(57)【要約】【課題】反射率を十分低くでき、迷光の発生を有効に防止できる光学絞りを提供する。【解決手段】光束が通過する絞り開口９ｂを有する金属板からなる光学絞り９であって、金属板の表面を化学的処理による粗面とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束が通過する絞り開口を有する金属板からなる光学絞りであって、前記絞り開口の内周面を含む前記金属板の表面を化学的処理による粗面とした、ことを特徴とする光学絞り。
【請求項２】
前記金属板の一方の面上に、製造時に形成された視認可能な切断痕を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の光学絞り。
【請求項３】
鏡枠内でレンズ間に挟み込まれて光軸方向に位置決めして配置される光学絞りであって、光束が通過する絞り開口を有する金属板からなり、前記絞り開口の内周面を含む前記金属板の表面を化学的処理による粗面とした、ことを特徴とする光学絞り。
【請求項４】
前記光学絞りは、開口絞りまたはフレア絞りであることを特徴とする請求項１，２または３に記載の光学絞り。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系等の各種の光学系に組み込まれて使用される光学絞りに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両の後方、左右等を確認する車載カメラ、監視カメラ、デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話等の小型カメラには、撮像光学系を構成するレンズ間に、フレアやゴーストの発生原因となる有害光の入射を防止するフレア絞りや、撮像光学系のＦ値を設定する開口径が固定の開口絞り等の光学絞りが搭載されている。
【０００３】
このような光学絞りとして、例えば、ステンレス製の金属板に黒着色を施したもの（例えば、特許文献１参照）、燐青銅やステンレスからなる金属板の絞り開口の内周面を含む表面に、光を吸収する塗料を塗装したり、黒色艶消処理を施したりしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１０６０４３号公報
【特許文献２】特開２００６−７２１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したように金属板の表面に、黒色塗装や黒色艶消処理を施してなる光学絞りにあっては、反射率を十分低く、例えば数％以下にすることが困難である。このため、光学絞りからの反射光が迷光となって、フレアやゴーストの発生要因となることが懸念される。
【０００６】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、反射率を十分低くでき、迷光の発生を有効に防止できる光学絞りを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する請求項１に係る光学絞りの発明は、光束が通過する絞り開口を有する金属板からなる光学絞りであって、前記金属板の表面を化学的処理による粗面とした、ことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光学絞りにおいて、前記金属板の一方の面上に、製造時に形成された視認可能な切断痕を有する、ことを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、上記目的を達成する請求項３に係る光学絞りの発明は、鏡枠内でレンズ間に挟み込まれて光軸方向に位置決めして配置される光学絞りであって、光束が通過する絞り開口を有する金属板からなり、前記絞り開口の内周面を含む前記金属板の表面を化学的処理による粗面とした、ことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１，２または３に記載の光学絞りにおいて、前記光学絞りは、開口絞りまたはフレア絞りであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、金属板からなる光学絞りの表面を化学的処理による粗面としたので、黒色塗装や黒色艶消処理を施してなる従来の光学絞りよりも反射率を十分低くでき、迷光の発生を有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光学絞りを搭載したレンズ組立体の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示したレンズ組立体の分解斜視図である。
