JP2005345806A - 撮影光学系および撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 レンズ設計の自由度を確保しつつ、赤外線を一様にカットすることができ、かつ全長を短く抑えた撮影光学系およびその撮影光学系を備えた撮像装置を提供する。
【解決手段】 反射プリズム111を赤外線吸収部材で形成する。その反射プリズム111内を透過する光はどれも同じ長さを進行するので反射プリズム111内を透過する赤外線が一様に吸収される。このように赤外線を一様に吸収することで、ゴーストやフレアの発生を抑える。
【選択図】 図2
【解決手段】 反射プリズム111を赤外線吸収部材で形成する。その反射プリズム111内を透過する光はどれも同じ長さを進行するので反射プリズム111内を透過する赤外線が一様に吸収される。このように赤外線を一様に吸収することで、ゴーストやフレアの発生を抑える。
【選択図】 図2
Description
本発明は、撮像素子に被写体を結像させる撮影光学系およびその撮影光学系を備えた撮像装置に関する。
デジタルカメラの薄型化が進み、その薄型のカメラボディ内に配設されるような撮像素子の小型化や撮影光学系の全長の短縮化が図られている(例えば特許文献1参照)。この撮像素子の小型化にあっては小型化を図るのに最も適した半導体性の固体撮像素子が良く用いられている。しかし、この固体撮像素子(CCDやCMOS)は、眼の分光感度に比べて、より長波長側(赤外域、およそ680nm以上の領域)にも高い感度を有するので、自然な色再現を実現するには撮影光学系内の赤外線をカットする作用のあるフィルタを挿入することが知られている。このフィルタとして多層膜コートを用いた反射型の赤外線カットフィルタが広く用いられるようになってきている。
しかし、この反射型の赤外線カットフィルタは可視光をできる限り透過させるようにしてあっても通常の反射防止の多層膜に比べると可視光の反射率が高いものが多い。このため固体撮像素子の表面に光沢がある場合などに、その固体撮像素子の表面とフィルタの撮像素子側の面との間で多重反射が起きてしまって、これが意図しない像となって撮像素子の撮像面に写しこまれたり(ゴースト)、撮像素子の撮像面全体に不要光として広がってしまって像のコントラストを低下させたり(フレア)してしまうことがある。
特開2004−38059号公報
本発明は、上記事情に鑑み、レンズ設計の自由度を確保しつつ、赤外線を一様にカットすることができ、かつ全長を短く抑えた撮影光学系およびその撮影光学系を備えた撮像装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明の撮影光学系は、撮像素子に被写体を結像させる撮影光学系において、
この撮影光学系は、光軸方向前方から順に、少なくとも1枚の凹レンズを含む負のレンズ群、反射プリズム、少なくとも1枚の凸レンズを含む正のレンズ群を有するものであって、
上記反射プリズムが、赤外線を吸収する赤外線吸収部材で形成されたものであることを特徴とする。
この撮影光学系は、光軸方向前方から順に、少なくとも1枚の凹レンズを含む負のレンズ群、反射プリズム、少なくとも1枚の凸レンズを含む正のレンズ群を有するものであって、
上記反射プリズムが、赤外線を吸収する赤外線吸収部材で形成されたものであることを特徴とする。
上記本発明の撮影光学系によれば、この撮影光学系内に赤外線吸収部材で形成された反射プリズムが吸収型フィルタになって、この撮影光学系に入射した光がプリズム内を透過しているときに赤外線が吸収される。いままでであれば、前述のように赤外カットフィルタを用いた場合ではゴーストやフレアが発生しやすく、また撮影レンズを赤外線吸収部材で形成する場合には、レンズの中央と周縁部との厚さの違いによって赤外線が一様に吸収されず、しかも撮影レンズの設計の自由度が極端に制限されるという問題が発生していたが、本発明によれば上記反射プリズムが上記赤外線吸収部材で形成されるので、その反射プリズム内を進行する光の光路長が一定に保たれ赤外線が一様にカットされる。また上記反射プリズムを赤外線吸収部材で形成することは、レンズを赤外線吸収部材で形成するよりも遥かに容易であって、またレンズを赤外線吸収部材で形成するものではないのでレンズ設計にも大きな自由度が与えられる。
また、反射プリズムを用いることで撮影光学系が折り曲げられて全長が短縮化されたものと同等の効果が得られ薄型のボディであっても本発明の撮影光学系を簡単に搭載することができる。
その場合、撮像素子とその撮像素子に被写体を結像させる撮影光学系とを備え、その撮影光学系で被写体像を捉えることにより撮影を行なう撮像装置において、
上記撮影光学系は、光軸方向前方から順に、少なくとも1枚の凹レンズを含む負のレンズ群、反射プリズム、少なくとも1枚の凸レンズを含む正のレンズ群を有し、
上記反射プリズムが、赤外線を吸収する赤外線吸収部材で形成されたものであることを
特徴とする。
上記撮影光学系は、光軸方向前方から順に、少なくとも1枚の凹レンズを含む負のレンズ群、反射プリズム、少なくとも1枚の凸レンズを含む正のレンズ群を有し、
上記反射プリズムが、赤外線を吸収する赤外線吸収部材で形成されたものであることを
特徴とする。
このように本発明の撮影光学系が本発明の撮像装置に適用されると撮像装置の薄型化が図れる。
以上説明したように本発明によれば、レンズ設計の自由度を確保しつつ、赤外線を一様にカットすることができ、かつ全長を短く抑えた撮影光学系およびその撮影光学系を備えた撮像装置が実現される。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の実施形態であるデジタルカメラの外観を示す図である。
