(57)【要約】【課題】フィルム状の光学ローパスフィルタを既存の複数の光学部材に接合し、装置の小型化、軽量化、低コスト化を達成する。【解決手段】被写体像を形成する撮影光学系と、該撮影光学系により形成される被写体像を電気信号に変換する撮像素子２０と、該撮像素子の前段側かつ前記撮影光学系の光軸に垂直な面に配置される複数の光学部材１８，１９とを有し、フィルム状の光学ローパスフィルタ１５，１７を、前記複数の光学部材の前記光軸と垂直な面に接合した構成にしている。【選択図】        図２
2005012483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を形成する撮像光学系と、該撮像光学系により形成される被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子の前段側かつ前記撮像光学系の光軸に垂直な面に配置される複数の光学部材とを有する撮像装置において、フィルム状の光学ローパスフィルタを、前記複数の光学部材の前記光軸と垂直な面に接合したことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
被写体像を形成する撮像光学系と、該撮像光学系により形成される被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子の前段側かつ前記撮像光学系の光軸に垂直な面に配置される複数の光学部材とを有する撮像装置において、前記複数の光学部材のうちの一つは赤外波長域の光を遮断する赤外カットフィルタであり、フィルム状の光学ローパスフィルタを、前記赤外カットフィルタの両面もしくは一方の面に接合したことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
被写体像を形成する撮像光学系と、該撮像光学系により形成される被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子の前段側かつ前記撮像光学系の光軸に垂直な面内に配置される複数の光学部材とを有する撮像装置において、前記複数の光学部材のうちの一つは前記撮像素子を保護するための保護ガラス板であり、フィルム状の光学ローパスフィルタを、前記保護ガラス板の両面もしくは一方の面に接合したことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
被写体像を形成する撮像光学系と、該撮像光学系により形成される被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子の前段側かつ前記撮像光学系の光軸に垂直な面内に配置される複数の光学部材とを有する撮像装置において、前記光学部材は、少なくとも、赤外波長域の光を遮断する赤外カットフィルタと前記撮像素子を保護するための保護ガラス板であり、フィルム状の光学ローパスフィルタを、前記赤外カットフィルタと前記保護ガラス板の面にそれぞれ接合したことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子の前段側かつ撮像光学系の光軸に垂直な面に配置される光学部材を有する撮像装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＣＤやＣＭＯＳ等よりなる撮像素子へ被写体像を形成する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、光学ローパスフィルタが用いられている。この光学ローパスフィルタとして、従来一般的には、複数枚で構成される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。図６に示すように、従来は水晶からなる複屈折板１０１と位相板１０２と複屈折板１０３を複数枚貼り合わせて積層してローパスフィルタを構成し、更に赤外カットフィルタ１０４を貼り合わせて保持枠１０５に固着していた。このために、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っていた。
【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、高分子製光学ローパスフィルタに関する提案が特許文献１にて為されている。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、光学ローパスフィルタ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】
【特許文献１】
特開平０８−１２２７０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記光学異方性高分子フィルム（フィルム状の光学ローパスフィルタ）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であるが、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るには技術的な困難さを伴うものであった。
