JP2005020416A

JP2005020416A - 撮像光学系及び撮像装置

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Publication number: JP2005020416A
Application number: JP2003183051A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nakanishi; 仁中西; Shinichi Orimo; 進一織茂
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】光学ローパスフィルタの保持構造を改良して小型化を達成する。
【解決手段】複数のレンズ群からなる撮像レンズ２と、入射光の光束ＬＦが受光面に入射される固体撮像素子３と、上記入射光に含まれる赤外線をカットするフィルタとしての効果と、上記入射光に含まれる高周波成分を除去するフィルタとしての効果を持つフィルタ部材４とを備えている。このフィルタ部材４は、複屈折板４ａと、複屈折板４ａの一方主面に蒸着された赤外線をカットするフィルタとしての効果を持つ薄膜４ｂとからなる。このように、フィルタ部材４は、複屈折板４ａと薄膜４ｂとが一体に構成されており、これにより光束ＬＦの光路上の位置と、光路から外れた位置とを複屈折板４ａと薄膜４ｂとが一緒に移動するよう構成される。そして、上記フィルタ部材４は、一の支持構造にて鏡筒に支持されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のレンズ群と撮像素子とからなる撮像光学系及びこの撮像光学系を用いた撮像装置に関し、さらに詳しくは入射光の光路上に配され、該入射光に含まれる赤外線のカットや高周波成分の除去を行うフィルタ部材の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオカメラ等の撮像装置においては、撮像する画像を高解像にするとともに、サイズを小型化する要求が高まっている。この要求に答えるべく、固体撮像素子として高密度ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ（電荷結合素子））を搭載するとともに、レンズを小型化するなどして、光学系自体の小型化することが提案されている。
【０００３】
ところで、上述したような従来の撮像装置において、固体撮像素子にＣＣＤを用いた場合には、色偽信号やモアレ縞等の発生を防止するために、入射光内の不要な高周波成分を除去する光学的ローパスフィルタが配設されている。また、低照度撮影機能を有する撮像装置にあっては、入射光内の赤外線を吸収若しくは反射して、長波長域で感度が高い固体撮像素子固有の感度特性を補正する赤外カットフィルタ（以下、ＩＲカットフィルタと称する。）が配設されている。
【０００４】
撮像装置においては、夕暮れ時や屋内での撮影のように撮影に際して十分な光量が得られない場合、上述したフィルタのうちＩＲカットフィルタに入射光を透過させ赤外線をカットすることで、より光量が不足してしまい被写体の鮮明な光学像を得ることができなくなってしまう。そこで、例えば下記特許文献１記載の発明の如く、ＩＲカットフィルタを入射光の光路から外れた位置に移動させるための切り替え機構を持ち、撮影に際して十分な光量が得られない場合には、ＩＲカットフィルタを入射光の光路外に移動させ、赤外線を含んだ光を撮像素子に受光させる撮像装置が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１２５８５２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１記載の撮像装置では、切り替え機構にはＩＲカットフィルタのみが保持され、このＩＲカットフィルタの移動のみが可能なよう構成されており、高周波成分除去のための光学ローパスフィルタは別個に鏡筒内に保持する必要があった。鏡筒内に光学ローパスフィルタを保持する場合、例えば図１４及び図１５に示すように、鏡筒を構成する後部鏡筒１０１にフィルタ室１０２を設け、該フィルタ室１０２に光学ローパスフィルタ１０３を配設している。このように、鏡筒には、光学的ローパスフィルタ１０３を保持するスペースとして、光学ローパスフィルタ１０３の幅Ｗと同等の幅を有するフィルタ室１０２が必要となり、鏡筒全体のレイアウトに影響を与え、該鏡筒自体、ひいては撮像装置の小型化の弊害となっている。
【０００７】
また、ＩＲカットフィルタ自体が僅かながら屈折率を有するため、その移動に伴ってフィルタの屈折率をｎ、厚みをｔとした時に、結像位置が下記式（１）にて求められる位置ずれ量（Δｄ）だけずれてしまう。
Δｄ＝ｔ（ｎ−１）／ｎ・・・式（１）
【０００８】
このような結像位置の位置ずれに際しては、フォーカスレンズで結像位置を補正するための機械構造的な余裕が必要であり、これも鏡筒設計だけでなく、光学設計の上でも小型化・部品点数の削減への弊害となっていた。
【０００９】
