JP3348460B2 - 撮像光学系 - Google Patents
撮像光学系Info
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Description
装置に用いられる撮像光学系に関する。
子や、色分解フィルタを有する撮像管等を用いた撮像光
学系では、被写体像を光学的に空間サンプリングして撮
像出力を得るようにしている。
きる絵柄の細かさはサンプリング周波数に関連して決ま
り、それ以上の高空間周波数成分が含まれると、モア
レ、エリアジング等と呼ばれる偽信号の発生の原因とな
る。このため撮像光学系の中に、被写体の高空間周波数
成分を制限する光学的ローパスフィルタを配置する必要
がある。
て、水晶板の複屈折を利用したものが用いられてきた。
この水晶板による光学的ローパスフィルタは、水晶板の
複屈折作用により光学的なぼけを与え、被写体像の高空
間周波数成分を低減させて偽信号を抑制するものであ
る。
タの例としては、例えば特開昭57−39683号公報
で提案された水晶板3枚を用いた光学的ローパスフィル
タが知られている。
スフィルタと水晶板1枚を用いた光学的ローパスフィル
タの各MTF−空間周波数特性をそれぞれ図21及び図
22に基づいて説明すると、水晶板3枚を用いた光学的
ローパスフィルタは、図21に示すように、カットオフ
周波数80lp/mm以上のMTFの値が小さく、偽信
号の抑制効果が十分であるのに対し、水晶板1枚の光学
的ローパスフィルタでは、図22に示すように、上記カ
ットオフ周波数80lp/mm以上のMTFの値が大き
くなり、偽信号の抑制効果は不十分となる。
光学的ローパスフィルタを構成することにより、カット
オフ周波数以上のMTFを抑えるようにしている。
撮像光学系においては、光学的ローパスフィルタを3枚
以上の水晶板にて構成するようにしているため、以下の
ような問題が生じていた。
要し、コストが高い。しかも、このコストの高い水晶板
を3枚以上使用するため、撮像光学系、ひいてはこの撮
像光学系を用いた撮像装置の製造コストが高くなる。ま
た、3枚以上の水晶板を貼り合せて光学的ローパスフィ
ルタを作製することから、水晶板同士を貼り合わせる際
の位置合わせが煩雑になり、製造工程の複雑化、工数の
増大化を招くという問題があった。
ので、その目的とするところは、光学的ローパスフィル
タを1枚の水晶等の複屈折板だけで構成しても、十分に
偽信号の抑圧効果を発揮させることができ、撮像光学
系、ひいてはこの撮像光学系を用いた撮像装置の製造コ
ストの低廉化を効率よく図ることができる撮像光学系を
提供することにある。
有し、被写体像を複数のレンズ群からなる撮像レンズ系
を通して撮像デバイスの撮像面に結像する撮像光学系に
おいて、主たる変倍光学系より像面側に絞りを設けると
ともに、主たる結像光学系より像面側に複屈折板を有
し、上記絞りの開口によって上記撮像レンズ系のF値を
決定し、かつこのF値が所定値以上である場合に、上記
複屈折板と上記絞りの開口により、偽信号が発生する空
間周波数以上の空間周波数領域のMTFを低下させ、上
記F値が所定値以下である場合に、上記絞りの近傍に設
けられたレンズの面のうち、少なくとも1つの面を非球
面とし、該非球面による収差によって、上記複屈折板と
ともに、偽信号が発生する空間周波数以上の空間周波数
領域のMTFを低下させるようにしたものである。
たF値以上の全てのF値において、MTF(2rc)≦
0.4を満足するように構成する。但し、上記MTF
(2rc)は、上記撮像レンズ系5と上記屈折板を組み
合わせた場合の結像面内の軸上でのMTF値であって、
上記屈折板によるカットオフ周波数をrcと定義した場
合の、空間周波数2rcでのMTF値である。
(λ)、撮像デバイスの感度特性をS(λ)とした場
合、W(λ)=T(λ)・S(λ)の重みを付けて、単
色でのOTF{λ(r)}を可視域で波長λに対して積
分した以下の数2で示す白色光OTF値OTF(r)の
絶対値であって、複屈折板によるカットオフ周波数をr
Cと定義した場合の、空間周波数2rCでのMTF値で
ある。
