(57)【要約】【課題】不要光であるレンズエッジ部での反射光、およびこのエッジ部より半径方向外側の平面取り部での反射光、拡散光あるいは屈折光を確実に遮蔽する。【解決手段】複数のレンズに含まれる第１レンズの、凹面とその半径方向外側の平面部との境界に生じるエッジ部と、これに隣接する第２レンズの曲面とを線接触させて第１レンズと第２レンズの光軸方向の位置を決め、第２レンズの上記曲面の第１レンズとの接線より半径方向内側からレンズ外形に至るマスキング手段を配置する。マスキング手段を印刷もしくは塗装とする。【選択図】図１
2005077616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズにより構成された撮影レンズであって、
複数のレンズに含まれる第１レンズのエッジ部とこれに隣接する第２レンズの曲面とが線接触して上記第１レンズと第２レンズの光軸方向の位置が決められ、
上記第１レンズと第２レンズの間に、第２レンズの上記曲面の第１レンズとの接線より半径方向内側からレンズ外形に至るマスキング手段が配置されていることを特徴とする撮影レンズ。
【請求項２】
第１レンズの一方の面が凹面であり、第２レンズの一方の面が凸面となっており、第１レンズは上記凹面側の有効径外に平面部を持ち、第１レンズの上記凹面と平面部の境界に形成される円形のエッジ部が第２レンズの凸面に当接することで第１レンズと第２レンズの光軸方向の位置が決められ、第２レンズの凸面にマスキング手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載の撮影レンズ。
【請求項３】
マスキング手段は印刷もしくは塗装によって形成されていることを特徴とする請求項1または２記載の撮影レンズ。
【請求項４】
第１レンズと第２レンズは第２レンズ群内に配置されていて、第２レンズ群は絞りより後方にあることを特徴とする請求項１乃至請求項3のいずれかに記載の撮影レンズ。
【請求項５】
絞りより前に第1レンズ群があり、第1レンズ群は負のレンズ群であることを特徴とする請求項4記載の撮影レンズ。
【請求項６】
少なくとも1つのレンズ群を移動させることで変倍することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の撮影レンズ。
【請求項７】
請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の撮影レンズを用いたことを特徴とするレンズ鏡胴。
【請求項８】
請求項7記載のレンズ鏡胴を用いたことを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害光を遮光し、フレア等の発生を防ぐことができる撮影レンズ、レンズ鏡胴及びカメラに関するもので、あらゆる種類のカメラに適用可能なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ用撮影レンズにおいては、画像のコントラスト低下の原因であるフレアを防止するために、曲率の違うレンズ相互の隙間にマスクを配置し、あるいは矩形のマスクを配置して不要光を遮蔽しているものが多数ある。これらは、有効光線以外の光線を遮蔽し、鏡胴内での内面反射を極力減らす手段として用いられている。
【０００３】
上記のような不要光遮蔽手段の具体例として、絞りの前で非円形開口を有するマスクを挿入したものがある（例えば、特許文献１参照）。これは、絞りより前方（被写体側）で像高により有効光線高さが違うことを利用し、マスクを非円形にすることで不必要な光を遮蔽することを目的としている。
【０００４】
【特許文献１】実開平６−６４２１８号公報
【０００５】
一方、レンズ構成上、隣接するレンズ同士の光軸方向の位置を精度良く決めるために、互いに隣接する一方のレンズの片面側に、レンズ有効面とそれよりも半径方向外側の平面部との境界にエッジ部を形成し、このエッジ部と、もう一方のレンズの曲面とを線接触させたものがある。
【０００６】
通常、上記のようなエッジ部を有するレンズの上記エッジ部より半径方向外側は平面であり光学上不要な面であるため、上記平面は粗擦り面となっている。そのため、この平面の部分に光が入射すると、この入射光は上記平面部で拡散を起こし有害光となる。このような不具合を防ぐために、通常、上記平面は反射防止のための墨塗り塗装等を行っている。この塗装はなるべくレンズのエッジ部を隠すように行われるが、エッジ部は塗料がうまく載らず、塗装されていない状態となってしまう。そのため、入射光はこのエッジ部で反射し、有害光となりフレア等の不具合を起こすことがあった。また、粗擦り面に施された塗装も完全に遮光されることはなく、光の一部が透過してしまうことがある。粗擦り面を透過した光は屈折、拡散を起こし、撮像面にまで到達し、画面全体に広がるフレア光として、不具合を引き起こす原因となっていた。
