(57)【要約】【課題】製造が簡単であり、位相付加作用のみに頼ることなく、年輪状のフレアの発生を抑制・防止することができる開口絞り及び撮影装置を得る。【解決手段】撮影光学系の光軸上に配置される開口絞りであって、遮光部と光軸を含む開口部が単一部材に形成されており、前記開口部は、周方向に３６０／ｎ°（ｎはｎ≧４を満足する整数）に区画された基準周期開口部をｎ個繰り返して形成されており、前記基準周期開口部は、光軸を中心とする仮想円の一部からなる一部円弧面と、前記一部円弧面の不存在部分において前記仮想円から外径側に形成される凹構造面及び／又は前記仮想円から内径側に形成される凸構造面と、を有することを特徴とする開口絞り。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系の光軸上に配置される開口絞りであって、
遮光部と光軸を含む開口部が単一部材に形成されており、
前記開口部は、周方向に３６０／ｎ°（ｎはｎ≧４を満足する整数）に区画された基準周期開口部をｎ個繰り返して形成されており、
前記基準周期開口部は、
光軸を中心とする仮想円の一部からなる一部円弧面と、
前記一部円弧面の不存在部分において前記仮想円から外径側に形成される凹構造面及び／又は前記仮想円から内径側に形成される凸構造面と、
を有することを特徴とする開口絞り。
【請求項２】
前記凹構造面及び／又は前記凸構造面は、前記凹構造面及び／又は前記凸構造面の頂点と光軸を含む断面で見たときに、直線状をなしている、
ことを特徴とする請求項１に記載の開口絞り。
【請求項３】
前記開口部における前記凹構造面及び／又は前記凸構造面の総和は、６０個以下である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の開口絞り。
【請求項４】
前記仮想円の直径をＤ、前記単一部材の前記開口部の端面における光軸方向の厚みをＴ、前記凹構造面及び／又は前記凸構造面のうち周方向の幅が最も大きいものの周方向の幅をＷ、前記凹構造面及び／又は前記凸構造面のうち前記仮想円からの高さが最も大きいものの前記仮想円からの高さをＨとしたときに、次の条件式（１）、（２）を満足する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の開口絞り。
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【請求項５】
前記基準周期開口部において、周方向の幅Ｗと前記仮想円からの高さＨの少なくとも一方が異なる複数の前記凹構造面及び／又は前記凸構造面が設けられている、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の開口絞り。
【請求項６】
前記基準周期開口部において、周方向のピッチが異なる複数の前記凹構造面及び／又は前記凸構造面が設けられている、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の開口絞り。
【請求項７】
前記開口部における前記凹構造面及び／又は前記凸構造面の総和は、１４個以上である、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の開口絞り。
【請求項８】
前記仮想円の直径をＤ、前記凹構造面及び／又は前記凸構造面のうち前記仮想円からの高さが最も大きいものの前記仮想円からの高さをＨとしたときに、Ｈ＜（Ｄ／４０）を満足する、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の開口絞り。
【請求項９】
前記開口部において、前記仮想円の周方向の長さの総和に対する前記凹構造面及び／又は前記凸構造面の周方向の長さの総和の割合が２／３以下である、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の開口絞り。
【請求項１０】
前記開口部において、前記仮想円の周方向の長さの総和に対する前記凹構造面及び／又は前記凸構造面の周方向の長さの総和の割合が１／２以下である、
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の開口絞り。
【請求項１１】
前記開口部は、光軸を横切る方向から見たとき、光軸方向に一様な円筒面及び／又は光軸方向に拡径若しくは縮径するテーパ面から構成されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の開口絞り。
【請求項１２】
撮影光学系と、
前記撮影光学系の光軸上に配置される開口絞りと、
を有する撮影装置であって、
前記開口絞りは、
遮光部と光軸を含む開口部が単一部材に形成されており、
前記開口部は、周方向に３６０／ｎ°（ｎはｎ≧４を満足する整数）に区画された基準周期開口部をｎ個繰り返して形成されており、
前記基準周期開口部は、
光軸を中心とする仮想円の一部からなる一部円弧面と、
前記一部円弧面の不存在部分において前記仮想円から外径側に形成される凹構造面及び／又は前記仮想円から内径側に形成される凸構造面と、
を有することを特徴とする撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口絞り及び撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数枚の絞り羽根の組合せにより所望の絞り口径を構成する絞りに於いて、絞りの最小口径を形成する絞り羽根の縁部にピッチの異なる微小凹凸を設けた絞りが開示されている。特許文献２には、撮影素子上に被写体像を形成する撮像光学系内に光学素子を配置した光学部材が開示されている。光学素子は、開口部を形成する縁部及び開口部内に入り込む縁部の少なくとも一方の稜線に沿って、非周期性の凹凸部を形成し、凹凸部は撮像光学系の光軸に沿って突出している。特許文献１、２は、反射部に微細凹凸構造（ランダム構造）を付加して粗面とすることにより、絞り断面で反射する迷光を拡散させて強度を落とすとともに、凹凸構造があたかも位相型格子のように作用することによるスカラー回折（以下ではこれを「周期回折」と呼ぶことがある）を防止するという技術思想に基づくものである。ここで、周期回折とは、例えば、微細凹凸構造が規則的（周期的）である場合に、等間隔な光点や虹色の模様が発生する現象をいう。
