JPH03208005A - 反射屈折式光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は反射系と屈折系を用いた反射屈折式光学系に関
し、特に各光学要素の屈折力及びその光学的配置を適切
に設定することにより、開口径が連続的に可変の絞りの
使用を可能とし、良好なる調光を行った写真用カメラや
ビデオカメラ等に好適な反射屈折式光学系に関するもの
である。

（従来の技＃ｒ） 従来より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、又望遠比（
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為、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例えば
特公昭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調光方法として、開
口径が連続可変の絞りは軸上光束と軸外光束の通過位置
との関係から用いられていない。

一般には第８図（Ａ）に示すように補助絞りリング８Ｉ
や同図（Ｂ）に示すようにＮＤフィルター８３、そして
同図（Ｃ）に示すようにフォトクロミック材８４等の調
光手段を光学系８２の最前部、又は後部に着脱可能に装
着して光学系８２の調光を行っている。

（発明か解決しようとする問題点） しかしながら反射屈折式光学系において、光学系の最前
部に補助絞りリングやＮＤフィルター等の調光手段を装
着する方法は、これらの調光手段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。又調光手段をレン
ズ系の後部にフォトクロミック材等を装着する方法は、
撮影に際してその都度調光手段を装着及び抜脱しなけれ
ばならす取扱いが大変面倒であるという問題点かあった
。

本発明は反射屈折式光学系を構成する各光学要素の屈折
力配置を適切に設定することにより、開口径を連続的に
変化させることのできる絞りの使用を可能とし、装置全
体の小型化を図りつつ簡易にしかも迅速に調光を行うこ
とのできる反射屈折式光学系の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の反射屈折式光学系、物体からの光束を順に正の
屈折力のレンズ群Ｌ１、入射光束を物体側へ屈折反射さ
せる周辺部を反射面とした主鏡、入射光束を像面側へ反
射させる副鏡、該主鏡の中心部の光透過部そして開口径
が連続可変の絞りを介した後、像面上に導光するように
した反射屈折式光学系において、前記各光学要素は該主
鏡よりも像面側の光軸上所定範囲において最大像高に向
かう軸外光束が軸上最大光束の外径内に含まれるように
光学的諸定数が設定されており、該絞りは該光軸上所定
範囲内に配置されていることを特徴としている。

（実施例） 第１図は本発明の数値実施例１のレンズ断面図てある。

同図において本実施例の反射屈折式光学系の各光学要素
を光束の進行順に説明する。

Ｌ１は両レンズ面が凸面の正の屈折力のレンズ、Ｌ２は
物体側に凹面を向けたメニスカス形状で像面側のレンズ
面の周辺部を反射面Ｍ１、中心部分を透過面とし主鏡と
して使用する屈折凹面反射鏡、Ｌ３は像面側のレンズ面
をレンズＬ１の物体側のレンズ面と接合し、又物体側の
レンズ面（凸面）を反射面Ｍ２とし副鏡として使用する
屈折反射鏡、Ｌ４は両レンズ面が凸面の正のレンズであ
り、像而側のレンズ面は屈折凹面反射鏡Ｌ２の物体側の
レンズ面と接合されている。ＳＰは開口径が連続的に変
化する絞りである。Ｌ５は像面側に凹面を向けたメニス
カス状の負の屈折力のレンズである。Ｑは像面である。

本実施例では同図に示すように物体（不図示）からの光
束をレンズＬ１で集光し、屈折凹面反射鏡Ｌ２の屈折面
と反射面Ｍｌにより物体側へ屈折反射させている。次い
でレンズＬ１で屈折させ屈折反射鏡Ｌ３の反射面Ｍ２で
物体側へ反射させた後、レンズＬ１を介して屈折射出さ
せている。そしてレンズＬ４と屈折凹面反射鏡Ｌ２の中
心部分の透過面とレンズＬ５を順次屈折通過させた後、
？像而Ｑに集光し、物体像を形成している。

