JP2002277738A

JP2002277738A - カメラ

Info

Publication number: JP2002277738A
Application number: JP2001078118A
Authority: JP
Inventors: Fumio Nihei; 文雄仁平
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】汚れが付着して赤外線カットコートの特性が
変化することなく、ゴーストが発生することのないカメ
ラを提供する。【解決手段】被写体側より順に正の屈折力を有し、固
定の複数のレンズ１１〜１３よりなる第１のレンズ群１
と、負の屈折力を有し、光軸方向に移動して変倍を行う
第２のレンズ群２と、正の屈折力を有し、固定の第３の
レンズ群３と、正の屈折力を有し、光軸方向に移動して
合焦を行う第４のレンズ群４とを備える。第１のレンズ
群１における各レンズ面＃１〜＃５の内、最も被写体側
に位置するレンズの被写体側面＃１を除いたいずれかの
面＃２〜＃５に赤外線カットコートを施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電荷結合素子（Ｃ
ＣＤ）等の撮像素子と、第１〜第４のレンズ群よりなる
撮影レンズとを備えたカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ等の撮像素子は可視光域を越えて
赤外線にも高い感度を持つため、撮像素子を用いたカメ
ラでは、赤外線を除去するフィルタを設けて赤外線の影
響を避けている。ビデオカメラやデジタルスチルカメラ
では、赤外線を吸収する赤外線カットフィルタ（以下、
ＩＲカットフィルタ）、あるいは、赤外線を反射する赤
外線カットコート（以下、ＩＲカットコート）のいずれ
か、または、それらの両方を組み合わせて被写体と撮像
素子との間のいずれかの位置に配置する。通常、これら
の赤外線除去手段は、撮影レンズと撮像素子との間に配
置される。

【０００３】一般的なＩＲカットフィルタはガラス製の
赤外線吸収フィルタで、通常の光学ガラスと比べて機械
的強度や耐湿性が低いため、水晶製の光学ローパスフィ
ルタと貼合して用いられる。ＩＲカットフィルタ自身の
厚みが１ｍｍ以上必要であり、撮影レンズと撮像素子と
の間に配置する空間が必要となり、撮影レンズの小型化
を図る上での障害となる。一般的なＩＲカットコートは
ガラス製や水晶製の基材上に屈折率の異なる誘電体を数
十層重ねて蒸着した干渉フィルタであり、水晶製の光学
ローパスフィルタの表面に形成するのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平１０−１０４２
３号公報には、撮影レンズの最も外側のレンズのいずれ
か一方の面、即ち、光の入射側から最初に位置するレン
ズの外側面か、光の入射側から最後であり、最も撮像素
子側に位置するレンズの撮像素子側面にＩＲカットコー
トを施すことが記載されている。

【０００５】まず、光の入射側から最初に位置するレン
ズの外側面にＩＲカットコートを施す場合には、次のよ
うに、汚れが付着することに伴う問題点がある。被写体
に向いたレンズを指等で触ってしまい、指紋や汚れが付
着してしまうと、干渉フィルタの特性が変化してしま
う。レンズ表面の汚れを落とそうとしても完全に落とす
ことが困難で、元の特性を取り戻すことは困難である。
よって、使用者にとって、扱いにくいカメラとなってし
まう。

【０００６】次に、最も撮像素子側に位置するレンズの
撮像素子側面にＩＲカットコートを施す場合には、次の
ように、ゴーストの発生に伴う問題点がある。まず、水
晶製の光学ローパスフィルタの表面にＩＲカットコート
を形成した一般的なＩＲカットコートのゴーストについ
て説明する。水晶製の光学ローパスフィルタの働きは、
水晶の複屈折を利用した光線の平行分離であるため、光
学ローパスフィルタを撮影レンズと撮像素子との間に配
置する必要がある。この場合、ＩＲカットコートによる
ゴーストの発生が問題となる。

【０００７】可視光線はＩＲカットコートでの反射率が
低いため、ゴーストの発生は少ない。また、赤外線はＩ
Ｒカットコートでの反射率が高いため撮像素子（ＣＣ
Ｄ）に到達せず、ゴーストの問題は少ない。ところが、
ＩＲカットコートの半値付近の波長の光（一般的には波
長が６３０ｎｍから６５０ｎｍ程度の赤い光）は中途半
端な透過率と反射率になり、ＣＣＤの受光面の反射光を
高い割合で反射してしまう。特にＩＲカットコートの半
値の波長の光では、透過率５０％、反射率５０％とな
る。ＣＣＤの受光面の光の反射は通常のレンズ表面より
も光の反射率が高く、画面の中に太陽や照明等の高輝度
な被写体が入った場合には、その明るい像がＣＣＤ撮像
面で反射され、再度ＩＲカットコートで反射された光が
ＣＣＤの撮像面に達し、赤いゴーストとなる場合が多
い。

