JP2002268120A

JP2002268120A - 光学的機能フィルター部材及び撮像装置

Info

Publication number: JP2002268120A
Application number: JP2001072487A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Koizumi; 智義小泉; Hiroki Katono; 浩樹上遠野
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2002-09-18

Abstract

(57)【要約】【課題】レンズバックを十分に短縮しつつ、装置全体
の小型化を達成でき、しかも、組立時の手間を軽減でき
る光学的機能フィルター部材及び撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置１１は、複数の画素が例えばア
レイ状に配置されたＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子を有
するイメージセンサ３１の周囲に、略カップ状を成すフ
ィルター筐体３４（光学的機能フィルター部材）が設置
され、これらのイメージセンサ３１とフィルター筐体３
４との間にレンズ３５が配置されたものである。このフ
ィルター筐体３４は、遮光体たる筒状の側壁胴部３２の
開放端が、透光性及び各種のフィルター特性を有する板
状の蓋壁３３で閉止されて一体化されたものである。こ
れにより、イメージセンサ３１とレンズ３５との間に従
来の光学的フィルターを設置する必要がなく、小型化が
図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的機能フィル
ター部材及び撮像装置に関し、特に、被写体叉は光源か
らの光が入射する撮像部を有する撮像装置に用いられる
光学的機能フィルター部材、及び、その光学的機能フィ
ルター部材を備える撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カメラ等の撮像装置、特にＣＣ
ＤやＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子を用いた
撮像装置においては、現実の色調を良好に再現し且つ鮮
明な画像を得るために、近赤外光吸収性フィルター等に
よる視感度補正が広く行われている。また、撮像素子等
の画素数によっては、光学的ローパスフィルターを用い
て、入射光の高空間周波数成分を制限することにより、
擬似信号の発生（エリアジング）に伴う被写体からの光
とは異なる色光成分を除去することも行われている。さ
らに、用途によっては、色調の補正、光量調節等を行う
ための各種の光学的機能フィルターが用いられることも
多い。

【０００３】従来の撮像装置としては、レンズ、絞り等
を有するレンズ系と撮像素子との間に、上記の各種機能
フィルターが配置され、リッド等を有する遮光筐体中に
収容されて成るものが知られている。また、レンズ面に
極薄い機能フィルターを被覆したものも提案されている
が、被覆や貼付が困難なことがあり、良好な特性を発現
させ難いことがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、撮像
素子の高画素化及び小型化に伴い、これを用いた小型カ
メラ、イメージセンサを用いた撮像装置等が、電子機
器、特に小型の情報端末機器、携帯機器或いはウェアラ
ブル型の機器、等へ搭載されるようになり、今後も更な
る普及が予想されるところである。また、これらの機器
自体の小型化も急速に進んでおり、撮像素子を含む光学
系、カメラ、センサ等についても、更なる小型化（コン
パクト化）が熱望されている。さらに、撮像装置・機器
の付加価値を高めるために、光学系を含む撮像系の高機
能化も期待されている。小型化に関して一例を挙げれ
ば、レンズ系と撮像素子との間隔を約２ｍｍ程度叉はそ
れ以下とするような市場の要求がある。また、このよう
な狭隘な空間への配置が可能であれば、光学設計上も非
常に有利となって高機能化に寄与できると考えられる。

【０００５】しかし、上記従来の機能フィルター配置を
有する撮像装置においては、レンズ系と撮像素子との距
離（間隔）を、機能フィルターの必要最小厚さ、つま
り、その機能を有意に発現でき、或いは機械的強度が担
保される程度の厚さより短縮することはできない。ま
た、機能フィルターの屈折率が空気の屈折率よりも大き
いときには、焦点深度を調整するための距離を確保する
必要もある。こうなると、レンズ系と撮像素子との間隔
（いわゆるレンズバック）の短縮が一層難しくなる。

【０００６】これに対し、機能フィルターをレンズ系の
前方（被写体側）に配置させることも考えられ、この場
合には、レンズバックが短縮されるものの、遮光筐体内
に一体化されたレンズ系、撮像素子等と、機能フィルタ
ーとを独立に取り扱う必要も生じ、撮像装置の組立作業
の煩雑化を引き起こすおそれがある。また、単にレンズ
系の前方に配置しただけの場合には、全体としての寸法
が劇的に変化するわけではなく、装置、機器、システム
全体の小型化の観点からは十分な改善が望めない。

【０００７】そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてな
されたものであり、上記の問題点を解消すること、つま
り、撮像装置におけるレンズバックを十分に短縮しつ
つ、装置全体の小型化を達成でき、しかも、組立時の手
間を軽減できる光学的機能フィルター部材及び撮像装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による光学的機能フィルター部材は、被写体
叉は光源からの光が入射する撮像部を有する撮像装置に
用いられるものであって、（１）撮像部への入射光の一
部を遮断する遮光部と、（２）遮光部と一体に設けられ
ており、入射光に対する透過性を有しており、且つ、撮
像部と被写体叉は光源との間に配置されるフィルター部
とを備えることを特徴とする。

【０００９】このような構成を有する光学的機能フィル
ター部材は、入射光に対する透過性を有するフィルター
部を有しており、このフィルター部に種々の光学的なフ
ィルター機能を付与し得る。また、このフィルター部が
遮光部と一体に（一体的に）設けられており、例えば上
述した従来の遮光筐体の一部をフィルター部で置換する
ことが可能である。そして、このような光学的機能フィ
ルター部材を、撮像部及び撮像部に対向配置されるレン
ズ系の周囲に設置すれば、従来のフィルター部の配置ス
ペースが削減される。

