JP2001188281A - 電子カメラ用の、分光的に光を修正するための方法および対物レンズ - Google Patents
電子カメラ用の、分光的に光を修正するための方法および対物レンズInfo
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- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films
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- Lenses (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子カメラ用の対物レンズを通過する光を、
予め定められたスペクトルの光線へ修正するための方法
を提供する。 【解決手段】 対物レンズ１０内を通過し電子カメラに
達する光線のスペクトルを修正する方法である。干渉タ
イプのフィルタ１６を対物レンズ１０内に設ける。その
干渉タイプのフィルタ１６は、対物レンズ１０に付加さ
れた独立の光学要素上又は通常の光学部品上の被膜であ
っても良い。干渉フィルタ被膜は、光軸Ｏに沿って配置
されている。その光軸Ｏ上では、光線が実質的にコリメ
ートされ、被膜表面に対して最小光線入射角を有する。
その角度は、そこを通過するいかなる光線についてもｌ
５度を超えてはならない。
予め定められたスペクトルの光線へ修正するための方法
を提供する。 【解決手段】 対物レンズ１０内を通過し電子カメラに
達する光線のスペクトルを修正する方法である。干渉タ
イプのフィルタ１６を対物レンズ１０内に設ける。その
干渉タイプのフィルタ１６は、対物レンズ１０に付加さ
れた独立の光学要素上又は通常の光学部品上の被膜であ
っても良い。干渉フィルタ被膜は、光軸Ｏに沿って配置
されている。その光軸Ｏ上では、光線が実質的にコリメ
ートされ、被膜表面に対して最小光線入射角を有する。
その角度は、そこを通過するいかなる光線についてもｌ
５度を超えてはならない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は電子カメラ用の対
物レンズおよび方法に関し、より詳しくは、いかなる要
求された目的のためにも、カメラに供給された光を予め
定められたスペクトルの光線へ分光的に修正するための
レンズおよび方法に関する。
物レンズおよび方法に関し、より詳しくは、いかなる要
求された目的のためにも、カメラに供給された光を予め
定められたスペクトルの光線へ分光的に修正するための
レンズおよび方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】電荷
結合素子（ＣＣＤ）技術における最近の進歩は、電子カ
メラが従来の３５ｍｍ撮影フィルムに匹敵する解像能力
を持つように構成されることを可能にしてきた。ビデオ
カメラは、撮影カメラの公称フレーム速度（毎秒２４フ
レーム）で動作する高解像度ＣＣＤ（色毎に近似的に２
００万画素）を用いることによって発展している。これ
らのカメラは、少なくとも幾つかの応用のためには、フ
ィルムカメラの代替品として発展している。しかしなが
ら、近い将来のために、フィルムおよびデジタルカメラ
は、両方のイメージ媒体の能力を利用するハイブリッド
製品環境で共存する必要があるだろう。
結合素子（ＣＣＤ）技術における最近の進歩は、電子カ
メラが従来の３５ｍｍ撮影フィルムに匹敵する解像能力
を持つように構成されることを可能にしてきた。ビデオ
カメラは、撮影カメラの公称フレーム速度（毎秒２４フ
レーム）で動作する高解像度ＣＣＤ（色毎に近似的に２
００万画素）を用いることによって発展している。これ
らのカメラは、少なくとも幾つかの応用のためには、フ
ィルムカメラの代替品として発展している。しかしなが
ら、近い将来のために、フィルムおよびデジタルカメラ
は、両方のイメージ媒体の能力を利用するハイブリッド
製品環境で共存する必要があるだろう。
【０００３】近似的に縦ｌ８ｍｍに横２４ｍｍの画像サ
イズを用いる現代の撮影フィルムイメージ処理は、１０
０年間にわたって起こってきた科学、美術および工芸の
発展の結果である。いかなる新しいイメージ処理技術
も、この確立された美の枠組み内で集積されなければな
らない。歴史的に、ビデオカメラは人間の目の分光感度
をまねるように広く設計されてきた。しかしながら、美
的および技術的理由の両方から、フィルム比色は「理想
の」比色から殆どかけ離れている。これらの新しいデジ
タルイメージ処理カメラは、様々に異なるフィルム乳剤
の比色およびフィルムによって得られた他の効果をまね
ることができるのを必要とするだろう。一つの色空間か
ら別の色空間への数学的な変換は比較的直接的だけれど
も、これらの変換は、異なるイメージ処理システムが色
に対して異なる感度を有するところでさえ、一つのシス
テムが他のシステムが見る色に対して盲目でないという
ことを仮定している。しかしながら、ビデオカメラとフ
ィルム乳剤の分光感度が比較されるとき、これが問題と
なる。例えば、フィルム乳剤は、今日のビデオカメラが
非常に低い感度を有するところでピークを示す赤と青の
チャネル感度を有している。よって、仮にビデオおよび
フィルムカメラの両方が単一の製品の異なるセグメント
で用いられたときは、ビデオセグメントからフィルムセ
グメントへ色は変化し、視覚的に気にさわるもの又は少
なくとも目立つものとなる。
イズを用いる現代の撮影フィルムイメージ処理は、１０
０年間にわたって起こってきた科学、美術および工芸の
発展の結果である。いかなる新しいイメージ処理技術
も、この確立された美の枠組み内で集積されなければな
らない。歴史的に、ビデオカメラは人間の目の分光感度
をまねるように広く設計されてきた。しかしながら、美
的および技術的理由の両方から、フィルム比色は「理想
の」比色から殆どかけ離れている。これらの新しいデジ
タルイメージ処理カメラは、様々に異なるフィルム乳剤
の比色およびフィルムによって得られた他の効果をまね
ることができるのを必要とするだろう。一つの色空間か
ら別の色空間への数学的な変換は比較的直接的だけれど
も、これらの変換は、異なるイメージ処理システムが色
に対して異なる感度を有するところでさえ、一つのシス
テムが他のシステムが見る色に対して盲目でないという
ことを仮定している。しかしながら、ビデオカメラとフ
ィルム乳剤の分光感度が比較されるとき、これが問題と
なる。例えば、フィルム乳剤は、今日のビデオカメラが
非常に低い感度を有するところでピークを示す赤と青の
チャネル感度を有している。よって、仮にビデオおよび
フィルムカメラの両方が単一の製品の異なるセグメント
で用いられたときは、ビデオセグメントからフィルムセ
グメントへ色は変化し、視覚的に気にさわるもの又は少
なくとも目立つものとなる。
【０００４】伝統的に、着色ガラス上の色フィルタ、ゼ
ラチンまたはプラスチック基板が写真プロセスにおいて
光の分光特性を吸収によって修正するために用いられて
きた。しかしながら、これらのタイプのフィルタを用い
た、異なる波長の光の吸収を選択することによって働く
分光感度の傾斜（つまり、光波長のグラフ上のタンジェ
ント角）は、非常に緩やかで制御困難である。特定波長
の建設的および破壊的な干渉をもたらす被膜の連続から
なる干渉フィルタは、吸収タイプのフィルタに比して、
より急峻な傾斜、より高い効率、より複雑な、しかし予
報可能な帯域通過特性を有することができる。写真応用
のための干渉タイプフィルタの重要な欠点は、それらの
分光特性が、フィルタ被膜の表面での光線の入射角に依
存して大きく変化することである。このことは例えば、
ズームレンズとともに使われるようなフィルタは、焦点
距離、したがってレンズの画角が変化するにつれて、そ
の分光特性が変化することを意味する。
ラチンまたはプラスチック基板が写真プロセスにおいて
光の分光特性を吸収によって修正するために用いられて
きた。しかしながら、これらのタイプのフィルタを用い
た、異なる波長の光の吸収を選択することによって働く
