JP2546362Y2 - レンズユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ＣＣＤ(Charge Couple
d Device) カメラなどに適用されるレンズユニットに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤカメラは、レンズユニットを介し
て被写体から発せれた光をＣＣＤ素子により受光し、こ
のとき受けた光の強度に応じた電荷が発生し、この電荷
をアナログ電気信号に変換することにより、被写体の画
像を得ている。

【０００３】図４は、このようなＣＣＤカメラのレンズ
ユニットおよびＣＣＤ素子の配置構造を模式的に示した
図であり、図中、１がレンズユニットを、２がＣＣＤ素
子をそれぞれ示している。レンズユニット１は、図示し
ない被写体から発せられた光を集光してＣＣＤ素子２の
受光面２ａに結像させるレンズ１１を有している。レン
ズ１１の光入射側、すなわちレンズユニット１の前面に
は保護ガラス１２が配置され、レンズ１１の光出射側
（光透過側）とＣＣＤ素子２の受光面２ａとの間には絞
り機構１３が配置されている。

【０００４】ところで、レンズユニット１のレンズ１１
は、一般に凸レンズで構成されるが、この凸レンズには
下記式に示すようなcos⁴θの法則があり、図５(a) に示
すような平坦な光量特性を持つレンズ１１への入射光
は、その出射光において同図(b) に示すように、中央部
の光量Ｅ₀ と周辺部の光量Ｅとの間に差を生じ、その差
は広角、すなわち方位角θが大きくなればなる程大きく
なる。 Ｅ＝Ｅ₀ cos⁴θ

【０００５】この光量差は、ＣＣＤ素子で得られたアナ
ログ信号をディジタル信号に変換し画像処理を行う撮像
装置では、画像むら、具体的には画像に段差が生じる原
因となる。特に、１６階調など、階調度の小さい小型の
撮像装置では、その画像むらが表示画像に明確に現れて
しまい、満足のいく画像は得られず、白色部分の多い被
写体では、段差が顕著に現れる。

【０００６】そこで、従来のレンズユニット１では、レ
ンズ有効径を大きくし、図６に示すような透過率に傾き
を持たせた濃度フィルタ（ＮＤフィルタ；Neutral Dens
ityFilter）３を絞り位置に配置することにより、ＣＣ
Ｄ素子２の受光面２ａに入射する光量の平坦化を図って
いる。また、絞り位置を中央部の光量からカットするよ
うに構成し、絞ったときに周辺光量比が劣化しないよう
に構成している。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のレンズユニットでは、有効径を大きくしなけれ
ばならないため、レンズ１１が大きくなり、また、ＮＤ
フィルタを絞り機構の隣に設置するためにレンズとＣＣ
Ｄ素子との間隔を広くとる必要があり、小型化に適さな
い。また、透過率に傾きを持たせるため、コスト高とな
るという問題がある。

【０００８】本考案は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、小型で、かつ、簡単な構造で周
辺光量を平坦化できるレンズユニットを提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本考案では、対象体から発せられた光を集光して所
定の位置に結像させるレンズと、上記レンズの光出射側
に設けられた絞り手段と、上記レンズの光入射側で、外
部と当該ユニット内部との境界部に設けられた平板上の
保護用透明体と、上記保護用透明体のユニット内部側
で、上記レンズの光軸を含む中央部に対応する位置に配
置され、光軸を中心にレンズ自体の外径より小径に設定
され、周辺よりも低透過率に設定された濃度を有するフ
ィルタとを備えた。

【００１０】

【作用】本考案によれば、対象体から発せられた光のう
ち、レンズの中央部に対応する領域の光は、保護用透明
体を介してＮＤフィルタに入射し、ここで光量が制限さ
れてレンズの光入射面の中央部に入射する。レンズの中
央部以外の周辺部に対応する領域の光は、ＮＤフィルタ
を通過することなく、保護用透明体を通過して直接レン
ズの光入射面の周辺部に入射する。このときのレンズの
光入射面における入射光の光量分布は、レンズの中央部
分への入射光、すなわちＮＤフィルタを透過した光の光
量が周辺部に比べて少ない。レンズに入射した光は、集
光作用並びにcos⁴θの法則に基づく光量の不均一化作用
を受けて、所定の集光位置に配置された受光部で受光さ
れる。なお、こときの受光部への入射光の光量分布、す
なわちレンズの出射光の光量分布は、レンズでcos⁴θの
法則に基づく光量の不均一化作用を受けているにもかか
わらず、平坦化した分布となる。

【００１１】

【実施例】図１は、本考案に係るレンズユニットの一実
施例を示す構成図であって、従来例を示す図３と同一構
成部分は同一符号をもって表す。すなわち、１はレンズ
ユニット、１１は結像レンズ、１２は保護ガラス、１３
は絞り機構、２はＣＣＤ素子、４はＮＤフィルタ（濃度
フィルタ）をそれぞれ示している。

【００１２】ＮＤフィルタ４は、たとえば透過率０．１
〜０．２程度を有し、図１(a) および(b) に示すよう
に、保護ガラス１２の内面側で、レンズ１１の光入射面
の中央部と対向する領域に対して、たとえば蒸着により
円形状に形成されている。ＮＤフィルタ４の直径は、レ
ンズ１１の直径が５Φ〜７Φである場合に、たとえば２
Φに設定される。