近似の絶対値で求めることができる。
を全開放したときのF値から上記所定値Fdまで変化さ
せた場合の、空間周波数rc/2におけるMTFの最大
値及び最小値を、それぞれMTFMAX(rc/2)及
びMTFMIN(rc/2)としたとき、以下の数3を
満足するようにしてもよい。
系5が無収差で上記絞りの開口の回折のみがMTFに寄
与すると仮定した場合での撮像レンズ系5のMTF値で
あって、かつ上記複屈折板によるカットオフ周波数をr
cと定義した場合の、空間周波数2rcでのMTF値が
0.4を満たす時のF値である。
が、所定値FdよりもF値が大きな領域で、1箇所以上
の極値をもつように構成する。
構成するようにしてもよい。また、上記非球面の非球面
係数は少なくとも奇数次項を含む非球面係数を有してい
てもよい。
を用いた光学的ローパスフィルタは、水晶板を3枚貼り
合わせて構成された光学的ローパスフィルタと比較し
て、カットオフ周波数rc より高い空間周波数でのMT
Fが大きな値となり、偽信号の抑圧が不十分である。
によって撮像レンズ系5のF値を決定する第1の光学手
段3をなす絞りの開口をある程度以上絞った場合、撮像
レンズ系5の収差は無視できるほど小さくなり、撮像レ
ンズ系5の特性は、絞られた開口での回折現象により支
配されることになる。このことから、上記第1の光学手
段3によって撮像レンズ系5のF値が大きくなるに従っ
て、その回折現象によりMTFが低下する(図2参
照)。
は、上記第1の光学手段3による回折作用と、複屈折板
による複屈折作用(即ち、光学的ローパスフィルタ機
能)の組合せによって、上記カットオフ周波数rc より
高い空間周波数でのMTFが低下する。
と、カットオフ周波数rc より高い空間周波数でのMT
Fが徐々に大きくなり、偽信号の抑圧効果が弱くなる。
しかし、本発明においては、撮像レンズ系5に非球面を
導入し、この非球面により積極的に球面収差を発生させ
て、高空間周波数でのMTFを低下させるようにしてい
る。
は、上記第2の光学手段をなす非球面による収差と、複
屈折板による複屈折作用(光学的ローパスフィルタ機
能)の組合せによって、上記カットオフ周波数rcより
高い空間周波数でのMTFが低下する。
においては、複屈折板1枚のみでも、従来の3枚の水晶
板を用いた光学的ローパスフィルタとほぼ同じ偽信号抑
圧効果を得ることができ、従来より複屈折板の枚数が削
減され、撮像光学系の製造コストを低廉化に寄与するこ
とができる。また、複屈折板を1枚用いるだけであるた
め、従来から必要であった貼り合わせ等の製造上困難な
工程が不要となり、撮像光学系の量産化が向上する。
収差補正と兼用にすることにより、非球面の数が減り、
更に製造コストの低廉化を促進させることができる。こ
の非球面の数が減るということは、構成上、例えば両面
非球面レンズが片面非球面レンズになるなどの場合があ
り、この場合、光軸合わせが容易になるなどの製造工程
の簡略化が達成できる。
例を図1〜図20を参照しながら説明する。なお、これ
ら実施例においては、撮像デバイスとしてCCD固体撮
像素子を用いた例を示すものである。
1に示すように、光軸に対して、先方より前玉ユニット
1、ズームユニットを構成するバリエータ2、絞り装置
3、固定レンズ及び可動レンズ群からなるインナーフォ
ーカスユニット4で構成された撮像レンズ系5と、赤外
線吸収ガラス、CCD固体撮像素子のカバーガラス及び
1枚の複屈折板(水晶板)で構成された平行平面板6
と、CCDセンサー7とが順次配設されて構成されてい
る。バリエータ2は、移動して前玉ユニット1との距離
を変えることにより、倍率を変更するものであり、主た
る変倍光学系を構成する。インナーフォーカスユニット
4は、結像面に物体の像をつくるものであり、主たる結
像光学系を構成する。
面〜第5面を構成し、バリエータ2は、撮像光学系の第
6面〜第10面を構成し、絞り装置3は、撮像光学系の
第11面を構成し、インナーフォーカスユニット4は、
撮像光学系5の第12面〜第16面を構成し、赤外線吸
収ガラス、カバーガラス及び1枚の複屈折板(水晶板)