【０００３】
特許文献３には、開口部が形成された板状部を有する部材が開示されている。開口部の内壁には、構造単位が反射を防止すべき光の最短波長よりも小さいピッチでアレイ状に配置されてなるアスペクト比が１以上の反射防止構造体が形成されている。特許文献３は、波長よりも短い周期構造（所謂モスアイと呼ばれるナノ構造）を反射防止構造体に持たせるとともに、絞り断面での反射率を抑えるという技術思想に基づくものである。特許文献３の反射防止構造体は、ベクトル回折現象を利用しているという点でも、特許文献１及び特許文献２とは技術思想が異なる。
【０００４】
特許文献４には、絞り開口形成用縁部を有した複数枚の絞り羽根を若干の揺動を伴いながらスライドさせて絞り開口の開口量を変化させる光量絞り装置が開示されている。絞り羽根の縁部によって形成される絞り開口の中心とレンズ等の光学機器の光軸とが小絞り側でほぼ一致するように、少なくとも一枚の絞り羽根の絞り開口形成用縁部の輪郭形状を他の絞り羽根の絞り開口形成用縁部の輪郭形状とは異なる形状にしている。特許文献４は、迷光とは無関係に（言及することなく）、絞り羽根に凹凸を付けて非円形にすることで小絞りを実現するものである。
【０００５】
特許文献５には、光軸上からの光束を制限するための絞りを有する対物レンズが開示されている。絞りは非円形形状の開口部を有し、開口部の最大径をφＭＡＸとし、開口部の最小径をφＭＩＮとしたとき、０．４＜φＭＩＮ／φＭＡＸ＜０．９の条件を満足する。特許文献５は、意図的に光条を発生させて面白い描写を可能にするために、絞りの開口部を先の尖った多角形状としたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３１５５８１２号公報
【特許文献２】特許第５４１０４７３号公報
【特許文献３】特開２００６−２８５２２３号公報
【特許文献４】特開平４−１４５４２２号公報
【特許文献５】特開平１０−９６８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１−５は次のような技術課題を有している。
【０００８】
第１の技術課題は、製造の困難性である。例えば、従来のランダム構造やサブ波長構造を有する絞りを射出成形で製造する場合、微細構造を持つ金型は加工がし難く、微細構造が離型の抵抗を高めるために成形も困難である。
【０００９】
第２の技術課題は、凹凸による位相付加作用が入射角の影響を受け易いことである。面の法線方向から入射するときの入射角θを０とすると、面の凹凸が反射光束の位相に与える影響はｃｏｓθに比例して変動する。つまり、光軸に略平行で凹凸形成面をかすめるような入射光束の場合はθが９０°に近付いていき、例えば、θ＝８０°のときにｃｏｓθ＝０．１７３となり、θ＝８５°のときにｃｏｓθ＝０．０８７となる。このように、入射光束が光軸に平行に近付くに連れて凹凸による位相付加作用の影響が減少する上に、わずか５°程度の角度変化によって影響の度合いがさらに半分に低下する。このため、凹凸による位相付加作用を利用した特許文献１〜特許文献３は、安定した効果を期待できない。
【００１０】
本発明者らは、鋭意研究の結果、径の小さな絞りをかすめるように光束が通った場合、図１６に示すような年輪状のフレアが発生することを、第３の技術課題として見出した。この年輪状のフレアは、例えば車載カメラ等においてはヘッドライトがあるような誤認を起こし易い（古典的なフレアであれば迷光によるものだと判断されて誤認され難い）。また、後述する通り、本発明者らは、上記年輪状フレアの発生原因とその解消手段について鋭意研究を進めることにより、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、製造が簡単であり、位相付加作用のみに頼ることなく、年輪状のフレアの発生を抑制・防止することができる開口絞り及び撮影装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本実施形態の開口絞りは、撮影光学系の光軸上に配置される開口絞りであって、遮光部と光軸を含む開口部が単一部材に形成されており、前記開口部は、周方向に３６０／ｎ°（ｎはｎ≧４を満足する整数）に区画された基準周期開口部をｎ個繰り返して形成されており、前記基準周期開口部は、光軸を中心とする仮想円の一部からなる一部円弧面と、前記一部円弧面の不存在部分において前記仮想円から外径側に形成される凹構造面及び／又は前記仮想円から内径側に形成される凸構造面と、を有することを特徴としている。
【００１３】
前記凹構造面及び／又は前記凸構造面は、前記凹構造面及び／又は前記凸構造面の頂点と光軸を含む断面で見たときに、直線状をなすことができる。
【００１４】
前記開口部における前記凹構造面及び／又は前記凸構造面の総和は、６０個以下とすることができる。
【００１５】
前記仮想円の直径をＤ、前記単一部材の前記開口部の端面における光軸方向の厚みをＴ、前記凹構造面及び／又は前記凸構造面のうち周方向の幅が最も大きいものの周方向の幅をＷ、前記凹構造面及び／又は前記凸構造面のうち前記仮想円からの高さが最も大きいものの前記仮想円からの高さをＨとしたときに、次の条件式（１）、（２）を満足することができる。
2019095718.tif 000003
【００１６】
前記基準周期開口部において、周方向の幅Ｗと前記仮想円からの高さＨの少なくとも一方が異なる複数の前記凹構造面及び／又は前記凸構造面を設けることができる。
【００１７】
