JP2011043713A

JP2011043713A - 光学装置

Info

Publication number: JP2011043713A
Application number: JP2009192414A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Irita; 丈司入田; Shigeru Iketani; 繁池谷
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2011-03-03

Abstract

【課題】好適な特性を有する光学装置を提供する。
【解決手段】
光が通過可能な光通過領域の外側に外周面（４０）を有する基材（３６，５３）と、波長１０００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の光の反射率が１０％以上であり、前記外周面に備えられた透明膜（３２，５４）とを含む光学装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、光学装置に関する。

カメラに備えられるレンズ鏡筒等の光学装置は、太陽光のような赤外線を含む光線を多量に照射される環境下で使用される場合がある。従来技術に係る光学装置では、太陽光が多量に照射される環境下で用いられた場合、照射熱によって光学装置の温度が上昇するという問題が発生している。また、一方で、レンズ鏡筒等の光学装置のデザインに関して、鏡筒本体等の表面が有するデザイン性を、光学装置のデザインに利用したいという要望がある。

鏡筒本体等の表面が有するデザイン性を利用しつつ、レンズ鏡筒等の温度上昇を防止するための従来技術としては、例えばレンズ鏡筒の外周面にＩＲカットフィルムを貼着した光学装置が知られている（特許文献１等参照）。しかし、従来技術に係る光学装置は、ＩＲカットフィルムを貼着するのに手間がかかり、生産性に課題を有している。また、レンズ鏡筒の鏡筒本体の表面に凹凸が形成されているような場合は、鏡筒本体部にフィルムを貼着することが難しいという問題を有している。

特開２００６−３３０３８８号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、好適な特性を有する光学装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る光学装置は、
光が通過可能な光通過領域（１５）の外側に外周面（４０）を有する基材（３６，５３）と、
波長１０００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の光の反射率が１０％以上であり、前記外周面に備えられた透明膜（３２，５４）とを含む。

また、例えば、前記透明膜は、導電性の金属酸化物（３８）を有し、前記導電性の金属酸化物の自由電子に応じて定まるプラズマ角周波数が１．４０×１０^１５１／ｓ以上２．９０×１０^１５１／ｓ以下であってもよい。

また、例えば、前記透明膜は、可視光を７０％以上透過してもよい。

また、例えば、前記導電性の金属酸化物は、Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｚｎのうちから選択された少なくとも１つの元素を含有してもよい。

また、例えば、前記外周面は、凹部（４０ａ）を有してもよく、前記透明膜は、前記凹部を覆っており前記透明膜を通して前記凹部が視認可能な透過率を有してもよい。

また、例えば、前記透明膜は、前記凹部の内部、及び、前記凹部の外部に備えられていてもよい。

また、例えば、前記透明膜は、塗料が塗布されて形成された塗膜であってもよい。

また、例えば、前記透明膜は、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂又はアクリルウレタン系樹脂のうち少なくとも１つを含んでもよい。

また、前記基材は、ポリカーボネート、マグネシウム系合金、マグネシウム、アルミニウム系合金、アルミニウム、カーボン・樹脂複合材料から選択された少なくとも１つを有してもよい。

なお上述の説明では、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るレンズ鏡筒の全体図である。図２は、図１に示すレンズ鏡筒の断面図である。図３は、図２に示す筒状部表面の拡大模式図である。図４は、本発明の一実施形態に係るレンズフードおよび当該レンズフードが取り付けられるレンズ鏡筒の全体図である。図５は、図２に示す透明膜の分光反射率を表すグラフである。図６は、図２に示す透明膜の分光透過率を表すグラフである。

第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係るレンズ鏡筒１０の全体図である。レンズ鏡筒１０は、レンズ鏡筒１０の外周を構成する筒状部１２を有している。筒状部１２は、無底の略円筒形状を有しており、略円筒形状の筒状部１２の中心軸Ｌに沿う方向に、光が通過可能な光通過領域１５が形成されている。

