JPH0850236A

JPH0850236A - 光学システム

Info

Publication number: JPH0850236A
Application number: JP7161814A
Authority: JP
Inventors: James A Frazier; ジェイムズ・エイ・フレイジアー
Original assignee: MANTEISU WAIRUDORAIFU FUIRUMUZU Pty Ltd; MANTIS WILDLIFE FILMS Pty Ltd
Current assignee: MANTEISU WAIRUDORAIFU FUIRUMUZU Pty Ltd; MANTIS WILDLIFE FILMS Pty Ltd
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 1996-02-20
Also published as: CA2152639A1; AU2333895A; EP1382987A2; AU689888B2; US5727236A; EP1382987A3; CA2152639C; JP2002277946A; EP0690327A2; EP0690327A3

Abstract

(57)【要約】【目的】近接焦点距離から位置し、近接焦点距離と比
較的大きな焦点距離との間の位置にある複数の物体に対
して適当に焦点調節して合焦させるためにより深い被写
界深度を有する光学システムを提供する。【構成】それぞれ光軸に沿って並置された対物レンズ
と、視野レンズと、リレーレンズとを備える。対物レン
ズは、空間における１つの物体からの放射光を受光して
第１の画像を形成し、視野レンズは、第１の画像からの
放射光を集光しかつリレーレンズに伝送して画像検出手
段に最後の画像を形成し、ここで、第１の画像の大きさ
は最後の画像の大きさよりも大きい。また、好ましく
は、リレーレンズ内に設けられた焦点調節制御装置とア
パーチュア制御装置とをさらに備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スチルカメラ又は動画
カメラ、ビデオカメラもしくは同様の装置のための光学
システムに関し、特に、１つの光学システムにおいて、
広角レンズ、深い視野レンズ（フィールドレンズともい
う。）、近焦点レンズのすべての特徴を生成するための
光学システムに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】カメラ
等のための多くの光学撮像装置のアプリケーションにお
いては、合焦状態となるように焦点調節されるべき実際
の物体とともに、カメラから近い位置及び遠い位置の両
方に位置する物体が、ある受容できる度合いに合焦状態
となるようにより深い（より大きな）被写界深度を提供
する必要がある。さらに、被写界深度を、光学的無限大
の距離にある物体から近くの物体までに拡大する必要が
あり、ここで、画像の高さに対する物体の高さの比、す
なわち光学システムの倍率は１０対１（１０：１）より
小さく、可能であれば、１対１（１：１）又はそれより
も小さい比の値でできる限り小さいことが好ましい。

【０００３】より深い被写界深度を達成するために用い
られる従来の１つのアプローチは、短い焦点距離を有す
る広角レンズの使用と、そのアパーチュアをｆ／８から
ｆ／１６までの範囲の“ｆ”ナンバー（Ｆ数ともい
う。）に絞ること、すなわち実質的にアパーチュアの大
きさを減少させることとを含み、ここで、上記アパーチ
ュア範囲はいまだ、カメラにおけるフィルム又はビデオ
カメラの電荷結合素子（以下、ＣＣＤという。）のため
の画像形成面において受容可能な露光を得るために適当
な光量を提供する。より小さい倍率比のための必要条件
のために、広角レンズは好ましくは、短い全長を有し、
物体は当該レンズシステムの前方の光学的表面に近接し
て置かれる。また、好ましくは、特に前面におけるレン
ズシステムの全直径は、スチルカメラよりも大きな映画
カメラに対して特に難しくなる物体の照明のためにいく
らかの間隔（スペース）と接近（アクセス）を提供する
ために最小化される。さらに、短い長さと小さい直径を
有する広角レンズはまた、短い後側焦点距離、すなわ
ち、レンズの後側と画像形成面との間の距離を有するで
あろう。しかしながら、レフレックス（反射）フィルム
カメラにおいて、後側焦点距離はレンズと画像形成面と
の間に置かれる反射ミラーのために必要な空間のために
大きくなる傾向にあり、また、ビデオカメラにおいて
は、当該後側焦点距離は必要なビームスプリッタの光学
装置の存在のために大きくなる傾向があるために、当該
後側焦点距離は、ある最小の距離に等しいか又は長くす
る必要がある。これらの所望の特徴を有するコンパクト
な広角レンズを用いる場合であっても、フィルムカメラ
又はビデオカメラの前面に対する物体の近接度は、当該
物体に対して照明を行うときに重大な問題点を生じさ
せ、これによって、ほとんどのアプリケーションにおけ
る実際の使用において、光学的画像撮像システムを非実
用的にするであろう。

【０００４】例えば、図面の図２においては、フィルム
カメラ又はビデオカメラの典型的な光学システムの概略
断面図が図示されている。レンズ１０はカメラ（図示せ
ず。）の前面１１上であって、当該カメラの光軸１２上
に装着される。もしカメラがシングルレンズのレフレッ
クス（反射）タイプ（以下、ＳＬＲタイプという。）の
ものであるならば、当該カメラは、カメラの内側で光軸
１２に対して４５°の角度で傾斜されかつ、フィルム１
４が位置するであろう画像形成面１４の前方に位置する
反射ミラー１３を有する。反射ミラー１３もしくは、映
画フィルムカメラにおける回転ミラー又はビデオカメラ
におけるビームスプリッタのような他の機構は、当該カ
メラの前面と、レンズ１０の後側焦点距離の最小サイズ
を制限する距離Ｕの画像形成面との間にスペース（空
間）を必要とする。物体Ｏの大写し（クローズアップ）
の写真画像が所望されるとき、画像形成面１４における
フィルム又はＣＣＤ上において適当な露光を生じさせる
ために、カメラに対向して面している物体Ｏの前面を照
明するための照明装置を位置決めするために利用可能
な、カメラと物体Ｏとの間の光学的パスを取り巻いてい
るクロスハッチングされた複数の領域Ｌによって図示さ
れたある制限された量の空間が存在する。上述のよう
に、もしレンズ１０が広角レンズであり、かつ無限大の
焦点距離において物体Ｏの近傍と複数の物体との両方を
焦点調節して合焦させようとアパーチュアが絞られたと
きに、複数の領域Ｌからの照明はより重要であるが、広
角レンズ１０の長さが短く、かつ広角レンズ１０がレン
ズ１０と画像形成面１４との間の適当な後側焦点距離を
提供するためにカメラの前面１１又はその近傍に設定さ
れる必要があるために、その空間は非常に制限される。
従来技術におけるこれら及び他の問題点は、本発明によ
って解決することができる。