【０００８】
（発明の目的）
本発明の目的は、フィルム状の光学ローパスフィルタを既存の複数の光学部材に接合し、装置の小型化、軽量化、低コスト化を達成することのできる撮像装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被写体像を形成する撮像光学系と、該撮像光学系により形成される被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子の前段側かつ前記撮像光学系の光軸に垂直な面に配置される複数の光学部材とを有する撮像装置において、前記フィルム状の光学ローパスフィルタを、前記複数の光学部材の前記光軸と垂直な面に接合した撮像装置とするものである。
【００１０】
同じく上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、被写体像を形成する撮像光学系と、該撮像光学系により形成される被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子の前段側かつ前記撮像光学系の光軸に垂直な面に配置される複数の光学部材とを有する撮像装置において、前記複数の光学部材のうちの一つは赤外波長域の光を遮断する赤外カットフィルタであり、フィルム状の光学ローパスフィルタを、前記赤外カットフィルタの両面もしくは一方の面に接合した撮像装置とするものである。
【００１１】
同じく上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、被写体像を形成する撮像光学系と、該撮像光学系により形成される被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子の前段側かつ前記撮像光学系の光軸に垂直な面内に配置される複数の光学部材とを有する撮像装置において、前記複数の光学部材のうちの一つは前記撮像素子を保護するための保護ガラス板であり、フィルム状の光学ローパスフィルタを、前記保護ガラス板の両面もしくは一方の面に接合した撮像装置とするものである。
【００１２】
同じく上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、被写体像を形成する撮像光学系と、該撮像光学系により形成される被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子の前段側かつ前記撮像光学系の光軸に垂直な面内に配置される複数の光学部材とを有する撮像装置において、前記光学部材は、少なくとも、赤外波長域の光を遮断する赤外カットフィルタと前記撮像素子を保護するための保護ガラス板であり、フィルム状の光学ローパスフィルタを、前記赤外カットフィルタと前記保護ガラス板の面にそれぞれ接合した撮像装置とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の各形態に係るフィルム状の光学ローパスフィルタを備えたデジタル一眼レフカメラを示す中央断面図である。
【００１５】
同図において、カメラ１に対して着脱可能な交換レンズ２は、複数枚の撮像レンズ群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を有しており、カメラ１のマウント５によって装着固定される。カメラ１の不図示の接点部と交換レンズ２の不図示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が行われる。
【００１６】
交換レンズ２の撮像光学系である撮像レンズ群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。このメインミラー６はハーフミラーとなっており、ここで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にて下方へ反射され、焦点検出装置８へと導かれる。焦点検出装置８は撮像レンズ群３のデフォーカス量を検出し、撮像レンズ群３が合焦状態となるようにレンズ駆動量を演算して該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。すると、交換レンズ２は不図示のモーターを制御して撮像レンズ群３を駆動して焦点調節を行う。
【００１７】
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上に被写体像として結像され、使用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９上の被写体像を観察することができ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。
【００１８】
サブミラー７の後方にはシャッター１４が配置され、該シャッター１４の後方には、フィルム状の光学ローパスフィルタを構成する複屈折フィルム１５と、位相フィルム１６と、同じくフィルム状の光学ローパスフィルタを構成する複屈折フィルム１７と、これらのフィルム状の光学ローパスフィルタを接合するための赤外カットフィルタ１８と、保護ガラス１９が配置されている。