筒状部１２の内部に形成されている光通過領域１５には、光学レンズ群１３が備えられている。光学レンズ群１３は、レンズ鏡筒１０の一方の端部である被写体側の端部１２ａから入射した光を、レンズ鏡筒１０の他方の端部である撮像面側の端部１２ｂに、出射することができる。また、本実施形態に係るレンズ鏡筒１０は、被写体側から入射した光の像を、当該光を撮像面側に出射した後の所定の位置で、形成することができる。

レンズ鏡筒１０の外周を構成する筒状部１２の撮像面側の端部１２ｂには、不図示のカメラ本体部が取り付けられる。カメラ本体部は、レンズ鏡筒１０に備えられる光学レンズ群１３によって形成される光の像を記録する記録媒体等を有する。また、筒状部１２の被写体側の端部１２ａには、レンズ鏡筒１０の光通過領域１５に不要な光が入射することを防止するために、図４に示すようなレンズフード５０が取り付けられても良い。

なお、実施形態では主としてレンズ鏡筒１０を例に挙げて説明を行うが、本発明に係る光学装置としてはこれに限定されない。本発明に係る光学装置としては、レンズ鏡筒１０の他に、例えばレンズフード、カメラボディおよびカメラ（レンズ鏡筒とカメラとが一体化したもの）等が挙げられる。また、本発明に係る光学装置はスチルカメラや、スチルカメラに備えられるレンズ鏡筒に限定されるものではなく、ビデオカメラ、テレコンバータ、望遠鏡、双眼鏡、単眼鏡、携帯電話を含む。

図１に示すレンズ鏡筒１０は、筒状部１２を支持する支持台を取付け可能な支持台取付部１６を有する。支持台取付部１６は、レンズ鏡筒１０の筒状部１２を挿通させるリング部１７と、三脚等の支持台を取付けるための支持台固定孔２８が形成されている座部１８とを有する。また、支持台取付部１６のリング部１７には、筒状部１２に対して支持台取付部１６を固定するための取付ねじ１９が備えられている。また、筒状部１２には、焦点距離等の情報を表示するための距離目盛り２０が備えられている。距離目盛り２０は、例えば、撮影者がカメラを正位置に構えたとき、筒状部１２の上方に位置するように配置されている。

また、レンズ鏡筒１０には、レンズ鏡筒１０に備えられる光学レンズ群１３の焦点調整を行うための回転環１４が取り付けられている。回転環１４は、光学レンズ群１３の一部を構成する焦点調整レンズの移動を操作するための操作部材である。レンズ鏡筒１０およびカメラ等を使用する撮影者は、回転環１４を回転させることによって、光学レンズ群１３の一部である焦点調整レンズの移動を操作し、レンズ鏡筒１０の焦点調整を行うことができる。

なお、レンズ鏡筒１０に取り付けられる回転環１４は、本実施形態のように光学レンズ群１３の焦点調整を行ういわゆるフォーカス環に限られない。例えば、光学レンズ群１３と撮像面の焦点距離を調整するズーム環や、光学レンズ群１３を透過する光の量を調整する絞り環等であってもよい。

図２は、図１に示すレンズ鏡筒１０における筒状部１２の断面図である。筒状部１２は、基材３６と、透明膜３２とを有する。基材３６は外周面４０を含み、基材３６の外周面４０は、図２の拡大図である図３に示すように、光通過領域１５の外側に配置される。基材３６は、内部に備えられる光学レンズ群１３等を支持できる程度の剛性を有する材料によって構成され、例えば、ポリカーボネート、マグネシウム系合金、マグネシウム、アルミニウム系合金、アルミニウム、カーボン・樹脂複合材料等によって構成される。

透明膜３２は、基材３６の外周面４０に備えられる。透明膜３２は、図１において斜線ハッチングで示すように、回転環１４や距離目盛り２０等が配置される部分を除き、筒状部１２の外周の略全体に備えられている。