【０００５】本発明の目的は、近接焦点距離から位置
し、近接焦点距離と比較的大きな焦点距離との間の位置
にある複数の物体に対して適当に焦点調節して合焦させ
るためにより深い（大きな）被写界深度を有する光学シ
ステムを提供することにある。本発明の別の目的は、画
像倍率比が１０対１（１０：１）よりも小さい光学シス
テムを提供することにある。

【０００６】本発明のもう１つの目的は、対物レンズグ
ループが固定された焦点距離と中間の画像を形成するた
めの開状態のアパーチュア（オープンアパーチュア）と
を有し、第２の光学レンズグループが当該中間の画像を
フィルム又は検出器面に光学的に伝送して、上記中間の
画像よりもより小さい大きさを有する最後の画像をその
面に形成し、これによって、有効的な焦点距離を減少さ
せ、有効的な視野を増大させ、かつ対物レンズグループ
の見かけの被写界深度を増大させることができる、フィ
ルムカメラ又はビデオカメラ、もしくはそれに類する光
学システム又は装置を提供することにある。さらに、こ
の発明の目的は、第２のレンズグループが上記中間の画
像が形成される位置又はその近傍の位置に設けられた視
野レンズグループと、最後の画像の形成位置の近傍の位
置に設けられたリレーレンズグループとを備え、上記リ
レーレンズは最後の画像を上記フィルム又は検出器面上
に合焦させるための手段を有する光学システムを提供す
ることにある。この発明の別の目的は、上記リレーレン
ズがアパーチュア制御のための手段を有する光学システ
ムを提供することにある。またさらに、この発明の目的
は、最後の画像を反転し又はリバースすることによって
最後の画像の方向を補正するための方向補正光学的装置
が第２のレンズグループにおいて設けられた光学システ
ムを提供することにある。

【０００７】本発明の別のもう１つの目的は、画像倍率
比が１対１（１：１）又はそれよりも小さい比の値まで
に減少された物体があり、近接焦点距離に設けられた複
数の物体を容易に照明するために、複数の対物レンズを
カメラボディの前方方向に十分な距離だけ拡大又は延在
することができる光学システムを提供することにある。

【０００８】この発明のまた別の目的は、カメラの大き
さや位置のために、従来の直線型レンズの場合において
極めてむずかしく又は不可能であるユニークな写真や画
像を撮像するために、複数のミラー、複数のプリズム又
はそれに類する光学装置の使用において、傾斜されかつ
回転可能なレンズの鏡胴（又は鏡筒、バレル）を使用す
るための光軸の方向を変化させるために、フィルム又は
ＣＣＤ面に形成された画像に対して不都合なように影響
を与えることなしに、光軸の長さを実質的に拡大するフ
ィルムカメラ又はビデオカメラ、もしくはそれに類する
光学装置のための光学システムを提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的や利点及び特徴は、後述
される好ましい実施例及び添付の図面の説明から明らか
になるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の光学システムは、それぞれ光軸に沿って並置された
対物レンズと、視野レンズと、リレーレンズとを備えた
光学システムであって、上記対物レンズは、空間におけ
る１つの物体からの放射光を受光して第１の画像を形成
し、上記視野レンズは、上記第１の画像からの放射光を
集光しかつ上記リレーレンズに伝送して画像検出手段に
最後の画像を形成し、上記光学システムにおいて、上記
第１の画像の大きさは上記最後の画像の大きさよりも大
きいことを特徴とする。また、請求項２記載の光学シス
テムは、請求項１記載の光学システムにおいて、上記光
学システムは、上記リレーレンズ内に設けられた焦点調
節制御装置とアパーチュア制御装置とを備えたことを特
徴とする。さらに、請求項３記載の光学システムは、請
求項１又は２記載の光学システムにおいて、さらに、上
記対物レンズと上記リレーレンズとの間に設けられ、画
像方向を補正する光学装置を備えたことを特徴とする。
またさらに、請求項４記載の光学システムは、請求項１
又は２記載の光学システムにおいて、さらに、上記視野
レンズと上記リレーレンズとの間に設けられ、画像方向
を補正する光学装置を備えたことを特徴とする。また、
請求項５記載の光学システムは、請求項１又は２記載の
光学システムにおいて、さらに、上記対物レンズ上記視
野レンズとの間に設けられ、画像方向を補正する光学装
置を備えたことを特徴とする。さらに、請求項６記載の
光学システムは、請求項１又は２記載の光学システムに
おいて、さらに、上記対物レンズ上記リレーレンズとの
間に設けられ、上記光軸を偏移するための光軸偏移光学
装置を備えたことを特徴とする。またさらに、請求項７
記載の光学システムは、請求項６記載の光学システムに
おいて、さらに、上記光学システムの第１の部分の偏移
された光軸を、上記光軸偏移光学装置の位置において上
記光学システムの第２の部分の光軸の角度に対して、所
定の第１の角度でかつ所定の平面上で回転するための手
段を備えたことを特徴とする。また、請求項８記載の光
学システムは、請求項７記載の光学システムにおいて、
さらに、上記対物レンズと上記視野レンズとの間に設け
られた第２の光軸偏移光学装置と、上記光学システムの
上記第２の部分の偏移された光軸を、上記第２の光軸偏
移光学装置の位置において上記光学システムの第３の部
分の光軸に対して所定の第２の角度でかつ所定の平面上
で回転するための第２の手段とを備えたことを特徴とす
る。さらに、請求項９記載の光学システムは、請求項８
記載の光学システムにおいて、上記第１の角度と上記第
２の角度はそれぞれ９０°であることを特徴とする。ま
たさらに、請求項１０記載の光学システムは、請求項７
記載の光学システムにおいて、さらに、光軸上に回転可
能に設けられ、上記光軸の第１の部分が上記光軸の第２
の部分に対して相対的に回転されるときに、画像の方向
を調整可能に補正するための画像方向補正手段を備えた
ことを特徴とする。また、請求項１１記載の光学システ
ムは、請求項６記載の光学システムにおいて、上記光軸
偏移光学装置は、上記第１の画像と上記最後の画像との
間の画像を反転するための手段を備えたことを特徴とす
る。さらに、請求項１２記載の光学システムは、請求項
１又は２記載の光学システムにおいて、上記対物レンズ
は、無限大で実質的に全開のアパーチュアと焦点を有し
て設けられたことを特徴とする。またさらに、請求項１
３記載の光学システムは、請求項１又は２記載の光学シ
ステムにおいて、上記リレーレンズはマクロレンズであ
ることを特徴とする。