【０００８】最も撮像素子側に位置するレンズの撮像素
子側面にＩＲカットコートを施す場合を考える。撮影レ
ンズの最終面は、凸面，凹面，平面のいずれかである。
平面の場合は、光学ローパスフィルタの表面にＩＲカッ
トコートを形成し、その光学ローパスフィルタを撮影レ
ンズと撮像素子との間に配置するのと同様にゴーストが
発生し、画質を悪化させる場合がある。最終面が凸面や
凹面の場合は、その曲率と撮像素子との位置によってゴ
ーストの発生が変化する。

【０００９】ビデオカメラやデジタルスチルカメラで使
われている高倍率ズームレンズの形式として一般的な４
群ズームレンズでは、第４のレンズ群がズーム動作時や
フォーカス動作時に光軸方向に動くため、第４のレンズ
群と撮像素子との間の距離が変化する。従って、ズーム
やフォーカスの１つの状態でゴーストが発生しなくて
も、他の状態ではゴーストが発生することがあり、画質
を悪化させてしまうことが多い。

【００１０】このように、光の入射側から最初に位置す
るレンズの外側面か、光の入射側から最後であり、最も
撮像素子側に位置するレンズの撮像素子側面にＩＲカッ
トコートを施す従来のものでは、種々の問題点があり、
改善が求められていた。

【００１１】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、撮影レンズに赤外線カットコートを施した
カメラにおいて、汚れが付着して赤外線カットコートの
特性が変化することなく、ゴーストが発生することのな
いカメラを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の技術の課題を解決するため、被写体側より順に正の屈
折力を有し、固定の複数のレンズ（１１〜１３）よりな
る第１のレンズ群（１）と、負の屈折力を有し、光軸方
向に移動して変倍を行う第２のレンズ群（２）と、正の
屈折力を有し、固定の第３のレンズ群（３）と、正の屈
折力を有し、光軸方向に移動して合焦を行う第４のレン
ズ群（４）とを少なくとも備えるカメラにおいて、前記
第１のレンズ群における各レンズ面（＃１〜＃５）の
内、最も被写体側に位置するレンズ（１１）の被写体側
面（＃１）を除いたいずれかの面（＃２〜＃５）に赤外
線カットコートを施したことを特徴とするカメラを提供
するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明のカメラについて、
添付図面を参照して説明する。図１は本発明のカメラの
一実施例を示す平面図、図２は赤外線カットコートの特
性図、図３はズームポジションと光線の入射角との関係
を示す特性図である。

【００１４】図１は、本発明のカメラに用いる撮影レン
ズの一例であり、本実施例では４群ズームレンズの場合
を示している。なお、本発明のカメラとしては、ビデオ
カメラ及びスチルカメラの双方を含む。図１において、
（Ａ）は４群ズームレンズを最も望遠側、（Ｂ）は４群
ズームレンズを最も広角側にした状態を示している。４
群ズームレンズにおける第１のレンズ群１はレンズ１１
〜１３よりなり、第２のレンズ群２はレンズ２１〜２３
よりなる。第３のレンズ群３は単一のレンズ３１よりな
る。本明細書では、単一のレンズであっても便宜上、レ
ンズ群と称することとする。第４のレンズ群４はレンズ
４１〜４３よりなる。

【００１５】第２のレンズ群２と第３のレンズ群３との
間には絞り５が配置されており、第４のレンズ群４とＣ
ＣＤの結像面（撮像面）７との間には、カバーガラス６
が配置されている。

【００１６】撮像する物体側（光の入射側）に位置する
第１のレンズ群１は正の屈折力を有し、光軸方向（図１
の左右方向）に固定である。第２のレンズ群２は負の屈
折力を有し、光軸方向に移動自在とされており、光軸方
向に移動することによって変倍（ズーム）を行う。第３
のレンズ群３は正の屈折力を有し、光軸方向に固定であ
る。第４のレンズ群４は正の屈折力を有し、光軸方向に
移動自在とされており、光軸方向に移動することによっ
て合焦を行う。第２のレンズ群２と第４のレンズ群４は
図１（Ａ）の状態と図１（Ｂ）の状態との間で移動す
る。

【００１７】図１（Ａ）に示すように、第１のレンズ群
１〜第４のレンズ群４及びカバーガラス６のそれぞれの
面の番号を＃１〜＃２０とする。第１のレンズ群１にお
けるレンズ１１の裏面とレンズ１２の表面は接触してい
るため、レンズ１１の裏面とレンズ１２の表面は面番号
＃２なる共通の面となっている。第４のレンズ群４にお
けるレンズ４１の裏面とレンズ４２の表面も同様であ
り、面番号＃１５なる共通の面となっている。