透明膜３２は、可視光の少なくとも一部を透過するとともに、波長１０００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の光の反射率が１０％以上である。また、透明膜３２は、筒状部１２の外周面４０をレンズ鏡筒１０の外部から視認可能な透過率を有することが好ましい。透明膜３２の透過率としては、特に限定されないが、透明膜３２は、可視光を７０％以上透過することが、外周面４０の形状、模様および色彩等を、レンズ鏡筒１０のデザインに活かす観点から好ましい。

図５は、図２に示す透明膜３２の分光反射率を表すグラフである。透明膜３２は、可視領域の光の反射率が低く、波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ未満の光の反射率が８％である。それに対して、透明膜３２は、波長１０００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の光の反射率が３０％と高く、１０％以上である。なお、透明膜３２は、波長１０００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の光の反射率が２０％以上であることが、レンズ鏡筒１０の温度上昇を防止する観点からより好ましい。

透明膜３２は、可視領域の光に対する反射率より、赤外領域の光に対する反射率が高いことが好ましい。例えば、透明膜３２における波長１０００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の光に対する反射率は、透明膜３２における波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ未満の光に対する反射率より、１０％以上高いことが好ましい。可視領域の光に対して、赤外領域の光をより多く反射する透明膜３２は、基材３６の外周面４０が有するデザイン性を効果的に利用しつつ、レンズ鏡筒１０の温度上昇を防止することができる。

図６は、図２に示す透明膜３２の分光透過率を表すグラフである。透明膜３２は、可視領域の光の透過率が高く、波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ未満の光の透過率が７５％であり、可視光を７０％以上透過することがわかる。それに対して、透明膜３２は、波長１０００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の光の透過率が５０％である。

透明膜３２は、可視領域の光に対する透過率より、赤外領域の光に対する透過率が低いことが好ましい。例えば、透明膜３２における波長４００ｎｍ以上７００ｎｍ未満の光に対する透過率は、透明膜３２における波長１０００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の光に対する透過率より、２０％以上高いことが好ましい。赤外領域の光に対して、可視領域の光をより多く透過する透明膜３２は、基材３６の外周面４０が有するデザイン性を効果的に利用しつつ、レンズ鏡筒１０の温度上昇を防止することができる。

図３に示すように、本実施形態に係る透明膜３２は、導電性の金属酸化物３８を含む。ここで、導電性の金属酸化物３８の内部には、マイナスの電荷を持ち移動可能な自由電子と、正の電荷を持つ正イオン核が存在する。金属酸化物３８の自由電子および正イオン核は、プラズマとしての振る舞いを示すため、これらは固体プラズマと呼ばれる。固体プラズマ中の自由電子、すなわち金属酸化物３８に含まれる自由電子は、電子密度の平方根に比例した固有の振動数で、粗密変化を伴う振動をしている。この振動をプラズマ振動と呼び、プラズマ振動の振動角周波数をプラズマ角周波数と呼ぶ。金属酸化物３８は、金属酸化物３８に含まれる自由電子に応じて定まるプラズマ角周波数より高い周波数を有する電磁波を透過させ、プラズマ角周波数より低い周波数を有する電磁波を反射する特性を有している。

透明膜３２に含まれる金属酸化物３８のプラズマ角周波数は、１．４０×１０^１５１／ｓ以上２．９０×１０^１５１／ｓ以下であることが好ましい。金属酸化物３８のプラズマ角周波数を、可視領域と赤外領域との境界付近の光が有する周波数と同程度とすることによって、透明膜３２は、可視領域の光の透過率が高く、かつ、赤外領域の光の反射率が高い膜となり得る。

