JP2532100B2 - 照度分布補正用透過型フィルタ - Google Patents
照度分布補正用透過型フィルタInfo
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- G03G15/04—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for exposing, i.e. imagewise exposure by optically projecting the original image on a photoconductive recording material
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Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、結像光学装置の結像部における照度むらを
補正するための透過型フィルタに関するものである。
補正するための透過型フィルタに関するものである。
（従来技術） 従来から原画フィルムの複写を行なう電子写真複写装
置やファクシミリ装置等の結像光学装置においては、原
画や物体等の画面が一様に照明されていると、その結像
面での輝度はCOS4乗則に従って、光軸から離れていく程
低下し、照度むら（露光むら）を生じてしまうことが知
られている。
置やファクシミリ装置等の結像光学装置においては、原
画や物体等の画面が一様に照明されていると、その結像
面での輝度はCOS4乗則に従って、光軸から離れていく程
低下し、照度むら（露光むら）を生じてしまうことが知
られている。
そこで従来は、証明される原画を結像面に結像させる
結像レンズと結像面との間、または原画と結像レンズと
の間に、光軸を含む近傍部を密に、周辺に行くに従って
粗となるような不透明斑点を透明基板上に備える透過型
フィルタ、または光軸を含む近傍部に減衰部を備える面
積型フィルタを配置し、結像面上の照度むらの補正を行
なっていた。
結像レンズと結像面との間、または原画と結像レンズと
の間に、光軸を含む近傍部を密に、周辺に行くに従って
粗となるような不透明斑点を透明基板上に備える透過型
フィルタ、または光軸を含む近傍部に減衰部を備える面
積型フィルタを配置し、結像面上の照度むらの補正を行
なっていた。
ところが上述のような光軸から外側に向かって透過率
を上げていく従来のタイプのフィルタでは、第31図に示
される如く、物体の高さの位置によっては、照度補正の
誤差が結構大きいという問題があり、その上拡大、縮小
等の変倍時において生じるレンズの画角の変化による照
度むらを、うまく押さえられないといった問題点もあっ
た。
を上げていく従来のタイプのフィルタでは、第31図に示
される如く、物体の高さの位置によっては、照度補正の
誤差が結構大きいという問題があり、その上拡大、縮小
等の変倍時において生じるレンズの画角の変化による照
度むらを、うまく押さえられないといった問題点もあっ
た。
（目的） 本発明の目的は、等倍時、変倍時いずれでも極めて精
度良く結像面上の照度分布を補正し得る照度分布補正用
透過型フィルタを提供することにある。
度良く結像面上の照度分布を補正し得る照度分布補正用
透過型フィルタを提供することにある。
（構成） 本発明の照度分布補正用透過型フィルタは上記目的を
達成するために、照明される原画を結像面に結像させる
結像レンズと前記結像面との間、または前記原画と前記
結像レンズの間に配置され、光を透過させる透明部分と
光を遮蔽する不透明部分とよりなり、前記結像面上の照
度むらを補正するための透過型フィルタであって、前記
結像レンズと前記結像面との間に配置される場合には、
前記結像レンズの射出瞳の前記フィルタ上の最小画角時
の投影有効瞳の周辺部分の透過率が、また該フィルタが
前記原画と前記結像レンズとの間に配備される場合に
は、前記結像レンズの入射瞳が前記フィルタ上の最小画
角時の投影有効瞳の周辺の透過率が、それぞれ最も低く
され、前記フィルタ軸心および像側に向かって同心円状
に前記透過率が段階的に変化し、該透過率の段階的な変
化が、上記軸心および像側へ向かって概ね増加するよう
な変化であるように構成されていることを特徴としてい
る。
達成するために、照明される原画を結像面に結像させる
結像レンズと前記結像面との間、または前記原画と前記
結像レンズの間に配置され、光を透過させる透明部分と
光を遮蔽する不透明部分とよりなり、前記結像面上の照
度むらを補正するための透過型フィルタであって、前記
結像レンズと前記結像面との間に配置される場合には、
前記結像レンズの射出瞳の前記フィルタ上の最小画角時
の投影有効瞳の周辺部分の透過率が、また該フィルタが
前記原画と前記結像レンズとの間に配備される場合に
は、前記結像レンズの入射瞳が前記フィルタ上の最小画
角時の投影有効瞳の周辺の透過率が、それぞれ最も低く
され、前記フィルタ軸心および像側に向かって同心円状
に前記透過率が段階的に変化し、該透過率の段階的な変
化が、上記軸心および像側へ向かって概ね増加するよう
な変化であるように構成されていることを特徴としてい
る。
最小画角時の投影有効瞳は、結像レンズの光軸上に位
置する原画位置もしくは像面位置を頂点とし結像レンズ
の入射瞳もしくは射出瞳の底面とする円錐の縁部がフィ
ルタと交わってできる円形状である。
置する原画位置もしくは像面位置を頂点とし結像レンズ
の入射瞳もしくは射出瞳の底面とする円錐の縁部がフィ
ルタと交わってできる円形状である。
透過率の段階的な変化において透過率が概ね増加する
とは、軸心および周辺部分に向かう段階的な変化が必ず
しも単調増加的ではないが、全体的な傾向として次第に
増加することを意味する。
とは、軸心および周辺部分に向かう段階的な変化が必ず
しも単調増加的ではないが、全体的な傾向として次第に
増加することを意味する。
以上本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す照度分布補正用透過
型フィルタの概略正面図であり、該薄板状のフィルタ10