図1(a)は、斜め上方から見た構成斜視図であり、図1(b)はそのデジタルカメラを背面から見た背面図である。
本実施形態のデジタルカメラ100のカメラボディ101は薄型構造であって、そのカメラボディ101内には撮影を行うための撮影光学系110と被写体に閃光を発光するための閃光発光装置(図示せず)とが備えられている。また本実施形態のデジタルカメラ100には直視型のファインダ(図示せず)も設けられており、そのファインダの対物窓101bを経由して導かれる被写体光がカメラ背面側に設けられた図示しない接眼部で視認可能な構成になっている。
カメラボディ101表面にはカメラボディ101内部に配設された撮影光学系110に被写体光を導くための第1レンズ101aと閃光発光装置の閃光を被写体に向けて発光するための閃光発光窓101cとがファインダの対物窓101bを挟んで両側にそれぞれ設けられている。
またカメラボディ101の背面側にはLCD表示装置の表示パネル120も設けられており、そのLCD表示装置の表示パネル120の被写体像でもフレーミングを行うことができる。LCD表示装置の表示パネル120で表示される被写体像あるいはファインダ用の窓から取り込まれた被写体光により接眼部で視認される被写体像いずれかでフレーミングを行い、レリーズ釦102を押して撮影を行うことができる。
図2は第1レンズ101aを含む撮影光学系110の構成図である。
図2に示すようにカメラボディ101表面に配設された第1レンズ101aを経由して導かれた被写体光はその第1レンズ101aの光軸とは略直交する方向に反射プリズム111によって折り曲げられその折り曲げられた被写体光が後群のレンズ112〜117で固体撮像素子118まで導かれその固体撮像素子118の撮像面に像が結ばれる。
このように固体撮像素子118の撮像面に被写体像を結像させる後群のレンズ112〜117の並び方向がカメラボディ101の厚み方向に設けられるのではなく、カメラボディ101の高さ方向に並んで設けられるのでカメラボディ101の厚みを薄くすることができる。
さらに、この撮影光学系110は、光軸方向前方から順に、少なくとも1枚の凹レンズ101aを含む負のレンズ群、反射プリズム111、少なくとも1枚の凸レンズ112を含む正のレンズ群を有するものであって、反射プリズム111が、赤外線を吸収する赤外線吸収部材で形成されたものである。このため、固体撮像素子118の感度を調節するために赤外線カットフィルタをわざわざ挿入しなくても良く、撮影光学系自体の全長が短縮されて今までよりも低い高さであって、しかも薄型のボディ内に撮影光学系が整然と配置されるようになっている。
この例では、上記負のレンズ群、反射プリズム、一つの凸レンズ112を含む正のレンズ群112のほか、その一つの凸レンズを含む正のレンズ群の後方にズームバリエータ(焦点距離変更用移動レンズ群)113,114が、その後方に絞り119が配備され、またその後方に固定レンズ115が、更にその後方にフォーカス用レンズ116,117が配備され、そのフォーカス用レンズ116,117で結像される位置に撮像素子118が配備された例が示されている。その撮像素子118に従来例のところで説明した固体撮像素子が用いられている。
図2には、この撮影光学系110に入射した光が固体撮像素子118へ到達するまでの光路が描かれており、第1レンズ101aを通って入射した入射光が反射プリズム111の反射面111Aで反射され出射面から出射されてその出射された光が正のレンズ112を含むレンズ群112により一旦収束され、さらにその収束された光が後方のズームバリエータ113,114、さらにレンズ115〜117を経て固体撮像素子118へ達している様子が示されている。この反射プリズム111内を光が伝播している最中に、長波長側(いわゆる赤外域の光)の光が吸収され、その反射プリズム111からその長波長(680nm以上の波長帯)の光がカットされた光が出射されて固体撮像素子118に鮮明な像が結像される。
ここで、反射プリズム111の効果を、図3を参照して説明する。
図3は、反射プリズム111を形成している赤外線吸収部材の透過特性を示す図である。
図3の縦軸には透過率が、図3の横軸には光の波長がそれぞれ示されている。また、この図3には1mm厚の場合の透過率が示されている。
図3には200nm〜5000nmまでの波長の透過率が示されており、この赤外線吸収部材は、長波長側である赤外域(680nm以上の領域)に減衰域がある。前述したようにこの図3に示されているのは赤外線吸収部材の厚さが1mmの場合の透過率であるから、反射プリズムであれば入射光が反射して出射するまでの光路長を、図3に示した透過率に掛け合わせれば、反射プリズムでのトータルの透過率が得られる。
以降、厚さを厚くした場合、透過率がどの程度になるかを、算出例を掲げて説明する。
図3より波長600nmの透過率は0.836である。この透過率は1mm厚の値であるので、この赤外線吸収部材では、その厚さ(t)が増加していったときに1mm厚の透過率0.836が0.836のt乗づつ減少していくものとして、波長600nmの光の透過率を0.5にするように赤外線吸収部材の厚さを算出してみると、その厚さtは
0.836t=0.5の関係から
t=log(0.5)/log(0.836)=3.87mm (式1)
になる。
0.836t=0.5の関係から
t=log(0.5)/log(0.836)=3.87mm (式1)
になる。
この3.87mmの厚さを赤外線吸収部材に持たせたとすると、例えば波長700nmを持つ光の透過率T(700nm)は、
厚さ1mmのときの透過率0.241として0.2413.87、つまり
