JP2011203410A - 撮像光学系及び撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 光学部品における光学面の傷付きを防止した上で小型化を図る。
【解決手段】 レンズ及び光学フィルターを含めた少なくとも一つの光学部品を設け、少なくとも一つの光学部品の物体側又は像側の光学面にハードコートＨを施し、ハードコートを隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する他の部品に接触可能とした。光学部品同士や光学部品と他の部品が接近したときにハードコートが光学面又は他の部品に接触するため、光学部品における光学面の傷付きを防止することが可能となり、光学部品における光学面の傷付きを防止した上で小型化を図ることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は撮像光学系及び撮像装置に関する。詳しくは、レンズ及び光学フィルターを含めた光学部品の光学面に他の光学部品の光学面又は他の部品に接触可能とされたハードコートを施して光学部品における光学面の傷付きを防止した上で小型化を図る技術分野に関する。
近年、ズーム光学系等の撮像光学系を有する撮像装置、例えば、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等のサイズの小型化を図ると共に画像を高画質化する要求が高まっている。このような要求に応えるために、固体撮像素子として高密度ＣＣＤ（Charge Coupled Device）や高密度ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を搭載し、撮像光学系の小型化による撮像装置の小型化及び画像の高画質化を図ることが提案されている。
このような撮像装置には、例えば、ズームレンズを構成する複数のレンズ群を有し、各レンズ群が互いに光軸方向へ相対的に移動することにより、光学系の焦点距離を変化させるようにしたものがある。
また、このようなズームレンズを備えた撮像装置には、複数のレンズ群を内部に配置するレンズ鏡筒がカメラ本体の内部に収納される収納位置とカメラ本体から突出される繰出位置との間で移動される所謂沈胴式のズームレンズを備えた撮像装置がある（例えば、特許文献１参照）。
沈胴式のズームレンズにおいては、光軸方向へ移動された各レンズ群が最も接近して位置されたときに、接近して位置されたレンズ群の間に、例えば、０.１ｍｍ〜０.５ｍｍ程度のクリアランスが存在するようにしてレンズの表面（光学面）の傷付きを防止している。
特開２００９−１９８８００号公報
ところが、従来の撮像装置にあっては、上記したように、光軸方向において各レンズ群の間にクリアランスを設けているため、その分、撮像光学系及び撮像装置の光軸方向における全長が長くなり、小型化に支障を来たしている。
そこで、本発明撮像光学系及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、光学部品における光学面の傷付きを防止した上で小型化を図ることを課題とする。
撮像光学系は、上記した課題を解決するために、レンズ及び光学フィルターを含めた少なくとも一つの光学部品を有し、前記少なくとも一つの光学部品の物体側又は像側の光学面にハードコートが施され、前記ハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する他の部品に接触可能とされたものである。
従って、撮像光学系にあっては、光学部品の光学面と他の光学部品の光学面又は他の部品とがハードコートを介して接触される。
上記した撮像光学系においては、光軸方向において並ぶ開口絞りと前記レンズを有する複数のレンズ群とを配置し、前記開口絞りの最も近くに位置する前記レンズ群のレンズに前記ハードコートを施すことが望ましい。
開口絞りの最も近くに位置するレンズ群のレンズにハードコートを施すことにより、光束径が最大となる光線の近くにハードコートが存在する。
上記した撮像光学系においては、前記レンズを有し少なくとも一つが光軸方向へ移動し光学系の焦点距離を変化させる複数のレンズ群を配置し、前記複数のレンズ群を内部に配置するレンズ鏡筒がカメラ本体の内部に収納される収納位置と前記カメラ本体から突出される繰出位置との間で移動可能とされ、前記収納位置において前記ハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する前記他の部品に接触することが望ましい。
収納位置においてハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する他の部品に接触することにより、収納位置において、光学部品間又は光学部品と他の部品の間のクリアランスを小さくすることが可能となる。
上記した撮像光学系においては、前記レンズを有し少なくとも一つが光軸方向へ移動し光学系の焦点距離を変化させる複数のレンズ群を配置し、前記複数のレンズ群を内部に配置するレンズ鏡筒がカメラ本体の内部に収納される収納位置と前記カメラ本体から突出される繰出位置との間で移動可能とされ、前記繰出位置において前記ハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する前記他の部品に接触することが望ましい。
繰出位置においてハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する他の部品に接触することにより、繰出位置において、光学部品間又は光学部品と他の部品の間のクリアランスを小さくすることが可能となる。
上記した撮像光学系においては、前記レンズを有し少なくとも一つが光軸方向へ移動し光学系の焦点距離を変化させる複数のレンズ群を配置し、光軸方向において隣接して位置する二つの前記レンズ群において、物体側に位置する前記レンズ群の最も像側の光学面と像側に位置する前記レンズ群の最も物体側の光学面とにそれぞれハードコートを施し、前記複数のレンズ群を内部に配置するレンズ鏡筒がカメラ本体の内部に収納される収納位置と前記カメラ本体から突出される繰出位置との間で移動可能とされ、前記収納位置において前記ハードコート同士が接触することが望ましい。
繰出位置においてハードコート同士が接触することにより、光学部品間又は光学部品と他の部品の間のクリアランスを小さくすることが可能となると共にズーミングの際に必要なレンズ群の移動ストロークを広げることが可能になる。