0は第２図に示される如く、最大高さＸなる原画11と図
示されない結像レンズとの間に、結像レンズの入射瞳10
とフィルタ100との距離Ｈが52mmとなるように配置され
ており、該フィルタ100上の入射瞳10の投影有効瞳110が
直径D1は25.6mmとなっている。上記フィルタ100は第１
図に示される如く、光を透過する透明部分だけよりなる
軸心を含む円形状の軸心部１及び最外周部７と、軸心部
１と最外周部７との間で同心円状に区切られる複数の環
状部2,3,4,5,6とにより構成されている。ここで第１図
においては、該循環状部2,3,4,5,6は明示すると図が繁
雑となるのでハッチングにより示されているが、実際は
第４図〜第13図に示される網点（ドット）のいずれかが
蒸着またはエッチングにより形成されており、所定の透
過率を有するようになされている。
型フィルタの概略正面図であり、該薄板状のフィルタ10
0は第２図に示される如く、最大高さＸなる原画11と図
示されない結像レンズとの間に、結像レンズの入射瞳10
とフィルタ100との距離Ｈが52mmとなるように配置され
ており、該フィルタ100上の入射瞳10の投影有効瞳110が
直径D1は25.6mmとなっている。上記フィルタ100は第１
図に示される如く、光を透過する透明部分だけよりなる
軸心を含む円形状の軸心部１及び最外周部７と、軸心部
１と最外周部７との間で同心円状に区切られる複数の環
状部2,3,4,5,6とにより構成されている。ここで第１図
においては、該循環状部2,3,4,5,6は明示すると図が繁
雑となるのでハッチングにより示されているが、実際は
第４図〜第13図に示される網点（ドット）のいずれかが
蒸着またはエッチングにより形成されており、所定の透
過率を有するようになされている。
ところで透過率というものは、上記不透明斑点状のド
ットの面積と透明部分の面積との面積比率により決定さ
れるものであるが、ただ出鱈目にドットを形成したので
は結像面に明暗が出てしまうので、本実施例においては
第３図に示される如く、仮想線で示される縦×横（3a×
3a）なる正方形部分30を１ユニットした面積の中に、点
線で示されるような直径ａ（本実施例では63.5μｍ）な
る不透明状の円35を第５図から第13図に示される規則正
しいパターンで、軸心部１、環状部2,3,4,5,6、最外周
部７にそれぞれ複数個形成し、精度の向上を図り、明暗
の差を極力出さないようにしている。
ットの面積と透明部分の面積との面積比率により決定さ
れるものであるが、ただ出鱈目にドットを形成したので
は結像面に明暗が出てしまうので、本実施例においては
第３図に示される如く、仮想線で示される縦×横（3a×
3a）なる正方形部分30を１ユニットした面積の中に、点
線で示されるような直径ａ（本実施例では63.5μｍ）な
る不透明状の円35を第５図から第13図に示される規則正
しいパターンで、軸心部１、環状部2,3,4,5,6、最外周
部７にそれぞれ複数個形成し、精度の向上を図り、明暗
の差を極力出さないようにしている。
因に透過率は であらわされるので、円の個数をｎとすると、 であらわされ、第４図のようにドット無しの場合には透
過率は100％となり、第５図のようにドット35が中央に
１個の場合には91.2734％、第６図のようにドット35が
２個の場合には82.5467％、第７図のように３個の場合
には73.8201％、第８図のように４個の場合には65.0934
％、第９図のように５個の場合には56.3668％、第10図
のように６個の場合には47.6401％、第11図のように７
個の場合には38.9135％、第12図のように８個の場合に
は30.1868％、第13図のように９個、すなわち全部埋っ
ている場合には21.4602％というように、10階調の透過
率が色々と取り得るようになされており、本実施例にお
いては、フィルタの半径及び透過率は下表の如く決定さ
れている。
過率は100％となり、第５図のようにドット35が中央に
１個の場合には91.2734％、第６図のようにドット35が
２個の場合には82.5467％、第７図のように３個の場合
には73.8201％、第８図のように４個の場合には65.0934
％、第９図のように５個の場合には56.3668％、第10図
のように６個の場合には47.6401％、第11図のように７
個の場合には38.9135％、第12図のように８個の場合に
は30.1868％、第13図のように９個、すなわち全部埋っ
ている場合には21.4602％というように、10階調の透過
率が色々と取り得るようになされており、本実施例にお
いては、フィルタの半径及び透過率は下表の如く決定さ
れている。
すなわち軸心部１と環状部５及び最外周部７は、第４
図に示されるように透明部だけよりなり、環状部２には
第12図に示されるドットが、環状部３には第13個に示さ
れるドットが、環状部４には第11図に示されるドット
が、環状部６には第５図に示されるドットがそれぞれ複
数ユニット分形成されているのである。このように本実
施例の、原画11と結像レンズとの間に配置される透過型
フィルタ100の透過率は、結像レンズの入射瞳10の最小
画角時（図２でＸ＝０の相当）におけるフィルタ上の投
影有効瞳110の投影有効瞳径D1（半径にすると12.8mm）
周辺部分が最も低くされ（21.4602％）軸心部および周
辺部分に行くに従って同心円状に段階的に変化し、且つ
この変化が軸心部および周辺部分に向かって概ね、即ち
全体的な傾向として高くなるようになっている。因に本
実施例においては、上述の如くドット位置が透過率毎に
決定されているが、正方形部分30内の個数の変更さえし
なければ、ドット位置が上記図面の位置と違ってしまっ
ていても良いというのは言うまでもない。
図に示されるように透明部だけよりなり、環状部２には
第12図に示されるドットが、環状部３には第13個に示さ
れるドットが、環状部４には第11図に示されるドット
が、環状部６には第５図に示されるドットがそれぞれ複
数ユニット分形成されているのである。このように本実
施例の、原画11と結像レンズとの間に配置される透過型
フィルタ100の透過率は、結像レンズの入射瞳10の最小