【００１９】
赤外カットフィルタ１８及び保護ガラス１９には、上述したフィルム状の光学ローパスフィルタが接合され、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（詳細は後述する）。
【００２０】
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が、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。
【００２１】
２１は基板で、ここに固体撮像素子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２１の後方にもう１枚の基板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。これらの基板２１及び基板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可能にしている。基板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が配置されている。
【００２２】
以上が、本実施の各形態に係るデジタル一眼レフカメラの主な構成要素である。
【００２３】
以下、図２から図５を用いて実施の第１乃至第４の形態について説明する。
【００２４】
（実施の第１の形態）
図２は本発明の実施の第１の形態に係るカメラの主要部分の構成を示す図であり、詳しくは、撮像素子の前段側（別言すれば、撮像光学系から撮像素子に至る光路中）かつ撮像光学系の光軸に垂直な面に配置される既存の複数の光学部材にフィルム状の光学ローパスフィルタを接合する構成例を示す図である。
【００２５】
図２において、赤外波長域の光線を遮断する既存の赤外カットフィルタ１８の交換レンズ２側の平面部には、フィルム状の複屈折フィルム１５が接合されている。複屈折フィルム１５は被写体像を水平方向に分離させるフィルム状のローパスフィルタを成すものであり、水晶板等に代わるものである。
【００２６】
また、赤外カットフィルタ１８の固体撮像素子２０側の平面部には、フィルム状の位相フィルム１６が接合されている。位相フィルム１６は複屈折フィルム１５と赤外カットフィルタ１８を通った直線偏光を円偏光に変換するものである。
【００２７】
更に、固体撮像素子２０側の表面に配置されている既存の保護ガラス１９の交換レンズ２側の平面部には、複屈折フィルム１７が接合されている。複屈折フィルム１７は、複屈折フィルム１５と赤外カットフィルタ１８と位相フィルム１６を通った被写体像を垂直方向に分離させるフィルム状のローパスフィルタを成すものであり、水晶板等に代わるものである。
【００２８】
このように、複屈折フィルム１５と位相フィルム１６が接合された赤外カットフィルタ１８は、保持枠２５に固着されている。この後方に位置する固体撮像素子２０側において、保護ガラス１９の平面部に接合された複屈折フィルム１７が、保護ガラス１９と共に固体撮像素子２０の表面に固着されている。
【００２９】
上記のように、複屈折フィルム１５、位相フィルム１６、複屈折フィルム１７がフィルム状の光学ローパスフィルタを構成して、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のものとして機能する。
【００３０】
以上の実施の第１の形態によれば、フィルムを積層するのではなく、既存の異なる光学部材、つまり赤外カットフィルタ１８の交換レンズ側の平面部および保護ガラス１９の交換レンズ側の平面部にフィルム状の光学ローパスフィルタを１枚づつ貼り付ける（接合する）構成にしているので、フィルムを積層する構成のものに比べて技術的な困難さを回避でき、歩留まり向上を図ることができる。つまり、コスト低減化を図ることができる。
【００３１】
また、フィルム状の光学ローパスフィルタを成す複屈折フィルム１５，１７が接合される複数の光学部材は何れも既存の光学部材であるので、フィルム状の光学ローパスフィルタを接合する為の光学部材を新たに追加する必要がなく、低コスト化が実現出来る。さらに、既存の光学部材の平面部にそれぞれ接合すれば良いので、フィルム状の光学ローパスフィルタの平面性も確保出来る。更に、光学ローパスフィルタはフィルム状のものであるので、従来の水晶板の光学ローパスフィルタより総厚を薄く出来、小型化も実現出来る。
【００３２】
（実施の第２の形態）
図３は本発明の実施の第２の形態に係るカメラの主要部分の構成を示す図であり、詳しくは、撮像素子の前段側かつ撮像光学系の光軸に垂直な面に配置される既存の複数の光学部材にフィルム状の光学ローパスフィルタを接合する構成例を示す図である。
【００３３】
図３において、赤外波長域の光線を遮断する既存の赤外カットフィルタ１８の交換レンズ２側の平面部には、複屈折フィルム１５が接合されている。複屈折フィルム１５は、被写体像を水平方向に分離させるフィルム状のローパスフィルタを成すものであり、水晶板等に代わるものである。
【００３４】