【００１１】本発明に係る請求項１４記載の光学システ
ムは、それぞれ光軸に沿って並置された対物レンズと、
視野レンズと、リレーレンズとを備えた光学システムで
あって、上記対物レンズは、空間における１つの物体か
らの放射光を受光して第１の画像を形成し、上記視野レ
ンズは、上記第１の画像からの放射光を集光しかつ上記
リレーレンズに伝送して画像検出手段に最後の画像を形
成し、上記光学システムは、それぞれ上記リレーレンズ
内に設けられた焦点調節制御装置とアパーチュア制御装
置とをさらに備えたことを特徴とする。また、請求項１
５記載の光学システムは、請求項１４記載の光学システ
ムにおいて、さらに、上記対物レンズと上記リレーレン
ズとの間に設けられ、画像方向を補正する光学装置を備
えたことを特徴とする。さらに、請求項１６記載の光学
システムは、請求項１４記載の光学システムにおいて、
上記光学システムはさらに、上記視野レンズと上記リレ
ーレンズとの間に設けられ、画像方向を補正する光学装
置を備えたことを特徴とする。またさらに、請求項１７
記載の光学システムは、請求項１４記載の光学システム
において、さらに、上記対物レンズ上記視野レンズとの
間に設けられ、画像方向を補正する光学装置を備えたこ
とを特徴とする。また、請求項１８記載の光学システム
は、請求項１４又は１５記載の光学システムにおいて、
さらに、上記視野レンズ上記リレーレンズとの間に設け
られ、上記光軸を偏移するための光軸偏移光学装置を備
えたことを特徴とする。さらに、請求項１９記載の光学
システムは、請求項１又は１４記載の光学システムにお
いて、上記対物レンズはズームレンズであることを特徴
とする。

【００１２】本発明に係る請求項２０記載の光学システ
ムは、エンクロージャーが取付けられるように適応され
たカメラにおいて最後の画像を形成するためのエンクロ
ージャーにおいて所定の連続した順序で光軸上にそれぞ
れ設けられた、対物レンズ手段と、視野レンズ手段と、
リレーレンズ手段とを備えた光学システムであって、上
記対物レンズ手段は上記視野レンズの近傍のエンクロー
ジャーにおいて中間の画像を形成し、上記中間の画像は
上記最後の画像よりも大きいことを特徴とする。また、
請求項２１記載の光学システムは、請求項２０記載の光
学システムにおいて、上記対物レンズ手段はズームレン
ズであることを特徴とする。

【００１３】本発明に係る請求項２２記載の光学システ
ムは、固定された焦点距離を有し、中間の画像を形成す
るための第１のレンズ手段と、上記中間の画像を光学的
に１つの平面に伝送して合焦状態であって上記中間の画
像よりも小さい大きさを有する最後の画像を形成し、か
つ上記第１のレンズ手段の有効的な視野を増大させるこ
とによって上記第１のレンズ手段の有効的な焦点距離を
減少させる第２のレンズ手段とを備えたことを特徴とす
る。また、請求項２３記載の光学システムは、請求項２
２記載の光学システムにおいて、上記第２のレンズ手段
は、上記最後の画像を焦点調節するための手段を備えた
ことを特徴とする。さらに、請求項２４記載の光学シス
テムは、請求項２２又は２３記載の光学システムにおい
て、上記第２のレンズ手段は、調整可能なアパーチュア
手段を備えたことを特徴とする。またさらに、請求項２
５記載の光学システムは、請求項２２又は２３記載の光
学システムにおいて、さらに、所定の角度だけ上記光学
システムの光軸を回転するための第１の光軸回転手段を
備えたことを特徴とする。また、請求項２６記載の光学
システムは、請求項２５記載の光学システムにおいて、
さらに、上記第１の光軸回転手段の位置に設けられ、所
定の平面における上記光軸の一部分を、上記光軸の別の
部分に対して上記角度だけ回転するための手段を備えた
ことを特徴とする。さらに、請求項２７記載の光学シス
テムは、請求項２６記載の光学システムにおいて、上記
角度は９０°であることを特徴とする。またさらに、請
求項２８記載の光学システムは、請求項２５記載の光学
システムにおいて、さらに、上記光学システムの上記光
軸を第２の角度だけ回転するための第２の光軸回転手段
を備えたことを特徴とする。また、請求項２９記載の光
学システムは、請求項２８記載の光学システムにおい
て、さらに、上記第１と第２の光軸回転手段の各々の位
置に設けられ、所定の平面において上記第１と第２の光
軸回転手段の各々に隣接する光軸の一部分を、当該光軸
回転手段に隣接した光軸の別の部分に対して回転するた
めの手段を備えたことを特徴とする。さらに、請求項３
０記載の光学システムは、請求項２９記載の光学システ
ムにおいて、上記各角度は９０°であることを特徴とす
る。またさらに、請求項３１記載の光学システムは、請
求項２２記載の光学システムにおいて、上記第２のレン
ズ手段は、上記中間の画像の位置又はその近傍に設けら
れた視野レンズ手段と、上記視野レンズと上記最後の画
像との間に設けられたリレーレンズ手段とを備えたこと
を特徴とする。また、請求項３２記載の光学システム
は、請求項２２記載の光学システムにおいて、上記第２
のレンズ手段は、上記中間の画像と同一の方向に、上記
最後の画像を方向づけるための画像方向補正手段を備え
たことを特徴とする。

【００１４】本発明に係る請求項３３記載の光学システ
ムは、中間の画像を形成するための第１のレンズ手段
と、上記中間の画像を所定の平面に光学的に伝送して、
合焦状態であって上記中間の画像よりも小さい大きさを
有する最後の画像を形成し、かつ上記光学システムの見
かけの被写界深度を増大させるための第２のレンズ手段
とを備えたことを特徴とする。また、請求項３４記載の
光学システムは、請求項３３記載の光学システムにおい
て、上記第２のレンズ手段は、上記最後の画像を焦点調
節するための手段を備えたことを特徴とする。さらに、
請求項３５記載の光学システムは、請求項３３又は３４
記載の光学システムにおいて、上記第２のレンズ手段
は、調整可能なアパーチュア手段を備えたことを特徴と
する。またさらに、請求項３６記載の光学システムは、
請求項３３又は３４記載の光学システムにおいて、さら
に、上記光学システムの光軸を、所定の角度だけ回転す
るための第１の光軸回転手段を備えたことを特徴とす
る。また、請求項３７記載の光学システムは、請求項３
６記載の光学システムにおいて、上記光学システムはさ
らに、上記第１の光軸回転手段の位置に設けられ、所定
の平面における上記光軸の一部分を、上記光軸の別の部
分に対して上記角度だけ回転するための手段を備えたこ
とを特徴とする。さらに、請求項３８記載の光学システ
ムは、請求項３７記載の光学システムにおいて、上記角
度は９０°であることを特徴とする。またさらに、請求
項３９記載の光学システムは、請求項３６記載の光学シ
ステムにおいて、さらに、上記光学システムの上記光軸
を第２の角度だけ回転するための第２の光軸回転手段を
備えたことを特徴とする。また、請求項４０記載の光学
システムは、請求項３９記載の光学システムにおいて、
さらに、上記第１と第２の光軸回転手段の各々の位置に
設けられ、所定の平面において上記第１と第２の光軸回
転手段の各々に隣接する光軸の一部分を、当該光軸回転
手段に隣接した光軸の別の部分に対して回転するための
手段を備えたことを特徴とする。さらに、請求項４１記
載の光学システムは、請求項４０記載の光学システムに
おいて、上記各角度は９０°であることを特徴とする。
またさらに、請求項４２記載の光学システムは、請求項
３１記載の光学システムにおいて、上記第２のレンズ手
段は、上記中間の画像の位置又はその近傍に設けられた
視野レンズ手段と、上記視野レンズと上記最後の画像と
の間に設けられたリレーレンズ手段とを備えたことを特
徴とする。また、請求項４３記載の光学システムは、請
求項３３記載の光学システムにおいて、上記第２のレン
ズ手段は、上記中間の画像と同一の方向に、上記最後の
画像を方向づけるための画像方向補正手段を備えたこと
を特徴とする。さらに、請求項４４記載に光学システム
は、請求項３３記載の光学システムにおいて、上記第１
のレンズ手段は、固定された焦点距離を有することを特
徴とする。またさらに、請求項４５記載の光学システム
は、請求項３３記載の光学システムにおいて、上記第１
のレンズ手段は、ズームレンズであることを特徴とす
る。