分光感度の傾斜（つまり、光波長のグラフ上のタンジェ
ント角）は、非常に緩やかで制御困難である。特定波長
の建設的および破壊的な干渉をもたらす被膜の連続から
なる干渉フィルタは、吸収タイプのフィルタに比して、
より急峻な傾斜、より高い効率、より複雑な、しかし予
報可能な帯域通過特性を有することができる。写真応用
のための干渉タイプフィルタの重要な欠点は、それらの
分光特性が、フィルタ被膜の表面での光線の入射角に依
存して大きく変化することである。このことは例えば、
ズームレンズとともに使われるようなフィルタは、焦点
距離、したがってレンズの画角が変化するにつれて、そ
の分光特性が変化することを意味する。
【０００５】そのような干渉フィルタをレンズの前部に
導入することは可能であるが、視界をわたって光線の角
度が変化するせいで、フィルタの分光特性が変化し、欠
点が生ずることが注目されねばならない。また、焦点距
離およびレンズのアパーチャに依存して、フィルタのサ
イズ、重さおよびコストが非常に大きくなる。
導入することは可能であるが、視界をわたって光線の角
度が変化するせいで、フィルタの分光特性が変化し、欠
点が生ずることが注目されねばならない。また、焦点距
離およびレンズのアパーチャに依存して、フィルタのサ
イズ、重さおよびコストが非常に大きくなる。
【０００６】さらに、レンズの後のビデオカメラ内に干
渉タイプのフィルタを配置することによって、フィルタ
は収束する光線に遭遇し、これにより、結果として生ず
る分光特性に関して同じ問題が起こる。
渉タイプのフィルタを配置することによって、フィルタ
は収束する光線に遭遇し、これにより、結果として生ず
る分光特性に関して同じ問題が起こる。
【０００７】そこで、この発明の目的は、電子カメラ用
の方法および対物レンズであって、そのカメラに所望の
比色、シェーディングその他を記録するためにそのカメ
ラに供給され、そのレンズを通過する光を、予め定めら
れたスペクトルの光線へ修正するための方法および対物
レンズを提供することにある。
の方法および対物レンズであって、そのカメラに所望の
比色、シェーディングその他を記録するためにそのカメ
ラに供給され、そのレンズを通過する光を、予め定めら
れたスペクトルの光線へ修正するための方法および対物
レンズを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の対物レンズは、電子カメラ用の対物レン
ズであって、上記レンズの光軸上に表面を有する光学要
素を備え、この光学要素は上記表面に対して実質的に垂
直な光線を有する上記光軸に沿った位置に設けられ、上
記カメラが予め定められたスペクトルの光線をシミュレ
ートする態様で上記カメラに供給されるスペクトルの光
波の修正を起こすための、干渉フィルタを形成する光学
要素表面上の被膜を備えたことを特徴とする。
め、この発明の対物レンズは、電子カメラ用の対物レン
ズであって、上記レンズの光軸上に表面を有する光学要
素を備え、この光学要素は上記表面に対して実質的に垂
直な光線を有する上記光軸に沿った位置に設けられ、上
記カメラが予め定められたスペクトルの光線をシミュレ
ートする態様で上記カメラに供給されるスペクトルの光
波の修正を起こすための、干渉フィルタを形成する光学
要素表面上の被膜を備えたことを特徴とする。
【０００９】一実施形態の対物レンズは、上記光学要素
表面は光学的に平坦であることを特徴とする。
表面は光学的に平坦であることを特徴とする。
【００１０】また、一実施形態の対物レンズは、上記光
学要素は上記対物レンズから取り外し可能かつ取り替え
可能であることを特徴とする。
学要素は上記対物レンズから取り外し可能かつ取り替え
可能であることを特徴とする。
【００１１】さらに、一実施形態の対物レンズは、実質
的に同じ光学特性を持ち、かつ上記被膜を有しない取り
替え可能な光学要素を有することを特徴とする。
的に同じ光学特性を持ち、かつ上記被膜を有しない取り
替え可能な光学要素を有することを特徴とする。
【００１２】また、一実施形態の対物レンズは、上記光
軸に沿った上記位置は上記対物レンズのアイリスに隣接
していることを特徴とする。
軸に沿った上記位置は上記対物レンズのアイリスに隣接
していることを特徴とする。
【００１３】また、一実施形態の対物レンズは、上記対
物レンズは焦点合わせ手段を有し、上記光軸に沿った上
記位置は、上記表面上の上記光軸の入射角を実質的に変
えることなしに、上記対物レンズの焦点合わせを許容す
ることを特徴とする。
物レンズは焦点合わせ手段を有し、上記光軸に沿った上
記位置は、上記表面上の上記光軸の入射角を実質的に変
えることなしに、上記対物レンズの焦点合わせを許容す
ることを特徴とする。
【００１４】また、一実施形態の対物レンズは、上記対
物レンズはズーム動作手段を有し、上記光軸に沿った上
記位置は、上記表面上の上記光軸の入射角を実質的に変
えることなしに、上記対物レンズのズーム動作を許容す
ることを特徴とする。
物レンズはズーム動作手段を有し、上記光軸に沿った上
記位置は、上記表面上の上記光軸の入射角を実質的に変
えることなしに、上記対物レンズのズーム動作を許容す
ることを特徴とする。
【００１５】また、一実施形態の対物レンズは、上記対
物レンズは焦点合わせ手段を有し、上記光軸に沿った上
記位置は、上記表面上の上記光軸の入射角を実質的に変
えることなしに、上記対物レンズの焦点合わせを許容す
ることを特徴とする。
物レンズは焦点合わせ手段を有し、上記光軸に沿った上
記位置は、上記表面上の上記光軸の入射角を実質的に変
えることなしに、上記対物レンズの焦点合わせを許容す
ることを特徴とする。
【００１６】また、一実施形態の対物レンズは、上記被
膜は、上記予め定められたスペクトルの光線を生成する
ために、低屈折率材料の層と高屈折率材料の層を有する
ことを特徴とする。
膜は、上記予め定められたスペクトルの光線を生成する
ために、低屈折率材料の層と高屈折率材料の層を有する
ことを特徴とする。
【００１７】また、本発明の対物レンズは、電子カメラ
用の対物レンズであって、実質的にコリメートされた光
線を有する光軸に沿った位置に、上記レンズの上記光軸
に対して垂直に光学的に平坦な光学要素を備えるととも
に、上記カメラが予め定められたスペクトルの光線をシ
ミュレートする態様で上記カメラに供給されるスペクト
ルの光波の修正を起こすための、干渉フィルタを形成す
る光学要素上の被膜を備えたことを特徴とする。
用の対物レンズであって、実質的にコリメートされた光
線を有する光軸に沿った位置に、上記レンズの上記光軸
に対して垂直に光学的に平坦な光学要素を備えるととも
に、上記カメラが予め定められたスペクトルの光線をシ
ミュレートする態様で上記カメラに供給されるスペクト
ルの光波の修正を起こすための、干渉フィルタを形成す
る光学要素上の被膜を備えたことを特徴とする。
【００１８】また、一実施形態の対物レンズは、上記光
学要素は上記対物レンズから取り外し可能かつ取り替え
可能であることを特徴とする。
学要素は上記対物レンズから取り外し可能かつ取り替え
可能であることを特徴とする。
【００１９】さらに、一実施形態の対物レンズは、実質
的に同じ光学特性を持ち、かつ上記被膜を有しない取り
替え可能な光学要素を有することを特徴とする。
的に同じ光学特性を持ち、かつ上記被膜を有しない取り
替え可能な光学要素を有することを特徴とする。
【００２０】また、一実施形態の対物レンズは、上記光
軸に沿った上記位置は上記対物レンズのアイリスに隣接
していることを特徴とする。
軸に沿った上記位置は上記対物レンズのアイリスに隣接
していることを特徴とする。
【００２１】また、一実施形態の対物レンズは、上記対
物レンズは焦点合わせ手段を有し、上記光軸に沿った上
記位置は、上記表面上の上記光軸の入射角を実質的に変
えることなしに、上記対物レンズの焦点合わせを許容す
ることを特徴とする。
物レンズは焦点合わせ手段を有し、上記光軸に沿った上
記位置は、上記表面上の上記光軸の入射角を実質的に変
