JP2011107245A - レンズ鏡筒 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、フレア発生を低減したレンズ鏡筒を提供する。
【解決手段】レンズ鏡筒１３１は、光を通して撮像素子に導くレンズ鏡筒１３１であって、レンズ鏡筒１３１の内面１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃに、円弧形状を有する凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃを接触させて形成した凸部群１４３ａ、１４３ｂ、１４３ｃを設け、凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃによって特定方向からの光束が分散するように反射させ、まとまったフレア光として撮像素子に入射することを回避してフレア発生を低減する。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮像装置のレンズ鏡筒に関するものであり、特には、フレア発生を低減するレンズ鏡筒に関する。

近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサなどの撮像素子を用いたデジタルスチルカメラやビデオカメラの普及が著しい。一般に、これらのデジタルスチルカメラやビデオカメラには、被写体の光学像を撮像素子に結像させるためのレンズ鏡筒が取り付けられている。

一方、撮影光学系の視野外からこれらのレンズ鏡筒内部に入射する光が反射して、撮像素子の受光面に入射するとフレアを引き起こすことが知られ、このようなフレア発生を防止するための遮光構造が特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載の遮光構造では、光学系の光軸に直交する面での断面形状が、所定の連続した波形状を呈しており、所定の波形状の稜線を光軸と略平行に延出させている。具体的には、所定の波形状として断面が三角波形状の遮光構造を、光の光路を確保するための枠状体の全内周面に設けている。すなわち、光が撮像素子方向に進行する際に、三角波形状表面での反射を繰り返させてその光量を減衰させ、撮像素子への入射光量を減少させている。

特開２００９−２５５８４号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示の発明では、遮光構造の光が入射し反射する面が三角形状の頂点部及び谷部を除き平面となっている。したがって、特定方向からの光束に対しては、三角形の突起平面で反射が繰り返されるものの、多くの光束が一定方向に反射し、依然強いフレアを発生させる光として撮像素子に入射するといった課題があった。

そこで、本発明は、上記の課題を解決し、フレア発生を低減したレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のレンズ鏡筒は、光を通して撮像素子に導くレンズ鏡筒であって、レンズ鏡筒の内面に、円弧形状を有する凸部を接触させて形成した凸部群を設けている。

このような構成によれば、凸部の斜面が円弧であるので、特定方向からの光束が分散するように反射し、まとまった光として撮像素子に入射することを回避してフレア発生を低減できる。

上記の構成によれば、フレア発生を低減したレンズ鏡筒を提供できる。

ビデオカメラの概観を示す斜視図である。 本実施の形態におけるレンズ鏡筒を示す断面図である。 同レンズ鏡筒の図２におけるＤ−Ｄ線断面図である。 同レンズ鏡筒の凸部における光束の反射状況を示す詳細断面図である。 同レンズ鏡筒の谷部における光束の反射状況を示す断面図である。 従来のレンズ鏡筒を示す断面図である。 同レンズ鏡筒における光束の反射状況を示す詳細断面図である。 本実施の形態に対する比較例としてのレンズ鏡筒を示す断面図である。 同レンズ鏡筒における光束の反射状況を示す詳細断面図である。

（実施の形態）
［１．ビデオカメラとレンズ鏡筒の構成］
図１は撮像装置としてのビデオカメラ１００の外観を示す斜視図である。ビデオカメラ１００は片手で保持し易いように構成された筐体１１０の内部に、景色などの撮影対象を取り込む対物レンズ１２０を有するレンズ鏡筒１３０を備えている。

図２は本実施の形態におけるレンズ鏡筒１３０を示す断面図である。レンズ鏡筒１３０は、主鏡筒１３１と、この主鏡筒１３１の前端に設けられた前鏡筒１３２と、主鏡筒１３１の後端に設けられた後鏡筒１３３とから構成されている。前鏡筒１３２には対物レンズ１２０が装着されている。

