(57)【要約】【課題】高輝度の被写体を撮像する場合でもゴーストやフレアを抑えることができるよう不要光の発生を抑制することができるレンズを提供する。【解決手段】物体側光学面１１ａからレンズ１１内に入射した光線Ｌが、像側光学面１１ｂで反射されたとき、像側光学面１１ｂからの反射光Ｌが到達する位置以外の場所に、境界部としての重複部ＯＬを形成することで、反射光の「増反射」現象を回避し、例え高輝度の被写体を撮像する場合でも、ゴーストやフレアを抑えることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも有効径内の表面に第１の光学コートを形成し、有効径外の表面に第２のコートを形成したレンズにおいて、
前記有効径外において、物体側光学面から前記レンズ内に入射した光線が到達する位置以外の場所に、前記第１の光学コートと前記第２の光学コートの境界部が形成されていることを特徴とするレンズ。
【請求項２】
前記場所は、前記物体側光学面の有効径外であって、前記物体側光学面から前記レンズ内に入射した光線が、前記像側光学面で反射されたとき、前記像側光学面からの反射光が到達する位置以外の場所であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ。
【請求項３】
前記像側光学面は凹形状であることを特徴とする請求項２に記載のレンズ。
【請求項４】
前記場所は、前記像側光学面の有効径外であって、前記物体側光学面から前記レンズ内に入射した光線が、直接到達する位置以外の場所であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ。
【請求項５】
前記物体側光学面は凹形状であることを特徴とする請求項４に記載のレンズ。
【請求項６】
前記第１の光学コートと前記第２の光学コートの境界部には、前記第１の光学コートと前記第２の光学コートとが重複して形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のレンズ。
【請求項７】
前記第１の光学コートと前記第２の光学コートの境界部には、前記第１の光学コートと前記第２の光学コートのいずれも形成されていないことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のレンズ。
【請求項８】
前記第１の光学コートは反射防止コートであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のレンズ。
【請求項９】
前記第２の光学コートは内面反射防止用コートであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズに関し、例えばカメラや顕微鏡等に使用されと好適なレンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ等の光学機器に用いられている一般的なレンズでは、特許文献１に示すように、少なくとも有効径内の光学面には反射防止コートを成膜することにより光線の透過率を高めている。又、それ以外にも、特許文献２に示すように、レンズの有効径外の側面に黒色の艶消し塗料を塗布することにより、かかる面における不要光のレンズ内への進入や内面反射を抑制して、ゴーストやフレアが生じることを有効に防止している。この塗料は、反射率を極力小さくするために、ほぼ黒色で、かつ超低反射率であることが多い。
【特許文献１】特開２００３−１２１６０４号公報
【特許文献２】特開２００３−１６１８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特に高輝度の被写体にレンズを向けたとき、レンズの像側光学面から光線が入射した際に、入射角によって比較的強いゴーストやフレアが発生することが判明した。
【０００４】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、高輝度の被写体を撮像する場合でもゴーストやフレアを抑えることができるよう不要光の発生を抑制することができるレンズ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】
【０００５】
請求項１に記載のレンズは、少なくとも有効径内の表面に第１の光学コートを形成し、有効径外の表面に第２のコートを形成したレンズにおいて、