【図３】図１に示した弾性部材を示す正面図および側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施の形態に係る光学絞りを搭載した撮像光学系のレンズ組立体の構成を模式的に示す断面図であり、図２はその分解斜視図である。
【００１５】
図１および図２に示すレンズ組立体は、鏡枠１に、光軸Ｏに沿って順に、第１レンズ３、第２レンズ４、第３レンズ５および第４レンズ６の４枚のレンズからなるレンズ群Ｍを保持する。各レンズの最大外径は、第１レンズ３、第２レンズ４、第３レンズ５および第４レンズ６の順に小さくなっている。本明細書では、便宜上、第１レンズ３側を物体側（紙面左側）、第４レンズ６側を像側（紙面右側）と呼ぶ。また、各レンズは、物体側の面を前面、像側の面を後面とも呼ぶ。
【００１６】
鏡枠１は、プラスチックあるいは金属材料からなる環状周壁にて構成されており、物体側および像側に向けてそれぞれ開放した物体側開口１ａおよび像側開口１ｂを有し、物体からの光は物体側開口１ａから鏡枠１内に入射して、レンズ群Ｍを経て像側開口１ｂから出射される。
【００１７】
鏡枠１の像側端部には、レンズ群Ｍのレンズ端面支持部を構成するとともに、像側開口１ｂを形成する絞り壁２ａが設けられている。像側開口１ｂは、像側に位置する第４レンズ６の光軸を含む中央部を露出させるように、絞り壁２ａに形成されている。
【００１８】
第１レンズ３は、ガラス製の凹メニスカスレンズからなり、物体側を凸面として、鏡枠１の物体側端部のカシメによって形成されるレンズ縁全周支持部２ｂにより鏡枠１に支持されている。この第１レンズ３は、同径外周面３ａが鏡枠１に形成された同径内周面Ｌ１に嵌まり込んでおり、凸面の周縁部には全周に亘って面取り部３ｂが形成されている。そして、この面取り部３ｂがカシメによるレンズ縁全周支持部２ｂによって全周に亘って支持されて、このレンズ縁全周支持部２ｂにより物体側開口１ａが形成されている。ここで、レンズ縁全周支持部２ｂは、図１に部分拡大図をも示すように、面取り部３ｂを凸面とほぼ等しい曲率で連続するように、面取り部３ｂを支持している。また、面取り部３ｂの外周面側隅部３ｄは、角丸め加工されている。
【００１９】
また、第１レンズ３には、後面縁部に全周に亘って凹部３ｃが形成されており、この凹部３ｃと鏡枠１に形成された同径内周面Ｌ２との間に、例えばＯリングからなるシール部材１０が挟持されている。なお、同径内周面Ｌ２の直径は、同径内周面Ｌ１の直径よりも小さくなっている。
【００２０】
第２レンズ４は、プラスチック製の凹メニスカスレンズからなり、その外周面には、凹面側の端部に同径外周面４ａが形成されているとともに、この同径外周面４ａから凸面側に向けて外径が連続的に大きくなる傾斜外周面４ｂが形成されている。そして、この第２レンズ４は、凸面を物体側として、同径外周部４ａが、鏡枠１に形成された同径内周面Ｌ３に嵌まり込み、傾斜外周面４ｂが、鏡枠１に形成された同径内周面Ｌ４に位置して配置されている。なお、同径内周面Ｌ３の直径は、同径内周面Ｌ４の直径よりも小さくなっている。また、第２レンズ４の前面には、フレア絞り７を介して、第１レンズ３の後面に面接触する当接部４ｃが形成されている。
【００２１】
第３レンズ５は、プラスチック製の凸メニスカスレンズからなるもので、フランジ部を有しており、そのフランジ部の外周面には、曲率の小さい凸面側の端部に同径外周面５ａが形成されているとともに、この同径外周面５ａから曲率の大きい凸面側に向けて外径が連続的に小さくなる傾斜外周面５ｂが形成されている。そして、この第３レンズ５は、曲率の小さい凸面を物体側として、同径外周面５ａが、鏡枠１に形成された同径内周面Ｌ５に嵌まり込み、傾斜外周面５ｂが、鏡枠１に形成された傾斜内周面Ｌ６に嵌まり込んで配置されている。なお、傾斜内周面Ｌ６は、同径内周面Ｌ５から像側に向けて直径が小さくなるように形成されている。また、第３レンズ５のフランジ部の前面には、第２レンズ４と同様に、フレア絞り８を介して、第２レンズ４の後面に面接触する当接部５ｃが形成されている。
【００２２】
第４レンズ６は、プラスチック製の凸メニスカスレンズからなるもので、フランジ部を有しており、曲率の小さい凸面側を像側として、フランジ部の同径外周面６ａが、鏡枠１に形成された同径内周面Ｌ７に嵌まり込んで配置されている。この第４レンズ６のフランジ部の前面には、開口絞り９を介して、第３レンズ５と同様に、第３レンズ５の後面に面接触する当接部６ｂが形成されている。また、第４レンズ６は、像側の凸面中央部が、絞り壁２によって形成された像側開口１ｂから突出するように配置されている。なお、第２レンズ４、第３レンズ５および第４レンズ６のそれぞれの外周面エッジ部は、必要に応じて面取りする。