前記基準周期開口部において、周方向のピッチが異なる複数の前記凹構造面及び／又は前記凸構造面を設けることができる。
【００１８】
前記開口部における前記凹構造面及び／又は前記凸構造面の総和は、１４個以上とすることができる。
【００１９】
前記仮想円の直径をＤ、前記凹構造面及び／又は前記凸構造面のうち前記仮想円からの高さが最も大きいものの前記仮想円からの高さをＨとしたときに、Ｈ＜（Ｄ／４０）を満足することができる。
【００２０】
前記開口部において、前記仮想円の周方向の長さの総和に対する前記凹構造面及び／又は前記凸構造面の周方向の長さの総和の割合を２／３以下とすることができる。
【００２１】
前記開口部において、前記仮想円の周方向の長さの総和に対する前記凹構造面及び／又は前記凸構造面の周方向の長さの総和の割合を１／２以下とすることができる。
【００２２】
前記開口部は、光軸を横切る方向から見たとき、光軸方向に一様な円筒面及び／又は光軸方向に拡径若しくは縮径するテーパ面から構成することができる。
【００２３】
本実施形態の撮影装置は、撮影光学系と、前記撮影光学系の光軸上に配置される開口絞りと、を有する撮影装置であって、前記開口絞りは、遮光部と光軸を含む開口部が単一部材に形成されており、前記開口部は、周方向に３６０／ｎ°（ｎはｎ≧４を満足する整数）に区画された基準周期開口部をｎ個繰り返して形成されており、前記基準周期開口部は、光軸を中心とする仮想円の一部からなる一部円弧面と、前記一部円弧面の不存在部分において前記仮想円から外径側に形成される凹構造面及び／又は前記仮想円から内径側に形成される凸構造面と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、製造が簡単であり、位相付加作用のみに頼ることなく、年輪状のフレアの発生を抑制・防止することができる開口絞り及び撮影装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態による撮影ユニットを示す斜視図である。
【図２】本実施形態による撮影ユニットを示す斜視断面図である。
【図３】本実施形態による撮影ユニットを示す縦断面図である。
【図４】年輪状のフレアの発生要因を示す第１の図である。
【図５】年輪状のフレアの発生要因を示す第２の図である。
【図６】年輪状のフレアの発生要因を示す第３の図である。
【図７】凹構造面及び／又は凸構造面の数とフレアの放射線の数の関係を示す図である。
【図８】条件式（１）、（２）を構成する各種パラメータの一例を示す図である。
【図９】数値実施例１の開口絞りの開口部を示す正面図である。
【図１０】数値実施例２の開口絞りの開口部を示す正面図である。
【図１１】数値実施例３の開口絞りの開口部を示す正面図である。
【図１２】数値実施例４の開口絞りの開口部を示す正面図である。
【図１３】数値実施例５の開口絞りの開口部を示す正面図である。
【図１４】数値実施例６の開口絞りの開口部を示す正面図である。
【図１５】本実施形態による開口絞り及び撮影装置を用いて図１６と同様の被写体を撮影した一例を示す図である。
【図１６】年輪状のフレアの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
≪撮影ユニット１≫
まず、図１〜図３を参照して、本実施形態による撮影ユニット（撮影装置）１の構成について説明する。撮影ユニット１は、例えば、車載カメラや車載センサ等に搭載して使用される他、あらゆる技術分野の撮影ユニットに適用することができる。
【００２７】
撮影ユニット１は、光軸方向に延びる筒状枠１０を有している。筒状枠１０の前方には、内周面に第１レンズ群支持部１１が形成され、外周面に雄ネジ部１２が形成されている。筒状枠１０の内周面に前方から第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズＬ１ＡとレンズＬ１Ｂを挿入した後、雄ネジ部１２を第１レンズ群押さえ環２０の雌ネジ部２１にねじ込むと、筒状枠１０の第１レンズ群支持部１１と第１レンズ群押さえ環２０の第１レンズ群支持部２２の間に、第１レンズ群Ｇ１（レンズＬ１ＡとレンズＬ１Ｂ）が支持される。
【００２８】
筒状枠１０の前後方向の中間の内周面には、第２レンズ群支持部１３が形成されている。筒状枠１０の後方の内周面には、雌ネジ部１４が形成されている。筒状枠１０の内周面に後方から第２レンズ群保持ユニット３０と第３レンズ群Ｇ３を構成するレンズＬ３を挿入した後、雌ネジ部１４に第３レンズ群押さえ環４０の雄ネジ部４１をねじ込むと、筒状枠１０の第２レンズ群支持部１３と第３レンズ群押さえ環４０の第３レンズ群支持部４２の間に、第２レンズ群保持ユニット３０と第３レンズ群Ｇ３（レンズＬ３）が支持される。
【００２９】
第２レンズ群保持ユニット３０は、筒状枠３１の内周面に後方から第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズＬ２ＡとレンズＬ２ＢとレンズＬ２Ｃを挿入して構成される。レンズＬ２ＡとレンズＬ２Ｂの間には、両レンズの間隔を規制するとともに両レンズの間の通過光量を規制するスペーサ（間座）３２が設けられている。レンズＬ２ＢとレンズＬ２Ｃは接合されている。
【００３０】
筒状枠３１には、当該筒状枠３１の前方から内周面に向かって突出する開口絞り３３が一体に形成されている。開口絞り３３は、第１レンズ群Ｇ１（レンズＬ１ＡとレンズＬ１Ｂ）から第２レンズ群Ｇ２（レンズＬ２ＡとレンズＬ２ＢとレンズＬ２Ｃ）への入射光量を規制する機能を持つ。開口絞り３３は、遮光部３３Ａと光軸を含む開口部３３Ｂを単一部材に形成してなる。ここで、「単一部材に形成」としたのは、例えば、複数枚の絞り羽根により遮光部と開口部を形成するのではなく、単一部材により遮光部と開口部を形成することを明確にする趣旨である。このため、開口絞り３３は、単一部材により遮光部３３Ａと開口部３３Ｂを形成する限りにおいて、第２レンズ群保持ユニット３０の筒状枠３１と一体に形成されていてもよいし、第２レンズ群保持ユニット３０の筒状枠３１とは別体として形成されていてもよい。
