(57)【要約】【課題】  本発明は、光学ローパスフィルタおよびデジタルカメラに関し、光学ローパスフィルタの側面で反射した光が撮像素子の撮像面の有効範囲に入射することを防止することを目的とする。【解決手段】   撮像素子の前方に配置される光学ローパスフィルタにおいて、前記光学ローパスフィルタの側面は、前記光学ローパスフィルタに入射し前記側面で反射した光を、前記撮像素子の撮像面の有効範囲外に向かわせる形状であることを特徴とする。【選択図】      図２
2008180922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子の前方に配置される光学ローパスフィルタにおいて、
前記光学ローパスフィルタの側面は、前記光学ローパスフィルタに入射し前記側面で反射した光を、前記撮像素子の撮像面の有効範囲外に向かわせる形状であることを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項２】
請求項１記載の光学ローパスフィルタにおいて、
前記側面は、撮像光学系の光軸から前記側面までの距離が前記撮像面側で大きくなる円弧または楕円の円弧形状をしてなることを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項３】
請求項１記載の光学ローパスフィルタにおいて、
前記側面は、撮像光学系の光軸から前記側面までの距離が前記撮像面側で大きくなる多角形形状をしてなることを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項４】
請求項１記載の光学ローパスフィルタにおいて、
前記側面は、撮像光学系の光軸から前記側面までの距離が前記撮像面側で大きくなる直線形状をしてなることを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項５】
請求項４記載の光学ローパスフィルタにおいて、
前記直線形状の傾き角は、前記光学ローパスフィルタに入射する光の最大入射角より大きいことを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項６】
請求項１記載の光学ローパスフィルタにおいて、
前記側面には、光を拡散する微小な凹凸が形成されていることを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の光学ローパスフィルタにおいて、
複屈折板と赤外カットフィルタとを有することを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の光学ローパスフィルタにおいて、
第１の複屈折板、赤外カットフィルタ、位相板、第２の複屈折板を有することを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項記載の光学ローパスフィルタにおいて、
前記光学ローパスフィルタの前記撮像素子側の前記撮像面の有効範囲外の位置に、前記光学ローパスフィルタに入射し前記側面で反射した光を遮光する遮光部材を配置してなることを特徴とする光学ローパスフィルタ。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項記載の光学ローパスフィルタを有することを特徴とするデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ローパスフィルタおよびデジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、デジタルカメラは、撮影光束をＣＣＤ等の撮像素子で受光し、その光電変換出力を画像データに変換して記録媒体に記録する。撮像素子の前方に、モアレを防止するため光学ローパスフィルタを配置したものが知られている。
【特許文献１】特開２００３−１５６７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このようなデジタルカメラでは、光学ローパスフィルタの側面等で反射した光が撮像素子の撮像面の有効範囲に入射しゴーストが発生するという問題があった。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、光学ローパスフィルタの側面等で反射した光が撮像素子の撮像面の有効範囲に入射することを防止することができる光学ローパスフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の発明の光学ローパスフィルタは、 撮像素子の前方に配置される光学ローパスフィルタにおいて、前記光学ローパスフィルタの側面は、前記光学ローパスフィルタに入射し前記側面で反射した光を、前記撮像素子の撮像面の有効範囲外に向かわせる形状であることを特徴とする。