【００１０】また、フィルター部が、近赤外光吸収性フ
ィルター、光学的ローパスフィルター、ＮＤフィルタ
ー、色調フィルター、光増幅フィルター、等のうち少な
くともいずれか一つのフィルターを備える、或いはその
フィルター機能を有すると、これらの種々の光学的機能
がフィルター部に付与される。これらの各種機能フィル
ターは、従来は、個別のフィルターとして、撮像部叉は
レンズ（系）の前段に配置される傾向にあった。また、
これらの中には、元来、その機能を発現させるために必
要な最小厚さが比較的厚かったり、他の薄層（薄膜）フ
ィルターの支持体叉は保持体を兼ねていたため、厚さを
十分に薄くできないものがあった。これに対し、本発明
で用いるフィルター部に、これらの各種フィルターの少
なくとも一つを集約させれば、これらの各種機能フィル
ターが占有していたスペースをも削除できる。

【００１１】さらに、このような本発明の光学的機能フ
ィルター部材は、観点を換えれば、光学的フィルター機
能を備える遮光筐体であり、より具体的には、光学的機
能フィルター部材は、一方端が開放された略カップ状を
成しており、底壁叉は蓋壁の少なくとも一部がフィルタ
ー部から成っており且つ側壁が遮光部から成るものとさ
れる。この場合、底壁叉は蓋壁の全部をフィルター部と
してもよい。また、撮像部を光学的機能フィルター部で
覆う（蓋をする）ようにすれば、撮像部にフィルター部
が対向配置され、その部分から被写体等からの光が入射
するとともに、側壁方向からの迷光の入射が確実に防止
される。

【００１２】或いは、遮光部は、少なくとも一部が、フ
ィルター部上の一部に形成されたものであってもよい。
こうすれば、光学的機能フィルター部材を主としてフィ
ルター部として機能する材料で形成し、遮光を行うべき
所望の部位に遮光部を設ければよいので、上述したよう
な各壁部を異なる部材で形成させて一体化する必要がな
い。

【００１３】より具体的には、遮光部は、フィルター部
上に被覆、貼付叉は塗布された遮光体を含むものである
と好適である。遮光部は、少なくとも可視域、更にはそ
の周辺波長領域の光を遮断すればよく、光学的に不透明
な例えば黒色叉は略黒色を呈する遮光体（塗料、フィル
ム等）を、透光性を有するフィルター部上に被覆、貼付
叉は塗布することで簡易に得られる。こうすれば、遮光
部を薄くしてもフィルター部がその保持体となるので、
遮光部として機械強度的に自立できる程度の厚みを有す
る他の部材を用いなくてもよく、光学的機能フィルター
部材を一層軽薄化できる。

【００１４】またさらに、フィルター部は、（ａ）撮像
部と同軸状に設けられた第１の透光領域と、（ｂ）当該
フィルター部が撮像部に対向して配置されたときに第１
の透光領域よりも撮像部側に位置し、第１の透光領域と
同軸状に設けられ、且つ、第１の透光領域の面積よりも
小さい面積を有する第２の透光領域とを有するものであ
ると好ましい。

【００１５】撮像装置の撮像部上に入射光を結像叉は投
影するのに用いられるレンズ（系）として球面レンズを
用いた場合、レンズと撮像部との距離（レンズバック）
によっては、レンズの中心部を通過した光と、レンズの
周縁部を通過した光とで焦点深度に差異が生じることが
ある。この場合、レンズの周縁部へ入射した光が撮像部
上に到達しない方が好ましい傾向にある。

【００１６】これに対し、上記第１及び第２の透光領域
を有するフィルター部を備えた本発明の光学的機能フィ
ルター部材では、被写体光等が、同軸状に位置する第１
の透光領域及び第２の透光領域をこの順に通過する。こ
のとき、第２の透光領域が第１の透光領域よりも面積が
小さくされているので、両領域を通過した光は、両者の
周縁を結ぶ錘状に光路が規制される。よって、その後段
にレンズ（系）が配置されたときに、そのレンズの周縁
部への光の入射を妨げることができる。

【００１７】或いは、このような第１及び第２の透光領
域を設ける代りに、遮光部が、撮像部に対向して略錘状
叉は略漏斗状に開口する開口部を有しており、且つ、フ
ィルター部がその開口部に嵌合されて成るものであって
も好適である。こうすれば、透光性を有するフィルター
部が開口部に嵌合する形状つまり略錘状叉は略漏斗状を
成すので、光学的機能フィルター部材へ入射する光は、
フィルター部を通過する際にその形状に沿って光路が規
制される。

【００１８】また、本発明による撮像装置は、本発明の
光学的機能フィルター部材を用いて有効に構成される装
置であり、被写体叉は光源からの光が入射する撮像部を
有するものであって、撮像部の周囲に設けられた本発明
の光学的機能フィルター部材と、撮像部とこの光学的機
能フィルター部材との間に配置されたレンズ系とを備え
ることを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
添付図面を参照して詳細に説明する。なお、同一の要素
には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。ま
た、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面
に示す位置関係に基づくものとする。また、図面の寸法
比率は、図示の比率に限られるものではない。

【００２０】図１は、本発明による光学的機能フィルタ
ー部材を用いた本発明の撮像装置に係る第１実施形態の
要部を示す摸式断面図である。撮像装置１１は、複数の
画素が例えばアレイ状に配置されたＣＣＤ、ＣＭＯＳ等
の撮像素子を有するイメージセンサ３１（撮像部）の周
囲に、略カップ状を成すフィルター筐体３４（光学的機
能フィルター部材）が設置され、イメージセンサ３１と
フィルター筐体３４との間にレンズ３５（レンズ系）が
配置されたものである。

