JP2707789B2 - 遮光板を有したレンズ系 - Google Patents
遮光板を有したレンズ系Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は遮光板を有したレンズ系に関し、特に大口径
のレンズ系を用いたときに該レンズ系を通過する軸外光
束のうち所定画角の球欠的周辺光束を効果的に遮光し、
画面全体の光学性能の向上を図った写真用カメラ、ビデ
オカメラ、テレビカメラ等の撮影レンズやプロジェクタ
ー等の投写レンズに好適なものである。
のレンズ系を用いたときに該レンズ系を通過する軸外光
束のうち所定画角の球欠的周辺光束を効果的に遮光し、
画面全体の光学性能の向上を図った写真用カメラ、ビデ
オカメラ、テレビカメラ等の撮影レンズやプロジェクタ
ー等の投写レンズに好適なものである。
（従来の技術） 撮影レンズや投写レンズ等の光学性能は一般に画面周
辺にいくに従い低下してくる。
辺にいくに従い低下してくる。
特に大口径、広画角のレンズ系においては球欠的周辺
光束の軸外収差の悪化が大きく、これがサジタルフレア
ーとなる為、画面周辺の光学性能は大きく低下する傾向
がある。
光束の軸外収差の悪化が大きく、これがサジタルフレア
ーとなる為、画面周辺の光学性能は大きく低下する傾向
がある。
この為従来よりレンズ系の画面周辺の光学性能能向上
させる為に所定形状の開口を有する絞り、所謂フレアー
絞りを１枚または複数枚、レンズ系の一部に配置して軸
外光束の一部を遮光し、これにより画面周辺の光学性能
の向上を図っている。
させる為に所定形状の開口を有する絞り、所謂フレアー
絞りを１枚または複数枚、レンズ系の一部に配置して軸
外光束の一部を遮光し、これにより画面周辺の光学性能
の向上を図っている。
（発明が解決しようとする問題点） 第18図はビデオプロジェクター用の投写レンズの一部
に従来より行なわれている円形開口のフレアー絞りを配
置して軸外光束を遮光する場合の一例の概略図である。
に従来より行なわれている円形開口のフレアー絞りを配
置して軸外光束を遮光する場合の一例の概略図である。
同図において撮影画面上のうち光軸上の点10aと光軸
外の点11a、12aに結像する光束は各々第15図の領域10、
11、12に示す範囲内の光束である。従って第18図の７で
示す位置に円形開口のフレアー絞りを配置し、球欠的周
辺光束（第15図の斜線部の光束）を遮光しようとすると
該フレアー絞りで遮光される光束は第15図の点線で示す
領域13より外側の光束となる。
外の点11a、12aに結像する光束は各々第15図の領域10、
11、12に示す範囲内の光束である。従って第18図の７で
示す位置に円形開口のフレアー絞りを配置し、球欠的周
辺光束（第15図の斜線部の光束）を遮光しようとすると
該フレアー絞りで遮光される光束は第15図の点線で示す
領域13より外側の光束となる。
このとき軸外光束の球欠的周辺光束の一部は遮光され
るが同時に第15図にも示すように軸上光束10（画角ω＝
０°）と画角の狭い軸外光束11（ω＝ω２）の光束まで
遮光してしまいレンズ系のＦナンバーが大きく、暗くな
ってしまうという問題点があった。
るが同時に第15図にも示すように軸上光束10（画角ω＝
０°）と画角の狭い軸外光束11（ω＝ω２）の光束まで
遮光してしまいレンズ系のＦナンバーが大きく、暗くな
ってしまうという問題点があった。
又第18図の軸上光束を遮光しない６と８で示す位置に
円形開口のフレアー絞りを配置し、球欠的周辺光束を遮
光しようとするとこのフレアー絞りにより遮光される光
束は第16図の点線14、又は第17図の点線15で示す領域の
外側の光束となり球欠的周辺光束（第16図、第17図の斜
線部）の遮光が不十分であるばかりではなく、良好なる
子午的周辺光束までも遮光してしまい周辺光量が大きく
低下してしまうという問題点があった。