で構成された平行平面板6は、撮像光学系5の第17面
及び第18面を構成する。
ニット1に最も近づいた状態、即ち撮像レンズ系5のズ
ーム位置がWide端となっている状態を示し、同図B
は、バリエータ2が前玉ユニット1から最も遠ざかった
状態、即ち撮像レンズ系5のズーム位置がTele端と
なっている状態を示す。
るローパスフィルタ効果を説明する。
絞りを表わす。この開口絞りAをある程度以上絞った場
合、撮像レンズ系5の収差は無視できるほど小さくな
り、撮像レンズ系5の特性は絞りの開口における回折現
象により支配される。絞りの開口形状が円形の場合、撮
像レンズ系5の特性を表わすOTF(Optical transfer
function)は、上記収差を無視した場合、結像面内の光
軸上で以下の(1)式で表される。
空間周波数を表わす。
して成り立つが、通常の撮像レンズ系5は光の波長λと
して可視域を取扱うので、可視域に対する総合特性を表
わすOTFである白色光OTFを求める必要がある。
めることができる。即ち、撮像光学系の分光透過率をT
(λ)、CCD固体撮像素子の感度特性をS(λ)とす
ると、W(λ)=T(λ)・S(λ)の重みW(λ)を
付けて、(1)式を可視域で波長に対して積分した以下
の(2)式で白色光OTFは求められる。
程度で近似され、その波長として例えば、g,F,e,
d,Cを選ぶと、白色光OTFは、以下の(3)式で表
される。
算した、絞りの開口形状が円形の場合の白色光MTF
(Modulation transfer func
tion)を示す。MTFはOTFの絶対値として定義
される。各線に対する重みは(2)式のT(λ)、S
(λ)より求め、以下で示すパラメータ値を用いた。 Wg=0.099、WF=0.222、We=0.40
6 Wd=0.231、WC=0.042
値が大きくなるのに伴って、MTFが低下するが、この
MTFの低下は特に高い空間周波数に対して顕著である
ことがわかる。光学的ローパスフィルタは高い空間周波
数のMTFを低下させることを目的に使用されているの
で、この回折現象は光学的ローパスフィルタにとって有
用である。
683号公報で提案された従来の水晶板を3枚用いた光
学的ローパスフィルタの特性を示す。この図21で示す
特性を有する従来の光学的ローパスフィルタは、水平走
査線方向の画素ピッチPH が、 PH=0.00635mm のCCD固体撮像素子に対して設計されており、そのカ
ットオフ周波数rc は、以下の(4)式で示すナイキス
ト周波数にほぼ等しいrc =80[lp/mm]であ
る。。
すもので、1mm当りの白・黒一対のラインの本数を示
す。
(複屈折板)1枚を用いた光学的ローパスフィルタの特
性を図22に示す。水晶板(複屈折板)3枚を用いた光
学的ローパスフィルタの特性(図21参照)と比較し
て、カットオフ周波数rc より高い空間周波数でのMT
Fが大きな値を持ち、偽信号の抑制が十分でないことが
わかる。この図22に示した水晶板1枚を用いた光学的
ローパスフィルタを、図2のMTF−空間周波数特性で
示したF8に絞った撮像レンズ系5と組み合せた場合の
MTF−空間周波数特性を図3に示す。
80[lp/mm])より高い空間周波数でのMTFの
値が、上記の回折現象により低下し、図21に示した従
来の水晶板3枚を用いた光学的ローパスフィルタとほぼ
同じ偽信号抑圧効果を示すことがわかる。通常、偽信号
を抑圧するためには、カットオフ周波数rc 以上のMT
Fが、偽信号が半分以下となる以下の(5)式で示す条
件を満足することが必要である。
はその近似の(3)式等で定義された白色光OTFの絶
対値である。
タは、図22からわかるように、空間周波数2rC(例
えば2rC=160[1p/mm])で最大値1.0を
持つ。従って、撮像レンズ系5と水晶板1枚を組み合せ
た場合、この空間周波数2rCでのMTFが、以下の
(6)式を満足すれば、カットオフ周波数rC以上の高
い周波数でも上記(5)式をほぼ満足することになり、
MTF(2rC)の値が偽信号抑圧効果の目安となる。
出され、撮像レンズ系5と水晶板1枚を組み合せた撮像
光学系では、MTFlens(2rc) が0.4より小さい
