(57)【要約】【課題】水中等の空気より屈折率の大きい媒質内において、カメラ全体の大型化及び大幅なコストアップを招くことなく、色収差を良好に補正し良好な画質を得ることのできるカメラハウジングを提供する。【解決手段】内部にカメラ６０を密閉・格納したハウジング５１を空気より屈折率の大きい媒質内に入れて外部被写体を撮影するように構成したカメラハウジング５０において、ハウジング５１が、カメラ６０が有する撮影レンズＰＬの光軸上に位置するように配設された光学窓ＷＬを有して構成される。そして、媒質の基準線であるｄ線に対する屈折率と、この媒質に接する光学窓ＷＬを形成する光学材料の基準線であるｄ線に対する屈折率との差をΔｎｗとするとき、式Δｎｗ  ＜  ０．５０を満足するように各部材の諸元が設定されるとともに、光学窓ＷＬが回折光学面Ｇｆを有するように構成される。【選択図】  図１
2004252218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にカメラを密閉・格納し、空気より屈折率の大きい媒質内において前記カメラにより外部の物体を撮影するために用いられるカメラハウジングであって、
ハウジングと、前記カメラが有する撮影レンズの光軸上に位置して前記ハウジングに設けられた光学窓とから構成され、
前記媒質のｄ線に対する屈折率と前記媒質に接する前記光学窓を形成する光学材料のｄ線に対する屈折率との差をΔｎｗとするとき、次式
Δｎｗ  ＜  ０．５０
を満足し、
前記光学窓が回折光学面を有することを特徴とするカメラハウジング。
【請求項２】
前記媒質が水であり、
前記光学窓の最も像側の面に前記回折光学面を有することを特徴とする請求項１に記載のカメラハウジング。
【請求項３】
前記回折光学面は、正の像高に対して短波長の倍率色収差を負側にシフトさせる機能を有することを特徴とする請求項１または２に記載のカメラハウジング。
【請求項４】
前記光学窓の光軸方向の厚さをｄとし、前記光学窓の最も像側の面の曲率半径をＲ２としたとき、次式
０．０  ≦  ｄ／Ｒ２  ＜  １．０
を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のカメラハウジング。
【請求項５】
前記回折光学面の有効径をＣとし、前記光学窓の焦点距離をｆｗとしたとき、次式
０．０１  ＜  Ｃ／｜ｆｗ｜  ＜  ５．０
を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のカメラハウジング。
【請求項６】
前記回折光学面は、屈折率の異なる複数の光学材料からなる複層の格子構造により構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のカメラハウジング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気より屈折率の大きい媒質内で用いるカメラハウジングに関し、特に、カメラや撮影装置を水中内で用いるためのカメラハウジングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、水中において撮影を行う場合、撮影レンズを装着した一眼レフレックスカメラやデジタルスチルカメラを水中用ハウジング内に密閉・格納して水からカメラを保護している。ハウジングにはカメラが有する撮影レンズの光軸上に位置するように透明な光学窓が設けられており、この光学窓を通してハウジング内のカメラで水中内にある物体（被写体）を撮影する。
【０００３】
しかし、水は屈折率と分散が空気と異なり、ｄ線に対する屈折率が空気に比べて約４／３であり、分散はアッベ数で６２となっている。このため、空気中で使用しているカメラ又は光学系をそのままハウジングに入れて、ガラスやプラスチックで形成された通常の透明な光学材料からなる光学窓を通して水中の物体を撮影すると、画角は約３／４倍になるにも拘わらず、諸収差が発生して画質の低下を招く。特に倍率色収差による色ズレが顕著であり、画質の劣化を招くことが従来より問題とされていた。最近では、デジタルスチルカメラ等の固体撮像素子を有するカメラが一般的となっているが、この諸収差の発生はその撮像素子の数画素分にも及ぶことが多く、解像度の低下のみならず、色調・色再現性までも影響が及ぶことがある。そのため、このような諸収差補正のために、水中撮影時には補助的な光学系を付加する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１５９６８９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、補助的な光学系を付加する場合、カメラ全体の大型化を招き好ましくなく、また、補助的な光学系による大幅なコストアップ等も課題となっている。