【００２１】また、フィルター筐体３４は、イメージセ
ンサ３１が載置された支持台上にその開放端が当接して
おり、光軸に沿ってイメージセンサ３１及びレンズ３５
と同軸状に設けられている。このフィルター筐体３４
は、略筒状を成す側壁胴部３２（遮光部）の上記支持台
に当接していない一方の開放端が、略板状の蓋壁３３
（フィルター部）で閉止されたものである。側壁胴部３
２は、遮光材料で形成されており、一方、蓋壁３３は、
透光性を有する材料で形成されている。

【００２２】さらに、蓋壁３３の外面及び内面の周縁部
には、それぞれ黒色塗料による被覆領域３３ａ，３３ｂ
（遮光体）が設けられており、中央部に材料面が露出し
ている領域３３ｃ（第１の透光領域）及び領域３３ｄ
（第２の透光領域）が形成されている。これらの領域３
３ｃ，３３ｄは略円形状を示し、イメージセンサ３１及
びレンズ３５と同軸状に設けられている。このように、
イメージセンサ３１及びレンズ３５の周囲は、蓋壁３３
における被覆領域３３ａ，３３ｂ、側壁胴部３２、及び
イメージセンサ３１が設置された支持台によって遮光、
つまり光学的に封止されている。すなわち、フィルター
部としての蓋壁３３上に設けられた被覆領域３３ａ，３
３ｂも遮光部として機能する。

【００２３】またさらに、被覆領域３３ａ，３３ｂが形
成される部位は、特に限定されるものではないが、例え
ば、蓋壁３３の外面に形成された領域３３ｃの面積が、
同内面に形成された領域３３ｄの面積よりも大きくなる
ようにされている。更に具体的には、被覆領域３３ａ，
３３ｂの内縁を結ぶ仮想面で形成される円錐の頂角θが
約９０°となるように形成されると好ましい場合があ
る。このように、観点を変えると、蓋壁３３における被
覆領域３３ａ，３３ｂ間の部分（被覆領域３３ａ，３３
ｂを含む）及び側壁胴部３２から遮光部が構成されてい
るとも言える。一方、蓋壁３３における領域３３ｃ，３
３ｄ間の部分が実質的な光学的フィルターとして機能す
る。

【００２４】また、イメージセンサ３１は、図示しない
信号処理回路系、ディスプレイ、記憶装置等に接続され
ており、フィルター筐体３４の蓋壁３３の領域３３ｃ，
３３ｄ、及びレンズ３５を通してイメージセンサ３１上
に入射した被写体等からの光が電気的な強度信号に変換
され、信号処理された後、その画像が取得されるように
なっている。

【００２５】ここで、蓋壁３３は、近赤外光吸収性フィ
ルター、光学的ローパスフィルター、ＮＤフィルター、
色調フィルター、光増幅フィルター、のうち少なくとも
いずれか一つのフィルター機能を有すると好ましい。さ
らに、これらの中では、不要な近赤外光成分を有意に吸
収して視感度補正を好適に行い得る点において、近赤外
光吸収性フィルター機能を備えるとより好ましい。ま
た、ＣＣＤ等の撮像素子を用いる場合に、高空間周波数
成分を有意に除去して擬似信号に起因するモアレの発生
を防止できる点で、光学的ローパスフィルター機能をも
備えるとより好ましい。

【００２６】この近赤外光吸収性フィルターを形成する
材料としては、特に限定されるものではないが、例え
ば、本出願人による特開平６−１１８２２８号公報、同
国際公開ＷＯ９９２６９５２号明細書、等に記載されて
いるリン酸エステル化合物と銅イオン等の金属イオンと
を含有して成るもの、本出願人による特開平９−２０８
７７５号公報等に記載されているホスホン酸モノエステ
ル化合物と銅イオン等の金属イオンとを含有して成るも
の、特開２０００−９８１３０号公報等に記載されてい
るホスフィン酸化合物と銅イオンとを含有して成るも
の、特開２０００−７６８７号公報等に記載されている
ホスホン酸化合物と銅イオンとを含有して成るものが挙
げられる。

【００２７】或いは、ガラス製叉は樹脂製の透明基体上
に二酸化ケイ素層と酸化チタン層とを交互に形成したも
の、更にはリン酸ガラスに銅イオン等の金属イオンが導
入されたもの等を用いてもよい。

【００２８】また、光学的ローパスフィルターとして
は、位相格子を有するものが挙げられ、例えば、本出願
人による特開平２０００−６６１４２号公報、同特開平
６−１１８２２８号公報等に記載の方法及び材料により
製造されたものを例示できる。特に、後者の公報に記載
の透明樹脂板を用いると近赤外光吸収特性及び光学的ロ
ーパスフィルター特性の両方を有するものが得られる。
また、樹脂製のもの以外に、例えばガラス板を用いるこ
ともでき、この場合には、例えば、リフトオフ法、エッ
チング法、本出願人による特開平９−２６３９３２号公
報に記載の方法等によって形成されたものが好適であ
る。

【００２９】或いは、材料の複屈折を利用するもの、す
なわち、水晶製の光学的ローパスフィルター、叉は、液
晶特有の配向特性を元来有する光学的異方性樹脂を主と
して含む光学的ローパスフィルター等を用いても好まし
い。このような光学的異方性樹脂から成るものとして
は、例えば、本出願人による特開平８−１２２７０８号
公報等に記載の種々の樹脂を同公報に記載の方法で得た
ものを用いると好適である。

【００３０】さらに、ＮＤフィルターとしては、撮像対
象からの光の波長の略全域に対して光学濃度が実質的に
一様となるような吸光度特性、即ちＮＤ（Neutral Dens
ity）機能が発現されるように、各種の合成樹脂用着色
染料（黄色、橙色、赤色、青色、紫色等）を組み合わせ
て透明樹脂に添加したもの等を用いると好ましい。

