JP2701512B2 - 反射系を有した撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は反射系を有した撮像装置に関し、特に反射系
により結像された物体像を屈折系より成るリレー系を用
いて再結蔵する際に開口径が連続的に可変の虹彩絞りの
使用を可能とし、通過光量の良好なる調整を可能とした
写真用カメラ、ビデオカメラそしてテレビカメラ等に好
適な反射系を有した撮像装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より反射系と屈折系を用いた反射屈折式光学系は
反射面を用いることによって色収差を極めて小さくし、
又反射面で発生するコマ収差を屈折系を用いて補正する
ことが容易で、更に望遠比（焦点距離に対する第１レン
ズ面から像面までの距離の比）を小さくすることが出来
るという特長を有しており、長焦点距離の光学系に多く
用いられている。

これら反射屈折式光学系は励えば特開昭40−18354号
公報、特公昭43−5951号公報、特公昭60−18045号公
報、特開昭60−184223号公報等で提案されている。

これらの反射屈折式光学系における通過光量の調整方
法としては開口径が連続可変の絞りは入射瞳がリング状
であり、又軸上光束と軸外光束の通過位置との関係から
軸上光束と軸外光束を同時に適切に調整することが難し
い為、用いられていない。

一般には補助絞りリングやNDフィルター等の光学部材
を撮影系の最前部、又は後部に着脱可能に装着して通過
光量を調節している。

例えば35mmフィルムカメラ用の反射屈折式光学系を有
効画面寸法の小さいテレビジョンカメラ用として用いる
場合にも光量調節手段としては従来よりNDフィルターを
用いている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら反射屈折式光学式において光学系と最前
部に補助絞りリングやNDフィルター等の光学部材を装着
する方法は、これらの光学部材の外径が反射屈折式光学
系の前玉径より大きくなってしまい、光学系全体が大型
化してくるという問題点があった。

又、光学部材を撮影に際してその都度、装着及び抜脱
しなければならず取扱いが大変面倒であるといった問題
点があった。この他、例えばテレビジョンカメラでは明
るさに対するダイナミックレンジがフィルムカメラに比
べて狭い為に濃度の異なるNDフィルターを用いる場合に
は、多くの種類のNDフィルターを予め用意しなければな
らず、又屋外等の明るさが頻繁に変化する環境下での撮
影ではNDフィルターの交換が間に合わないといった問題
点があった。

本発明は反射系と屈折系より成るリレー系を有した撮
像装置において、開口径を連続的に又は断続的に変化さ
せることが出来る絞りの使用を可能とし、通過光量の調
整を容易にしかも迅速に高精度に行うことのできる反射
系を有した撮像装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の反射系を有した撮像装置は、入射光束を少な
くとも凹面鏡と凸面鏡の順で反射させるように構成した
反射系と、該反射系により形成される像を再結像するリ
レー系とを有する反射系を有した撮像装置において、虹
彩絞りを上記反射系の射出瞳と略共役な位置であって、
該反射系により決まるリング状の有効光束領域内に該虹
彩絞りの絞り中心が位置するように配置したことを特徴
としている。

尚、反射系での瞳を、ここでは軸外光束を制限するレ
ンズ有効枠、ミラー有効枠、レンズ枠等の部材を入射瞳
とし、その像側から見た共役像を射出瞳としている。又
リング状の有効光束の外側光線と内側光線を制限する箇
所が異なる場合は、反射系の射出瞳位置が異なるため、
この場合は両者の中間点を採る。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の光学系の要部概略図であ
る。

同図に示す各要素を光束の進行順に説明する。Ｉは反
射系であり、凹面鏡１と凸面鏡２を有している。物体か
らの光束Ｌ（軸上光束）は凹面鏡１の反射面1aで反射し
た後集光され、凸面鏡２の反射面2bで反射し反射系Ｉの
結像面である平面３に集光し、その面上に物体像を形成
する。尚、反射系Ｉの凹面鏡１と凸面鏡２との間又は／
及び凸面鏡２と平面３との間には必要に応じて屈折レン
ズが配置される。