えることなしに、上記対物レンズの焦点合わせを許容す
ることを特徴とする。
【００２２】また、一実施形態の対物レンズは、上記対
物レンズはズーム動作手段を有し、上記光軸に沿った上
記位置は、上記表面上の上記光軸の入射角を実質的に変
えることなしに、上記対物レンズのズーム動作を許容す
ることを特徴とする。
物レンズはズーム動作手段を有し、上記光軸に沿った上
記位置は、上記表面上の上記光軸の入射角を実質的に変
えることなしに、上記対物レンズのズーム動作を許容す
ることを特徴とする。
【００２３】また、一実施形態の対物レンズは、上記対
物レンズは焦点合わせ手段を有し、上記光軸に沿った上
記位置は、上記表面上の上記光軸の入射角を実質的に変
えることなしに、上記対物レンズの焦点合わせを許容す
ることを特徴とする。
物レンズは焦点合わせ手段を有し、上記光軸に沿った上
記位置は、上記表面上の上記光軸の入射角を実質的に変
えることなしに、上記対物レンズの焦点合わせを許容す
ることを特徴とする。
【００２４】また、一実施形態の対物レンズは、上記被
膜は、上記予め定められたスペクトルの光線を生成する
ために、低屈折率材料の層と高屈折率材料の層を有する
ことを特徴とする。
膜は、上記予め定められたスペクトルの光線を生成する
ために、低屈折率材料の層と高屈折率材料の層を有する
ことを特徴とする。
【００２５】また、この発明の方法は、電子カメラに予
め定められたスペクトルの光線を検知し再生させるため
の方法であって、上記カメラに、対物レンズ内で光線が
実質的に光学要素表面に対して垂直になっている位置に
光学要素表面を有する対物レンズを設けるステップと、
上記光線のスペクトルを上記カメラに供給するための予
め定められたスペクトルに修正するために、上記光学要
素表面に干渉フィルタを形成する被膜を設けるステップ
を有することを特徴とする。
め定められたスペクトルの光線を検知し再生させるため
の方法であって、上記カメラに、対物レンズ内で光線が
実質的に光学要素表面に対して垂直になっている位置に
光学要素表面を有する対物レンズを設けるステップと、
上記光線のスペクトルを上記カメラに供給するための予
め定められたスペクトルに修正するために、上記光学要
素表面に干渉フィルタを形成する被膜を設けるステップ
を有することを特徴とする。
【００２６】また、一実施形態の方法は、上記光線のス
ペクトルを異なった予め定められたスペクトルに修正す
るために、上記表面を持つ光学要素を取り除き、干渉フ
ィルタを形成する異なった被膜付きの別の光学要素に取
り替えるステップを有することを特徴とする。
ペクトルを異なった予め定められたスペクトルに修正す
るために、上記表面を持つ光学要素を取り除き、干渉フ
ィルタを形成する異なった被膜付きの別の光学要素に取
り替えるステップを有することを特徴とする。
【００２７】また、一実施形態の方法は、上記光線のス
ペクトルをフィルムカメラ用のフィルム乳剤又はフィル
ムの予め定められたスペクトルにシミュレートするよう
に修正するために、上記光学要素表面用の上記被膜を選
択するステップを有することを特徴とする。
ペクトルをフィルムカメラ用のフィルム乳剤又はフィル
ムの予め定められたスペクトルにシミュレートするよう
に修正するために、上記光学要素表面用の上記被膜を選
択するステップを有することを特徴とする。
【００２８】また、一実施形態の方法は、上記対物レン
ズ内で上記表面における最小光線入射角を有する位置に
基づいて、上記光学要素表面の上記位置を選択するステ
ップを有することを特徴とする。
ズ内で上記表面における最小光線入射角を有する位置に
基づいて、上記光学要素表面の上記位置を選択するステ
ップを有することを特徴とする。
【００２９】また、一実施形態の方法は、上記表面上の
最大光線入射角は１５°であることを特徴とする。
最大光線入射角は１５°であることを特徴とする。
【００３０】また、この発明の方法は、電子カメラに予
め定められたスペクトルの光線を検知し再生させるため
の方法であって、上記カメラに、対物レンズ内で実質的
にコリメートされている光線の位置に光学要素を有する
対物レンズを設けるステップと、上記光線のスペクトル
を上記カメラに供給するための予め定められたスペクト
ルに修正するために、上記光学要素に干渉フィルタを形
成する被膜を設けるステップを有することを特徴とす
る。
め定められたスペクトルの光線を検知し再生させるため
の方法であって、上記カメラに、対物レンズ内で実質的
にコリメートされている光線の位置に光学要素を有する
対物レンズを設けるステップと、上記光線のスペクトル
を上記カメラに供給するための予め定められたスペクト
ルに修正するために、上記光学要素に干渉フィルタを形
成する被膜を設けるステップを有することを特徴とす
る。
【００３１】また、一実施形態の方法は、上記光学要素
は光学的に平坦であることを特徴とする。
は光学的に平坦であることを特徴とする。
【００３２】また、この発明の対物レンズは、電子カメ
ラに予め定められたスペクトルの光線を検知し再生させ
るための対物レンズであって、対物レンズ内で実質的に
コリメートされている光線の位置に光学要素を備えると
ともに、上記光線のスペクトルを上記カメラに供給する
ための予め定められたスペクトルに修正するために、上
記光学要素に干渉フィルタを形成する被膜を備えたこと
を特徴とする。
ラに予め定められたスペクトルの光線を検知し再生させ
るための対物レンズであって、対物レンズ内で実質的に
コリメートされている光線の位置に光学要素を備えると
ともに、上記光線のスペクトルを上記カメラに供給する
ための予め定められたスペクトルに修正するために、上
記光学要素に干渉フィルタを形成する被膜を備えたこと
を特徴とする。
【００３３】本発明の好ましい実施形態では、上記対物
レンズは、上記光軸上で上記光線が実質的にコリメート
される位置に光学要素を備える。上記電子カメラ用の予
め定められたスペクトルの光線を生成するための干渉フ
ィルタとして動作するように、被膜がその光学要素上に
設けられる。その光学要素は、その上の光学的効果を最
小化するための光学的力（optical power）がゼロで、
上記電子カメラへ供給されるべき異なった予め定められ
たスペクトルの光線を生成するための異なった被膜を有
する、または自然スペクトルの光波を許容する無被膜
の、対比可能な光学要素と取り替え可能であるのが望ま
しい。この発明のさらなる目的は、レンズに、フィルム
上に記録される特定スペクトルに一致し、実際の色に一
致し、所望のシェーディングその他を生成することがで
きるような、上記ビデオカメラに供給される予め定めら
れたスペクトルの光波を生成する干渉フィルタ被膜を持
つ光学要素を設けることにある。
レンズは、上記光軸上で上記光線が実質的にコリメート
される位置に光学要素を備える。上記電子カメラ用の予
め定められたスペクトルの光線を生成するための干渉フ
ィルタとして動作するように、被膜がその光学要素上に
設けられる。その光学要素は、その上の光学的効果を最
小化するための光学的力（optical power）がゼロで、
上記電子カメラへ供給されるべき異なった予め定められ
たスペクトルの光線を生成するための異なった被膜を有
する、または自然スペクトルの光波を許容する無被膜
の、対比可能な光学要素と取り替え可能であるのが望ま
しい。この発明のさらなる目的は、レンズに、フィルム
上に記録される特定スペクトルに一致し、実際の色に一
致し、所望のシェーディングその他を生成することがで
きるような、上記ビデオカメラに供給される予め定めら
れたスペクトルの光波を生成する干渉フィルタ被膜を持
つ光学要素を設けることにある。
【００３４】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。
態により詳細に説明する。
【００３５】本発明を二つの異なるタイプの高性能レン
ズ、つまり図１−４に示した高性能ズームレンズおよび
図５に示した高性能基本または固定焦点距離レンズに関
して述べるものとする。それらのレンズは映画撮影、高
品位テレビジョン、次世代テレビジョンその他の使用の