【００３１】またさらに、色調補正フィルターとして
は、発色性を有するフォトクロミック染料、具体的に
は、耐久性に優れるスピロオキサジン化合物、クロメン
化合物、フルギド化合物等を含んで成る樹脂等を適宜組
合わせて使用できる。さらにまた、光増幅フィルターと
しては、ユーロピウム、ネオジム等の希土類金属イオン
を含む透明部材が挙げられ、上述した銅イオン等を含む
近赤外光吸収性フィルターに、これらの希土類金属イオ
ンを適宜の含量で添加したものを用いると有用である。

【００３２】このように構成された撮像装置１１によれ
ば、撮像対象である被写体、光源等からの光の一部が被
覆領域３３ａ，３３ｂによって遮断され、領域３３ｃに
達した光が蓋壁３３における透光性を有する部位を通過
し、領域３３ｄからフィルター筐体３４の内方へ出射さ
れる。すなわち、フィルター筐体３４に入射した光の一
部が光路を規制された状態でレンズ３５へ入射する。レ
ンズ３５を透過した光は、イメージセンサ３１上に集
光、結像、叉は投影され、これらの光信号が図示しない
信号処理回路等で適宜処理されてディスプレイ等の表示
装置に表示される。

【００３３】このとき、イメージセンサ３１及びレンズ
３５の周囲は、蓋壁３３における被覆領域３３ａ，３３
ｂ、側壁胴部３２等によって遮光されているので、周囲
の環境からイメージセンサ３１へ入射するおそれがある
不要な光（いわゆる迷光）が確実に遮断される。また、
蓋壁３３が、上述したような各種のフィルター機能を有
すると、例えば、近赤外光が吸収されて視感度補正がな
され、叉は、高空間周波数成分が除去されて擬似信号の
発生が抑制される等により、被写体等の真の色調が再現
された鮮明な画像を得ることができる。

【００３４】さらに、フィルター部として機能する蓋壁
３３における領域３３ｃ，３３ｄ間の部分が、遮光部と
して機能する被覆領域３３ａ，３３ｂ間の部分及び側壁
胴部３２と一体に設けられている。すなわち、フィルタ
ー筐体３４は、遮光筐体が光学的なフィルター機能を有
するものであり、よって、従来、イメージセンサ３１と
レンズ３５との間に配置される傾向にあった光学的フィ
ルターの設置スペースを削減できる。したがって、イメ
ージセンサ３１とレンズ３５との間の距離（レンズバッ
ク）を短縮することができ、その結果、撮像装置１１の
小型化を実現できる。

【００３５】しかも、従来想到されるような光学的フィ
ルターを単にレンズ３５の前段に配置してレンズバック
を縮小する場合に比しても、撮像装置１１の全体を格段
に小型化できる利点がある。また、部品点数及びその組
立工数を軽減できるので、生産性をも向上できる。さら
に、領域３３ｃ，３３ｄによって、入射光の光路が錘状
に規制される（換言すれば、被覆領域３３ａ，３３ｂが
コリメータとして機能する）ので、レンズ３５の周縁部
への光の入射が防止される。よって、例えば、球面レン
ズ等を用いた場合に、レンズの中心部を通過した光と、
レンズの周縁部を通過した光とで焦点深度に差異が生じ
てしまうことを抑制できる。よって、そのような焦点深
度の差異に起因して生ずるおそれがある画質の低下を防
止できる。

【００３６】また、上述した各種の機能フィルターは、
従来、個別のフィルターとして、イメージセンサ３１叉
はレンズ３５の前段に配置されることが多々あった。加
えて、これらの機能フィルターの中には、元来、その機
能を発現させるために必要な最小厚さが比較的厚かった
り、他の薄層（薄膜）フィルターの支持体叉は保持体を
兼ねていたため、厚さを十分に薄くできないものがあっ
た。これに対し、蓋壁３３にこれらの機能フィルターの
特性を付与したり、各種機能フィルターを積層したもの
を蓋壁３３として用いれば、これらの各種機能フィルタ
ーが占有していたスペースをも削除できる。したがっ
て、レンズバックの更なる短縮化が可能となり、これに
より、撮像装置１１の一層の小型化及び組立時の手間の
軽減を図り得る。

【００３７】さらに、被覆領域３３ａ，３３ｂによって
蓋壁３３の一部（周縁部）を遮光部として機能させるの
で、上述のような入射光の光路を規制する場合に、遮光
部を複雑な屈曲形状叉はコリメータ形状に加工すること
なく、簡易な形状である筒状の側壁胴部３２と板状の蓋
壁３３とを組合わせてフィルター筐体３４を構成でき
る。よって、筐体ひいては撮像装置の成形加工性を向上
できる。またさらに、従来は、リッド等を有する筐体に
レンズ３５を保持させるために、その筐体の端部にレン
ズ保持用の爪（入射光の光路規制用のコリメータを兼ね
る場合もあった）を設けていた。これに対し、撮像装置
１１では蓋壁３３を一定の厚さとすれば、これにレンズ
３５を保持させることができる。

【００３８】図２は、本発明による光学的機能フィルタ
ー部材を用いた本発明の撮像装置に係る第２実施形態の
要部を示す摸式断面図である。撮像装置１２は、フィル
ター筐体３４の代りに、フィルター筐体３８（光学的機
能フィルター部材）を備えること以外は、図１に示す撮
像装置１１と同様に構成されたものである。このフィル
ター筐体３８は、略カップ状を成し、且つ、透光性材料
で形成された本体部３７（フィルター部）の側壁の外内
面及び上壁の内外面の一部に黒色塗料による被覆領域３
７ａ，３７ｂ（遮光体、遮光部）が設けられたものであ
る。また、本体部３７は、先に述べた各種の機能フィル
ターの積層体、接合体、叉はそれらの機能を有する単層
叉は多層体等から成るものである。