【０００６】
本発明は、以上の課題に鑑みなされたものであり、水中等の空気より屈折率の大きい媒質内において、カメラ全体の大型化及び大幅なコストアップを招くことなく、色収差を良好に補正し良好な画質を得ることのできるカメラハウジングを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明に係るカメラハウジングは、内部にカメラを密閉・格納し、空気より屈折率の大きい媒質内においてこのカメラにより外部の物体を撮影するものであって、ハウジングと、カメラが有する撮影レンズの光軸上に位置してこのハウジングに設けられた光学窓とから構成される。そして、媒質のｄ線に対する屈折率と、この媒質に接する光学窓を形成する光学材料のｄ線に対する屈折率との差をΔｎｗとするとき、次式
Δｎｗ  ＜  ０．５０
を満足し、光学窓が回折光学面を有するように構成する。
【０００８】
なお、前記媒質が水であり、本発明に係るカメラハウジングにおける光学窓の最も像側の面に回折光学面を有することが好ましい。
【０００９】
また、回折光学面は、正の像高に対して短波長の倍率色収差を負側にシフトさせる機能を有することが好ましい。
【００１０】
また、光学窓の光軸方向の厚さをｄとし、光学窓の最も像側の面の曲率半径をＲ２としたとき、次式
０．０  ≦  ｄ／Ｒ２  ＜  １．０
を満足することが好ましい。
【００１１】
また、回折光学面の有効径をＣとし、光学窓の焦点距離をｆｗとしたとき、次式
０．０１  ＜  Ｃ／｜ｆｗ｜  ＜  ５．０
を満足することが好ましい。
【００１２】
さらに、回折光学面は、屈折率の異なる複数の光学材料からなる複層の格子構造を有することが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係るカメラハウジングを用いてカメラを格納した場合を示している。カメラハウジング５０は内部に空間５１ａを有するハウジング５１と、このハウジング５１に配設された光学窓ＷＬとから構成され、この内部空間５１ａにカメラ６０を密閉・格納し、水中等の媒質内においてカメラ６０で物体（被写体）を撮影するものである（以降の説明では、本発明に係るカメラハウジング５０を水中内で使用する場合について説明する）。カメラ６０は、物体からの光線をフィルム面（撮像面）６１に結像させる（像面Ｉを撮像面６１に一致させる）撮影レンズＰＬを有している。また、カメラハウジング５０の光学窓ＷＬは、内部に格納されたカメラ６０の撮影レンズＰＬの光軸上に位置するように配設されている。この０光学窓ＷＬは、カメラハウジング５０の外部にある物体からの光線を透過してカメラ６０で撮影するために透明な光学材料で形成されている。
【００１４】
そして、光学窓ＷＬには、回折光学面Ｇｆが形成されており、この回折光学面Ｇｆによって諸収差を補正し、特に倍率色収差の補正を効果的に行うように構成されている。図４は、後述する第１実施例において回折光学面Ｇｆを取り除いた場合にカメラハウジング５０を水中に入れたときの収差図を示している。一方、図５は空気中での諸収差図を示しており、図４及び図５に示した諸収差図を比較すると、水中においては大きく収差が劣化しており、特に短波長の光線（ｇ線）に対する倍率色収差が正側に大きく変位していることが分かる。そのため、光学窓ＷＬを回折光学面Ｇｆが形成された回折光学素子とすることにより、図３に示すように短波長の光線（ｇ線）に対する倍率色収差を元の収差値近くまで補正している。
【００１５】
このように、水中では短波長の光線（ｇ線）に対する倍率色収差が正側に発生するため、その補正のために回折光学面Ｇｆでは負側にシフトさせている（曲げている）。そのため、回折光学面Ｇｆに正の屈折力を持たせて、倍率色収差を負側に曲げることができる。このため、回折光学面Ｇｆは正の屈折力を有することが必要であり、このとき、近軸屈折力は０であっても構わない。より具体的には、凸面を１波長ごとに輪帯状に並べた格子面として回折光学面Ｇｆを形成することで実現することができる。
【００１６】
