JP2011048349A - レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のレンズ鏡筒においては、遮光部材の先端部で光線が透過しやすく、フレア等の光学的問題を発生するという課題を有していた。
【解決手段】レンズ鏡筒は、レンズと、当該レンズの近傍に設けられ、レンズに入射しようとする光線の一部を遮る遮光部材であって、熱可塑性エラストマー樹脂を主材料とする遮光部材とを備えている。
【選択図】図６

Description

本発明は、撮像装置のレンズ鏡筒に関する。より具体的には、本発明は、レンズの周辺を覆うように設けられ、レンズに入射しようとする不要な光線を遮る遮光部材を備えた、レンズ鏡筒に関する。

スティルカメラなどの光学機器は、レンズ鏡筒に入射した光線をレンズによって集束させ、フィルムや撮像素子などを用いてその像を撮影する。しかしながら、レンズ鏡筒内には、そのような撮影に必要な光線だけでなく、たとえばレンズ鏡筒内を反射してレンズに到達する光線のような、撮影には必要のない不要な光線も存在する。不要な光線がフィルムや撮像素子に到達すると、撮影された被写体像にゴーストあるいはフレアを生じさせる。よってそのような不要な光線がレンズに入射しないように遮る必要がある。

図７を参照しながら、従来のレンズ鏡筒を説明する。

図７は従来のレンズ鏡筒１００の部分拡大図である。レンズ鏡筒１００には、レンズ１０２が接着されて取り付けられている。レンズ鏡筒１００の内部をレンズ１０２へ向かって進む光線には、撮影に必要とされる有効光線１０４と、不要光線１０５とが含まれている。遮光部材１０３は、レンズ１０２に入射しようとする不要光線１０５をカットするために、レンズ１０２の周辺を覆うように設けられている。

特許文献１には、レンズ鏡筒内の部品の一部に遮光板を設け、不要な光線をカットする技術が開示されている（たとえば図４および５）。

特開２００９−１１６０８５号公報

図７に示す従来のレンズ鏡筒１００において、遮光部材１０３は、一般に、ＡＢＳ（Acrylonitrile-Butadiene-Styrene resin）などの熱可塑性樹脂にカーボンブラックを添加した樹脂によって成形されていることが多い。遮光部材１０３の先端部１０３ａは不要光線１０５の乱反射によるフレアを防止するために鋭角状に尖っている必要がある。

図８は従来の遮光部材１０３の先端の断面模式図である。遮光部材１０３は、ＡＢＳ等の樹脂の主材料１０７に、カーボンブラック１０８が添加されて形成されている。

図８に示すように、遮光部材１０３の表面で不要光線１０５が反射し、レンズ１０２に入射している。場合によっては、レンズ１０２と遮光部材１０３との隙間に入り込んだ不要光線１０５がレンズ１０２表面で反射された後さらに遮光部材１０３表面で反射され、レンズ１０２に入射することもある。

また、遮光部材１０３の最先端１０３ｂに注目すると、製造上の理由から、最先端１０３ｂは完全に鋭角ではなく、実際には曲率半径Ｒ＝０．０１程度の球面になっている。そのため、最先端１０３ｂで反射された不要光線１０５は多くの場合、レンズ１０２に入射してしまう。

この結果、不要光線１０５によってフレアやゴーストといった光学的問題が発生していた。これは、遮光部材１０３を設けたにもかかわらず、このような光学的問題が依然として解決されていなかったことを意味する。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、従来よりも光線の反射が十分少なく、フレアやゴースト等の光学的問題を発生させにくいレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

本発明によるレンズ鏡筒は、レンズと、前記レンズの近傍に設けられ、前記レンズに入射しようとする光線の一部を遮る遮光部材であって、熱可塑性エラストマー樹脂を主材料とする遮光部材とを備えている。