T(700nm)≒0.004になる。
厚さ1mmのときの透過率0.241として0.2413.87、つまり
T(700nm)≒0.004になる。
このように赤外線吸収部材の厚さを3.87mmにすると、波長600nmの光を透過率0.5で透過させて、波長700nmの光を透過率0.004で透過させるような減衰カーブを持つフィルタが構成されて長波長側(赤外域)の光が効率よく吸収される。また図2に示す反射プリズム111の場合には、反射プリズム111の大きさではなく、その反射プリズム111内の光路長を、式1で算出した長さと同等あるいはそれ以上にすれば良く、そうすると赤外域の光がプリズム内で一様に吸収されるフィルタが構成される。
このようにして赤外線吸収部材で反射プリズムを形成すると、長波長側の光が効果的に吸収されて多重反射が起こることもなくなって鮮明な画像が固体撮像素子の撮像面上に結像される。
100 撮像装置
110 撮影光学系
101a 第1レンズ
111 反射プリズム
112 第2レンズ
113 114 ズームバリエータ
115 固定レンズ
116 117 フォーカス用レンズ
118 固体撮像素子
120 液晶パネル
110 撮影光学系
101a 第1レンズ
111 反射プリズム
112 第2レンズ
113 114 ズームバリエータ
115 固定レンズ
116 117 フォーカス用レンズ
118 固体撮像素子
120 液晶パネル
Claims (2)
- 撮像素子に被写体を結像させる撮影光学系において、
この撮影光学系は、光軸方向前方から順に、少なくとも1枚の凹レンズを含む負のレンズ群、反射プリズム、および少なくとも1枚の凸レンズを含む正のレンズ群を有するものであって、
前記反射プリズムが、赤外線を吸収する赤外線吸収部材で形成されたものであることを特徴とする撮影光学系。 - 撮像素子と該撮像素子に被写体を結像させる撮影光学系とを備え、該撮影光学系で被写体像を捉えることにより撮影を行なう撮像装置において、
前記撮影光学系は、光軸方向前方から順に、少なくとも1枚の凹レンズを含む負のレンズ群、反射プリズム、少なくとも1枚の凸レンズを含む正のレンズ群を有し、
前記反射プリズムが、赤外線を吸収する赤外線吸収部材で形成されたものであることを
特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004165928A JP2005345806A (ja) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | 撮影光学系および撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004165928A JP2005345806A (ja) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | 撮影光学系および撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005345806A true JP2005345806A (ja) | 2005-12-15 |
Family
ID=35498245
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004165928A Withdrawn JP2005345806A (ja) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | 撮影光学系および撮像装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005345806A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101950096A (zh) * | 2009-07-08 | 2011-01-19 | 索尼公司 | 成像光学***和成像装置 |
TWI420138B (zh) * | 2010-07-29 | 2013-12-21 | Young Optics Inc | 變焦鏡頭 |
US10067321B2 (en) | 2015-03-13 | 2018-09-04 | Ricoh Company, Ltd. | Optical system and imaging system |
JP2021047325A (ja) * | 2019-09-19 | 2021-03-25 | Jsr株式会社 | 光学部材及びカメラモジュール |
-
2004
- 2004-06-03 JP JP2004165928A patent/JP2005345806A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
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CN112612071A (zh) * | 2019-09-19 | 2021-04-06 | Jsr株式会社 | 光学构件及相机模块 |
JP7251423B2 (ja) | 2019-09-19 | 2023-04-04 | Jsr株式会社 | 光学部材及びカメラモジュール |
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A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061213 |
|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070807 |