このとき、図１に示すとおり、光学窓ＷＬの物体側の面は水等の媒質に接している。そのため、光学窓ＷＬの物体側に回折光学面Ｇｆが形成されていると、水等と接して回折光学面Ｇｆの損傷や面品質の低下（細かな傷、表面の荒れ、格子の変形等）を起こしやすく、良好な画質を得られないため、回折光学面Ｇｆは光学窓ＷＬの像側の面に形成されることが好ましい。なお、光学窓ＷＬの像側の面は、カメラハウジング５０の内部空間５１ａに面しているため、密閉され空気ないしは窒素ガス等が充填されているため、回折光学面Ｇｆの損傷等は起こらない。
【００１７】
なお、光学窓ＷＬの像側の面は、諸収差補正のために所定の曲率半径を有して形成されていることが好ましく、かつ、回折光学面Ｇｆでのフレア発生を低減させるためには、像側に凹面となるように形成されていることが望ましい。
【００１８】
次に、回折光学面を有する回折光学素子（光学窓ＷＬ）について説明する。一般に、光線を曲げる方法は屈折と反射が知られているが、第３番目の方法として、回折が知られている。回折光学素子とは、光の回折現象を利用した光学素子であって、屈折や反射とは異なる振る舞いを示すことが知られている。この回折の性質として、負の分散値（アッベ数＝−３．４５２）を有していて、色収差補正に極めて有効であることが知られている（ガラスのアッベ数は通常３０〜７０程度であるため、回折光学素子のアッベ数の大きさはその１／１０倍以下である）。換言すると、回折光学素子においては長い波長の光ほど大きく曲がる。このため、通常のガラスでは達成し得ない良好な色収差補正が可能となることや、高価な特殊低分散ガラスでしか達成し得ない良好な色収差補正が可能であることが知られている。
【００１９】
本発明においては、ガラスやプラスチック等で形成された光学部材の表面に回折格子やフレネルゾーンプレートのように回折現象を応用して光線を曲げる作用を有する面を形成して、その作用により良好な光学性能を得ようというものであり、このように回折現象を応用して光線を曲げる作用を有する面を回折光学面と呼ぶことにする。そして、このような面を有する光学素子を回折光学素子と一般に呼んでいる。なお、回折光学素子等については、「『回折光学素子入門』応用物理学会日本光学会監修平成９年第１版発行」に詳しい。
【００２０】
さて、一般に、光学系の回折光学面を通過する光線の角度は、できるだけ小さい事が好ましい。これは回折光学面を通過する光線の角度が大きくなると回折光学面によるフレア（ブレーズした所定次数以外の光が有害光となって像面に達する現象）が発生し易くなり、画質を損ねてしまうからである。そのため、回折光学面で発生するフレアがあまり影響を及ぼさずに良好な画像を得るためには、本光学系の場合、回折光学面を通過する光線の角度を１５度以下とすることが望ましく、本発明に係るカメラハウジング５０においてこのような条件を満たすように光学窓ＷＬを構成することが好ましい。上述のように、光学窓ＷＬは、諸収差を補正するために、像側の面が凹面状に形成されているため、このような光線の角度に関する条件を満足することは容易である。
【００２１】
なお、フレアを抑制する効果を十分に得るためには、回折光学面を通過する光線の角度を１０度以下にすることが好ましい。ただし、水中においては水の濁りがあることや水中を光が通過する際に水に吸収されるため照度の低い物体（被写体）を撮影することが多いことなどから、回折光学面でフレアが発生してもあまり目立たない状況が多い。
【００２２】
本発明に係るカメラハウジング５０を構成するための条件について、以下に説明する。光学窓ＷＬは、物体の存在する空間（水等の媒質で満たされており、以下、「物体側空間」と呼ぶ）のｄ線に対する屈折率とこの媒質と接する光学窓ＷＬを形成する光学材料のｄ線に対する屈折率との差をΔｎｗとしたとき、下の条件式（１）を満足するように構成されている。
【００２３】
【数１】
Δｎｗ  ＜  ０．５０                    （１）
【００２４】
条件式（１）は物体側空間の屈折率（ｄ線）と、この物体側空間に接する光学窓ＷＬの屈折率（ｄ線）との差Δｎｗの適正な範囲を示している。条件式（１）の上限を超えるとその差が大きくなりすぎてしまい、界面でのフレネル反射による反射損失が大きくなって全体の透過率が下がってしまう不都合が生じる。なお、本発明の効果を十分に発揮するには、上限を０．３０とすることが望ましい。
【００２５】
