JP2008278287A - 光学フィルタ取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子を使用したテレビジョンカメラの光学フィルタ取付枠において、光学フィルタのその表面とフィルタ取付枠開口部表面間に段差が生じているため清掃しにくく、刷毛や布でフィルタ面を清掃したり、乾燥空気を吹き付けても段差部分にゴミが残る危険があり、残ったゴミが後日フィルタ面に付着し、画面に黒傷として現れる不具合を生ずるので清掃の容易な光学フィルタ取付装置を提供する。
【解決手段】撮像レンズと撮像素子間の光路に挿入され複数枚重装された角形状又は円形状光学フィルタと、該光学フィルタを装着するフィルタ挿入孔を有するフィルタ取付枠を備え、前記複数枚重装された光学フィルタの、前記撮像レンズ側、又は撮像素子側のいずれか一方、又は双方の表面が、前記フィルタ取付枠の表面と一致して、又は前記光学フィルタ枠の表面から突出して前記フィルタ挿入孔に装着されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は撮像装置に係り、特に撮像レンズと撮像素子間の光路中に挿入する光学フィルタの取付構造に関する。

近年、固体撮像素子を使用するテレビジョンカメラでは、固体撮像素子受光面に微細な受光素子が規則正しく配列され、光学像を２次元的にサンプリングすることによって画像信号を得ている。しかし、このサンプリングのために細かい被写体を撮影したときモアレが発生して偽信号が現れることがある。

この現象を避けるために、光学ローパスフィルタを撮像レンズと固体撮像素子間に配置している。前記光学ローパスフィルタには複屈折を利用した水晶ローパスフィルタを所望の方向で薄くカットして利用されている。

一方、固体撮像素子の高画素化が図られ、高解像度化とモアレ防止に対応するため、さらに薄くカットした水晶ローパスフィルタを複数枚重ねて使用する場合もあり、また赤外カットフィルタをさらに重装する場合もある。

図４（ａ）の従来例の光学フィルタが装着されたカメラ光学系の断面図、（ｂ）従来例の光学フィルタ正面図及び図５の従来例の光学フィルタが装着されたフィルタ取付枠の斜視図によれば、カメラ光学系１は、カメラフロントパネル２と、センサ基板６に装着された固体撮像素子７間に配設され光学フィルタ５’が装着されたフィルタ取付枠３’と防塵マスク８で構成されている。

カメラフロントパネル２には図示しない撮像レンズが装着され、該撮像レンズで撮像された被写体像は前記光学フィルタ５’を介して固体撮像素子７の受光面に結像される。

光学フィルタ５’は、フィルタ取付枠３’に穿設されたフィルタ用孔３”に装着され、フィルタ止め枠４’に当接し、その周囲の当接面１１を接着材等で貼着されている。
公開特許公報２００６−１００８７８号

ここで、図で示すように、光学フィルタ５’のその表面とフィルタ止め枠４’の開口部に段差１０が生じているため、清掃しにくく、刷毛や布でフィルタ面を清掃したり、乾燥空気を吹き付けても段差１０部分にゴミが残る危険があり、残ったゴミが後日フィルタ面に付着し、画面に黒傷として現れる不具合を生ずる場合がある。

また、特許文献１に示すように、光学フィルタ装着後、その上からフィルタ止め枠に当接し固定するが、フィルタ止め枠の開口部分と光学フィルタ表面に段差が生じているため、刷毛や布でフィルタ面を清掃したり、乾燥空気を吹き付けても段差部分にゴミが残る危険があり、残ったゴミが後日フィルタ面に付着し、画面に黒傷として現れる不具合を生ずる場合がある。

本願発明者は、上記に鑑み鋭意研究の結果、次の手段によりこの課題を解決した。
（１）撮像素子を使用したテレビジョンカメラにおいて、撮像レンズと撮像素子間の光路に挿入され複数枚重装された角形状又は円形状光学フィルタと、該光学フィルタを装着するフィルタ挿入孔を有するフィルタ取付枠を備え、
前記複数枚重装された光学フィルタの、前記撮像レンズ側、又は撮像素子側のいずれか一方、又は双方の表面が、前記フィルタ取付枠の表面と一致して、前記フィルタ挿入孔に装着されてなることを特徴とする光学フィルタ取付構造。