第２の発明の光学ローパスフィルタは、第１の発明の光学ローパスフィルタにおいて、前記側面は、撮像光学系の光軸から前記側面までの距離が前記撮像面側で大きくなる円弧または楕円の円弧形状をしてなることを特徴とする。
【０００５】
第３の発明の光学ローパスフィルタは、第１の発明の光学ローパスフィルタにおいて、前記側面は、撮像光学系の光軸から前記側面までの距離が前記撮像面側で大きくなる多角形形状をしてなることを特徴とする。
第４の発明の光学ローパスフィルタは、第１の発明の光学ローパスフィルタにおいて、前記側面は、撮像光学系の光軸から前記側面までの距離が前記撮像面側で大きくなる直線形状をしてなることを特徴とする。
【０００６】
第５の発明の光学ローパスフィルタは、第４の発明の光学ローパスフィルタにおいて、前記直線形状の傾き角は、前記光学ローパスフィルタに入射する光の最大入射角より大きいことを特徴とする。
第６の発明の光学ローパスフィルタは、第１の発明の光学ローパスフィルタにおいて、前記側面には、光を拡散する微小な凹凸が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
第７の発明の光学ローパスフィルタは、第１ないし第６のいずれか１の発明の光学ローパスフィルタにおいて、複屈折板と赤外カットフィルタとを有することを特徴とする。
第８の発明の光学ローパスフィルタは、第１ないし第６のいずれか１の発明の光学ローパスフィルタにおいて、第１の複屈折板、赤外カットフィルタ、位相板、第２の複屈折板を有することを特徴とする。
【０００８】
第９の発明の光学ローパスフィルタは、第１ないし第８のいずれか１の発明の光学ローパスフィルタにおいて、前記光学ローパスフィルタの前記撮像素子側の前記撮像面の有効範囲外の位置に、前記光学ローパスフィルタに入射し前記側面で反射した光を遮光する遮光部材を配置してなることを特徴とする光学ローパスフィルタ。
第１０の発明のデジタルカメラは、第１ないし第９のいずれか１の発明の光学ローパスフィルタを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、光学ローパスフィルタの側面で反射した光が撮像素子の撮像面の有効範囲に入射することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第１の実施形態)
図１は、本発明の光学ローパスフィルタの第１の実施形態を備えたデジタルカメラを示している。
このデジタルカメラはレンズ交換式の一眼レフタイプであり、レンズマウント１１を介して撮影レンズ１３がカメラボディ１５に装着される。撮影レンズ１３を透過した撮影光束は、レンズマウント１１の開口を通ってカメラボディ１５内に導かれる。そして、ミラー１７で反射されてファインダスクリーン１９上に結像され、ペンタプリズム２１，接眼レンズ２３を介して観察される。
【００１１】
そして、レリーズ操作がなされると、ミラー１７が跳ね上げられるとともにシャッタ２５が駆動され、撮影光束はシャッタ２５、光学ローパスフィルタ２７、遮光部材２９の開口、カバーガラス３１を通って、撮像素子３３の撮像面３３ａに結像する。撮像素子３３には、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子が用いられる。撮像素子３３の光電変換出力は、回路基板３５を介して画像処理部(不図示)に送られる。
【００１２】
図２は、図１の光学ローパスフィルタ２７およびその近傍の詳細を示している。
光学ローパスフィルタ２７の後部には、遮光部材２９、カバーガラス３１を介して撮像素子３３が配置されている。撮像素子３３は回路基板３５の前面に固定されている。撮像素子３３の前部には、撮像面３３ａを覆うように保護用のカバーガラス３１が固着されている。そして、その前部に遮光部材２９を挟んで光学ローパスフィルタ２７が配置されている。光学ローパスフィルタ２７、遮光部材２９は、板ばね(不図示)を介して回路基板３５に固定されている。
【００１３】
