JP2009244529A - 遮光部及びレンズ鏡胴 - Google Patents

Abstract

【課題】遮光部の内周面で不要光が反射する方向が同一方向に集光しないようにし、例え不要光が撮像素子に達しても光量が少なくなって、フレアやゴーストイメージの発生を安定して抑制することができる遮光部。
【解決手段】不要光を遮光する遮光部において、
所定の内周面の周方向に周期的な凹凸が連続して形成され、且つ、前記凹凸のピッチが照射される光線の光束の直径より小さく形成されていること。
【選択図】図１

Description

本発明は、不要光を可能な限り遮光すると共に、内周面に照射される光線を拡散させて反射する遮光部、及び該遮光部を備えたレンズ鏡胴に関する。

デジカメ等の撮像装置においては、被写体光は撮像レンズによりＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）やＣＯＭＳ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子に結像する。

一方、太陽から直接照射されたり水面等で反射したりした太陽光等の強い光線も、撮像レンズのレンズ面や撮像レンズを保持する鏡枠の内周面で反射し、撮像素子に入射することがある。このような光線は撮像した画面の一部若しくは全体にかぶりを与え、シャープさを低下させる。この有害な現象をフレアと称す。また、光源と対照的な位置に絞りの形をしたかぶりが生ずることもあり、これをゴーストイメージと称する。

このような太陽光等の不要光は、被写体光が入射する画角外からの斜めの光線であるので、大凡被写体光の光束のみが入射する開口を有する遮光部を撮像レンズの前後や撮像レンズのレンズ間に配置することにより、不要光の入射をかなり抑えることができる。

フレアやゴーストイメージの発生を抑えるため、種々の構成を提案した特許文献が開示されている。

例えば、遮光線の断面形状が略三角形状の連続した凹凸よりなり、この凹部を形成する隣接する二面上において互いに対向する任意の点上の接線のなす角度が谷部より頂部に至るに従い小さく形成されている反射防止部材がある（特許文献１参照）。

また、モールドレンズの外周面にＶ形の溝を形成し、この溝にレンズ支持部の内周面に設けたＶ形の凸部を嵌合させたモールドレンズの取り付け機構が開示されている。また、Ｖ形の凸部は不要光を遮光する作用を行っている（特許文献２参照）。
特開平７−３２５２０７号公報 特開２０００−１４７３４６号公報

不要光を遮光するため遮光部を設ける場合、加工の容易さや強度保証のために遮光部の内周面は光軸方向にある程度の長さを有している。しかし、遮光部の内周面が長いと、この内周面で不要光が反射し易く、反射光が撮像素子に達して、フレアやゴーストイメージが発生する虞がある。

そこで、遮光部の内周面の光軸方向の長さを極力短くし、前後の部分にテーパーを設け、全体として上底が短い台形の様な凸部を内周面に形成している。言い換えれば、遮光部における不要光を遮光する内周面の内径が最も小さく形成されている。

この際に、不要光を遮光する内周面の長さを短くしても、不要光がその内周面に照射されれば好ましくない方向に反射する虞がある。そこで、他の内周面と同様に、この内周面も反射し難い様に、粗面になるように金型を形成することが行われる。

しかし、粗面になるように金型を形成したりしても、反射率が低下するだけで、ある程度の反射は必ずあり、不要光の反射光によりフレアやゴーストイメージが発生する虞は解消しない。また、粗面になるように金型を形成した場合は、金型の加工バラツキや、遮光部の成型加工時の成型条件によって粗面が不均一になり、反射の方向が個々に異なって、フレアやゴーストイメージの発生を安定して抑制することが困難である。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、遮光部の内周面で不要光が反射する方向が同一方向に集光しないようにし、例え不要光が撮像素子に達しても光量が少なくなって、フレアやゴーストイメージの発生を安定して抑制することができる遮光部、及び該遮光部を備えたレンズ鏡胴を提案することを本発明の課題とする。

