the zoom lens system 100. The zoom lens system 100 varies in various focal lengths according to a user's selection. Even if the same angular speed is generated due to camera shake, the amount of shaking varies depending on the focal length. Accordingly, the zoom position detection unit 230 detects the zoom position of the zoom lens system 100 and inputs the detected value to the processor 250 so that the camera-shake correction amount can be calculated in consideration of the zoom position. The zoom position detection unit 240 may be a position detection sensor, for example, an MR sensor or a Hall sensor.

프로세서(250)는 손떨림 검출부(240) 및 줌위치 검출부(230)로부터의 정보에 따라 광경로전환부재(120)를 회전 구동한다. 즉, 손떨림 검출부(240)로부터 입력된 각가속도와 줌위치 검출부(230)에서 입력된 초점 거리를 고려하여 필요한 보정량, 예를 들어, 광경로전환부재(120)의 회전방향 및 회전각을 연산하고 연산 결과에 따라 손떨림 보정 액츄에이터(220)를 구동한다.The processor 250 rotationally drives the optical path changing member 120 according to information from the shaking motion detector 240 and the zoom position detector 230. [ That is, the necessary correction amount, for example, the rotation direction and the rotation angle of the optical path switching member 120 are calculated in consideration of the angular acceleration inputted from the shaking motion detecting unit 240 and the focal distance inputted from the zoom position detecting unit 230, And drives the shake correction actuator 220 according to the result.

이와 같은 구성, 작용에 따라 본 발명의 실시예의 촬상 기기(200)는 고배율의 고성능을 구현하며, 손떨림을 보정할 수 있다.According to such a configuration and operation, the image capturing apparatus 200 of the embodiment of the present invention realizes a high performance with a high magnification and can correct the hand shake.

이러한 본원 발명은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the appended claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 2단 줌렌즈 시스템의 광학적 배치를 보이는 도면이다.1 is a view showing an optical arrangement of a two-stage zoom lens system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 손떨림 발생량을 설명하는 개념도이다.2 is a conceptual diagram for explaining the amount of shaking generation.

도 3은 본 발명의 실시예의 2단 줌렌즈 시스템에서 손떨림량을 보정하는 방법을 설명하는 개념도이다.3 is a conceptual diagram for explaining a method of correcting the shaking motion in the two-stage zoom lens system according to the embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 실시예에 의한 2단 줌렌즈 시스템에 채용될 수 있는 광경로전환부재에 대한 다양한 실시예들을 보인다.4A to 4F show various embodiments of a light path switching member that can be employed in a two-stage zoom lens system according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 촬상 기기의 개략적인 구성도이다.5 is a schematic configuration diagram of an image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

100...줌 렌즈 시스템 110...제1줌렌즈100 ... zoom lens system 110 ... first zoom lens

120~126...광경로전환부재 130...제2줌렌즈120 to 126 ... light path switching member 130 ... second zoom lens

200...촬상 기기 210...이미지 생성부200 ... image pickup device 210 ... image generating section

220...손떨림 보정 액츄에이터 230...줌위치 감지부220 ... camera shake correction actuator 230 ... zoom position detection unit

240...손떨림 감지부 250...프로세서240 ... camera shake detection unit 250 ... processor

Claims (13)