画角時（図２でＸ＝０の相当）におけるフィルタ上の投
影有効瞳110の投影有効瞳径D1（半径にすると12.8mm）
周辺部分が最も低くされ（21.4602％）軸心部および周
辺部分に行くに従って同心円状に段階的に変化し、且つ
この変化が軸心部および周辺部分に向かって概ね、即ち
全体的な傾向として高くなるようになっている。因に本
実施例においては、上述の如くドット位置が透過率毎に
決定されているが、正方形部分30内の個数の変更さえし
なければ、ドット位置が上記図面の位置と違ってしまっ
ていても良いというのは言うまでもない。
ところで概フィルタ100の環状部2,3,4,5,6の径及びそ
の透過率は以下の要領で決定が行なわれている。まずフ
ィルタ100光軸上の有効瞳径D1内の環状部の透過率を任
意に決定し、その半径を計算により決定する。次に有効
瞳径D1の外の環状部の透過率を中心から外方に向かって
順次決定していき、その半径も上述と同様なる方法にて
順次仮決定していく。そして光軸及び光軸からずれた各
位置における透過率を計算によりそれぞれ求める。例え
ば環状部Ｒ（１）,R（２）,R（３），‥‥Ｒ（６）より
なるフィルタ101と点線で示される有効瞳12とが第14図
に示されるような位置関係にある場合には、それぞれの
位置関係毎に場合分けをして各透過率比Ｑ（Ｉ）を求め
る。ここでその場合分けは以下の３通りに大別される。
の透過率は以下の要領で決定が行なわれている。まずフ
ィルタ100光軸上の有効瞳径D1内の環状部の透過率を任
意に決定し、その半径を計算により決定する。次に有効
瞳径D1の外の環状部の透過率を中心から外方に向かって
順次決定していき、その半径も上述と同様なる方法にて
順次仮決定していく。そして光軸及び光軸からずれた各
位置における透過率を計算によりそれぞれ求める。例え
ば環状部Ｒ（１）,R（２）,R（３），‥‥Ｒ（６）より
なるフィルタ101と点線で示される有効瞳12とが第14図
に示されるような位置関係にある場合には、それぞれの
位置関係毎に場合分けをして各透過率比Ｑ（Ｉ）を求め
る。ここでその場合分けは以下の３通りに大別される。
まず有効瞳径Dmの半径、Ｉ番目の同心円Ｒ（Ｉ）の半
径、Ｉ番目の透過率及び透過率比をそれぞれrm、ｒ
（Ｉ）、Ｔ（Ｉ）、Ｑ（Ｉ）とし、有効瞳Dmの軸心Ｏと
フィルタの軸心OAとが第15図に示される如く距離ｘ離れ
ていて、rm−ｘ≧ｒ（Ｉ）の関係式が成り立つならば、
Ｉ番目での透過率比Ｑ（Ｉ）は以下の式で求められる。
径、Ｉ番目の透過率及び透過率比をそれぞれrm、ｒ
（Ｉ）、Ｔ（Ｉ）、Ｑ（Ｉ）とし、有効瞳Dmの軸心Ｏと
フィルタの軸心OAとが第15図に示される如く距離ｘ離れ
ていて、rm−ｘ≧ｒ（Ｉ）の関係式が成り立つならば、
Ｉ番目での透過率比Ｑ（Ｉ）は以下の式で求められる。
Ｑ（Ｉ）＝〔πｒ（Ｉ）２−Ｓ（Ｉ−Ｉ）〕×Ｔ（Ｉ）
／πm 2、ここでＳ（Ｉ−１）は円Ｒ（Ｉ−１）で囲まれ
る面積。
／πm 2、ここでＳ（Ｉ−１）は円Ｒ（Ｉ−１）で囲まれ
る面積。
次に第16図に示される如く rm−ｘ＜ｒ（Ｉ）＜rm＋ｘ が成り立つ場合のＱ（Ｉ）皮下のようにして求められ
る。Ｒ（Ｉ−１）とDmとで囲まれる面積をＳ（Ｉ−１）
として軸心Ｏと軸心OAとの距離ｘがα離れているとする
と、 円Ｒ（Ｉ）はx2＋y2＝ｒ（Ｉ）２ 円Dmは（ｘ−α）２＋y2＝r2 m であらわされるので、Ｒ（Ｉ）とDmとの交点P,P′のＸ
座標値βは β＝（α２＋ｒ（Ｉ）２−rm 2）/2αであらわされる。
そして交点Ｐ、Ｐ′とｘ軸とのなす角度をそれぞれθ，
θ′とすると θ＝COS-1［β/r（Ｉ）］ θ′＝COS-1［（α−β）/rm］ ここで扇形OA−Ｐ−Ｐ′と扇形Ｏ−Ｐ−Ｐ′の面積をそ
れぞれS,S′とすると Ｓ＝θ×ｒ（Ｉ）２−β×ｒ（Ｉ）×SINθ Ｓ′＝θ′×r2−（α−β）×rm×SINθ′ よって透過率比Ｑ（Ｉ）は、 Ｑ（Ｉ）＝［Ｓ＋Ｓ′−Ｓ（Ｉ−１）］×Ｔ（Ｉ）／π
rm 2となる。
る。Ｒ（Ｉ−１）とDmとで囲まれる面積をＳ（Ｉ−１）
として軸心Ｏと軸心OAとの距離ｘがα離れているとする
と、 円Ｒ（Ｉ）はx2＋y2＝ｒ（Ｉ）２ 円Dmは（ｘ−α）２＋y2＝r2 m であらわされるので、Ｒ（Ｉ）とDmとの交点P,P′のＸ
座標値βは β＝（α２＋ｒ（Ｉ）２−rm 2）/2αであらわされる。
そして交点Ｐ、Ｐ′とｘ軸とのなす角度をそれぞれθ，
θ′とすると θ＝COS-1［β/r（Ｉ）］ θ′＝COS-1［（α−β）/rm］ ここで扇形OA−Ｐ−Ｐ′と扇形Ｏ−Ｐ−Ｐ′の面積をそ
れぞれS,S′とすると Ｓ＝θ×ｒ（Ｉ）２−β×ｒ（Ｉ）×SINθ Ｓ′＝θ′×r2−（α−β）×rm×SINθ′ よって透過率比Ｑ（Ｉ）は、 Ｑ（Ｉ）＝［Ｓ＋Ｓ′−Ｓ（Ｉ−１）］×Ｔ（Ｉ）／π
rm 2となる。
次に第17図に示される如く rm＋ｘ＜ｒ（Ｉ） rm−ｘ＜ｒ（Ｉ）が成り立つ場合のＱ（Ｉ）はDmとＲ
（Ｉ−１）とで囲まれる面積をＳ（Ｉ−１）とすると Ｑ（Ｉ）＝〔πrm 2−Ｓ（Ｉ−１）〕×Ｔ（Ｉ）／πrm 2
となる。
（Ｉ−１）とで囲まれる面積をＳ（Ｉ−１）とすると Ｑ（Ｉ）＝〔πrm 2−Ｓ（Ｉ−１）〕×Ｔ（Ｉ）／πrm 2
となる。
以上のように場合分けされたＱ（Ｉ）を加算すれば、
すなわち同心円がｎ個ある場合には を行えば任意の位置における等倍時の透過率Txがわかる
ことになる。
すなわち同心円がｎ個ある場合には を行えば任意の位置における等倍時の透過率Txがわかる
ことになる。
ところで任意の位置ｘでの照度の誤差Δｘの計算式
は、任意倍率ｍで、光軸からｘ離れた点を投影する時の
フィルタの透過率をTmx、光軸上の透過率をTm0、原画11
と入射瞳10との距離をLmとすると Δｘ＝［｛（x/Lm）２＋１｝２−Tmx/Tm0］×100（％）
で求められ、等倍の場合にはｍ＝１とした値を代入すれ
ばΔｘが求められるようになっている。
は、任意倍率ｍで、光軸からｘ離れた点を投影する時の
フィルタの透過率をTmx、光軸上の透過率をTm0、原画11
と入射瞳10との距離をLmとすると Δｘ＝［｛（x/Lm）２＋１｝２−Tmx/Tm0］×100（％）
