JP7175057B1 - フィルターユニット及びフィルターユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルター枠に収容されたフィルターレンズに歪みが生じる事態を抑制し、撮像される画像の高画質化を担保する。【解決手段】フィルターユニットは、撮像装置のレンズ鏡筒に取り付けられ、フィルターレンズと、フィルターレンズを収容する環状のフィルター枠と、フィルターレンズの側面とフィルター枠の内側面との間に介在し、フィルター枠に非接触な状態でフィルターレンズを支持する弾性体とを備え、フィルター枠の内側面において、弾性体より被写体側に位置すると共に、フィルターレンズ表面の少なくとも外縁領域と対向するよう径方向内側に突出する突部が設けられ、突部とフィルターレンズの表面との間に間隙が形成され、間隙の厚みが、０．０１ｍｍ～０．７ｍｍであり、フィルター枠の前記内側面から径方向内側に向けて突設され、フィルターレンズの側面と接触してフィルターレンズの位置決めを行うフィルターレンズ位置決め用突部が形成される。【選択図】図３

Description

本発明は、フィルターユニット及びフィルターユニットの製造方法に関する。

撮像装置（例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等）のレンズ鏡筒前面に装着されるフィルターユニットが提供されている。フィルターユニットは、下記特許文献１や特許文献２に示されるように、各種フィルターレンズ（例えば、レンズ保護フィルター、偏光フィルター、ＮＤフィルター等）と、フィルターレンズを収容する環状のフィルター枠を備える。

特開２０１３－１５６４８３号公報 特開２０１６－５７３８４号公報

ところで、撮像素子の高性能化から、所謂４Ｋや８Ｋといった超高解像度の画像（映像）を撮像可能な撮像装置が提供されている。一方、撮像される画像の高画質化に起因して、フィルターレンズの僅かな歪みが、画像の画質を低下させ得る。特に、特許文献１のフィルターユニットのように、フィルターレンズとフィルター枠とが加圧接触する場合、フィルター枠収容後のフィルターレンズ表面に歪みが生じやすい。

これに対して、特許文献２のフィルターユニットは、弾性の接着皮膜を介して、フィルターレンズをフィルター枠内に取り付ける構造を備える。そのため、フィルターレンズがフィルター枠に収容された後も、双方非接触の状態が保たれる。このことから、特許文献１のフィルターユニットに比べて、フィルターレンズの歪みが生じにくい。しかしながら、画像解像度の向上スピードは著しく、更にフィルターレンズの歪みを生じさせないフィルターユニットが望まれている。

前記課題に鑑み、本発明は、フィルター枠に収容されたフィルターレンズに歪みが生じる事態を抑制し、撮像される画像の高画質化を担保可能なフィルターユニット及びフィルターユニットの製造方法の提供を目的とする。

前述した課題を解決するため、本発明に係るフィルターユニットは、
撮像装置のレンズ鏡筒に取り付けられ、
フィルターレンズと、
フィルターレンズを収容する環状のフィルター枠と、
フィルターレンズの側面とフィルター枠の内側面との間に介在し、フィルターレンズを支持する弾性体と、
を備え、
フィルター枠の内側面において、前記弾性体より被写体側に位置すると共に、フィルターレンズ表面の少なくとも外縁領域と対向するように径方向内側に突出する突部が設けられ、
突部とフィルターレンズの前記表面との間に間隙が形成され、
前記間隙の厚みが、０．０１ｍｍ～０．７ｍｍであり、
更に、フィルター枠の前記内側面から径方向内側に向けて突設され、フィルターレンズの側面と接触してフィルターレンズの位置決めを行うフィルターレンズ位置決め用突部が形成される、
ことを特徴とする。

本発明のこの態様によれば、フィルター枠の内側面から径方向内側に突出する突部とフィルターレンズ表面との間隙の厚み条件を前記範囲とすることで、フィルター枠に収容されたフィルターレンズに歪みが生じる事態を大きく抑制できる。そのため、本態様のフィルターユニットを、超高解像度の画像を撮像可能な撮像装置のレンズ鏡筒に取り付けても、撮像される画像の高画質化を担保することができる。