透明膜３２に含まれる金属酸化物３８としては、特に限定されないが、例えばＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）や、ＡＴＯ（アンチモン・スズ酸化物）、もしくはＺｎＯ（酸化亜鉛）の粉末を用いることができる。ＩＴＯやＡＴＯやＺｎＯのような導電性の金属酸化物３８は、可視領域と赤外領域の境界付近の光（電磁波）が有する周波数と、同程度のプラズマ角周波数を有するため、透明であるにもかかわらず、赤外領域の光を反射することができる。したがって、このような金属酸化物３８を有する透明膜３２では、金属酸化物３８が、透明膜３２に入射する光のうち、赤外領域の光を選択的に反射する。したがって、基材３６の外周面４０に透明膜を備えるレンズ鏡筒１０は、日射等によるレンズ鏡筒１０の温度上昇を抑制することが可能である。

なお、金属酸化物３８の粒子径は、特に限定されないが、金属酸化物３８粒子の表面で発生する光の散乱を防止し、透明膜３２における可視光の透過率を高めるために、数百ｎｍ以下とすることが好ましい。

透明膜３２の形成方法は特に限定されないが、金属酸化物３８の粒子を含む塗料を、基材３６の外周面４０に塗布することによって形成することができる。例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリルウレタン系樹脂等からなるクリアー塗料をベース材料とし、ベース材料にＩＴＯもしくはＡＴＯもしくはＺｎＯからなる微粒子を混ぜ込み、透明膜３２を形成するための塗料を用意する。さらに、用意した塗料を、基材３６の外周面４０に、スプレー塗布等により塗装する。これによって、図２に示すような透明膜３２を形成することができる。

本実施形態における透明膜３２は、塗料が塗布されて形成された塗膜であるため、レンズ鏡筒１０は、ＩＲカットフィルム等を貼着するような従来技術に比べて、製造が容易である。また、図３に示すように、本実施形態における基材３６の外周面４０は、凹部４０ａや、凸部４０ｂを有している。外周面４０に形成された凹部４０ａは、着色とは異なる形状によるデザイン性を外周面４０に付与するが、フィルム等を貼着することが難しい。

しかし、本実施形態における透明膜３２は、塗布によって形成された塗膜であるため、凹部４０ａを覆っており、凹部４０ａの内部及び凹部４０ａの外部に備えられている。このように、透明膜３２は、透明膜３２を通して凹部４０ａを視認可能な透過率を有しており、さらに、塗膜によって構成された透明膜３２は、凹部４０ａを有する外周面４０に対しても好適に密着することができる。このため、透明膜３２は、外周面４０のデザイン性をレンズ鏡筒１０に活かすことができるだけでなく、膜としての信頼性および堅牢性が高い。

また、基材３６が、カーボン・樹脂複合材料のような起伏のある表面を有する材料で構成されている場合であっても、本実施形態における透明膜３２は、基材３６の外周面４０に、好適に密着するように形成される。また、さらに、図１に示すように、基材３６には、回転環１４や支持台取付部１６を取り付けるための段差や、距離目盛り２０等を取り付けるための穴が形成されている場合がある。本実施形態の透明膜３２は、段差や穴を有する基材３６の外周面４０に対しても、好適に密着するように形成される。

本実施形態に係るレンズ鏡筒１０は、基材３６の外周面４０に備えられた透明膜３２を含むため、外周面４０のデザイン性をレンズ鏡筒１０に活かし、かつ、日射等によるレンズ鏡筒１０の温度上昇を抑制することが可能である。したがって、レンズ鏡筒１０は、野外イベント等で使用された場合であっても、撮影者等が直接手で触れる鏡筒表面の温度上昇を防止することができる。そのため、本実施形態に係るレンズ鏡筒１０は、撮影者が快適に操作を行うことができる。

また、本実施形態に係るレンズ鏡筒１０は、プラズマ角周波数が１．４０×１０^１５１／ｓ以上２．９０×１０^１５１／ｓ以下である金属酸化物３８を有する透明膜３２を含むため、日射等によるレンズ鏡筒１０の温度上昇を効果的に抑制することが可能である。さらに、塗膜によって形成された透明膜３２を含むレンズ鏡筒１０は、製造が容易であり、かつ、透明膜３２の信頼性および堅牢性が高い。