上記した撮像光学系においては、前記レンズを有し少なくとも一つが光軸方向へ移動し光学系の焦点距離を変化させる複数のレンズ群を配置し、光軸方向において隣接して位置する二つの前記レンズ群において、物体側に位置する前記レンズ群の最も像側の光学面と像側に位置する前記レンズ群の最も物体側の光学面とにそれぞれハードコートを施し、前記複数のレンズ群を内部に配置するレンズ鏡筒がカメラ本体の内部に収納される収納位置と前記カメラ本体から突出される繰出位置との間で移動可能とされ、前記繰出位置において前記ハードコート同士が接触することが望ましい。
繰出位置においてハードコート同士が接触することにより、光学部品間又は光学部品と他の部品の間のクリアランスを小さくすることが可能となると共にズーミングの際に必要なレンズ群の移動ストロークを広げることが可能になる。
上記した撮像光学系においては、前記ハードコートが以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１）（１−Ｔｃ）×（Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２＜０.０５
但し、
Ｔｃ：ハードコートにおける可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全光量透過率
（Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２：ハードコートが施された光学面における（ハードコートの面積）／（Ｆナンバー光線の有効領域の面積）の値
とする。
撮像光学系が条件式（１）を満足することにより、ハードコートの透過率とＦナンバー光線の有効領域の面積に対するハードコートの面積が適正化される。
上記した撮像光学系においては、前記ハードコートが以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）（１−Ｔｃ）×（Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２＜０.０３
但し、
Ｔｃ：ハードコートにおける可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全光量透過率
（Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２：ハードコートが施された光学面における（ハードコートの面積）／（Ｆナンバー光線の有効領域の面積）の値
とする。
撮像光学系が条件式（２）を満足することにより、ハードコートの透過率とＦナンバー光線の有効領域の面積に対するハードコートの面積がより適正化される。
上記した撮像光学系においては、前記ハードコートが以下の条件式（３）及び条件式（４）を満足することが望ましい。
（３）Ｔｃ＞０.５
（４）（Ｄｃ／ Ｄｆｎｏ）２＜０.１５
但し、
Ｔｃ：ハードコートにおける可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全光量透過率
（Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２：ハードコートが施された光学面における（ハードコートの面積）／（Ｆナンバー光線の有効領域の面積）の値
とする。
撮像光学系が条件式（３）及び条件式（４）を満足することにより、ハードコートの透過率とＦナンバー光線の有効領域の面積に対するハードコートの面積が適正化される。
上記した撮像光学系においては、前記ハードコートが以下の条件式（５）及び条件式（６）を満足することが望ましい。
（５）Ｔｃ＞０.７
（６）（Ｄｃ／ Ｄｆｎｏ）２＜０.１
但し、
Ｔｃ：ハードコートにおける可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全光量透過率
（Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２：ハードコートが施された光学面における（ハードコートの面積）／（Ｆナンバー光線の有効領域の面積）の値
とする。
撮像光学系が条件式（５）及び条件式（６）を満足することにより、ハードコートの透過率とＦナンバー光線の有効領域の面積に対するハードコートの面積がより適正化される。
上記した撮像光学系においては、前記ハードコートが以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
Figure 2011203410
但し、
ｎ：光学系においてハードコートが施された光学面の数
Ｔｃ、ｓ：物体側から数えてＳ番目のハードコートにおける可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全光量透過率
（Ｄｃ、ｓ／Ｄｆｎｏ、ｓ）２：物体側から数えてＳ番目のハードコートが施された光学面における（ハードコートの面積）／（Ｆナンバー光線の有効領域の面積）の値
とする。
撮像光学系が条件式（７）を満足することにより、ハードコートの透過率とＦナンバー光線の有効領域の面積に対するハードコートの面積が適正化される。
上記した撮像光学系においては、前記ハードコートが前記光学部品の光軸を中心とした円形状に形成されることが望ましい。
ハードコートが光学部品の光軸を中心とした円形状に形成されることにより、ハードコートが接触される点にズレが生じたときにおいても、ハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する他の部品に接触し易い。
上記した撮像光学系においては、前記ハードコートとしてダイヤモンドライクカーボンを含むコートを用いることが望ましい。
ハードコートとしてダイヤモンドライクカーボンを含むコートを用いることにより、ハードコートの耐摩耗性が高まり傷の防止の観点からも優れた性能が発揮される。
上記した撮像光学系においては、前記ハードコートとしてシリコン窒化膜を含むコートを用いることが望ましい。
ハードコートとしてシリコン窒化膜を含むコートを用いることにより、ハードコートの耐摩耗性が高まり傷の防止の観点からも優れた性能が発揮される。
撮像装置は、上記した課題を解決するために、撮像光学系と前記撮像光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記撮像光学系は、レンズ及び光学フィルターを含めた少なくとも一つの光学部品を有し、前記少なくとも一つの光学部品の物体側又は像側の光学面にハードコートが施され、前記ハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する他の部品に接触可能とされたものである。