なお、特許文献１においては、レンズ鏡筒の内周面の光軸方向に凹凸の反射防止部材を連続して設けたものであって、不要光を遮光する遮光部については記載されていない。

また、特許文献２においては、遮光部に相当してＶ形に形成され低反射率材を設けた凸部が記載されている。しかし、遮光部の内周面で不要光が反射することについては何ら記載されていない。また、凸部をこのようなＶ形に形成することは量産上困難である。例え凸部をＶ形に形成することができたとしても、金形の摩耗により次第にシャープエッジの頂部が崩れ、不要光がこの頂部で予期せぬ方向に反射して、フレアやゴーストイメージの発生を安定して抑制することが困難であることが予想される。

前記目的は、下記に記載した発明により達成される。
１．不要光を遮光する遮光部において、
所定の内周面の周方向に周期的な凹凸が連続して形成され、且つ、前記凹凸のピッチが照射される光線の光束の直径より小さく形成されていることを特徴とする遮光部。
２．前記所定の内周面は最も内径が小なる内周面であることを特徴とする１に記載の遮光部。
３．前記所定の内周面の円周方向に位置する所定の境界線の前方若しくは後方の内周面に、前記境界線における形状が前記内周面の凹凸と略同一であってピッチも同一であり、且つ、前記内周面の凹凸のピッチと１／２ピッチずれたピッチの凹凸を有する第２の内周面が形成されていることを特徴とする１又は２に記載の遮光部。
４．前記境界線は、成型加工するためのパーティングラインであることを特徴とする１〜３の何れか１項に記載の遮光部。
５．前記所定の内周面若しくは前記第２の内周面の少なくとも何れか一方が、凹凸のピッチの１／２以下のピッチとなる粗面に形成されていることを特徴とする１〜４の何れか１項に記載の遮光部。
６．１〜５の何れか１項に記載の遮光部を備えたことを特徴とするレンズ鏡胴。

本発明の遮光部及び該遮光部を備えたレンズ鏡胴によれば、遮光部の内周面で不要光が反射する方向が同一方向に集光しないように内周面を形成したので、例え不要光が撮像素子に達しても光量が少なくなって、フレアやゴーストイメージの発生を安定して抑制することができる。

先ず、本発明の遮光部を有するレンズ鏡胴について図１を参照して説明する。

撮像レンズ１は第１レンズ１１、第２レンズ１２、第３レンズ１３から成る。また、第３レンズ１３の後方には赤外カットフィルタ２が配置されている。そして、被写体光は撮像レンズ１及び赤外カットフィルタ２によりＣＣＤ等からなる撮像素子３に結像する。

撮像レンズ１は内鏡枠４に保持されるが、撮像素子３の側から内鏡枠４の内部に、第１レンズ１１、固定絞り板５、第２レンズ１２、遮光板６及び第３レンズ１３が順に挿着された後、第３レンズ１３と内鏡枠１２とに接着剤Ｐが滴下されて固定される。

内鏡枠４の外周面には雄ネジ４ａが螺設され、内鏡枠４の外側に位置する外鏡枠７の内周面に螺設された雌ネジ７ａと螺合している。従って、内鏡枠４を回転させれば撮像レンズ１と撮像素子３との距離が変化するので、撮像レンズ１のピント調整を行うことができる。

また、外鏡枠７には赤外カットフィルタ２が不図示の接着剤で固着されている。

一方、撮像素子３はプリント配線板８にワイヤーボンディングされて実装されている。そして、プリント配線板８は外鏡枠７に接着剤Ｐで固着されている。

ここで、図に示す光束Ｌ１は平行光が撮像素子３の中心に結像する光束であり、光束Ｌ２は平行光が撮像素子３の周辺部に結像する光束である。この際に、内鏡枠４における被写体光を通過させる開口部には、光束Ｌ２より更に大きく傾いた方向から入射する不要光を遮光する遮光部４ｂが設けられている。そして、遮光部４ｂの前後の部分にテーパーを設け、遮光部４ｂにおける不要光を遮光する内周面４ｂ１の光軸Ｏの方向の長さを極力短くしている。なお、遮光部４ｂの先端をシャープエッジにすると、金型の摩耗により次第にシャープエッジが崩れてくるので、遮光部４ｂの内周面４ｂ１は光軸Ｏの方向に短い長さではあるが、所定の長さを有している。