前記有効径外において、物体側光学面から前記レンズ内に入射した光線が到達する位置以外の場所に、前記第１の光学コートと前記第２の光学コートの境界部が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明者らは鋭意研究の結果、反射防止コートの上から黒色の艶消し塗料を塗布した場合において、その重複部の裏側にレンズの内部を通った光線が直接入射したり、或いは内面反射した反射光線が間接的に入射すると、高い反射率で光線が反射することを発見した。しかるに、かかる問題を解消するためには、重複部をなくせば良いのであるが、製造技術上等の問題から、反射防止コートと黒色の艶消し塗料とを重複することなく且つ隙間を空けることなく形成することは困難である。一方、反射防止コートと黒色の艶消し塗料とを、ある程度の隙間をあけて形成することはできるが、かかる隙間より不要光が侵入する恐れが生じるという別な問題がある。そこで、本発明においては、有効径外において、物体側光学面から前記レンズ内に入射した光線が到達する位置以外の場所に、前記第１の光学コートと前記第２の光学コートの境界部を形成することで、高輝度の被写体を撮像する場合でもゴーストやフレアを抑えることができるようにしたのである。
【０００７】
請求項２に記載の光学素子は、請求項１に記載の発明において、前記場所は、前記物体側光学面の有効径外であって、前記物体側光学面から前記レンズ内に入射した光線が、前記像側光学面で反射されたとき、前記像側光学面からの反射光が到達する位置以外の場所であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の光学素子は、請求項２に記載の発明において、前記像側光学面は凹形状であることを特徴とする。前記像側光学面が凹形状であると、前記物体側光学面から前記レンズ内に入射した光線が、前記像側光学面で反射されたとき、前記物体側光学面の有効径外に到達しやすいため、本発明の効果を得やすいからである。
【０００９】
請求項４に記載の光学素子は、請求項１に記載の発明において、前記場所は、前記像側光学面の有効径外であって、前記物体側光学面から前記レンズ内に入射した光線が、直接到達する位置以外の場所であることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の光学素子は、請求項４に記載の発明において、前記物体側光学面は凹形状であることを特徴とする。前記物体側光学面が凹形状であると、前記物体側光学面から前記レンズ内に入射した光線が、前記像側光学面の有効径外に到達しやすいため、本発明の効果を得やすいからである。
【００１１】
請求項６に記載の光学素子は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記第１の光学コートと前記第２の光学コートの境界部には、前記第１の光学コートと前記第２の光学コートとが重複して形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の光学素子は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記第１の光学コートと前記第２の光学コートの境界部には、前記第１の光学コートと前記第２の光学コートのいずれも形成されていないことを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の光学素子は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記第１の光学コートは反射防止コートであることを特徴とする。反射防止コートとは、例えば特開２００３−１２１６０４号公報に記載されたものであり、特開２００４−７０３０１号公報等に記載の方法で成膜できる。
【００１４】
請求項９に記載の光学素子は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、前記第２の光学コートは内面反射防止用コートであることを特徴とする。内面反射防止用コートとしては、特開２００３−１６１８０４号公報等に記載の塗料を用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図面を参照して、本発明の実施の形態にかかるレンズを搭載したレンズユニットについて説明する。図１は交換レンズとしてのレンズユニット１の断面図であり、ズームレンズであるレンズユニット１のワイド状態を示している。第１レンズ群を構成するレンズ１１，１２は、外側移動筒１７のレンズ枠１７ａに保持されている。外側移動筒１７の内周面には雌ヘリコイドネジ１７ｂが形成されている。