IIはリレー系であり、平面３に形成された物体像を平
面４に所定倍率で再結像している。５は反射系Ｉの射出
瞳と略共役な位置であり、反射系Ｉの凸面鏡２の物体側
の面2aと略共役な位置に相当している。尚、本実施例で
は位置５はリレー系IIのレンズ群中に位置するように各
要素が設定されている。

６は虹彩絞りであり、位置５近傍に配置されており、
後述するように絞り中心6aは光軸８から離れた反射系Ｉ
で決まるリング状有効光束領域La内に位置するように配
置されている。７は絞り駆動手段であり、虹彩絞り６の
開口径を変化させている。

l₁,l₂,l₃,l₄は各々画面中心に結像する光線である。
このうち光線l₁,l₃は凹面鏡１の最も外側を通過する光
線であり、光線l₂,l₄は凹面鏡１の最も内側を通過する
光線である。

第２図はリレー系IIの位置５の光束断面図である。同
図において点n₁,n₂,n₃,n₄は各々第１図の光線l₁,l₂,l₃,
l₄が平面５と交互する位置を示している。８は光軸であ
る。

円m₁は最も外側の光線l₁,l₃と平面５との交点より形
成される円であり外側有効径である。円m₂は最も内側の
光線l₂,l₄と平面５との好転より形成される円であり内
側有効径である。外側有効径m₁と内側有効径m₂とで囲ま
れるリング状領域Laが有効光束領域に相当している。

虹彩絞り６は第２図に示すようにリング状領域La内に
絞り中心6aが位置するように配置している。そして虹彩
絞り６の開口径を絞り駆動手段７で連続的に、又は断続
的に変化させ通過光量を調整している。

このときの虹彩絞り６の開口径及び絞り中心6a位置は
リング状領域Laの大きさに応じて通過光量が連続的に、
又は断続的に精度良く変化させることができるように設
定している。

本実施例では軸上光束Ｌのみを示したが虹彩絞り６は
反射系Ｉの射出瞳と略共役な位置に配置されている為に
軸外光束も略同じ位置５のリング状領域La内、又はその
近傍を通過する為に軸上光束と同様に通過光量を良好に
調整することができる。虹彩絞り６の光束の通過領域は
絞り羽根の数や形状等により、絞り込むと多角形状に変
化する点は従来の絞りと同様である。

本実施例では虹彩絞り６を１つ設けた場合を示した
が、複数個用い例えば等角度間隔に配置するようにして
も良い。

虹彩絞り６の位置は反射系の射出瞳と略共役な位置で
あれば良く、即ち軸上光束と軸外光束の通過光量が同時
に調整することができる位置であれば良い。

（発明の効果） 本発明によれば反射系と屈折系より成るリレー系を有
した撮像装置において、前述のように虹彩絞りを光路中
に配置することにより、通過光量を連続的に又は断続的
に容易にかつ迅速に調整することができる写真用カメ
ラ、ビデオカメラそしてテレビカメラ等に好適な反射系
を有した撮像装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光学系の要部概略図、第２
図は第１図の一部の光束断面図である。 図中、Ｉは反射系、IIはリレー系、１は凹面鏡、２は凸
面鏡、3,4は平面（結像面）、５は反射系Ｉの射出瞳の
共役面、６は虹彩絞り、７は絞り駆動手段、Ｌは軸上光
束、l₁,l₂,l₃,l₄は光線である。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入射光束を少なくとも凹面鏡と凸面鏡の順
   で反射させるように構成した反射系と、該反射系により
   形成される像を再結像するリレー系とを有する反射系を
   有した撮像装置において、虹彩絞りを上記反射系の射出
   瞳と略共役な位置であって、該反射系により決まるリン
   グ状の有効光束領域内に該虹彩絞りの絞り中心が位置す
   るように配置したことを特徴とする反射系を有した撮像
   装置。
2. 【請求項２】前記反射系の射出瞳と略共役な位置が前記
   リレー系中の一部に位置するように各要素を設定したこ
   とを特徴とする請求項１記載の反射系を有した撮像装
   置。
3. 【請求項３】前記リレー系は前記反射系により形成され
   た実像を再結像していることを特徴とする請求項２記載
   の反射系を有した撮像装置。