また、光学窓ＷＬの光軸方向の厚さをｄとし、さらに、光学窓ＷＬの最も像側の面の曲率半径をＲ２としたとき、下の条件式（２）を満足するように構成されることが好ましい。
【００２６】
【数２】
０．０  ≦  ｄ／Ｒ２  ＜  １．０              （２）
【００２７】
条件式（２）は、光学窓ＷＬにおける回折光学面Ｇｆを有する面の曲率半径の適切な範囲を規定する。条件式（２）の上限を上回ると、回折光学面Ｇｆの曲率半径が小さくなりすぎてしまい、回折光学素子（光学窓ＷＬ）を製造しづらくなる不都合ばかりか、コマ収差や像面歪曲収差の発生が甚大となってしまい、良好な画質が得られない。なお、回折光学面Ｇｆが、平面上に形成されているときは、Ｒ２は無限大となるためｄ／Ｒ２＝０となる。一方、条件式（２）の下限を下回ると、光学窓ＷＬの像側の面が像側に凸面状となるため、回折光学面Ｇｆに入射する光線の入射角度が大きくなりやすく、回折光学面Ｇｆにおけるフレア発生が大きくなってしまい不都合である。また、光学窓ＷＬの中心部が周辺に比べて厚くなる構造となるため、光学窓ＷＬの取付部が耐水圧に弱い構造となり易く、機構的に水中用カメラハウジングとして好ましくない。なお、本発明の効果を十分に発揮するには、上限を０．７、下限を０．０１とすることが望ましい。
【００２８】
さらに良好な性能を得るためには、以下の条件式（３）又は（４）又は（５）を満たすことが好ましい。ただし、条件式（３）又は（４）又は（５）において、Ｃは回折光学面Ｇｆの有効径（直径）であり、ｆｗは光学窓ＷＬの焦点距離であり、Ｒ１は光学窓ＷＬの最も物体側の面の曲率半径である。また、Δｎは、回折光学面Ｇｆを屈折率の異なる２層の光学材料からなる複層の格子構造として形成した場合の、２層の光学材料の屈折率の差である。
【００２９】
【数３】
2004252218.tif 000003
【００３０】
条件式（３）は、回折光学面Ｇｆの有効径（直径）の適切な範囲を規定している。条件式（３）の上限を上回ると、径が大きくなりすぎ、回折光学面Ｇｆの製造が困難となりコストアップにつながる。また、回折光学面Ｇｆに外部からの有害光が入りやすくなり、フレア等による画質の低下を招きやすくなる。反対に、条件式（３）の下限を下回ると、径が小さくなりすぎ、回折光学面Ｇｆの格子ピッチが小さくなる傾向が強まり、回折光学面Ｇｆの製造が困難となりコストアップにつながるばかりか、回折光学面Ｇｆを形成する格子によるフレア発生が大きくなり画質低下を招きやすい。なお、本発明の効果を十分に発揮するには、上限を３．０に、より好ましくは１．０に、下限を０．０２とすることが望ましい。
【００３１】
条件式（４）は、回折光学面Ｇｆを屈折率の異なる２層の光学材料からなる複層の格子構造を有するように形成した場合の、２層の光学材料の屈折率の差を規定する。２層からなる格子構造の格子高さｈは、ブレーズ波長をλとすると、ｈ＝λ／Δｎで定まるため、格子高さを低くするとともに画角に対するフレアが発生しにくくするためには、Δｎはある程度大きいことが望ましい。また、製造上も格子高さが低い方が製造し易くなり、製造時の加工精度確保も容易になるために望ましい。条件式（４）の下限を越えると、画角特性が悪化し、製造時の難易度が上がってしまうため好ましくない。この格子高さは２５μｍより小さくすることが好ましい。なお、本発明の効果を十分に発揮するには条件式（４）の下限を０．０３とすることが望ましい。
【００３２】
条件式（５）は、光学窓ＷＬの物体側の曲率半径Ｒ１と厚さｄの比を規定する。この比は、光学窓ＷＬが水等の液体に接する耐圧窓としての機能も有していることから、カメラハウジング５０の構成上重要である。なお、光学窓ＷＬの物体側の面が平面であるときは、Ｒ１は無限大となるため、ｄ／Ｒ１＝０である。条件式（５）の上限を超えると、諸収差の発生、特にコマ収差の発生が甚大となるばかりか、製造しずらい形状となる不都合が生じる。さらには、像側の面の回折光学面Ｇｆを製造しづらくなる不都合も生じる。一方、条件式（５）の下限を下回ると、光学窓ＷＬの像側の面が像側に凸面状となるため、回折光学面Ｇｆに入射する光線の入射角度が大きくなりやすく、格子によるフレア発生が大きくなってしまうので不都合である。また、諸収差のうち、像面湾曲の発生が甚大となって良好な画質が得られない。なお、本発明の効果を十分に発揮するには上限を０．５０、下限を０．０１とすることが望ましい。
【００３３】