従って、撮像装置にあっては、光学部品の光学面と他の光学部品の光学面又は他の部品とがハードコートを介して接触される。
本発明撮像光学系及び撮像装置は、光学部品における光学面の傷付きを防止した上で小型化を図ることができる。
以下に、本発明撮像光学系及び撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。
［撮像光学系の構成］
本発明撮像光学系は、レンズ及び光学フィルターを含めた少なくとも一つの光学部品を有し、少なくとも一つの光学部品の物体側又は像側の光学面にハードコートが施され、ハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する他の部品に接触可能とされている。
光学部品としては、上記したレンズや光学フィルターの他に、例えば、撮像素子のカバーリッド等も含まれる。
また、他の部品としては、例えば、レンズバリアー、開口絞り、シャッター、レンズ等を内部に配置するレンズ鏡筒の外筐を構成する各部等が含まれる。
ハードコートとは、製品や部品の表面の傷付きや汚れを防止することを目的として製品や部品の表面に施す皮膜（薄膜）である。
撮像光学系を上記のように構成することにより、光学部品同士や光学部品と他の部品が接近したときにハードコートが光学面又は他の部品に接触するため、光学部品における光学面の傷付きを防止することが可能となり、光学部品における光学面の傷付きを防止した上で小型化を図ることができる。
本発明の一実施形態による撮像光学系にあっては、光軸方向において並ぶ開口絞りとレンズを有する複数のレンズ群とを配置し、開口絞りの最も近くに位置するレンズ群のレンズにハードコートを施すことが望ましい。
撮像光学系においては、光束径は開口絞りの位置を通過する光線が最大（主光線と上下光線との距離が最も遠去かる。）となるため、開口絞りの最も近くに位置するレンズ群のレンズにハードコートを施すことにより、ハードコートによる像面照度のムラを最低限に抑えることが可能となる。
本発明の一実施形態による撮像光学系にあっては、レンズを有し少なくとも一つが光軸方向へ移動し光学系の焦点距離を変化させる複数のレンズ群を配置し、複数のレンズ群を内部に配置するレンズ鏡筒がカメラ本体の内部に収納される収納位置とカメラ本体から突出される繰出位置との間で移動可能とされ、収納位置においてハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する他の部品に接触する構成とすることが望ましい。
撮像光学系を上記のように構成することにより、レンズ群が沈胴する収納位置において、光学部品間又は光学部品と他の部品の間のクリアランスを小さくすることが可能となるため、撮像光学系の薄型化を図ることができる。
本発明の一実施形態による撮像光学系にあっては、上記した繰出位置においてハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する他の部品に接触する構成とすることが望ましい。
即ち、レンズ鏡筒が繰り出されたときの撮像光学系及びこれを備えた撮像装置の使用時において、ハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する他の部品と接触するようにすることが望ましい。
撮像光学系を上記のように構成することにより、レンズ群が繰り出される繰出位置において、光学部品間又は光学部品と他の部品の間のクリアランスを小さくすることが可能となるため、撮像光学系の薄型化を図ることができる。
本発明の一実施形態による撮像光学系にあっては、光軸方向において隣接して位置する二つのレンズ群において、物体側に位置するレンズ群の最も像側の光学面と像側に位置するレンズ群の最も物体側の光学面とにそれぞれハードコートを施し、レンズ鏡筒が収納位置と繰出位置の間で移動可能とされ、収納位置においてハードコート同士が接触する構成とすることが望ましい。
撮像光学系を上記のように構成することにより、レンズ群が沈胴する収納位置において、光学部品間又は光学部品と他の部品の間のクリアランスを小さくすることが可能となるため、撮像光学系の薄型化を図ることができる。
また、例えば、撮像光学系の広角端及び望遠端の状態で最も接近するレンズ群のハードコート同士を接触させることにより、ズーミングの際に必要なレンズ群の移動ストロークを広げることが可能になる。従って、撮像光学系の小型化を確保した上で高倍率化を図ることができ、また、倍率を変更することなく小型化を図ることができる。
さらに、ハードコート同士が接触するように構成することにより、ハードコートが施された各光学面の傷付きを確実に防止することができる。
本発明の一実施形態による撮像光学系にあっては、光軸方向において隣接して位置する二つのレンズ群において、物体側に位置するレンズ群の最も像側の光学面と像側に位置するレンズ群の最も物体側の光学面とにそれぞれハードコートを施し、レンズ鏡筒が収納位置と繰出位置の間で移動可能とされ、繰出位置においてハードコート同士が接触する構成とすることが望ましい。
撮像光学系を上記のように構成することにより、レンズ群が繰り出される繰出位置において、光学部品間又は光学部品と他の部品の間のクリアランスを小さくすることが可能となるため、撮像光学系の薄型化を図ることができる。
また、例えば、撮像光学系の広角端及び望遠端の状態で最も接近するレンズ群のハードコート同士を接触させることにより、ズーミングの際に必要なレンズ群の移動ストロークを広げることが可能になる。従って、撮像光学系の小型化を確保した上で高倍率化を図ることができ、また、倍率を変更することなく小型化を図ることができる。
さらに、ハードコート同士が接触するように構成することにより、ハードコートが施された各光学面の傷付きを確実に防止することができる。
本発明の一実施形態による撮像光学系にあっては、ハードコートが以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
（１）（１−Ｔｃ）×（Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２＜０.０５
但し、
Ｔｃ：ハードコートにおける可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全光量透過率
（Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２：ハードコートが施された光学面における（ハードコートの面積）／（Ｆナンバー光線の有効領域の面積）の値