【０００７】
前記特許文献１記載の発明では、絞りの直後にある光学面の有効光線高さはほぼ円形に近いため、有効光線に沿った矩形マスクをレンズの隙間に挿入しても、レンズの上記エッジ部での反射や、平面取り部すなわち上記エッジ部に続く半径方向外側の平面部での透過光、拡散光を遮光することはできず、大きな画質改善効果を得ることはできない。また、エッジ部から離れた位置で遮光しようとすると有効光線外から入射した光を遮光することはできないから、画質改善効果は期待できない。これは、画角が変化するズームレンズでは、特に問題となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたもので、各請求項記載の発明の目的は以下のとおりである。
請求項１記載の発明は、複数のレンズに含まれる第１レンズのエッジ部とこれに隣接する第２レンズの曲面とを線接触させて上記第１レンズと第２レンズの光軸方向の位置を決め、第２レンズの上記曲面の第１レンズとの接線より半径方向内側からレンズ外形に至るマスキング手段を配置することで、不要光である上記エッジ部での反射光、およびこのエッジ部より半径方向外側の平面取り部での反射光、拡散光あるいは屈折光を確実に遮蔽することを目的とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、上記第１レンズの一方の面が凹面であり、上記第２レンズの一方の面が凸面となっており、第１レンズの凹面は有効径外に平面部を持ち、凹面と平面部で形成される円形のエッジ部が第２レンズの凸面に当接することで、第１レンズと第２レンズの光軸方向の位置を決め、第２レンズの凸面にマスキング手段を設けることで、不要光である上記エッジ部での反射、上記平面部での反射、屈折光を確実に遮光することを目的とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、撮影レンズの上記マスキング手段を印刷もしくは塗装とすることで、部品点数を増やすことなく、レンズ間隔の位置ずれを少なくし、光学性能を維持して不要光の遮光効果を持たせることを目的とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項3のいずれかに記載の撮影レンズにおいて、第１レンズと第２レンズが、絞りより後方にある第２レンズ群内に配置されていることで、円形に近い形状である絞り後方の有効光線高さより外側の不要光を遮光することができ、従来、絞りより前方で遮光できなかった不要光を遮光することができるようにすることを目的とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項4記載の撮影レンズにおいて、絞りより前の第１レンズ群が負のレンズ群であることにより、有効光線外の不要な光を絞りに入射しやすくし、絞りより前で遮光することができず絞りに入射した不要光を絞りで遮光することができるようにすることを目的とする。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載された撮影レンズにおいて、少なくとも１つのレンズ群を移動させて変倍することを可能にすることで、画角が小さいときに、画角の大きい有効光線高さに制限されたマスクで遮光することの出来ない不要光のうち、エッジ部より外側に入射される光線を遮光することができるようにすることを目的とする。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の撮影レンズをレンズ鏡胴に用いることで、フレアの影響によるコントラストの低下を防ぎ、高画質の画像が得られるレンズ鏡胴を得ることを目的とする。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項７記載のレンズ鏡胴をカメラに用いることで、高画質の画像が得られるカメラを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、請求項１に記載されているように、複数のレンズにより構成された撮影レンズであって、複数のレンズに含まれる第１レンズのエッジ部とこれに隣接する第２レンズの曲面とが線接触して上記第１レンズと第２レンズの光軸方向の位置が決められ、上記第１レンズと第２レンズの間に、第２レンズの上記曲面の第１レンズとの接線より半径方向内側からレンズ外形に至るマスキング手段が配置されていることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、上記のように構成されることにより、不要光であるエッジ部での反射、屈折光、およびエッジ部より外側での反射、屈折光を確実に遮光することができる。