で求められ、等倍の場合にはｍ＝１とした値を代入すれ
ばΔｘが求められるようになっている。
よってこの式に上述の如くして求められた等倍時のｘ
の位置における透過率T1x及び等倍時の光軸上の透過率 を代入すれば任意の位置の誤差Δｘが求められることに
なる。なお上記Xmaxは物体の最大高さを、L1は入射瞳と
物体との間の距離をそれぞれあらわしている。
の位置における透過率T1x及び等倍時の光軸上の透過率 を代入すれば任意の位置の誤差Δｘが求められることに
なる。なお上記Xmaxは物体の最大高さを、L1は入射瞳と
物体との間の距離をそれぞれあらわしている。
そしてその結果が目標許容値、本実施例においては±
６％としているが、それ以内にない場合にはフィルタ上
の有効瞳径D1の外の環状部の透過率及び半径を変えてみ
て再度計算を行ない、許容値範囲内に入るまで今までの
手順を繰り返し、許容値内に収まる場合には、次に進
み、結像レンズ及びフィルタを共に光軸上でずらす、す
なわち変倍させる場合についての検討を行なう。これは
変倍させるとDmがそれに応じて変化するので、それに応
じて変化した値を上述のΔｘを求める式に代入して求め
れば良く、目標許容値（±６％）以内にあればそれで良
しとし、許容値範囲外の場合には、最初に戻り、有効瞳
径内の同心円の透過率及び半径をそれぞれ決定し直し、
以下は前述と同様な手順により各位置における透過率を
決定していき、等倍時、変倍時における許容値範囲内に
誤差が収まるようになるまで同様な手順を繰り返す。
６％としているが、それ以内にない場合にはフィルタ上
の有効瞳径D1の外の環状部の透過率及び半径を変えてみ
て再度計算を行ない、許容値範囲内に入るまで今までの
手順を繰り返し、許容値内に収まる場合には、次に進
み、結像レンズ及びフィルタを共に光軸上でずらす、す
なわち変倍させる場合についての検討を行なう。これは
変倍させるとDmがそれに応じて変化するので、それに応
じて変化した値を上述のΔｘを求める式に代入して求め
れば良く、目標許容値（±６％）以内にあればそれで良
しとし、許容値範囲外の場合には、最初に戻り、有効瞳
径内の同心円の透過率及び半径をそれぞれ決定し直し、
以下は前述と同様な手順により各位置における透過率を
決定していき、等倍時、変倍時における許容値範囲内に
誤差が収まるようになるまで同様な手順を繰り返す。
このようにして求められた半径及び環状部の透過率を
有するフィルタが、第１図及び前述の表のフィルタ10
0、すなわちフィルタ上の入射瞳の投影有効瞳の周辺部
分の透過率が最も低くされ、フィルタ100の軸心部及び
周辺部分に行くに従って同心円状に透過率が高く構成さ
れているフィルタ100であり、該フィルタ100を前述の条
件、すなわち最大高さＸなる原画11と結像レンズとの間
に、結像レンズの入射瞳10とフィルタ100との間が52mm
となるように配置し、均一照明、レンズ開口効率100％
で実験を行なったところ、第18図に示される如く、等倍
時の各位置における照度誤差は略±６％以内に収まって
おり、倍率1.414で拡大した時も、倍率0.647で縮合した
時も、第19図，第20図にそれぞれ示される如く、誤差波
形の傾向は変るが±６％という許容値範囲内には収まっ
ており、本発明の透過形フィルタが従来に比べ、極めて
優れているということが実証された。
有するフィルタが、第１図及び前述の表のフィルタ10
0、すなわちフィルタ上の入射瞳の投影有効瞳の周辺部
分の透過率が最も低くされ、フィルタ100の軸心部及び
周辺部分に行くに従って同心円状に透過率が高く構成さ
れているフィルタ100であり、該フィルタ100を前述の条
件、すなわち最大高さＸなる原画11と結像レンズとの間
に、結像レンズの入射瞳10とフィルタ100との間が52mm
となるように配置し、均一照明、レンズ開口効率100％
で実験を行なったところ、第18図に示される如く、等倍
時の各位置における照度誤差は略±６％以内に収まって
おり、倍率1.414で拡大した時も、倍率0.647で縮合した
時も、第19図，第20図にそれぞれ示される如く、誤差波
形の傾向は変るが±６％という許容値範囲内には収まっ
ており、本発明の透過形フィルタが従来に比べ、極めて
優れているということが実証された。
なお、軸心部１を、従来とは全く逆に明るくして透過
率100％とした理由は、第31図における下に凸な部分を
極力フラットにするためであり、投影有効瞳部を含む環
状部３と軸心部１との間に中間の透過率を有する環状部
２を設けたのは、急激な照度変化を防止するためであ
り、環状部４を設けたのは、第31図における上に凸なる
部分を極力フラットにするためである。
率100％とした理由は、第31図における下に凸な部分を
極力フラットにするためであり、投影有効瞳部を含む環
状部３と軸心部１との間に中間の透過率を有する環状部
２を設けたのは、急激な照度変化を防止するためであ
り、環状部４を設けたのは、第31図における上に凸なる
部分を極力フラットにするためである。
ところで上記実施例では、フィルタを原画と結像レン
ズとの間に配置した場合について述べているが、結像レ
ンズと結像面との間に配置することも可能であり、その
場合にはフィルタ上に投影される有効瞳は入射瞳ではな
く、出射瞳となる。
ズとの間に配置した場合について述べているが、結像レ
ンズと結像面との間に配置することも可能であり、その
場合にはフィルタ上に投影される有効瞳は入射瞳ではな
く、出射瞳となる。
また上記実施例においては、3a×3a角の正方形部分30
に９個の不透明円35が入るように構成されているが、不
透明なる斑点部分の数が多ければ多いほど、エッチング
や蒸着時に誤差がその数分累積されてしまうので、透過
率が非常に高い、例えば91.18587％位（環状部６）であ
れば、第21図に示される如く200μｍ角の透明部分28
に、先の実施例より大きい67μｍの不透明斑点29を付け
て極力累積誤差を少なくするようにしたり、またそれと
は逆に第22図に示されるように200μｍ角の不透明部分3
0に、先の実施例より大きい105μｍよりなる透明ドット
31をエッチングにより形成して環状部３とし、累積誤差
を極力少なくするようにしても勿論良い。