前記遮光部材は射出成形によって作製されていてもよい。

前記熱可塑性エラストマー樹脂には、カーボンブラックが添加されていてもよい。

前記遮光部材の表面にはシボが形成されていてもよい。

前記遮光部材は、撮影対象の被写体からの光線を受けるための開口部を備え、前記レンズに入射しようとする、前記撮影対象の被写体からの光線の一部を遮ってもよい。

前記遮光部材は前記レンズに対し固定されていてもよい。

前記レンズと前記遮光部材との間には空隙が存在してもよい。

本発明による撮像装置は、上述のレンズ鏡筒を備えている。

本発明のレンズ鏡筒には、熱可塑性エラストマー樹脂で成形された遮光部材が設けられている。熱可塑性エラストマー樹脂は反射率が低いため、フレアやゴースト等の光学的問題の発生しにくいレンズ鏡筒を実現することができる。

レンズ鏡筒５０を備えたデジタルカメラ４０の外観図である。 デジタルカメラ４０のレンズ鏡筒５０を含む部分の断面図である。 沈胴した状態にあるときのレンズ鏡筒５０の断面図である。 繰り出された状態にあるときのレンズ鏡筒５０の断面図である。 レンズＬ３と遮光部材６との位置関係を示す部分拡大図である。 遮光部材６の先端部６ａの断面模式図である。 従来のレンズ鏡筒１００の部分拡大図である。 従来の遮光部材１０３の先端の断面模式図である。

図１は、レンズ鏡筒５０を備えたデジタルカメラ４０の外観図である。電源スイッチ６０により電源が投入されると、デジタルカメラ１００のレンズ鏡筒５０が繰り出され、撮影が可能になる。

なお図１にはデジタルカメラ１００が示されているが、これは撮像装置の一例である。デジタルカメラではなく、フィルムカメラであってもよいし、また、レンズ鏡筒５０を取り外して交換することが可能なカメラであってもよい。さらに、スティルカメラではなく、動画を撮影可能なカムコーダであってもよい。

図２は、デジタルカメラ４０のレンズ鏡筒５０を含む部分の断面図を示している。図２は、図１のＺ軸に沿ってみたときの断面図である。レンズ鏡筒５０は、電源スイッチ６０がオフのときは沈胴した状態にあり、オンのときは繰り出された状態になる。図２では、レンズ鏡筒５０は、沈胴した状態にある。

図３は、沈胴した状態にあるときのレンズ鏡筒５０の断面図である。また図４は、繰り出された状態にあるときのレンズ鏡筒５０の断面図である。なお、図３および図４には、理解の便宜のため主要部品のみを記載したレンズ鏡筒５０が示されている。実際にはより多くの部品が含まれ得る。

以下、図４を参照しながらレンズ鏡筒５０の主要な構成要素を説明する。

外部からみると、レンズ鏡筒５０はレンズ枠１、駆動枠２および外枠３を備えている。

レンズ枠１には、レンズＬ１およびＬ２が設けられる。駆動枠２は、レンズ枠１に対して相対的に移動する。レンズ枠１と駆動枠２との間には遮光リング４が設けられている。この遮光リング４を設ける目的は、レンズ枠１と駆動枠２との間から入射するすべての光線を遮ること、および、レンズ枠１と駆動枠２の間から入ってくる異物（たとえば埃）を防ぐことにある。そのため、遮光リング４はレンズ鏡筒５０の内部に設けられるのではなく、レンズ枠１および駆動枠２の間であって、かつ、外縁に近い位置に設けられる。外枠３はデジタルカメラ４０の筐体に取り付けられる。

レンズ鏡筒５０の内部には、さらにレンズＬ３〜Ｌ７、および、撮像素子５が設けられている。ここで、レンズＬ３に着目する。

本実施形態においては、レンズＬ３の近傍には、遮光部材６が設けられている。遮光部材６は、レンズＬ３の周囲に沿って、その周辺部分を覆っている。遮光部材６が設けられることにより、フレアやゴーストを発生させる不要光線がレンズＬ３に入射することを防ぐことが可能となる。レンズ鏡筒５０の比較的奥の位置に存在するレンズＬ３近傍に遮光部材６を設けた理由は、不要光線に起因するフレアの悪影響は、不要光線が撮像素子５に近い位置のレンズに入射するほど大きく現れるからである。