円形開口のフレアー絞りを配置し、球欠的周辺光束を遮
光しようとするとこのフレアー絞りにより遮光される光
束は第16図の点線14、又は第17図の点線15で示す領域の
外側の光束となり球欠的周辺光束（第16図、第17図の斜
線部）の遮光が不十分であるばかりではなく、良好なる
子午的周辺光束までも遮光してしまい周辺光量が大きく
低下してしまうという問題点があった。
本発明は軸外光束の球欠的周辺光束を遮光する為にレ
ンズ系の一部に配置する遮光板の構成を適切に設定する
ことにより、対象とする球欠的周辺光束を効果的に遮光
することができ、画面全体にわたり、高い光学性能を得
ることのできる写真用カメラ、ビデオカメラ等の撮影レ
ンズや投写レンズ等に好適な遮光板を有したレンズ系の
提供を目的とする。
ンズ系の一部に配置する遮光板の構成を適切に設定する
ことにより、対象とする球欠的周辺光束を効果的に遮光
することができ、画面全体にわたり、高い光学性能を得
ることのできる写真用カメラ、ビデオカメラ等の撮影レ
ンズや投写レンズ等に好適な遮光板を有したレンズ系の
提供を目的とする。
（問題点を解決するための手段） 本発明の遮光板を有したレンズ系は、円周部から該円
中心の方向へ放射状に複数の遮光部を有した遮光板をレ
ンズ系の入射瞳近傍に光軸に沿って複数個配置したレン
ズ系であって、該レンズ系の入射側正面から該複数の遮
光板を観察したとき各々の遮光板の遮光部は該レンズ系
の光軸と垂直な面内で拡がりを有し、光軸方向に沿った
各遮光板の遮光部が互いに重なるとともに、該円周部に
おいて入射光の透過部と該遮光部とがいずれも略等間隔
に配列して見えるように配置したことを特徴としてい
る。
中心の方向へ放射状に複数の遮光部を有した遮光板をレ
ンズ系の入射瞳近傍に光軸に沿って複数個配置したレン
ズ系であって、該レンズ系の入射側正面から該複数の遮
光板を観察したとき各々の遮光板の遮光部は該レンズ系
の光軸と垂直な面内で拡がりを有し、光軸方向に沿った
各遮光板の遮光部が互いに重なるとともに、該円周部に
おいて入射光の透過部と該遮光部とがいずれも略等間隔
に配列して見えるように配置したことを特徴としてい
る。
（実施例） 第１図は本発明の第１実施例の光学系の要部概略図で
ある。
ある。
同図においてＬはレンズ系、2a、2b、2cは各々遮光板
であり、本実施例ではレンズ系Ｌにおいて軸外主光線５
が光軸４と交わう位置Ｐ（入射瞳）の近傍に光軸４に沿
って略等間隔に３個配置している。以下３つの遮光板2
a、2b、2cを代表して遮光板２という。第２図は第１図
の３つの遮光板2a、2b、2cを光軸４の下方約30度方向か
ら見たときの斜視図、第３図は３つの遮光板2a、2b、2c
をレンズ系Ｌの入射側正面から見たときの概略図、第４
図は３つの遮光板2a、2b、2c近傍を光軸４に垂直な方向
から見たときの要部側面図である。
であり、本実施例ではレンズ系Ｌにおいて軸外主光線５
が光軸４と交わう位置Ｐ（入射瞳）の近傍に光軸４に沿
って略等間隔に３個配置している。以下３つの遮光板2
a、2b、2cを代表して遮光板２という。第２図は第１図
の３つの遮光板2a、2b、2cを光軸４の下方約30度方向か
ら見たときの斜視図、第３図は３つの遮光板2a、2b、2c
をレンズ系Ｌの入射側正面から見たときの概略図、第４
図は３つの遮光板2a、2b、2c近傍を光軸４に垂直な方向
から見たときの要部側面図である。
本実施例では遮光板２を第２、第３図に示すように３
角形状の遮光部１をリング状部材2alの周辺部から円の
中心Ｏ方向へ放射状に等間隔に複数個配置して構成して
いる。（尚同図では24個の遮光部１を各々円周上に等間
隔に配置しているが、この間隔は不等間隔であっても良
く、又複数の遮光部１の形状、及大きさは互いに異って
いても良い。この他複数の遮光板は光軸方向に等間隔で
なくても良く、又遮光板の数は複数であれば何個あって