に９個の不透明円35が入るように構成されているが、不
透明なる斑点部分の数が多ければ多いほど、エッチング
や蒸着時に誤差がその数分累積されてしまうので、透過
率が非常に高い、例えば91.18587％位（環状部６）であ
れば、第21図に示される如く200μｍ角の透明部分28
に、先の実施例より大きい67μｍの不透明斑点29を付け
て極力累積誤差を少なくするようにしたり、またそれと
は逆に第22図に示されるように200μｍ角の不透明部分3
0に、先の実施例より大きい105μｍよりなる透明ドット
31をエッチングにより形成して環状部３とし、累積誤差
を極力少なくするようにしても勿論良い。
第23図は本発明の他の実施例を示す照度分布補正用透
過型フィルタ200の概略正面図であり、結像光学装置の
コンパクト化を図るべく、入射瞳と該フィルタ200との
間の距離は先の実施例に比べ2mm短くされ、50mmとなっ
ている。
過型フィルタ200の概略正面図であり、結像光学装置の
コンパクト化を図るべく、入射瞳と該フィルタ200との
間の距離は先の実施例に比べ2mm短くされ、50mmとなっ
ている。
ここで本実施例のフィルタ200が先の実施例のフィル
タ100と違う点は、第23図より明らかなように、同心円
状に区切られる複数の環状部52,53,54,55,56を有してい
る点は同じであるが、該各環状部52〜55は放射状に整数
分割される升目をそれぞれ備え、前記各升目は前記各環
状部の所定の透過率となるように、前記フィルタの軸心
を中心とした区切線により透明部と不透明部とに区分さ
れている、すなわち例えば環状部52において説明するな
らば、白地よりなる透明部分52aと黒地よりなる不透明
部分52bとに区分されている点である。
タ100と違う点は、第23図より明らかなように、同心円
状に区切られる複数の環状部52,53,54,55,56を有してい
る点は同じであるが、該各環状部52〜55は放射状に整数
分割される升目をそれぞれ備え、前記各升目は前記各環
状部の所定の透過率となるように、前記フィルタの軸心
を中心とした区切線により透明部と不透明部とに区分さ
れている、すなわち例えば環状部52において説明するな
らば、白地よりなる透明部分52aと黒地よりなる不透明
部分52bとに区分されている点である。
なお、第23図においては、升目の形成された環状部全
体をあらわすと図が非常に繁雑となるために、フィルタ
の１部のみを破談して示しているが、実際には環状部52
〜56は円形に形成され、透明部、不透明部も図示されて
いる間隔毎に円周上に全て設けられている。
体をあらわすと図が非常に繁雑となるために、フィルタ
の１部のみを破談して示しているが、実際には環状部52
〜56は円形に形成され、透明部、不透明部も図示されて
いる間隔毎に円周上に全て設けられている。
このように透過型フィルタ200の各環状部の升目は放
射状に整数分割され、所定の透過率となるように不透明
部分がマスキングされており、その透過率は、一秒単位
よりなる１つの透明部分の中心角となる分子を、一秒単
位よりなる１つの升目部分の中心角となる分母で除いた
値となるよう、すなわち第23図の環状部52において説明
するならば、中心角ψ１を中心角ψ２で除した値となる
ように決定されているので、秒単位に回転し得る製版装
置、例えばロータリーエンコーダー用ディスク製作装置
を用いることにより、容易に原版が製作され得る。また
上記装置は入力のみで自動運転が可能なため省略化が連
れると共に、従来の製版時の人為ミスがないため精度も
非常に高い、 因に前述の如く升目は整数分割され、360゜は360×60
×60＝126000″であり素因数分解を行なうと27×34×53
となるので、少なくとも透過率を決定する分母、すなわ
ち升目１個当りの素因数は2i×3j×5k（但しｉ＝０〜
７、ｊ＝０〜４、ｋ＝０〜３の整数）とならなければな
らないというのは言うまでもない。
射状に整数分割され、所定の透過率となるように不透明
部分がマスキングされており、その透過率は、一秒単位
よりなる１つの透明部分の中心角となる分子を、一秒単
位よりなる１つの升目部分の中心角となる分母で除いた
値となるよう、すなわち第23図の環状部52において説明
するならば、中心角ψ１を中心角ψ２で除した値となる
ように決定されているので、秒単位に回転し得る製版装
置、例えばロータリーエンコーダー用ディスク製作装置
を用いることにより、容易に原版が製作され得る。また
上記装置は入力のみで自動運転が可能なため省略化が連
れると共に、従来の製版時の人為ミスがないため精度も
非常に高い、 因に前述の如く升目は整数分割され、360゜は360×60
×60＝126000″であり素因数分解を行なうと27×34×53
となるので、少なくとも透過率を決定する分母、すなわ
ち升目１個当りの素因数は2i×3j×5k（但しｉ＝０〜
７、ｊ＝０〜４、ｋ＝０〜３の整数）とならなければな
らないというのは言うまでもない。
そしてエッチングを行なうと升目１個当り±１μｍ程
度の誤差が必ず出てしまうものなので、本実施例におい
ては、升目１個当りの透明部または不透明部の小さい方
の最小円弧、例えば環状部52においては、透明部52a中
心側の円弧長さＹを25μｍ以上としており、エッチング
時の誤差を±４％以内に押さえられるようにしている。
度の誤差が必ず出てしまうものなので、本実施例におい
ては、升目１個当りの透明部または不透明部の小さい方
の最小円弧、例えば環状部52においては、透明部52a中
心側の円弧長さＹを25μｍ以上としており、エッチング
時の誤差を±４％以内に押さえられるようにしている。
このように本実施例の透過型フィルタは、ロータリー
エンコーダー用ディスク製作装置で原版を作成すること
により、その原版製作時の誤差が極力押さえられ、かつ
安価に製作し得るようになっている。そして前記軸心部
51と各環状部52,53,54,55,56の透過率及びその半径は、
先の実施例と同様なる手法により求められ、下表の如く
決定されている。
エンコーダー用ディスク製作装置で原版を作成すること
により、その原版製作時の誤差が極力押さえられ、かつ