ここで、図５を参照しながら、遮光部材６をより詳細に説明する。

図５は、レンズＬ３と遮光部材６との位置関係を示す部分拡大図である。レンズＬ３は、レンズ鏡筒５０のレンズ保持枠７に接着によって取り付けられている。そして遮光部材６は、レンズＬ３の周囲に沿って、レンズＬ３の半径方向内側に張り出すように設けられており、これにより、レンズＬ３の周辺部分からレンズＬ３に入射しようとする不要光線１１を遮る。不要光線１１とは、たとえばレンズ鏡筒５０に入射した後にその内壁で反射した光線である。遮光部材６を設けることにより、レンズＬ３には撮影の対象である有効光線１０のみが入射する。

遮光部材６の先端部６ａは、不要光線の乱反射によるフレアを防止するために鋭角状に尖っている。本願発明者は、遮光部材６の素材によって、先端部６ａを透過する不要光線を大幅に低減できることを見出した。以下、図６を参照しながら詳細を説明する。

図６は、遮光部材６の先端部６ａの断面模式図である。

本実施形態による遮光部材６は、主材料である熱可塑性エラストマー樹脂２０にカーボンブラック２１が添加された樹脂材料を射出成形して作製されている。

熱可塑性エラストマー樹脂の反射率は、他の樹脂（例えばＡＢＳ）の反射率に比べて低いという特性を有している。そのため、熱可塑性エラストマー樹脂で遮光部材６を作製するのみでも、従来の遮光部材１０３よりも不要光線の反射を低減させることができる。熱可塑性エラストマー樹脂で遮光部材６を作製すると、たとえば鋭角状の先端部６ａが微視的には球面形状になっていた場合であっても、不要光線が反射してレンズＬ３に入射することを防ぐことができる。

熱可塑性エラストマー樹脂は、広い温度範囲でゴムのような弾性を示す。言い換えると、たとえばアクリル樹脂と比較すれば、熱可塑性エラストマー樹脂は比較的柔らかい材料である。一般には、レンズ鏡筒のような、レンズの位置を精密に決定すべき構造体の内部に、比較的柔らかく位置を精密に固定することが困難な素材が利用されることはなかった。しかしながら、本実施形態では熱可塑性エラストマー樹脂を遮光部材６の主材料として用いている。遮光部材６はレンズ等の位置決めに影響しないため、レンズの位置を精密に決定する際の障害にはならない。

また、遮光部材６の材料にはカーボンブラック２１が添加されているため、不要光線は遮光部材６を透過しにくくなる。特に、鋭角状のために肉厚が薄い先端部６ａを不要光線が透過することを防ぐことができる。よって、光線の透過が少なく、フレアやゴースト等の光学的問題の発生しにくいレンズ鏡筒を実現できる。

本実施形態による遮光部材６の表面には、不要光線の反射をさらに低減するため、微細な凹凸形状のシボ（roughness）６ｂが設けられている。このような遮光部材６は、表面にシボが設けられた金型（図示せず）を用いて熱可塑性エラストマー樹脂２０を射出成形することにより、得ることができる。熱可塑性エラストマー樹脂は成形時の転写性が良いため、良好なシボ（微細な凹凸）を遮光部材６の表面に形成できる。

金型にシボを設ける方法は種々考えられる。たとえば、金型をブラスト加工すればよい。本実施形態によるシボ６ｂは、たとえば、平滑な金型の表面が十点平均粗さ２〜６μｍとなるブラスト加工を金型に行うことにより、得ることができる。ブラスト加工に利用される砥粒は凹凸形状、球状、楕円状等の任意の形状でよく、たとえばアルミナを含む材料で形成される。