とする。
条件式（１）は、光学面に施すハードコートの透過率と光学面におけるハードコートの面積を規定する式である。
条件式（１）の上限を超えると、ハードコートの透過率が低くなり過ぎるか、ハードコートの面積が大きくなり過ぎるため、光学系によって形成される像の照度が低くなり過ぎたり、像の一部に対するハードコートの一部又は全部の写り込みや光量ムラが発生したりするおそれがある。
従って、撮像光学系が条件式（１）を満足することにより、光学系によって形成される像の十分な照度を確保することができ、また、像の一部に対するハードコートの写り込み及び光量ムラの発生を防止することができる。
尚、撮像光学系は以下の条件式（２）を満足することがより望ましい。
（２）（１−Ｔｃ）×（Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２＜０.０３
条件式（２）の各記号の意味は、条件式（１）と同じである。
撮像光学系が条件式（２）を満足することにより、光学系によって形成される像の一層十分な照度を確保することができ、また、像の一部に対するハードコートの写り込み及び光量ムラの発生を確実に防止することができる。
特に、ハードコートが光学部品の光軸を中心とした円形状に形成されている場合には、条件式（１）及び条件式（２）において、
Ｄｃ：ハードコートの直径
Ｄｆｎｏ：ハードコートが施された光学面におけるＦナンバー光線の有効直径
となる。例えば、図１に示すように、ハードコートＨはレンズＲの中心部に直径Ｄｃの大きさで施されている。レンズの外径をＤｌｅｎｓとすると、その内側にＦナンバー光線の有効直径Ｄｆｎｏが存在し、中心部にハードコートＨが存在する。
本発明の一実施形態による撮像光学系にあっては、ハードコートが以下の条件式（３）及び条件式（４）を満足することが望ましい。
（３）Ｔｃ＞０.５
（４）（Ｄｃ／ Ｄｆｎｏ）２＜０.１５
但し、
Ｔｃ：ハードコートにおける可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全光量透過率
（Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２：ハードコートが施された光学面における（ハードコートの面積）／（Ｆナンバー光線の有効領域の面積）の値
とする。
条件式（３）は、ハードコートの透過率を規定する式であり、条件式（４）は光学面におけるハードコートの面積を規定する式である。
条件式（３）の下限を超えて小さくなり過ぎると、ハードコートの透過率が低くなり過ぎてしまい、条件式（４）の上限を超えて大きくなり過ぎると、光学面におけるハードコートの面積が大きくなり過ぎる。従って、光学系によって形成される像の照度が低くなり過ぎたり、像の一部に対するハードコートの一部又は全部の写り込みや光量ムラが発生したりするおそれがある。
従って、撮像光学系が条件式（３）及び条件式（４）を満足することにより、光学系によって形成される像の十分な照度を確保することができ、また、像の一部に対するハードコートの写り込み及び光量ムラの発生を防止することができる。
尚、撮像光学系は以下の条件式（５）及び条件式（６）を満足することがより望ましい。
（５）Ｔｃ＞０.７
（６）（Ｄｃ／ Ｄｆｎｏ）２＜０.１
条件式（５）及び条件式（６）の各記号の意味は、それぞれ条件式（３）及び条件式（４）と同じである。
撮像光学系が条件式（５）及び条件式（６）を満足することにより、光学系によって形成される像の一層十分な照度を確保することができ、また、像の一部に対するハードコートの写り込み及び光量ムラの発生を確実に防止することができる。
特に、ハードコートが光学部品の光軸を中心とした円形状に形成されている場合には、条件式（４）及び条件式（６）において、
Ｄｃ：ハードコートの直径
Ｄｆｎｏ：ハードコートが施された光学面におけるＦナンバー光線の有効直径
となる。
本発明の一実施形態による撮像光学系にあっては、ハードコートが以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
Figure 2011203410
但し、
ｎ：光学系においてハードコートが施された光学面の数
Ｔｃ、ｓ：物体側から数えてＳ番目のハードコートにおける可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全光量透過率
（Ｄｃ、ｓ／Ｄｆｎｏ、ｓ）２：物体側から数えてＳ番目のハードコートが施された光学面における（ハードコートの面積）／（Ｆナンバー光線の有効領域の面積）の値
とする。
条件式（７）は、光学系における全てのハードコートに関して各ハードコートにおける条件式（１）の値の和を規定する式である。
条件式（７）の上限を超えて大きくなると、ハードコートの透過率が低くなり過ぎるか、ハードコートの面積が大きくなり過ぎるため、光学系によって形成される像の照度が低くなり過ぎたり、像の一部に対するハードコートの一部又は全部の写り込みや光量ムラが発生したりするおそれがある。
従って、撮像光学系が条件式（７）を満足することにより、光学系によって形成される像の十分な照度を確保することができ、また、像の一部に対するハードコートの写り込み及び光量ムラの発生を防止することができる。
特に、ハードコートが光学部品の光軸を中心とした円形状に形成されている場合には、条件式（７）において、
Ｄｃ、ｓ：物体側から数えてＳ番目のハードコートの直径
Ｄｆｎｏ、ｓ：物体側から数えてＳ番目のハードコートが施された光学面におけるＦナンバー光線の有効直径
となる。
本発明の一実施形態による撮像光学系にあっては、ハードコートが光学部品の光軸を中心とした円形状に形成されることが望ましい。
ハードコートが光学部品の光軸を中心とした円形状に形成されることにより、光学部品の加工精度やレンズ等のレンズ保持枠等への組付精度の誤差等によりハードコートが接触される点にズレが生じたときに、ハードコート以外の部分が接触するような接触不良の発生を防止することができる。
本発明の一実施形態による撮像光学系にあっては、ハードコートとしてダイヤモンドライクカーボン又はシリコン窒化膜（Ｓｉ３ｎ４）を含むコートを用いることが望ましい。
ダイヤモンドライクカーボンは、主として、炭化水素又は炭素の同素体から成る非晶質（アモルファス）の硬質膜である。
ダイヤモンドライクカーボン及びシリコン窒化膜は、耐摩耗性が高く傷の防止の観点からも非常に優れた性能を有することが知られている。従って、ハードコートとしてダイヤモンドライクカーボン又はシリコン窒化膜を含むコートを用いることにより、光学面の傷付きやハードコートの摩耗を確実に防止することができる。