このとき本実施例では反射屈折式光学系を構成する各光
学要素Ｌ１〜Ｌ５の屈折力、レンズ形状等の光学的諸定
数、絞りｓｐ、そして各光学要素の光学的配置を適切に
設定することにより、第２図に示すように屈折凹面反射
鏡（主＠）Ｌ２よりも像面側の光軸上の所定範囲におい
て最大像高に向かう軸外光束Ｌ１が軸上最大光束Ｌ１の
外径内に含まれるようにしている。そしてこの先軸上の
所定範囲内に絞りｓｐを配置している。

第３図（Ａ）　．　（Ｂ）は本実施例において絞りｓｐ
を開放したときと、Ｆナンバー５．６に絞ったときの絞
りｓｐを通過する軸上光束Ｌ。と軸外光束Ｌ，の様子を
示す説明図である。

第３図（Ａ）に示す絞り開放のときの軸上光束ＬＯと軸
外光束Ｌ，は絞りをＦナンバー５．６に絞ったとき第３
図（Ｂ）に示すように軸上光束Ｌ０と軸外光束Ｌ■の双
方は共に効果的に絞られ調光されていることがわかる。

方、従来の反射屈折式光学系では、例えば第４図に示す
ように屈折凹面反射鏡（主ｆｉ）Ｌ２の像面側では軸上
光束Ｌ。と軸外光束Ｌ１は互いにかけ離れていて重複す
る部分がない。この為、屈折凹面反射鏡（主鏡）より像
面側のある一定範囲内の光軸上と直交する平面内におけ
る軸上光束Ｌａと軸外光束Ｌ，は例えば第５図に示すよ
うに分離した状態となっている。

この為、屈折凹面反射鏡（主鏡）Ｌ２より像面側に絞り
ｓｐを配置して絞り径を変えて軸上光束Ｌ．を調光しよ
うとすると軸外光束Ｌ１を全て遮光してしまうことにな
る。即ち軸外光束Ｌｌにケラレか生してきてしまう。

これに対して本実施例によれば前述の如く各光学要素を
設定することにより、屈折凹面反射鏡（主鏡）の像面側
に絞りを配置し、軸上光束Ｌ。

と軸外光束Ｌ，の双方をバランス良く減光し、良好なる
調光を可能としている。

尚、本実施例において特に好ましくは最大軸外光束（最
大像高に向かう軸外光束）の主光線の最終レンズ面から
射出する光軸からの高さをｈ、軸上光束のＦナンバーで
決まる最外周の光線（軸上最大光束の最外周の光線）の
最終レンズ面から射出する光軸からの高さをｈとし、 Ｋ＝ｈ／ｈ とおいたとき ・０．１＜κく０．７　　・・・（＋）を満足するよう
に各要素を設定するのが本発明の目的を効果的に発揮さ
せるのに好ましい。

即ち、最終レンズ面における軸上光束の最大径（２ｈ）
に対する最大軸外光束の主光線の射出位置の光軸からの
高さの割合を条件式（１）を満足するように各要素を設
定するのが反射屈折光学系において、最大像高に向かう
軸外光束が軸上最大光束の外径内に効果的に含ませるこ
とができるので好ましい。

本発明の反射屈折式光学系は第１図に示すレンズ構成の
他に前述の条件を満足するものであればどのようなレン
ズ構成のものにも適用可能である。

第６，第７図は本発明の第２，第３実施例のレンズ断面
図である。第６図に示す第２実施例では屈折凹面反射鏡
（主鏡）Ｌ２からの光束をレンズＬ３で屈折させ、次い
で反射面Ｍ２より成る副鏡で像面側へ反射させレンズＬ
４に導光している点が第１図の第１実施例と異なってお
り、その他のレンズ構成は同じである。