ための品質をもつものである。図１−４のズームレンズ
および図５の基本レンズは、本発明の干渉フィルタ要素
および方法を適当な態様で含むレンズであるが、他の点
では従来のレンズと同じである。ただし、幾つかの例で
は、この発明を用いるために、適当な特性をもつレンズ
を特別に設計するのが便宜ではある。
ズ、つまり図１−４に示した高性能ズームレンズおよび
図５に示した高性能基本または固定焦点距離レンズに関
して述べるものとする。それらのレンズは映画撮影、高
品位テレビジョン、次世代テレビジョンその他の使用の
ための品質をもつものである。図１−４のズームレンズ
および図５の基本レンズは、本発明の干渉フィルタ要素
および方法を適当な態様で含むレンズであるが、他の点
では従来のレンズと同じである。ただし、幾つかの例で
は、この発明を用いるために、適当な特性をもつレンズ
を特別に設計するのが便宜ではある。
【００３６】さて図１を参照すると、ズームレンズｌ０
は、物空間に近いレンズの前部から像平面１２のところ
のレンズの後部まで（つまり、図１中に見える左から右
まで。図２−５でも同様。）、光軸Ｏ上に１列に並ぶよ
うに、静止対物レンズ群Ｓ、焦点レンズ群Ｆ、ズームレ
ンズ群Ｚおよびリレーレンズ群Ｒを含む必要なレンズ要
素の群を、プリズムＰ１およびＰ２とともに有してい
る。図示のズームレンズ１０は、約６ｍｍから２６ｍｍ
までの焦点距離範囲を有しているが、本発明はいかなる
焦点距離範囲のズームレンズにも応用可能である。さら
に、図示のズームレンズ１０は、焦点群Ｆを形成する二
つのレンズ群と、ズーム群Ｚを形成する二つの他のレン
ズ群を有している。それらの各々のレンズ群は、全ての
適当な距離に焦点合わせを達成するため及び焦点距離範
囲の全域にズーム動作をするために、互いに相対的に移
動可能になっている。なお、より多いまたはより少ない
レンズ群をそれらの機能を行うために用いても良い。光
学的絞りまたはアイリス１４がリレーレンズ群Ｒの直前
に設けられている。光路と様々な光学要素のところでの
その光路の入射角を描くための図ｌ−５の光学的ダイア
グラム中に、光線軌跡の参照数字Ｔ１−Ｔ５が示されて
いる。これらの重要性は以下で議論される。図１に関し
て既に述べたように、上記ズームレンズは比較的従来式
であり、これらの従来の部分は、図３のズームレンズ並
びに図２および４の拡大光学的ダイアグラムのものと同
じである。
は、物空間に近いレンズの前部から像平面１２のところ
のレンズの後部まで（つまり、図１中に見える左から右
まで。図２−５でも同様。）、光軸Ｏ上に１列に並ぶよ
うに、静止対物レンズ群Ｓ、焦点レンズ群Ｆ、ズームレ
ンズ群Ｚおよびリレーレンズ群Ｒを含む必要なレンズ要
素の群を、プリズムＰ１およびＰ２とともに有してい
る。図示のズームレンズ１０は、約６ｍｍから２６ｍｍ
までの焦点距離範囲を有しているが、本発明はいかなる
焦点距離範囲のズームレンズにも応用可能である。さら
に、図示のズームレンズ１０は、焦点群Ｆを形成する二
つのレンズ群と、ズーム群Ｚを形成する二つの他のレン
ズ群を有している。それらの各々のレンズ群は、全ての
適当な距離に焦点合わせを達成するため及び焦点距離範
囲の全域にズーム動作をするために、互いに相対的に移
動可能になっている。なお、より多いまたはより少ない
レンズ群をそれらの機能を行うために用いても良い。光
学的絞りまたはアイリス１４がリレーレンズ群Ｒの直前
に設けられている。光路と様々な光学要素のところでの
その光路の入射角を描くための図ｌ−５の光学的ダイア
グラム中に、光線軌跡の参照数字Ｔ１−Ｔ５が示されて
いる。これらの重要性は以下で議論される。図１に関し
て既に述べたように、上記ズームレンズは比較的従来式
であり、これらの従来の部分は、図３のズームレンズ並
びに図２および４の拡大光学的ダイアグラムのものと同
じである。
【００３７】また、図２を参照すると、これは図１中の
アイリス１４と像平面１２との間の要素を部分的に拡大
して描いたものである。本発明の干渉フィルタ部分を構
成する光学要素１６は、リレーレンズ群Ｒを形成するレ
ンズ要素の間の光軸Ｏ上に配置されている。光学要素１
６は、図ｌおよび２の光学的ダイアグラム中に図示され
たレンズ要素を支持するレンズハウジング（図示せず）
の外部から取り外し及び取り替え可能であるのが望まし
い。これにより、光学要素１６のフィルタ特性が所望の
結果に一致するように可変される。光学要素ｌ６は適当
な干渉フィルタ被膜を有する光学的平坦なガラス板から
なるのが望ましい。ただし、その基板はガラス以外の適
当な材料から構成することもできる。もし光学要素１６
が望み通りに取り外し及び取り替え可能であれば、電子
カメラが従来の目的に使用されているときのように光線
スペクトルの修正が要求されない場合、同じ材料及び厚
さの透明基板に取り替えられ得る。
アイリス１４と像平面１２との間の要素を部分的に拡大
して描いたものである。本発明の干渉フィルタ部分を構
成する光学要素１６は、リレーレンズ群Ｒを形成するレ
ンズ要素の間の光軸Ｏ上に配置されている。光学要素１
６は、図ｌおよび２の光学的ダイアグラム中に図示され
たレンズ要素を支持するレンズハウジング（図示せず）
の外部から取り外し及び取り替え可能であるのが望まし
い。これにより、光学要素１６のフィルタ特性が所望の
結果に一致するように可変される。光学要素ｌ６は適当
な干渉フィルタ被膜を有する光学的平坦なガラス板から
なるのが望ましい。ただし、その基板はガラス以外の適
当な材料から構成することもできる。もし光学要素１６
が望み通りに取り外し及び取り替え可能であれば、電子
カメラが従来の目的に使用されているときのように光線
スペクトルの修正が要求されない場合、同じ材料及び厚
さの透明基板に取り替えられ得る。
【００３８】光学要素ｌ６上の干渉フィルタ被膜は、米
国特許５，６４６，７８ｌ号の「進んだ像を形成するた
めの光学フィルタ」に記載されているような、従来のい
かなるタイプのものであっても良い。その開示は、この
参照文献によってここに組み込まれており、それゆえ、
詳細には記載しない。上記特許によって開示されたタイ
プの干渉フィルタ被膜は、アメリカ合衆国、バーモント
州、ブラットルボロ（Brattleboro）の上記特許の譲受
人であるオメガ・オプティカル会社（Omega Optical,In
c.）から商標「Colormax」の下で商業的に利用可能にな
っている。上記特許に記載されているように、上記干渉
フィルタ被膜は、互いに隣接して積層された低屈折率材
料の層と高屈折率材料の層からなっている。それらの材
料は、適当に選択され、「望まない波長の電磁放射」を
除去するためのそれぞれの層に配置され、これにより
「所望の波長の光（desired wavelengths of light）」
のみを許容し、指定された波長帯域の光のみが光学要素
１６を通過し、結局は像平面１２に達するのを許容す
る。引用された語句は上記特許で特に定義されている。
ここで用いられる、「予め定められたスペクトルの光
線」という語句は、上記特許で定義された「所望の波長
の光」を指している。そのスペクトルは、本発明にした
がって、電子カメラ（図示せず）の電荷結合素子（ＣＣ
Ｄ）に提供されるために、特に指定され、選択される。
よって、予め定められたスペクトルの光線は、電子カメ
ラで所望の結果を生ずるために、光線のいかなる所望の
修正をも成し遂げるように選択され特定される。電子カ
メラで所望の結果を生ずるためのものとは、フィルムカ
メラによってフィルム上に記録される光線スペクトルに
一致するもの、電子カメラによって撮影された物体の実
際の色に一致するもの、所望のシェーディング又は着色
（tinting）を生ずるものなどである。
国特許５，６４６，７８ｌ号の「進んだ像を形成するた
めの光学フィルタ」に記載されているような、従来のい
かなるタイプのものであっても良い。その開示は、この
参照文献によってここに組み込まれており、それゆえ、
詳細には記載しない。上記特許によって開示されたタイ
プの干渉フィルタ被膜は、アメリカ合衆国、バーモント
