JP2006072151A

JP2006072151A - 絞り板

Info

Publication number: JP2006072151A
Application number: JP2004257683A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Okumura; 哲也奥村
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2004-09-03
Filing date: 2004-09-03
Publication date: 2006-03-16
Also published as: US20060051085A1; CN1743938A; US7654757B2

Abstract

【課題】十分な強度を保つとともに光を透過せず、かつフレアやゴーストの発生を抑えた絞り板を提供する。
【解決手段】絞り板２８は、例えば燐青銅やステンレスでできている。絞り板２８は絞り開口３５が形成された第１の板状部２８ａと、第１の板状部２８ａの周囲を取り囲むように形成された第２の板状部２８ｂとからなる。第１の板状部２８ａの厚さは、第２の板状部２８ｂの厚さよりも薄く形成されている。絞り開口３５の内周面３５ｃには入口周辺部３５ｄと出口周辺部３５ｅとが形成されている。入口周辺部３５ｄと出口周辺部３５ｅとは丸く形成されている。このため入口３５ａ、出口３５ｂに向かうに従って、絞り開口３５の開口径は徐々に大きくなる。内周面３５ｃには光の反射を防止する塗料が塗装されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮影レンズなどの光学系とともに鏡筒に組み込んで使用される絞り板に関するものである。

カメラなどのレンズユニットには絞りが組み込まれている。レンズユニットに組み込まれる絞りとしては、明るさなどに応じて開口径を調節することができる可変絞りがよく用いられるが、例えばレンズ付きフイルムユニットのような簡易型の写真カメラや、携帯電話機に組み込まれるような簡易型のデジタルカメラのレンズユニットには、可変絞りを搭載しないものもある。レンズユニットには撮影に不要な光が少なからず入射し、フレアやゴーストを発生させて撮影画像の品位を低下させる場合があり、このため、上記のような簡易型のカメラのレンズユニットには、有害光の入射を防ぐとともにレンズのＦ値を設定できる開口径が一定な固定絞りが用いられている。

従来、このような固定絞りにはカーボンブラックなどを練りこんで遮光性を付与したプラスチック製のシートに絞り開口を開けたものが利用されているが、シート自体の強度と遮光性を維持するためには少なくとも０．２〜０．３ｍｍ程度の厚みが必要である。ところが、例えば携帯電話機で使用される撮影レンズはその全長も数ミリ程度まで小型化され、絞り板自体もその組み込みスペースを考慮するとさらなる薄型化が要求されてきており、前述した一枚のプラスチックシートからなる絞り板では強度及び遮光性の点で、十分な薄型化はできない。また、０．２〜０．３ｍｍ程度の厚さでも、絞り板のエッジ部の反射光によるゴースト／フレアは性能の劣化を招いてしまう。

また、特許文献１で知られる絞り板は、目的とする絞り開口よりもわずかに大きい開口を形成した厚手のシートに、所定の絞り開口を形成した薄手のシートが重ね合わされている。そして、絞り開口が薄手のシートに形成されていることから、絞り開口の内周面での不要な反射が低減され、また、厚手のシートによって絞り板の強度と遮光性が保たれるようになる。
特開平１１−２１２１３８号公報

ところが、特許文献１に記載された絞り板は、それぞれプレス加工などにより２枚のシートを用意したうえで、各々の開口中心が一致するように接着剤で高精度に貼り合わせる作業が必要となり製造コストが高くなる。また、絞り開口が形成された薄手のシートは０．０４〜０．０９ｍｍと薄いため、厚手のシートと重なっていない絞り開口周辺では５％程度の光透過があって遮光性が不十分であった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、薄型化した場合でも十分な強度を保つとともに光を透過せず、かつフレアやゴーストの発生を低減する絞り板を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の絞り板では、金属製の一枚の薄板からなり、絞り開口が形成されたエリアの板厚がその外側を囲むエリアよりも薄いことを特徴とする。

また、絞り開口を形成する薄板の開口端縁が面取りされていることを特徴とする。

また、絞り開口を形成する薄板の内周面に光反射を抑える表面処理が施されていることを特徴とする。

本発明の絞り板によれば、金属製の一枚の薄板からなり、絞り開口が形成されたエリアの板厚がその外側を囲むエリアよりも薄いことにより、金属製の一枚の薄板で構成したことで光の透過を防止でき、さらに、絞り開口が形成されたエリアの板厚がその外側を囲むエリアよりも薄いことで強度を保持しながら絞り開口の内周面での光の反射をより抑えることができ、これによって十分な強度を保つとともに光を透過せずかつフレアやゴーストの発生を低減する絞り板を提供することができる。