光学ローパスフィルタ２７は、図３に示すように矩形状をしている。そして、撮像素子３３側に遮光部材２９が密着されている。遮光部材２９は、中央に開口を有し光学ローパスフィルタ２７の外周部を覆って配置されている。遮光部材２９は、ゴースト光等を遮光し撮像面３３ａに入射するのを防止する。この実施形態では、遮光部材２９は、撮像素子３３の撮像面３３ａの有効範囲を外れた位置に配置されている。撮像面３３ａの有効範囲とは、撮像面３３ａのうち実質的に撮像を行う領域をいう。そして、遮光部材２９は、黒色の不透明ゴム等からなり、光学ローパスフィルタ２７に入射し側面で反射した光等を遮光する。
【００１４】
光学ローパスフィルタ２７は、第１の複屈折板２７ａ、赤外カットフィルタ２７ｂ、位相板２７ｃ、第２の複屈折板２７ｄを、入射光Ｉの入射側から順に配置して構成されている。第１の複屈折板２７ａは、被写体像を垂直(または水平)方向に２つに分離する。赤外カットフィルタ２７ｂは、赤外光を吸収する。位相板２７ｃは、直線偏光を円偏光に変換する。第２の複屈折板２７ｄは、被写体像を水平(または垂直)方向に２つに分離する。この光学ローパスフィルタ２７では、撮影光束の高周波成分を除いて良好な画像信号を得ることができる。また、赤外カットフィルタ２７ｂにより、赤外光のゴーストやかぶりを抑制することができる。
【００１５】
図２に示すように光学ローパスフィルタ２７の側面には円弧部２７ｅが形成されている。円弧部２７ｅの形状は、光学ローパスフィルタ２７に入射し側面で反射した光が、撮像素子３３の撮像面３３ａの有効範囲に入射しないような形状になっている。円弧部２７ｅは、光学ローパスフィルタ２７の撮像面３３ａ側に向けて広がる円弧形状になっている。
図４は、円弧部２７ｅの詳細を示している。光学ローパスフィルタ２７の撮像素子３３側には、円弧部２７ｅがその一部となっている点線で示す円Ｃの中心Ｏ(すなわち円弧部２７ｅの曲率中心)が位置されている。円Ｃの中心Ｏを通るＸ軸に平行に光学ローパスフィルタ２７が位置しており、円Ｃと光学ローパスフィルタ２７とが重なる角度θ１からθ２の部分が円弧部２７ｅとされている。例えば、光学ローパスフィルタ２７の撮像素子３３側の長さＡが３０ｍｍ、厚みＢが２ｍｍの場合には、円Ｃの半径ｒが３ｍｍ、光学ローパスフィルタ２７の撮像素子３３側から円Ｃの中心Ｏまでの距離Ｄが０．５ｍｍである。
【００１６】
上述した光学ローパスフィルタ２７は、例えば、第１の複屈折板２７ａ、赤外カットフィルタ２７ｂ、位相板２７ｃ、第２の複屈折板２７ｄの側面に、予め円弧部２７ｅに対応する形状の円弧を部分的に形成しておき、これ等を接着剤で接着して積層することにより製造される。なお、積層した後に、円弧部２７ｅを加工するようにしても良い。
上述した光学ローパスフィルタ２７では、図２に示したように、光学ローパスフィルタ２７に入射した入射光Ｉは、光学ローパスフィルタ２７の側面の円弧部２７ｅで反射する。しかしながら、円弧部２７ｅで反射した入射光Ｉは、撮像素子３３の撮像面３３ａの有効範囲側に向かうことなく、光学ローパスフィルタ２７の周辺に向かう。そして、光学ローパスフィルタ２７の撮像素子３３側から出射した光は、遮光部材２９により吸収される。従って、光学ローパスフィルタ２７の側面で反射した光が撮像素子３３の撮像面３３ａの有効範囲に入射することを防止することができる。これにより、撮像画像にゴースト等が発生することを有効に防止することができる。
【００１７】
図５は、円弧部２７ｅが形成されない光学ローパスフィルタ２７Ａを示している。この光学ローパスフィルタ２７Ａでは、光学ローパスフィルタ２７Ａに入射した入射光Ｉは、光学ローパスフィルタ２７Ａの側面で全反射した後、撮像素子３３の撮像面３３ａの有効範囲側に向かう。従って、撮像画像にゴーストが発生する。これを防止するため、光学ローパスフィルタ２７Ａの側面に墨塗り(黒く塗装する)を行う場合には、墨塗りからの微小塵が撮像面３３ａの前方の光学ローパスフィルタ２７Ａあるいはカバーガラス３１に付着し、撮影画像に微小塵が写るおそれがあるという問題が発生する。しかしながら、上述した光学ローパスフィルタ２７では、側面に円弧部２７ｅを形成するようにしたので、このような問題が発生することはない。
(第２の実施形態)
図６は、本発明の光学ローパスフィルタの第２の実施形態を示している。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００１８】
