(57)【要約】【課題】  フィルム式ＬＰＦを保持枠に固定し常時張力が掛かるようにすることで、温度、湿度が変化しても歪むことの無い、常に平面状態を維持し、平面を保証することで、光束を常に同一状態で撮像素子で取り込むことが出来る。【解決手段】  被写体と撮影素子と光軸上に略垂直に配置される有機材を使った光学ＬＰＦにおいて、ＬＰＦは保持枠に保持する際、平面方向に常時張力が掛かった状態で保持され、保持手段は保持枠が中央近傍を軸として光軸の入光方向へ開閉可能な構成で、ＬＰＦを保持枠に組付ける場合は折り曲げた状態で、保持する場合は保持部材の折り曲げ部を略水平にし、ロック機構にて水平状態を維持されている。【選択図】  図５
2006171197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体撮像素子により被写体を撮像する電子カメラで、
前記被写体と前記撮影素子と光軸上に略垂直に配置される有機材を使ったフィルム状の光学ローパスフィルタ（以降、ＬＰＦ）において、
前記ＬＰＦは保持枠に保持する際、平面方向に常時張力が掛かった状態で保持されていることを特徴とする電子カメラ。
【請求項２】
前記保持手段に用いる保持枠は中央近傍付近を中心として光軸と垂直方向に開動可能であることを特徴とする。
【請求項３】
前記保持枠は複数個に分割されていることを特徴とする。
【請求項４】
請求項３における保持枠は光軸中心から離れる方向にバネ付勢されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等よりなる撮像素子などに用いられる光学的ローパスフィルタで、中でもフィルム状の光学ＬＰＦに関し、それをデジタルカメラ等の機器内に実装する場合の保持機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳ等よりなる撮像素子を使用した撮像光学系においては、被写体光の高空間周波数成分を制限し、擬似信号の発生に伴う被写体による光とは異なる色成分を除去するために、ＬＰＦが用いられている。このＬＰＦとして、従来一般的には、水晶板などによる複屈折タイプのものが広く使われている。
【０００３】
この水晶板は屈折率の異方性がさほど大きくなく、制限すべき所定の空間周波数を得るためには、水晶板の厚さが通常１ｍｍ程度必要となる。それを複数枚貼り合わせて使用するために、トータルの厚みが厚くなり、その結果、機器の小型化や軽量化を阻害するばかりでなく、収差やゴーストなど光学的性能の低下の要因ともなる。
【０００４】
また、ニオブ酸リチウムなど屈折率の異方性が大きい材料が知られている。この材料の場合は屈折率の異方性が大きいため、制限すべき所定の空間周波数を得るための厚みは水晶に比べて極めて薄くできるが、反面、厚み加工上あるいは貼り合わせ加工上の技術的困難さがあり、その結果、コストが高くなる。
【０００５】
一方、高分子製光学ＬＰＦに関する提案が特開平08−122708でされている。これは、光学異方性高分子フィルムよりなるもので、製造が容易であり、特定の光学的特性を有するものであることにより、ＬＰＦとして優れた機能を有し、小型化、軽量化が図れると共に、コスト的にも有利と言えるものである。
【０００６】
この光学異方性高分子フィルムを使えば、水晶やニオブ酸リチウムを使う場合のデメリットを回避することが可能となるが、一方では、一枚の厚みが極めて薄いフィルム状のため、これを複数枚貼り合せてもかなりの可撓性を有しており、デジタルカメラ等の機器内に実装する場合は、その平面性の維持に留意しなければならない。また、平面性の維持は温度・湿度の変化にも対応する必要がある。
【０００７】
平面性維持の方法として、ガラス等の硬い基材に貼り付ける方法が従来より知られているが、この場合は、材質の相違による膨張率差により、貼付けが剥がれるなどの不具合を生じる虞があった。
【特許文献１】特開平08−122708号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような状況に鑑みなされたもので、光学異方性高分子フィルム等のフィルム状のＬＰＦを、デジタルカメラ等の機器内に実装する際に、フィルム状のＬＰＦに常に適度な張力を与えることにより、温度・湿度が変化しても、所定の平面性が維持できる保持機構を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、いかなる環境状況下においても、ＬＰＦの張り状態が変化することの無く常に平面性を維持できる固定方法にてＬＰＦを保持する。第一の実施形態では保持枠を中央近傍より光軸と略垂直方向に開閉自在に可動する保持枠に開状態でＬＰＦを固定し、閉状態で常時ＬＰＦを平面でかつ、張力を持たせることを目的とした。