【００２３】
フレア絞り７は、第１レンズ３と第２レンズ４との間に配置されており、フレア絞り８は、第２レンズ４と第３レンズ５との間に配されており、開口絞り９は、第３レンズ５と第４レンズ６との間に配置されている。フレア絞り７および８は、撮影等に寄与しない有害光が透過するのを防止するもので、ポリエステルシート等のシート状部材から構成され、その表面は、反射を防止するために黒色塗料の塗装処理あるいは黒色の艶消し処理が施されている。
【００２４】
開口絞り９は、本発明の一実施の形態に係る光学絞りである。この開口絞り９は、厚さが０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍ程度のステンレス鋼、燐青銅、マグネシウム合金、アルミニウム等の一枚の金属板からなり、中央部には、レンズ群Ｍを透過する軸上光線束の直径を制限して明るさを制御する開口径が固定の絞り開口９ａが形成されている。この開口絞り９は、絞り開口９ａの内周面を含む金属板の表面が化学的処理による粗面に形成されて艶消しされている。この化学的処理による粗面は、例えば、ステンレス鋼の場合、表面を硫酸や塩酸等の酸性水溶液中でエッチング処理することにより形成される。これにより、開口絞り９の反射率は、黒色塗装や黒色艶消処理を施してなる従来の光学絞りよりも低い数％以下となっている。
【００２５】
なお、開口絞り９は、例えば、以下のようにして製造する。すなわち、先ず、基板となる金属板に、エッチング処理により多数の開口絞り形状を形成する。この際、各開口絞り部分は、一方の面側（例えば、背面側）の周縁部で、エッチング処理により形成した細条の連結部（連結用ウエブ）で隣接する開口絞り部分と連結しておく。次に、多数の開口絞り部分に対して、上述した化学的な粗面処理を同時に行ってから、各連結部をレーザによりカットして多数枚の開口絞り９を得る。
【００２６】
このようにして開口絞り９を製造すると、開口絞り９の背面には、周縁の複数箇所（例えば、４箇所）に製造時に形成された連結部のレーザ切断痕９ｂが残存する。しかも、このレーザ切断痕９ｂは、粗面処理後に形成されるため、その反射率は、他の艶消しされた粗面部分よりも高くなっており、視認可能である。
【００２７】
本実施の形態では、このレーザ切断痕９ｂを視認による表裏判定に利用して、該レーザ切断痕９ｂが像側を向くように、開口絞り９を鏡枠１に搭載する。
【００２８】
また、第４レンズ６と絞り壁２との間には、板ばねからなる弾性部材１１が配置されている。この弾性部材１１は、第１レンズ３を同径内周面Ｌ１に設置する際の押し込みによって生じる反発力により、各レンズ３、４、５、６の端面同士を絞り７、８、９を介して相互に弾性的に接触（弾性支持）させて、鏡枠１の内部で、各レンズ３、４、５、６を光軸方向に位置決めするものである。
【００２９】
図３（ａ）および（ｂ）は、弾性部材１１の正面図および側面図である。弾性部材１１は、絞り壁２に形成された像側開口１ｂよりも大きく、かつ、第４レンズ６の中央部を通過させ得る開口を備えた薄肉の環状ベース１１ａと、この環状ベース１１ａの外縁に片側支持状態にて一体連結する複数のアーム（板状のもの）１１ｂからなっている。アーム１１ｂには、付け根部に該アーム１１ｂを厚さ方向へ屈曲させて弾性片として作用させるとともに、該アーム１１ｂに反発力が生じた際に、先端が径方向外側へ向けて広がるのを抑制している。
【００３０】
また、絞り壁２の内側面には、像側開口１ｂの近傍にストッパー１２が設けられている。このストッパー１２は、レンズ組立体に衝撃等の外部応力が作用した際に、像側開口１ｂを画成する開口縁部１２ａよりも先に、当該ストッパー１２が、第４レンズ６の像側開口１ｂと対応する有効領域よりも径方向外側の領域に当接して、第４レンズ６の有効領域の損傷を防止するものである。なお、このストッパー１２は、環状の凸部あるいは間隔をあけて配置した複数の突起により構成することもできる。
【００３１】
次に、本実施の形態に係るレンズ組立体の組立手順の一例について説明する。
【００３２】