（２）撮像素子を使用したテレビジョンカメラにおいて、撮像レンズと撮像素子間の光路に挿入され複数枚重装された角形状又は円形状光学フィルタと、該光学フィルタを装着するフィルタ挿入孔を有するフィルタ取付枠を備え、
前記複数枚重装された光学フィルタの、前記撮像レンズ側、又は撮像素子側のいずれか一方、又は双方の表面が、前記フィルタ取付枠の表面から突出して、前記フィルタ挿入孔に装着されてなることを特徴とする光学フィルタ取付構造。

（３）前記複数枚重装された角形状光学フィルタが、該光学フィルタの上層又は下層の少なくとも１枚を残し、前記撮像レンズ側、又は撮像素子側のいずれか一方の１枚又は複数枚の撮像に支障ない角形状の２〜４隅端が切除され、かつ該切除部分の形状に合わせて前記フィルタ取付枠開口部の枠材の一部が残置され、さらに切除されていない前記上層又は下層の光学フィルタが前記フィルタ取付枠の前記フィルタ挿入孔に挿入され前記残置された枠材の一部に当接して装着されてなることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の光学フィルタ取付構造。

（４）前記複数枚重装された円形状光学フィルタが、該光学フィルタの上層又は下層の少なくとも１枚を残し、前記撮像レンズ側、又は撮像素子側のいずれか一方の１枚又は複数枚の撮像に支障ない円形状の周縁部の上下端、左右端のいずれか一方、又は両方が切除され、かつ該切除部分の形状に合わせて前記フィルタ取付枠開口部の枠材の一部が残置され、さらに切除されていない前記上層又は下層の光学フィルタが前記フィルタ取付枠の前記フィルタ挿入孔に挿入され前記残置された枠材の一部に当接して装着されてなることを特徴とする前項（１）又は（２）に記載の光学フィルタ取付構造。

（５）前記撮像素子の撮像面側ガラス表面と、該撮像面側ガラス表面と相対する前記光学フィルタ表面との間に弾力性材の防塵用マスクを双方表面に密接させて装着してなることを特徴とする前項（１）〜（４）のいずれか１項に記載の光学フィルタ取付構造。

本願発明によれば、次のような効果が発揮される。
１．本願発明の請求項１又は２の発明によれば、
前記複数枚重装された光学フィルタの、前記撮像レンズ側、又は撮像素子側のいずれか一方、又は双方の表面が、前記フィルタ取付枠の光軸方向の表面と一致して、又は前記光学フィルタの表面から突出して前記フィルタ挿入孔に装着されているので、刷毛又は布でゴミを拭ききることができ、乾燥空気を吹き付けても、フィルタ面にゴミ等が残ることなく、作業性を著しく向上する。したがって生産効率を大幅に改善することができる。

また、清掃に特別な技術を必要とせず、顧客がフィルタ面を清掃する場合でも同様な効果を期待できる。

２．本願発明の請求項３及び請求項４の発明によれば、
請求項１及び２の効果に加えて、前記複数枚重装された角形状又は円形状光学フィルタが、該光学フィルタの上層又は下層の少なくとも１枚を残し、前記撮像レンズ側、又は撮像素子側のいずれか一方の１枚又は複数枚の撮像に支障ない角形状の隅端又は円形状の周縁部の上下端、左右端のいずれか一方、又は両方が切除され、かつ該切除部分の形状に合わせて前記フィルタ取付枠開口部の枠材の一部が残置され、さらに切除されていない前記上層又は下層の光学フィルタが前記フィルタ取付枠の前記フィルタ挿入孔に挿入され前記残置された枠材の一部に当接して装着する方式のため、密閉性が向上し、また、同じ形状の光学フィルタを量産することができ、効率的な生産と、コストダウンができる。

また、前記光学フィルタとフィルタ取付枠間に隙間を生じないため、清掃時にゴミ・ほこり等が残留せず、したがって後日ゴミ・ほこり等による黒傷等画面上の欠陥を生じる恐れが無い。