も良い。） そして第３図に示すように遮光部１の凹凸部から円中
心Ｏまでの距離のうち最大距離をLmax、最小距離をLmin
としたとき 0.6＜Lmin／Lmax＜0.9 ‥（１） なる条件を満足するようにしている。
角形状の遮光部１をリング状部材2alの周辺部から円の
中心Ｏ方向へ放射状に等間隔に複数個配置して構成して
いる。（尚同図では24個の遮光部１を各々円周上に等間
隔に配置しているが、この間隔は不等間隔であっても良
く、又複数の遮光部１の形状、及大きさは互いに異って
いても良い。この他複数の遮光板は光軸方向に等間隔で
なくても良く、又遮光板の数は複数であれば何個あって
も良い。） そして第３図に示すように遮光部１の凹凸部から円中
心Ｏまでの距離のうち最大距離をLmax、最小距離をLmin
としたとき 0.6＜Lmin／Lmax＜0.9 ‥（１） なる条件を満足するようにしている。
条件式（１）の上限値を越えて遮光部１の凸部の長さ
が短くなりすぎると球欠的周辺光束の遮光量が少なくな
ってくるので良くない。又下限値を越えて遮光部１の凸
部の長さが長くなりすぎると球欠的周辺光束は多く遮光
されるが良好な子午的周辺光束までも遮光してしまい周
辺光量が低下してくるので良くない。
が短くなりすぎると球欠的周辺光束の遮光量が少なくな
ってくるので良くない。又下限値を越えて遮光部１の凸
部の長さが長くなりすぎると球欠的周辺光束は多く遮光
されるが良好な子午的周辺光束までも遮光してしまい周
辺光量が低下してくるので良くない。
本実施例では Lmin／Lmax＝0.7 となるようにしている。
そして遮光板2a、2b、2cを撮影系Ｌの入射側正面から
見たとき第３図に示すようにあたかも一枚の遮光板のよ
うに各遮光部１がレンズ系の光軸に垂直な平面内で拡が
りを有し、かつ重なって観察されるように配置し、軸上
光束の遮光量を少なくし、又最大画角の角度からレンズ
系Ｌの入射瞳を見たとき第２図に示すようにして、球欠
的周辺光束（第15図の斜線部で示す光束）が効果的に多
く遮光されるように配置している。
見たとき第３図に示すようにあたかも一枚の遮光板のよ
うに各遮光部１がレンズ系の光軸に垂直な平面内で拡が
りを有し、かつ重なって観察されるように配置し、軸上
光束の遮光量を少なくし、又最大画角の角度からレンズ
系Ｌの入射瞳を見たとき第２図に示すようにして、球欠
的周辺光束（第15図の斜線部で示す光束）が効果的に多
く遮光されるように配置している。
尚、本実施例において遮光板を配置したことによるレ
ンズ系のＦナンバーの増加率は約19％である。
ンズ系のＦナンバーの増加率は約19％である。
本実施例において軸外光束の球欠的周辺光束の光軸側
の遮光量を最も効果的に遮光するには第３図に示すよう
に隣接する遮光部１の先端の間隔をDmin、第４図に示す
ように光軸４に沿って配置される３つの遮光板2a、2b、
2cのうち物体側に最も近い遮光板2aと像面側に最も近い
遮光板2cとにおける遮光部１の先端と光軸４を含む平面
において最大画角の主光線５の遮光板2a、2cとの交点
P1、P3の光軸４に垂直な方向での距離をＸ、遮光板の数
をＮとしたとき となるように複数の遮光板を等間隔に配置するのが良
い。
の遮光量を最も効果的に遮光するには第３図に示すよう
に隣接する遮光部１の先端の間隔をDmin、第４図に示す
ように光軸４に沿って配置される３つの遮光板2a、2b、
2cのうち物体側に最も近い遮光板2aと像面側に最も近い
遮光板2cとにおける遮光部１の先端と光軸４を含む平面
において最大画角の主光線５の遮光板2a、2cとの交点
P1、P3の光軸４に垂直な方向での距離をＸ、遮光板の数
をＮとしたとき となるように複数の遮光板を等間隔に配置するのが良
い。
又、球欠的周辺光束のうち光軸と反対側（入射瞳の左
右の隅の部分）の光束を効果的に遮光する為には第３図
に示すように遮光板２のリング状部材2alの円中心（光