【００３９】このような構成の撮像装置１２において
は、入射光の一部は被覆領域３７ａ，３７ｂで遮断さ
れ、本体部におけるそれらが被覆されていない部位が、
実質的に光学的な機能フィルターとして作用する。よっ
て、撮像装置１１と同様に、従来の光学的なフィルター
叉はフィルター群をレンズ３５とイメージセンサ３１と
の間に配置することが不要となり、その設置スペースを
削減できる。したがって、イメージセンサ３１とレンズ
３５との間の距離を短縮でき、これにより撮像装置１２
の小型化を実現できる。

【００４０】また、フィルター筐体３８を主として本体
部３７で一体成形できるので、組立工数及び部品点数を
更に削減できる。よって、生産性を一層向上することが
可能となる。さらに、黒色塗装等によって簡易に形成で
きる被覆領域３７ａ，３７ｂで遮光部全体が構成される
ので、機械強度的に自立可能な厚みを有する他の遮光部
材を用いることなく、これによって装置全体の軽薄化を
一層図り得る。

【００４１】図３は、本発明による光学的機能フィルタ
ー部材を用いた本発明の撮像装置に係る第３実施形態の
要部を示す摸式断面図である。撮像装置１３は、フィル
ター筐体３４の代りに、フィルター筐体５３（光学的機
能フィルター部材）を備えること以外は、図１に示す撮
像装置１１と同様に構成されたものである。このフィル
ター筐体５３は、略筒状を成し且つイメージセンサ３１
に対向する部位に錘状（逆錘状）叉は漏斗状の開口部を
有する遮光筐体５１（遮光部）と、その開口部に嵌合設
置され、透光性材料で形成され且つ上述した各種機能フ
ィルターの積層体等から成る光学的フィルター５２とか
ら構成される。

【００４２】このような撮像装置１３によれば、光学的
フィルター５２が遮光筐体５１の開口部に嵌合する形状
つまり錘状叉は漏斗状を成すので、フィルター筐体５３
への入射光は、光学的フィルター５２を通過する際にコ
リメートされて光路が規制される。よって、レンズ３５
の中心部に集束されるように入射するので、前述の如く
レンズ３５の形状によってはその周縁部に入射した光が
イメージセンサ３１上へ結像等されると不都合な場合
に、それを解消できる。また、各種のフィルター機能を
光学的フィルター５２に集約できるので、撮像装置１３
においてもレンズバックを十分に短縮することが可能で
ある。

【００４３】図４は、本発明による光学的機能フィルタ
ー部材を用いた本発明の撮像装置に係る第４実施形態の
要部を示す摸式断面図である。撮像装置１４は、フィル
ター筐体３４の代りにフィルター筐体５７（光学的機能
フィルター部材）を備えること以外は、図１に示す撮像
装置１１と同様に構成されたものである。このフィルタ
ー筐体５７は、光学的に不透明な略筒状の側壁胴部５４
（遮光部）の図示上方端が透明板５５で封止され、その
上に光学的フィルター５６が一体に設けられたものであ
る。

【００４４】透明板５５は、光学的なフィルター機能を
有する必要はなく、光学的フィルター５６が種々の機能
フィルターの積層体等で構成されている。また、透明板
５５と光学的フィルター５６は、両者の厚さを足し合せ
た厚さが、例えば、レンズ３５を保持可能な寸法とされ
ている。これにより、フィルター筐体５７の蓋厚を必要
最小限に極力薄くしつつ、機械強度が担保されるので、
フィルターやフィルター群をレンズ３５の前に配置する
ような従来に比して、撮像装置１４全体をより小型化で
きる。

【００４５】また、フィルター筐体５７は、このような
簡略な形状の部材の組み合わせであり、成形加工が平易
となる利点がある。さらに、撮像装置１４においては、
撮像装置１１等のように遮光部によって入射光をコリメ
ートすることにより光路規制が行われないが、レンズ３
５がその周縁部への光の入射を遮断する必要がないよう
なレンズ（例えば、そのような光学設計が施された非球
面レンズ等）である場合には、特に顕著な不都合は生じ
得ない。同様なことが、後述する図５及び６にそれぞれ
に示す撮像装置１５，１６についても当てはまる。

【００４６】図５は、本発明による光学的機能フィルタ
ー部材を用いた本発明の撮像装置に係る第５実施形態の
要部を示す摸式断面図である。撮像装置１５は、フィル
ター筐体３４の代りに、被覆領域３３ａ，３３ｂを有し
ない蓋壁３３と側壁胴部３２とから成るフィルター筐体
５９（光学的機能フィルター部材）を備えること以外
は、図１に示す撮像装置１１と同様に構成されたもので
ある。この撮像装置１５では、レンズ３５及びイメージ
センサ３１の側方から入射するおそれがある迷光は、側
壁胴部３２によって有効に遮断される。

【００４７】また、図６は、本発明による光学的機能フ
ィルター部材を用いた本発明の撮像装置に係る第６実施
形態の要部を示す摸式断面図である。撮像装置１６は、
フィルター筐体３８の代りに、側壁外面に黒色の被覆領
域３７ｃ（遮光体）が設けられた本体部３７から構成さ
れるフィルター筐体６１（光学的機能フィルター部材）
を備えること以外は、図２に示す撮像装置１２と同様に
構成されたものである。この撮像装置１６においては、
レンズ３５及びイメージセンサ３１の側方から入射する
おそれがある迷光が、被覆領域３７ｃによって有効に遮
断される。