３．本願発明の請求項５の発明によれば、
請求項１〜４の効果に加えて、前記撮像素子の撮像面側ガラス表面と、該撮像面側ガラス表面と相対する前記光学フィルタ表面との間に弾力性材の防塵用マスクを双方表面に密接させて装着しているので、撮像面側ガラス表面とフィルタ表面間が密室状態になり、さらに防塵性に優れた光学系を構築することができる。

本願発明を実施するための最良の形態を実施例図を用いて詳細に説明する。
図１は本願発明の光学フィルタ取付構造における光学フィルタが装着されたカメラ光学系の実施例断面図であり、図２（ａ）は同発明の四角形状フィルタの実施例正面図及び側面図であり、図２（ｂ）は同発明の円形状フィルタの実施例正面図及び側面図であり、図３は同発明のフィルタ取付枠を含むカメラ光学系の分解斜視図である。

図３において、図中の従来例と同一機能部分の符号は同一符号を付してある。 カメラ光学系１は、カメラフロントパネル２と、センサ基板６に装着された固体撮像素子７と、前記カメラフロントパネル２と固体撮像素子７間に配設され３枚重装された光学フィルタ５を装着するフィルタ取付枠３と、防塵マスク８とで構成されている。

カメラフロントパネル２には図示しない撮像レンズが装着され、該撮像レンズで撮像された被写体像は前記光学フィルタ５を介して固体撮像素子７の受光面に結像される。

図１において、前記光学フィルタ５をフィルタ取付枠３に穿設されたフィルタ用孔３”に挿入してフィルタ止め枠４に当接するよう装着し、必要に応じてその周囲を接着材等で貼着している。

ここで、前記３枚の光学フィルタ５ａ、５ｂ、５ｃが重装された光学フィルタ５は、該光学フィルタ５の前記撮像レンズ側、又は固体撮像素子７側のいずれか一方、又は双方の表面が前記フィルタ取付枠３の光軸方向の表面と一致、又は１枚以下の厚みとなるように、例えば、最適値としては０．１５ｍｍ以上突出するように装着されている。

また、前記３枚重装された図２（ａ）に示す四角形状光学フィルタ５又は図２（ｂ）に示す円形状光学フィルタ５が、該光学フィルタ５を構成する光学フィルタ５ａ、５ｂ、５ｃの少なくとも１枚（図１では２枚の光学フィルタ５ｂ、５ｃ）を残し、光学フィルタ５の前記撮像レンズ側、又は固体撮像素子７側のいずれか一方の１枚の撮像に支障ない四角形状の４隅端又は円形状の上下端、左右端のいずれか一方、又は両方の切除部９が平行に切除され、かつ該切除部９に合わせて前記フィルタ取付枠３開口部の枠材のフィルタ止め枠４が残され、前記光学フィルタ５ｂの切除されていない部分がフィルタ止め枠４に当接するように挿入されている。

さらに、前記四角形状の４隅端又は円形状の４方端の切除部９が切除された光学フィルタ５ａの表面が前記フィルタ取付枠３の光軸方向の表面と一致、又は任意厚みだけ突出するように装着されたとき、前記光学フィルタ５ａと、フィルタ止め枠４の開口部間に隙間を生じていれば必要に応じて防塵のため樹脂材又は接着剤を充填することが好ましい。

さらにまた、同様に前記光学フィルタ５ｂ、５ｃの切除されていない部分を前記フィルタ取付枠３のフィルタ用孔３”に挿入したとき、光学フィルタ５ｂ、５ｃの周囲を必要に応じて接着剤等で貼着することが好ましい。

前記カメラ光学系１を組み立てる際に、前記固体撮像素子７の撮像面側ガラス７ａ表面と、該撮像面側ガラス７ａ表面と相対する前記光学フィルタ５ｃ表面との間に弾力性材の防塵用マスク８を双方表面に密接させて装着すれば、撮像面側ガラス７ａ表面と光学フィルタ５ｃ表面間が密室状態になり、さらに防塵性に優れた光学系を構築することができる。

前記実施例において、前記光学フィルタ５の四角形状の４隅端又は円形状の４方端を切除する場合を記述したが、これに限定されることなく、前記光学フィルタ５の前記撮像レンズ側、又は固体撮像素子７側のいずれか一方の１枚又は任意枚数のみ撮像に支障ない四角形状の２〜４隅端又は円形状の２〜４方端のいずれかを切除することでもよい。