そこで、本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、光学ローパスフィルタの保持構造を改良して小型化を達成する撮像光学系、及びこの撮像光学系を用いた撮像装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明に係る撮像光学系は、複数のレンズ群からなる撮像レンズと、該撮像レンズを通過した入射光の光束が受光面に入射される撮像素子と、上記入射光に含まれる赤外線をカットするフィルタとしての効果と、上記入射光に含まれる高周波成分を除去するフィルタとしての効果を持つフィルタ部材とを備えている。そして、フィルタ部材は、上記光束の光路上の位置と該光路から外れた位置とを移動可能に構成されるとともに、一の支持構造にて支持されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る撮像装置は、被写体を光としてとらえ、その光学像を電気信号に変換するカメラ機構部と、該カメラ機構部からの電気信号を電気的方法で処理し、情報信号として記録、及び情報信号の再生を行うビデオ機構部とを有するものであって、上記カメラ機構部が、複数のレンズ群からなる撮像レンズと、入射光の光束が受光面に入射される撮像素子と、上記入射光に含まれる赤外線をカットするフィルタとしての効果と、上記入射光に含まれる高周波成分を除去するフィルタとしての効果を持つフィルタ部材とを有する撮像光学系と、該撮像光学系が配される鏡筒とを備えてなる。そして、フィルタ部材は、上記光束の光路上の位置と該光路から外れた位置とを移動可能に構成されるとともに、一の支持構造にて上記鏡筒に対して支持されていることを特徴とする。
【００１２】
上記フィルタ部材は、光学ローパスフィルタの一方主面に、上記入射光に含まれる赤外線をカットする効果を持つ薄膜を形成することで上記入射光に含まれる赤外線をカットするフィルタとしての効果と、上記入射光に含まれる高周波成分を除去するフィルタとしての効果を持つよう構成される。このフィルタ部材において形成される薄膜は、例えば蒸着することによって形成される。
【００１３】
上述した構成を有する本発明に係る撮像光学系及び撮像装置は、フィルタ部材が、光学ローパスフィルタとしての効果と赤外線カットフィルタとしての効果とを有してなり、それが一の支持構造にて支持される。したがって、本発明によれば、従来の如く赤外線カットフィルタとは別に設けられた光学的ローパスフィルタを支持するための構造、スペースが不要となり、部品点数が削減されるため、製造コストが低減される。また、本発明によれば、上述の部品点数の削減の達成により、光学系構成の簡素化や光学系における省スペース化が図られ、撮像光学系、ひいては撮像装置の小型化が可能となる。
【００１４】
また、本発明によれば、上記フィルタ部材を、光学ローパスフィルタと、この光学ローパスフィルタに蒸着等して形成された薄膜とにより構成することで、従来赤外線カットフィルタの厚みによって生じていた結像位置の位置ずれが無くなって、この結像位置のずれを補正する構造等が不要となる。このため、部品点数が削減されるとともに、光学系構成の簡素化や光学系における省スペース化がさらに図ることができ、撮像光学系、ひいては撮像装置の小型化が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る撮像光学系、及びこの撮像光学系を備える撮像装置の具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は、第１の実施の形態に係る撮像光学系１であり、対物レンズを含む複数枚のレンズ群からなる撮像レンズ２と、この撮像レンズ２の結像面上に受光面を位置させた固体撮像素子（ＣＣＤ）３と、これら撮像レンズ２と固体撮像素子３との間に配されるフィルタ部材４とを有している。
【００１７】
上記撮像光学系１におけるフィルタ部材４は、入射光に含まれる高周波成分を除去するフィルタ、すなわち光学的ローパスフィルタとしての効果と、入射光に含まれる赤外線をカットするフィルタ、すなわちＩＲカットフィルタとしての効果とを持つよう構成されている。具体的には、フィルタ部材４は、一枚の複屈折板４ａと、光束ＬＦの入射面となる複屈折板４ａの撮像レンズ２側の一方主面に形成された薄膜４ｂとからなる。複屈折板４ａは、撮像光学系１内に入射した入射光の光束ＬＦの不要な高周波成分を除去する光学的ローパスフィルタとして作用するものであり、例えば水晶板等からなる。また、薄膜４ｂは、入射光の光束ＬＦの赤外線をカットするＩＲカットフィルタとして作用するものであり、上記複屈折板４ａにおける光束ＬＦの入射面に、例えばイオンアシスト法等によって蒸着されている。
【００１８】
図２に上記フィルタ部材４の分光特性を示す。フィルタ部材４は、同図に示す分光特性のように、透過率が５０％であるときの短波長側の波長値λｔｓ_５０と、透過率が５０％であるときの長波長側の波長値λｔｌ_５０との関係が、０．５５≦（λｔｓ_５０／λｔｌ_５０）≦０．６６の条件を充足するよう構成されている。このため、固体撮像素子３に対して有害な紫外光をカットすることができ、また、通常撮影時に固体撮像素子３に到達する最良の光束ＬＦの分光特性を得ることができるようになる。また、フィルタ部材４は、温度変化があった場合にも、上記イオンアシスト法等による蒸着を行うことで、蒸着膜密度を高くすることができ、また、膜自体の吸湿排湿効果を抑えることができる。このため、膜の屈折率が変化しなくなり、分光透過率特性の変化を抑えることができるようになる。これにより、λｔｓ_５０及びλｔｌ_５０における波長値の変化が３ｎｍ以下に抑えられ、撮像時の色変化を無くすことが可能となる。