同様に、遮光板６の開口部にも遮光部６ａが形成され、外鏡枠７の後部に位置する開口部にも遮光部７ｂが形成されている。

このような複数の遮光部の中で、一例として遮光板６の遮光部６ａについて図２及び図３に基づいて説明する。図２は遮光板６の遮光部６ａの拡大図、図３は凹凸のピッチＰと光束径ｄとの関係を説明する図である。

図２に示す如く、遮光板６の遮光部６ａは内径が最も小さく形成されて不要光を遮光する内周面６ａ１を有する。内周面６ａ１には円周方向に周期的な凹凸が連続して形成されていて、この凹凸は三角形状に形成されている。そして、この凹凸のピッチは遮光部６ａに照射される光束の直径（以下、光束径という）より小さく形成されている。図１においては、光束Ｌ２の光束径ｄ２が遮光部６ａに照射される光線の光束径に近似している。

図３において、一般的な説明として凹凸のピッチをＰとし、照射される光束径をｄとして、Ｐとｄの条件の相違について説明する。

図３（Ａ）は０．５Ｐ＞ｄの条件の場合の図である。この場合に光束径ｄの光束が凹凸の一方の斜面Ｓ１の全てに照射されると、その全ての光束が所定の方向に反射される。従って、一定量のまとまった光束が反射されて撮像素子に達し、フレアやゴーストイメージが発生する虞がある。

図３（Ｂ）はＰ＞ｄ＞０．５Ｐの条件の場合の図である。この場合は、光束径ｄの光束が凹凸の一方の斜面Ｓ１の全てと他方の斜面Ｓ２の一部に照射されると、その光束は斜面Ｓ１と斜面Ｓ２により反射して２分される。従って、一方向に反射される光束は図３（Ａ）の場合より小さく、フレアやゴーストイメージが発生する虞はより減少する。しかし、斜面Ｓ１により反射される光束は小さくなく、充分でない。

図３（Ｃ）はｄ＞Ｐの条件の場合の図である。この場合は、光束径ｄの光束が凹凸の斜面Ｓ１，Ｓ２のどこに照射されても、その光束は等しく２分されて反射する。従って、反射光束が確実に半減するので、フレアやゴーストイメージが発生する虞はかなり減少する。

ここで、各遮光部は金型により成型加工されるのが一般的である。この際に、ｄ＞Ｐの条件を満たすようにすると、凹凸のピッチをかなり小さく形成しなければならない場合がある。図１に示す如く、光束Ｌ２の光束径は被写体側の方がより大きい。従って、遮光部４ｂに関する光束径ｄ１は大きいので凹凸に成型する金型の加工に問題は生じないが、遮光部６ａに関する光束径ｄ２や遮光部７ｂに関する光束径ｄ３は小さいので、凹凸に成型する金型の加工が困難になる場合がある。

このような場合の一例を図４に基づいて説明する。

図４において、遮光板６１の遮光部６１ａの最小径の内周面６１ａ１は前述と同様に凹凸が形成されているが、この場合は光束径が小さいので、Ｐ＞ｄ＞０．５Ｐの条件を満たすが、ｄ＞Ｐの条件を満たすことはできないものとする。

そこで、所定の境界線Ｌを境に、内周面６１ａ１の後方に位置する内周面６１ａ２（第２の内周面）にも内周面６１ａ１の凹凸と略同一の形状の凹凸を形成する。この凹凸もＰ＞ｄ＞０．５Ｐの条件を満たすが、ｄ＞Ｐの条件を満たすことはできないものとする。なお、内周面６１ａ１の凹凸と内周面６１ａ２の凹凸の形状は必ずしも全く同一でなくてもよく、類似していればよい。