州、ブラットルボロ（Brattleboro）の上記特許の譲受
人であるオメガ・オプティカル会社（Omega Optical,In
c.）から商標「Colormax」の下で商業的に利用可能にな
っている。上記特許に記載されているように、上記干渉
フィルタ被膜は、互いに隣接して積層された低屈折率材
料の層と高屈折率材料の層からなっている。それらの材
料は、適当に選択され、「望まない波長の電磁放射」を
除去するためのそれぞれの層に配置され、これにより
「所望の波長の光（desired wavelengths of light）」
のみを許容し、指定された波長帯域の光のみが光学要素
１６を通過し、結局は像平面１２に達するのを許容す
る。引用された語句は上記特許で特に定義されている。
ここで用いられる、「予め定められたスペクトルの光
線」という語句は、上記特許で定義された「所望の波長
の光」を指している。そのスペクトルは、本発明にした
がって、電子カメラ（図示せず）の電荷結合素子（ＣＣ
Ｄ）に提供されるために、特に指定され、選択される。
よって、予め定められたスペクトルの光線は、電子カメ
ラで所望の結果を生ずるために、光線のいかなる所望の
修正をも成し遂げるように選択され特定される。電子カ
メラで所望の結果を生ずるためのものとは、フィルムカ
メラによってフィルム上に記録される光線スペクトルに
一致するもの、電子カメラによって撮影された物体の実
際の色に一致するもの、所望のシェーディング又は着色
（tinting）を生ずるものなどである。
【００３９】今図６−９を参照すると、本発明の実際の
応用の一例が、３ＣＣＤを有する電子カメラによって受
け取られ記録された光線スペクトルに関して、本発明の
光学要素１６によって形成された干渉フィルタを有する
状態と有しない状態について描かれている。図６−９の
各々は、電子カメラへ供給された又はフィルタを通過す
るそれぞれの波長の光線の相対値の分光曲線を示してい
る。原色に対応する光線の通過帯域は図６および９中に
分離して示されている。実線Ｇは緑、１点鎖線Ｂは青、
破線Ｒは赤に相当する。一方、図７および８中では、干
渉フィルタを通過する測定された光線は、連続的な単一
線のグラフで示されている。グラフのピークが、左から
右へ、原色の青、緑および赤に相当する。３ＣＣＤカメ
ラに到達する光線の相対値を表す図６の分光曲線は、原
色のピーク値は分離しており、近似的に４７０ｎｍ、５
５０ｎｍおよび６４０ｎｍのところにあるが、青および
緑光線は実質的に約５００ｎｍのところでオーバラップ
し、緑および赤光線は実質的に約５７５ｎｍのところで
オーバラップしていることを示している。。このオーバ
ラップはビデオモニタスクリーン上には視覚的には現れ
ないが、フィルム乳剤上に記録されるもの及び映画スク
リーン上に投影されるものとは、かなり異なっている。
図７および８は、特殊フィルムによって記録される光線
スペクトルに略対応する「予め定められたスペクトルの
光線」を生ずるように特別に設計された被膜の層を有す
る上述の光学要素１６を備えた干渉フィルタの分光曲線
を示している。図７に描かれた非常に高解像度の分光曲
線は、干渉フィルタから出現する波長の光線、および、
グラフ中の約４９０ｎｍおよび５８０ｎｍのところの深
い谷で示されるような、原色の実質的な分離を示してい
る。これにより、光学要素ｌ６の干渉フィルタは、原色
の間のオーバラップなしに、実質的に原色のみを通過さ
せる。図８の分光曲線は、図７に示された干渉フィルタ
と略同じものであるが、３ＣＣＤカメラに到達する光線
について図６に示された相対値により近く対応するよう
に、より低い解像度および従来の方式で電気的に平滑化
された曲りを有している。図９の分光曲線は、３ＣＣＤ
カメラ上のレンズ１０内の干渉フィルタ光学要素ｌ６の
ような、図７および８の分光曲線によって表される干渉
フィルタを通して、３ＣＣＤカメラへ到達する光線のも
のを示している。図９に示されたように、フィルタを通
った光線の相対値は、そのカメラに記録されるように、
原色のところでピークを示している。約５００ｎｍおよ
び５８０ｎｍのところの深い谷で示されるように、原色
の間に実質的な分離がある。よって、干渉フィルタ光学
要素ｌ６を有するレンズ１０を用いた電子カメラは、図
９に示された相対値を近似的に持つフィルム乳剤と同じ
原色の相対値を持つ像を、再生複写のために記録でき
る。このことは、例えば、同じ映画または他の製品のた
めの記録シーンで、電子カメラとフィルムカメラが互い
に取り替えて使用されることを許容する。さらに、電子
カメラを一つのシーンに用い、フィルムカメラを他のシ
ーンに用いるとき、一つのシーンから別のシーンへの複
写された色における差を最小にし、または消滅させる。
応用の一例が、３ＣＣＤを有する電子カメラによって受
け取られ記録された光線スペクトルに関して、本発明の
光学要素１６によって形成された干渉フィルタを有する
状態と有しない状態について描かれている。図６−９の
各々は、電子カメラへ供給された又はフィルタを通過す
るそれぞれの波長の光線の相対値の分光曲線を示してい
る。原色に対応する光線の通過帯域は図６および９中に
分離して示されている。実線Ｇは緑、１点鎖線Ｂは青、
破線Ｒは赤に相当する。一方、図７および８中では、干
渉フィルタを通過する測定された光線は、連続的な単一
線のグラフで示されている。グラフのピークが、左から
右へ、原色の青、緑および赤に相当する。３ＣＣＤカメ
ラに到達する光線の相対値を表す図６の分光曲線は、原
色のピーク値は分離しており、近似的に４７０ｎｍ、５
５０ｎｍおよび６４０ｎｍのところにあるが、青および
緑光線は実質的に約５００ｎｍのところでオーバラップ
し、緑および赤光線は実質的に約５７５ｎｍのところで
オーバラップしていることを示している。。このオーバ
ラップはビデオモニタスクリーン上には視覚的には現れ
ないが、フィルム乳剤上に記録されるもの及び映画スク
リーン上に投影されるものとは、かなり異なっている。
図７および８は、特殊フィルムによって記録される光線
スペクトルに略対応する「予め定められたスペクトルの
光線」を生ずるように特別に設計された被膜の層を有す
る上述の光学要素１６を備えた干渉フィルタの分光曲線
を示している。図７に描かれた非常に高解像度の分光曲
線は、干渉フィルタから出現する波長の光線、および、
グラフ中の約４９０ｎｍおよび５８０ｎｍのところの深
い谷で示されるような、原色の実質的な分離を示してい
る。これにより、光学要素ｌ６の干渉フィルタは、原色
の間のオーバラップなしに、実質的に原色のみを通過さ
せる。図８の分光曲線は、図７に示された干渉フィルタ
と略同じものであるが、３ＣＣＤカメラに到達する光線
について図６に示された相対値により近く対応するよう
に、より低い解像度および従来の方式で電気的に平滑化
された曲りを有している。図９の分光曲線は、３ＣＣＤ
カメラ上のレンズ１０内の干渉フィルタ光学要素ｌ６の
ような、図７および８の分光曲線によって表される干渉
フィルタを通して、３ＣＣＤカメラへ到達する光線のも
のを示している。図９に示されたように、フィルタを通
った光線の相対値は、そのカメラに記録されるように、
原色のところでピークを示している。約５００ｎｍおよ
び５８０ｎｍのところの深い谷で示されるように、原色
の間に実質的な分離がある。よって、干渉フィルタ光学
要素ｌ６を有するレンズ１０を用いた電子カメラは、図
９に示された相対値を近似的に持つフィルム乳剤と同じ
原色の相対値を持つ像を、再生複写のために記録でき
る。このことは、例えば、同じ映画または他の製品のた
めの記録シーンで、電子カメラとフィルムカメラが互い
に取り替えて使用されることを許容する。さらに、電子
カメラを一つのシーンに用い、フィルムカメラを他のシ
ーンに用いるとき、一つのシーンから別のシーンへの複
写された色における差を最小にし、または消滅させる。
【００４０】図ｌおよび２を再び参照すると、干渉フィ
ルタ光学要素ｌ６の位置は、他の光学要素と干渉するこ
となしに、光軸Ｏに沿って、光線が実質的にコリメート