軸４に相当）Ｏから遮光部１までの距離のうち最大距離
Lmaxを半径とする円周上において遮光部１の中心間隔を
Dmax、遮光部１の円周方向の幅をHmax、光軸に沿って配
置される遮光板の数をＮとしたとき Dmax/N≦Hmax ‥（３） なる条件を満足させるのが良い。（尚、本実施例ではＮ
＝３の場合を示している。）第３図に示す本実施例の遮
光板は、Hmax＝Dmaxの例であり、これにより、Dmax/3＜
Hmaxとなり、上式（３）を満足している。このとき画角
の大きい軸外光束における収差の大きい球欠的光束を
（第５図に示す収差図の画角ω2,ω３における点線で示
す光束）をより効果的に遮光することができる。
右の隅の部分）の光束を効果的に遮光する為には第３図
に示すように遮光板２のリング状部材2alの円中心（光
軸４に相当）Ｏから遮光部１までの距離のうち最大距離
Lmaxを半径とする円周上において遮光部１の中心間隔を
Dmax、遮光部１の円周方向の幅をHmax、光軸に沿って配
置される遮光板の数をＮとしたとき Dmax/N≦Hmax ‥（３） なる条件を満足させるのが良い。（尚、本実施例ではＮ
＝３の場合を示している。）第３図に示す本実施例の遮
光板は、Hmax＝Dmaxの例であり、これにより、Dmax/3＜
Hmaxとなり、上式（３）を満足している。このとき画角
の大きい軸外光束における収差の大きい球欠的光束を
（第５図に示す収差図の画角ω2,ω３における点線で示
す光束）をより効果的に遮光することができる。
また、Hmax＝Dmax/3となる遮光板を、第２図に示す遮
光板と同様に、光軸に沿って３枚配置すれば、収差が小
さく遮光する必要の無い軸上光束を、より少なくするこ
とができる。
光板と同様に、光軸に沿って３枚配置すれば、収差が小
さく遮光する必要の無い軸上光束を、より少なくするこ
とができる。
本実施例では以上のような構成の遮光板をレンズ系中
の所定位置に複数個配置することにより、例えば第５図
に示すように横収差量ΔＺのうち軸上光束（画角ω１＝
０°）の遮光は少なく、軸外光束のうち画角の大きい
（画角ω＝ω２、ω３）の球欠的周辺光束（点線で示す
光束）を効果的に遮光し、即ちサジタルフレアーを除去
し、これにより画面全体の光学的性能の向上を図ってい
る。
の所定位置に複数個配置することにより、例えば第５図
に示すように横収差量ΔＺのうち軸上光束（画角ω１＝
０°）の遮光は少なく、軸外光束のうち画角の大きい
（画角ω＝ω２、ω３）の球欠的周辺光束（点線で示す
光束）を効果的に遮光し、即ちサジタルフレアーを除去
し、これにより画面全体の光学的性能の向上を図ってい
る。
第６、第７図は本発明の第２実施例に係る遮光板のみ
を抽出したときの要部斜視図とレンズ系の入射側正面か
ら見たときの概略図、第８図は第６図の遮光板近傍を光
軸に垂直な方向から見たときの要部側面図である。第
６、第７、第８図は各々第２、第３、第４図に対応して
いる。
を抽出したときの要部斜視図とレンズ系の入射側正面か
ら見たときの概略図、第８図は第６図の遮光板近傍を光
軸に垂直な方向から見たときの要部側面図である。第
６、第７、第８図は各々第２、第３、第４図に対応して
いる。
本実施例では遮光部１の形状を長方形状とし、リング
状部材2alの円周上に周期的に複数個配置して遮光板２
を構成している。これにより軸上光束の遮光率を下げ、
軸外光束の球欠的周辺光束の遮光率を上げている。
状部材2alの円周上に周期的に複数個配置して遮光板２
を構成している。これにより軸上光束の遮光率を下げ、
軸外光束の球欠的周辺光束の遮光率を上げている。
遮光部１の形状寸法を第６、第７図に示すように規定
したとき該遮光部１の形状に関する諸条件は第２〜第４
図に示す第１実施例と同様である。
したとき該遮光部１の形状に関する諸条件は第２〜第４
図に示す第１実施例と同様である。
例えばLmin／Lmax＝0.7であり、又前述の条件式