実際に回折光学面を創製するには、レンズの表面にフレネルゾーンプレートのように、光軸に対して回転対称な格子構造を作ることが製造上容易であるため好ましい。この際、通常の非球面レンズを製造するのと同じく、精研削でも、ガラスモールド、プラスチックモールドでも可能である。格子を単層構造とした単層型回折光学素子でも十分に倍率色収差の補正効果が得られるが、さらには、格子表面に薄い樹脂層を充填して覆うことにより、複数の格子構造を形成した複層型の回折光学面を構成してもよい。このように複数の格子構造を重ねることにより、回折効率の波長特性や画角特性を向上させることができるので好都合である。後述する第１実施例では回折光学面Ｇｆを複層型の格子構造で構成した場合を示し、第２実施例では単層型の格子構造で構成した場合を示している。
【００３４】
また、光学窓ＷＬが、ガラスやプラスチックで形成されている場合には、その像側の面に直接格子構造を形成しても良い。先に述べたように精研削でも、ガラスモールド、プラスチックモールドでも可能である。そして、その表面に樹脂材料を重ねれば、容易に２層の格子構造を作ることができる（このような回折光学面を有する光学素子を「密着複層型回折光学素子」と呼ぶ）。このとき、光学窓ＷＬの光学材料のアッベ数は６０以上であることが好ましい。あるいは、２つの格子を光学特性の異なる樹脂材料などで別々に作り、エアギャップを挟んで近接させて２層の格子構造を取ることもできる（このような回折光学面を有する光学素子を「分離複層型回折光学素子」と呼ぶ）。なお、２層の格子構造を形成する光学材料のアッベ数は、回折効率を大きくするためには、高屈折率で低分散の材料と、低屈折率で高分散の材料を組み合わせて構成することが好ましく、そのアッベ数の差は１５以上とすることが好ましい。
【００３５】
【実施例】
以下、本発明に係るカメラハウジング５０の具体的な実施例について説明する。下に示す２つの実施例では、図２及び図６に示すように、光学窓ＷＬと撮影レンズＰＬのみを図示しており、物体側から順に、光学窓ＷＬ、撮影レンズＰＬを配置して構成されている。
【００３６】
各実施例において、回折光学面Ｇｆの位相差は、通常の屈折率と後述する非球面式（６）とを用いて行う超高屈折率法により計算した。超高屈折率法は、非球面形状を表す式と回折光学面の格子ピッチとの間の一定の等価関係を利用するものであり、本実施例において回折光学面は超高屈折率法のデータとして、すなわち、後述する非球面式（６）及びその係数により示している。なお、本実施例では収差特性の算出対象としてｄ線、ｇ線、Ｃ線及びＦ線を選んだ。本実施例において用いたｄ線、ｇ線、Ｃ線及びＦ線の波長と各スペクトル線に対して設定した具体的な屈折率の値を下の表１に示す。
【００３７】
【表１】
2004252218.tif 000004
【００３８】
各実施例において非球面は、光軸に垂直な方向の高さ（入射高）をｙとし、非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（非球面量又はサグ量）をＳ（ｙ）とし、基準球面の曲率半径をｒとし、近軸曲率半径をＲとし、円錐係数をκとし、２次の非球面係数をＣ２、４次の非球面係数をＣ４、６次の非球面係数をＣ６、８次の非球面係数をＣ８、１０次の非球面係数をＣ１０としたとき、下の式（６）及び（７）で表されるものとした。
【００３９】
【数４】
2004252218.tif 000005
【００４０】
なお、本実施例において用いた超高屈折率法については、前述の「『回折光学素子入門』応用物理学会日本光学会監修平成９年第１版発行」に詳しい。
【００４１】
（第１実施例）
図２に、本発明の第１実施例に係る光学窓ＷＬと撮影レンズＰＬとからなる合成光学系のレンズ構成を示す。本第１実施例に用いた光学系における光学窓ＷＬは、図２に示すように、像側の面に回折光学面Ｇｆが形成されて物体側に凸面を向けた回折光学素子Ｌ１Ｅで構成されている。ここで、回折光学素子Ｌ１Ｅは、物体側に位置し物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１（負レンズ）である第１回折素子要素と、像側に位置する第２回折素子要素とを密接接合し、その接合面に回折光学面Ｇｆが形成された密着複層型回折光学素子として構成されている。そして、第１実施例では光学窓ＷＬはガラス材料で構成されている。
【００４２】