また、本発明のこの態様によれば、フィルターレンズ位置決め用突部が設けられることで、フィルターレンズがフィルター枠に嵌め込まれる際、フィルターレンズの中心とフィルター枠の中心とが合わさるようフィルターレンズが位置決めされる。これにより、フィルターレンズの側面と、それに対向するフィルター枠の内側面との間の間隔（弾性体が位置する空間）がフィルターレンズ（フィルター枠）の全周に亘って均一に形成され、弾性体を全周に均一に配設することができる。その結果、フィルターレンズに歪みが生じる事態を更に抑制できる。

また、本発明に係るフィルターユニットの製造方法は、
前記フィルターユニットの製造方法であって、
フィルターレンズ表面にシートを載置するステップと、
径方向内側に突出する突部を内側面に有するフィルター枠に、前記シートと前記突部とが対向するようフィルターレンズを収容するステップと、
前記シートを除去するステップと、
を含むことを特徴とする。

本発明のこの態様によれば、フィルター枠の内側面から径方向内側に突出する突部とフィルターレンズ表面との間にシートを介在させた後、これを除去することで、前記突部とフィルターレンズ表面との間に僅かな間隙を形成することができる。これにより、フィルター枠に収容されたフィルターレンズに歪みが生じる事態を大きく抑制できる。そのため、本態様によって製造されたフィルターユニットを超高解像度の画像を撮像可能な撮像装置のレンズ鏡筒に取り付けても、撮像される画像の高画質化を担保することができる。

本発明によれば、フィルター枠に収容されたフィルターレンズに歪みが生じる事態を抑制し、撮像される画像の高画質化を担保可能なフィルターユニット及びフィルターユニットの製造方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係るフィルターユニットの使用態様を示す図。 本発明の一実施形態に係るフィルターユニットの部分断面図。 本発明の一実施形態に係るフィルターユニットの断面拡大図。 本発明の一実施形態に係るフィルターユニットの製造フローの概略を示す図。 本発明の実施例・比較例に係るフィルターレンズの干渉縞画像。

［構成］
初めに、図１～図３を参照して、本発明の一実施形態に係るフィルターユニット１を詳細に説明する。ここで、図１は、本実施形態に係るフィルターユニット１の使用態様を示す図である。また、図２は、フィルターユニット１の部分断面図（部分垂直断面図）である。更に、図３は、フィルターユニット１の断面拡大図である。

図１に示されるように、フィルターユニット１は、例えば、デジタルスチルカメラ２のレンズ鏡筒３の前面に取り付けられる。また、図２に示されるように、フィルターユニット１は、レンズ鏡筒３に配設される光学レンズを保護するフィルターレンズ１０と、フィルターレンズ１０を収容するフィルター枠２０を備える。

本実施形態のフィルターレンズ１０は、平板状（例えば、円板状や角板状）のガラス製部材（例えば、ホウケイ酸ガラスなどの光学ガラス）であるが、これに限定されない。他の例として、プラスチック、ゼラチン、又はアセテート製等のものが挙げられる。また、フィルターレンズ１０は、レンズ鏡筒３に配設される光学レンズの保護機能を奏することに加え、偏光、減光、シャープカット、コントラスト調整の各種機能を奏するための成分を含んでもよい。

次に、フィルター枠２０は、金属製又は樹脂製の環状部材である。また、図２及び図３に示されるように、フィルター枠２０は、軸方向一方側（レンズ鏡筒３に取り付けられた際の被写体側）に配設される第１枠部２１と、軸方向他方側（レンズ鏡筒３側）に配設されると共に、第１枠部２１に比べて短径の第２枠部２２を備える。

第１枠部２１内に、フィルターレンズ１０とは別体の種々の光学系アタッチメント（図示しない）が収容され得る。ここで、第１枠部の内側面に、光学系アタッチメントと係合する雌螺子部２１１が形成される。