また、主鏡筒１３１の内部には、ズームレンズ１３４がズームレンズ移動枠１３５に取り付けられて固定され、ズームレンズ移動枠１３５が主鏡筒１３１内で矢印Ｂのように光軸１３０ａ方向の前後に移動するように構成されている。主鏡筒１３１と後鏡筒１３３との間には、固定レンズ１３６を保持している固定レンズ枠１３７が装着されている。後鏡筒１３３の内部には、フォーカスレンズ１３８がフォーカスレンズ移動枠１３９に取り付けられて固定され、フォーカスレンズ移動枠１３９が後鏡筒１３３内で矢印Ｃのように光軸１３０ａ方向の前後に移動するように構成されている。さらに、後鏡筒１３３にはレンズ鏡筒１３０に取り込んだ撮影情報を電気信号に変換する撮像素子１４０が装着されている。

また、主鏡筒１３１の前鏡筒１３２側の内面であって、少なくとも図１に示すビデオカメラ１００を人間が保持して撮影する場合のビデオカメラ１００の底面側に当たる内面１４１ａに、凸部１４２ａを設け、同じく左右側に当たる内面１４１ｂに凸部１４２ｂを設けている。このとき、それぞれの凸部１４２ａと凸部１４２ｂは、光軸１３０ａ方向に平行に所定長さＬだけ延出するように構成されている。

なお、図２において、対物レンズ１２０、ズームレンズ１３４、固定レンズ１３６およびフォーカスレンズ１３８はそれぞれ１枚のレンズとして示しているが、それぞれ複数のレンズを組み合わせたレンズ群であっても構わない。

［２．レンズ鏡筒内部の構成］
図３は、本実施の形態におけるレンズ鏡筒１３０の図２における主鏡筒１３１のＤ−Ｄ線断面図である。図３に示すように、レンズ鏡筒１３０および主鏡筒１３１はその外形形状は略矩形形状を有している。主鏡筒１３１のビデオカメラ１００の底面側に当たる内面１４１ａと、同じく左右側に当たる内面１４１ｂ、１４１ｃに、凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃがそれぞれ２個ずつ設けられている。また、それぞれの凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃは円弧形状を有し、それらの凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃを接触させて凸部群１４３ａ、１４３ｂ、１４３ｃを形成している。

また、図３の破線で示す円は、図２における対物レンズ１２０からズームレンズ１３４までの光学有効円１４４であり、凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃの頂部がこの光学有効円１４４に近接するように構成されている。

すなわち、蒲鉾形状の凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃが連なった凸部群１４３ａ、１４３ｂ、１４３ｃは、矩形形状の主鏡筒１３１の底面側に当たる内面１４１ａと、同じく左右側に当たる内面１４１ｂ、１４１ｃとに、光軸１３０ａ方向と平行に所定長さＬだけ延出させて設けられている。

また、それぞれの２つの凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃを接触させる際の接触点１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃは、光学有効円１４４の中心線上、すなわち、図３においてビデオカメラ１００の水平方向に一致するライン１５０上と、同じく垂直方向に一致するライン１５１上に位置するように配置されている。したがって、それぞれの２つの凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃの接触によって形成される谷部１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃは、それぞれライン１５０、１５１に対して対称のＶ字形状を形成している。

［３．凸部によるフレア低減］
［３．１．従来例における凸部によるフレア低減］
図６Ａは、従来例としての特許文献１に開示されたレンズ鏡筒５００を示す断面図であり、図２と同様に破線で示す円は光学有効円５０１を示す。また、図６Ｂは、レンズ鏡筒５００における光束の反射状況を示す詳細断面図である。

図６Ａに示すように、レンズ鏡筒５００の内面には、フレア低減のための三角形状突起５１０がレンズ鏡筒５００の光軸方向に平行に延出して形成されている。また、三角形状突起５１０の頂部５２０が、光学有効円５０１の中心線上であるビデオカメラ１００の水平方向のライン５０２上に、同じく垂直方向のライン５０３上に位置するように配置している。

図６Ｂには、フレアの要因となる光学有効円５０１以外から入射した光束が、三角形状突起５１０で反射する状況を示している。三角形状突起５１０では、その斜面５３０は直線、すなわち光軸方向では平面を形成している。