제1광축을 따라 배열된 복수의 렌즈군을 포함하고, 상기 복수의 렌즈군 중 적어도 일부가 상기 제1광축을 따라 움직이며 상기 복수의 렌즈군 간의 거리를 변화시켜 초점거리를 변화시키며, 소정 줌 배율(m)을 구현하는 제1줌렌즈;Wherein at least a part of the plurality of lens groups moves along the first optical axis to change a focal distance by changing a distance between the plurality of lens groups, A first zoom lens that implements a magnification m; 상기 제1광축과 다른 제2광축을 따라 배열된 복수의 렌즈군을 포함하고, 상기 복수의 렌즈군 중 적어도 일부가 상기 제2광축을 따라 움직이며 상기 복수의 렌즈군 간의 거리를 변화시켜 초점거리를 변화시키며 소정 줌 배율(n)을 구현하는 제2줌렌즈;And a plurality of lens groups arranged along a second optical axis different from the first optical axis, wherein at least a part of the plurality of lens groups moves along the second optical axis and a distance between the plurality of lens groups is changed, A second zoom lens for changing a zoom magnification n and implementing a predetermined zoom magnification n; 상기 제1줌렌즈와 상기 제2줌렌즈 사이의 광경로에 배치되어 상기 제1줌렌즈로부터의 광이 상기 제2줌렌즈에 입사하도록 상기 제1광축을 상기 제2광축으로 변경하는 것으로, 2축 회전 구동되는 광경로전환부재;를 포함하며, mxn의 배율을 구현하는, 줌 렌즈 시스템.A second zoom lens disposed in an optical path between the first zoom lens and the second zoom lens and changing the first optical axis to the second optical axis so that light from the first zoom lens enters the second zoom lens, And a light path switching member, wherein the zoom lens system implements a magnification of mxn. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 광경로전환부재는 광이 입사되는 입사면, 입사된 광을 전반사시켜 경로를 변경하는 전반사면 및 광이 출사되는 출사면을 포함하여 구성된 줌 렌즈 시스템. Wherein the optical path changing member includes an incident surface on which light is incident, a total reflection surface that changes the path by totally reflecting the incident light, and an exit surface on which light is emitted. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 광경로전환부재는 프리즘으로 구성된 줌 렌즈 시스템. Wherein the optical path changing member comprises a prism. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 광경로전환부재는 상기 입사면이 굴절력을 가지는 렌즈면으로 형성된 줌 렌즈 시스템. Wherein the optical path changing member is formed of a lens surface having an incidence surface with a refractive power. 제2항 또는 제4항에 있어서,The method according to claim 2 or 4, 상기 광경로전환부재는 상기 출사면이 굴절력을 가지는 렌즈면으로 형성된 줌 렌즈 시스템. Wherein the light path changing member is formed of a lens surface having the light exit surface. 제1항의 줌 렌즈 시스템;A zoom lens system according to claim 1; 상기 줌 렌즈 시스템을 통해 입사된 광으로부터 피사체의 이미지를 생성하는 이미지 생성부;An image generating unit for generating an image of a subject from light incident through the zoom lens system; 상기 광경로전환부재를 회전 구동하여 손떨림을 보정하는 손떨림 보정 액츄에이터;A camera-shake correction actuator for correcting camera-shake by rotationally driving the optical path changing member; 손떨림을 감지하는 손떨림 감지부;An image shake detecting unit for detecting a shaking motion; 상기 줌 렌즈 시스템의 줌 위치를 감지하는 줌위치 감지부;A zoom position sensing unit for sensing a zoom position of the zoom lens system; 상기 손떨림 감지부 및 줌 위치 감지부로부터의 정보에 따라 상기 손떨림 보정 액츄에이터를 구동하는 프로세서;를 포함하는 촬상 기기.And a processor for driving the camera-shake correction actuator according to information from the shaking motion sensing unit and the zoom position sensing unit. 제6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 손떨림 보정 액츄에이터는 보이스코일모터, 초음파모터, 압전모터 중 어느 하나로 구성되는 촬상 기기. Wherein the camera shake correction actuator is constituted by a voice coil motor, an ultrasonic motor, or a piezoelectric motor. 제6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 손떨림 감지부는 자이로센서 또는 각속도센서로 구성되는 촬상 기기. Wherein the shaking motion detecting section comprises a gyro sensor or an angular velocity sensor. 제6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 줌위치 감지부는 MR 센서 또는 홀(Hall) 센서로 구성된 촬상 기기. Wherein the zoom position sensing unit comprises an MR sensor or a Hall sensor. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,10. The method according to any one of claims 6 to 9, 상기 광경로전환부재는 광이 입사되는 입사면, 입사된 광을 전반사시켜 경로를 변경하는 전반사면 및 광이 출사되는 출사면을 포함하여 구성된 촬상 기기. Wherein the optical path changing member includes an incident surface on which light is incident, a total reflection surface that changes the path by totally reflecting the incident light, and an exit surface through which light is emitted. 제10항에 있어서,11. The method of claim 10, 상기 광경로전환부재는 프리즘으로 구성된 촬상 기기. Wherein the light path changing member comprises a prism. 제10항에 있어서,11. The method of claim 10, 상기 광경로전환부재는 상기 입사면이 굴절력을 가지는 렌즈면으로 형성된 촬상 기기. Wherein the light path changing member is formed of a lens surface with the incidence surface having a refractive power. 제10항에 있어서,11. The method of claim 10, 상기 광경로전환부재는 상기 출사면이 굴절력을 가지는 렌즈면으로 형성된 촬상 기기. Wherein the light path changing member is formed of a lens surface on which the exit surface has a refracting power.
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