これに対して、第２枠部２２内に、フィルターレンズ１０が収容される。ここで、第２枠部２２は、第１枠部２１の軸方向他方側（レンズ鏡筒３側）の端部から径方向内側に延出する内延部２１２を介して、第１枠部２１と接続する。また、第２枠部２２の外側面２２１に、レンズ鏡筒３と係合する雄螺子部２２２が形成される。

更に、第２枠部２２の内側面２２３とフィルターレンズ１０の側面１０１との間に、フィルターレンズ１０を支持する弾性体３０が配設される。弾性体３０の態様は、特に限定されないが、例えば、変性シリコーン樹脂からなる弾性接着剤（接着皮膜）等が挙げられる。フィルターレンズ１０は、弾性体３０に支持されることで、フィルター枠２０（第２枠部２２）に非接触な状態で収容される。これにより、フィルターレンズ１０の表面（被写体側の面）に歪みが生じる事態を抑制できる。

更に、例えば、第２枠部２２の軸方向他方側（レンズ鏡筒３側）の開口から、弾性体３０が視認されることを防ぐため、第２枠部２２において、弾性体３０よりレンズ鏡筒３側にリング状のバネ部材２２５が配設される。

ところで、例えば、第１枠部２１の軸方向一方側（被写体側）の開口から、フィルターレンズ１０の外縁や弾性体３０が視認されることを防ぐため、フィルター枠２０の内側面の所定箇所（本実施形態の場合、内延部２１２の内側面）から、径方向内側に突出する突部２２４が設けられる。

図３に示されるように、突部２２４は、フィルターレンズ１０の外縁領域１０２に対向する。また、突部２２４とフィルターレンズ表面（外縁領域１０２）との間に間隙４０Ｓが形成される。このとき、間隙４０Ｓの厚み（軸方向に沿った寸法）を０．０１ｍｍ～０．７ｍｍとすることが好ましい。また、間隙４０Ｓの厚みを０．０１ｍｍ～０．５ｍｍとすることが好まく、０．０１ｍｍ～０．１ｍｍとすることが好ましい。

間隙４０Ｓの厚みを前記範囲とすることで、フィルター枠２０に収容されたフィルターレンズ１０に歪みが生じる事態を大きく抑制できる。そのため、フィルターユニット１を、超高解像度の画像を撮像可能な撮像装置（例えば、デジタルスチルカメラ２）のレンズ鏡筒３に取り付けても、撮像される画像の高画質化を担保することができる。

これに対して、間隙４０Ｓの厚みが０．０１ｍｍを下回る場合、突部２２４とフィルターレンズ表面（外縁領域１０２）とが近接しすぎて、フィルターレンズ表面に歪みが生じる可能性が高まる。また、間隙４０Ｓの厚みが０．７ｍｍを上回る場合、例えば、フィルターレンズ表面（外縁領域１０２）と弾性体３０とが近づくため、弾性体３０が間隙４０Ｓ内に侵入するなどの事態が想定される。これにより、フィルターレンズ表面に歪みが生じる可能性が高まる。更に、突部２２４とフィルターレンズ表面（外縁領域１０２）とが離れるため、フィルターユニット１の厚みが増えるなど、設計上の不具合も懸念される。

更に、フィルター枠２０（第２枠部２２）は、フィルターレンズ１０の位置決めを行うフィルターレンズ位置決め用突部２３０を備える。より詳しくは、本実施形態のフィルターレンズ位置決め用突部２３０は、フィルター枠２０の内側面（内延部２１２の内側面）と突部２２４との間の角部に設けられ、フィルター枠２０（第２枠部２２）の径方向内側（フィルターレンズ１０側）に向けて突設される。また、フィルターレンズ位置決め用突部２３０は、フィルター枠２０の内側面に沿って環状に形成される。フィルターレンズ位置決め用突部２３０とフィルターレンズ１０の側面１０１とが接触し、フィルターレンズ１０が位置決め（固定）される。