光学有効円５０１以外の特定方向からレンズ鏡筒５００に入射した光束は、図６Ｂの矢印で示すように三角形状突起５１０で反射し、斜面５３０で反射した光の一部は隣接する三角形状突起５１０で再反射される動作を繰り返して減衰させる。しかしながら、斜面５３０からの反射は多くの光束５４０が一定方向に反射する。そのため、光学有効円５０１以外の特定方向からレンズ鏡筒５００に入射する光が、強いフレア光として、図２に示す撮像素子１４０に入射する場合がある。

また、図６Ｂに示すように、三角形状突起５１０の頂部５２０が光学有効円５０１の中心を通るライン５０２、５０３の位置にある場合には、頂部５２０で反射した光束５４１のうち光学有効円５０１内に入る光束の多くがフレア発生の光束となる可能性がある。

また、このような従来例においては、レンズ鏡筒５００を小型化するために、三角形状突起５１０の頂部５２０を光学有効円５０１に近づけた場合、頂部５２０で反射した光束５４１のうち光学有効円５０１内に入る光束の割合が増える。その結果、撮像素子１４０に入射するフレア光の量が増えてフレアレベルが悪化するため、レンズ鏡筒５００の小型化ができないといった課題が発生する。

また、これらのレンズ鏡筒５００は樹脂成形で形成されるのが一般的であり、その場合には頂部５２０は半径がＲ０．１前後の曲率を有する形状となる。半径がＲ０．１を超えると急激に頂部５２０での反射光５４１が増加する。特に、三角形状突起５１０の頂部５２０が、光学有効円５０１の中心線上であるビデオカメラ１００の水平方向のライン５０２上と、同じく垂直方向のライン５０３上に位置するように配置されている場合、光学有効円５０１に入射するし、フレア光となる光束が増加して、フレアレベルがさらに悪化する。したがって、樹脂成形において頂部５２０の管理を厳密にする金型管理が必要となる。

［３．２．本実施の形態における凸部によるフレア低減］
図４は、本実施の形態における主鏡筒１３１の凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃにおける光束１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃの反射状況を示す詳細断面図であり、図３において光学有効円１４４以外の特定方向から主鏡筒１３１に入射した光が凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃで反射する光束１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを示している。なお、図４では、２つの凸部１４２ａにより形成された凸部群１４３ａを例として示している。

本実施の形態における凸部１４２ａはそれぞれが円弧形状を有し、それらの凸部１４２ａを少なくとも２つ接触させて凸部群１４３ａを形成している。すなわち、凸部１４２ａは曲面形状を有している。

したがって、図４に示すように、光学有効円１４４以外の特定方向から主鏡筒１３１に入射した光が凸部１４２ａで反射する際には、光束１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃなどのようにその方向が分散するように反射する。したがって、従来例の図６Ｂで述べた平面からの光束５４０のようにまとまった光として撮像素子１４０に入射することがない。そのため、フレア発生を低減して高画質の撮像を実現できる。

一方、本実施の形態では、凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃを接触させる際の接触点１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃを光学有効円１４４の中心線上に位置するように配置している。すなわち、図３においてビデオカメラ１００の水平方向に一致するライン１５０上と同じく垂直方向に一致するライン１５１上に位置するように配置している。したがって、接触によって形成される谷部１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃはそれぞれライン１５０、１５１に対して対称のＶ字形状を形成している。

図５は本実施の形態において、これらの谷部１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃのうちの谷部１４６ａで反射する光束１６０ｄの状態を示している。図５に示すように、谷部１４６ａでは光学有効円１４４以外の特定方向から入射した光が、谷部１４６ａの曲面表面で分散して反射し光束１６０ｄとなり、さらに、隣り合う凸部１４２ａとの間で反射を繰り返すことになる。その結果として、光強度が減衰して光学有効円１４４内に入射せずにフレアの発生を減少させることができる。

また、ビデオカメラ１００を保持しながら撮影する場合に、太陽光などの外光は、主鏡筒１３１の左右側面とその底部に入り込み易くなる。しかしながら、本実施の形態では、図３に示すように谷部１４６ｂ、１４６ｃをビデオカメラ１００の水平方向に一致するライン１５０である左右側面に配置し、さらに、谷部１４６ａを垂直方向に一致するライン１５１である底部に配置している。そのため、谷部１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃでは、太陽光などの外光が主鏡筒１３１に入射しても、光学有効円１４４との距離を長くでき、さらに、それぞれの谷部１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃで反射を繰り返すことでその強度を減衰できる。その結果、反射した光束が光学有効円１４４内に入射しにくく、フレア発生を減少させることができる。