【００１５】本発明に係る請求項４６記載の光学システ
ムは、対物レンズとカメラとの間を光学的に連結するた
めの光学システムであって、上記対物レンズによって形
成された中間の画像を、上記カメラにおける所定の画像
平面に光学的に伝送し、合焦状態であって上記中間の画
像よりも小さい大きさを有する最後の画像を形成し、か
つ上記対物レンズの有効的な視野を増大させることによ
って上記対物レンズの有効的な焦点距離を減少させるた
めのレンズ手段を備えたことを特徴とする。

【００１６】本発明に係る請求項４７記載の光学システ
ムは、対物レンズとカメラとの間を光学的に連結するた
めの光学システムであって、上記対物レンズからの中間
の画像を、上記カメラにおける所定の画像平面に光学的
に伝送し、合焦状態であって上記中間の画像よりも小さ
い大きさを有するが、上記中間の画像と実質的に同一の
画像内容を有する最後の画像を形成し、かつ見かけの被
写界深度を増大させるためのレンズグループを備えたこ
とを特徴とする。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
近接焦点距離から位置し、近接焦点距離と比較的大きな
焦点距離との間の位置にある複数の物体に対して適当に
焦点調節して合焦させるためにより深い（大きな）被写
界深度を有する光学システムを提供することができる。
また、本発明によれば、画像倍率比が１０対１（１０：
１）よりも小さい光学システムを提供することができ
る。

【００１８】さらに、本発明によれば、対物レンズグル
ープが固定された焦点距離と中間の画像を形成するため
の開状態のアパーチュア（オープンアパーチュア）とを
有し、第２の光学レンズグループが当該中間の画像をフ
ィルム又は検出器面に光学的に伝送して、上記中間の画
像よりもより小さい大きさを有する最後の画像をその面
に形成し、これによって、有効的な焦点距離を減少さ
せ、有効的な視野を増大させ、かつ対物レンズグループ
の見かけの被写界深度を増大させることができる、フィ
ルムカメラ又はビデオカメラ、もしくはそれに類する光
学システム又は装置を提供することができる。さらに、
この発明によれば、第２のレンズグループが上記中間の
画像が形成される位置又はその近傍の位置に設けられた
視野レンズグループと、最後の画像の形成位置の近傍の
位置に設けられたリレーレンズグループとを備え、上記
リレーレンズは最後の画像を上記フィルム又は検出器面
上に合焦させるための手段を有するような光学システム
を提供することができる。この発明によれば、上記リレ
ーレンズがアパーチュア制御のための手段を有する光学
システムを提供することができる。またさらに、この発
明によれば、最後の画像を反転し又はリバースすること
によって最後の画像の方向を補正するための方向補正光
学的装置が第２のレンズグループにおいて設けられた光
学システムを提供することができる。

【００１９】また、本発明によれば、画像倍率比が１対
１（１：１）又はそれよりも小さい比の値までに減少さ
れた物体があり、近接焦点距離に設けられた複数の物体
を容易に照明するために、複数の対物レンズをカメラボ
ディの前方方向に十分な距離だけ拡大又は延在すること
ができる光学システムを提供することができる。

【００２０】さらに、この発明によれば、カメラの大き
さや位置のために、従来の直線型レンズの場合において
極めてむずかしく又は不可能であるユニークな写真や画
像を撮像するために、複数のミラー、複数のプリズム又
はそれに類する光学装置の使用において、傾斜されかつ
回転可能なレンズの鏡胴（又は鏡筒、バレル）を使用す
るための光軸の方向を変化させるために、フィルム又は
ＣＣＤ面に形成された画像に対して不都合なように影響
を与えることなしに、光軸の長さを実質的に拡大するフ
ィルムカメラ又はビデオカメラ、もしくはそれに類する
光学装置のための光学システムを提供することができ
る。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る実施例に
ついて説明する。図１においては、本発明に係る一実施
例の光学システム２０がカメラ（図示せず。）の前面２
１上に装着されるようにその最も簡単な形式で図示され
ており、その前面２１は、動画カメラ、スチルカメラ又
はビデオカメラもしくはそれに類する光学装置の任意の
タイプである図２に図示された前面１１と同一又は同等
のものである。光学システム２０の複数のレンズは、カ
メラの前面２１上に装着された（カメラのエンクロージ
ャーである）レンズシリンダー又はレンズ鏡胴２２に設
けられ、この明細書と特許請求の範囲においては、“レ
ンズ”、“複数のレンズ”、“レンズグループ”、及び
“レンズ手段”という技術用語（又は表記）は、アパー
チュア調節のためのアイリスを有し又は有しないシング
ルレンズ（又は１つのレンズ）又は複数素子のレンズの
任意の形式を意味するとともに含み、そのような任意の
レンズは、商業的に利用可能なレンズから選択すること
ができ、もしくは、この発明の光学システムにおける使
用のために特別に製造することができる。時々撮像レン
ズとして参照される対物レンズ２３は、図２の物体Ｏと
同様である物体Ｏがレンズ２３の前面に近接して設けら
れる物体Ｏの鏡胴又はバレル２２内に、第１又は中間の
画像２５を形成するために、光軸２４上に鏡胴２２の前
方端部に装着される。視野レンズ２７はカメラに向かっ
て対物レンズ２３の後方に設けられ、上記対物レンズ２
３と視野レンズ２７との間の間隔は、中間の画像２５が
視野レンズ２７の前方又は後方のいずれかにおいて、視
野レンズ２７において又はその近傍において形成される
ように設定される。この中間の画像２５は、図１及び他
の図面における図示の都合上及び簡単化のために、視野
レンズ２７の前面からある距離だけ離れた位置に図示さ
れている。リレーレンズ２８は、映画カメラ又はスチル
カメラのフィルム面、もしくはビデオカメラのＣＣＤ検
出器面上に第２又は最後の画像２９を形成するために、
視野レンズ２７とカメラとの間の光軸２４上における鏡
胴２２内に設けられる。リレーレンズ２８と最後の画像
２９の画像形成面との間の距離Ｕ’は、当業者によって
容易に理解されるように、任意の所望の量であることが
可能であるが、通常比較的大きく設定され、これによっ
て、詳細後述するように、フィルムカメラの反射ミラー
３０又はビデオカメラのビームスプリッタ及び他の光学
素子のために適当なスペース（空間）が設けられる。