【００１９】
また、上述のようにフィルタ部材４を、ＩＲカットフィルタとしての効果を持つ薄膜４ｂを蒸着した複屈折板４ａで構成することで、ＩＲカットフィルタを単独で設けた場合に生じていた結像位置の位置ずれを無くすことができ、光学全長の伸びを防止することができる。このため、撮像光学系１では、光学系構成における省スペース化を図ることができ、小型化を実現することができるようになる。
【００２０】
このような撮像光学系１は、周囲の光量に応じた撮影モードに切り換えて好適な被写体Ｏの撮影を可能とすべく、フィルタ部材４を光源ＬＳから発せられ被写体Ｏに反射して撮像レンズ２を通過した光束ＬＦの光路上の位置と、該光路から外れた位置とに移動可能な構成とされている。すなわち、撮像光学系１では、光学的ローパスフィルタとしての効果を持つ複屈折板４ａと、ＩＲカットフィルタとしての効果を持つ薄膜４ｂとが、一緒に上記光束ＬＦの光路上の位置から該光路から外れた位置へと、及びその逆へと移動される。
【００２１】
具体的には、フィルタ部材４は、昼間等のように周囲の光量が十分な明るい場所での撮影（以下、通常撮影と称する。）を行う場合と、夕暮時や屋内等のように十分な光量が得られない低照度撮影を行う場合とで、以下のような位置に配され、その位置に移動される。
【００２２】
まず、フィルタ部材４は、通常撮影を行う場合においては、光束ＬＦの光路上（図１中実線でフィルタ部材４が表されている（ａ）位置）に配置される。そして、撮像光学系１においては、通常撮影の場合には撮像光学系１内に入射する光束ＬＦの光量が十分に存在することから、その入射光をフィルタ部材４における薄膜４ｂに透過させ、このＩＲカットフィルタとして作用する上記薄膜４ｂで入射光に含まれている赤外線をカットする。また、同時に、入射光をファイル部材４における複屈折板４ａに透過させ、この光学的ローパスフィルタとして作用する上記複屈折板４ａで入射光の不要な高周波成分を除去する。
【００２３】
なお、上述したフィルタ部材４においては、複屈折板４ａの厚さをＴ、常光線屈折率をｎｏ、異常光線屈折率をｎｅ、光束ＬＦの入射角をθとしたとき、光束ＬＦは、複屈折板４ａの複屈折効果により、光束ＬＦが任意の光軸方向に、下記式（２）にて求められる常光線・異常光線の任意の分離幅ｄで分離される。

【００２４】
撮像光学系１では、上述のような通常撮影の場合、撮像レンズ２及びフィルタ部材４の双方を通過した光が、上記赤外線のカット及び高周波成分の除去を経てその撮影条件における理想的な光とされて固体撮像素子３の受光面に導かれ、これにより、固体撮像素子３の受光面における被写体Ｏの光学像を鮮明なものにすることができ、きれいな映像信号を得ることができる。
【００２５】
これに対し、フィルタ部材４は、夕暮時や屋内等のように十分な光量が得られない低照度撮影を行う場合においては、上記通常撮影時における光束ＬＦの光路上から移動され、該光路から外れた位置（図１中点線でフィルタ部材４が表されている（ｂ）位置）に配置される。そして、撮像光学系１においては、低照度撮影の場合には撮像光学系１内に入射する光束ＬＦの光量が少ないことから、光学系の感度を上げるために可視光だけでなく入射光に含まれる赤外線をも利用することで被写体Ｏの光学像を結像させる。
【００２６】
撮像光学系１では、上述のような低照度撮影の場合、撮像レンズ２のみを通過し、低照度撮影時の画像として認識されるのに最適な赤外線が含まれた光が、その撮影条件における理想的な光として固体撮像素子３の受光面に導かれ、これにより、十分な光量が得られない際にも、固体撮像素子３の受光面における被写体Ｏの光学像を鮮明なものにすることができ、きれいな映像信号を得ることができる。
【００２７】
そして、フィルタ部材４は、再度通常撮影を行う場合には、図１中（ｂ）位置から上述した通常撮影を行う際の図１中（ａ）位置に配されるよう移動される。
【００２８】
なお、撮像光学系１では、低照度撮影の場合、光学的ローパスフィルタとしての効果を持つ複屈折板４ａとＩＲカットフィルタとしての効果を持つ薄膜４ｂとが一体に形成されているため、フィルタ部材４を移動させることによって、上述したように薄膜４ａと一緒に複屈折板４ａも光束ＬＦの光路から外れた位置に移動してしまうことになる。しかしながら、低照度撮影時には、撮像光学系１に入射する光束ＬＦ全体の光量自体が少ないため、入射光に含まれる高周波成分が被写体Ｏの光学像結像の際に与える悪影響も小さい。したがって、低照度撮影に際しては、光束ＬＦを光学的ローパスフィルタに透過させる必要性が希薄となるため、複屈折板４ａを移動させた場合であっても光学像を鮮明なものにすることができ、きれいな映像信号を得ることができる。
【００２９】
次に、上述したような構成の撮像光学系１が配設された本発明に係る撮像装置について説明する。上記撮像光学系１を有する撮像装置は、例えばビデオカメラ等であり、被写体を光としてとらえ、その光学像を電気信号に変換するカメラ機構部（詳しい図示は省略する。）と、このカメラ機構部からの電気信号を電気的方法で処理し、情報記録媒体、例えばテープ状記録媒体への情報信号として記録、及び情報信号の任意の再生を行うビデオ機構部（詳しい図示は省略する。）を備える。そして、上記撮像光学系１は、図３に示す鏡筒１１内に配された状態でカメラ機構部を構成し、カメラ外装体内に配設されている。