【００１０】
また、第二、第三の実施形態では保持枠を複数個に分割したものにＬＰＦを固定し、分割した各保持枠をバネにて光軸から離れる方向に付勢することで、常時ＬＰＦに張力を持たせ平面性を維持させることを目的とした。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明による電子カメラでは、有機材を使ったフィルム状の光学部材を用いて光学的ローパスフィルタを構成し、この光学的ローパスフィルタを保持する前述した機構を用いることで、構成が容易で組立性に優れ低コストかつ、ＬＰＦの光学特性を損なわせること無く十二分に得ることが実現出来る。
【００１２】
また、常時平面性を維持した保持機構を提供することが出来る。しかも温度、湿度の環境の変化にも対応が可能なため、いかなる撮影条件でも同一の光学特性で撮影を行なうことが出来るＬＰＦ保持機構を備えているため目的が十分に達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した電子カメラの実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１のカメラ１に対して着脱可能な交換レンズ２は複数枚の撮影レンズ群３及び、絞り径を変化させることで光量をコントロールする絞り４からなり、カメラ１のマウント５によって装着固定される。不図示のカメラ１の接点部と不図示の交換レンズ２の接点部が接触することによって電気的な接続がなされ、この接点部を介してカメラ１から交換レンズ２への電力の供給やレンズを制御するための通信を行う。交換レンズ２の撮影レンズ群３を透過した光束はカメラ１のメインミラー６に入射する。メインミラー６はハーフミラーとなっており反射した光束はファインダーへと導かれ、透過した光束はサブミラー７にて下方へ反射し、焦点検出装置８へと導かれる。焦点検出装置８は撮影レンズ群３のデフォーカス量を検出し、撮影レンズ群３が合焦状態となるようにレンズ駆動量を演算し、演算より求められたレンズ駆動量を接点部を介して交換レンズ２へ送出すると、交換レンズ２は不図示のモーターを制御して撮影レンズ群３を駆動して焦点調節を行う。メインミラー６によってファインダーへと導かれた光束はピント板９に被写体像を結像し、撮影者はペンタプリズム１０および接眼レンズ１１を介してこのピント板上の被写体像を観察するように構成されている。ペンタプリズム１０の後方には、カメラ１の観察画面内の被写体輝度を測定するための測光レンズ１２と測光センサ１３が配置されている。サブミラー７の後方にはシャッター１４が配置され、シャッター１４の後方には有機材を使ったフィルム状の光学ローパスフィルタ（以降、ＬＰＦ）を構成する赤外カットフィルタ１５、複屈折フィルム（Ａ）１６と、位相フィルム１７と、複屈折フィルム（Ｂ）１８とで接合され保持枠に固定され（図示省略）配置されている。保護ガラス１９は、既存の保持枠２５及び固体撮像素子２０（ＣＭＯＳあるいはＣＣＤ等の撮像手段）に固着されている。シャッター１４の開放によって、保護ガラス１９の後方に配置されている固体撮像素子２０に必要な露光を与えられ、撮影時に固体撮像素子２０に蓄積された画像データは、別に設けられた不図示の画像処理回路を通して外部記録装置に記録される。２１は基板（Ａ）で、固体撮像素子２０が保持されており、固体撮像素子２０を駆動するための駆動回路が実装されている。この基板（Ａ）２１の後方にもう１枚の基板（Ｂ）２２が配置してあり、これにはＬＣＤモニター装置２３を駆動させるための駆動回路が実装されている。この基板（Ａ）２１及び基板（Ｂ）２２は不図示のフレキシブルプリント基板で接続されて通信を行っている。基板（Ｂ）２２の外側の面には撮影された画像を表示するＬＣＤモニター装置２３及び画像を視認させるためのバックライト照明装置２４が配置してある。以上が本考案であるデジタルカメラの主な構成である。
【００１５】
図２は、ＬＰＦの構成を最もよく示した図画である。
【００１６】