【００３１】
図３に示すように、開口絞り３３の開口部３３Ｂは、光軸を横切る方向から見たとき、光軸方向の前方から後方に向かって角度αで縮径するテーパ面から構成されている。開口絞り３３の開口部３３Ｂは、光軸を横切る方向から見たとき、光軸方向の前方から後方に向かって拡径するテーパ面から構成されていてもよいし、光軸方向に一様な円筒面から構成されていてもよい。すなわち、開口絞り３３の開口部３３Ｂは、光軸を横切る方向から見たとき、光軸方向に一様な円筒面及び／又は光軸方向に拡径若しくは縮径するテーパ面から構成することができる。
【００３２】
開口絞り３３は、撮影光学系（第１レンズ群Ｇ１〜第３レンズ群Ｇ３）の光軸上に配置されていればよく、その位置や数には自由度があり、種々の設計変更が可能である。例えば、開口絞り３３は、本実施形態のように撮影光学系の入射瞳を規定する開口としてもよいし、スペーサ（間座）３２のように軸外光束の光量を規定する開口を開口絞りとみなしてもよい。すなわち、開口絞り３３は、撮影光学系の入射瞳の近傍に設けることができる。
【００３３】
≪開口絞り３３≫
次に、開口絞り３３の具体的な構成及び作用効果並びにバリエーションについて、詳細に説明していく。
【００３４】
＜絞りの改善の歴史＞
従来技術の位置付け及び本実施形態との相違点を明確にするため、絞りの改善の歴史について振り返る。従来のカメラレンズにおいては、複数枚の絞り羽根を使用することで、厳密には多角形状や非円形形状（例えば上述した特許文献４）の開口部が形成される。真円開口との差異を考えると、あたかもスリットのような細い遮蔽部が複数付加されたことと等価であり、スリットで観察されるような光が回り込んで広がるスカラー回折現象（以降、スリット回折と表現する）による光芒が発生した。そこで、複数枚の絞り羽根を使って如何に真円に近い開口部を形成するかを工夫した技術が多く開発された。一方、上述した特許文献５のように、意図的に光芒（光条）を発生させて面白い描写を可能にするため、絞りの開口部を先の尖った異形形状（多角形状）とする技術も提案された。
【００３５】
上記の過程において、絞りによる遮蔽だけではなく、絞りの端面での反射も迷光の発生要因として注目されるようになった。例えば、複数枚の絞り羽根により形成される六角形の開口部を想定した場合、六角形の各辺が細長いスリット開口に見立てられるので、これが六方向への放射状の迷光を出現させる。ここでは、絞りによる遮蔽の効果でスポットを中心として六方向に現れるものを光芒と呼び、絞りによる反射の効果でスポットから離れた位置に現れるものをフレアと呼ぶ。上述した特許文献１、２は、反射部に微細凹凸構造（ランダム構造）を付加して粗面とすることにより、絞り断面で反射する迷光を拡散させて強度を落とすとともに、凹凸構造があたかも位相型格子のように作用することによるスカラー回折（周期回折）を防止するという技術思想に基づくものである。ここで、周期回折とは、例えば、微細凹凸構造が規則的（周期的）である場合に、等間隔な光点や虹色の模様が発生する現象をいう。
【００３６】
近年になり、コンパクトカメラ等で真円状の絞りを使う場合、遮蔽による光芒こそ発生しないが、やはり絞りの開口部を斜めから見ると端面が三日月状のスリットに見立てられるので（円形≒辺が極めて多い多角形であるため）、これが放射状のフレアを生み出してしまう。上述した特許文献３は、放射状のフレアへの対策として、波長よりも短い周期構造（モスアイ構造）を反射防止構造体に持たせることで絞り断面での反射率を抑えている。この反射防止構造体は、ベクトル回折現象を利用しているという点で特許文献１及び特許文献２とは技術思想が異なる。
【００３７】
＜年輪状のフレアの発生要因＞
近年、図１６に示すような年輪状のフレアが生じる場合があることが指摘されている。本発明者らは、鋭意研究の結果、図１６に示すような年輪状のフレアの発生要因は、径の小さな絞りをかすめるように光束が通った場合のスカラー回折作用であることを見出した。以下では、この年輪状のフレアの発生要因（発生原理）について説明する。
【００３８】
図４、図５、図６は年輪状のフレアの発生要因を示す第１、第２、第３の図である。ここでは、図示を省略した撮像センサ側（図４Ａと図５Ａの右側）から開口絞りの開口部を見ることを想定する。
【００３９】
例えば、図４Ａの地点Ｐ（開口絞りの開口部の内径側）から観察したとき、開口絞りの開口部の内側端面が見える。内側端面での反射光も地点Ｐに到達することを考えると、地点Ｐにおいては、本来の開口部の開口径の外側に三日月状の開口部を追加したような状態と同視することができる（図４Ｂ）。
【００４０】
一方、図５Ａの地点Ｑ（開口絞りの開口部の外径側）から観察したとき、開口絞りにより光がケラレてしまい、本来の開口部の開口径の内側に三日月状の遮蔽部を追加したような状態と同視することができる（図５Ｂ）。
【００４１】
上述の考察に基づいて、図４Ａの地点Ｐと図５Ａの地点Ｑの間の地点に向かう光束の瞳を考えると、三日月状の開口部を追加した図４Ｂの状態と三日月状の遮蔽部を追加した図５Ｂの状態とが共存した図６の状態にあると捉えることができる。開口と遮蔽という違いはあれ、細長い三日月状の光学機能部が２つ並んでいることに注目すると、当該部分があたかもフレネルゾーンプレートなどのような振幅型回折格子として作用する結果、強い回折効果が現れて、年輪状のフレアが発生するものと考えられる。
【００４２】
ちなみに、従来の一眼レフカメラ等で上記の現象が注目されなかった理由は次の通りである。交換レンズは開口径が大きいため、開口径に対する絞りの厚さが相対的に薄くなる。このため、大きな角度をつけて観察しないと絞りの内側端面が十分に見えず、反対方向に大きな角度をつけないと開口部が十分にケラレない。すなわち、図６のように、開口部と遮蔽部の相互作用が起こりにくい。
【００４３】