第２実施形態
図４は、本発明の一実施形態に係るレンズフード５０および当該レンズフード５０が取り付けられるレンズ鏡筒５２の全体図である。レンズフード５０は、レンズ鏡筒５２の光通過領域に不要な光が入射することを防止するものであり、レンズ鏡筒５２における被写体側の端部５２ａに取り付けられる。

レンズフード５０は、第１実施形態に係るレンズ鏡筒１０における筒状部１２と同様に、基材５３と透明膜５４を含む。レンズフード５０の基材５３は、第１実施形態に係るレンズ鏡筒１０の基材３６と同様に、アルミニウム材等によって構成されるが、カーボン・樹脂複合材料によって構成されることが、剛性確保および軽量化等の観点から好ましい。

透明膜５４は、第１実施形態に係るレンズ鏡筒１０の透明膜３２と同様に、基材５３の外周面に備えられる。透明膜５４の内部構造および形成方法は、第１実施形態に係るレンズ鏡筒１０の透明膜３２と同様であり、説明を省略する。

本実施形態に係るレンズフード５０は、基材５３の外周面に備えられた透明膜５４を含むため、外周面のデザイン性をレンズフード５０に活かし、かつ、日射等によるレンズフード５０の温度上昇を抑制することが可能である。また、本実施形態に係るレンズフード５０は、第１実施形態に係るレンズ鏡筒１０と同様の効果を有する。

その他の実施形態
図１に示すレンズ鏡筒１０において、透明膜３２は、筒状部１２だけでなく、支持台取付部１６におけるリング部１７および座部１８等に備えられていても良い。リング部１７および座部１８等も、レンズフード５０と同様に、撮影者が手で触れやすい位置に配置されている。そのため、リング部１７や座部１８等に透明膜３２が備えられるレンズ鏡筒１０は、野外イベント等で使用された場合であっても、透明膜３２が備えられる部材の温度上昇が防止されるため、撮影者が快適に操作を行うことができる。

１０… レンズ鏡筒
１２… 筒状部
３６，５３… 基材
３２，５４… 透明膜
３８… 金属酸化物
４０… 外周面
４０ａ… 凹部
５０… レンズフード

Claims

光が通過可能な光通過領域の外側に外周面を有する基材と、
波長１０００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の光の反射率が１０％以上であり、前記外周面に備えられた透明膜とを含むことを特徴とする光学装置。
請求項１に記載された光学装置であって、
前記透明膜は、導電性の金属酸化物を有し、前記導電性の金属酸化物の自由電子に応じて定まるプラズマ角周波数が１．４０×１０^１５１／ｓ以上２．９０×１０^１５１／ｓ以下であることを特徴とする光学装置。
請求項１又は請求項２に記載された光学装置であって、
前記透明膜は、可視光を７０％以上透過することを特徴とする光学装置。
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載された光学装置であって、
前記導電性の金属酸化物は、Ｉｎ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｚｎのうちから選択された少なくとも１つの元素を含有することを特徴とする光学装置。
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載された光学装置であって、
前記外周面は、凹部を有し、
前記透明膜は、前記凹部を覆っており前記透明膜を通して前記凹部が視認可能な透過率を有することを特徴とする光学装置。
請求項５に記載された光学装置であって、
前記透明膜は、前記凹部の内部、及び、前記凹部の外部に備えられていることを特徴とする光学装置。
請求項１から請求項６までの何れか１項に記載された光学装置であって、
前記透明膜は、塗料が塗布されて形成された塗膜であることを特徴とする光学装置。
請求項１から請求項７までの何れか１項に記載された光学装置であって、
前記透明膜は、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂又はアクリルウレタン系樹脂のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする光学装置。
請求項１から請求項８までの何れか１項に記載された光学装置であって、
前記基材は、ポリカーボネート、マグネシウム系合金、マグネシウム、アルミニウム系合金、アルミニウム、カーボン・樹脂複合材料から選択された少なくとも１つを有することを特徴とする光学装置。