安価に製作し得るようになっている。そして前記軸心部
51と各環状部52,53,54,55,56の透過率及びその半径は、
先の実施例と同様なる手法により求められ、下表の如く
決定されている。
ここで前述の如く、本実施例は先の実施例に比べ入射
瞳とフィルタ200との間隔を2mm短くしているので、先の
実施例の環状部５（透明層）が不要となっているが、各
半径及び各透過率は先の実施例とほとんど変わっておら
ず、入射瞳のフィルタ200上の投影有効瞳周辺部分の透
過率が最も低くされ、、軸心部51及び周辺部分に行くに
従って同心円状に高くなっている点は全く同じである。
そして透過率30.1944である環状部52は、360分割される
升目を備えており、一升の中心角は3600″であるため
に、１個の透明部の中心角は1087″となり、従って最小
円弧は41.105μｍとなり、前述した25μｍ以上を満足し
ている。
瞳とフィルタ200との間隔を2mm短くしているので、先の
実施例の環状部５（透明層）が不要となっているが、各
半径及び各透過率は先の実施例とほとんど変わっておら
ず、入射瞳のフィルタ200上の投影有効瞳周辺部分の透
過率が最も低くされ、、軸心部51及び周辺部分に行くに
従って同心円状に高くなっている点は全く同じである。
そして透過率30.1944である環状部52は、360分割される
升目を備えており、一升の中心角は3600″であるため
に、１個の透明部の中心角は1087″となり、従って最小
円弧は41.105μｍとなり、前述した25μｍ以上を満足し
ている。
また透過率21.4667である環状部53は、432分割される
升目を備えており、一升の中心角は3000″であるため
に、１個の透明部の中心角は644″となり、従って最小
円弧は32.312μｍとなり、これも前述した25μｍ以上を
満足している。同様に透過率38.8667,91.2778である環
状部54,55もそれぞれ864分割、240分割にされており、
最小円弧はそれぞれ46.92μm,41.1μｍとなり、それぞ
れ許容値の25μｍ以上となっている。
升目を備えており、一升の中心角は3000″であるため
に、１個の透明部の中心角は644″となり、従って最小
円弧は32.312μｍとなり、これも前述した25μｍ以上を
満足している。同様に透過率38.8667,91.2778である環
状部54,55もそれぞれ864分割、240分割にされており、
最小円弧はそれぞれ46.92μm,41.1μｍとなり、それぞ
れ許容値の25μｍ以上となっている。
このような該フィルタ200を原画と結像レンズとの間
に、結像レンズの入射瞳とフィルタ200との距離が50mm
となるように配置し、均一照明、レンズ開口効率100％
で実験したところ、第24図に示される如く、等倍時の各
位置における照度誤差は略±６％以内に収まっており、
倍率1.414で拡大した時も、倍率0.647で縮小した時も、
第25図，第26図に示される如く、誤差波形の傾向は変る
が許容範囲（±６％）に収まっている。
に、結像レンズの入射瞳とフィルタ200との距離が50mm
となるように配置し、均一照明、レンズ開口効率100％
で実験したところ、第24図に示される如く、等倍時の各
位置における照度誤差は略±６％以内に収まっており、
倍率1.414で拡大した時も、倍率0.647で縮小した時も、
第25図，第26図に示される如く、誤差波形の傾向は変る
が許容範囲（±６％）に収まっている。
一方フィルタ200を結像レンズと結像面との間に、射
出瞳とフィルタ200との距離が50mmとなるように配置
し、上述と同条件にて実験した等倍時の各位置における
照度誤差のグラフが第27図であるが、これはフィルタ20
0を原画と結像レンズとの間に配置した第24図と波形の
傾斜及び誤差がほとんど変りなく、倍率1.414で拡大し
た第28図、倍率0.647で縮小した第29図もそれぞれ傾向
は違うが許容範囲内に入っており、従来のフィルタに比
べてその照度分布の補正が極めて優れていることが、本
実施例においても実証された。
出瞳とフィルタ200との距離が50mmとなるように配置
し、上述と同条件にて実験した等倍時の各位置における
照度誤差のグラフが第27図であるが、これはフィルタ20
0を原画と結像レンズとの間に配置した第24図と波形の
傾斜及び誤差がほとんど変りなく、倍率1.414で拡大し
た第28図、倍率0.647で縮小した第29図もそれぞれ傾向
は違うが許容範囲内に入っており、従来のフィルタに比
べてその照度分布の補正が極めて優れていることが、本
実施例においても実証された。
なお上記各実施例における各フィルタは第30図に示さ
れる如く、点線で示される最大画角時のフィルタ上の入
社または射出瞳の投影有効瞳41を遮光しないよう、すな
わちマスキングされたフィルタの最外周40より外方の透
明部に該投影有効瞳41が形成されるように構成されてい
る。
れる如く、点線で示される最大画角時のフィルタ上の入
社または射出瞳の投影有効瞳41を遮光しないよう、すな
わちマスキングされたフィルタの最外周40より外方の透
明部に該投影有効瞳41が形成されるように構成されてい
る。
また、上記各実施例における透過フィルタ100または2
00は、フィルタ製造時の誤差等があった場合にその誤差
を修正し得るようにレンズとは任意の距離離れた位置に
配置しているが、誤差が無視できるような場合にはレン
ズとフィルタは一体化されたり密接状態にあってもかま
わない。
00は、フィルタ製造時の誤差等があった場合にその誤差
を修正し得るようにレンズとは任意の距離離れた位置に
配置しているが、誤差が無視できるような場合にはレン
ズとフィルタは一体化されたり密接状態にあってもかま
わない。
また、上記各実施例の照明系は均一照明であり、レン
ズ開口効率が100％のものについて述べているが、任意
分布を持つ照明系またはレンズ開口効率が100％でない
ものにおいても、 開口効率＝ｆ（θ）という画各θの関数としてあらわ
されることが知られているので、前述した誤差Δｘを求
める式の中の ｛（x/Lm）２＋１｝２の項に乗じて補正すれば適用でき
るというのは言うまでもない。