また、既存の保護ガラス１９の交換レンズ２側の平面部にフィルム状の位相フィルム１６が接合されている。位相フィルム１６は複屈折フィルム１５と赤外カットフィルタ１８を通った直線偏光を円偏光に変換するものである。
【００３５】
更に、保護ガラス１９の固体撮像素子２０側の平面部には、複屈折フィルム１７が接合されている。複屈折フィルム１７は、複屈折フィルム１５と赤外カットフィルタ１８と位相フィルム１６と保護ガラス１９を通った被写体像を垂直方向に分離させるフィルム状のローパスフィルタを成すものであり、水晶板等に代わるものである。
【００３６】
このように、フィルム状の複屈折フィルム１５が接合された赤外カットフィルタ１８は、保持枠２５に固着されている。この後方に位置する固体撮像素子２０側において、保護ガラス１９の平面部に接合された位相フィルム１６と複屈折フィルム１７が、共に固体撮像素子２０の表面に固着されている。
【００３７】
上記のように、複屈折フィルム１５と位相フィルム１６と複屈折フィルム１７がフィルム状の光学ローパスフィルタを構成している。
【００３８】
以上の実施の第２の形態によれば、フィルムを積層するのではなく、既存の異なる光学部材、つまり赤外カットフィルタ１８の交換レンズ側の平面部および保護ガラス１９の固体撮像素子側の平面部にフィルム状の光学ローパスフィルタを１枚づつ貼り付ける構成にしているので、フィルムを積層する構成のものに比べて技術的な困難さを回避でき、歩留まり向上を図ることができる。
【００３９】
また、フィルム状の光学ローパスフィルタを成す複屈折フィルム１５，１７が接合される複数の光学部材は何れも既存の光学部材であるので、フィルム状の光学ローパスフィルタを接合する為の光学部材を新たに追加する必要がなく、低コスト化が実現出来る。さらに、既存の光学部材の平面部にそれぞれ接合すれば良いので、フィルム状の光学ローパスフィルタの平面性も確保出来る。更に、光学ローパスフィルタはフィルム状のものであるので、従来の水晶板の光学ローパスフィルタより総厚を薄く出来、小型化も実現出来る。
【００４０】
（実施の第３の形態）
図４は本発明の実施の第３の形態に係るカメラの主要部分の構成を示す図であり、詳しくは、撮像素子の前段側かつ撮像光学系の光軸に垂直な面に配置される既存の複数の光学部材にフィルム状の光学ローパスフィルタを接合する構成例を示す図である。
【００４１】
図４において、赤外波長域の光線を遮断する既存の赤外カットフィルタ１８の固体撮像素子２０側の平面部には、フィルム状の複屈折フィルム１５が接合されている。複屈折フィルム１５は赤外カットフィルタ１８を通った被写体像を水平方向に分離させるフィルム状のローパスフィルタである。
【００４２】
また、既存の保護ガラス１９の交換レンズ２側の平面部にフィルム状の位相フィルム１６が接合されている。位相フィルム１６は赤外カットフィルタ１８と複屈折フィルム１５を通った直線偏光を円偏光に変換するものである。更に、既存の保護ガラス１９の固体撮像素子２０側の平面部に、フィルム状の複屈折フィルム１７が接合されている。複屈折フィルム１７は、赤外カットフィルタ１８と複屈折フィルム１５と位相フィルム１６と既存の保護ガラス１９を通った被写体像を垂直方向に分離させるフィルム状のローパスフィルタである。
【００４３】
このように、フィルム状の複屈折フィルム１５が接合された赤外カットフィルタ１８は、保持枠２５に固着されている。この後方に位置する固体撮像素子２０側において、保護ガラス１９の平面部に接合された位相フィルム１６と複屈折フィルム１７が、共に固体撮像素子２０の表面に固着されている。
【００４４】
上記のように、複屈折フィルム１５と位相フィルム１６と複屈折フィルム１７がフィルム状の光学ローパスフィルタを構成している。
【００４５】
以上の実施の第３の形態によれば、フィルムを積層するのではなく、既存の異なる光学部材、つまり赤外カットフィルタ１８の固体撮像素子側の平面部および保護ガラス１９の固体撮像素子側の平面部にフィルム状の光学ローパスフィルタを１枚づつ貼り付ける構成にしているので、フィルムを積層する構成のものに比べて技術的な困難さを回避でき、歩留まり向上を図ることができる。
【００４６】
また、フィルム状の光学ローパスフィルタを成す複屈折フィルム１５，１７が接合される複数の光学部材は何れも既存の光学部材であるので、フィルム状の光学ローパスフィルタを接合する為の光学部材を新たに追加する必要がなく、低コスト化が実現出来る。さらに、既存の光学部材の平面部にそれぞれ接合すれば良いので、フィルム状の光学ローパスフィルタの平面性も確保出来る。更に、光学ローパスフィルタはフィルム状のものであるので、従来の水晶板の光学ローパスフィルタより総厚を薄く出来、小型化も実現出来る。
【００４７】
（実施の第４の形態）
図５は本発明の実施の第４の形態に係るカメラの主要部分の構成を示す図であり、詳しくは、撮像素子の前段側かつ撮像光学系の光軸に垂直な面に配置される既存の複数の光学部材にフィルム状の光学ローパスフィルタを接合する構成例を示す図である。
【００４８】