第７図に示す第３実施例ではレンズＬ１と副鏡Ｌ３とを
分離して構成している点が第１図の第１実施例と異なっ
ており、その他のレンズ構成は同じである。

即ち、屈折凹面反射ｍ＜主ｆｉ）Ｌ２からの光束をレン
ズＬ１で再度屈折させ副鏡Ｌ３の入射面で屈折させ、次
いで反射面Ｍ２で反射させた後、入射面を介し副鏡Ｌ３
より射出させ次いでレンズＬ１を再再度屈折させた後、
レンズＬ４に導光している。

次に本発明の数値実施例１を示す。数値実施例において
Ｒｉは光の進行順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄ
ｉは光の進行順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Ｎ
ｉとｖｉは各々光の進行順に第ｉ番目のレンズのガラス
の屈折率とアッペ数である。但し、Ｄｉは光の進行方向
左方より右方へ測ったときを正、その逆を負としている
。

数値実施例　Ｉ Ｆ−１００．Ｏ Ｒ　Ｉ−　３６４．６４０ Ｒ　２−３１２．８６１ Ｆ／３　．　５　　　　　　　　　２ω−３．４０Ｄ　
　Ｉ−　　２．７０３　　Ｎ　　ｌ−１．５１６３３　
　　　　ｖ　　ｌ−６４．ＩＤ　２−１５．４５１ Ｒ　３−　　−６６．３８５ Ｒ　４−　−７２．４０３（　Ｍｌ） Ｒ　５−　−６６Ｊ８５（−Ｒ３） Ｒ　６−３］２．８６１　（−Ｒ２） Ｒ７〜３６４．６４０　（−Ｒｌ） Ｒ　８−　−４５．３９］　（　Ｍ２）Ｒ９・３６４．
Ｉｉ４０（−Ｒｌ） ＲＩＯ−３］２．８６］　（−Ｒ２） Ｄ　　３−　　２．９７３ Ｄ　４−２．９７３ Ｄ　５−１５．４５１ Ｄ　６−２．７０３ Ｄ　７−１．６２２ Ｄ　８−　　１．６２２ Ｄ　９−　２．７０３ ＤＩＯ−１０．５８７ Ｎ　２−１．５１６３３　　　　ν　２−６４．１Ｎ　
３−１．５１６３３（−Ｎ２）ν　３−６４．１４Ｊ　
．５１６３３　（−Ｎｌ）　Ｚ／５＝１．５１６３３　
　　　　ｖ ６＝］．．５１６３３（−Ｎ５）　ｖ ７−１．５１６３３　（−Ｎｌ）ν ４−６４．１ ５−６４．１ ６−６４。ｌ ７−６４．１ Ｒｌｌ−　　１３．９９９ ＲＩ２−　−６６．３８５（−Ｒ３） Ｒ］３−　−７２．４０３（−Ｒ４） ＲＩ４−　■（絞り） ＲＩ５〜　１２．４１６ ＲＩ６−　　　５．５９５ Ｄｌｌ−　４．８６５ Ｄｌ２−　２．９７３ ＤＩ３〜０．５４］ Ｄ１４−　０．９０ Ｄｌ５−　　１．０８１ Ｎ　８＝］．５１６３３　　　　　ｖ　　８−６４．１
Ｎ　９−１．５１６３３（−Ｎ２）ν９−６４．１ＮＩ
Ｏコ１．６０３１１ ｖ１０−６０．７ Ｋ＝　　−０．００１ 数値実施例　２ Ｆ−１００．Ｏ Ｒ　１−　２４１．５６０ Ｒ　２−３７９．８６１ Ｆ／３．５　　　　　　　　　２ω・２．６３’Ｄ　Ｉ
−　１．６２２　　Ｎ　ｌ−１．５１６３３　　　　ν
　Ｉ−６４．＋５Ｄ　２−１７．４５０ ５　　　　　Ｒ　３−　−６２．４２５　　　　Ｄ　３
−　１．６２２　　Ｎ　２−１．５１６３３　　　　ν
　２−６４．１５５（＝ｖ２）　　Ｒ　４−　−６９．
８４３（　Ｍｌ）　Ｄ　４−１．６２２　　Ｎ　３−１
．５１６３３（−８２）ｙ　３−６４．１５（・ｂ２）