【００１６】
外側移動筒１７の雌ヘリコイドネジ１７ｂは内側移動筒１８の外周面に形成された雄ヘリコイドネジ１８ｂと螺合している。そのため、外側移動筒１７を手動で回転操作すると、外側移動筒１７が内側移動筒１８に対して光軸方向に移動し、合焦操作を行うことができる。内側移動筒１８にはレンズ枠１８ａが設けられており、レンズ枠１８ａには第２レンズ群を構成するレンズ１３が保持されている。
【００１７】
図示は省略するが、内側移動筒１８の後端（図示右端）の外周面にはカムピンが植設されており、そのカムピンはカム筒１９のカム溝（不図示）に係合している。カム筒１９は、ズーム操作環２０を回転操作することにより回動する。カム筒１９が回転すると、カム機構によって内側移動筒１８および外側移動筒１７が一体で光軸方向に直進移動する。第３レンズ群を構成するレンズ１４〜１６は、レンズ枠２１に保持されている。
【００１８】
レンズ枠２１は、ズーム動作に関係なく光軸上の一定の位置に固定されている。レンズユニット１は、マウント部２４を用いてカメラ本体（不図示）に固定される。
【００１９】
ここで、図２は、図１のレンズ１１の矢印II部を拡大して示す図であり、図３は、比較例にかかる図２と同様な図である。反射防止コート及び黒色の艶消し塗料の膜厚は、実際より誇張されて示されている（以下の図において同じ）。まず、従来技術にかかるレンズ１１Ａを比較例として説明する。図３において、負のメニスカスレンズ１１Ａは、物体側光学面１１ａが凸形状を有し、像側光学面１１ｂが凹形状を有しており、両光学面１１ａ、１１ｂの有効径ＥＤ１，ＥＤ２より外側まで、反射防止コート（第１の光学コート）ＡＲＣが形成されている。又、レンズ１１の端面１１ｃには、有効径ＥＤ１，ＥＤ２の外側において黒色の艶消し塗料（内面反射防止用の第２の光学コート）ＢＰが塗布されている。
【００２０】
レンズ１１Ａをコートするときは、反射防止コートＡＲＣを形成した後、黒色の艶消し塗料ＢＰを塗布するため、成膜範囲のバラツキ等を考慮すると、反射防止コートＡＲＣと黒色の艶消し塗料ＢＰとが重複してなる重複部ＯＬが、有効径ＥＤ１，ＥＤ２の外側に形成されてしまうこととなる。しかるに、図３に矢印で示すように、物体側光学面１１ａから光線Ｌが入射したときに、像側光学面１１ｂで反射して、その反射した光線Ｌが重複部ＯＬに入射することがある。
【００２１】
本来的に、反射防止コートＡＲＣは反射防止機能を発揮するものであるが、これは空気との屈折率差において最小の反射率となるように設計されているからである。しかるに、重複部ＯＬに入射した光線Ｌは、反射防止コートＡＲＣを通過した後、空気に触れることなく黒色の艶消し塗料ＢＰで反射されて戻るため、反射防止コートＡＲＣと黒色の艶消し塗料ＢＰとの屈折差が、空気と反射防止コートＡＲＣとの屈折率と大きく異なることとなり、それにより反射防止コートＡＲＣの機能が発揮されず、いわゆる「増反射」現象が生じ、高い反射率で光線Ｌを反射させることとなる。すると、図３で実線で示すように、反射した光線Ｌは比較的強度が高い状態で像側光学面１１ｂを通過して、レンズユニット１内に侵入し、ゴーストやフレアとなって結像される画像に悪影響を与える恐れがある。かかる不具合は、特に高輝度の被写体を撮影する場合に顕著となる。そこで、本実施の形態によるレンズ１１においては、以下のようにして、かかる不具合を解消している。
【００２２】
図２において、レンズ１１は、比較例と同様に、物体側光学面１１ａが凸形状を有し、像側光学面１１ｂが凹形状を有しており、両光学面１１ａ、１１ｂの有効径ＥＤ１，ＥＤ２より外側まで、反射防止コート（第１の光学コート）ＡＲＣが形成されている。又、レンズ１１の端面１１ｃには、有効径ＥＤ１，ＥＤ２の外側において黒色の艶消し塗料（内面反射防止用の第２の光学コート）ＢＰが塗布されているが、その重複部ＯＬは、図３の比較例より外側に位置するようにしている。かかる重複部ＯＬの位置は、物体側光学面１１ａから入射した光線が、像側光学面１１ｂで反射した際に到達しないよう、シミュレーションや実験等により決定できる。
【００２３】