フィルム状の赤外カットフィルタ１５には、フィルム状の複屈折フィルムＡ（１６）が接合され、フィルム状の複屈折フィルム（Ａ）１６のもう片側面にはフィルム状の位相フィルム１７が接合され、位相フィルム１７のもう片面には複屈折フィルム（Ｂ）１８が接合されている構成を成している。
【００１７】
赤外波長域の光線を遮断するフィルム状の赤外カットフィルタ１５を通った直線偏光を円偏光に変換し、フィルム状の位相フィルム１７は被写体像を水平方向に分離させ、フィルム状の複屈折フィルム（Ａ）１６、（Ｂ）１８はフィルム状の赤外カットフィルタ１５とフィルム状の位相フィルム１７を通った被写体像を垂直方向に分離させる。これらの３種４枚にてＬＰＦを構成する。
【００１８】
図３はLPFに張力が常時付与するように保持される第一の実施形態である。
【００１９】
図３（Ａ）において、１００は有機材を使った光学ローパスフィルタ（以降、ＬＰＦ）、１０１は保持枠、１０２は保持枠固定部材である。
【００２０】
保持枠１０１は光軸と垂直方向かつ中央近傍付近が、ＬＰＦ取付け面方向に所定の角度折り曲げ可能で、折り曲げた状態でＬＰＦ１００を保持枠の位置決め位置に合わせて固定する。ＬＰＦ１００の固定手段は接着剤、他部材での挟み込み、ダボに固定するなどの手段がある。
【００２１】
前述の固定方法で所定の固定位置に固定されたＬＰＦ１００は撓んだ状態である。撓んだ状態から平面性を維持するためについて述べる。
【００２２】
図３（Ｂ）は保持枠１０１のＬＰＦ１００の取付け面を開く方向（光軸に対して略垂直面）に保持枠１０１を摺動した状態を示している。
【００２３】
ＬＰＦ１００の両端は外側へと引っ張られるために常に外側へ引っ張る力が働くため、ＬＰＦ１００は常に張力が作用した状態となる。つまり光軸に対して垂直かつ平面性を保った状態で固定される。
【００２４】
図３（Ｃ）は上述の平面性を保つために、固定部材１０２を保持部材１０１の取付け穴部１０１−ａに挿し込み固定した状態を示している。
【００２５】
この固定部材１０２で、保持枠１０１のＬＰＦ１００を取付け面側に閉じようとする力を押えると同時に張力を付与することが出来る。よって、ＬＰＦ１００は所定の平面性を維持することが出来る。
【００２６】
以上より、簡単な構成で小型で組立作業性に優れた、ＬＰＦ保持機構を実現することが出来る。
【００２７】
図４は第二の実施形態である。
【００２８】
図４（Ａ）において、２００はＬＰＦ、２０１はＬＰＦ２００を保持する保持部材、２０２はＬＰＦ２００を保持枠２０１に固定するシリコーン接着剤、２０３は保持枠２０１を光軸方向から離れる方向へバネ付勢するための付勢バネ、２０４は保持枠２０１を付勢バネ２０３を介して固定する簡略化された本体の一部である。
【００２９】
保持枠２０１は４分割されていて、（２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ）それぞれにＬＰＦ２００を固定するための位置決めダボ２０１ｅ、２０１ｆ、２０１ｇ、２０１ｈと付勢バネを引っ掛けるための、フック部２０１ｉ、２０１ｊ、２０１ｋ、２０１ｌを有している。
【００３０】
また、本体の一部である２０４には、前記付勢バネのもう一方を引っ掛けるためのフック部２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、２０４ｄが配置されている。
【００３１】
図４（Ｂ）は本体の一部へ組付ける前の状態を示した図画である。
【００３２】
保持枠２０１にＬＰＦ２００がシリコーン接着剤２０２で固定され、保持枠の各フック部に付勢バネ２０３がそれぞれ取付けられた状態である。
【００３３】
この時点ではＬＰＦは張力を持っていないので撓んだ状態であるが、保持枠に接着固定されているので一応の面精度を有している。
【００３４】
図４（Ｃ）は最終形態を示した図画である。
【００３５】
本体の一部に配置された付勢バネフック部２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、２０４ｄに保持枠に取付けられた付勢バネ２０３が配置された状態で、それぞれの付勢バネにより本体の一部に配置された各フック部方向へ保持枠が引っ張られるために、ＬＰＦ２００には張力が付与され、光軸に対して垂直でかつ、平面性を維持することが出来る。
【００３６】
以上より、簡単な構成で小型で組立作業性に優れた、ＬＰＦ保持機構を実現することが出来る。
【００３７】
図５は第三の実施形態である。
【００３８】