このようなフィルターレンズ位置決め用突部２３０が設けられることで、フィルターレンズ１０がフィルター枠２０（第２枠部２２）に嵌め込まれる際、フィルターレンズ１０の中心とフィルター枠２０（第２枠部２２）の中心とが合わさるよう、フィルターレンズ１０が位置決めされる。これにより、フィルターレンズ１０の側面１０１と、それに対向するフィルター枠２０の内側面２２３との間の間隔（弾性体３０が位置する空間）が全周に亘って均一に形成され、弾性体３０を全周に均一に配設することができる。その結果、フィルター枠２０に嵌め込まれたフィルターレンズ１０に歪みが生じる事態を更に抑制できる。また、本実施形態のフィルターユニット１を取り付けた撮像装置（例えば、デジタルスチルカメラ２）によって撮像される画像の高画質化を担保することができる。なお、図示されるフィルターレンズ位置決め用突部２３０は、突部２２４に連なっているが、この態様に限られない。例えば、突部２２４とフィルターレンズ位置決め用突部２３０とが連ならず、双方の間に隙間が空いていてもよい。

［製造方法］
次に、図４を参照して、フィルターユニット１の製造方法を説明する。ここで、図４は、フィルターユニット１の製造フローの概略を示す図である。まず、図４（ａ）に示されるように、フィルターレンズ１０の表面にシート１１０を載置する。シート１１０の厚みは、０．０１ｍｍ～０．７ｍｍであることが好ましく、０．０１ｍｍ～０．５ｍｍであることがより好まく、０．０１ｍｍ～０．１ｍｍであることが更に好ましい。なお、本実施形態のシート１１０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレン（ＰＥ）などの樹脂製シートであるが、これに限定されない。

続いて、図４（ｂ）に示されるように、シート１１０を載置したフィルターレンズ１０をフィルター枠２０に収容する。特に限定されないが、本実施形態の場合、フィルターレンズ１０をフィルター枠２０に収容する際、フィルターレンズ１０をフィルター枠２０の軸方向他方側の開口から内側に挿入する。

このとき、フィルター枠２０の内延部２１２から更に径方向内側に突出する突部２２４とシート１１０とが接触する。また、突部２２４とフィルターレンズ１０とは、シート１１０を挟んで対向する。続いて、図４（ｃ）に示されるように、フィルター枠２０の内側面（第２枠部２２の内側面２２３）とフィルターレンズ１０の側面１０１との間に弾性接着剤（弾性体３０）を塗布する。所定時間経過後、弾性接着剤が硬化する。これにより、フィルターレンズ１０がフィルター枠２０内に固定される。

最後に、図４（ｄ）に示されるように、フィルター枠２０の軸方向一方側（被写体側）の開口からシート１１０を取り除く（除去する）。これにより、突部２２４とフィルターレンズ表面（外縁領域１０２）との間に、シート１１０の厚みに対応する間隙（前述の間隙４０Ｓ）が形成される。これにより、突部２２４とフィルターレンズ表面（外縁領域１０２）とが離間されると共に、間隙４０Ｓの厚みを所定範囲内に精度よく収めることができる。その結果、フィルターレンズ１０に歪みが生じる事態を大きく抑制できる。

以上説明したフィルターユニット１において、具体的な実施の例を以下に示す。ただし、本発明は、下記の実施例により限定及び制限されない。

図５に、本発明の実施例１～８及び比較例１におけるフィルターレンズ１０の干渉縞画像（平面測定用フィゾー干渉計によって得られた、実施例１～８及び比較例１の干渉縞画像）を示す。ここで、各実施例・比較例（実施例１～８、比較例１）は、所定厚みのシート１１０を載置したフィルターレンズ１０をフィルター枠２０に収容し、弾性接着剤（弾性体３０）でフィルターレンズ１０をフィルター枠２０に固定した後、シート１１０を除去して得られたものである。

なお、図５において、各実施例（比較例）の上側の画像は、フィルターレンズ１０単体の干渉縞画像である。これに対して、前記方法によって得られたフィルターユニット１におけるフィルターレンズ１０の干渉縞画像である。