【００３０】
鏡筒１１は、同図に示すように、撮像光学系１の撮像レンズ２を構成する前玉レンズ２ａが固定される前鏡筒１１ａと、該前鏡筒１１ａに図示を省略する締結ビス等で固定される中間鏡筒１１ｂと、同様に中間鏡筒１１ｂに図示を省略する締結ビス等で固定される後部鏡筒１１ｃとにより構成されている。中間鏡筒１１ｂの側面には、ズーム移動枠を駆動するアクチュエータの構成部品であるヨーク１２が保持されている。なお、この鏡筒１１においては、前鏡筒１１ａを中間鏡筒１１ｂに対して、上記締結ビス等による固定ではなく、図示を省略するコイルバネ等の弾性部材を挟んでアオリ調整ができるように保持されるよう構成するものであってもよい。
【００３１】
なお、撮像装置を構成するビデオ機構部は、従来から公知の構成を有するものであり、例えば磁気テープ等の情報記録媒体が収納されたカセットテープが着脱されるメカデッキと、このメカデッキ等を駆動して磁気テープを回転ドラムに巻き付けるローディング機構と、回転ドラムに設けられる磁気ヘッドを用いて磁気テープに対して情報信号を記録し或いは予め記録されている情報信号を再生する等の制御を行うためのビデオ回路等から構成されている。また、撮像光学系１及びこの撮像光学系１を収納する鏡筒１１以外のカメラ機構部も同様に、従来から公知の構成を有するものである。
【００３２】
撮像装置にあっては、図４に示すように、上述した構成の鏡筒１１内において、前鏡筒１１ａ及び中間鏡筒１１ｂに上記前玉レンズ２ａを含む撮像レンズ２が同じ中心軸上に位置するよう配列して配され、また、後部鏡筒１１ｃにフィルタ部材４と、このフィルタ部材４を保持するホルダ１３と、該ホルダ１３ごとフィルタ部材４を移動させるレバー１４とが配設される。このように、撮像装置では、撮像レンズ２よりも光束ＬＦの入射方向後段側に位置してフィルタ部材４が配設される。さらに、撮像装置においては、撮像光学系１を構成する固体撮像素子３が、同図に示すように、受光面上に光学的ローパスフィルタ１５が設けられるとともに、シールゴム１６を介して後部鏡筒１１ｃに取り付けられる。この固体撮像素子３の取り付けは、固体撮像素子３及び該固体撮像素子３と電気的に接続された基板１７を接着等によって保持する板金１８を、後部筐体１１ｃにビス等でとめる等の方法により行われる。
【００３３】
このような鏡筒１１におけるフィルタ部材４の支持構造について説明する。フィルタ部材４は、図５に示すように、ホルダ１３に設けられたロ字状のフレーム１３ａに嵌め込まれて保持される。このように、フィルタ部材４を保持したホルダ１３は、図４に示すように、該ホルダ１３の一側上端に形成された連結部１３ｂを、レバー１４の一端部に形成された連結孔部１４ａに挿通することで、レバー１４と連結される。そして、フィルタ部材４を保持し且つレバー１４と連結されたホルダ１３を、同図及び図６に示すように、後部鏡筒１１ｃに形成されたスライド溝１９に嵌合させる。このとき、レバー１４を後部鏡筒１１ｃに形成された切り欠き２０に位置させるとともに、後述するレバー１４の回動中心となる孔部１４ｂに後部鏡筒１１ｃの軸部２１が挿通される。
【００３４】
このように、撮像装置においては、上述したように撮像光学系１においてフィルタ部材４が、光学ローパスフィルタとして作用する複屈折板４ａとＩＲカットフィルタとして作用する薄膜４ｂとが一体として構成されており、それが一の支持構造にて鏡筒１１に対して支持されているため、従来の如くＩＲカットフィルタとは別に設けられた光学的ローパスフィルタを支持するための構造、スペースが不要となる。したがって、撮像光学系１、及びこの撮像光学系１を用いた撮像装置において、部品点数を削減することができ、これにより製造コストの削減、及び光学系構成の簡素化や光学系における省スペース化を達成することができる。そして、上述の光学系構成の簡素化や光学系における省スペース化によって、撮像光学系１や撮像装置の小型化をも達成することができる。
【００３５】
また、本実施形態では、複屈折板４ａに蒸着した薄膜４ｂにＩＲカットフィルタとしての効果を持たせることで、ＩＲカットフィルタを単独で設けていた場合に生じていた結像位置の位置ずれが無くなり、この結像位置のずれを補正する構造等が不要となる。このため、撮像光学系１及びこれを用いた撮像装置では、部品点数を削減することができるとともに、光学系構成の簡素化や光学系における省スペース化をより実現することができ、さらなる小型化、軽量化を達成することができるようになる。
【００３６】
上述した構成の撮像光学系１を有する撮像装置では、鏡筒１１外に突出したレバー１４を図６中矢印Ａ_１、Ａ_２方向に操作することによって、撮影条件に応じたフィルタ部材４の移動を行うことができる。撮像装置においては、矢印Ａ_１方向にレバー１４を操作すると、軸部２１に挿通された孔部１４ｂを中心にレバー１４が回動することによって、ホルダ１３が連結部１３ｂを介して引き上げられ、同図中矢印Ｂ_１方向にスライドする。この結果、ホルダ１３に嵌合されたフィルタ部材４も同方向に移動し、ファイル部材４が光束ＬＦの光路から外れた位置（図１中（ｂ）位置）に配置される。また、矢印Ａ_２方向にレバー１４を操作すると、ホルダ１３が連結部１３ｂを介して押し下げられ、同図中矢印Ｂ_２方向にスライドする。この結果、ホルダ１３に嵌合されたフィルタ部材４も同方向に移動し、ファイル部材４が光束ＬＦの光路上の位置（図１中（ａ）位置）に配置される。撮像装置は、上述したような操作を行うことによって、撮影条件に応じてフィルタ部材４を配置させ、通常撮影モードから低照度撮影モードへの切り換え、或いはその逆への切り換えが行われる。