特に、本実施の形態では、主鏡筒１３１の左右側面となる位置に谷部１４６ｂ、１４６ｃを設けている。そのため、ビデオカメラ１００の横幅を薄くしてもフレア発生を減少させ、主鏡筒１３１の薄型化とレンズ鏡筒１３０の薄型化を実現できる。

さらに、本実施の形態における凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃは、図２に示すように、光軸１３０ａ方向と平行に所定長さＬだけ延出して設けている。したがって、レンズ鏡筒１３０を樹脂成形で形成する場合、型抜きが容易となり製造が容易となる。なお、図２では所定長さＬを、対物レンズ１２０側からズームレンズ１３４までの所定距離としているが、主鏡筒１３１の全長あるいは後鏡筒１３３にわたって設けてもよい。

［３．３．本実施の形態に対する比較例］
なお、図７Ａは本実施の形態におけるレンズ鏡筒１３０に対する比較例としてのレンズ鏡筒６００を示す断面図である。レンズ鏡筒６００の内面には正弦波形状凸部６１０を設けている。また、図７Ｂはその正弦波形状凸部６１０における光束の反射状況を示す詳細断面図である。

図７Ａに示すように、比較例では本実施の形態と同様に、正弦波形状凸部６１０をレンズ鏡筒６００のビデオカメラの底面側に当たる内面と、同じく左右側に当たる内面とに設けている。また、正弦波形状凸部６１０の谷部６２０が、光学有効円６３０の中心を通り、ビデオカメラの水平方向に一致するライン６４０ａ上と、同じく垂直方向に一致するライン６４０ｂ上とに位置するように配置されている。

このような正弦波形状の特に谷部６２０は、本実施の形態における円弧形状の重なる谷部１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃに比べてより平面に近くなる。そのため、図７Ｂに示すように、谷部６２０では光束６２０ａが、それぞれ光学有効円６３０に向けてほぼ直進的に反射される。そのために、光学有効円６３０と谷部６２０との距離が離れていても、光束６２０ａが光学有効円６３０内に入り込み易くなりフレア発生の原因となる。

このように、正弦波形状凸部６１０の谷部６２０が、ライン６４０ａ上とライン６４０ｂ上とに位置するように配置されている場合でも、フレア抑制効果が本実施の形態に比べて劣る。

一方、正弦波形状凸部６１０の頂部６５０が、ライン６４０ａ上とライン６４０ｂ上とに位置するように配置されている場合には、頂部６５０と光学有効円６３０との距離が近づくため、頂部６５０からの光束６５０ａが光学有効円６３０内に入り込み易くなり、さらにフレアレベルが悪化することになる。

したがって、本実施の形態における円弧形状を有する凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃを接触させた構成の主鏡筒１３１に比べて、比較例の正弦波形状凸部６１０を有するレンズ鏡筒６００はフレア発生を防ぐ効果に劣る。

［４．まとめ］
本実施の形態の主鏡筒１３１は、光を通して撮像素子１４０に導く主鏡筒１３１であって、主鏡筒１３１の内面１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃに、円弧形状を有する凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃを接触させて形成した凸部群１４３ａ、１４３ｂ、１４３ｃを設けている。

このような構成によれば、凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃの斜面が円弧であるので、特定方向からの光束が分散するように反射するため、まとまったフレア光として撮像素子１４０に入射することを回避してフレア発生を低減できる。

さらに、凸部群１４３ｂ、１４３ｃを対物レンズ１２０通過後の主鏡筒１３１内の光学有効円１４４に近接させるとともに、光学有効円１４４の中心線となるライン１５０上に対向して一対設け、かつ、隣り合うそれぞれの凸部１４２ｂ、１４２ｃが接触する接触点１４５ｂ、１４５ｃをライン１５０上に位置させてもよい。