【００２２】もしただ１つの中間の画像２５が対物レン
ズ２３と最後の画像２９との間の光学システム２０内に
形成されるならば、最後の画像２９は反転され、従っ
て、ペカン（Pechan）プリズム３１又はそれに類する光
学素子が、カメラにおける最後の画像２９の通常の方向
付けを提供するために、当該画像を反転するために鏡胴
２２内に設けてもよい。ペカンプリズム３１は、好まし
くは、屋根型又は屋根エッジ型であるが、上記画像を反
転する任意のプリズム又は複数のミラーの組み合わせを
用いてもよい。この明細書において用いられるように、
“ペカンプリズム”は、好ましい屋根エッジ型ペカンプ
リズム又は任意の光学的等価素子を意味する。

【００２３】図１の光学システムにおいて、レンズ又は
レンズグループ２３，２７及び２８はそれぞれ、通常の
一般的な直径を有してもよく、これによって、鏡胴２２
の直径は、幾つかの特別な広角の光学システムによって
要求されるように非常に大きなものよりはむしろ、比較
的通常値となる。一方、光学システム２０は光軸２４に
沿って非常に長く、これによって、物体Ｏが鏡胴２２の
端部に近接しているにもかかわらず、撮像すべき物体Ｏ
の前面に照明を提供するために、鏡胴２２を取り巻くク
ロスハッチングされた複数の領域Ｌ’によって図示され
ているように、実体のある空間（スペース）が存在す
る。

【００２４】本発明に係る実施例の光学システムのすべ
ての利点及び効果を得るために、レンズグループ２３，
２７及び２８とそれらの位置決めは、対物レンズグルー
プ２３によって形成された中間の画像２５が最後の画像
２９よりは大きくなるように提供されることが好まし
く、これによって、図３乃至図１０を参照して詳細後述
するように、全体の画像化又は画像撮像システムの増大
された視野を提供する。さらに、対物レンズグループ２
３は、視野を最大にするとともに、近接して間隔が置か
れた物体Ｏ上に焦点調節して合焦させるときの問題点を
最小化するために、無限大の焦点位置及び開放径（最大
径又はフルアパーチュアともいう。）で固定されること
が好ましい。さらに、視野レンズ２７は、上記固定され
た対物レンズ２３から離れた所望の位置における鏡胴２
２内に固定されることが好ましい。またさらに、リレー
レンズグループ２８はアパーチュア（又は口径）を調整
するための調整可能なアイリスを有して提供されるこ
と、並びに、リレーレンズグループ２８の１個又はそれ
以上のレンズが例えば外部調整リングアッセンブリ３２
によって最後の画像２９を焦点調節して合焦させるため
に、光軸２４に沿って調整可能であることが好ましい。
この好ましい装置によって、対物レンズグループ２３
は、詳細後述されるように商業的に利用可能な複数のレ
ンズから選択され、もしくは、もしそうでなければ、他
のレンズアッセンブリはカメラの前面２１上に交換可能
に装着される方法と同様な方法で、当該光学システム２
０を変更することなしに、特別に製造されたレンズグル
ープから選択された他の対物レンズグループと容易に交
換されてもよい。一例として、本願発明の特許請求の範
囲を限定することなしに、対物レンズ２３は、ニコン製
２０ｍｍｆ／４のレンズ、ニコン製２８ｍｍｆ／２．８
のレンズ、又はニコン製５０ｍｍｆ／１．４のレンズで
あってもよいし、視野レンズグループ２７は約２５ｍｍ
から約５０ｍｍまでの焦点距離を有する任意の複数の素
子のレンズであってもよいし、リレーレンズグループ２
８は、ニコン製マイクロ−ニッコール１０５ｍｍｆ／
２．８のレンズ又はニコン製マイクロ−ニッコール２０
０ｍｍｆ／４のレンズであってもよい。ここで、リレー
レンズグループが２００ｍｍの焦点距離を有するとき
に、おそらく１００ｍｍのより長い焦点距離を有する視
野レンズ２７を用いることが好ましい。これらすべての
レンズはこの光学システムにおいて首尾よく好結果で
（うまく）テストされている。首尾よく好結果でテスト
された１つの特別な組み合わせは、対物レンズ２３とし
てニコン製５０ｍｍｆ／１．４のレンズと、対物レンズ
２３からおよそ焦点距離だけ離れて設けられた視野レン
ズ２７として５０ｍｍ視野レンズと、視野レンズ２７か
ら３．２５インチだけ離れて設けられたリレーレンズ２
８として＋４のディオプターの取付付属物とマイクロ−
ニッコール１０５ｍｍｆ／２．８のレンズとであり、こ
こで、リレーレンズ２８のアパーチュアはｆ１１とｆ１
６の間に設定される。２０ｍｍよりも小さい焦点距離を
有する対物レンズを使用することが有利であって好まし
いが、現在のところ、通常、５０ｍｍよりも大きな焦点
距離を有する対物レンズ２３を使用することが有利であ
って好ましいと思える。また、ズームレンズは、対物レ
ンズ２３として有利に用いてもよく、レンズを交換する
ことなしに所望の焦点距離を都合よく選択するために、
適当な視野レンズ２７を用いて、連続的に焦点距離を変
化することが可能なタイプと、複数の離散焦点距離のタ
イプのいずれかであってもよい。光学システム２０の全
長は、例えば、２００ｍｍの焦点距離を有するリレーレ
ンズ２８などのリレーレンズグループ２８の特別な選択
によって実質的に増大させ、又は減少させることが可能
であり、光学システム２０は、１０５ｍｍの焦点距離の
リレーレンズを用いるシステムよりも長い他のレンズグ
ループに依存して、約１８インチ乃至約２４インチの長
さを有するであろう。