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、第１レンズの一方の面が凹面であり、第２レンズの一方の面が凸面となっており、第１レンズの凹面は有効径外に平面部を持ち、凹面と平面部で形成される円形のエッジ部が第２レンズの凸面に当接することで第１レンズと第２レンズの光軸方向の位置を決め、第２レンズの凸面にマスキング手段を設けていることで、不要光である上記エッジ部での反射、上記平面部での反射、屈折光を確実に遮光することができる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、請求項１または２のいずれかに記載の撮影レンズにおいて、上記マスキング手段を印刷もしくは塗装することで、部品点数を増やすことなく、レンズ間隔の位置ずれを少なくすることができ、光学性能を維持して不要光の遮光効果を持たせることができる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撮影レンズにおいて、第１レンズと第２レンズが、絞りより後方にある第２レンズ群内に配置されていることで、円形に近い形状である絞り後方の有効光線高さより半径方向外側の不要光を遮光することができ、絞りより前方で遮光出来ない光を遮光することができる。
【００２１】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の撮影レンズにおいて、絞りより前の第１レンズ群が負のレンズ群であることにより、有効光線外の不要な光が絞りに入射しやすい構成になっているため、絞りより前で遮光することができず、絞りに入射した不要光を絞りによって遮光することができる。
【００２２】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の撮影レンズにおいて、少なくとも１つのレンズ群を移動させることで変倍するようにしたことにより、画角が小さいときに、画角の大きい有効光線高さに制限されたマスクで遮光することの出来ない不要光のうち、エッジ部より半径方向外側に入射される光線を遮光することができる。
【００２３】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の撮影レンズをレンズ鏡胴に用いることで、フレアの影響によるコントラストの低下を防ぐことができ、高画質の画像が得られるレンズ鏡胴を得ることができる。
【００２４】
請求項８記載の発明は、請求項７記載のレンズ鏡胴をカメラに用いることで、高画質の画像が得られるカメラを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる撮影レンズ、レンズ鏡胴及びカメラの実施形態について説明する。
図１は、本発明にかかる撮影レンズ及びこの撮影レンズを用いたレンズ鏡胴の実施形態を示す光軸に沿った断面図である。この実施形態は、使用時はレンズ鏡胴を伸張させて各レンズ群の間隔を広げることができるようになっている。図示の態様は不使用時すなわち収納時の態様で、レンズ鏡胴が縮小して各レンズ群の間隔が狭くなっている。さらに、この実施形態はズームレンズすなわち変倍可能な撮影レンズ及びレンズ鏡胴であって、変倍を行うための第１レンズ群３、第２レンズ群２と、合焦を行う第３レンズ群４で構成されている。これらのレンズ群は被写体側から上記の順に配置されており、第３レンズ群４の後方には撮像素子６が配置されている。レンズ鏡胴を伸張させた状態で、上記各レンズ群によって被写体像を撮像素子６に結像させることができる。
【００２６】
上記撮影レンズ及びレンズ鏡胴は、鏡胴ベース１を基礎にして組み立てられている。鏡胴ベース１は一方面側が図示されないカメラに固定され、他方面側には固定筒９が固定されている。固定筒９の外周には、鏡胴ベース１と固定筒９に光軸方向で挟み込まれてカム筒８が嵌められている。したがって、カム筒８は光軸方向への移動が制限された状態で、図示されない駆動源により、あるいは手動操作により回転を与えられ、光軸の周りに回転することができるようになっている。カム筒８には、第１レンズ群３の位置を決める１群カム溝、第２レンズ群２の位置を決める２群カム溝が設けられている。第１レンズ群３、第群レンズ群２はそれぞれのレンズ保持筒によって保持され、それぞれのレンズ保持筒とともに光軸方向に移動可能となっている。
【００２７】