＜開口絞り３３の技術思想並びに構成及び作用効果＞
上述したように、開口絞りの開口部をかすめるような光（光軸と略平行な光）に対して、屈折による拡散やモスアイ構造を使って強度を落とすことは難しい。そこで、本実施形態では、フレアの発生原因と同じく「振幅型回折格子」のような作用を与えて、開口絞りの開口端面による年輪状のフレアの形状を変える（古典的な放射状フレアのように見せかける）ことで、年輪状のフレアの抑制・防止を図っている。
【００４４】
具体的には、年輪状のフレアの発生原因が（見かけ上の）三日月状の開口部と遮蔽部が同心円状に並んでいる点にあることを勘案して、その反対の状態、すなわち、開口絞りの開口部の円周方向に開口部と遮蔽部がパターンを持って並ぶような状態を付加すればよい。例えば、開口絞りの開口部の一部に凹部を設けた場合、当該凹部で遮蔽されて見えなくなる部分が減り、さらに内側の見え方が変わり、見せかけの開口部が周期的に並んでいるのと等価になる。これが「振幅型回折格子」として円周方向の回折パターンを作ることで、フレアの形状が放射状に変形する。
【００４５】
本実施形態では、後述する数値実施例１−数値実施例６（図９−図１４）に示すように、開口絞り３３の開口部３３Ｂ（３６０°で一周分となる円形開口）が、周方向に３６０／ｎ°（ｎはｎ≧４を満足する整数）に区画された基準周期開口部をｎ個繰り返して形成されている。さらに、ｎ個の基準周期開口部は、それぞれ、光軸を中心とする仮想円の一部からなる一部円弧面と、この一部円弧面の不存在部分において仮想円から外径側に形成される凹構造面及び／又は仮想円から内径側に形成される凸構造面とを有している。
【００４６】
別言すると、基準周期開口部は、９０°以下の周期で少なくとも４つ設けられる。これは、ある地点から開口絞り３３の開口部３３Ｂを見たときに、開口部３３Ｂの内側端面が見える範囲が１８０°であることから、当該１８０°の半分である９０°よりも周期が小さくないと、周期構造が成立しないためである。すなわち、ある地点から開口絞り３３の開口部３３Ｂを見たときに、開口部３３Ｂの内側端面が見える範囲に２周期分以上の基準周期開口部を含ませるという趣旨（狙い）である。
【００４７】
ｎ個の基準周期開口部及びこれらの集合体としての開口部３３Ｂにおいて、一部円弧面と凹構造面及び／又は凸構造面の組み合わせにより、「振幅型回折格子」として円周方向の回折パターンを作ることで、フレアの形状を放射状に変化させて、年輪状のフレアの発生を抑制・防止することが可能になる。
【００４８】
また、本実施形態の開口絞り３３は、上述した従来技術の微細凹凸構造等とは異なり、一部円弧面の集合体である仮想円が存在するものと同視できるので、開口部３３Ｂの直径を略一意に決定してＦ値を容易に管理することができる。
【００４９】
基準周期開口部の一部円弧面は、円筒又は円錐の一部をなしており、光軸を含む断面で見たときに、直線状をなしている。
【００５０】
一方、光軸方向に複雑に変化する構造がある場合、年輪状の模様を強める作用があることに鑑み、この構造を避けるために、基準周期開口部の凹構造面及び／又は凸構造面は、凹構造面及び／又は凸構造面の頂点と光軸を含む断面で見たときに、直線状をなしている。これにより、「振幅型回折格子」の効果を顕著に発現させて、年輪状のフレアの発生を効果的に抑制・防止することができる。この直線状は、光軸に平行な直線状であってもよいし、光軸に対して傾きを持った直線状であってもよい。また、上述の理由を鑑みれば、完全な直線状でなくともゆるやかな単峰状である場合にも十分な抑制効果が得られる。なお、基準周期開口部の凹構造面及び／又は凸構造面の頂点以外の部分については、「振幅型回折格子」の効果の発現に寄与しないので、当該部分に多少の凹凸があってもよい（光軸を含む断面で見たときに直線状をなしていなくてもよい）。
【００５１】
図７は、凹構造面及び／又は凸構造面の数とフレアの放射線の数の関係を示す図である。図７に示すように、凹構造面及び／又は凸構造面の数とフレアの放射線の数は、概ね比例関係にある。凹構造面及び／又は凸構造面の数とフレアの放射線の数が大きすぎる場合、放射線同士が重なるため元の年輪状のフレアとの差異が小さくなってしまう。本発明者らの調査によると、凹構造面及び／又は凸構造面が６０個を超えてフレアの放射線が２４本に到達すると、放射線同士の重なりが発生することが判明した。このため、開口絞り３３の開口部３３Ｂ（基準周期開口部の集合体）における凹構造面及び／又は凸構造面の総和は、６０個以下であることが好ましい。また、凹構造面及び／又は凸構造面の数とフレアの放射線の数が少ない側では、凹構造面及び／又は凸構造面が４個でフレアの放射線が２本あれば、「振幅型回折格子」の効果により年輪状のフレアの発生をある程度は抑制・防止できることが判明した。
【００５２】
開口絞り３３の開口部３３Ｂ及びこれを区画した基準周期開口部において、仮想円の直径をＤ、開口絞り３３を構成する単一部材の開口部３３Ｂの端面における光軸方向の厚みをＴ、凹構造面及び／又は凸構造面のうち周方向の幅が最も大きいものの周方向の幅をＷ、凹構造面及び／又は凸構造面のうち仮想円からの高さが最も大きいものの仮想円からの高さをＨとしたときに、次の条件式（１）、（２）を満足することが好ましい。ここで、開口絞り３３の開口部３３Ｂがテーパ形状である場合の直径Ｄ、幅Ｗ及び高さＨについては、開口部３３Ｂの径が最小となる部分の値を意味するものとする。
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【００５３】
以下、図８を参照しながら、条件式（１）、（２）の技術的意義及び導出の根拠について説明する。図８は、条件式（１）、（２）を構成する各種パラメータの一例を示す図である。
【００５４】