また、撮影レンズＰＬは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２（負レンズ）、両凸レンズＬ３（正レンズ）、開口絞りＰ４、両凹レンズＬ５（負レンズ）と両凸レンズＬ６（正レンズ）との貼り合わせからなる接合負レンズ、両凸レンズＬ７（正レンズ）、及びそれぞれ平行平板ガラスからなる２枚のフィルターＦ８，Ｆ９を配置して構成されている。
【００４３】
下の表２に、本第１実施例における各レンズの諸元を示す。表２における面番号１〜１８は本発明の光学窓ＷＬ及び撮影レンズＰＬに関するものであり、それぞれ図２における符号１〜１８に対応する。また、表２におけるｒはレンズ面の曲率半径（非球面の場合は基準球面の曲率半径）を、ｄはレンズ面の間隔を、ｎ（ｄ）はｄ線に対する屈折率を、ｎ（ｇ）はｇ線に対する屈折率ををそれぞれ示している。なお、表２において、非球面形状に形成されたレンズ面には、面番号の右側に＊印を付している。また、非球面係数Ｃｎ（ｎ＝２，４，６，８，１０）において「Ｅ−０９」等は「×１０−０９」等を示す。以上の表２の記号の説明は、以降の実施例においても同様である。また、以下の全ての諸元値において掲載されている曲率半径ｒ、面間隔ｄその他の長さの単位は、特記の無い場合一般に「ｍｍ」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「ｍｍ」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることもできる。
【００４４】
本実施例では、光学窓ＷＬにおける面番号２及び３に相当する面が回折光学面Ｇｆに相当している。
【００４５】
【表２】
2004252218.tif 000006
2004252218.tif 000007
【００４６】
このように本第１実施例では、上記条件式（１）〜（５）は全て満たされていることが分かる。
【００４７】
また、図３は第１実施例における光学系の諸収差図である。各収差図においてＦＮＯはＦナンバーを、Ｙは像高を、ｄはｄ線を、ｇはｇ線をそれぞれ示している。また、球面収差図では最大口径に対応するＦナンバー値を、非点収差図、歪曲収差図、倍率色収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。さらに、非点収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。以上の収差図の説明は、以降の他の収差図についても同様である。各収差図から明らかなように、本第１実施例では諸収差が良好に補正されており、合成光学系（光学窓ＷＬ＋撮影レンズＰＬ）全体において、優れた結像性能が確保されていることが分かる。なお、図４及び図５は上述の通り、回折光学面Ｇｆを取り除いた場合の諸収差図を示している。したがって、図３〜図５より明らかなとおり、カメラハウジング５０の光学窓ＷＬにより、回折光学面Ｇｆを取り除いてカメラハウジング５０を水中に入れたときの諸収差（図４）に対して、空気中（この場合は、収差補正のための回折光学素子を必要としない）の諸収差（図５）と同様に、水中における諸収差（図３）が良好に補正されていることが分かる。
【００４８】
（第２実施例）
図６に、本発明の第２実施例に係る光学窓ＷＬと撮影レンズＰＬとからなる合成レンズ系のレンズ構成を示す。本第２実施例に用いた光学系における光学窓ＷＬは、図６に示すように、像側の面に回折光学面Ｇｆが形成されて物体側に凸面を向けた回折光学素子Ｌ１１Ｅで構成されている。ここで、回折光学素子Ｌ１１Ｅは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１１（負レンズ）の像側の面に回折光学面Ｇｆが形成された単層型回折光学素子として構成されている。そして、第２実施例では、光学窓ＷＬは樹脂材料で構成されている。
【００４９】