第１レンズ群３、第２レンズ群２の各保持筒には、１群駆動ピン、２群駆動ピンが固定されていて、各駆動ピンが後述の案内溝および上記カム溝に嵌まることによって、上記各レンズ保持筒が光軸方向に移動可能に支えられている。上記固定筒９には、第１レンズ群３、第２レンズ群２を回転させることなく光軸方向に移動させるための案内溝が光軸方向に伸びて設けられている。これらの案内溝には上記のように１群駆動ピン、２群駆動ピンが嵌まっているが、スプリングにより第１レンズ群３と第２レンズ群２は相反する方向に付勢力を受け、各カム溝の精度面に各駆動ピンが押し付けられて係合するようになっている。また、第１レンズ群３、第２レンズ群２を保持する各保持筒の外径が固定筒９の内径に嵌合し、第１レンズ群３、第２レンズ群２の光軸に対する倒れを抑えている。以上のような構成により、カム筒８が回転することによって、第１レンズ群３、第２レンズ群２は、要求する光軸方向の位置関係を作りつつ、回転することなく光軸方向に移動し、変倍を行うことができるようになっている。なお、第２レンズ群２には、第２レンズ群２と一体に移動するシャッターと絞りの機能を持ったシャッタユニット５が配置されている。
【００２８】
一方、第３レンズ群４は、レンズ保持筒に保持され、このレンズ保持筒は光軸方向に移動可能に配置されている。固定筒９の内側と撮像素子６の外側に生じている空間にはステッピングモータ７がその出力軸が光軸と平行に伸びる方向に配置されている。ステッピングモータ７の出力軸にはリードスクリュー７aが設けられ、リードスクリュー７aにはナットが螺合し、このナットは第３レンズ群４の上記保持筒と係合している。したがって、第３レンズ群４は、ステッピングモータ７の駆動によって、主軸、副軸に嵌合しながら、第１レンズ群３、第２レンズ群２とは独立して光軸方向に移動し、被写体に合焦する構成となっている。
【００２９】
図２は、上記実施形態にかかる撮影レンズの、画角の広いワイド状態での各レンズ群の位置と、最外有効光線（上光線、下光線、主光線）を示したものである。図３は、上記撮影レンズの、画角の狭いテレ状態での各レンズ群の位置と、最外有効光線（対角、上光線、下光線、主光線）を示したものである。ここで、各レンズ群の具体的なレンズ構成を説明する。第１レンズ群３は、被写体側から順に、負のメニスカスレンズ１２、もう一つの負のメニスカスレンズ、両凸レンズの３枚からなり、第１レンズ群３全体としては負の屈折力となっている。第２レンズ群２は、被写体側から順に、両凸レンズ、このレンズと貼り合わせられた両凹レンズ１０、両凸レンズ１１、もう一つの両凸レンズの４枚からなる。第３レンズ群４は１枚の正メニスカスレンズからなる。図２において、符号１４は結像面を示している。結像面１４は、図１の例では撮像素子６の結像面である。個々のレンズについては、以下、被写体側から数えて第１レンズ、第２レンズ、・・・というように表示する。ただし、実施形態における第１レンズ、第２レンズと請求項記載の第１レンズ、第２レンズは必ずしも一致しない。
【００３０】
第２レンズ群２内の第５レンズ１０は像面側の面が凹面であり、有効レンズ面より半径方向外側で平面取り部を持っている。第５レンズ１０の後方に配置された第６レンズ１１は物体側すなわち被写体側の面が凸面であり、これら２つのレンズ１０、１１は、第５レンズ１０の凹面と平面取り部で形成された円形のエッジ部と、第６レンズ１１の凸の曲面とが線接触することで、上記欄図１０、１１の光軸方向の位置が高精度に位置決めされて配置されている。
【００３１】
第１レンズ１２の前には、矩形の開口を持つカバー１３が配されており、カバー１３の開口は最外有効光線を遮光しない範囲となっている。図２に示すように、ワイド端では最外有効光線よりも角度の大きい光線は上記カバー１３により遮光され、不要光が撮影レンズに入射することは少ない。一方、テレ端では、図３に示すように最外有効光線の角度は小さく、それよりも大きい角度の光線も遮光されることなく第１レンズ群に入射する。
【００３２】
前述のように、第２レンズ群２には、これと一体に移動するシャッターと絞りの機能を持ったシャッタユニット５が配置されている。図２、図３では、このシャッタユニットを、絞り５ａとして表している。第１レンズ群に入射する上記不要な光線の多くは、絞り５ａにより遮光されるが、第１レンズ群は全体として負の屈折力を持つため、入射角よりも射出角が小さくなり、絞り５ａにより入りやすくなっている。また、テレ側では、第１レンズ群と第２レンズ群の距離が近いため、より多くの不要光が入射され易いレンズ配置となっている。絞り５ａを通過して入射した有効光線は、絞り５ａの直後でほぼ円径となり、画角が違っていても有効光線径がほぼ同じになるので、絞り５ａより前方で遮光することができなかった不要な光線を絞り５ａで遮光することができる。
【００３３】
図４は、テレ状態で最外有効光線より入射角の大きい光線が入ったときの光線図である。第２レンズ群に入射された光線の一部は第５レンズ１０の前記平面取り部及びエッジ部に到達する。従来、平面取り部は遮光のため墨塗り１５（図５参照）が施されており、この墨塗り１５で上記不要な光線は遮光される。しかし、強い光線の場合、墨塗り１５を透過してしまい、平面取り部で屈折し、撮像面１４まで到達してしまう。また、平面取り部は光学面でないため粗擦り面としている。しかし、粗擦り面とされた平面取り部は、拡散板の効果のため、不要な入射光は図５に示すように平面取り部で発散し、撮像面に到達してしまう。同様に、エッジ部でも図５に示すように入射光は拡散を起こし、撮像面に到達する。これら、不要な光は、撮像面全体に広がって入射するため、撮影された画像は、全体的にコントラストが下がり、白っぽい霧がかったフレア画像となり、撮影された画像品質を劣化させることになる。したがって、これらのフレアは排除しなければならないものである。