各実施例及び比較例において使用されたシート１１０の厚み（突部２２４とフィルターレンズ表面との間に形成される間隙４０Ｓの厚み）とシート１１０の材質は、下記の通りである。
（１）実施例１：０．０１ｍｍ、ポリエチレン製
（２）実施例２：０．０３ｍｍ、ポリエチレン製
（３）実施例３：０．０５ｍｍ、ポリエチレンテレフタレート製
（４）実施例４：０．０７５ｍｍ、ポリエチレンテレフタレート製
（５）実施例５：０．１ｍｍ、ポリエチレンテレフタレート製
（６）実施例６：０．５ｍｍ、ポリカーボネート製
（７）実施例７：０．６ｍｍ、ポリカーボネート製
（８）実施例８：０．７ｍｍ、ポリカーボネート製
（６）比較例１：０．８ｍｍ、ポリカーボネート製

図５に示されるように、実施例１～８（シート１１０：間隙４０Ｓの厚みが０．０１ｍｍ～０．７ｍｍの試料）の干渉縞画像に、歪みを示す縞模様が現れておらず、実施例１～８の干渉縞画像とフィルターレンズ１０単体の干渉縞画像とを比較しても、ほぼ同様の状態が保たれている。すなわち、シート１１０：間隙４０Ｓの厚み条件を実施例１～８のようにすることで、フィルターレンズ１０に歪みが生じる事態を大きく抑制できることが示唆された。

これに対して、比較例１（シート１１０：間隙４０Ｓの厚みが０．８ｍｍの試料）の干渉縞画像に、歪みを示す縞模様が明確に現れた。すなわち、シート１１０：間隙４０Ｓの厚み条件を比較例１のようにする場合、フィルターレンズ１０に歪みが生じた。なお、比較例１において、フィルターレンズ１０に歪みが生じた要因として、特に限定されるものではないが、シート１１０：間隙４０Ｓの厚みが厚い（フィルターレンズ表面と弾性接着剤とが近い）結果、弾性接着剤が間隙４０Ｓ内に侵入し、フィルターレンズ表面が歪んだ、などが考えられる。

以上、本発明の実施形態を詳細に説明した。ただし、前述の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定する趣旨で記載されたものではない。本発明には、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るものを含み得る。また、本発明にはその等価物が含まれる。

１…フィルターユニット
１０…フィルターレンズ
１０１…フィルターレンズの側面
１０２…フィルターレンズ表面の外縁領域
１１０…シート
２０…フィルター枠
２１…第１枠部
２１１…雌螺子部
２１２…内延部
２２…第２枠部
２２１…外側面
２２２…雄螺子部
２２３…内側面
２２４…突部
２２５…バネ部材
２３０…フィルターレンズ位置決め用突部
３０…弾性体
４０Ｓ…間隙

Claims (2)

1. 撮像装置のレンズ鏡筒に取り付けられるフィルターユニットであって、
   フィルターレンズと、
   フィルターレンズを収容する環状のフィルター枠と、
   フィルターレンズの側面とフィルター枠の内側面との間に介在し、フィルターレンズを支持する弾性体と、
   を備え、
   フィルター枠の内側面において、前記弾性体より被写体側に位置すると共に、フィルターレンズ表面の少なくとも外縁領域と対向するように径方向内側に突出する突部が設けられ、
   突部とフィルターレンズの前記表面との間に間隙が形成され、
   前記間隙の厚みが、０．０１ｍｍ～０．７ｍｍであり、
   更に、フィルター枠の前記内側面から径方向内側に向けて突設され、フィルターレンズの側面と接触してフィルターレンズの位置決めを行うフィルターレンズ位置決め用突部が形成される、
   ことを特徴とするフィルターユニット。
2. 請求項１に記載のフィルターユニットの製造方法であって、
   フィルターレンズ表面にシートを載置するステップと、
   径方向内側に突出する突部を内側面に有するフィルター枠に、前記シートと前記突部とが対向するようにフィルターレンズを収容するステップと、
   前記シートを除去するステップと、
   を含むことを特徴とするフィルターユニットの製造方法。

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