先ず、絞り壁２に像側開口１ｂおよびストッパー１２が形成された鏡枠１を、物体側の開口を上方に位置させた状態で、物体側の開口から、弾性部材１１、第４レンズ６、開口絞り９、第３レンズ５、フレア絞り８、第２レンズ４、およびフレア絞り７を、順次に積み重ねるように挿入する（落とし込む）。この際、開口絞り９については、上述したように、レーザ切断痕９ｂを像側として鏡枠１に搭載する。次に、第１レンズ３を、シール部材１０とともに、フレア絞り７上に積み重ねるように、弾性部材１１の弾性力に抗して鏡枠１内に押し込む。その状態で、鏡枠１の物体側端部をカシメ加工により熱的あるいは機械的に変形させて、第１レンズ３の前面に形成された面取り部３ｂを、全周に亘って、かつ、前面の凸面とほぼ等しい曲率で連続するようにレンズ縁全周支持部２ｂにより支持するとともに、レンズ縁全周支持部２ｂによって物体側開口１ａを形成する。
【００３３】
これにより、各レンズ３、４、５、６および各絞り７、８、９を、鏡枠１のレンズ縁全周支持部２ｂと絞り壁２との間、すなわち物体側開口１ａと像側開口１ｂとの間で、弾性部材１１の弾性力により、各レンズ３、４、５、６の端面同士を絞り７、８、９を介して相互に弾性的に押圧して、光軸方向に位置決めして保持することができる。
【００３４】
上述したように、本実施の形態に係る開口絞り９は、一枚の金属板からなり、絞り開口９ａの内周面を含む表面を化学的処理による粗面として艶消し処理したので、黒色塗装や黒色艶消処理を施してなる従来の光学絞りよりも反射率を十分低く、数％以下にできる。したがって、迷光の発生を有効に防止することができる。また、開口絞り９は、一方の面上に、製造時に形成された視認可能なレーザ切断痕９ｂを有するので、このレーザ切断痕９ｂを表裏判定に利用して、該レーザ切断痕９ｂが像側に面するように、開口絞り９を鏡枠１に組み込むことができる。これにより、開口絞り９を誤りなく鏡枠１に搭載できるので、レンズ組立体の組立性を向上できる。
【００３５】
また、図１に示したレンズ組立体によれば、第３レンズ５のフランジ部外周面を、第２レンズ４側は同径外周面５ａとし、第４レンズ６側は同径外周面５ａから外径が小さくなる傾斜外周面５ｂとしている。また、この第３レンズ５が保持される鏡枠１の部分には、第３レンズ５の周面形状に合わせて、傾斜外周面５ｂが嵌まり込む傾斜内周面Ｌ６を形成するとともに、同径外周面５ａが嵌まり込む同径内周面Ｌ５を形成している。したがって、レンズ組立体の組立にあたって、第３レンズ５を傾斜外周面５ｂ側から鏡枠１に挿入する際に、傾斜外周面５ｂを鏡枠１の傾斜内周面Ｌ６で案内してスムーズに挿入でき、さらに、第３レンズ５の同径外周面５ａが鏡枠１の同径内周面Ｌ５に嵌まり込むことによって、第３レンズ５の光軸を位置決めすることができる。
【００３６】
さらに、第３レンズ５に続いて挿入される外径の大きい第２レンズ４の外周面は、第３レンズ５側を同径外周面４ａとし、第４レンズ側を同径外周面４ａから外径が大きくなる傾斜外周面４ｂとしている。また、この第２レンズ４が保持される鏡枠１の部分には、同径外周面４ａが嵌まり込む同径内周面Ｌ３を形成している。したがって、第２レンズ４を同径外周面４ａ側から鏡枠１に挿入するに際して、同径外周面４ａが鏡枠１の同径内周面Ｌ３に嵌まり込むことによって、先に挿入されている第３レンズ５の姿勢に影響を与えることなく、第２レンズ４の光軸を位置決めして、スムーズに挿入することができる。
【００３７】
これにより、組立性を向上でき、所望の光学特性を容易に得ることができる。しかも、第３レンズ５に傾斜外周面５ｂを形成し、第２レンズ４に傾斜外周面４ｂを形成したので、これらの傾斜外周面を形成することなく、第３レンズ５の外周面の全体を、同径外周面５ａと同じ外径の同径外周面にするとともに、第２レンズ４の外周面の全体を、傾斜外周面４ｂの最大外径と同じ外径の同径外周面とする場合と比較して、鏡枠１の肉厚を確保しながら、鏡枠１の外径の大きい部分を少なくできるので、レンズ組立体全体の小型化が図れる。
【００３８】
また、第１レンズ３の凹部３ｃと鏡枠１の同径内周面Ｌ２との間には、シール部材１０を挟持したので、物体側から鏡枠１内への塵埃の侵入を有効に防止できるとともに、防水効果も得ることができる。したがって、例えば、監視カメラ等に撮影レンズ組立体として搭載した場合には、長期間に亘って安定して使用することができる。また、第４レンズ６とレンズ端面支持部を構成する絞り壁２との間には、第４レンズ６を第１レンズ３側に弾性的に押圧する弾性部材１１を配置したので、その弾性力により、各レンズ３、４、５、６の端面同士を絞り７、８、９を介して相互に弾性的に押圧して、光軸方向に位置決めして保持することができる。さらに、第１レンズ３と第２レンズ４との間および第２レンズ４と第３レンズ５との間には、それぞれフレア絞り７および８を配置したので、フレアの発生を確実に防止することができる。