ことが条件となる。なお、以下の(7)式において、M
TFcrys(2rc)=1を用いた。
ンズ系5のF値を基準値Fdと定義する。 MTFlens(2rc)=0.4 …………(8)
lensは、撮像レンズ系5の収差を無視し、絞り装置3に
おける絞りの開口の回折だけを考慮した場合の結像面内
の光軸上でのMTFである。
きくなるに従って、MTF lens (2r C )は小さく
なるので、F値が基準値Fdより大きい場合、MTF
lens(2rC)は0.4よりさらに低下する。
では、水晶板を3枚用いることなく撮像レンズ系5の回
折作用と水晶板1枚の複屈折作用でローパスフィルタと
して十分な偽信号抑圧効果を出すことが可能になる。
即ちF値が絞り開放から基準値Fdまでの領域に関して
以下に述べる。
Flens(2rc )は0.4より大きくなり、偽信号の抑
圧効果は弱くなる。そこで、この領域では撮像レンズ系
5中のレンズ要素に非球面を導入し、この非球面により
積極的に球面収差を発生させ、高空間周波数のMTFが
(6)式を満足するようにする。
て、上記非球面を第12面に設定した場合の実施例(数
値例)を示す。なお、第13面、第16面は通常の収差
補正用の非球面である。以下の表1で示す数値例は、W
ide端での数値例である。
Wide端と同じである。 d5=14.453 d10=1.301 d13=5.827 d16=7.679
16面)の非球面係数を以下の表2に示す。
び第16面)の非球面形状は、光軸を結像面側を正とす
るZ軸とし、各レンズの頂点とZ軸の交点を原点に採
り、以下の(9)式で定義する。
曲率半径、Aiはi次の非球面係数を表す。
F(空間周波数2rc =160[lp/mm])のF値
依存性を示し、図5に、Tele端におけるMTF(空
間周波数2rc=160[lp/mm])のF値依存性
を示す。但し、これらは撮像レンズ系5と水晶板1枚を
組み合せた場合の結像面内の光軸上の値である。これら
の図4及び図5から明らかなように、両者ともに上記
(6)式を満足している。
端及びTele端でのF2.8の撮像レンズ系と水晶板
1枚を組み合せた場合のMTF−空間周波数特性を示
す。これらの図6及び図7で示す特性から、カットオフ
周波数rc 以上の高空間周波数の領域で上記(5)式を
満足している。
撮像レンズ系5の球面収差を、それぞれ図8及び図9に
示す。但し、これらの図において、縦軸はF値を表わ
す。
着目すると、基準値FdよりF値が大きな領域で球面収
差は必ず1個の極値を持っている。この領域で極値を持
たず、球面収差が単調に増加あるいは減少する場合、通
常、光軸方向の結像位置は変化するがMTFの低下は小
さい。無理にMTFの低下を大きくすると、結像面の近
軸像面からのずれが非常に大きくなり、絞りを変化させ
た場合の結像位置の移動が大きな問題になってくる。
でF4までe線の球面収差が単調減少し、F4でのMT
F(2rc )が0.24である場合、光軸上のMTF
(rc/2=40[lp/mm])が最大となる像面は
近軸像面から−0.155mmの位置にあり、図8で示
すF4の場合の−0.01mmに比べて非常に大きい。
従って、撮像レンズ系5の球面収差、その代表としてe
線の球面収差に対して、基準値FdよりF値が大きな領
域で少なくとも1個の極値を持つことが重要な条件とな
る。
て、偽信号の抑圧と共に画像のコントラストが重要な項
目となる。この画像のコントラストにはカットオフ周波
数rc までのMTF−空間周波数特性が寄与する。偽信
号の抑圧効果の目安としてMTF(2rc )の値を用い
たが、画像のコントラストに対しては、MTF(rc/
2)を目安とする。本実施例では、rc /2=40[l
p/mm]である。
びTele端でのMTF(空間周波数rc /2=40
[lp/mm])のF値依存性を示す。但し、これらの
MTFは撮像レンズ系5と水晶板1枚を組み合せた場合
の、結像面内の光軸上での値である。F値が絞り開放か
ら基準値Fdまでの領域でほぼ一定の値を示している。
F(rc /2)の最大値及び最小値をMTFMAX(rc