【００２５】いま、図３乃至図６を参照すれば、有効的
な視野が本発明に係る実施例の光学システムによって増
大されることの原理について、従来の３５ｍｍの映画フ
ィルム３５を参照して説明する。図３に図示された映画
フィルム３５は、通常４つの穿孔（パーフォレイショ
ン）のタイプであり、ここで、当該フィルムは各画像フ
レーム３７に対して４つの穿孔の距離だけ矢印３６の方
向である下側方向に進められる。映画撮影技術の工業標
準によって、画像フレーム３７の中心線３８は、音声ト
ラック４１のためのフィルム３５の１つの側面に沿って
画像フレーム３７と穿孔４０との間にスペースを提供す
るために、フィルム３５の中心線３９から０．０５０イ
ンチだけオフセットされる。画像３７の典型的な工業標
準の大きさは、０．７３５インチの高さＨと、０．８６
８インチの幅Ｗとを有する。図４の上面図又は平面図に
おいて、フィルム３５は、幅Ｗのアパーチュア４３、す
なわち０．８６８インチのアパーチュア４３を有するア
パーチュア平面４２のすぐ後側において図示されてい
る。従来の光学システムにおける焦点距離Ｆを有する対
物レンズ４４の場合において、対物レンズ４４がフィル
ム３５に対して伝送することができる視野角度Ａは、次
の式で表された焦点距離Ｆとアパーチュアと画像幅Ｗと
の間の数学的関係によって制限される。

【００２６】

【数１】ｔａｎ（ＳＡ／２）＝（ＳＷ／２）÷Ｆ

【００２７】対物レンズ４４が、比較的一般的な５０ｍ
ｍの焦点距離Ｆを有しかつ幅Ｗが０．８６８インチであ
ることを仮定すると、上述のように、視野の角度Ａは、
上記数１に従って図４に図示されるように、２４．８６
°である。言い換えれば、従来の３５ｍｍの映画フィル
ムの光学システムにおける５０ｍｍの対物レンズの視野
は、光軸１２の側面のいずれか上においてただ１２．４
３°である、水平方向における２４．８６°に制限さ
れ、その視野を超える複数の物体は、たとえ対物レンズ
４５におけるアイリスが全開されていても、それらはア
パーチュア３３の幅Ｗを越えないからフィルム画像３７
上に生成されることはない。明らかに、フィルムフレー
ム３７の高さＨが幅Ｗよりも小さいので、垂直方向の
“視野”は、幾分より制限される。

【００２８】本発明に係る実施例の光学システムの一部
分の図５の上平面図において、対物レンズ２３は再び５
０ｍｍの焦点距離Ｆを有するレンズであると仮定される
が、ここで、従来のシステムとは異なり、中間の画像２
５の大きさが画像フレーム幅とアパーチュア幅とによっ
て制限されないので、対物レンズ２３は、任意の所望の
大きさのより大きな幅Ｗ’を有する中間の画像２５を形
成する。一例として、本願発明の範囲又はアプリケーシ
ョンを制限することなしに、中間の画像２５は、幅Ｗの
１・１／２倍（１．５倍）の幅Ｗ’を有して形成しても
よい。言い換えれば、幅Ｗ’は１．３０２インチ（０．
８６８＋０．４３４）であり、この中間の画像２５の視
野角度Ａ’は再び、５０ｍｍの焦点距離Ｆと１．３０２
インチの幅Ｗ’との上記数１に従う数学的関数であり、
すなわち、その角度Ａ’は３６．５４°となる。言い換
えれば、この例においては、本発明に係る実施例の光学
システムの中間の画像２５における視野は、同一の５０
ｍｍの対物レンズが用いられたとしても、従来のシステ
ムよりも約１２°又は約５０％大きくなる。このとき、
このより大きな中間の画像２５は視野レンズグループ２
７とリレーレンズグループ２８とによって光学的に伝送
されて、最後の画像２９と同一の画像であるがより小さ
い幅Ｗを有する画像を形成する。このことは、例えば図
４に示すように、幅Ｗの画像を生成するが視野角度Ａ’
（３６．５４°）を有する画像を形成する従来のシステ
ムにおいて対物レンズ２３’を有する、図６に図示され
た効果を生成し、これによって、有効的な焦点距離Ｆ’
はただ３３．４ｍｍであり、これは再び上記数１によっ
て計算される。この発明に係る実施例の光学システム２
０における対物レンズの有効的な視野を増大させること
によって、近接して位置決めされた物体Ｏを越えて見る
ことができる背景は実質的に増大されるが、近い物体Ｏ
や背景の両方は合焦状態にあり、これによって、当該光
学システム２０によって実質的に増大された被写界深度
を有するという効果を生成する。その結果、当該光学シ
ステム２０は、複数の物体Ｏが無限大までの比較的大き
な光学的距離において合焦状態であるとともに、別の小
さい物体Ｏが合焦状態にあるときに、対物レンズ２３か
ら短い距離に位置する別の小さい物体Ｏを撮影すること
によって観察されている、合焦状態の改善された被写界
深度を有する広角レンズシステムをシミュレーションす
る。

【００２９】図３乃至図６とそれぞれ同様であるが、ス
チルカメラにおける３５ｍｍフィルムの使用と、従来の
光学システムと、本発明に係る実施例の光学システム２
０との間の比較を図示している図７乃至図１０をいま参
照する。スチルカメラにおいては、３５ｍｍフィルム３
５’は、各画像フレーム３７’に対して８個の穿孔４
０’に等しい量だけ矢印３６’で示す水平方向に進めら
れる。動画フィルム３５とスチルカメラ３５’のための
フィルムのストック（貯蔵又は蓄積）は同一であるが、
あるスチル画像（静止画像）の画像フレーム３７’の中
心は当該フィルムの中心線３８上に位置決めされ、１．
４８５インチの幅ＳＷと、０．９９１インチの高さＳＨ
とを有する。言い換えれば、スチル画像フレーム３７’
の幅ＳＷは映画の画像フレーム３７の高さＨの２倍より
も若干大きく、スチル画像のフレーム３７’の高さＳＨ
は、映画の画像フレーム３７の幅Ｗよりも若干大きい。
図８の上平面図を参照すれば、フィルム３５’は、幅Ｓ
Ｗ、すなわち画像フレーム３７’の幅のアパーチュア４
３’を有するアパーチュア壁４２’の後側を移動する。
再び、このスチルカメラ装置において焦点距離Ｆを有す
る従来の対物レンズ４４’の場合においては、視野角度
ＳＡは、アパーチュア／フィルム幅ＳＷ及び焦点距離Ｆ
とに対する次のような数学的関係を有する。