本実施の形態によれば、物体側光学面１１ａからレンズ１１内に入射した光線Ｌが、像側光学面１１ｂで反射されたとき、像側光学面１１ｂからの反射光Ｌが到達する位置以外の場所に、境界部としての重複部ＯＬを形成することで、反射光の「増反射」現象を回避し、図２に点線で示すようにわずかな光量の反射光に留めることで、例え高輝度の被写体を撮像する場合でも、ゴーストやフレアを抑えることができる。
【００２４】
図４は、別な実施の形態にかかるレンズ１１’の図２と同様な断面図である。本実施の形態においては、図２の実施の形態と同様に、レンズ１１’の端面１１ｃに、有効径ＥＤ１，ＥＤ２の外側において黒色の艶消し塗料ＢＰが塗布されているが、物体側の反射防止コートＡＲＣの外周縁とは、間隔Δをあけている。即ち、本実施の形態では、反射防止コートＡＲＣと黒色の艶消し塗料ＢＰとの重複部は存在せず、それらの境界部は硝材表面となっている。ここで、像側光学面１１ｂで内面反射した光線Ｌが、反射防止コートＡＲＣと黒色の艶消し塗料ＢＰとの間に入射すると、非コート面の内面反射によりゴーストやフレアが発生する恐れがある。一方、製造技術上の問題から、間隔Δを所定値以上小さくすることは困難である。
【００２５】
そこで、本実施の形態においては、物体側光学面１１ａからレンズ１１内に入射した光線Ｌが、像側光学面１１ｂで反射されたとき、像側光学面１１ｂからの反射光Ｌが到達する位置以外の場所に、境界部としての間隔Δを設けるようにしており、これにより例え高輝度の被写体を撮像する場合でも、ゴーストやフレアを抑えることができる。尚、本実施の形態の場合、間隔Δの外側に光吸収部材（不図示）を配置することで、不要光をの透過・反射を防止することが望ましい。
【００２６】
図５は、図１のレンズ１５の矢印V部を拡大して示す図である。図５において、両凹レンズ１５は、物体側光学面１１ａ及び像側光学面１１ｂが共に凹形状を有しており、両光学面１１ａ、１１ｂの有効径ＥＤ１，ＥＤ２より外側まで、反射防止コート（第１の光学コート）ＡＲＣが形成されている。又、像側光学面１１ｂの有効径ＥＤ２の外側には、レンズ周辺部が像側にテーパ状にカットされたテーパ部１５ｄが形成されているが、これは凹レンズ１５の周辺部の厚さを薄くするために設けられたものである。更に、レンズ１５の端面１５ｃ（テーパ部１５ｄの一部を含む）には、有効径ＥＤ１，ＥＤ２の外側において黒色の艶消し塗料（内面反射防止用の第２の光学コート）ＢＰが塗布されている。
【００２７】
ところで、像側光学面１１ｂの有効径ＥＤ２の外側にテーパ部１５ｄを設けると、図５に点線で示すように、その内面で反射した光線が光軸寄りに戻りやすくなるため問題である。これに対し、本実施の形態においては、物体側光学面１５ａからレンズ１５内に入射した光線Ｌが、像側光学面１５ｂの有効径ＥＤ２の外側において、直接到達する位置以外の場所に、境界部としての重複部ＯＬを形成することで、反射光の「増反射」現象を回避し、図５に点線で示すようにわずかな光量の反射光に留めることで、例え高輝度の被写体を撮像する場合でも、ゴーストやフレアを抑えることができる。尚、本実施の形態の場合、像側光学面１５ｂは凸状であっても良い。
【００２８】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】レンズユニット１の断面図である。
【図２】図１のレンズ１１の矢印II部を拡大して示す図である。
【図３】比較例にかかる図２と同様な図である。
【図４】別な実施の形態にかかるレンズ１１’の図２と同様な断面図であるが、レンズ枠は省略している。
【図５】図１のレンズ１５の矢印V部を拡大して示す図であるが、レンズ枠は省略している。
【符号の説明】
【００３０】
１ レンズユニット
１１、１１’ レンズ
１１ａ 物体側光学面
１１ｂ 像側光学面
１１ｃ 端面
１３ レンズ
１４ レンズ
１５ レンズ
１５ａ 物体側光学面
１５ｂ 像側光学面
１７ 外側移動筒
１７ａ レンズ枠
１７ｂ 雌ヘリコイドネジ
１８ 内側移動筒
１８ａ レンズ枠
１８ｂ 雄ヘリコイドネジ
１９ カム筒
２０ ズーム操作環
２１ レンズ枠
２４ マウント部
Δ 間隔
ＡＲＣ 反射防止コート
ＢＰ 黒色のつや消し塗料
ＥＤ１，ＥＤ２ 有効径
Ｌ 光線
ＯＬ 重複部
【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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