【００３９】
また、物体側に面する第１レンズ３の前面のレンズ面縁部に面取り部３ｂを形成し、この面取り部３ｂを前面のレンズ面とほぼ等しい曲率で連続するように、鏡枠１のレンズ縁全周支持部２ｂにより支持するので、レンズにレンズ面以外のフランジ部を形成して支持する場合と比較して、第１レンズ３の径を小さくでき、それに伴って鏡枠１の外径も小さくできて、レンズ組立体全体の小型化が図れるとともに、第１レンズ３の加工も容易となり、コストダウンが図れる。しかも、第１レンズ３は、面取り部３ｂの全周が、レンズ縁全周支持部２ｂによって支持されるので、外部衝撃により光軸シフトを生じることなく、十分な保持強度で安定して保持することが可能となる。
【００４０】
また、面取り部３ｂは、外周面側隅部３ｄを角丸め加工するので、カシメによるレンズ縁全周支持部２ｂの形成時や、第１レンズ３の鏡枠１への保持状態下および外部応力作用時において、第１レンズ３へのストレスを分散でき、これにより歪みによる光学性能の低下を防止することができる。
【００４１】
また、物体側に面する第１レンズ３はガラスレンズとし、他のレンズ４，５，６はプラスチックレンズとして、像側に面する第４レンズ６を、レンズ端面支持部を構成する絞り壁２ａの内側面に支持するようにしたので、レンズ組立体に保持するレンズの損傷を有効に防止しながら、レンズ組立体の軽量化が図れるとともに、第１レンズ３の歪の発生をより低減できて、光学性能の低下をより確実に防止することができる。しかも、第３レンズ５と第４レンズ６との間に開口絞り９を配置したので、各レンズの径を小さく、かつ、第１レンズ３から第４レンズ６に向けて順次小さくできる。これにより、鏡枠１の内部形状を、第４レンズ６から第３レンズ５、第２レンズ４および第１レンズ３の順に落とし込めるように容易に形成でき、組立性を向上できるとともに、レンズ組立体の小型軽量化が図れる。
【００４２】
本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、図１に示したレンズ組立体において、フレア絞り７，８を、開口絞り９と同様の金属製とすることもできる。また、レンズ組立体に保持するレンズは、４枚のレンズに限らず、任意の枚数とすることができる。また、弾性部材１１は、任意の形状とすることができるとともに、板状のばねに替えてゴム部材を用いてもよく、あるいは、省略することもできる。また、本発明に係る光学絞りは、撮像光学系に限らず、照明光学系、観察光学系、投影光学系等の各種の光学系に適用することができる。さらに、本発明は、以下の付記項に記載のように捉えることもできる。
【００４３】
［付記項］
１．少なくとも２枚のレンズと、これらレンズを保持する鏡枠と、前記少なくとも２枚のレンズ間に配置された光学絞りと、前記鏡枠内で前記少なくとも２枚のレンズの一方を他方のレンズに対して弾性的に押圧する弾性部材と、を有するレンズ組立体であって、
前記光学絞りは、光束が通過する絞り開口を有する金属板からなり、前記絞り開口の内周面を含む前記金属板の表面を化学的処理による粗面とした、ことを特徴とするレンズ組立体。
【００４４】
付記項１に記載のレンズ組立体によると、２枚のレンズ間に、表面を化学的処理により粗面とされた金属板からなる光学絞りを配置したので、反射率を十分低くでき、フレアの発生を確実に防止することができる。しかも、２枚のレンズの一方は、弾性部材により他方のレンズ側に弾性的に押圧するので、光学絞りを２枚のレンズにより挟持して、２枚のレンズとともに鏡枠内で光軸方向に位置決めして保持することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  鏡枠
１ａ  物体側開口
１ｂ  像側開口
２ａ  絞り壁
２ｂ  レンズ縁全周支持部
３  第１レンズ
３ａ  同径外周面
３ｂ  面取り部
３ｃ  凹部
３ｄ  外周面側隅部
４  第２レンズ
４ａ  同径外周面
４ｂ  傾斜外周面
４ｃ  当接部
５  第３レンズ
５ａ  同径外周面
５ｂ  傾斜外周面
５ｃ  当接部
６  第４レンズ
６ａ  同径外周面
６ｂ  当接部
７,８  フレア絞り
９  開口絞り
９ａ  絞り開口
９ｂ  レーザ切断痕
１０  シール部材
１１  弾性部材
１１ａ  環状ベース
１１ｂ  アーム
１２  ストッパー
１２ａ  開口縁部
Ｍ  レンズ群
Ｌ１〜Ｌ５,Ｌ７  同径内周面
Ｌ６  傾斜内周面
【図１】
2010197886.tif 000003
【図２】
2010197886.tif 000004
【図３】
2010197886.tif 000005