【００３０】

【数２】ｔａｎ（Ａ／２）＝（Ｗ／２）÷Ｆ

【００３１】対物レンズ４４’の焦点距離Ｆが図４の図
示と同様である５０ｍｍであると仮定すれば、視野角度
ＳＡは、スチルフィルムのアパーチュア／フィルム幅Ｓ
Ｗが映画フィルムのアパーチュア／フィルム幅Ｗよりも
大きいので、図４の映画フィルムの例よりも大きな４
１．３３°になるであろう。図９を参照すれば、もし５
０ｍｍの焦点距離を有するこの発明に係る実施例の光学
システム２０の対物レンズ２３が幅ＳＷの１・１／２倍
（１．５倍）の幅ＳＷ’を有する中間の画像２５を生成
するために用いられるならば、このとき、この中間の画
像２５の視野角度ＳＡ’は、視野角度ＳＡよりも１７．
５７°だけ大きな５０．９０°に等しくなる。図６と同
様の図１０を参照すれば、この拡大された５８．９０°
の視野角度ＳＡ’は、対物レンズ２３が３３．４ｍｍの
焦点距離Ｆ’を有するのもかかわらず、幅ＳＷの画像を
生成する。再び、図３乃至図６の映画フィルムのアプリ
ケーションの例と同様に、この発明に係る本実施例の光
学システム２０の対物レンズ２３の有効的な焦点距離は
約１／３に減少され、対物レンズとして実際に用いられ
るよりもより広角のレンズの効果と、被写界深度におい
て見かけの増大を生成する。

【００３２】例えば図１における光学システム２０の鏡
胴２２のような、通常取り巻いている鏡胴を用いること
なしに、一般に５０で示された光学システムを図式的に
図示する、図１１において図示された本発明の変形例を
いま参照する。撮影すべき近傍の物体Ｏに対して最も近
い光学システムの前端（前面の端部）から、当該光学シ
ステム５０はアミシプリズム６３を介して視野レンズ５
７によって光学的に伝送された中間の画像５５を形成す
るための対物レンズ５３を備え、これによって、光の放
射のために光軸５４を９０°だけ回転し、リレーレンズ
５８を介して通過させて反射ミラー６０に到達させ、面
５１の後側のカメラにおいて最後の画像５９を形成す
る。対物レンズ５３、視野レンズ２７及びリレーレンズ
５８は、光学システム２０の対物レンズ２３と、視野レ
ンズ２７と、リレーレンズ２８と同一であってもよい。
本質的には、光学システム５０は光軸５４を９０°だけ
偏移させ、曲げて、又は回転させるために、アミシプリ
ズム６３を設けることを除いて、図１の光学システム２
０と同一である。アミシプリズム６３は屋根エッジとと
もに設けられ、また、当該画像を反転するように動作
し、これによって、画像を反転するために光学システム
２０に設けられたペカンプリズム３１は光学システム５
０において必要ではない。この装置によって、カメラ
は、例えば地面又はフロア上にすわっている（載置され
ている）小さい物体Ｏを撮影することができるように、
特別な撮影効果を得るために、物体Ｏの方向に向かって
９０°の角度で方向づけることができる。再び、光軸５
４の長さのために、それがたとえ９０°だけ回転された
としても、対物レンズ５３に対して近接して位置する近
傍の物体Ｏを照明するために、クロスハッチングされた
領域Ｌ’及びＬ’’によって図示された適当な空間（ス
ペース）が存在する。事実、直下であってレンズシステ
ムの複数の側面上にある領域Ｌ’’はカメラによって制
限されない。

【００３３】いま、図１２に図示された本発明の変形例
を参照すれば、一般的に７０で示される光学システム
は、図１及び図１１にそれぞれ図示された上述の光学シ
ステム２０及び５０に実質的に同様である。物体Ｏから
最後の画像７９への光軸７４上において、中間の画像７
５を形成するための（対物レンズ２３及び５３と同様
の）対物レンズ７３が設けられ、上記中間の画像７５
は、（視野レンズ２７及び５７と同様の）視野レンズ７
７を介して、光軸部分７４ｂとして示すように、光軸部
分７４ａを９０°だけ回転させる折曲ミラー８４に光学
的に伝送され、さらに、光軸部分７４ａの平面と平行な
平面上にある、光軸部分７４ｃに示すように、光軸をさ
らに９０°だけ回転させるもう１つの折曲ミラー８５に
光学的に伝送される。光軸部分７４ｃに沿って、第１の
ペカンプリズム８１ａと、第２のペカンプリズム８１ｂ
と、リレーレンズグループ７８とが設けられて、これに
よって、当該光を反射ミラー８０に光学的に伝送して、
カメラの面７１の後方に、最後の画像７９を形成する。
折曲ミラー８４及び８５はまた、回転するプリズムであ
ってもよい。光学システム７０を備えるための複数の鏡
胴は、折曲ミラー８４及び８５において、図１４及び図
１５を参照して詳細後述するように、回転可能な複数の
継手を有して設けられ、これによって、この鏡胴に囲ま
れた光軸部分７４ａを、矢印Ｒによって図示されるよう
に光軸部分７４ｂの回りに回転させることができ、か
つ、光軸部分７４ｂを矢印Ｒ’によって示されるように
光軸部分７４ｃの回りに回転させることができる。ペカ
ンプリズム８１ｂは、図１の光学システム２０を参照し
て説明されたペカンプリズム３１によって実行された同
一の機能である、最後の画像７９として形成されるべき
画像を反転するために、カメラの面７１に対して固定さ
れた位置において鏡胴内に装着される。ペカンプリズム
８１ａは、矢印Ｒ及びＲ’の方向で複数の鏡胴を回転す
ることによって生じる最後の画像７９の方向づけを補正
するために、矢印Ｒ’’によって図示されるように、光
軸部分７４ｃの回りに回転可能である。本発明に係る実
施例のこの光学システム７０によって、カメラと対物レ
ンズ７３との異なった位置の融通性は大きく増大され、
この光学システムは、物体を追従するように光軸部分７
４ａを取り巻いている鏡胴を単にガイドすることによっ
て、カメラを動かすことなしに、動いている物体を追従
するように、光軸部分７４ｂ及び７４ｃのうちの１つ又
は両方において回転される能力を有する。再び、光軸７
４の長さは、この発明の前述された複数の実施例と同様
に、物体Ｏの前面を照明するために、クロスハッチング
された複数の領域Ｌ’によって図示されるように、空間
（スペース）を提供する。