ここで、本実施形態における遮光部材６と遮光リング４（図３、図４）とを説明する。

上述のとおり、遮光部材６および遮光リング４はいずれも、不要光線を遮るという点において同じ機能を有している。しかしながら、各々が配置される位置、材料等に関して大きく相違している。

まず本実施形態による遮光部材６は、レンズＬ３の近傍に、レンズＬ３に対して固定されている。一方、遮光リング４は、レンズ枠１と駆動枠２との間に設けられており、レンズに対して固定的に設けられていない。レンズに対する遮光リング４の位置は、変化する。

また、遮光部材６は、撮影対象の被写体からの光線を受けるための開口部、および、レンズＬ１（図４）等を経てレンズ鏡筒５０に入射した光線のうち、レンズ鏡筒５０内部で反射するなどしてレンズＬ３に入射しようとする不要光線を遮る。そして遮光部材６はレンズ鏡筒５０内部の比較的奥の位置に設けられる。また遮光部材６は埃等の異物の進入を防ぐことを目的としていないため、遮光部材６とレンズＬ３との間には空隙が存在している。すなわち遮光部材６はレンズＬ３を密封または接触していない。一方の遮光リング４は、レンズ枠１および駆動枠２の間であって、かつ、外縁に近い位置に設けられる。遮光リング４はレンズ枠１と駆動枠２との間から入射しようとするすべての不要光線を遮る。また遮光リング４は、レンズ枠１および駆動枠２の隙間を密閉することにより、埃等の異物の進入を防ぐ。

遮光部材６の主材料は、熱可塑性エラストマー樹脂である。また遮光部材６は、レンズに対して固定的に設けられるため、摺動する駆動枠２と接することはない。よって、摺動負荷や、異音の発生が問題になることはない。一方、遮光リング４は、レンズ枠１および駆動枠２の隙間を完全になくすため、駆動枠２に接することによってレンズ枠１に押し付けられ、若干変形して配置される。このため、遮光リング４の主材料は一般にゴム材料である。そして、遮光リング４とレンズ枠１とが摺動するため、遮光リング４の材料には、フッ素等の摺動性を良くするための添加剤が加えられることが多い。これにより、遮光リング４とレンズ枠１との摺動負荷を減らし、摺動時の異音の発生を防ぐことが可能になる。

本発明にかかる、遮光部材を備えたレンズ鏡筒によれば、レンズに入射する不要な光線を大幅に低減でき、フレアやゴースト等の光学的問題の発生を抑制できる。そのようなレンズ鏡筒を備えることにより、高品質な撮像結果を得ることが可能な撮像装置を得ることができる。

Ｌ１〜Ｌ７ レンズ
６ 遮光部材
６ａ 先端部
１０ 有効光線
１１ 不要光線
２０ 主材料のポリマーアロイ樹脂
２０ａ ＡＢＳ
２０ｂ ポリカーボネート
２１ カーボンブラック
４０ デジタルカメラ
５０ 鏡筒

Claims (8)

1. レンズと、
   前記レンズの近傍に設けられ、前記レンズに入射しようとする光線の一部を遮る遮光部材であって、熱可塑性エラストマー樹脂を主材料とする遮光部材と
   を備えたレンズ鏡筒。
2. 前記遮光部材は射出成形によって作製されている、請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記熱可塑性エラストマー樹脂には、カーボンブラックが添加されている、請求項１に記載のレンズ鏡筒。
4. 前記遮光部材の表面にはシボが形成されている、請求項１から３のいずれかに記載のレンズ鏡筒。
5. 前記遮光部材は、
   撮影対象の被写体からの光線を受けるための開口部を備え、
   前記レンズに入射しようとする、前記撮影対象の被写体からの光線の一部を遮る、請求項１に記載のレンズ鏡筒。
6. 前記遮光部材は前記レンズに対し固定されている、請求項１に記載のレンズ鏡筒。
7. 前記レンズと前記遮光部材との間には空隙が存在する、請求項１に記載のレンズ鏡筒。
8. 請求項１に記載のレンズ鏡筒を備えた、撮像装置。

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