ズ開口効率が100％のものについて述べているが、任意
分布を持つ照明系またはレンズ開口効率が100％でない
ものにおいても、 開口効率＝ｆ（θ）という画各θの関数としてあらわ
されることが知られているので、前述した誤差Δｘを求
める式の中の ｛（x/Lm）２＋１｝２の項に乗じて補正すれば適用でき
るというのは言うまでもない。
（効果） 以上のように本発明によれば、等倍時、変倍時いずれ
でも極めて精度良く、結像面上の照度分布を補正し得る
照度分布補正用透過型フィルタを提供することができ
る。
でも極めて精度良く、結像面上の照度分布を補正し得る
照度分布補正用透過型フィルタを提供することができ
る。
第１図は本発明の一実施例を示す照度分布補正用透過型
フィルタの概略正面図、第２図は結像光学装置内で同上
フィルタの配置される位置を示す説明図、第３図は同上
フィルタ上に形成される正方形部分の１ユニットを示す
説明図、第４図は１ユニット内の透過率100％を示す
図、第５図は同上ユニット内にドットが１個設けられた
場合の配置を示す説明図、第６図，第７図，第８図，第
９図，第10図，第11図，第12図，第13図は同上ユニット
内にドットが２個,3個,4個,5個,6個,7個,8個,9個設けら
れた場合の配置を示す各説明図、第14図はフィルタとフ
ィルタ上の投影有効瞳との位置関係を説明する図、第15
図はrm−ｘ≧ｒ（Ｉ）なる位置関係の場合の透過率を求
めるための説明図、第16図はrm−ｘ＜ｒ（Ｉ）＜rm＋ｘ
なる位置関係の場合の透過率を求めるための説明図、第
17図はrm＋ｘ＜ｒ（Ｉ）,rm−ｘ＜ｒ（Ｉ）なる位置関
係の場合の透過率を求めるための説明図、第18図，第19
図，第20図は同上フィルタを用いたレンズの等倍時、拡
大時、縮小時の各位置における照度分布誤差をそれぞれ
あらわす図、第21図は累積誤差を少なくするためにドッ
トを大きくした場合の説明図、第22図はドットを白抜き
にした場合の説明図、第23図は本発明の他の実施例を示
す照度分布補正用透過型フィルタの概略正面図、第24
図，第25図，第26図は同上フィルタを原画とレンズとの
間に配置し、レンズを等倍、拡大、縮小させた場合の各
位置における照度分布誤差をそれぞれあらわす図、第27
図，第28図，第29図は同上フィルタをレンズと結像面上
との間に配置し、レンズを等倍、拡大、縮小させた場合
の各位置における照度分布誤差をそれぞれあらわす図、
第30図は最大画角時のフィルタ上の投影有効瞳の位置関
係を示す図、第31図は従来のフィルタを使用した最の各
位置における照度分布誤差をあらわす図である。 1,51……軸心部、10……入射瞳、12,41,110,Dm……投影
有効瞳、28,31,52a……透明部分、29,30,35,52b……不
透明部分、100,101,200……照度分布補正用透過型フィ
ルタ、OA……フィルタ軸心。
フィルタの概略正面図、第２図は結像光学装置内で同上
フィルタの配置される位置を示す説明図、第３図は同上
フィルタ上に形成される正方形部分の１ユニットを示す
説明図、第４図は１ユニット内の透過率100％を示す
図、第５図は同上ユニット内にドットが１個設けられた
場合の配置を示す説明図、第６図，第７図，第８図，第
９図，第10図，第11図，第12図，第13図は同上ユニット
内にドットが２個,3個,4個,5個,6個,7個,8個,9個設けら
れた場合の配置を示す各説明図、第14図はフィルタとフ
ィルタ上の投影有効瞳との位置関係を説明する図、第15
図はrm−ｘ≧ｒ（Ｉ）なる位置関係の場合の透過率を求
めるための説明図、第16図はrm−ｘ＜ｒ（Ｉ）＜rm＋ｘ
なる位置関係の場合の透過率を求めるための説明図、第
17図はrm＋ｘ＜ｒ（Ｉ）,rm−ｘ＜ｒ（Ｉ）なる位置関
係の場合の透過率を求めるための説明図、第18図，第19
図，第20図は同上フィルタを用いたレンズの等倍時、拡
大時、縮小時の各位置における照度分布誤差をそれぞれ
あらわす図、第21図は累積誤差を少なくするためにドッ
トを大きくした場合の説明図、第22図はドットを白抜き
にした場合の説明図、第23図は本発明の他の実施例を示
す照度分布補正用透過型フィルタの概略正面図、第24
図，第25図，第26図は同上フィルタを原画とレンズとの
間に配置し、レンズを等倍、拡大、縮小させた場合の各
位置における照度分布誤差をそれぞれあらわす図、第27
図，第28図，第29図は同上フィルタをレンズと結像面上
との間に配置し、レンズを等倍、拡大、縮小させた場合
の各位置における照度分布誤差をそれぞれあらわす図、
第30図は最大画角時のフィルタ上の投影有効瞳の位置関
係を示す図、第31図は従来のフィルタを使用した最の各
位置における照度分布誤差をあらわす図である。 1,51……軸心部、10……入射瞳、12,41,110,Dm……投影
有効瞳、28,31,52a……透明部分、29,30,35,52b……不
透明部分、100,101,200……照度分布補正用透過型フィ
ルタ、OA……フィルタ軸心。
Claims (6)
- 【請求項１】照明される原画を結像面に結像させる結像
レンズと前記結像面との間、または前記原画と前記結像
レンズとの間に配置され、光を透過させる透明部分と光
を遮蔽する不透明部分とよりなり、前記結像面上の照度
むらを補正するための透過型フィルタであって、 該フィルタが前記結像レンズと前記結像面との間に配置
される場合には、前記結像レンズの射出瞳の前記フィル
タ上の最小画角時の投影有効瞳の周辺部分の透過率が、
また該フィルタが前記原画と前記結像レンズとの間に配
置される場合には、前記結像レンズの入射瞳の前記フィ
ルタ上の最小画角時の投影有効瞳の周辺部分の透過率
が、それぞれ最も低くされ、前記フィルタ軸心及び周辺
部分に向って同心円状に前記透過率が段階的に変化し、
該透過率の段階的な変化が上記軸心および周辺部分へ向
かって概ね増加するような変化であるように構成されて
いることを特徴とする照度分布補正用透過型フィルタ。 - 【請求項２】前記フィルタ軸心部は透明であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の照度分布補正用透