一般的には、スリットが細いほど回折が起きやすいと想像されがちであるが、スリットが細すぎると通過エネルギーが小さい上に回折による広がりが大きいため、照度が落ちてしまう。本発明者らによる検討の結果、見かけ上の遮蔽幅又は追加開口幅が０．７％程度のときに年輪状のフレアが最も発生しやすいという知見を得た。そして、年輪状のフレアが最も発生しやすい状態でも、「振幅型回折格子」の効果によって年輪状のフレアを抑制・防止するためのパラメータを定式化して規定したのが条件式（１）である。条件式（１）を満足することで、放射線に十分な強度を持たせて年輪状のフレアを目立たなくすることができる。なお、仮想円の直径Ｄが大きすぎる場合、条件式（１）の右辺が虚数になる。これは、絞りの厚みが相対的に薄くなるために、「見かけ上の遮蔽幅又は追加開口幅が０．７％程度」という年輪状フレアの発生条件を満たさなくなるためである。すなわち、年輪状フレアが発生しないのでその対策のための条件式が成立しない（技術課題が発生しない）ことを意味する。
【００５５】
放射線同士の重なりを防止する観点からは、それぞれの放射線が円周方向に太ることは好ましくない。スリット回折の原理によれば、スリットが細い方向に光が太るので、凹構造面及び／又は凸構造面の周方向の幅Ｗは仮想円からの高さＨよりも十分に大きいことが望ましい。本発明者らの調査によれば、凹構造面及び／又は凸構造面の周方向の幅Ｗは仮想円からの高さＨの２倍以上であれば十分であることが判明した。これが条件式（２）の技術的意義及び導出の根拠である。
【００５６】
同様のことが基準周期開口部の仮想円（一部円弧面の集合体）に対しても当てはまる。すなわち、凹構造面及び／又は凸構造面の周方向の幅Ｗが大きくなりすぎると、仮想円（一部円弧面の集合体）が周方向に十分な幅を持てなくなってしまうので、放射線が重なって年輪状のフレアの抑制・防止することが難しくなってしまう。これに対し、本実施形態では、開口絞り３３の開口部３３Ｂにおいて、仮想円の周方向の長さの総和に対する凹構造面及び／又は凸構造面の周方向の長さの総和の割合を２／３以下、より好ましくは１／２以下とすることにより、年輪状のフレアをより効果的に抑制・防止することが可能になる。
【００５７】
さらには、凹構造面及び／又は凸構造面の仮想円からの高さＨは、開口絞り３３の開口部３３Ｂの端面における光軸方向の厚みＴの２倍以上であることが好ましい。これにより、放射線に十分な強度を与えて、年輪状のフレアをより効果的に抑制・防止することが可能になる。
【００５８】
基準周期開口部には、次の条件（Ｘ）、（Ｙ）、（Ｚ）の少なくとも１つを満足するような複数の凹構造面及び／又は凸構造面を設けることが好ましい。
（Ｘ）複数の凹構造面及び／又は凸構造面の周方向の幅Ｗが異なっている。
（Ｙ）複数の凹構造面及び／又は凸構造面の仮想円からの高さＨが異なっている。
（Ｚ）複数の凹構造面及び／又は凸構造面の周方向のピッチが異なっている。
【００５９】
基準周期開口部に複数の凹構造面及び／又は凸構造面を設ける場合、同一形状の凹構造面及び／又は凸構造面を同一ピッチで配置すると、放射線の長さや間隔が揃ってしまうので、凹構造面及び／又は凸構造面の頂点を結んだ円周をイメージしてしまいやすい。これに対し、本実施形態のように、複数の凹構造面及び／又は凸構造面の構成を条件（Ｘ）、（Ｙ）、（Ｚ）の少なくとも１つを満足するようにばらつかせれば、放射線の長さや間隔が不揃いになるので、年輪状のフレアをより効果的に抑制・防止することが可能になる。
【００６０】
本発明者らは、凹構造面及び／又は凸構造面の数と光芒の数の関係を調査した結果、凹構造面及び／又は凸構造面の数が奇数の場合は、最大で当該数の２倍の光芒が発生し、凹構造面及び／又は凸構造面の数が偶数の場合は当該数と同数の光芒（光条）が発生することを見出した。また、光芒の本数が１４本以上のときに光芒同士が重なって目立たなくなることが判明した。このため、開口絞り３３の開口部３３Ｂ（基準周期開口部の集合体）における凹構造面及び／又は凸構造面の総和は、１４個以上であることが好ましい。この場合、光芒の本数が１４本以上となり、光芒同士が重なって目立たなくなる。
【００６１】
光芒の強度も重要である。例えば、光芒の強度がスポットのおよそ１／１００００００以下であれば光芒を十分に目立たなくすることができる。１つの光芒の総光量及び総光量当たりの照度は、１つの凹構造面及び／又は凸構造面の面積に比例することから、１つの凹構造面及び／又は凸構造面の面積は、開口全体の面積の√（１／１００００００）＝１／１０００となる。高さはおおよその平方根で、開口径の１／３２が目安となる。凹構造面及び／又は凸構造面の仮想円からの高さＨよりも周方向の幅Ｗを大きく確保している（例えばＷ＞２Ｈ）分の余裕を持たせると、Ｈ＜（Ｄ／４０）を満足することが好ましい。
【００６２】
図１５は、本実施形態による開口絞り３３及び撮影ユニット１を用いて図１６と同様の被写体を撮影した一例を示す図である。図１５の撮影画像は、図１６の撮影画像と比べて、年輪状のフレアを抑制・防止できている。
【００６３】
＜数値実施例１＞
図９は、数値実施例１の開口絞り３３の開口部３３Ｂを示す正面図である。数値実施例１では、開口絞り３３の開口部３３Ｂが、周方向に４５°で区画された基準周期開口部を８個繰り返して形成されている（ｎ＝８）。基準周期開口部は、幅Ｗと高さＨが相対的に大きい２つの第１凹構造面と、幅Ｗと高さＨが相対的に小さい２つの第２凹構造面とを有している。ある任意の基準周期開口部に注目したとき、２つの第１凹構造面が１つの第２凹構造面を挟んでいる部分の周方向ピッチは均等であるが、もう１つの第２凹構造面までのピッチはそれよりも大きく設定されている。開口絞り３３の開口部３３Ｂは、光軸を横切る方向から見たとき、光軸方向に拡径若しくは縮径するテーパ面から構成されている。数値実施例１における各種パラメータは、以下の通りである。
基準周期角度（３６０／ｎ°）：４５°
基準周期開口部の数（ｎ）：８個
基準周期開口部当たりの凹構造面の数：４個
開口部全体での凹構造面の数：３２個
仮想円の周方向の長さの総和に対する凹構造面の周方向の長さの総和の割合：０．５８
仮想円の直径（Ｄ）：３．３８ｍｍ