【００３７】
以上、複屈折板４ａにＩＲカットフィルタとしての効果を持つ薄膜４ｂを蒸着することで光学ローパスフィルタとしての効果とＩＲカットフィルタとしての効果を持つフィルタ部材４を有する実施の形態に関し説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。以下、本発明の他の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態たる撮像光学系１と同じ部材が用いられている場合については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３８】
図７は、第２の実施の形態に係る撮像光学系３１であり、撮像レンズ２と、固体撮像素子（ＣＣＤ）３と、これら撮像レンズ２と固体撮像素子３との間に配されるフィルタ部材３２とを有している。また、撮像光学系３１にあっては、フィルタ部材３２と固体撮像素子３との間に、後述する第１のローパスフィルタとは異なって可動式とされていない、換言すると例えば撮像装置における鏡筒に固定された第２の光学ローパスフィルタ３３が配設されている。
【００３９】
そして、フィルタ部材３２は、光学的ローパスフィルタとしての効果を持つ第１の光学ローパスフィルタ３２ａと、ＩＲカットフィルタとしての効果を持ち且つ上記第１の光学ローパスフィルタ３２ａに蒸着されてなる薄膜３２ｂとから構成されている。第１の光学ローパスフィルタ３２ａは、多層構造を有し、例えば２枚以上の複屈折板等からなる。
【００４０】
上述した構成のフィルタ部材３２は、撮像レンズ２を通過した光束ＬＦの光路上の位置と、該光路から外れた位置とに移動可能な構成とされている。具体的には、フィルタ部材３２は、通常撮影を行う場合においては、光束ＬＦの光路上（図７中実線でフィルタ部材３２が表されている（ｃ）位置）に配置される。また、フィルタ部材３２は、低照度撮影を行う場合においては、上記通常撮影時における光束ＬＦの光路上から移動され、該光路から外れた位置（図７中点線でフィルタ部材３２が表されている（ｄ）位置）に配置される。
【００４１】
このようなフィルタ部材３２を有する撮像光学系３１にあっては、フィルタ部材３２を適宜移動させることによって、通常撮影時には赤外線がカットされ且つ不要な高周波成分が除去された光が、また、低照度撮影時には赤外線のカットも不要な高周波成分の除去も行われていない光が、各撮影条件における理想的な光として固定された第２の光学的ローパスフィルタ３３を通過して、固体撮像素子３の受光面に導かれる。そして、固体撮像素子３の受光面における被写体の光学像を鮮明なものにして、きれいな映像信号を得ることができるようになる。このとき、上述した構成の撮像光学系３１では、第１及び第２の光学的ローパスフィルタ３２ａ、３３によって、光束ＬＦの分離パターンを操作することができる。例えば、第１の光学ローパスフィルタ３２ａが（ｄ）位置にあるときには、図８（ａ）に示すような分離パターンで、第２の光学ローパスフィルタ３３が（ｃ）位置にあるときには、同図（ｂ）に示すような分離パターンで光束ＬＦを分離させ、不要な高周波成分の除去が行われる。
【００４２】
上述の撮像光学系３１にあっては、第１の実施形態に係る撮像光学系１と同様に図３に示す鏡筒１１を有する撮像装置に適用することができる。したがって、撮像光学系３１は、一の支持構造にて第１の光学ローパスフィルタ３２ａと薄膜３２ｂとからなるフィルタ部材３２が鏡筒に支持されるため、部品点数の削減や、これによる製造コストの削減、及び光学系構成の簡素化や光学系における省スペース化を達成することができる。そして、上述の光学系構成の簡素化や光学系における省スペース化によって、撮像光学系３１を用いた撮像装置の小型化をも達成することができる。また、蒸着した薄膜４ｂにＩＲカットフィルタとしての効果を持たせることで、さらなる小型化、軽量化を達成することができる。
【００４３】
図９は、第３の実施の形態に係る撮像光学系４１であり、撮像レンズ２と、固体撮像素子（ＣＣＤ）３と、これら撮像レンズ２と固体撮像素子３との間に配されるフィルタ部材４２とを有している。また、撮像光学系４１にあっては、撮像レンズ２とフィルタ部材３２との間に、例えば撮像装置における鏡筒に固定された第２の光学ローパスフィルタ４３が配設されている。
【００４４】
そして、フィルタ部材４２は、光学的ローパスフィルタとしての効果を持ち且つ多層構造を有する第１の光学ローパスフィルタ４２ａと、ＩＲカットフィルタ４２ｂとから構成されている。これら第１の光学ローパスフィルタ４２ａとＩＲカットフィルタ４２ｂとは、それぞれ構成上別個に形成されているが、一の支持構造により、例えば撮像装置における鏡筒に支持されている。なお、上記ＩＲカットフィルタ４２ｂは、従来から公知の構成のものが用いられる。