（２）、（３） なる関係を満足している。
（２）、（３） なる関係を満足している。
本実施例における遮光板は第１実施例と同様に第８図
示すように隣接する遮光板2a、2b、2cの遮光部１の長さ
が等しく、光軸に垂直な平面内に遮光部１が伸びてい
る。
示すように隣接する遮光板2a、2b、2cの遮光部１の長さ
が等しく、光軸に垂直な平面内に遮光部１が伸びてい
る。
このときのＦナンバーの増加率は約10％であり、第１
実施例の三角形状（扇状突起部）の場合に比べてＦナン
バーの損失が少なくなっている。
実施例の三角形状（扇状突起部）の場合に比べてＦナン
バーの損失が少なくなっている。
本実施例の遮光板は第７図に示すように遮光部１の先
端の幅Hminと距離Lmaxを半径とする円周上における遮光
部１の幅Hmaxとが等しく Hmin＝Hmax となっている。
端の幅Hminと距離Lmaxを半径とする円周上における遮光
部１の幅Hmaxとが等しく Hmin＝Hmax となっている。
これに対して遮光板の数をＮとしたとき Dmax／Hmax＝Dmin／Hmin＝Ｎ なる関係を満足する台形状の遮光部を円周上に等角度間
隔に配置した遮光板を複数個、光軸に沿って等間隔に配
置しても良い。
隔に配置した遮光板を複数個、光軸に沿って等間隔に配
置しても良い。
これによれば軸上光束の遮光率が最も少なく、かつ軸
外光束の球欠的周辺光束を最も多く遮光することができ
るので好ましい。
外光束の球欠的周辺光束を最も多く遮光することができ
るので好ましい。
本実施例において第９、第10、第11図に示すように遮
光部１の円中心Ｏ方向の長さを互いに異ならしめて構成
しても良い。これによれば軸外光束のうち子午的周辺光
束の遮光率をより少なく抑え、球欠的周辺光束を効果的
に遮光することができる。
光部１の円中心Ｏ方向の長さを互いに異ならしめて構成
しても良い。これによれば軸外光束のうち子午的周辺光
束の遮光率をより少なく抑え、球欠的周辺光束を効果的
に遮光することができる。
尚、第９、第10、第11図は各々第２、第３、第４図に
対応している。
対応している。
又本実施例において第12、第13、第14図（各々第４図
に対応している。）に示すように遮光板をその遮光部１
の突出方向を光軸に垂直な平面に対して一定量又は遮光
部毎に異った角度で傾きを持つようにして構成しても良
い。
に対応している。）に示すように遮光板をその遮光部１
の突出方向を光軸に垂直な平面に対して一定量又は遮光
部毎に異った角度で傾きを持つようにして構成しても良
い。
これによれば子午的周辺光束の遮光率を下げ、球欠的
周辺光束を効果的に遮光することができる。
周辺光束を効果的に遮光することができる。
遮光板の配置空間に制限がある場合には、例えば第1
3、第14図のように遮光部１を構成すれば、該制限を回
避することができる。
3、第14図のように遮光部１を構成すれば、該制限を回
避することができる。
（発明の効果） 本発明によれば前述のように所定形状の遮光部を有し
た遮光板を複数個、レンズ系の所定位置に配置すること
により、軸上光束の遮光量を少なくし、軸外光束の球欠
的周辺光束（第16図、第17図の斜線部で示す光束）を効
果的に遮光し、画面全体にわたり、高い光学性能を有し
た大口径比で広画角の写真用カメラやビデオカメラ用の
撮影レンズ、そしてプロジェクター用の投写レンズ等に
好適な遮光板を有したレンズ系を達成することができ
る。
た遮光板を複数個、レンズ系の所定位置に配置すること
により、軸上光束の遮光量を少なくし、軸外光束の球欠
的周辺光束（第16図、第17図の斜線部で示す光束）を効
果的に遮光し、画面全体にわたり、高い光学性能を有し
た大口径比で広画角の写真用カメラやビデオカメラ用の
撮影レンズ、そしてプロジェクター用の投写レンズ等に
好適な遮光板を有したレンズ系を達成することができ
る。
第１図は本発明の第１実施例の光学系の要部概略図、第