【００１８】第１のレンズ群１〜第４のレンズ群４及び
カバーガラス６の曲率半径，面間隔，屈折率，アッべ数
の一例を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】面番号＃１２，＃１３，＃１７，＃１８そ
れぞれの面は非球面に形成されている。この非球面の形
状は、光軸方向にｚ軸、光軸と直交する方向にｘ軸とｙ
軸を取り、ｋ，ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを非球面係数とした
とき、次（１）式で表される。 z=(h²/r)/(1+(1-(k+1)h²/r²)^1/2)+ah⁴+bh⁶+ch⁸+dh¹⁰+eh¹² …（１）但し、h=(x²+y²)^1/2である。

【００２１】面番号＃１２，＃１３，＃１７，＃１８そ
れぞれの面の非球面係数の値の一例を表２に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】表１中の面間隔Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を
表３に示す値の組み合わせで変化させることにより、Ｐ
ＯＳ１（広角端、焦点距離ｆ＝５．２ｍｍ）からＰＯＳ
６（望遠端、焦点距離ｆ＝４９．１mm）まで変化する。
なお、ＰＯＳ１〜ＰＯＳ６は代表的な位置を示してお
り、実際には、ＰＯＳ１から〜ＰＯＳ６まで連続的に変
化する。

【００２４】

【表３】

【００２５】本発明のカメラにおける撮影レンズ（４群
ズームレンズ）は、後の詳述するように、第１のレンズ
群１におけるレンズ１１〜１３の面番号＃１を除くいず
れかの面に赤外線カットコート（以下、ＩＲカットコー
ト）を施している。ＩＲカットコートの透過率の一例を
図２に示す。干渉フィルタの一般的な特性として、光の
入射角が変化するとその特性も変化してしまう。入射す
る光線の干渉フィルタ面法線に対する角度を入射角とす
ると、入射角０°で設計されている干渉フィルタにおい
ては、入射角度が大きくなるとその特性がより短波長側
にシフトする。例えば、入射角０°で半値が６５０ｎｍ
に設計されているＩＲカットコートに、０°以外の入射
角を持って光が入射すると、半値が設計値の６５０ｎｍ
よりも短波長側にずれてしまう。

【００２６】被写体から出射して撮影レンズを通る光線
は各レンズ面に種々の角度で入射していく。このとき、
像高の高い、即ち、画面の周囲に入射する光線と、像高
の低い、即ち、画面の中央付近に入射する光線とで、Ｉ
Ｒカットコートへの入射角が大きく異なると、半値付近
の波長の透過率が異なってしまうため、主に赤い光の量
が異なってしまい、画面に色むらが生じてしまう。従っ
て、ＩＲカットコートを設ける場合には、画角による入
射角変化の少ないレンズ面が好ましい。

【００２７】図３は、最大像高を３．１８ｍｍとしたと
きの面番号＃１〜＃５の各面に入射する光線の最大入射
角のコサインである。図３より明らかなように、最大入
射角が最も小さいのは○で示す第１面（面番号＃１）
で、最大入射角は、ＰＯＳ６（ズームの望遠端）で最大
となり、約１１．６°（コサインが０．９７９５）であ
る。最大入射角が２番目に小さいのは×で示す第４面
（面番号＃４）で、最大入射角は、ＰＯＳ１（ズームの
広角端）で最大となり、１３．２°（コサインが０．９
７３６）である。最大入射角が３番目に小さいのは□で
示す第２面（面番号＃２）で、最大入射角は、ＰＯＳ６
（ズームの望遠端）で最大となり、３０．５°（コサイ
ンが０．８６１７）である。

【００２８】従って、第１面、即ち、第１のレンズ群１
におけるレンズ１１の表面（被写体側面）にＩＲカット
コートを施せば最大入射角が最も小さくなり、像高によ
る色の差を少なくすることができる。しかしながら、第
１のレンズ群１のレンズ１１の表面にＩＲカットコート
を施すことは、従来の技術の問題点として説明したよう
に、汚れが付着することによりＩＲカットコートの特性
が変化し、撮像する画面全体あるいは部分的に色が変化
してしまうので、好ましくない。

【００２９】画面全体や部分的に色の変化が生じる場
合、その許容範囲は製品の性格や使用目的によって異な
るが、ＩＲカットコートへの入射角が２０°程度であれ
ば問題とならないことが経験的に知られている。よっ
て、第４面、即ち、第１のレンズ群１におけるレンズ１
３の被写体側面にＩＲカットコートを施せば、最大入射
角は最大でも１３．２°（コサインが０．９７３６）に
収まり、像高による色のむらは問題とならない。ＩＲカ
ットコートの半値は撮像素子の特性に合わせ、カメラの
色再現性能に最適となるように選べばよいが、一般的に
は可視光線の長波長側限界に近い６３０ｎｍから６５０
ｎｍ程度になる。