この実施形態では、光学ローパスフィルタ２７Ｂが、第１の複屈折板２７ａ、赤外カットフィルタ２７ｂを、入射光Ｉ側から順に積層して構成されている。光学ローパスフィルタ２７Ｂの側面には円弧部２７ｆが形成されている。円弧部２７ｆの形状は、光学ローパスフィルタ２７Ｂに入射し側面で反射した光が、撮像素子３３の撮像面３３ａの有効範囲に入射しないような形状になっている。円弧部２７ｆは、光学ローパスフィルタ２７Ｂの撮像面３３ａ側に向けて広がる円弧形状とされている。
【００１９】
光学ローパスフィルタ２７Ｂの撮像素子３３側には、円弧がその一部になっている点線で示す円Ｃの中心Ｏ(曲率中心)が位置されている。円Ｃの中心Ｏを通るＸ軸に平行に光学ローパスフィルタ２７Ｂが位置しており、円Ｃと光学ローパスフィルタ２７Ｂとが重なる角度θ３からθ４の部分が円弧部２７ｆとされている。例えば、光学ローパスフィルタ２７Ｂの撮像素子３３側の長さＥが３０ｍｍ、厚みＦが１ｍｍの場合には、円Ｃの半径ｒが３ｍｍ、光学ローパスフィルタ２７Ｂの撮像素子３３側から円Ｃの中心Ｏまでの距離Ｇが１．５ｍｍとされる。
【００２０】
この実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第３の実施形態)
図７は、本発明の光学ローパスフィルタの第３の実施形態を示している。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２１】
この実施形態では、光学ローパスフィルタ２７Ｃの側面には楕円Ｈを用いた楕円状の円弧部２７ｇが形成されている。円弧部２７ｇの形状は、光学ローパスフィルタ２７Ｃに入射し側面で反射した光が、撮像素子３３の撮像面３３ａの有効範囲に入射しないような形状になっている。円弧部２７ｇは、光学ローパスフィルタ２７Ｃの撮像面３３ａ側に向けて広がる形状とされている。
【００２２】
光学ローパスフィルタ２７Ｃの撮像素子３３側には、楕円状の円弧部２７ｇがその一部となっている点線で示す楕円Ｈの中心Ｏが位置されている。楕円Ｈの中心Ｏを通るＸ軸に平行に光学ローパスフィルタ２７Ｃが位置しており、楕円Ｈと光学ローパスフィルタ２７Ｃとが重なる角度θ５からθ６の部分が円弧部２７ｇとされている。例えば、光学ローパスフィルタ２７Ｃの撮像素子３３側の長さＪが３０ｍｍ、厚みＫが２ｍｍの場合には、楕円Ｈの長軸半径ａが５ｍｍ、短軸半径ｂが３ｍｍ、光学ローパスフィルタ２７Ｃの撮像素子３３側から楕円Ｈの中心Ｏまでの距離Ｌが０．５ｍｍとされる。
【００２３】
この実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、この実施形態では、円弧部２７ｇに楕円Ｈを用いたが、例えば、放物線を用いても良い。
(第４の実施形態)
図８は、本発明の光学ローパスフィルタの第４の実施形態を示している。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２４】
この実施形態では、光学ローパスフィルタ２７Ｄの側面には多角形状部２７ｈが形成されている。多角形状部２７ｈの形状は、光学ローパスフィルタ２７Ｄに入射し側面で反射した光が、撮像素子３３の撮像面３３ａの有効範囲に入射しないような形状になっている。多角形状部２７ｈは、光学ローパスフィルタ２７Ｄの撮像面３３ａ側に向けて順次大径になる形状とされている。第１の複屈折板２７ａ、赤外カットフィルタ２７ｂ、位相板２７ｃ、第２の複屈折板２７ｄの側面には、直線部ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４が形成され、直線部ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４の端部が滑らかに連続されている。
【００２５】
この実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第５の実施形態)
図９は、本発明の光学ローパスフィルタの第５の実施形態を示している。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２６】
この実施形態では、光学ローパスフィルタ２７Ｅの側面には直線形状の傾斜部２７ｉが形成されている。傾斜部２７ｉの形状は、光学ローパスフィルタ２７Ｅに入射し側面で反射する光が、撮像素子３３の撮像面３３ａの有効範囲に入射しないような形状とされている。傾斜部２７ｉは、光学ローパスフィルタ２７Ｅの撮像面３３ａ側に向けて広がる形状とされている。傾斜部２７ｉの傾き角αは、光学ローパスフィルタ２７Ｅに入射する入射光Ｉの最大入射角θより大きくされている。