される、すなわち実質的に平行になる点に配置されるよ
うに、特に選択され指定されている。図ｌおよび２に示
すように、光学要素１６はリレーレンズ群Ｒの光学要素
内に配置されている。光線軌跡Ｔ１−Ｔ５が光学要素１
６を通過するとき、それらの軌跡Ｔ１−Ｔ５は光軸Ｏに
対して実質的に平行になっている。低および高屈折率の
材料によって形成される干渉フィルタ被膜は、上述の米
国特許５，６４６，７８１号に記載されているように、
干渉フィルタ被膜上の入射角が可能な限り垂直に近く、
かつ好ましくは表面上のいかなる点でも１５度以下（こ
れを「実質的に垂直」という。）であるとき、より効果
的に振舞うことが発見されている。よって、光学要素１
６は平坦かつ光軸Ｏに垂直であるから、軌跡Ｔ１−Ｔ５
によって示されているように、光学要素１６の全有効表
面を横切る光線軌跡は、光軸Ｏに対して実質的に平行で
あるのが望ましい。図１−４のズームレンズ１０内で、
光学要素１６の平坦表面と光線との間の角度は、光軸Ｏ
上を除いて正確には９０°ではなく、また、光学要素１
６の全表面を横切って同じではない。むしろ、その角度
は変化する。詳しくは、光学要素１６の図示の位置で
は、「光線入射角」（表面に垂直な直線に対する光線の
角度）はゼロから約４．７°の最大角まで変化する。さ
らに、干渉フィルタ要素ｌ６の位置は、焦点合わせ調整
およびレンズ１０のズーム動作移動が要素１６のところ
での光線入射角を変化させないような位置にある。
ルタ光学要素ｌ６の位置は、他の光学要素と干渉するこ
となしに、光軸Ｏに沿って、光線が実質的にコリメート
される、すなわち実質的に平行になる点に配置されるよ
うに、特に選択され指定されている。図ｌおよび２に示
すように、光学要素１６はリレーレンズ群Ｒの光学要素
内に配置されている。光線軌跡Ｔ１−Ｔ５が光学要素１
６を通過するとき、それらの軌跡Ｔ１−Ｔ５は光軸Ｏに
対して実質的に平行になっている。低および高屈折率の
材料によって形成される干渉フィルタ被膜は、上述の米
国特許５，６４６，７８１号に記載されているように、
干渉フィルタ被膜上の入射角が可能な限り垂直に近く、
かつ好ましくは表面上のいかなる点でも１５度以下（こ
れを「実質的に垂直」という。）であるとき、より効果
的に振舞うことが発見されている。よって、光学要素１
６は平坦かつ光軸Ｏに垂直であるから、軌跡Ｔ１−Ｔ５
によって示されているように、光学要素１６の全有効表
面を横切る光線軌跡は、光軸Ｏに対して実質的に平行で
あるのが望ましい。図１−４のズームレンズ１０内で、
光学要素１６の平坦表面と光線との間の角度は、光軸Ｏ
上を除いて正確には９０°ではなく、また、光学要素１
６の全表面を横切って同じではない。むしろ、その角度
は変化する。詳しくは、光学要素１６の図示の位置で
は、「光線入射角」（表面に垂直な直線に対する光線の
角度）はゼロから約４．７°の最大角まで変化する。さ
らに、干渉フィルタ要素ｌ６の位置は、焦点合わせ調整
およびレンズ１０のズーム動作移動が要素１６のところ
での光線入射角を変化させないような位置にある。
【００４１】変形例として、干渉フィルタ被膜付きの独
立した光学要素１６を設けることがある。もしレンズ１
０が特定のフィルム乳剤をまねるような単一目的のため
に設計されるならば、干渉フィルタ被膜は、レンズ１０
内の他の光学要素のうちの一つの表面上に設けられ得
る。その表面は平坦ではないけれども、図２中の表面１
８のように、光線軌跡に対して実質的に垂直になってい
る。
立した光学要素１６を設けることがある。もしレンズ１
０が特定のフィルム乳剤をまねるような単一目的のため
に設計されるならば、干渉フィルタ被膜は、レンズ１０
内の他の光学要素のうちの一つの表面上に設けられ得
る。その表面は平坦ではないけれども、図２中の表面１
８のように、光線軌跡に対して実質的に垂直になってい
る。
【００４２】今図３および４を参照すると、これらの図
に示す高性能ズームレンズ１０は、図１および２に示す
ズームレンズ１０と略同じであり、干渉フィルタ光学要
素の位置のみに差がある。つまり、全てのレンズ群およ
び他の要素は図ｌ−４において同じであり、図３および
４の実施形態に関して特に説明しない。この実施形態で
は、第１実施形態中の光学要素１６と対比可能な干渉フ
ィルタ光学要素１６’が、アイリス１４の直後、リレー
レンズ群Ｒの前部に配置されている。また、光学要素１
６’は、米国特許５，６４６，７８ｌ号に記載されたタ
イプの光学的に平坦な要素であり、像平面１２のところ
にある電子カメラに到達することが要求される「予め定
められたスペクトルの光線」を生成するために、光を修
正するのが望ましい。また、光学要素１６’は、他の
「予め定められたスペクトルの光線」を生成するため
に、電子カメラに到達する光線スペクトルを修正せず又
はレンズの光学特性を変更しない透明ガラスまたは他の
基板を含む他のフィルタ要素とともに、取り外し可能か
つ取り替え可能であるのが望ましい。この第２実施形態
における光学要素ｌ６’の位置は、その要素が直径にお
いてより小さく、かつそれ故に低コストになる点で有利
である。一方、垂直からの最大光線入射角が約１１．７
度であり、第１実施形態中の光学要素ｌ６の位置での最
大光線入射角４．７度よりも大きいので、その位置は幾
分好ましくない。ただし、その１ｌ．７度という角度
は、このタイプの干渉フィルタ被膜に要求される最大角
ｌ５度以下であるから、容認できる大きさである。
に示す高性能ズームレンズ１０は、図１および２に示す
ズームレンズ１０と略同じであり、干渉フィルタ光学要
素の位置のみに差がある。つまり、全てのレンズ群およ
び他の要素は図ｌ−４において同じであり、図３および
４の実施形態に関して特に説明しない。この実施形態で
は、第１実施形態中の光学要素１６と対比可能な干渉フ
ィルタ光学要素１６’が、アイリス１４の直後、リレー
レンズ群Ｒの前部に配置されている。また、光学要素１
６’は、米国特許５，６４６，７８ｌ号に記載されたタ
イプの光学的に平坦な要素であり、像平面１２のところ
にある電子カメラに到達することが要求される「予め定
められたスペクトルの光線」を生成するために、光を修
正するのが望ましい。また、光学要素１６’は、他の
「予め定められたスペクトルの光線」を生成するため
に、電子カメラに到達する光線スペクトルを修正せず又
はレンズの光学特性を変更しない透明ガラスまたは他の
基板を含む他のフィルタ要素とともに、取り外し可能か
つ取り替え可能であるのが望ましい。この第２実施形態
における光学要素ｌ６’の位置は、その要素が直径にお
いてより小さく、かつそれ故に低コストになる点で有利
である。一方、垂直からの最大光線入射角が約１１．７
度であり、第１実施形態中の光学要素ｌ６の位置での最
大光線入射角４．７度よりも大きいので、その位置は幾
分好ましくない。ただし、その１ｌ．７度という角度
は、このタイプの干渉フィルタ被膜に要求される最大角
ｌ５度以下であるから、容認できる大きさである。
【００４３】今図５を参照すると、基本又は固定焦点距
離レンズ２０の光学要素が、基本レンズにおける本発明
の組み込みを示すために図示されている。詳しくは、図
示の基本レンズ２０は、フィルム映画撮影に用いられて
きたタイプの約ｌ５０ｍｍの固定焦点距離を持つ高性能
レンズである。アイリス１４は通常の方式で通常の位置
に設けられている。レンズ２０は、図５における右端の
ところに像平面ｌ２を有している。干渉フィルタ光学要
素１６”はレンズ２０の光軸Ｏ上の適当な位置に設けら
れている。詳しくは、光学要素１６”の図示の位置に、
光軸Ｏに平行からの光線軌跡の最大偏差が約１２．５度
の状態で、光線軌跡（軌跡Ｔ１−Ｔ５のような）が殆ど
コリメートされている。つまり、最大光線入射角は上述
の余薀可能な光線入射角１５度以下になっている。図ｌ
−４のズームレンズ１０に関して、もし最大光線入射角
がｌ５度を超えなければ、干渉フィルタ光学要素１６”
は基本レンズ２０内のどこにでも配置され得る。他の基
本又は固定焦点距離レンズでは、干渉フィルタ光学要素
１６”は、要素のより小さい直径を要求し、またはより