/2)、MTFMIN(rc /2)とすると、通常、以下
の(10)式を満足すれば、絞り開放から基準値Fdま
でのF値に対してほぼ一定のコントラストの画像を得る
ことができる。
Wide端で0.12、Tele端で0.08であり
(10)式の条件を満たす。
ると、絞り装置3における開口の回折現象により、MT
F(rc /2)は低下する。例えば図11にその様子が
示されている。この場合のF16での値を上記(10)
式のMTFMIN(rc /2)に代入すると、(10)式
の左辺の値は0.34となり、0.3を越えることにな
る。このことから、絞り装置3による開口絞りをF11
程度以上に絞らないようにすることが肝要となってく
る。
の撮影用カメラのレンズ系でも同様に発生し、非常に明
るい被写体に対してはNDフィルタ(Neutral density
filter)等で入射光量を低下させることにより、開口絞
りが、あるF値以上に絞らないように制限するようにし
ている。本実施例の場合も同様に、NDフィルタ等を設
けることにより、F値に制限を与えることができ、実使
用領域(実施例では、絞り開放でのF値からF11程度
までの領域)で上記(10)式を満足することが可能と
なる。
持たせた第12面の非球面の球面からのずれを示す。こ
の非球面レンズは例えば型によるガラス成形で製造可能
である。
下の通りである。 (〓)F値≧Fdの場合 撮像レンズ系5における絞り装置3の開口による回折作
用と、水晶板1枚の複屈折作用を組み合せる。 (〓)F値≦Fdの場合 撮像レンズ系5中の非球面による収差と、水晶板1枚の
複屈折作用を組み合せる。このとき、e線に対する球面
収差が基準値Fdより大きなF値の領域で最低1個の極
値を持つこと。
十分((6)式を満足)でF値によるコントラスト変化
の少ない((10)式を満足)、実用上十分な特性を兼
ね備えた光学的ローパスフィルタとなる。これまで結像
面内の光軸上の性能を示してきたが、軸外では一般に撮
像レンズ系5の収差が光軸上に比べて大きく、MTFの
高空間周波数成分より低下することになる。回折作用も
光軸上とほぼ同様に作用する。
あれば、軸外では光軸上と同等あるいはそれ以外の効果
が期待できる。このことより、光軸上のMTF値を光学
的ローパスフィルタの特性の代表値として扱うことにす
る。また絞りの開口形状を円形と仮定したが、他の形状
の場合も以下のようにF値を定義することにより、円形
の場合と同様なことが言える。
ると、円形の場合、以下の(11)式でF値が定義され
る。 F = f/D …………(11) D:入射瞳の直径
値が定義される。 F=f/D′ …………(12) D′:水晶板1枚の光線の分離方向に対する 入射瞳の幅
向の幅を選んだ理由は、分離方向の水晶板の特性と撮像
レンズ系5の特性を組み合せるためである。通常、この
方向には、偽信号が特に多く発生する水平走査線方向を
選ぶ。なお、水晶板の代わりに、方解石などの他の複屈
折板を用いてもよい。
する。第1実施例では、もとは球面であった第12面を
非球面化することにより、F値<Fdの領域でローパス
フィルタ効果を持たせたが、もとが収差補正用の非球面
の場合でも、非球面係数を変更することにより、ローパ
スフィルタ効果を出すことができる。
ィルタ兼用となる。この場合の例を第2実施例として以
下の表3に数値例を挙げて示すが、第12面が球面、
13面(収差補正、ローパスフィルタ兼用の非球面)
の非球面係数(表3で示す)が異なる点以外は、第1実
施例と同じなのでその部分の数値例は省略する。
パスフィルタ効果は、変更する項目が上記2項目だけな
ので、原理的に第1実施例と同じである。これは、以下
で示す事項からもうなずける。
Wide端の球面収差及びTele端の球面収差をみる
と、それぞれ図14及び図15に示すように、Wide
端及びTele端共に、e線の球面収差は、基準値Fd
以上のF値で極値を持っている。
F値に対するWide端でのMTF(空間周波数2rc
=160[lp/mm])の変化及びTele端でのM
TF(空間周波数2rc =160[lp/mm])の変
化をみると、図16及び図17に示すように、Wide