【００３０】第１のレンズ群１におけるレンズ１３の前
には、レンズ１１，１２があるので、使用者が誤ってＩ
Ｒカットコート面を指で触れて指紋が付着したり、汚れ
てしまうことはない。以上より、第１のレンズ群１にお
けるレンズ１３の被写体側面にＩＲカットコートを施す
ことが、最も好ましい実施形態である。レンズ面に厚さ
を無視できるＩＲカットコートを形成するので、撮影レ
ンズと撮像素子の間にＩＲカットフィルタを配置する空
間が不要となり、撮影レンズやそれを用いるカメラを小
型化することができる。また、レンズ面にＩＲカットコ
ートを形成した場合、使用者がＩＲカットの機能を取り
外す改造を行うことは実質的に不可能となる。

【００３１】ところで、第１のレンズ群１は正の屈折力
を持っているので、撮影レンズを被写体側から覗いた場
合、第１のレンズ群１がルーペのように作用し、変倍の
ために鏡筒内で前後する第２のレンズ群２（バリエー
タ）の各レンズ面が拡大されて見えてしまう。第２のレ
ンズ群２の各レンズ面にごみ等が付着した場合、撮影す
る画像に影響がでることはほどんどないが、被写体側か
ら覗くと明瞭にごみが確認できるため、製品としての品
位を損ねてしまう。よって、このような場合には、不良
として扱ったり、修理を行う必要があった。

【００３２】しかしながら、ＩＲカットコートは一見赤
い鏡のように光を反射するため、ＩＲカットコートを通
すと、撮影レンズ鏡筒内のように暗いものを明瞭に見る
ことができない。従って、本発明のように、第１のレン
ズ群１におけるレンズ１１〜１３の面番号＃１を除くい
ずれかの面にＩＲカットコートを設ければ、第２のレン
ズ群２に付着したごみを視認しにくいので、本来不良で
ないものを不良として扱う必要はなく、修理を行う必要
もないので、製品コストを下げることも可能となる。

【００３３】以上のように、本発明では、例えば、第１
のレンズ群１〜第４のレンズ群４よりなる４群ズームレ
ンズを撮影レンズとしたカメラにおいて、第１のレンズ
群１におけるレンズ１１〜１３のレンズ１１の被写体側
面を除く面にＩＲカットコートを設けているので、汚れ
が付着してＩＲカットコートの特性が変化することがな
い。当然ながら、従来の技術の問題点として説明したゴ
ーストの発生もない。また、第２のレンズ群２に仮にご
みが付着しても、撮影機能（性能）として全く問題ない
カメラを不良として扱う必要がなくなる。

【００３４】さらに、第１のレンズ群１におけるレンズ
１３の被写体側面にＩＲカットコートを施した場合に
は、画角による入射角変化が少ないので、色むらが生じ
ることがなく、第１のレンズ群１におけるレンズ１１の
被写体側面にＩＲカットコートを施した場合と同等の性
能を得ることが可能となる。

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のカ
メラは、第１のレンズ群における各レンズ面の内、最も
被写体側に位置するレンズの被写体側面を除いたいずれ
かの面に赤外線カットコートを施したので、汚れが付着
して赤外線カットコートの特性が変化することなく、ゴ
ーストが発生することもない。また、撮影に影響を及ぼ
すことのないごみが付着した場合でも、不良として扱っ
たり、修理を行う必要をなくすこともできるという効果
もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。

【図２】赤外線カットコートの特性図である。

【図３】である。ズームポジションと光線の入射角との
関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１第１のレンズ群２第２のレンズ群３第３のレンズ群４第４のレンズ群５絞り６カバーガラス７結像面（撮像素子）１１〜１３，２１〜２３，３１，４１〜４３レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体側より順に正の屈折力を有し、固定
の複数のレンズよりなる第１のレンズ群と、負の屈折力
を有し、光軸方向に移動して変倍を行う第２のレンズ群
と、正の屈折力を有し、固定の第３のレンズ群と、正の
屈折力を有し、光軸方向に移動して合焦を行う第４のレ
ンズ群とを少なくとも備えるカメラにおいて、前記第１のレンズ群における各レンズ面の内、最も被写
体側に位置するレンズの被写体側面を除いたいずれかの
面に赤外線カットコートを施したことを特徴とするカメ
ラ。
【請求項２】前記第１のレンズ群は３枚のレンズよりな
り、その３枚のレンズの内の最も被写体から離れた側に
位置するレンズの被写体側面に赤外線カットコートを施
したことを特徴とする請求項１記載のカメラ。