【００２７】
この光学ローパスフィルタ２７Ｅでは、光学ローパスフィルタ２７Ｅに入射した入射光Ｉは、光学ローパスフィルタ２７Ｅの側面の傾斜部２７ｉで反射することなく、光学ローパスフィルタ２７Ｅの側面側に向かう。そして、光学ローパスフィルタ２７Ｅの撮像素子３３側に出射した光は、遮光部材２９により吸収される。従って、光学ローパスフィルタ２７Ｅの側面で反射する光が撮像素子３３の撮像面３３ａの有効範囲に入射することを防止することができる。
【００２８】
なお、この実施形態では、傾斜部２７ｉの傾き角αを、光学ローパスフィルタ２７Ｅに入射する入射光Ｉの最大入射角θより大きくしたが、必ずしも大きくする必要はない。例えば、光学ローパスフィルタ２７Ｅに入射する入射光Ｉの最大入射角θが３０度程度の場合には、傾斜部２７ｉの傾き角を２０度程度にしても構わない。
(第６の実施形態)
図１０は、本発明の光学ローパスフィルタの第６の実施形態を示している。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２９】
この実施形態では、光学ローパスフィルタ２７Ｆの側面には光を拡散する微小な凹凸２７ｊが形成されている。
この光学ローパスフィルタ２７Ｆでは、光学ローパスフィルタ２７Ｆに入射した入射光Ｉは、光学ローパスフィルタ２７Ｆの側面の微小な凹凸２７ｊにより拡散され略消滅する。従って、光学ローパスフィルタ２７Ｆの側面で反射した光が撮像素子３３の撮像面３３ａの有効範囲に入射することを防止することができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
【００３０】
(１)上述した実施形態では、本発明の光学ローパスフィルタ２７，２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅ，２７Ｆをレンズ交換式の一眼レフタイプのデジタルカメラに適用した例について説明したが、例えば、コンパクトデジタルカメラ等に広く適用することができる。
(２)上述した実施形態では、本発明の光学ローパスフィルタ２７，２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅ，２７Ｆをデジタルカメラに適用した例について説明したが、例えば、顕微鏡、双眼鏡、望遠鏡等の光学機器に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の光学ローパスフィルタの一実施形態を備えたカメラを示す説明図。
【図２】図１の光学ローパスフィルタおよびこの近傍の詳細を示す説明図。
【図３】図１の光学ローパスフィルタを示す正面図。
【図４】図２の光学ローパスフィルタの円弧部の詳細を示す説明図。
【図５】円弧部の形成されない光学ローパスフィルタを示す説明図。
【図６】本発明の光学ローパスフィルタの第２の実施形態を示す説明図。
【図７】本発明の光学ローパスフィルタの第３の実施形態を示す説明図。
【図８】本発明の光学ローパスフィルタの第４の実施形態を示す説明図。
【図９】本発明の光学ローパスフィルタの第５の実施形態を示す説明図。
【図１０】本発明の光学ローパスフィルタの第６の実施形態を示す説明図。
【符号の説明】
【００３２】
２７，２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ，２７Ｅ，２７Ｆ…光学ローパスフィルタ、２７ａ…第１の複屈折板、２７ｂ…赤外カットフィルタ、２７ｃ…位相板、２７ｄ…第２の複屈折板、２７ｅ，２７ｆ…円弧部、２７ｇ…円弧部、２７ｈ…多角形状部、２７ｉ…傾斜部、２７ｊ…微小な凹凸、２９…遮光部材、３３…撮像素子、３３ａ…撮像面。
【図１】
2008180922.tif 000003
【図２】
2008180922.tif 000004
【図３】
2008180922.tif 000005
【図４】
2008180922.tif 000006
【図５】
2008180922.tif 000007
【図６】
2008180922.tif 000008
【図７】
2008180922.tif 000009
【図８】
2008180922.tif 000010
【図９】
2008180922.tif 000011
【図１０】
2008180922.tif 000012