【００４５】
上述した構成のフィルタ部材４２は、第１の光学ローパスフィルタ４２ａとＩＲカットフィルタ４２ｂとが構成上別個のものであるが、一の支持構造により支持されているため、双方が同期して光束ＬＦの光路上の位置と、該光路から外れた位置とに移動可能な構成とされている。具体的には、フィルタ部材４２は、通常撮影を行う場合においては、光束ＬＦの光路上（図９中実線でフィルタ部材４２が表されている（ｅ）位置）に配置され、また、低照度撮影を行う場合においては、光束ＬＦの光路から外れた位置（図９中点線でフィルタ部材４２が表されている（ｆ）位置）に配置される。
【００４６】
このようなフィルタ部材４２を有する撮像光学系４１にあっては、フィルタ部材４２を適宜移動させることによって、固定された第２の光学的ローパスフィルタ４３を通過した光が、各撮影条件における理想的な光として固体撮像素子３の受光面に導かれる。そして、固体撮像素子３の受光面における被写体の光学像を鮮明なものにして、きれいな映像信号を得ることができるようになる。なお、本実施の形態にあっても、上記第２の実施の形態における撮像光学系３１と同様に、第１の光学的ローパスフィルタ４２ａ及びＩＲカットフィルタ４３によって、光束ＬＦの分離パターンを操作することができる。
【００４７】
上述の撮像光学系４１にあっては、第１の実施形態に係る撮像光学系１と同様に図３に示す鏡筒１１を有する撮像装置に適用することができる。したがって、撮像光学系４１は、一の支持構造にて第１の光学ローパスフィルタ４２ａとＩＲカットフィルタ４２ｂとからなるフィルタ部材４２が鏡筒に支持されるため、部品点数の削減や、これによる製造コストの削減、及び光学系構成の簡素化や光学系における省スペース化を達成することができる。そして、上述の光学系構成の簡素化や光学系における省スペース化によって、撮像光学系４１を用いた撮像装置の小型化をも達成することができる。
【００４８】
また、ＩＲカットフィルタ４２ｂを独立して設けることで、第１の光学ローパスフィルタ４２ａと離間してＩＲカットフィルタ４２ｂを配することができるようになり、撮像光学系４１、及びこの撮像光学系４１を用いた撮像装置における設計の自由度が向上する。
【００４９】
図１０は、第４の実施の形態に係る撮像光学系５１であり、撮像レンズ２と、固体撮像素子（ＣＣＤ）３と、これら撮像レンズ２と固体撮像素子３との間に配されるフィルタ部材５２とを有している。また、撮像光学系５１にあっては、撮像レンズ２とフィルタ部材５２との間に、例えば撮像装置における鏡筒に固定された第２の光学ローパスフィルタ５３が配設されている。
【００５０】
そして、フィルタ部材５２は、その一部にのみＩＲカットフィルタとしての効果と光学的ローパスフィルタとしての効果を持ち、他の部位は光学的ローパスフィルタ（第１の光学ローパスフィルタ）としての効果のみを持つよう構成されている。具体的には、フィルタ部材５２は、例えば同図に示すように、複屈折板５２ａの一部にＩＲカットフィルタとしての効果を持つ薄膜５２ｂが蒸着され、他の部位には複屈折板５２ａが露呈している構成とされている。なお、同図にあっては、フィルタ部材５２において、薄膜５２ｂ形成状態を分かりやすくするために、薄膜５２ｂに厚みを持たせて記載しているため、複屈折板５２ａのみの部分と、複屈折板５２ａ及び薄膜５２ｂからなる部分とで厚みが異なって表されているが、実際には両者の厚みには変化がない。
【００５１】
上述した構成のフィルタ部材５２は、通常撮影を行う場合においては、光束ＬＦの光路上（図１０中実線でフィルタ部材５２が表されている（ｇ）位置）に薄膜５２ｂが蒸着された部位が位置するよう配され、また、低照度撮影を行う場合においては、光束ＬＦの光路から外れた位置（図１０中点線でフィルタ部材５２が表されている（ｈ）位置）に薄膜５２ｂが蒸着された部位が位置するよう配されるとともに光束ＬＦの光路上には複屈折板５２ａが露呈している部位が来るよう配置される。
【００５２】
このようなフィルタ部材５２を有する撮像光学系５１にあっては、フィルタ部材５２を適宜移動させることによって、固定された第２の光学的ローパスフィルタ５３を通過した光が、各撮影条件における理想的な光として固体撮像素子３の受光面に導かれる。そして、固体撮像素子３の受光面における被写体の光学像を鮮明なものにして、きれいな映像信号を得ることができるようになる。
【００５３】
上述の撮像光学系５１にあっては、第１の実施形態に係る撮像光学系１と同様に図３に示す鏡筒１１を有する撮像装置に適用することができる。したがって、撮像光学系５１は、一の支持構造にて複屈折板５２ａとＩＲカットフィルタ５２ｂとからなるフィルタ部材５２が鏡筒に支持されるため、部品点数の削減や、これによる製造コストの削減、及び光学系構成の簡素化や光学系における省スペース化を達成することができる。そして、上述の光学系構成の簡素化や光学系における省スペース化によって、撮像光学系５１を用いた撮像装置の小型化をも達成することができる。
【００５４】
また、撮像光学系５１にあっては、低照度撮影時においても上記各実施の形態の如くフィルタ部材５２の全体が光束ＬＦの光路上から外れずに、通常撮影時に光束ＬＦが透過する部分と厚みが変化していない複屈折板５２ａのみの部位が残存するため、通常撮影時と低照度撮影時に光学ローパスフィルタの効果と光学長とを変化させることなく切換を行うことができるようになる。