過型フィルタ。 - 【請求項３】前記瞳のフィルタ上での投影有効瞳は、最
大画角時に遮光されないことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の照度分布補正用透過型フィルタ。 - 【請求項４】前記透過率は、透明基板上に設けられた不
透明班点の面積と透明部分の面積との面積比率により決
定されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
照度分布補正用透過型フィルタ。 - 【請求項５】前記透過率は、透明基板上に設けられた不
透明部分の面積と白抜き班点の面積との面積比率により
決定されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の照度分布補正用透過型フィルタ。 - 【請求項６】前記透過率は、円周方向に整数分割された
面積の、透明部分と不透明部分との面積の比率により決
定されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
照度分布補正用透過型フィルタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62154623A JP2532100B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 照度分布補正用透過型フィルタ |
| US07/209,214 US4906081A (en) | 1987-06-19 | 1988-06-20 | Transmissive filter for correcting illuminance distribution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62154623A JP2532100B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 照度分布補正用透過型フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63316802A JPS63316802A (ja) | 1988-12-26 |
| JP2532100B2 true JP2532100B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=15588229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62154623A Expired - Fee Related JP2532100B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | 照度分布補正用透過型フィルタ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4906081A (ja) |
| JP (1) | JP2532100B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111580261A (zh) * | 2020-07-01 | 2020-08-25 | 中国科学技术大学 | 一种基于落射式照明的显微成像装置 |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9021444D0 (en) * | 1990-10-02 | 1990-11-14 | Delco Electronic Overseas Corp | Light mask |
| FR2705854A1 (fr) * | 1993-05-24 | 1994-12-02 | Swatch Ag | Système de lecture optique à balayage. |
| JP3395351B2 (ja) * | 1993-06-15 | 2003-04-14 | 株式会社ニコン | 顕微鏡用照明装置 |
| US5506614A (en) * | 1993-07-12 | 1996-04-09 | Xerox Corporation | Selective optical elements for multiwavelength electronic print heads |
| US5796421A (en) * | 1993-08-13 | 1998-08-18 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Positioning apparatus for an optical element in the form of a thin film and a scanning apparatus |
| US5541779A (en) * | 1993-11-17 | 1996-07-30 | Daewoo Electronics Co., Ltd. | Optical imaging system |
| KR950033689A (ko) * | 1994-03-02 | 1995-12-26 | 오노 시게오 | 노광장치 및 이를 이용한 회로패턴 형성방법 |
| JP2919287B2 (ja) * | 1994-12-19 | 1999-07-12 | 株式会社五藤光学研究所 | ドーム型スクリーンにおける画像投映方法 |
| US5621500A (en) * | 1995-05-25 | 1997-04-15 | Nikon Corporation | Method and apparatus for projection exposure |
| DE19832665A1 (de) * | 1998-07-21 | 2000-01-27 | Leica Microsystems | Homogenisierungsfilter für ein optisches Strahlungsfeld |
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