また、絞り開口を形成する薄板の開口端縁が面取りされていることにより、絞り開口の入射側の開口端縁及び出射側の開口端縁に向かうに従って絞り開口が広くなるため、光学系の小型化により絞り板の小型化に伴なって絞り開口を狭くする場合でもけられ等の発生を抑えることができる。

また、絞り開口を形成する薄板の内周面に光反射を抑える表面処理が施されていることにより、絞り開口の内周面での光の反射を抑えることができ、より一層ゴーストやフレアの発生を低減した絞り板を提供することができる。

図１に本発明の絞り板を内蔵したカメラ付き携帯電話を図１に示す。図１（ａ）に示すように、カメラ付き携帯電話２の上部には通信アンテナ４が備えられ、表面の上部には、通話相手の音声を出力する受話スピーカ５、画像を表示する液晶画面７、電話番号の入力等の各種操作を行うための操作ボタン９、通話相手に音声を伝えるための送話マイク１１などが備えられている。図１（ｂ）にカメラ付き携帯電話の裏面を観察した斜視図を示す。カメラ付き携帯電話２の裏面からは、後述するレンズユニットに備えられた第１レンズ２４が露呈している。カメラ付き携帯電話２は電話をかける通話モードと被写体の撮影が可能な撮影モードとを切り替えることができ、カメラ付き携帯電話２が撮影モードに設定され所定の撮影操作がユーザによって行われると、第１レンズ１３等によって被写体の画像データが形成される。

図２に第１レンズを保持したレンズ鏡筒等から構成されるレンズユニットを光軸方向に沿って縦に切断した断面図を示す。レンズユニット２０はレンズ鏡筒２２、第１、第２、第３レンズ２４、２５、２６、絞り板２８、ＣＣＤイメージセンサ３０等から構成される。第１〜第３レンズ２４〜２６や絞り板２８はレンズ鏡筒２２によって保持され、第１、第２、第３レンズ２４、２５、２６の外径はそれぞれ７〜８ｍｍ程度であり、第１〜第３レンズ２４〜２６の光軸は一致するように配置されている。第１レンズ２４と第２レンズ２５との間には、開口絞りとして絞り板２８が配置されており、この絞り板２８によって第１レンズ２４から第２レンズ２５に入射する光線束が制限される。絞り板２８には光を通すための絞り開口３５が形成されており、絞り開口３５内の予め決められた位置を第１〜第３レンズ２４〜２６の光軸が通るように絞り板２８はレンズ鏡筒２２内で配置されている。第３レンズ２６の像面側にはＣＣＤイメージセンサ３０が配置されており、ＣＣＤイメージセンサ３０は回路基板３２上に取り付けられている。

図３に絞り板２８の斜視図を示す。絞り板２８は円板状に形成されており、絞り開口３５が形成された第１の板状部２８ａと、第１の板状部２８ａの周囲に連なって形成された第２の板状部２８ｂとからなる。絞り開口３５は第１の板状部２８ａの表面２８ｃ（図４参照）から裏面２８ｄ（図４参照）まで穿設され、絞り開口３５の開口径は絞り開口３５の入口及び出口に向かうに従って大きくなるように形成されている。第１の板状部２８ａの表面２８ｃ側には絞り開口３５の入口３５ａが形成され、第１の板状部２８の裏面２８ｄ側には絞り開口３５の出口３５ｂが形成されている。

図４に厚さ方向に沿って絞り開口３５の周辺を縦に切断した断面図を示す。第１の板状部２８ａの厚さは第２の板状部２８ｂの厚さよりも薄く形成され、第１の板状部２８ａの厚さとしては、０．０１〜０．０２ｍｍが好ましく、第２の板状部２８ｂの厚さとしては、０．０５〜０．１０ｍｍが好ましい。また、第２の板状部２８ｂと第１の板状部２８ａとの境目から絞り開口３５までの長さは０．２〜０．５ｍｍが好ましい。このように、第２の板状部２８ｂの厚さを絞り開口３５が形成された第１の板状部２８ａの厚さよりも厚くすることによって絞り板２８の強度が充分に保持されている。