小さい最大光線入射角を与えるような、より有益な異な
る位置に配置され得る。また、図１−４の実施形態に関
して、光学要素１６”は、いかなる所望の目的のために
も予め定められたスペクトルの光線を生成するために、
いかなる適当な干渉フィルタ被膜を備えていても良い。
さらに、図１−４の実施形態に関して、もしレンズ２０
が特定目的のみに使用される予定ならば、干渉フィルタ
被膜は、独立の光学要素１６”上よりもむしろ、レンズ
２０の通常の光学要素の表面の一つの上に設けられても
良い。しかしながら、先の実施形態に関して、レンズ２
０がより多用途に使用されるのを許容するように、干渉
フィルタ光学要素１６”は取り外し可能かつ取り替え可
能であるのが望ましい。
離レンズ２０の光学要素が、基本レンズにおける本発明
の組み込みを示すために図示されている。詳しくは、図
示の基本レンズ２０は、フィルム映画撮影に用いられて
きたタイプの約ｌ５０ｍｍの固定焦点距離を持つ高性能
レンズである。アイリス１４は通常の方式で通常の位置
に設けられている。レンズ２０は、図５における右端の
ところに像平面ｌ２を有している。干渉フィルタ光学要
素１６”はレンズ２０の光軸Ｏ上の適当な位置に設けら
れている。詳しくは、光学要素１６”の図示の位置に、
光軸Ｏに平行からの光線軌跡の最大偏差が約１２．５度
の状態で、光線軌跡（軌跡Ｔ１−Ｔ５のような）が殆ど
コリメートされている。つまり、最大光線入射角は上述
の余薀可能な光線入射角１５度以下になっている。図ｌ
−４のズームレンズ１０に関して、もし最大光線入射角
がｌ５度を超えなければ、干渉フィルタ光学要素１６”
は基本レンズ２０内のどこにでも配置され得る。他の基
本又は固定焦点距離レンズでは、干渉フィルタ光学要素
１６”は、要素のより小さい直径を要求し、またはより
小さい最大光線入射角を与えるような、より有益な異な
る位置に配置され得る。また、図１−４の実施形態に関
して、光学要素１６”は、いかなる所望の目的のために
も予め定められたスペクトルの光線を生成するために、
いかなる適当な干渉フィルタ被膜を備えていても良い。
さらに、図１−４の実施形態に関して、もしレンズ２０
が特定目的のみに使用される予定ならば、干渉フィルタ
被膜は、独立の光学要素１６”上よりもむしろ、レンズ
２０の通常の光学要素の表面の一つの上に設けられても
良い。しかしながら、先の実施形態に関して、レンズ２
０がより多用途に使用されるのを許容するように、干渉
フィルタ光学要素１６”は取り外し可能かつ取り替え可
能であるのが望ましい。
【００４４】このように、本発明によれば、レンズに受
け取られる光線スペクトルは、そのレンズ内で、電子カ
メラの電荷結合素子によって受け取られるべき像平面の
ところに出現する予め定められたスペクトル又は光線に
修正される。これにより、フィルムに一致させる目的、
実際の色に一致させる目的、着色（tinting)、シェーデ
ィングその他のいかなる目的のためにも、所望の色スペ
クトルを記録することができる。本発明の干渉フィルタ
要素を使用することによって、電子カメラに到達する光
量は、従来の吸収タイプのフィルタで起こるように気に
障るほどには減少しない。この発明の特別の実施形態が
図示および記載されてきたが、当業者ならば容易に分か
るように、この発明は、例えば、等価な干渉フィルタリ
ングを達成する米国特許５，６４６，７８１号に開示さ
れたのとは異なる構造の干渉フィルタ被膜や、レンズ中
に組み込まれた基板として他の光学要素の使用を含む、
変形例および他の構成に応用可能である。
け取られる光線スペクトルは、そのレンズ内で、電子カ
メラの電荷結合素子によって受け取られるべき像平面の
ところに出現する予め定められたスペクトル又は光線に
修正される。これにより、フィルムに一致させる目的、
実際の色に一致させる目的、着色（tinting)、シェーデ
ィングその他のいかなる目的のためにも、所望の色スペ
クトルを記録することができる。本発明の干渉フィルタ
要素を使用することによって、電子カメラに到達する光
量は、従来の吸収タイプのフィルタで起こるように気に
障るほどには減少しない。この発明の特別の実施形態が
図示および記載されてきたが、当業者ならば容易に分か
るように、この発明は、例えば、等価な干渉フィルタリ
ングを達成する米国特許５，６４６，７８１号に開示さ
れたのとは異なる構造の干渉フィルタ被膜や、レンズ中
に組み込まれた基板として他の光学要素の使用を含む、
変形例および他の構成に応用可能である。
【図１】 この発明がレンズに組み込まれた、可変焦点
距離を有するズームタイプの対物レンズの光学的ダイア
グラムを示す図である。
距離を有するズームタイプの対物レンズの光学的ダイア
グラムを示す図である。
【図２】 図１の光学的ダイアグラムの部分拡大図であ
る。
る。
【図３】 図１のズームレンズではあるが、光軸に沿っ
て異なる位置に配置された、本発明の干渉フィルタ要素
を有するものの光学的ダイアグラムを示す図である。
て異なる位置に配置された、本発明の干渉フィルタ要素
を有するものの光学的ダイアグラムを示す図である。
【図４】 図３の光学的ダイアグラムの部分拡大図であ
る。
る。
【図５】 固定焦点距離を有し、本発明を組み込んでい
る基本タイプの対物レンズの光学的ダイアグラムを示す
図である。
る基本タイプの対物レンズの光学的ダイアグラムを示す
図である。
【図６】 普通の、フィルタなしレンズを有するビデオ
カメラの３ＣＣＤによって記録された光波の相対値の分
光曲線を示す図である。
カメラの３ＣＣＤによって記録された光波の相対値の分
光曲線を示す図である。
【図７】 本発明における、レンズ内に使用された典型
的な干渉フィルタから出現する光波の非常に高解像度な
相対値の分光曲線を示す図である。
的な干渉フィルタから出現する光波の非常に高解像度な
相対値の分光曲線を示す図である。
【図８】 図７におけるような、典型的な干渉フィルタ
から出現する光波の相対値の分光曲線であるが、出現す
る光波をより一般的に表すように、低解像度で、電気的
に滑らかにされた曲線を示す図である。
から出現する光波の相対値の分光曲線であるが、出現す
る光波をより一般的に表すように、低解像度で、電気的
に滑らかにされた曲線を示す図である。
【図９】 図６および図８の分光曲線の組合せ、つまり
３ＣＣＤとこの発明の干渉フィルタ付きレンズを有する
ビデオカメラの感度を示す図である。
３ＣＣＤとこの発明の干渉フィルタ付きレンズを有する
ビデオカメラの感度を示す図である。
１０，２０ 対物レンズ １６，１６’，１６” 干渉フィルタ光学要素 Ｏ 光軸 Ｔ１−Ｔ５ 光線軌跡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・ジェイ・ガルト アメリカ合衆国91206カリフォルニア州グ レンデイル、リンダ・ビスタ・ロード3315 番
Claims (25)
- 【請求項１】 電子カメラ用の対物レンズであって、 上記レンズの光軸上に表面を有する光学要素を備え、こ
の光学要素は上記表面に対して実質的に垂直な光線を有
する上記光軸に沿った位置に設けられ、 上記カメラが予め定められたスペクトルの光線をシミュ
レートする態様で上記カメラに供給されるスペクトルの
光波の修正を起こすための、干渉フィルタを形成する光
学要素表面上の被膜を備えたことを特徴とする対物レン
ズ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の対物レンズにおいて、 上記光学要素表面は光学的に平坦であることを特徴とす
る対物レンズ。 - 【請求項３】 請求項１に記載の対物レンズにおいて、 上記光学要素は上記対物レンズから取り外し可能かつ取
り替え可能であることを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項４】 請求項３に記載の対物レンズにおいて、 さらに、実質的に同じ光学特性を持ち、かつ上記被膜を
有しない取り替え可能な光学要素を有することを特徴と