また、撮影レンズＰＬは、物体側から順に、平行平板ガラスからなるフィルターＦ１２、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ１３（負レンズ）、両凹レンズＬ１４（負レンズ）、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１５（正レンズ）、開口絞りＰ１６、両凸レンズＬ１７（正レンズ）と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズＬ１８（負レンズ）との貼り合わせからなる接合正レンズ、両凸レンズＬ１９（正レンズ）と両凹レンズＬ２０（負レンズ）との貼り合わせからなる接合負レンズ、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズＬ２１（負レンズ）、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２２（正レンズ）、両凸レンズＬ２３（正レンズ）、及びそれぞれ平行平板ガラスからなる３枚のフィルターＦ２４，Ｆ２５，Ｆ２６を配置して構成されている。なお、フィルターＦ２４，Ｆ２５は貼り合わされている。
【００５０】
下の表３に、本第２実施例における各レンズの諸元を示す。表３における面番号１〜２９は本発明の光学窓ＷＬ及び撮影レンズＰＬに関するものであり、それぞれ図６における符号１〜２９に対応する。
【００５１】
本実施例では、光学窓ＷＬにおける面番号２及び３に相当する面が回折光学面Ｇｆに相当している。
【００５２】
【表３】
2004252218.tif 000008
2004252218.tif 000009
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【００５３】
このように本第２実施例では、上記条件式（１）〜（３）及び（５）を全て満たしていることが分かる。また、図７は第２実施例における光学系の諸収差図である。各収差図から明らかなように、本第２実施例では諸収差が良好に補正されており、合成光学系（光学窓ＷＬ＋撮影レンズＰＬ）全体において優れた結像性能が確保されており、さらに、カメラハウジング５０の光学窓ＷＬにより、水中における諸収差が良好に補正されていることが分かる。
【００５４】
以上の実施例からも分かるように、本発明に係るカメラハウジング５０は、倍率色収差による色ズレを補正するように、光学窓ＷＬとして回折光学面Ｇｆを有する回折光学素子を用いて色収差の補正を行うものであり、大幅な画質の向上が可能となった。また、回折光学面Ｇｆは光学部材の光学面に形成される一種の回折格子であるため、光学窓ＷＬを薄くできるのでスペースの増大を招くこともない。さらには、近年の金型技術とプラスチック成型技術及びガラス成型技術の進歩により高精度の格子構造を安価にかつ大量に生産できるようになっているため、コストの増加もほとんど無く好都合である。
【００５５】
なお、カメラハウジング５０に、上述の撮影レンズＰＬを有するカメラ６０に加えて、測光光学系やストロボ光学系を一体に配設することにより、撮影者がより多くの条件で撮影することが可能になる。また、撮影レンズＰＬのブレ情報を、例えば適当に配置された複数の加速度センサーによって検出し、加速度センサーで検出された加速度等の信号に基づいてブレ量を演算し、撮影レンズ中の所定のレンズ成分を所要量だけ偏心させることにより、防振を行うように構成することもできる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るカメラハウジングによれば、光学窓の像側に回折光学面を有するように構成することにより、水中等の空気より屈折率の大きい媒質内において、カメラ全体の大型化及び大幅なコストアップを招くことなく、色収差を良好に補正し良好な画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカメラハウジングを用いた場合の構成を示す図である。
【図２】第１実施例に係る光学窓と撮影レンズからなる合成光学系のレンズ構成を示す図である。
【図３】第１実施例における合成光学系の水中での諸収差図である。
【図４】第１実施例において回折光学面を取り除いた場合の水中における合成光学系の諸収差図である。
【図５】第１実施例において回折光学面を取り除いた場合の空気中における合成光学系の諸収差図である。
【図６】第２実施例に係る光学窓と撮影レンズからなる合成光学系のレンズ構成を示す図である。
【図７】第２実施例における合成光学系の水中での諸収差図である。
【符号の説明】
５０  カメラハウジング
５１  ハウジング
６０  カメラ
６１  撮像面
ＷＬ  光学窓
ＰＬ  撮影レンズ
Ｇｆ  回折光学面
Ｉ  像面
【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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