Ｒ　５−　−６２．４２５（−Ｒ３）　Ｄ　５−１７．
４５０５（一ν１） ５（一ν５） ５（一ν１〉 ５（一ν２） Ｒ　６−３７９．８６１（−Ｒ２） Ｒ　７−　２４１．５６０（−Ｒｌ） Ｒ　８−　−４４．４７９（　Ｍ２） Ｒ　９−　２４１．５６０（−Ｒｌ） ＲＩＯ−３７９．８６１　（−Ｒ２） Ｒｌｌ−　　１１．８１４ Ｒ］２−　−６２．４２５（−Ｒ３） Ｒｌ３−　−６９．８４３　（−Ｒ４）Ｒｌ４−　　（
Ｘ）（絞り） Ｒ１５−　　１２．４６０ Ｒ１６−　　　５．５８１ Ｒ１７−　　００ ８１８＝　の Ｄ　６−１．６２２ Ｄ　７−１．０８１ ０　８−　１．０８１ ０　９−　１．６２２ ０１０−１４．７４８ Ｄｌｌ諺２．７０３ ＤＩ２−　　１．６２２ ＤＩ３〜〇．２７１ ０１４雪０．２７１ Ｄ１５−　　１．０８１ Ｄ１６−　　１．０８１ Ｄ１７−　３．２４３ ４−１．５１６３３　（−Ｎｌ）ν ５富１．５１６３３　　　　　ν ６＝１．５１６３３　（−Ｎ５）　ｖ ７−１．５１６３３（一Ｎｌ）ν ４−６４．１５（一νｌ） ５−６４．１５ ６−６４．１５（一ν５） ７−６４．１５（〜νｌ） Ｎ　８−１．５１６３３　　　　ν　８−６４．１５Ｎ
９・１．５１６３３（−８２）ν９−６４．１５（一ν
２）ＮＩＯコ１．６０３１１ ν１０−６０．７０ Ｎ１１．−１．５１６３３ ｖｌｌ＝６４．１５ （発明の効果） 本発明によれば前述の如く各光学要素を構成ることによ
り、絞り径を連続的に変化させても軸上光束と軸外光束
の双方をバランス良く調光することか出来る小型で軽量
の反射屈折式光学系を成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例のレンズ断面図第２図は第
１図の一部分の光路説明図、第３（Ａ）　．　（Ｂ）は
第１図の絞りｓｐを通過する光束の説明図、第４図は従
来の反射屈折式光学系の主鏡近傍の光路説明図、第５図
は第４図の主鏡近傍の光軸と垂直断面内における光束説
明図、第６，第図は本発明の第２，第３実施例のレンズ
断面図第８図（Ａ）　，　（Ｂ）　．　（Ｃ）は各々従
来の反射屈折式光系の説明図である。 図中、Ｌ２は主鏡、Ｌ３は副鏡、Ｍｌ，Ｍ２各々反射鏡
、ｓｐは絞り、Ｑは像面、Ｌｏは軸光束、Ｌ１は軸外光
束である。 牛 圓 羊 図 午 丹 （Ａ） 染 図 茅 直 第 図 （Ａ） 第 団 （Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）物体からの光束を順に正の屈折力のレンズ群Ｌ１
   、入射光束を物体側へ屈折反射させる周辺部を反射面と
   した主鏡、入射光束を像面側へ反射させる副鏡、該主鏡
   の中心部の光透過部そして開口径が連続可変の絞りを介
   した後、像面上に導光するようにした反射屈折式光学系
   において、前記各光学要素は該主鏡よりも像面側の光軸
   上所定範囲において最大像高に向かう軸外光束が軸上最
   大光束の外径内に含まれるように光学的諸定数が設定さ
   れており、該絞りは該光軸上所定範囲内に配置されてい
   ることを特徴とする反射屈折式光学系。