開口端面における光軸方向の厚み（Ｔ）：０．０８ｍｍ
第１凹構造面の周方向の幅（Ｗ）：０．１７ｍｍ
第１凹構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）：０．０２ｍｍ
第１凹構造面の周方向の幅（Ｗ）の下限値：０．０４０ｍｍ
第１凹構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）の下限値：０．０１２ｍｍ
第１凹構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）の上限値：０．０８５ｍｍ
【００６４】
＜数値実施例２＞
図１０は、数値実施例２の開口絞り３３の開口部３３Ｂを示す正面図である。数値実施例２では、開口絞り３３の開口部３３Ｂが、周方向に４５°で区画された基準周期開口部を８個繰り返して形成されている（ｎ＝８）。基準周期開口部は、幅Ｗと高さＨが相対的に大きい２つの第１凸構造面と、幅Ｗと高さＨが相対的に小さい２つの第２凸構造面とを有している。ある任意の基準周期開口部に注目したとき、２つの第１凸構造面が１つの第２凸構造面を挟んでいる部分の周方向ピッチは均等であるが、もう１つの第２凸構造面までのピッチはそれよりも大きく設定されている。開口絞り３３の開口部３３Ｂは、光軸を横切る方向から見たとき、光軸方向に拡径若しくは縮径するテーパ面から構成されている。数値実施例２における各種パラメータは、以下の通りである。
基準周期角度（３６０／ｎ°）：４５°
基準周期開口部の数（ｎ）：８個
基準周期開口部当たりの凸構造面の数：４個
開口部全体での凸構造面の数：３２個
仮想円の周方向の長さの総和に対する凸構造面の周方向の長さの総和の割合：０．５８
仮想円の直径（Ｄ）：３．３８ｍｍ
開口端面における光軸方向の厚み（Ｔ）：０．０８ｍｍ
第１凸構造面の周方向の幅（Ｗ）：０．１７ｍｍ
第１凸構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）：０．０２ｍｍ
第１凸構造面の周方向の幅（Ｗ）の下限値：０．０４０ｍｍ
第１凸構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）の下限値：０．０１２ｍｍ
第１凸構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）の上限値：０．０８５ｍｍ
【００６５】
＜数値実施例３＞
図１１は、数値実施例３の開口絞り３３の開口部３３Ｂを示す正面図である。数値実施例３では、開口絞り３３の開口部３３Ｂが、周方向に４５°で区画された基準周期開口部を８個繰り返して形成されている（ｎ＝８）。基準周期開口部は、幅Ｗと高さＨが相対的に大きい２つの凹構造面と、幅Ｗと高さＨが相対的に小さい２つの凸構造面とを有している。数値実施例３のように凹構造面と凸構造面を混在させることにより、開口部３３Ｂの面積が、凹構造面と凸構造面が存在しない真円時の面積と近くなるので、Ｆ値などの光学計算をしやすいというメリットがある。ある任意の基準周期開口部に注目したとき、２つの凹構造面が１つの凸構造面を挟んでいる部分の周方向ピッチは均等であるが、もう１つの凸構造面までのピッチはそれよりも大きく設定されている。開口絞り３３の開口部３３Ｂは、光軸を横切る方向から見たとき、光軸方向に拡径若しくは縮径するテーパ面から構成されている。数値実施例３における各種パラメータは、以下の通りである。
基準周期角度（３６０／ｎ°）：４５°
基準周期開口部の数（ｎ）：８個
基準周期開口部当たりの凸構造面及び凹構造面の数：４個（各２個）
開口部全体での凸構造面及び凹構造面の数：３２個（各１６個）
仮想円の周方向の長さの総和に対する凸構造面及び凹構造面の周方向の長さの総和の割合：０．５８
仮想円の直径（Ｄ）：３．３８ｍｍ
開口端面における光軸方向の厚み（Ｔ）：０．０８ｍｍ
凹構造面の周方向の幅（Ｗ）：０．１７ｍｍ
凹構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）：０．０２ｍｍ
凹構造面の周方向の幅（Ｗ）の下限値：０．０４０ｍｍ
凹構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）の下限値：０．０１２ｍｍ
凹構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）の上限値：０．０８５ｍｍ
【００６６】
＜数値実施例４＞
図１２は、数値実施例４の開口絞り３３の開口部３３Ｂを示す正面図である。数値実施例４では、開口絞り３３の開口部３３Ｂが、周方向に７．２°で区画された基準周期開口部を５０個繰り返して形成されている（ｎ＝５０）。基準周期開口部は、１つの凹構造面を有している。すなわち、開口部３３Ｂを全体で見たときには、５０個の凹構造面が等角度間隔（７．２°間隔）で設けられている。このように、複数の凹構造面（凸構造面の場合も同様）を等角度間隔で配置することで、射出成形などで開口絞り３３を製造する場合に、離型抵抗のアンバランスを小さくして薄い開口部３３Ｂを実現しやすくすることができる。開口絞り３３の開口部３３Ｂは、光軸を横切る方向から見たとき、光軸方向に拡径若しくは縮径するテーパ面から構成されている。数値実施例４における各種パラメータは、以下の通りである。
基準周期角度（３６０／ｎ°）：７．２°
基準周期開口部の数（ｎ）：５０個
基準周期開口部当たりの凹構造面の数：１個
開口部全体での凹構造面の数：５０個
仮想円の周方向の長さの総和に対する凹構造面の周方向の長さの総和の割合：０．５４８
仮想円の直径（Ｄ）：３．３８ｍｍ
開口端面における光軸方向の厚み（Ｔ）：０．０３ｍｍ
凹構造面の周方向の幅（Ｗ）：０．１２ｍｍ
凹構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）：０．０３ｍｍ
凹構造面の周方向の幅（Ｗ）の下限値：０．０６０ｍｍ