図５（Ａ）において、３００はＬＰＦ、３０１、３０２、３０３，３０４はＬＰＦ３００を保持する保持部材の一部である保持枠、３０５は前記各保持枠へ固定するためのシリコーン接着剤、３０６は前記各保持枠を光軸方向から離れる方向へバネ付勢するための付勢バネである。
【００３９】
保持枠は３０１から３０４の４分割されていて、それぞれにＬＰＦ２００を固定するための位置決めダボ（図示省略）と付勢バネを引っ掛けるための規制ダボを有している。
【００４０】
保持枠３０１には付勢バネ３０６の位置決めダボ３０１ａ、付勢バネ３０６の一方の端部を規制する規制ダボ３０１ｂと、後述説明する保持枠３０３が有する保持勘合溝部（凹部）と勘合する保持勘合凸部３０１ｃ（図示省略）、付勢バネ３０６のもう一方の端部を規制する規制ダボを摺動させるための摺動溝部３０１ｄを有する。
【００４１】
保持枠３０２についても同様の構成で付勢バネ３０６の位置決めダボ３０２ａ、付勢バネ３０６の一方の端部を規制する規制ダボ３０２ｂと、後述説明する保持枠３０３が有する保持勘合溝部（凹部）と勘合する保持勘合凸部３０２ｃ（図示省略）、付勢バネ３０６のもう一方の端部を規制する規制ダボを摺動させるための摺動溝部３０２ｄを有する。
【００４２】
保持枠３０３には前述した、保持枠３０１が有する保持勘合凸部３０１ｃと勘合し、摺動するための保持勘合溝部（凹部）３０３ａ、付勢バネ３０６の端部を規制し、かつ摺動溝部３０１ｄを摺動する規制ダボ３０３ｂを有する。
【００４３】
保持枠３０４についても同様の構成で、保持枠３０２が有する保持勘合凸部３０２ｃと勘合し、摺動するための保持勘合溝部（凹部）３０４ａ、付勢バネ３０６の端部を規制し、かつ摺動溝部３０２ｄを摺動する規制ダボ３０４ｂを有する。
【００４４】
図５（Ｂ）は組付け直後の状態を示した図画である。
【００４５】
保持枠３０１と３０３および保持枠３０２と３０４を組付け仮保持枠を作成する。次にＬＰＦ３００を位置決めダボに合わせてシリコーン接着剤３０５にて固定する。
【００４６】
この時点ではＬＰＦ３００は撓んだ状態で平面性が得られていない。ＬＰＦ３００に常時張力を付与して光軸に対して垂直でかつ平面性を得るために付勢バネ３０６を位置決めダボ３０１ａと３０２ａにそれぞれ合わせて付勢バネ３０６の端部を規制ダボ３０１ｂ、３０３ｂおよび規制ダボ３０２ｂ、３０４ｂにそれぞれ系止する。本図は系止直後の状態を示している。
【００４７】
図５（Ｃ）は最終形態を示した図画である。
【００４８】
付勢バネ３０６が系止されると規制ダボがバネ力にて光軸から離れる方向へ移動するため各保持枠に固定されているＬＰＦ３００も一応に移動するためにＬＰＦ３００の平面に張力が発生する。張力が発生すると光軸方向に略垂直でかつ、平面に撓みの無い状態となる。よって、付勢バネのバネ力で保持枠を光軸から離れるようにすることで、ＬＰＦ３００に常時張力を付与し、平面性を維持することが可能な機構を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】電子カメラのブロック図
【図２】有機材を用いた光学ローパスフィルタの拡大断面図
【図３】第一の実施形態を表した図
【図４】第二の実施形態を表した図
【図５】第三の実施形態を表した図
【符号の説明】
【００５０】
１  電子カメラ本体
２  撮影レンズ
９  ピント板
１４  シャッター
１５  赤外カットフィルタフィルム
１６  複屈折フィルム（Ａ）
１７  位相フィルム
１８  複屈折フィルム（Ｂ）
１９  保護ガラス
２０  固体撮像素子
２１  基板（Ａ）
２２  基板（Ｂ）
２３  ＬＣＤモニター装置
２４  バックライト照明装置
２５  本体の一部の保持枠
１００、２００、３００  ＬＰＦ
１０１、２０１、３０１、３０２、３０３、３０４  保持枠
１０２  保持枠固定部材
２０２、３０５  接着剤
２０３、３０６  付勢バネ
２０１e、２０１f、２０１g、２０１h  位置決めダボ
２０１i、２０１j、２０１k、２０１l  フック部
２０４a、２０４b、２０４c、２０４d  フック部
３０１a、３０２a、３０３a、３０４a  位置決めダボ
３０１b、３０２b  規制ダボ
３０１c、３０２c  保持勘合凸部
３０１d、３０２d  摺動溝部
３０３b、３０４a  保持勘合凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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