【００４８】図７は、本発明による光学的機能フィルタ
ー部材を用いた本発明の撮像装置に係る第７実施形態の
要部を示す摸式断面図である。撮像装置１７は、イメー
ジセンサ３１及びその前段に配置されたレンズ３６（レ
ンズ系）と、それらを覆うように設置されたフィルター
筐体７３とを備えるものである。フィルター筐体７３
は、略筒状を成し断面において段差を有する側壁胴部７
１（遮光部）の上方端部に、略板状を成し黒色の被覆領
域７２ａ（遮光体）が設けられた透光性の蓋壁７２（フ
ィルター部）が螺合されたものである。この蓋壁７２
は、上述した種々の機能フィルターの特性を有してい
る。

【００４９】また、側壁胴部７１は、イメージセンサ３
１の側方に位置する支持胴体７１ａに鏡筒部７１ｂが突
設されたものであり、支持胴体７１ａの内壁面の一部及
び鏡筒部７１ｂの内壁面に、雌ネジ部７１ｃが連続して
設けられている。また、蓋壁７２は、レンズ３６側に突
設された環状凸部を有しており、その外周面に雌ネジ部
７１ｃと螺合可能な雄ネジ部７２ｃが形成されている。
さらに、蓋壁７２の被覆領域７２ａは、蓋壁７２の板面
の周縁部に、つまり、図１に示す撮像装置１１における
被覆領域３３ａと同様に形成されている。

【００５０】このように構成された撮像装置１７におい
ても、蓋壁７２に光学的なフィルター機能が付与されて
いるので、レンズバックを短縮して小型化を達成でき
る。また、鏡筒部７１ｂ等と蓋壁７２とが螺合されてい
るので、側壁胴部７１と蓋壁７２との着脱が可能とな
り、部品供給を含めた組立時の融通性が高められる。ま
た、それらを着脱可能にした場合には、蓋壁７２の交換
が簡易となり、種々のフィルター機能を有する異なる蓋
壁７２を共通する側壁胴部７１へ設置して使用し易くな
り、これにより汎用性をも向上できる。

【００５１】ここで、撮像装置１１に備わる蓋壁３３の
製造方法の一例について説明する。図８は、図１に示す
フィルター部及び一部遮光部としての蓋壁３３を製造し
ている状態を模式的に示す斜視図であり、図９は、その
蓋壁３３を示す斜視図である。

【００５２】まず、蓋壁３３の材料、例えば、近赤外光
吸収性フィルターを形成する材料である上述した銅イオ
ン等の金属イオンを含有するリン含有化合物を含む単量
体組成物を調製する。これを適宜の重合条件で、例えば
平板状のガラスモールドを用いて注型重合し、その後モ
ールドを外して板状体９０を得る。次に、この板状体９
０の片面に、先に説明した領域３３ｃ（図１参照）と同
形状同寸法の円領域が等間隔で複数設けられるように、
黒色塗料等を印刷等する（図８参照）。この印刷された
部分は、最終的に図１に示す被覆領域３３ａとなる。

【００５３】このときの印刷方法としては、一般に用い
られるマスクパターンを使用した転写方式、インクジェ
ット方式、スタンプ方式、板面に感光塗料を塗布して感
光させる方式、等種々の方法を用いることができる。或
いは、印刷によらず、図８に示す複数の孔が設けられた
遮光フィルムを板面に貼付する方法、金属等を気相堆積
させる方法等、を用いることもできる。次いで、同様に
して、板状体９０の反対面に、先述の領域３３ｄ（図１
参照）と同形状同寸法の円領域が等間隔で複数設けられ
るように、黒色塗料等を印刷等する。この場合、領域３
３ｃ，３３ｄの円領域が極力同軸上になるようにするこ
とが望ましい。

【００５４】次いで、両面に印刷等が施された板状体９
０を、領域３３ｃ，３３ｄに相応する円領域単位で矩形
に（図８に示す破線に沿って）切断し、図９に示す蓋壁
３３を得る。そして、この蓋壁３３を図１に示す側壁胴
部３２の一方端を塞ぐように接合することにより、撮像
装置１１が簡易に得られる。なお、蓋壁３３及びそれを
用いた撮像装置の製造方法及び組立方法はこれに限定さ
れるものではない。

【００５５】図１０（Ａ）は、本発明による撮像装置を
備える通信装置の好適な一実施形態を示す正面図であ
り、図１０（Ｂ）は、同側面図である。通信装置として
の携帯電話端末２は、操作時以外は、操作文字ボタン類
が折畳構造部に収納される構成を有しており、図１０
（Ａ）及び（Ｂ）は、その折畳構造部が開放された状態
を示すものである。また、携帯電話端末２は、筐体７の
内部に、電波を送受信するための送受信部２１と、この
送受信部２１で受信された電波に応じた電気信号を処理
して音声に変換する電気信号・音声変換部２２と、話者
が発した音声を電気信号に変換して送受信部２１へ出力
する音声・電気信号変換部２３とを備えるものである。

【００５６】また、筐体７の表面には、電波の送受信
や、受話時又は送話時に必要な入力操作を行うための操
作部２４が設けられている。さらに、筐体７内には、こ
の操作部２４からの入力に応じた操作内容や各種情報デ
ータを記憶するための記憶部２５、及び、送受信部２１
によって電波が受信された際に受信したことを伝えるた
めの受信伝達部２６がそれぞれ配設されている。