絞り開口３５を形成する第１の板状部２８ａの入射側の開口端縁、及び出射側の開口端縁はそれぞれ面取りされている。絞り開口３５の入口３５ａから出口３５ｂまでは内周面３５ｃが形成されており、絞り開口３５の内周面３５ｃのうち、入口周辺部３５ｄ及び出口周辺部３５ｅはそれぞれ丸く形成されている。入口周辺部３５ｄ及び出口周辺部３５ｅは曲面で構成されており、これらの曲面は第１の板状部２８ａの内部に位置したポイントＰを曲率中心として形成されている。これによって第１の板状部２８ａの表面２８ｃに略平行な絞り開口３５の断面Ｓ（図７参照）は、入口３５ａ及び出口３５ｂに向かうに従って徐々に大きくなっている。絞り開口３５の内周面３５ｃには光を吸収する塗料が塗装されており、これによって内周面３５ｃでの光の反射が抑えられる。なお、上記では入口周辺部３５ｄおよび出口周辺部３５ｅを構成する曲面の曲率中心は第１の板状部２８ａの内部に位置していたが、第２の板状部の内部に曲率中心が位置する曲面で入口周辺部や出口周辺部を構成しても構わない。

図５及び図６を用いてに絞り板の製造方法について説明する。図６（ａ）に示すように、絞り板２８の基となる金属板３９が予め用意されており、この金属板３９の表面に存在する凹凸の除去や、金属板３９の洗浄等の下処理が行われる。なお、金属板の素材としては、例えば、燐青銅やステンレス等が用いられる。

金属板３９が下処理された後、金属板３９の表面３９ｃ上に第１レジスト層４２が層設され、金属板３９の裏面３９ｄに第２レジスト層４３が層設される。第１、第２レジスト層４２、４３にはそれぞれ紫外線が照射され、紫外線の照射後、現像液によって紫外線が照射されなかった部分が除去され、図６（ｂ）に示すように、第１、第２レジスト層４２、４３にはそれぞれ第１の開口４５、第２の開口４６が形成される。第２の開口４６は第１の開口４５に比べて小さく形成されている。なお、上記では、第１、第２レジスト層４２、４３のうち、紫外線に照射されなかった部分が金属板上に残存するポジ型の方法を利用して第１の開口４５と第２の開口４６とを形成したが、紫外線に照射された部分が金属板３９上に残存するネガ型を利用して第１、第２レジスト層４２、４３に第１の開口４５と第２の開口４６とを形成してもかまわない。

第１の開口４５及び第２の開口４６が形成された後、金属板３９がエッチング液に所定時間浸され、エッチング液は第１の開口４５側と第２の開口４６側とから金属板３９を侵食する。図６（ｃ）に示すように、絞り開口の内周面の形状が完成する。絞り開口の内周面が形成された後、第１、第２レジスト層４２，４３が除去され、絞り板２８の外形が完成する。

絞り開口が形成された金属板３９から第１、第２レジスト層４２、４３が除去された後、絞り開口の内周面等を含む金属板３９の表面に光を吸収する表面処理が施されて絞り板２８が完成する。表面処理としては、例えば、光を吸収する塗料を塗装する方法や表面に艶消処理を行う方法などがあり、これによって光の反射を抑えることができる。このようにエッチング加工を用いて絞り板２８を製造することにより、寸法精度の高い絞り部材の提供が期待できる。なお、金属板の素材には、燐青銅やステンレスを用いることが好ましいが、金属素材はこれに限らず、他に適したものがあれば適宜そちらを用いてかまわない。

次に本発明の作用について説明する。図７に厚さ方向に沿って縦に切断された絞り板２８の断面図を用いて絞り板２８の作用を概念的に説明する説明図を示す。絞り板２８は第１レンズ２４と第２レンズ２５との間に配置され、絞り板２８の端はレンズ鏡筒２２によって保持されており、第１〜第３レンズ２４〜２６の光軸は絞り板２８に形成された絞り開口３５内の所定の位置を貫通する。絞り板２８の第２の板状部２８ｂは第１の板状部２８ａよりも厚く形成されているため絞り板２８は容易に変形しないように強度が保たれている。さらに薄い第１の板状部２８ａに絞り開口３５が形成されているため絞り開口３５の内周面３５ｃでの光の反射を抑えることができ、画像の質を高めている。

絞り開口３５の内周面３５ｃに形成された入口周辺部３５ｄと出口周辺部３５ｅはそれぞれ丸く形成されており、このため第１の板状部２８ａの表面２８ｃに平行な絞り開口３５の断面Ｓの大きさは入口３５ａ、出口３５ｂのそれぞれに向かうに従って大きくなり、このためレンズユニットの大きさが小さな携帯電話でもけられの発生を抑えることができる。また、絞り開口３５の内部には光を吸収する塗料の塗装処理、あるいは黒色艶消処理が施されており、これによって第１レンズ２４から入射される光が絞り開口２８ａの内周面３５ｃで反射されることを抑えることができ、ゴーストやフレアの発生をさらに低減することができる。