凹構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）の下限値：０．０１９ｍｍ
凹構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）の上限値：０．０８５ｍｍ
【００６７】
＜数値実施例５＞
図１３は、数値実施例５の開口絞り３３の開口部３３Ｂを示す正面図である。数値実施例５では、開口絞り３３の開口部３３Ｂが、周方向に９０°で区画された基準周期開口部を４個繰り返して形成されている（ｎ＝４）。基準周期開口部は、幅Ｗと高さＨが相対的に大きい７つの第１凹構造面と、幅Ｗと高さＨが相対的に小さい８つの第２凹構造面とを有している。ある任意の基準周期開口部に注目したとき、７つの第１凹構造面と８つの第２凹構造面の周方向ピッチは均一である。開口絞り３３の開口部３３Ｂは、光軸を横切る方向から見たとき、光軸方向に拡径若しくは縮径するテーパ面から構成されている。数値実施例５における各種パラメータは、以下の通りである。
基準周期角度（３６０／ｎ°）：９０°
基準周期開口部の数（ｎ）：４個
基準周期開口部当たりの凹構造面の数：１５個
開口部全体での凹構造面の数：６０個
仮想円の周方向の長さの総和に対する凹構造面の周方向の長さの総和の割合：０．６０３
仮想円の直径（Ｄ）：３．３８ｍｍ
開口端面における光軸方向の厚み（Ｔ）：０．０８ｍｍ
第１凹構造面の周方向の幅（Ｗ）：０．１１ｍｍ
第１凹構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）：０．０２ｍｍ
第１凹構造面の周方向の幅（Ｗ）の下限値：０．０４０ｍｍ
第１凹構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）の下限値：０．０１２ｍｍ
第１凹構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）の上限値：０．０８５ｍｍ
【００６８】
＜数値実施例６＞
図１４は、数値実施例６の開口絞り３３の開口部３３Ｂを示す正面図である。数値実施例６では、開口絞り３３の開口部３３Ｂが、周方向に７２°で区画された基準周期開口部を５個繰り返して形成されている（ｎ＝５）。数値実施例１−数値実施例５（図９−図１３）では基準周期開口部の数（ｎ）が偶数であったが、数値実施例６（図１４）では基準周期開口部の数（ｎ）が奇数（ｎ＝５）となっている。周期数が偶数の場合、開口部３３Ｂの中心を挟んで向かい合う凹構造面／凸構造面から発する光芒が重なり合うので、光芒一本当たりの強度が強くなり目立ちやすい。これに対し、周期数を奇数にした場合、凹構造面／凸構造面同士が向かい合いにくいため、光芒が重なり合うことにより強度が強くなって目立つのを防止することができる。このため、条件式の下限に近い凹構造面／凸構造面の数であっても、光芒を目立ち難くすることができる。また、非対称性であっても製造性が落ちない構成、例えばシートを開口部３３Ｂとして使う場合などは、周期数を奇数にすることが好ましい。基準周期開口部は、幅Ｗと高さＨが相対的に大きい２つの第１凹構造面と、幅Ｗと高さＨが相対的に小さい１つの第２凹構造面とを有している。ある任意の基準周期開口部に注目したとき、２つの第１凹構造面と１つの第２凹構造面の周方向ピッチは均一である。これに対し、隣接する基準周期開口部における第１凹構造面同士の周方向ピッチは、同一の基準周期開口部における２つの第１凹構造面と１つの第２凹構造面の周方向ピッチよりも大きく設定されている。このため、開口部３３Ｂを全体として見たとき、第１凹構造面と第２凹構造面の周方向ピッチは互いに異なっている。開口絞り３３の開口部３３Ｂは、光軸を横切る方向から見たとき、光軸方向に一様な円筒面から構成されている。数値実施例６における各種パラメータは、以下の通りである。
基準周期角度（３６０／ｎ°）：７２°
基準周期開口部の数（ｎ）：５個
基準周期開口部当たりの凹構造面の数：３個
開口部全体での凹構造面の数：１５個
仮想円の周方向の長さの総和に対する凹構造面の周方向の長さの総和の割合：０．１９５
仮想円の直径（Ｄ）：３．３８ｍｍ
開口端面における光軸方向の厚み（Ｔ）：０．０３ｍｍ
第１凹構造面の周方向の幅（Ｗ）：０．１５ｍｍ
第１凹構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）：０．０２ｍｍ
第１凹構造面の周方向の幅（Ｗ）の下限値：０．０４０ｍｍ
第１凹構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）の下限値：０．０１９ｍｍ
第１凹構造面の仮想円からの高さ（Ｈ）の上限値：０．０８５ｍｍ
【符号の説明】
【００６９】
１  撮影ユニット（撮影装置）
１０  筒状枠
１１  第１レンズ群支持部
１２  雄ネジ部
１３  第２レンズ群支持部
１４  雌ネジ部
２０  第１レンズ群押さえ環
２１  雌ネジ部
２２  第１レンズ群支持部
３０  第２レンズ群保持ユニット
３１  筒状枠
３２  スペーサ（間座）
３３  開口絞り
３３Ａ  遮光部
３３Ｂ  開口部
４０  第３レンズ群押さえ環
４１  雄ネジ部
４２  第３レンズ群支持部
Ｇ１  第１レンズ群（撮影光学系）
Ｌ１Ａ  Ｌ１Ｂ  第１レンズ群を構成するレンズ
Ｇ２  第２レンズ群（撮影光学系）
Ｌ２Ａ  Ｌ２Ｂ  Ｌ２Ｃ  第２レンズ群を構成するレンズ
Ｇ３  第３レンズ群（撮影光学系）
Ｌ３  第３レンズ群を構成するレンズ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019095718.tif 000015
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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