端及びTele端共に、すべてのF値で(6)式の条件
を満足している。
F値に対するWide端でのMTF(空間周波数rC/
2=40[lp/mm])の変化及びTele端でのM
TF(空間周波数rC/2=40[lp/mm])の変
化をみると、図18及び図19に示すように、F値<F
dの領域で、(10)式の左辺の値は、Wide端で
0.11、Tele端で0.08であり、(10)式の
条件を満たす。
学系は、第1実施例に係る撮像光学系とほぼ同等の特性
を持つ光学的ローパスフィルタを有することになる。な
お、図20に第13面のもとの非球面(第1実施例の第
13面)からのずれを示す。この非球面も第1実施例と
同様、例えば型によるガラスの成形で製造可能である。
実施例の場合と比較すると、第12面が球面となり、結
果的に非球面が1面減る。従って、第12面の金型とし
ては製作が容易で安価な球面金型が使用可能となる。ま
た、第1実施例の場合では、第12面及び第13面が非
球面なので芯合せが比較的難しい両面非球面レンズとな
るが、この第2実施例では片面非球面レンズとなり、芯
合せが両面非球面レンズに比較して容易になる長所もあ
る。
係る撮像光学系によれば、まず、F値が基準値Fd以上
の領域においては、絞り装置3の開口による回折作用
と、1枚の複屈折板による複屈折作用(即ち、光学的ロ
ーパスフィルタ機能)の組合せによって、上記カットオ
フ周波数rc 以上の高空間周波数でのMTFが低下し、
F値が基準値Fd以下の領域においては、第12面、第
13面及び第16面(あるいは第13面及び第16面)
の非球面による収差と、1枚の複屈折板による複屈折作
用の組合せによって、上記カットオフ周波数rc 以上の
高空間周波数でのMTFが低下する。
枚の水晶板を用いた光学的ローパスフィルタとほぼ同じ
偽信号抑圧効果を得ることができ、従来より複屈折板の
枚数が削減され、撮像光学系の製造コストを低廉化に寄
与することができる。また、複屈折板を1枚用いるだけ
であるため、従来から必要であった貼り合わせ等の製造
上困難な工程が不要となり、撮像光学系の量産化が向上
する。
収差補正と兼用にして、第12面を球面とし、第13面
及び第16面を非球面とするようにしたので、全体的に
非球面の数が減り、更に製造コストの低廉化を促進させ
ることができる。この非球面の数が減るということは、
構成上、例えば両面非球面レンズが片面非球面レンズに
なるなどの場合があり、この場合、光軸合わせが容易に
なるなどの製造工程の簡略化が達成できる。
は、撮像デバイスとしてCCD固体撮像素子を用いた例
を示したが、その他、撮像デバイスとして撮像管を用い
る場合にも適用させることができる。
によれば、変倍光学系を有し、被写体像を複数のレンズ
群からなる撮像レンズ系を通して撮像デバイスの撮像面
に結像する撮像光学系において、主たる変倍光学系より
像面側に絞りを設けるとともに、主たる結像光学系より
像面側に複屈折板を有し、上記絞りの開口によって上記
撮像レンズ系のF値を決定し、かつこのF値が所定値以
上である場合に、上記複屈折板と上記絞りの開口によ
り、偽信号が発生する空間周波数以上の空間周波数領域
のMTFを低下させ、上記F値が所定値以下である場合
に、上記絞りの近傍に設けられたレンズの面のうち、少
なくとも1つの面を非球面とし、該非球面による収差に
よって、上記複屈折板とともに、偽信号が発生する空間
周波数以上の空間周波数領域のMTFを低下させるよう
にしたので、光学的ローパスフィルタを1枚の水晶等の
複屈折板だけで構成しても、十分に偽信号の抑圧効果を
発揮させることができ、撮像光学系、ひいてはこの撮像
光学系を用いた撮像装置の製造コストの低兼化を効率よ
く図ることができる。
成図であり、同図Aは、撮像レンズ系のズーム位置がW
ide端となっている状態の構成を示し、同図Bは、撮
像レンズ系のズーム位置がTele端となっている状態
の構成を示す。
形状が円形の場合での白色光のMTF−空間周波数特性
を示す特性図である。
を、絞り装置をF8に絞った撮像レンズ系5と組み合せ
た場合のMTF−空間周波数特性を示す特性図である。