【００５７】またさらに、携帯電話端末２は、外部から
視認可能なように筐体７の表面に設けられた液晶表示画
面６と、その液晶表示画面６の背面に設けられた本発明
の撮像装置１１を有しており、液晶表示画面６の近傍の
筐体７表面には、受光センサ１０が外方に向けて設置さ
れている。

【００５８】撮像装置１１は、筐体７内に設置された信
号処理回路（図示せず）を介して液晶表示画面６に接続
されている。これにより、撮像画像を液晶表示画面６に
表示させることができる。また、上記の記憶部２５は、
撮像装置１１により取得された画像をも記憶するもので
ある。また、受光センサ１０は、近赤外光吸収性フィル
ター６１及びフォトダイオード６２を有しており、フォ
トダイオード６２から出力される光強度に促した電流量
に応じた電気信号を処理する点灯制御回路３ａに接続さ
れている（図１０（Ｂ）参照）。

【００５９】この点灯制御回路３ａは、フォトダイオー
ド６２への入射光、すなわち視感度と略同等の分光成分
を有する可視光成分の強度が所定の強度以下のとき（人
間が暗いと感じるとき）に、点灯制御回路に接続された
バックライト４を点灯させる。これに対し、フォトダイ
オード６２への入射光の強度がその所定の強度を超える
とき（人間が明るいと感じるとき）にバックライト４を
消灯させる。また、バックライト４、受光センサ１０、
各種回路等の電力供給が必要な部位は、電源５に接続さ
れている。

【００６０】このように構成された携帯電話端末２によ
れば、受光センサ１０による液晶表示画面６の輝度調節
によって、人間の眼で感じる明暗の程度に応じた画面表
示の制御を行い得るので、表示される文字や画像等の視
認性が高められる。よって、携帯電話端末２が使用され
る場所の明るさが変化しても表示された文字叉は映像等
の情報を明瞭に認めることができる。

【００６１】また、撮像装置１１による撮像機能等によ
り、被写体の撮像、更には取得画像の記録を行うことが
できる。そして、撮像装置１１が従来に比して小型とさ
れるので、筐体７内での設置スペースを削減できる。よ
って、携帯電話端末２の小型化に有意に寄与できる。さ
らに、受光センサ１０による受光量に応じて撮像装置１
１の感度叉は露光を適宜調整することも可能である。加
えて、撮像装置１１の高機能化に伴って、携帯電話端末
２の付加価値の向上を図り得る。

【００６２】図１１は、本発明の撮像装置を備える情報
処理装置の好適な一実施形態を示す斜視図である。情報
処理装置としてのコンピューター８は、筐体８１が２分
割されて折り畳み可能な構造を有しており、一方の分割
体にはディスプレイ画面９が設けられており、他方の分
割体にはキーボード等の入力部８２が設けられている。
また、筐体８１内には、入力部８２から入力された情報
等を処理するためのＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算処理部８３
と、入力部８２からの入力情報や演算処理部８３による
処理結果、処理プログラム等を記憶するためのハードデ
ィスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶部８４等が格納されてい
る。

【００６３】さらに、ディスプレイ画面９が設けられた
面の上縁部の中央付近には、本発明の撮像装置１１が備
えられており、撮像画像がディスプレイ画面９上に表示
されるようになっている。また、ディスプレイ画面９が
設けられた面の側縁部に受光センサ１０が２つ設置され
ており、ディスプレイ画面９上の照度に応じて、ディス
プレイ画面９の背部にあるバックライト（図示せず）が
調光され、ディスプレイ画面９の輝度が調節される。

【００６４】このようなコンピューター８においても、
撮像装置１１によって得られる画像は極めて鮮明なもの
となり、しかも、それ自体の小型化が達成されているの
で、その設置エリアを縮小でき、ディスプレイ画面９の
表示面積を拡大し得る利点がある。また、受光センサ１
０による受光量に応じて撮像装置１１の感度叉は露光を
適宜調整することも可能である。

【００６５】さらに、ディスプレイ画面９の表示部の輝
度調整が、人間の眼で感じる明暗の程度に応じて行わ
れ、ディスプレイ画面９に表示された文字や映像等の視
認性が高められるため、コンピューター８が使用される
場所の明るさ（光度や照度）が種々変化しても、表示さ
れた文字又は映像等の情報を明瞭に認めることができ
る。しかも、撮像装置１１の高機能化に伴って、コンピ
ューター８の付加価値の向上をも図り得る。

【００６６】なお、上述した各実施形態においては、蓋
壁３３等のフィルター部は、複数の機能フィルター特性
を有していなくてもよい。これらの中でも、視感度補正
の向上によって視認性及び色調の再現性を高める観点か
らは近赤外光吸収性を付与することが特に好ましく、イ
メージセンサとしてＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた特
にローエンドタイプの固定絞りタイプのものを用いる場
合には、光学的ローパス機能を付与することが好まし
い。また、単体のレンズ３５，３６に代えて、変倍レン
ズ、フォーカスレンズ、結像レンズ等を含むレンズ群を
有するレンズ系を配置してもよい。さらに、各図におい
て機械絞り等の絞り機構を省略したが、これをレンズ系
の前、レンズ系の中等に配置してもよい。またさらに、
図１に示す頂角θは約９０°に限定されない。

【００６７】また、本発明の撮像装置の適用例として
は、携帯電話端末２及びコンピューター８に限られず、
被写体の連続叉は断続撮影が可能なテレビションカメ
ラ、デジタルビデオカメラ等、或いは、ボードカメラ、
デジタルスチルカメラ等が挙げられ、更に小型化が特に
望まれる他のモバイル型或いはウェアラブル型の機器、
他の移動体電子機器、移動体端末機器、移動体通信機器
等を例示でき、これらの機器に搭載されるデジタルカメ
ラ、デジタルアイ等の撮像装置、撮影装置等の用途に極
めて好適である。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学的機
能フィルター部材及び撮像装置によれば、レンズバック
を十分に短縮しつつ、装置全体の小型化を達成でき、し
かも、組立時の手間を軽減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学的機能フィルター部材を用い
た本発明の撮像装置に係る第１実施形態の要部を示す摸
式断面図である。