【００５５】
なお、フィルタ部材５２は、上述した構成に限定されるものではなく、該フィルタ部材５２の一部にのみＩＲカットフィルタとしての効果を持たせ、ＩＲカットフィルタとしての効果を持つ部分と持たない部分とで厚みの変化がないよう構成されていればよい。例えば図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、フィルタ部材５２を、光学的ローパスフィルタ５２ｃと、光学ローパスフィルタとしての効果をも有するＩＲカットフィルタ５２ｄとで構成し、同じ厚さのこれらを接続したものであってもよく、また、同図（ｃ）及び（ｄ）に示すように、光学ローパスフィルタ５２ｅの一部にＩＲカットフィルタ５２ｆを埋め込んで、全体が同じ厚さになるよう構成してもよい。さらには、同図（ｅ）及び（ｆ）に示すように、光学ローパスフィルタとしての効果のみを持つ第１のフィルタ５２ｇと、該第１のフィルタ５２ｇと別個のフィルタであり且つ光学ローパスフィルタとＩＲカットフィルタとしての効果を持つ第２のフィルタ５２ｈとにより構成するものであってもよい。なお、第１のフィルタ５２ｇと第２のフィルタ５２ｈからなる場合であっても、これらは一の支持構造により、例えば撮像装置の鏡筒に支持されて移動可能な構成とされる。また、第１のフィルタ５２ｇと第２のフィルタ５２ｈにあっても、上述した図１０に示すフィルタ部材５２と同様の理由により、実際には両者の厚みには変化がない。
【００５６】
図１２は、第５の実施の形態に係る撮像光学系６１であり、撮像レンズ２と、固体撮像素子（ＣＣＤ）３と、これら撮像レンズ２と固体撮像素子３との間に配され且つ光学ローパスフィルタ６２ａにＩＲカットフィルタとしての効果を有する薄膜６２ａが蒸着されてなるフィルタ部材６２とを有している。また、撮像光学系６１にあっては、フィルタ部材６２と固体撮像素子３との間に、例えば撮像装置における鏡筒に固定された第２の光学ローパスフィルタ６３が配設されている。上記フィルタ部材６２は、通常撮影を行う場合においては、光束ＬＦの光路上（図１２中実線でフィルタ部材６２が表されている（ｉ）位置）に位置するよう配され、また、低照度撮影を行う場合においては、光束ＬＦの光路から外れた位置（図１２中点線でフィルタ部材６２が表されている（ｊ）位置）に位置するよう配される。
【００５７】
そして、上記固定された第２の光学ローパスフィルタ６３の固体撮像素子３側の主面には紫外線カット効果を持つ薄膜６４が形成されている。このように、紫外線カット効果を持つ薄膜６４を固定された第２の光学ローパスフィルタ６３に設けることで、有害な紫外線による固体撮像素子３の劣化を防ぐことができるようになる。なお、本実施形態においては、上述したような薄膜６４を形成するものではなく、紫外線カット効果を持つ材質によるフィルタを第２の光学ローパスフィルタ６３に使用してもよく、また、移動可能に構成されたフィルタ部材６２側に紫外線カット効果を持たせるよう構成してもよい。
【００５８】
上述の撮像光学系６１にあっては、第１の実施形態に係る撮像光学系１と同様に図３に示す鏡筒１１を有する撮像装置に適用することができる。したがって、撮像光学系６１は、一の支持構造にて光学ローパスフィルタとＩＲカットフィルタとしての効果を持つフィルタ部材６２が鏡筒に支持されるため、部品点数の削減や、これによる製造コストの削減、及び光学系構成の簡素化や光学系における省スペース化を達成することができる。そして、上述の光学系構成の簡素化や光学系における省スペース化によって、撮像光学系６１を用いた撮像装置の小型化をも達成することができる。また、撮像光学系６１内に紫外線カット効果を持たせることで、撮像素子の信頼性を確保することができるようになる。また、この紫外線カット効果を持たせることを薄膜６４の蒸着によって行うことで、部品点数の削減をも達成することができる。さらに、紫外線カット効果を持つ材質によるフィルタを第２の光学ローパスフィルタ６３に使用した場合には、紫外線カット効果を有するフィルタの鏡筒における設計の自由度を確保することができる。
【００５９】
なお、上述した各実施の形態にあっては、１枚の複屈折板、或いは多層構造を有する光学ローパスフィルタと、ＩＲカットフィルタとしての効果を有する薄膜等によって本発明のフィルタ部材を構成しているが、このような構成に限定されるものではなく、例えば図１３（ａ）に示すように、無機材料又は有機材料からなる基板材７１の一方主面に光学ローパスフィルタの効果を持つ薄膜７２を形成するとともに、他方主面にＩＲカットフィルタの効果を持つ薄膜７３を形成してフィルタ部材を構成するようにしてもよい。また、同図（ｂ）に示すように、無機材料又は有機材料からなる基板材８１の一方主面に、光学ローパスフィルタの効果を持つ薄膜８２とＩＲカットフィルタの効果を持つ薄膜８３とを積層させて構成するようにしてもよい。本発明のフィルタ部材をこのように構成することで、基板材７１、８１の厚みを任意に調整することでフィルタ部材自体の厚みを変化させ、フィルタ設計の自由度を確保することができるようになる。
【００６０】