なお、上記の実施形態では、絞り板２８が組み込まれたレンズ鏡筒２２をカメラ付き携帯電話２に設けた例を示したが、絞り板が組み込まれたレンズ鏡筒が設けられる装置はこれに限らない。例えば、撮像素子からの画像信号を基に画像データを形成するデジタルカメラ等の撮影装置に設けられるレンズ鏡筒に組み込んでもよい。撮影装置に本発明の絞り板が組み込まれたレンズ鏡筒を設けることで、よりコンパクトで質の良い画像を取得できる撮影装置の提供が期待できる。

また、上記の実施形態では絞り開口の形状は円形であったが、絞り開口の形状はこれに限らず楕円形状や四角形状であってもかまわない。図８に絞り開口が方形状に形成された絞り板５０の斜視図を示す。絞り開口５２は四角形状に形成されている。絞り開口５２が形成された第１の板状部５０ａの周囲を取り囲むように第２の板状部５０ｂが形成されている。第１の板状部５０ａの厚さは第２の板状部５０ｂの厚さよりも薄く形成されているため、撮影レンズの像面側に位置する四角形状のＣＣＤイメージセンサの形状に合わせてフレアやゴーストを抑えることができる。このように絞り開口の形状を四角形にすることで取得する画像に合わせたフレアの抑制が期待でき、より高画質な画像の取得が可能となる。

また、上記の実施形態では、絞り開口３５の内周面３５ｃのうち、入口周辺部３５ｄと出口周辺部３６ｅとを丸く形成したが、絞り開口の内周面の形状はこれに限らない。例えば、図９に示すように、絞り板５５の内周面５８ｃが第１傾斜部５８ｄ、第２傾斜部５８ｆ、第３傾斜部５８ｅとからなるようにしてもかまわない。第１傾斜部５８ｄ及び第３傾斜部５８ｅとはそれぞれ入口５８ａ、出口５８ｂに向かって開口径が大きくなるように傾斜しており、これによって絞り開口を小さくした際のけられの防止が可能となる。このように第１〜第３傾斜部からなる内周面を形成してもかまわない。

また、上記の実施形態では、絞り板２８はＣＣＤイメージセンサ３０に入射する光量を制限することを目的とした開口絞りとして利用されたが、本発明はこれに限らず、フレアやゴーストなどの原因となる有害光の除去のみを目的とする遮光絞りとして利用してもかまわない。撮影レンズからＣＣＤイメージセンサに入射される光のうち、有害光は遮光絞りによってカットされるため、有害光がＣＣＤイメージセンサ３０に入射されることを防止することができ、高画質な画像の取得が可能となる。

本発明の絞り板が組み込まれたカメラ付き携帯電話の斜視図である。撮影レンズ、絞り板、ＣＣＤイメージセンサ等を光軸に沿って縦に切断した断面図である。円形の絞り開口が形成された絞り板を斜め前方から観察した斜視図である。絞り開口の周囲を厚さ方向に沿って縦に切断した断面図である。絞り板の製造方法を概略的に説明するフローチャートである。プレス加工した金属板の断面図、第１、第２レジスト層が層設された金属板の断面図、及びエッチング溶液が流し込まれて絞り開口が形成された金属板の断面図である。厚さ方向に沿って切断された絞り板の断面図を利用して絞り板の作用を概念的に説明した説明図である。四角形状の絞り開口が形成された絞り板を観察した斜視図である。絞り開口の内周面が第１、第２、第３傾斜面とから構成された絞り板を厚さ方向に沿って縦に切断した断面図である。

符号の説明

２カメラ付き携帯電話
２４第１レンズ
２５第２レンズ
２６第３レンズ
２８絞り板
２８ａ第１の板状部
２８ｂ第２の板状部
２８ｃ表面
２８ｄ裏面
３５絞り開口
３５ａ入口
３５ｂ出口
３５ｃ内周面
３５ｄ入口周辺部
３５ｅ出口周辺部

Claims

金属製の一枚の薄板からなり、絞り開口が形成されたエリアの板厚がその外側を囲むエリアよりも薄いことを特徴とする絞り板。
前記絞り開口を形成する薄板の開口端縁が面取りされていることを特徴とする請求項１に記載の絞り板。
前記絞り開口を形成する薄板の内周面に光反射を抑える表面処理が施されていることを特徴とする請求項１または２記載の絞り板。