また、ダイヤモンドライクカーボン及びシリコン窒化膜を用いたコートは、可視光領域の波長における透過率が単層コートでも少なくとも５０％以上を確保することが技術的に可能であることが知られている。従って、ハードコートとしてダイヤモンドライクカーボン又はシリコン窒化膜を含むコートを用いることにより、レンズ等の光学部品における高い透過率が確保され、撮像光学系の高性能化を確保することができる。
さらに、ダイヤモンドライクカーボン及びシリコン窒化膜は、例えば、二酸化珪素等の屈折率が比較的低いコート剤との多層膜を形成することにより、耐摩耗性及び傷の防止の効果を維持したままでコートの反射率の低下や透過率の向上を図ることが可能である。従って、ハードコートとしてダイヤモンドライクカーボン又はシリコン窒化膜を含むコートを用いることにより、撮像光学系における画質の劣化に対する抑制を図ることが可能である。
加えて、ダイヤモンドライクカーボン及びシリコン窒化膜は、スパッタ蒸着等の汎用性が比較的高い蒸着設備を用いてコーティングすることが可能であるため、ハードコートとしてダイヤモンドライクカーボン又はシリコン窒化膜を含むコートを用いることにより、製造コストの低減を図ることができる。
［撮像光学系の具体的な実施の形態］
以下に、本発明撮像光学系の具体的な実施の形態について図面を参照して説明する。
＜第１の実施の形態＞
図２及び図３は、第１の実施の形態における撮像光学系１のレンズ構成を示している。
撮像光学系１は第１レンズ群ＧＲ１と開口絞り２と第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３と光学フィルター３とスリットガラス（カバーリッド）４と撮像素子５が物体側から像側へ順に配置されて成る。
第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２及び第３レンズ群ＧＲ３は光軸方向へ移動可能とされている。
第１レンズ群ＧＲ１の最も像側の光学面Ｇ１ｄにおける中心部にはハードコートＨ１が施され、第２レンズ群ＧＲ２の最も物体側の光学面Ｇ２ｂにおける中心部にはハードコートＨ２が施されている。
撮像光学系１が図示しないカメラ本体から繰り出された繰出位置においては、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２が光軸方向において所定の距離を以て離隔されている（図２参照）。繰出位置は、撮像光学系１を備えた撮像装置の使用時、例えば、撮影時における位置である。
撮像光学系１がカメラ本体に収納された収納位置においては、第１レンズ群ＧＲ１に施されたハードコートＨ１と第２レンズ群ＧＲ２に施されたハードコートＨ２とが接触され、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２がハードコートＨ１及びハードコートＨ２を介して接触されている（図３参照）。収納位置は、撮像光学系１を備えた撮像装置の、例えば、非使用時における位置である。
上記のように、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２がハードコートＨ１及びハードコートＨ２を介して接触されることにより、収納位置における第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２の各レンズの傷付きを防止した上で撮像光学系１及びこれを備えた撮像装置の小型化を図ることができる。
図４及び図５は、第２の実施の形態における撮像光学系１Ａのレンズ構成を示している。
撮像光学系１Ａは第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２と開口絞り２と第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４と光学フィルター３とスリットガラス（カバーリッド）４と撮像素子５が物体側から像側へ順に配置されて成る。
第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３及び第４レンズ群ＧＲ４は光軸方向へ移動可能とされている。
第１レンズ群ＧＲ１の最も物体側の光学面Ｇ１ａにおける中心部にはハードコートＨ１１が施され、第１レンズ群ＧＲ１の最も像側の光学面Ｇ１ｃにおける中心部にはハードコートＨ１２が施され、第２レンズ群ＧＲ２の最も物体側の光学面Ｇ２ａにおける中心部にはハードコートＨ２１が施され、第２レンズ群ＧＲ２の最も像側の光学面Ｇ２ｆにおける中心部にはハードコートＨ２２が施され、第３レンズ群ＧＲ３の最も物体側の光学面Ｇ３ａにおける中心部にはハードコートＨ３が施されている。
撮像光学系１Ａの最も物体側の位置には光路を開閉するレンズバリアー６が配置されている。
撮像光学系１Ａが図示しないカメラ本体から繰り出された繰出位置においては、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２が光軸方向において所定の距離を以て離隔され、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３が光軸方向において所定の距離を以て離隔されている（図４参照）。繰出位置は、撮像光学系１Ａを備えた撮像装置の使用時、例えば、撮影時における位置である。
このときレンズバリアー６が開放されている。
撮像光学系１Ａがカメラ本体に収納された収納位置においては、第１レンズ群ＧＲ１に施されたハードコートＨ１２と第２レンズ群ＧＲ２に施されたハードコートＨ２１とが接触し、第２レンズ群ＧＲ２に施されたハードコートＨ２２と第３レンズ群ＧＲ３に施されたハードコートＨ３とが接触されている（図５参照）。従って、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２がハードコートＨ１２及びハードコートＨ２１を介して接触され、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３がハードコートＨ２２及びハードコートＨ３を介して接触されている。収納位置は、撮像光学系１Ａを備えた撮像装置の、例えば、非使用時における位置である。
このときレンズバリアー６が閉塞されており、第１レンズ群ＧＲ１に施されたハードコートＨ１１がレンズバリアー６に接触されている。