【００１３】次に、この構成における動作を、図２を用
いて説明する。レンズユニット１の前面にある図示しな
い被写体から発せられた光は、保護ガラス１２に入射
し、これを透過する。保護ガラス１２を透過した光のう
ち、保護ガラス１２の中央部に入射した光は、さらにＮ
Ｄフィルタ４に入射し、ここで光量が制限されてレンズ
１１の光入射面の中央部に入射する。保護ガラス１２の
中央部以外の周辺部に入射した光は、保護ガラス１２を
透過した後、直接レンズ１１の光入射面の周辺部に入射
する。このときのレンズ１１の光入射面における入射光
の光量は、図２(a) に示すように、レンズ１１の中央部
分への入射光、すなわちＮＤフィルタ４を透過した光の
光量が周辺部に比べて少ない。

【００１４】レンズ１１に入射した光は、集光作用並び
にcos⁴θの法則に基づく光量の不均一化作用を受け、か
つ、絞り機構１３で所定の絞り作用を受けて、ＣＣＤ素
子２の受光面２ａに入射する。ＣＣＤ素子２では、受け
た光の強度に応じた電荷が発生され、この電荷がアナロ
グ電気信号に変換され、さらにこのアナログ信号が図示
しない処理系によりディジタル信号に変換されて、たと
えば１６階調の画像として図示しないディスプレイに表
示される。なお、こときのＣＣＤ素子２への入射光の光
量分布、すなわちレンズ１１の出射光の光量分布は、レ
ンズ１１でcos⁴θの法則に基づく光量の不均一化作用を
受けているにもかかわらず、図２(b) に示すように、平
坦化した分布となっている。したがって、図示しないデ
ィスプレイに表示される画像は、１６階調と階調度が低
い場合であっても、段差が生じるなど、顕著な画像むら
が生じることがなく、違和感のない画像として表出され
る。

【００１５】以上説明したように、本実施例によれば、
保護ガラス１２の内面側で、レンズ１１の光入射面の中
央部と対向する領域に対してＮＤフィルタ４を配置した
ので、レンズユニット１の大型化を招くことなく、簡単
な構造で周辺光量を平坦化でき、しかもＮＤフィルタ４
の透過特性を長期的に保持できる。したがって、ディジ
タル処理を行い、しかも階調度の低い映像処理装置であ
っても、このレンズユニット１を備えることにより画像
むらのない、良好な画像を得ることができる。このよう
に、本考案によるレンズユニットは、低い階調度でディ
ジタル画像を得る映像処理装置に特に有効である。

【００１６】なお、ＮＤフィルタ４の大きさ（直径）
は、本実施例において示した直径に限定されるものでは
なく、レンズ１１の直径並びにcos⁴θの法則に基づく特
性に応じて適宜最適な値が選定される。

【００１７】また、本実施例では、透過率が均一な一枚
のＮＤフィルタ４を用いた例を示したが、これに限定さ
れるものではない。たとえば図３(a) に示すように、レ
ンズ１１の光軸を含む最中央部に対応する位置に透過率
の低いＮＤフィルタ４１（たとえば透過率０．１）を配
置し、さらにその周辺の中央部に対応する位置にＮＤフ
ィルタ４１よりも透過率の高いＮＤフィルタ４２（たと
えば透過率０．２）を配置するなど、図３(b) に示すよ
うに、レンズ１１の光入射側における透過率に傾きを持
たせることにより、多少のコスト増を招くものの、図３
(c) に示すように、レンズ１１の透過光の光量分布をさ
らに平坦化できる。

【００１８】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
大型化を招くことなく、簡単な構造で周辺光量を平坦化
でき、しかもＮＤフィルタ４の透過特性を長期的に保持
できる。したがって、ディジタル処理を行い、しかも階
調度の低い映像処理装置であっても、このレンズユニッ
トを備えることにより、画像むらのない、良好な画像を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るレンズユニットの一実施例を示す
構成図である。

【図２】図１におけるレンズへの入射光量分布並びに出
射光量分布を示す図である。

【図３】本考案に係るＮＤフィルタの他の配置例並びに
レンズの入出射光量特性を示す図である。

【図４】従来のレンズユニットの構成を模式的に示した
図である

【図５】図４におけるレンズへの入射光量分布並びに出
射光量分布を示す図である。

【図６】従来の絞り位置に配置される透過率に傾きを持
たせたＮＤフィルタの一例を示す図である。

【符号の説明】

１…レンズユニット １１…結像レンズ １２…保護ガラス １３…絞り機構 ２…ＣＣＤ素子 ４…ＮＤフィルタ（濃度フィルタ）

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象体から発せられた光を集光して所定
   の位置に結像させるレンズと、上記レンズの光出射側に設けられた絞り手段と、 上記レンズの光入射側で、外部と当該ユニット内部との
   境界部に設けられた平板上の保護用透明体と、 上記保護用透明体のユニット内部側で、 上記レンズの光
   軸を含む中央部に対応する位置に配置され、光軸を中心
   にレンズ自体の外径より小径に設定され、周辺よりも低
   透過率に設定された濃度を有するフィルタとを備えたこ
   とを特徴とするレンズユニット。