【図２】本発明による光学的機能フィルター部材を用い
た本発明の撮像装置に係る第２実施形態の要部を示す摸
式断面図である。

【図３】本発明による光学的機能フィルター部材を用い
た本発明の撮像装置に係る第３実施形態の要部を示す摸
式断面図である。

【図４】本発明による光学的機能フィルター部材を用い
た本発明の撮像装置に係る第４実施形態の要部を示す摸
式断面図である。

【図５】本発明による光学的機能フィルター部材を用い
た本発明の撮像装置に係る第５実施形態の要部を示す摸
式断面図である。

【図６】本発明による光学的機能フィルター部材を用い
た本発明の撮像装置に係る第６実施形態の要部を示す摸
式断面図である。

【図７】本発明による光学的機能フィルター部材を用い
た本発明の撮像装置に係る第７実施形態の要部を示す摸
式断面図である。

【図８】図１に示すフィルター部及び一部遮光部として
の蓋壁を製造している状態を模式的に示す斜視図であ
る。

【図９】図１に示す蓋壁を示す斜視図である。

【図１０】図１０（Ａ）は、本発明による撮像装置を備
える通信装置の好適な一実施形態を示す正面図であり、
図１０（Ｂ）は、同側面図である。

【図１１】本発明の撮像装置を備える情報処理装置の好
適な一実施形態を示す斜視図である。

【符号の説明】

２…携帯電話端末、８…コンピューター、１１，１２，
１３，１４，１５，１６，１７…撮像装置、３１…イメ
ージセンサ（撮像部）、３２，５４，７１…側壁胴部
（遮光部）、３３，７２…蓋壁（フィルター部）、３３
ａ，３３ｂ，３７ｃ，７２ａ…被覆領域（遮光体）、３
３ｃ…領域（第１の透光領域）、３３ｄ…（第２の透光
領域）、３４，３８，５３，５７，５９，６１，７３…
フィルター筐体（光学的機能フィルター部材）、３５，
３６…レンズ（レンズ系）、３７…本体部（フィルター
部）、５１…遮光筐体（遮光部）、５２，５６…光学的
フィルター（フィルター部）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 5/22 Ｇ０２Ｂ 5/22 ５Ｃ０２２ 5/30 5/30 ５Ｃ０２４ 7/00 7/00 Ｇ 7/02 7/02 ＤＣＨ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｄ 5/335 5/335 ＶＦターム(参考） 2H042 AA06 AA08 AA09 AA11 AA22 2H044 AC01 AD01 AG01 2H048 CA04 CA05 CA12 CA14 CA17 CA23 CA24 CA25 CA29 2H049 AA02 AA12 AA43 AA55 AA64 BA01 BA42 BB61 BC21 2H083 AA02 AA03 AA04 AA05 AA06 AA09 AA32 AA41 5C022 AB13 AC42 AC55 AC78 5C024 AX01 CY48 DX04 EX21 EX51 GY01 GY31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体叉は光源からの光が入射する撮像
部を有する撮像装置に用いられる光学的機能フィルター
部材であって、前記撮像部への入射光の一部を遮断する遮光部と、前記遮光部と一体に設けられており、前記入射光に対す
る透過性を有しており、且つ、前記撮像部と前記被写体
叉は光源との間に配置されるフィルター部と、を備える
ことを特徴とする光学的機能フィルター部材。
【請求項２】前記遮光部は、少なくとも一部が、前記
フィルター部上の一部に形成されたものである、ことを
特徴とする請求項１記載の光学的機能フィルター部材。
【請求項３】当該光学的機能フィルター部材は、一方端が開放された略カップ状を成しており、底壁叉は
蓋壁の少なくとも一部が前記フィルター部から成ってお
り、且つ、側壁が前記遮光部から成るものである、こと
を特徴とする請求項１叉は２に記載の光学的機能フィル
ター部材。
【請求項４】前記遮光部は、前記フィルター部上に被
覆、貼付叉は塗布された遮光体を含むものである、こと
を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学
的機能フィルター部材。
【請求項５】前記フィルター部は、前記撮像部と同軸状に設けられた第１の透光領域と、当該フィルター部が前記撮像部に対向して配置されたと
きに前記第１の透光領域よりも該撮像部側に位置し、且
つ、該第１の透光領域と同軸状に設けられ、且つ、該第
１の透光領域の面積よりも小さい面積を有する第２の透
光領域と、を有するものである請求項１〜４のいずれか
一項に記載の光学的機能フィルター部材。
【請求項６】前記遮光部が、前記撮像部に対向して略
錘状叉は略漏斗状にに開口する開口部を有しており、前記フィルター部が、前記開口部に嵌合されたものであ
る、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記
載の光学的機能フィルター部材。
【請求項７】前記フィルター部が、近赤外光吸収性フ
ィルター、光学的ローパスフィルター、ＮＤフィルタ
ー、色調フィルター、及び光増幅フィルターのうち少な
くともいずれか一つのフィルター機能を有するものであ
る、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記
載の光学的機能フィルター部材。
【請求項８】被写体叉は光源からの光が入射する撮像
部を有する撮像装置であって、前記撮像部の周囲に設けられた請求項１〜７のいずれか
一項に記載の光学的機能フィルター部材と、前記撮像部と前記光学的機能フィルター部材との間に配
置されたレンズ系と、を備える撮像装置。