上記のように、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２がハードコートＨ１２及びハードコートＨ２１を介して接触されると共に第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３がハードコートＨ２２及びハードコートＨ３を介して接触されることにより、収納位置における第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３の各レンズの傷付きを防止した上で撮像光学系１Ａ及びこれを備えた撮像装置の小型化を図ることができる。
また、第１レンズ群ＧＲ１とレンズバリアー６がハードコートＨ１１を介して接触されることにより、第１レンズ群ＧＲ１のレンズの傷付きを防止した上で撮像光学系１Ａ及びこれを備えた撮像装置の小型化を図ることができる。
図６及び図７は、第３の実施の形態における撮像光学系１Ｂのレンズ構成を示している。
撮像光学系１Ｂは第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２と開口絞り２と第３レンズ群ＧＲ３と第４レンズ群ＧＲ４と光学フィルター３とスリットガラス（カバーリッド）４と撮像素子５が物体側から像側へ順に配置されて成る。
第１レンズ群ＧＲ１、第２レンズ群ＧＲ２、第３レンズ群ＧＲ３及び第４レンズ群ＧＲ４は光軸方向へ移動可能とされている。
第１レンズ群ＧＲ１の最も像側の光学面Ｇ１ｃにおける中心部にはハードコートＨ１が施され、第２レンズ群ＧＲ２の最も物体側の光学面Ｇ２ａにおける中心部にはハードコートＨ２１が施され、第２レンズ群ＧＲ２の最も像側の光学面Ｇ２ｆにおける中心部にはハードコートＨ２２が施され、第３レンズ群ＧＲ３の最も物体側の光学面Ｇ３ａにおける中心部にはハードコートＨ３が施されている。
撮像光学系１Ｂが図示しないカメラ本体から繰り出された繰出位置において広角端にあるときには、第１レンズ群ＧＲ１に施されたハードコートＨ１と第２レンズ群ＧＲ２に施されたハードコートＨ２１とが接触し、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３が光軸方向において所定の距離を以て離隔されている（図６参照）。従って、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２がハードコートＨ２１及びハードコートＨ２１を介して接触されている。繰出位置は、撮像光学系１Ｂを備えた撮像装置の使用時、例えば、撮影時における位置である。
撮像光学系１Ｂが繰出位置において望遠端にあるときには、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２が光軸方向において所定の距離を以て離隔され、第２レンズ群ＧＲ２に施されたハードコートＨ２２と第３レンズ群ＧＲ３に施されたハードコートＨ３とが接触されている（図７参照）。従って、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３がハードコートＨ２２及びハードコートＨ３を介して接触されている。
上記のように、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２がハードコートＨ１及びハードコートＨ２１を介して接触されることにより、繰出位置における撮像光学系１Ｂが広角端にあるときに、第１レンズ群ＧＲ１と第２レンズ群ＧＲ２の各レンズの傷付きを防止した上で撮像光学系１Ｂ及びこれを備えた撮像装置の小型化を図ることができる。
また、上記のように、第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３がハードコートＨ２２及びハードコートＨ３を介して接触されることにより、繰出位置における第２レンズ群ＧＲ２と第３レンズ群ＧＲ３の各レンズの傷付きを防止した上で撮像光学系１Ｂ及びこれを備えた撮像装置の小型化を図ることができる。
［撮像装置の構成］
本発明撮像装置は、撮像光学系が、レンズ及び光学フィルターを含めた少なくとも一つの光学部品を有し、少なくとも一つの光学部品の物体側又は像側の光学面にハードコートが施され、ハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する他の部品に接触可能とされている。
光学部品としては、上記したレンズや光学フィルターの他に、例えば、撮像素子のカバーリッド等も含まれる。
また、他の部品としては、例えば、レンズバリアー、開口絞り、シャッター、レンズ等を内部に配置するレンズ鏡筒の外筐を構成する各部等が含まれる。
ハードコートとは、製品や部品の表面の傷付きや汚れを防止することを目的として製品や部品の表面に施す皮膜（薄膜）である。
撮像装置の撮像光学系を上記のように構成することにより、光学部品同士や光学部品と他の部品が接近したときにハードコートが光学面又は他の部品に接触するため、光学部品における光学面の傷付きを防止することが可能となり、光学部品における光学面の傷付きを防止した上で小型化を図ることができる。
［撮像装置の一実施形態］
図８に、本発明撮像装置の一実施形態によるデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
撮像装置（デジタルスチルカメラ）１００は、撮像機能を担うカメラブロック１０と、撮影された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部２０と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部３０とを有している。また、撮像装置１００は、撮影された画像等を表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）４０と、メモリーカード１０００への画像信号の書込及び読出を行うＲ／Ｗ（リーダ／ライタ）５０と、撮像装置の全体を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）６０と、ユーザーによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等から成る入力部７０と、カメラブロック１０に配置されたレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部８０とを備えている。
カメラブロック１０は、ズームレンズ１１を含む光学系（本発明が適用される撮像光学系１、１Ａ、１Ｂ）や、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の撮像素子１２等とによって構成されている。