【００３４】
そこで本発明は、図６に示すように、複数のレンズにより構成され、複数のレンズに含まれる第５レンズ１０のエッジ部とこれに隣接する第６レンズ１１の曲面とが線接触して上記レンズ１０、１１相互の光軸方向の位置が決められた撮影レンズにおいて、上記レンズ１０の平面取り部の透過光、及びエッジ部の乱反射を遮光するために、第６レンズ１１の凸面にエッジ部より半径方向内側からレンズ外形に至るまでをマスキング手段１６によって遮光している。これをより具体的に説明すると、第５レンズ１０の第６レンズ１１側の面は凹面であり、第６レンズ１１の上記第５レンズ１０に対向する側の面は凸面となっている。第５レンズ１０の上記凹面側には、有効径外に上記凹面に続く平面部を持っている。したがって、第５レンズ１０は上記凹面と平面部との境界に、レンズ光軸を中心とする円形のエッジ部が生じており、このエッジ部が第６レンズ１１の凸面に当接している。この当接部より半径方向内側からレンズ外形に至るまでマスキング手段１６が設けられている。
【００３５】
マスキング手段１６は、これを印刷、又は塗装によって形成するとよい。こうすれば、マスキング手段１６の膜厚が薄くなり、膜厚のばらつきが小さくなるため、第５レンズ１０と第６レンズ１１の光軸方向位置ずれを少なくすることができ、光学性能を高いレベルで維持することができる。
【００３６】
なお、請求項では、相隣接する二つのレンズを相対的に特定するために、一方のレンズを第１レンズとし、他方のレンズを第２レンズとしている。請求項における第１レンズは図示の実施形態では第５レンズ１０に該当し、請求項における第２レンズは図示の実施形態では第６レンズ１１に該当している。
請求項に記載されている第１レンズ、第２レンズは、図示の実施形態では第２レンズ群内に配置されていて、第２レンズ群は前記絞り５ａよりも後方すなわち像面側に位置して、前述の効果を得るようになっている。
【００３７】
以上のように構成することにより、簡単な構成で、入射された不要光のレンズ平面取り部における透過光、エッジ部における乱反射光をマスキング手段１６で遮光することができ、相隣接するレンズ相互の光軸方向位置ずれを少なくして光学性能を維持しつつ、撮影画像のコントラスト低下の原因であるフレアを削減することができる。
【００３８】
なお、本発明にかかる撮影レンズとは、レンズ、絞り、マスキング手段などの光学素子から構成された部分をいい、レンズ鏡胴とは、上記撮影レンズとこれを保持する鏡筒を含むレンズ装置をいう。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明にかかる上記レンズ鏡胴は、これをあらゆる種類のカメラに使用することができ、これによってフレアの少ないコントラストの高い高画質の写真画像を得ることができる。ちなみに、図１に示す撮影レンズ及びレンズ鏡胴の実施形態は、デジタルカメラ、あるいはビデオカメラ用として撮像素子６を備えた例になっているが、そのほか、銀塩写真撮影カメラなど、あらゆる種類のカメラに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明にかかる撮影レンズ及びレンズ鏡胴の実施形態を示す光軸に沿った断面図である。
【図２】上記撮影レンズにおいてワイド状態での各レンズ群の位置と最外有効光線を示す光学配置図である。
【図３】上記撮影レンズにおいてテレ状態での各レンズ群の位置と最外有効光線を示す光学配置図である。
【図４】上記撮影レンズにおいてテレ状態で最外有効光線より入射角の大きい光線が入ったときの光線図である。
【図５】一つのレンズの平面部における光の透過とエッジ部における光の散乱の様子を示す光線図である。
【図６】本発明におけるマスキング手段が上記光の透過と光の散乱を遮蔽する様子を示す光線図である。
【符号の説明】
【００４１】
２    第２レンズ群
３    第１レンズ群
４    第３レンズ群
５    シャッタユニット
５ａ  絞り
１０  第１レンズ
１１  第２レンズ
１６  マスキング手段
【図１】
2005077616.tif 000003
【図２】
2005077616.tif 000004
【図３】
2005077616.tif 000005
【図４】
2005077616.tif 000006
【図５】
2005077616.tif 000007
【図６】
2005077616.tif 000008