このような構成により、それぞれの接触点１４５ｂ、１４５ｃの領域において谷部１４６ｂ、１４６ｃを形成する。その結果、谷部１４６ｂ、１４６ｃでは、太陽光などの外光が主鏡筒１３１に入射しても、光学有効円１４４との距離を長くでき、さらに、それぞれの谷部１４６ｂ、１４６ｃで反射を繰り返すことでその強度を減衰できる。その結果、主鏡筒１３１の左右側面となる位置に谷部１４６ｂ、１４６ｃを設けて、ビデオカメラ１００の横幅を薄くしてもフレア発生を減少させ、レンズ鏡筒１３０の薄型化を実現できる。

さらに、一対の凸部群１４３ｂ、１４３ｃを設けた中心線であるライン１５０上と垂直な中心線であるライン１５１上の少なくとも一方に、さらに凸部群１４３ａを設けてもよい。

このような構成により、ビデオカメラ１００を保持した場合に底部となる位置に凸部群１４３ａを設けることで、ビデオカメラ１００の上方向または横方向となる太陽光などの外光によるフレア発生をさらに減少させることができる。

さらに、凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃを光軸方向と平行に所定長さＬだけ延出して設けることが望ましい。

このような構成により、レンズ鏡筒１３０を樹脂成形で形成する場合、型抜きが容易となり製造が容易となる。

（他の実施の形態）
以上のように、本発明の実施の形態を例示した。しかし、本発明はこれには限らない。そこで、本発明の他の実施の形態を以下にまとめて説明する。なお、本発明は、これらには限定されず、適宜修正された実施の形態に対しても適用可能である。

本発明の実施の形態において、主鏡筒１３１の内面１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃに、円弧形状を有する凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃをそれぞれ２つ設けて接触させているが、これには限らない。例えば、それぞれの内面１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃにそれぞれの凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃを複数個設けるようにしてもよい。そのとき、ライン１５０、１５１上にそれぞれの接触点１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃが位置するように、すなわち凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃの頂部がこれらのライン１５０、１５１からずれているように配置すればよい。要するに、主鏡筒１３１の内面１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃに円弧形状の凸部１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃが接触して連なった構成とし、その接触点１４５ａ、１４５ｂ、１４５ｃが光学有効円１４４の中心線を通るようにすればよい。

さらに、図３では、ライン１５１上の一方に凸部群１４３ａを設けた構成としているが、対向する主鏡筒１３１の内面にも設けてもよい。この場合には、ビデオカメラの下方向に外光などの光源がある場合でもフレア発生を減少させることができる。

本発明は、撮像装置のレンズ鏡筒に関し、特に、レンズ鏡筒内面の構成に関するものであって、フレアが発生しにくい撮像装置を提供できる。そのため、本発明は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、フィルムカメラ、カメラ付き携帯電話端末、カメラ付き端末などに適用できる。

１００ ビデオカメラ
１１０ 筐体
１２０ 対物レンズ
１３０ レンズ鏡筒
１３０ａ 光軸
１３１ 主鏡筒
１３２ 前鏡筒
１３３ 後鏡筒
１３４ ズームレンズ
１３５ ズームレンズ移動枠
１３６ 固定レンズ
１３７ 固定レンズ枠
１３８ フォーカスレンズ
１３９ フォーカスレンズ移動枠
１４０ 撮像素子
１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ 内面
１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ 凸部
１４３ａ，１４３ｂ，１４３ｃ 凸部群
１４４ 光学有効円
１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃ 接触点
１４６ａ，１４６ｂ，１４６ｃ 谷部
１５０，１５１ ライン
１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃ，１６０ｄ 光束

Claims (3)

1. 光を通して撮像素子に導くレンズ鏡筒であって、
   前記レンズ鏡筒の内面に、円弧形状を有するとともに光軸方向に延出して設けた凸部を接触させて形成した凸部群を設けたことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記凸部群を対物レンズ通過後の鏡筒内の光学有効円に近接させるとともに、前記光学有効円の中心線上に対向して一対設け、かつ、隣り合う前記凸部が接触する接触点を前記中心線上に位置させたことを特徴とするレンズ鏡筒。
3. 一対の前記凸部群を設けた前記中心線と垂直な中心線上の少なくとも一方に、さらに前記凸部群を設けたことを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。

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