カメラ信号処理部２０は、撮像素子１２からの出力信号に対するデジタル信号への変換、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。
画像処理部３０は、所定の画像データフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や解像度等のデータ仕様の変換処理等を行う。
ＬＣＤ４０はユーザーの入力部７０に対する操作状態や撮影した画像等の各種のデータを表示する機能を有している。
Ｒ／Ｗ５０は、画像処理部３０によって符号化された画像データのメモリーカード１０００への書込及びメモリーカード１０００に記録された画像データの読出を行う。
ＣＰＵ６０は、撮像装置１００に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能し、入力部７０からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。
入力部７０は、例えば、シャッター操作を行うためのシャッターレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等によって構成され、ユーザーによる操作に応じた指示入力信号をＣＰＵ６０に対して出力する。
レンズ駆動制御部８０は、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてズームレンズ１１の各レンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。
メモリーカード１０００は、例えば、Ｒ／Ｗ５０に接続されたスロットに対して着脱可能な半導体メモリーである。
以下に、撮像装置１００における動作を説明する。
撮影の待機状態では、ＣＰＵ６０による制御の下で、カメラブロック１０において撮影された画像信号が、カメラ信号処理部２０を介してＬＣＤ４０に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、入力部７０からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、ＣＰＵ６０がレンズ駆動制御部８０に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部８０の制御に基づいてズームレンズ１１の所定のレンズが移動される。
入力部７０からの指示入力信号によりカメラブロック１０の図示しないシャッターが動作されると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部２０から画像処理部３０に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデータフォーマットのデジタルデータに変換される。変換されたデータはＲ／Ｗ５０に出力され、メモリーカード１０００に書き込まれる。
尚、フォーカシングは、例えば、入力部７０のシャッターレリーズボタンが半押しされた場合や記録（撮影）のために全押しされた場合等に、ＣＰＵ６０からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部８０がズームレンズ１１の所定のレンズを移動させることにより行われる。
メモリーカード１０００に記録された画像データを再生する場合には、入力部７０に対する操作に応じて、Ｒ／Ｗ５０によってメモリーカード１０００から所定の画像データが読み出され、画像処理部３０によって伸張復号化処理が行われた後、再生画像信号がＬＣＤ４０に出力されて再生画像が表示される。
尚、上記した実施の形態においては、撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した例を示したが、撮像装置の適用範囲はデジタルスチルカメラに限られることはなく、デジタルビデオカメラ、カメラが組み込まれた携帯電話、カメラが組み込まれたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等のデジタル入出力機器のカメラ部等として広く適用することができる。
上記した各実施の形態において示した各部の形状及び数値は、何れも本発明を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
レンズの外径とハードコートが施された光学面におけるＦナンバー光線の有効直径とハードコートの直径との関係を示す模式図である。 図３と共に撮像光学系の第１の実施の形態を示すものであり、本図は、繰出位置にある状態を示す図である。 収納位置にある状態を示す図である。 図５と共に撮像光学系の第２の実施の形態を示すものであり、本図は、繰出位置にある状態を示す図である。 収納位置にある状態を示す図である。 図７と共に撮像光学系の第３の実施の形態を示すものであり、本図は、繰出位置において広角端にあるときの状態を示す図である。 繰出位置において望遠端にあるときの状態を示す図である。 撮像装置の一実施形態を示すブロック図である。
１…撮像光学系、１Ａ…撮像光学系、１Ｂ…撮像光学系、２…開口絞り、３…光学フィルター（光学部品）、４…スリットガラス（光学部品）、５…撮像素子、Ｈ１…ハードコート、Ｈ１１…ハードコート、Ｈ１２…ハードコート、Ｈ２…ハードコート、Ｈ２１…ハードコート、Ｈ２２…ハードコート、Ｈ３…ハードコート、６…レンズバリアー（他の部品）、ＧＲ１…第１レンズ群、ＧＲ２…第２レンズ群、ＧＲ３…第３レンズ群、ＧＲ４…第４レンズ群、１００…撮像装置、１２…撮像素子

Claims (15)

  1. レンズ及び光学フィルターを含めた少なくとも一つの光学部品を有し、
    前記少なくとも一つの光学部品の物体側又は像側の光学面にハードコートが施され、
    前記ハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する他の部品に接触可能とされた
    撮像光学系。
  2. 光軸方向において並ぶ開口絞りと前記レンズを有する複数のレンズ群とを配置し、
    前記開口絞りの最も近くに位置する前記レンズ群のレンズに前記ハードコートを施した
    請求項１に記載の撮像光学系。
  3. 前記レンズを有し少なくとも一つが光軸方向へ移動し光学系の焦点距離を変化させる複数のレンズ群を配置し、
    前記複数のレンズ群を内部に配置するレンズ鏡筒がカメラ本体の内部に収納される収納位置と前記カメラ本体から突出される繰出位置との間で移動可能とされ、