する対物レンズ。 - 【請求項５】 請求項１に記載の対物レンズにおいて、 上記光軸に沿った上記位置は上記対物レンズのアイリス
に隣接していることを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項６】 請求項１に記載の対物レンズにおいて、 上記対物レンズは焦点合わせ手段を有し、 上記光軸に沿った上記位置は、上記表面上の上記光軸の
入射角を実質的に変えることなしに、上記対物レンズの
焦点合わせを許容することを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項７】 請求項１に記載の対物レンズにおいて、 上記対物レンズはズーム動作手段を有し、 上記光軸に沿った上記位置は、上記表面上の上記光軸の
入射角を実質的に変えることなしに、上記対物レンズの
ズーム動作を許容することを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項８】 請求項７に記載の対物レンズにおいて、 上記対物レンズは焦点合わせ手段を有し、 上記光軸に沿った上記位置は、上記表面上の上記光軸の
入射角を実質的に変えることなしに、上記対物レンズの
焦点合わせを許容することを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項９】 請求項１に記載の対物レンズにおいて、 上記被膜は、上記予め定められたスペクトルの光線を生
成するために、低屈折率材料の層と高屈折率材料の層を
有することを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項１０】 電子カメラ用の対物レンズであって、 実質的にコリメートされた光線を有する光軸に沿った位
置に、上記レンズの上記光軸に対して垂直に光学的に平
坦な光学要素を備えるとともに、 上記カメラが予め定められたスペクトルの光線をシミュ
レートする態様で上記カメラに供給されるスペクトルの
光波の修正を起こすための、干渉フィルタを形成する光
学要素上の被膜を備えたことを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の対物レンズにおい
て、 上記光学要素は上記対物レンズから取り外し可能かつ取
り替え可能であることを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の対物レンズにおい
て、 さらに、実質的に同じ光学特性を持ち、かつ上記被膜を
有しない取り替え可能な光学要素を有することを特徴と
する対物レンズ。 - 【請求項１３】 請求項１０に記載の対物レンズにおい
て、 上記光軸に沿った上記位置は上記対物レンズのアイリス
に隣接していることを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項１４】 請求項１０に記載の対物レンズにおい
て、 上記対物レンズは焦点合わせ手段を有し、 上記光軸に沿った上記位置は、上記表面上の上記光軸の
入射角を実質的に変えることなしに、上記対物レンズの
焦点合わせを許容することを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項１５】 請求項１０に記載の対物レンズにおい
て、 上記対物レンズはズーム動作手段を有し、 上記光軸に沿った上記位置は、上記表面上の上記光軸の
入射角を実質的に変えることなしに、上記対物レンズの
ズーム動作を許容することを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項１６】 請求項１５に記載の対物レンズにおい
て、 上記対物レンズは焦点合わせ手段を有し、 上記光軸に沿った上記位置は、上記表面上の上記光軸の
入射角を実質的に変えることなしに、上記対物レンズの
焦点合わせを許容することを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項１７】 請求項１０に記載の対物レンズにおい
て、 上記被膜は、上記予め定められたスペクトルの光線を生
成するために、低屈折率材料の層と高屈折率材料の層を
有することを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項１８】 電子カメラに予め定められたスペクト
ルの光線を検知し再生させるための方法であって、 上記カメラに、対物レンズ内で光線が実質的に光学要素
表面に対して垂直になっている位置に光学要素表面を有
する対物レンズを設けるステップと、 上記光線のスペクトルを上記カメラに供給するための予
め定められたスペクトルに修正するために、上記光学要
素表面に干渉フィルタを形成する被膜を設けるステップ
を有することを特徴とする方法。 - 【請求項１９】 請求項１８に記載の方法において、 上記光線のスペクトルを異なった予め定められたスペク
トルに修正するために、上記表面を持つ光学要素を取り
除き、干渉フィルタを形成する異なった被膜付きの別の
光学要素に取り替えるステップを有することを特徴とす
る方法。 - 【請求項２０】 請求項１８に記載の方法において、 上記光線のスペクトルをフィルムカメラ用のフィルム乳
剤又はフィルムの予め定められたスペクトルにシミュレ
ートするように修正するために、上記光学要素表面用の
上記被膜を選択するステップを有することを特徴とする
方法。 - 【請求項２１】 請求項１８に記載の方法において、 上記対物レンズ内で上記表面における最小光線入射角を
有する位置に基づいて、上記光学要素表面の上記位置を
選択するステップを有することを特徴とする方法。 - 【請求項２２】 請求項２１に記載の方法において、 上記表面上の最大光線入射角は１５°であることを特徴
とする方法。 - 【請求項２３】 電子カメラに予め定められたスペクト
ルの光線を検知し再生させるための方法であって、 上記カメラに、対物レンズ内で実質的にコリメートされ
ている光線の位置に光学要素を有する対物レンズを設け
るステップと、 上記光線のスペクトルを上記カメラに供給するための予
め定められたスペクトルに修正するために、上記光学要
素に干渉フィルタを形成する被膜を設けるステップを有
することを特徴とする方法。 - 【請求項２４】 請求項２１に記載の方法において、 上記光学要素は光学的に平坦であることを特徴とする方
法。 - 【請求項２５】 電子カメラに予め定められたスペクト
ルの光線を検知し再生させるための対物レンズであっ
て、 対物レンズ内で実質的にコリメートされている光線の位
置に光学要素を備えるとともに、 上記光線のスペクトルを上記カメラに供給するための予
め定められたスペクトルに修正するために、上記光学要
素に干渉フィルタを形成する被膜を備えたことを特徴と
する対物レンズ。
Applications Claiming Priority (2)
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| US09/447837 | 1999-11-23 | ||
| US09/447,837 US7006141B1 (en) | 1999-11-23 | 1999-11-23 | Method and objective lens for spectrally modifying light for an electronic camera |
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| JP2000357475A Pending JP2001188281A (ja) | 1999-11-23 | 2000-11-24 | 電子カメラ用の、分光的に光を修正するための方法および対物レンズ |
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| JP (1) | JP2001188281A (ja) |
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