そして、境界線Ｌにおける内周面６１ａ１における凹凸と内周面６１ａ２における凹凸の形状を略同一に形成すると共にピッチを同一にし、且つ、互いに１／２ピッチずれた状態で配置する。これによって、境界線Ｌにおいては内周面６１ａ１における凹凸と内周面６１ａ２における凹凸が１／２ピッチずれた状態で重なって、１／２Ｐの新たなピッチＰ′の凹凸が形成されたものと同様になる。これにより、ｄ＞Ｐ′の条件を満たすことが可能になるので、図３（Ｃ）に示した状態と同一の効果が得られ、光束径が小さい遮光部にも適用できる。

具体的には、ピッチＰが５０μｍを下回ると加工が困難になるので、このような場合には上述の如く第２の内周面を形成することが望ましい。

なお、第２の内周面である内周面６１ａ２は、前述と逆に境界線Ｌを境に内周面６１ａ１の前方に配置されていていてもよい。

また、境界線Ｌを境に金型を内周面６１ａ１の方向と逆方向の内周面６１ａ２の方向に抜く場合は、境界線Ｌはパーティングラインとなる。

また、凹凸の三角形状に関しては寸法的に特に限定されるものではないが、あまり鈍角過ぎると、凹凸を設けない場合との差異が少なくなって、好ましくない。反面、あまり鋭角過ぎると、正確な形状に成型されずに反射する方向が不安定になり、また、金型の寿命も低下する。しかし、鋭角にした方が斜面で反射した反射光が隣の凸部の斜面に当たって二次反射する可能性があり、これによって反射光量が低減するので、鋭角の方が鈍角より好ましい。

また、凹凸の形状は三角形に限定されるものではなく、台形や半円形等の波形等に形成してもよい。

また、拡散効果を高めるために、各内周面は粗面に形成されていることが望ましく、凹凸を設けた内周面においては凹凸のピッチの１／２以下のピッチとなる粗面に形成されていることが望ましい。

更に、遮光部の内周面の断面形状は円に限るものではなく、必要に応じて四角形や小判形等の所望の形状であってもよい。

その他に、前述の実施の形態においては、固定絞り板５は金属や樹脂の薄いシート板を剪断加工により形成するものであって、内周面の長さは僅かであるので、凹凸を設けなかった。しかし、固定絞り板５でも厚みがあって不要光の問題が生ずる場合は、上述の如き凹凸を設けることが望ましい。

レンズ鏡胴の断面図である。 遮光板の遮光部の拡大図である。 凹凸のピッチと光束径との関係を説明する図である。 他の形態の遮光板の遮光部の拡大図である。

符号の説明

１ 撮像レンズ
３ 撮像素子
４ 内鏡枠
４ｂ，６ａ，７ｂ，６１ａ 遮光部
４ｂ１，６ａ１，６１ａ１，６１ａ２ 内周面
６，６１ 遮光板
７ 外鏡枠
Ｌ１，Ｌ２ 光束
Ｐ，Ｐ′ ピッチ
ｄ，ｄ１，ｄ２，ｄ３ 光束径

Claims (6)

1. 不要光を遮光する遮光部において、
   所定の内周面の周方向に周期的な凹凸が連続して形成され、且つ、前記凹凸のピッチが照射される光線の光束の直径より小さく形成されていることを特徴とする遮光部。
2. 前記所定の内周面は最も内径が小なる内周面であることを特徴とする請求項１に記載の遮光部。
3. 前記所定の内周面の円周方向に位置する所定の境界線の前方若しくは後方の内周面に、前記境界線における形状が前記内周面の凹凸と略同一であってピッチも同一であり、且つ、前記内周面の凹凸のピッチと１／２ピッチずれたピッチの凹凸を有する第２の内周面が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の遮光部。
4. 前記境界線は、成型加工するためのパーティングラインであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の遮光部。
5. 前記所定の内周面若しくは前記第２の内周面の少なくとも何れか一方が、凹凸のピッチの１／２以下のピッチとなる粗面に形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の遮光部。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の遮光部を備えたことを特徴とするレンズ鏡胴。

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