また、上記実施例で前記複数枚重装された光学フィルタ５は３枚としたが、これに限定されることなく、２枚でもよく、さらに４枚以上重装してもよい。

前記実施例において、撮像素子として固体撮像素子７としたが、これに限定されることなく、その他の撮像素子で光学フィルタ５群を使用する場合に適用できることは言うまでもない。

本願発明において、固体撮像素子を使用した撮像装置では、水晶ローパスフィルタを使用した前記光学フィルタ群の装着が必然であり、カメラ光学系を組み立てる際の清掃が容易で、フィルタ面にゴミ等が残ることなく、作業性が著しく向上するのみでなく、顧客においても前記光学フィルタ群の清掃が容易となる。

本願発明の光学フィルタ取付構造における光学フィルタが装着されたカメラ光学系の実施例断面図 （ａ）同発明の四角形状フィルタの実施例正面図及び側面図 （ｂ）同発明の円形状フィルタの実施例正面図及び側面図 同発明のフィルタ取付枠を含むカメラ光学系の分解斜視図 （ａ）従来例のフィルタが装着されたカメラ光学系の断面図 （ｂ）従来例の光学フィルタ正面図 従来例のフィルタが装着されたフィルタ取付枠の斜視図

符号の説明

１：カメラ光学系
２：フロントパネル
３、３’：フィルタ取付枠
３”：フィルタ用孔
４、４’：フィルタ止め枠
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５’：光学フィルタ
６：センサ基板
７：固体撮像素子
７ａ：撮像面側ガラス
８：防塵マスク
９：切除部
１０：段差
１１：当接面

Claims (5)

1. 撮像素子を使用したテレビジョンカメラにおいて、撮像レンズと撮像素子間の光路に挿入され複数枚重装された角形状又は円形状光学フィルタと、該光学フィルタを装着するフィルタ挿入孔を有するフィルタ取付枠を備え、
   前記複数枚重装された光学フィルタの、前記撮像レンズ側、又は撮像素子側のいずれか一方、又は双方の表面が、前記フィルタ取付枠の表面と一致して、前記フィルタ挿入孔に装着されてなることを特徴とする光学フィルタ取付構造。
2. 撮像素子を使用したテレビジョンカメラにおいて、撮像レンズと撮像素子間の光路に挿入され複数枚重装された角形状又は円形状光学フィルタと、該光学フィルタを装着するフィルタ挿入孔を有するフィルタ取付枠を備え、
   前記複数枚重装された光学フィルタの、前記撮像レンズ側、又は撮像素子側のいずれか一方、又は双方の表面が、前記フィルタ取付枠の表面から突出して、前記フィルタ挿入孔に装着されてなることを特徴とする光学フィルタ取付構造。
3. 前記複数枚重装された角形状光学フィルタが、該光学フィルタの上層又は下層の少なくとも１枚を残し、前記撮像レンズ側、又は撮像素子側のいずれか一方の１枚又は複数枚の撮像に支障ない角形状の２〜４隅端が切除され、かつ該切除部分の形状に合わせて前記フィルタ取付枠開口部の枠材の一部が残置され、さらに切除されていない前記上層又は下層の光学フィルタが前記フィルタ取付枠の前記フィルタ挿入孔に挿入され前記残置された枠材の一部に当接して装着されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学フィルタ取付構造。
4. 前記複数枚重装された円形状光学フィルタが、該光学フィルタの上層又は下層の少なくとも１枚を残し、前記撮像レンズ側、又は撮像素子側のいずれか一方の１枚又は複数枚の撮像に支障ない円形状の周縁部の上下端、左右端のいずれか一方、又は両方が切除され、かつ該切除部分の形状に合わせて前記フィルタ取付枠開口部の枠材の一部が残置され、さらに切除されていない前記上層又は下層の光学フィルタが前記フィルタ取付枠の前記フィルタ挿入孔に挿入され前記残置された枠材の一部に当接して装着されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学フィルタ取付構造。
5. 前記撮像素子の撮像面側ガラス表面と、該撮像面側ガラス表面と相対する前記光学フィルタ表面との間に弾力性材の防塵用マスクを双方表面に密接させて装着してなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学フィルタ取付構造。