    前記収納位置において前記ハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する前記他の部品に接触する
    請求項１に記載の撮像光学系。
  4. 前記レンズを有し少なくとも一つが光軸方向へ移動し光学系の焦点距離を変化させる複数のレンズ群を配置し、
    前記複数のレンズ群を内部に配置するレンズ鏡筒がカメラ本体の内部に収納される収納位置と前記カメラ本体から突出される繰出位置との間で移動可能とされ、
    前記繰出位置において前記ハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する前記他の部品に接触する
    請求項１に記載の撮像光学系。
  5. 前記レンズを有し少なくとも一つが光軸方向へ移動し光学系の焦点距離を変化させる複数のレンズ群を配置し、
    光軸方向において隣接して位置する二つの前記レンズ群において、物体側に位置する前記レンズ群の最も像側の光学面と像側に位置する前記レンズ群の最も物体側の光学面とにそれぞれハードコートを施し、
    前記複数のレンズ群を内部に配置するレンズ鏡筒がカメラ本体の内部に収納される収納位置と前記カメラ本体から突出される繰出位置との間で移動可能とされ、
    前記収納位置において前記ハードコート同士が接触する
    請求項１に記載の撮像光学系。
  6. 前記レンズを有し少なくとも一つが光軸方向へ移動し光学系の焦点距離を変化させる複数のレンズ群を配置し、
    光軸方向において隣接して位置する二つの前記レンズ群において、物体側に位置する前記レンズ群の最も像側の光学面と像側に位置する前記レンズ群の最も物体側の光学面とにそれぞれハードコートを施し、
    前記複数のレンズ群を内部に配置するレンズ鏡筒がカメラ本体の内部に収納される収納位置と前記カメラ本体から突出される繰出位置との間で移動可能とされ、
    前記繰出位置において前記ハードコート同士が接触する
    請求項１に記載の撮像光学系。
  7. 前記ハードコートが以下の条件式（１）を満足する
    請求項１に記載の撮像光学系。
    （１）（１−Ｔｃ）×（Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２＜０.０５
    但し、
    Ｔｃ：ハードコートにおける可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全光量透過率
    （Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２：ハードコートが施された光学面における（ハードコートの面積）／（Ｆナンバー光線の有効領域の面積）の値
    とする。
  8. 前記ハードコートが以下の条件式（２）を満足する
    請求項１に記載の撮像光学系。
    （２）（１−Ｔｃ）×（Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２＜０.０３
    但し、
    Ｔｃ：ハードコートにおける可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全光量透過率
    （Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２：ハードコートが施された光学面における（ハードコートの面積）／（Ｆナンバー光線の有効領域の面積）の値
    とする。
  9. 前記ハードコートが以下の条件式（３）及び条件式（４）を満足する
    請求項１に記載の撮像光学系。
    （３）Ｔｃ＞０.５
    （４）（Ｄｃ／ Ｄｆｎｏ）２＜０.１５
    但し、
    Ｔｃ：ハードコートにおける可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全光量透過率
    （Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２：ハードコートが施された光学面における（ハードコートの面積）／（Ｆナンバー光線の有効領域の面積）の値
    とする。
  10. 前記ハードコートが以下の条件式（５）及び条件式（６）を満足する
    請求項１に記載の撮像光学系。
    （５）Ｔｃ＞０.７
    （６）（Ｄｃ／ Ｄｆｎｏ）２＜０.１
    但し、
    Ｔｃ：ハードコートにおける可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全光量透過率
    （Ｄｃ／Ｄｆｎｏ）２：ハードコートが施された光学面における（ハードコートの面積）／（Ｆナンバー光線の有効領域の面積）の値
    とする。
  11. 前記ハードコートが以下の条件式（７）を満足する
    請求項１に記載の撮像光学系。
    Figure 2011203410
    但し、
    ｎ：光学系においてハードコートが施された光学面の数
    Ｔｃ、ｓ：物体側から数えてＳ番目のハードコートにおける可視光（波長４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の全光量透過率
    （Ｄｃ、ｓ／Ｄｆｎｏ、ｓ）２：物体側から数えてＳ番目のハードコートが施された光学面における（ハードコートの面積）／（Ｆナンバー光線の有効領域の面積）の値
    とする。
  12. 前記ハードコートが前記光学部品の光軸を中心とした円形状に形成された
    請求項１に記載の撮像光学系。
  13. 前記ハードコートとしてダイヤモンドライクカーボンを含むコートを用いた
    請求項１に記載の撮像光学系。
  14. 前記ハードコートとしてシリコン窒化膜を含むコートを用いた
    請求項１に記載の撮像光学系。
  15. 撮像光学系と前記撮像光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、
    前記撮像光学系は、
    レンズ及び光学フィルターを含めた少なくとも一つの光学部品を有し、
    前記少なくとも一つの光学部品の物体側又は像側の光学面にハードコートが施され、
    前記ハードコートが隣接して位置する他の光学部品の光学面又は隣接して位置する他の部品に接触可能とされた
    撮像装置。
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