けるMTF(空間周波数2rc=160[lp/m
m])のF値依存性を示す特性図である。
けるMTF(空間周波数2rc=160[lp/m
m])のF値依存性を示す特性図である。
F2.8の撮像レンズ系と水晶板1枚を組み合せた場合
のMTF−空間周波数特性を示す特性図である。
F2.8の撮像レンズ系と水晶板1枚を組み合せた場合
のMTF−空間周波数特性を示す特性図である。
撮像レンズ系の球面収差を示す特性図である。
撮像レンズ系の球面収差を示す特性図である。
が極値を持たず、球面収差が単調に増加あるいは減少す
る場合を示す特性図である。
のMTF(空間周波数rc /2=40[lp/mm])
のF値依存性を示す特性図である。
のMTF(空間周波数rc /2=40[lp/mm])
のF値依存性を示す特性図である。
非球面の球面からのずれを示す特性図である。
球面収差を示す特性図である。
球面収差を示す特性図である。
のMTF(空間周波数2rc =160[lp/mm])
のF値依存性を示す特性図である。
のMTF(空間周波数2rc =160[lp/mm])
のF値依存性を示す特性図である。
のMTF(空間周波数rc /2=40[lp/mm])
のF値依存性を示す特性図である。
のMTF(空間周波数rc /2=40[lp/mm])
のF値依存性を示す特性図である。
3面)からのずれを示す特性図である。
ィルタのMTF−空間周波数特性を示す特性図である。
ィルタのMTF−空間周波数特性を示す特性図である。
ラス及び1枚の複屈折板(水晶板)で構成された平行平
面板 7 CCDセンサー
Claims (6)
- 【請求項1】 変倍光学系を有し、被写体像を複数のレ
ンズ群からなる撮像レンズ系を通して撮像デバイスの撮
像面に結像する撮像光学系において、主たる変倍光学系より像面側に絞りを設けるとともに、 主たる結像光学系より像面側に 複屈折板を有し、上記絞りの開口 によって上記撮像レンズ系のF値を決定
し、かつこのF値が所定値以上である場合に、上記複屈
折板と上記絞りの開口により、偽信号が発生する空間周
波数以上の空間周波数領域のMTFを低下させ、 上記F値が所定値以下である場合に、上記絞りの近傍に
設けられたレンズの面のうち、少なくとも1つの面を非
球面とし、該非球面による収差によって、上記複屈折板
とともに、偽信号が発生する空間周波数以上の空間周波
数領域のMTFを低下させるようにした、 ことを特徴とする撮像光学系。 - 【請求項2】 上記絞りの開口が全開放とされたF値以
上の全てのF値において、MTF(2rc)≦0.4を
満足することを特徴とする請求項1記載の撮像光学系。
但し、上記MTF(2rc)は、上記撮像レンズ系と上
記屈折板を組み合わせた場合の結像面内の軸上でのMT
F値であって、上記屈折板によるカットオフ周波数をr
cと定義した場合の、空間周波数2rcでのMTF値で
ある。 - 【請求項3】 上記絞りの開口を全開放したときのF値
から上記所定値まで変化させた場合の、空間周波数rc
/2におけるMTFの最大値及び最小値を、それぞれM
TFMAX(rc/2)及びMTFMIN(rc/2)
としたとき、以下の数1を満足することを特徴とする請
求項2記載の撮像光学系。 【数1】 但し、上記所定値は、上記撮像レンズ系が無収差で上記
絞りの開口の回折のみがMTFに寄与すると仮定した場
合での撮像レンズ系のMTF値であって、上記複屈折板
によるカットオフ周波数をrcと定義した場合の、空間
周波数2rcでのMTF値が0.4を満たす時のF値で
ある。 - 【請求項4】 上記撮像レンズ系のe線での球面収差
が、上記所定値よりもF値が大きな領域で、1箇所以上
の極値をもつことを特徴とする請求項3記載の撮像光学
系。 - 【請求項5】 上記非球面は収差補正と兼用にされてい
ることを特徴とする請求項1乃至請求項4記載のいずれ
かの撮像光学系。 - 【請求項6】 上記非球面の非球面係数は少なくとも奇
数次項を含む非球面係数を有することを特徴とする請求
項5記載の撮像光学系。
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