図５において、赤外波長域の光線を遮断する既存の赤外カットフィルタ１８の交換レンズ２側の平面部には、フィルム状の複屈折フィルム１５が接合されている。複屈折フィルム１５は、被写体像を水平方向に分離させるフィルム状のローパスフィルタである。
【００４９】
また、赤外カットフィルタ１８の固体撮像素子２０側の平面部には、フィルム状の位相フィルム１６が接合されている。位相フィルム１６は複屈折フィルム１５と赤外カットフィルタ１８を通った直線偏光を円偏光に変換するものである。
【００５０】
更に、固体撮像素子２０の前面に配置されている既存の保護ガラス１９の固体撮像素子２０側の平面部には、フィルム状の複屈折フィルム１７が接合されている。複屈折フィルム１７は、複屈折フィルム１５と赤外カットフィルタ１８と位相フィルム１６と既存の保護ガラス１９を通った被写体像を垂直方向に分離させるフィルム状のローパスフィルタである。
【００５１】
このように、複屈折フィルム１５と位相フィルム１６が接合された赤外カットフィルタ１８は、保持枠２５に固着されている。この後方に位置する固体撮像素子２０側において、保護ガラス１９の平面部に接合された複屈折フィルム１７が、保護ガラス１９と共に固体撮像素子２０の表面に固着されている。
【００５２】
上記のように、複屈折フィルム１５と位相フィルム１６と複屈折フィルム１７がフィルム状の光学ローパスフィルタを構成している。
【００５３】
以上の実施の第４の形態によれば、フィルムを積層するのではなく、既存の異なる光学部材、つまり赤外カットフィルタ１８の交換レンズ側の平面部および保護ガラス１９の固体撮像素子側の平面部にフィルム状の光学ローパスフィルタを１枚づつ貼り付ける構成にしているので、フィルムを積層する構成のものに比べて技術的な困難さを回避でき、歩留まり向上を図ることができる。
【００５４】
また、フィルム状の光学ローパスフィルタを成す複屈折フィルム１５，１７が接合される複数の光学部材は何れも既存の光学部材であるので、フィルム状の光学ローパスフィルタを接合する為の光学部材を新たに追加する必要がなく、低コスト化が実現出来る。さらに、既存の光学部材の平面部にそれぞれ接合すれば良いので、フィルム状の光学ローパスフィルタの平面性も確保出来る。更に、光学ローパスフィルタはフィルム状のものであるので、従来の水晶板の光学ローパスフィルタより総厚を薄く出来、小型化も実現出来る。
【００５５】
以上の実施の第１乃至第４の形態によれば、光学ローパスフィルタとして優れた機能を有するフィルム状の光学ローパスフィルタを、デジタルカメラやビデオカメラ、更には銀塩カメラなどの機器内に実装する際に、機器内の既存の異なる光学部材をフィルム状の光学ローパスフィルタの貼付け基材として利用するようにしているので、光学ローパスフィルタとしての優れた機能を十分発揮できる保持機構を有すると共に、低コスト化及び小型化した機器を提供可能となる。
【００５６】
以上の実施の各形態においては、フィルム状の光学的ローパスフィルタが接合される既存の光学部材として、交換レンズ側に赤外カットフィルタを配置し、固体撮像素子側に保護ガラスを配置した例を示しているが、交換レンズ側に保護ガラスを配置し、固体撮像素子側に赤外カットフィルタを配置した構成でも構わない。また、既存の光学部材として、赤外カットフィルタや保護ガラスが２枚以上あり、それぞれにフィルム状の光学的ローパスフィルタが接合される構造であっても良い。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フィルム状の光学ローパスフィルタを既存の複数の光学部材に接合し、装置の小型化、軽量化、低コスト化を達成することができる撮像装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の各形態に係るフィルム状の光学ローパスフィルタを備えたデジタルカメラの構成図である。
【図２】本発明の実施の第１の形態に係るフィルム状の光学ローパスフィルタの光学部材に対する接合について説明するための構成図である。
【図３】本発明の実施の第２の形態に係るフィルム状の光学ローパスフィルタの光学部材に対する接合について説明するための構成図である。
【図４】本発明の実施の第３の形態に係るフィルム状の光学ローパスフィルタの光学部材への接合について説明するための構成図である。
【図５】本発明の実施の第４の形態に係るフィルム状の光学ローパスフィルタの光学部材への接合について説明するための構成図である。
【図６】従来の水晶板光学ローパスフィルタの構成を示す図である。
【符号の説明】
１    カメラ
２    交換レンズ
３    撮像レンズ群
１５  複屈折フィルム
１６  位相フィルム
１７  複屈折フィルム
１８  赤外カットフィルタ
１９  保護ガラス
２０  固体撮像素子（ＣＣＤ／ＣＭＯＳ）
２１  基板
２２  基板
【図１】
2005012483.tif 000003
【図２】
2005012483.tif 000004
【図３】
2005012483.tif 000005
【図４】
2005012483.tif 000006
【図５】
2005012483.tif 000007
【図６】
2005012483.tif 000008