２、第３、第４図は各々本発明の第１実施例の遮光板の
斜視図、正面図、側面図、第５図は横収差の球欠的成分
ΔＺのうちの遮光領域を示す説明図、第６、第７、第８
図は各々本発明の第２実施例の遮光板の斜視図、正面
図、側面図、第９、第10、第11図は各々本発明の第３実
施例の遮光板の斜視図、正面図、側面図、第12、第13、
第14図は各々第３実施例における遮光板の他の実施例の
側面図、第15、第16、第17図は遮光板により遮光される
光束を示す説明図、第18図は従来の遮光板を有したレン
ズ系の要部概略図である。 図中１は遮光部、２、2a、2b、2c遮光板、４は光軸、５
は軸外光束の主光線、６、７、８は各々レンズ系中の遮
光板を配置する位置、10は軸上光束、11、12は軸外光束
である。
２、第３、第４図は各々本発明の第１実施例の遮光板の
斜視図、正面図、側面図、第５図は横収差の球欠的成分
ΔＺのうちの遮光領域を示す説明図、第６、第７、第８
図は各々本発明の第２実施例の遮光板の斜視図、正面
図、側面図、第９、第10、第11図は各々本発明の第３実
施例の遮光板の斜視図、正面図、側面図、第12、第13、
第14図は各々第３実施例における遮光板の他の実施例の
側面図、第15、第16、第17図は遮光板により遮光される
光束を示す説明図、第18図は従来の遮光板を有したレン
ズ系の要部概略図である。 図中１は遮光部、２、2a、2b、2c遮光板、４は光軸、５
は軸外光束の主光線、６、７、８は各々レンズ系中の遮
光板を配置する位置、10は軸上光束、11、12は軸外光束
である。
Claims (5)
- 【請求項１】円周部から該円中心の方向へ放射状に複数
の遮光部を有した遮光板をレンズ系の入射瞳近傍に光軸
に沿って複数個配置したレンズ系であって、該レンズ系
の入射側正面から該複数の遮光板を観察したとき各々の
遮光板の遮光部は該レンズ系の光軸と垂直な面内で拡が
りを有し、光軸方向に沿った各遮光板の遮光部が互いに
重なるとともに、該円周部において入射光の透過部と該
遮光部とがいずれも略等間隔に配列して見えるように配
置したことを特徴とする遮光板を有したレンズ系。 - 【請求項２】前記遮光板の複数の遮光部は各々３角形
状、長方形状、又は台形状をしており、該円周部に沿っ
て略等角度間隔で配置されていることを特徴とする請求
項１記載の遮光板を有したレンズ系。 - 【請求項３】前記円周部の円中心から遮光部までの距離
のうち最大距離をLmax、最小距離をLminとしたとき 0.6＜Lmin/Lmax＜0.9 なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載の遮
光板を有したレンズ系。 - 【請求項４】前記円周部に設けた複数の遮光部の隣接す
る遮光部の先端間の距離のうち最小距離をDmin、前記複
数の遮光板は等間隔に配置されており、このうち物体側
に配置されている遮光板と像面側に配置されている遮光
板とにおける遮光部の先端を結ぶ線と光軸とのなす平面
において、該レンズ系への最大画角の入射光束の主光線
と前記各遮光板との交点の光軸に垂直な方向での距離を
Ｘ、該遮光板の枚数をＮとしたとき なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載の遮
光板を有したレンズ系。 - 【請求項５】前記円周部の中心から遮光部までの距離の
うち最大距離Lmaxを半径とする円周上において各遮光部
間の間隔のうち最大値をDmax、各遮光板の円周方向の幅
をHmax、前記複数の遮光板の枚数をＮとしたとき Dmax/N≦Hmax なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載の遮
光板を有したレンズ系。
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