また、本発明は、上述した各実施形態にて説明した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【００６１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、従来の如く赤外線カットフィルタとは別に設けられた光学的ローパスフィルタを支持するための構造、スペースが不要となり、部品点数を削減することができ、これにより、製造コストを低減させることができる。また、本発明によれば、上述の部品点数の削減によって、光学系構成の簡素化や光学系における省スペース化が図られ、撮像光学系、ひいては撮像装置を小型化することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図２】同撮像光学系における分光特性を示す特性図である。
【図３】同撮像光学系が配された撮像装置における鏡筒の斜視図である。
【図４】鏡筒内における撮像光学系の配列状態を説明するための分解斜視図である。
【図５】フィルタ部材とホルダの分解斜視図である。
【図６】ホルダ及びレバーが配設された後部鏡筒の斜視図である。
【図７】第２の実施の形態に係る撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図８】同撮像光学系における光束の分離パターンを説明するための図である。
【図９】第３の実施の形態に係る撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図１０】第４の実施の形態に係る撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図１１】同撮像光学系におけるフィルタ部材の構成例を示す図である。
【図１２】第５の実施の形態に係る撮像光学系の概略構成を示す図である。
【図１３】各実施形態におけるフィルタ部材の他の構成例を示す図である。
【図１４】従来の撮像装置における光学ローパスフィルタの保持状態を説明するための図であり、該光学ローパスフィルタを保持する後部鏡筒の一部を断裂して示す図である。
【図１５】同撮像装置の後部鏡筒の縦断面図である。
【符号の説明】
１撮像光学系，２撮像レンズ，３固体撮像素子，４フィルタ部材，４ａ複屈折板，４ｂ薄膜，１１鏡筒，１１ａ前鏡筒，１１ｂ中間鏡筒，１１ｃ後部鏡筒，１２ヨーク，１３ホルダ，１４レバー，１５光学的ローパスフィルタ，１６シールゴム，１７基板，１８板金，１９スライド溝，２０切り欠き，２１軸部

Claims

複数のレンズ群からなる撮像レンズと、
該撮像レンズを通過した入射光の光束が受光面に入射される撮像素子と、
上記入射光に含まれる赤外線をカットするフィルタとしての効果と、上記入射光に含まれる高周波成分を除去するフィルタとしての効果を持つフィルタ部材とを備え、
上記フィルタ部材は、上記光束の光路上の位置と該光路から外れた位置とを移動可能に構成されるとともに、一の支持構造にて支持されていることを特徴とする撮像光学系。
上記フィルタ部材は、光学ローパスフィルタの一方主面に、上記入射光に含まれる赤外線をカットする効果を持つ薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の撮像光学系。
上記薄膜は、上記光学ローパスフィルタの一方主面に蒸着されていることを特徴とする請求項２記載の撮像光学系。
上記薄膜は、上記光学ローパスフィルタの一方主面に部分的に蒸着されていることを特徴とする請求項３記載の撮像光学系。
上記フィルタ部材とは別の光学ローパスフィルタが、上記光束の光路上にさらに配されていることを特徴とする請求項１記載の撮像光学系。
上記別の光学ローパスフィルタ、或いは上記フィルタ部材に、上記入射光に含まれる紫外線をカットする効果を有する薄膜が形成されていることを特徴とする請求項５記載の撮像光学系。
上記別の光学ローパスフィルタは、上記入射光に含まれる紫外線をカットする効果を有する材料により形成されていることを特徴とする請求項５記載の撮像光学系。
上記フィルタ部材は、透過率が５０％であるときの短波長側の波長値λｔｓ_５０と、透過率が５０％であるときの長波長側の波長値λｔｌ_５０とが、０．５５≦（λｔｓ_５０／λｔｌ_５０）≦０．６６の条件を充足する分光特性を有していることを特徴とする請求項１記載の撮像光学系。
上記フィルタ部材は、上記入射光に含まれる赤外線をカットするフィルタとしての効果を持つ薄膜と、上記入射光に含まれる高周波成分を除去するフィルタとしての効果を持つ薄膜とが、無機材料又は有機材料からなる基板材に形成されていることを特徴とする請求項１記載の撮像光学系。
被写体を光としてとらえ、その光学像を電気信号に変換するカメラ機構部と、該カメラ機構部からの電気信号を電気的方法で処理し、情報信号として記録、及び情報信号の再生を行うビデオ機構部とを有する撮像装置において、
上記カメラ機構部は、複数のレンズ群からなる撮像レンズと、入射光の光束が受光面に入射される撮像素子と、上記入射光に含まれる赤外線をカットするフィルタとしての効果と、上記入射光に含まれる高周波成分を除去するフィルタとしての効果を持つフィルタ部材とを有する撮像光学系と、
該撮像光学系が配される鏡筒とを備えてなり、
上記フィルタ部材は、上記光束の光路上の位置と該光路から外れた位置とを移動可能に構成されるとともに、一の支持構造にて上記鏡筒に対して支持されていることを特徴とする撮像装置。