【００３４】いま図１３を参照すれば、図１２の光学シ
ステム７０と実質的に同一である光学システム７０’が
図示され、光学システム７０と同一である光学システム
７０’の複数の構成要素は同一の符号によって識別さ
れ、ここで、それらについての詳細な説明は省略され
る。図１３の光学システム７０’と図１２の光学システ
ム７０との間の相違点は、最後の画像７９を反転するた
めのペカンプリズム８１ｂが省かれ、折曲ミラー８４
は、最後の画像７９を反転するために、図１１の実施例
におけるアミシプリズム６３と同様の、アミシプリズム
８３によって取り替えられる。このことは光学システム
を簡単化し、図１２に図示された光学システム７０の融
通性を犠牲にすることなしにそのコストを減少させる。

【００３５】図１１、図１２及び図１３において図示さ
れた本発明に係る複数の変形例の各々においては、複数
の折曲ミラーや複数のプリズムを、当該システムの光軸
に沿ってどこでも設けてもよいし、種々のタイプの等価
な複数の光学素子を、複数のレンズグループの機能とと
ともに、これら複数のミラーと複数のプリズムの機能を
実行するために用いてもよい。

【００３６】いま図１４及び図１５を参照すれば、一般
に９０で示され、かつ、図１２及び図１３を参照して図
示及び説明されたように、この発明に係る本実施例の光
学システムを含むように採用された、レンズシリンダー
又はレンズ鏡胴アッセンブリの簡単化された外観図が図
示され、ここで、光学システムの光軸７４において９０
°の曲げ又は偏向が存在する。レンズ鏡胴アッセンブリ
９０は、光学システム７０の折曲ミラー８４、又は光学
システム７０’のアミシプリズム８３を含む第１の鏡胴
セクション９２の面９１に取り外し可能に連結される対
物レンズグループ７３を含む。光学システム７０又は７
０’の折曲部材８５を含む第２の鏡胴セクション９３
は、図１２及び図１３において矢印Ｒで図示されるよう
に、光軸部分７４ｂの回りの回転を可能にするために、
第１の鏡胴セクション９２上のフランジ９５に、フラン
ジ９４によって回転可能に連結される。ロック機構９６
は、相対的な回転に対して、管形状のセクション９２及
び９３を選択的にロックするために設けてもよい。同様
に、選択的に動作可能な回転継手９７は、図１２及び図
１３において矢印Ｒ’によって図示されるように、光軸
部分７４ｃの回りに管形状セクション９３の選択的な回
転を可能にするために、鏡胴アッセンブリ９０の鏡胴セ
クション９３と第３の鏡胴セクション９８との間に設け
られる。リレーレンズ７８は、カメラの面７１に隣接す
る鏡胴セクション９８のベースにおいて設けられる。視
野レンズ７７は、鏡胴アッセンブリ９０における任意の
好都合な位置に設けることができ、図示されていない。
外部調整リング９９を、例えばペカンプリズム８１ａ
（図示せず。）のような内部素子の角度的な位置を調整
するために、鏡胴の管形状セクション９８上に設けても
よい。他の従来の装置や調整は、例えば移動可能な（又
は除去可能な）フィルタ１００のように、鏡胴アッセン
ブリ９０において設けてもよい。本発明が例えば上述の
光学システム７０及び７０’のような光学システムを収
容する必要があり、要求されるかもしれない動きや調整
のすべての度合いを提供する必要があることを除いて、
鏡胴アッセンブリ９０の形状、直径などは、この発明に
とって重要ではない。例えば、鏡胴部分９８はさらによ
り短く形成してもよいし、鏡胴部分９２と９３との間に
設けられた長い鏡胴部分、もしくは鏡胴部分９２は、よ
り短い鏡胴部分９８を有して、より長く形成してもよ
い。

【００３７】本発明のある特定の実施例は特定の複数の
プリズムや複数のレンズを備えた幾つかの変形例ととも
に説明したが、本発明を、この広角と深い被写界深度
（又は視野）を有する近焦点光学システムと同一の機能
を実行するための異なった装置において、種々の他の構
成要素や素子を用いて、実施することは、当該技術分野
の当業者によって理解されかつ認識されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例である光学システムの
概略断面図である。

【図２】フィルムカメラ又はビデオカメラのための従
来技術の光学システムの概略断面図である。

【図３】職業的に撮影されるフィルムのために用いら
れるタイプの３５ｍｍ映画フィルムの一部分の正面図で
ある。

【図４】通常の視野を説明するための、３５ｍｍフィ
ルムを用いる動画カメラにおけるレンズと、アパーチュ
アとフィルムの概略平面図である。

【図５】拡大された視野を説明するための、本発明に
係る実施例の光学システムにおいて、対物レンズと、そ
れによって形成された中間の画像とを説明する概略平面
図である。

【図６】図４の従来のシステムに比較して、３５ｍｍ
フィルムを用いた映画カメラにおける有効的な視野を説
明するための、本発明に係る実施例の有効的な光学シス
テムの概略平面図である。

【図７】スチルカメラにおいて用いられる３５ｍｍフ
ィルムの一部分の正面図である。

【図８】図４と同様の図であるが、３５ｍｍスチルカ
メラにおけるレンズと、アパーチュアと、フィルムとを
説明する概略平面図である。

【図９】図５と同様の図であるが、３５ｍｍスチルカ
メラにおいて、本発明に係る実施例の光学システムによ
って形成された中間の画像を説明する概略平面図であ
る。

【図１０】図６と同様の図であるが、図８の従来のシ
ステムと比較して、３５ｍｍスチルカメラにおける本発
明に係る実施例の光学システムの有効的な視野を説明す
る概略平面図である。

【図１１】本発明に係る実施例の光学システムの変形
例を示す概略断面図である。

【図１２】本発明に係る実施例の光学システムのもう
１つの変形例を示す概略断面図である。

【図１３】本発明に係る実施例の光学システムの別の
１つの変形例を示す概略断面図である。

【図１４】図１２及び図１３の光学システムにおける
レンズアッセンブリの平面図である。

【図１５】図１４において図示されたレンズアッセン
ブリの一部分の一部分解斜視図である。

【符号の説明】

１２…光軸、２０，５０，７０，７０’…光学システム、２１，５１，７１…カメラの前面、２２…鏡胴、２３，２３’，５３，７３…対物レンズ、２４，５４，７４…光軸、２５，５５，７５…中間の画像、２７，５７，７７…視野レンズ、２８，５８，７８…リレーレンズ、２９，５９，７９…最後の画像、３０，６０，８０…反射ミラー、３１…ペカンプリズム、３２…外部調整リングアッセンブリ、３３…アパーチュア、３５，３５’…３５ｍｍ映画フィルム３７，３７’…画像フレーム、３８…画像フレーム３７の中心線、３９…フィルム３５の中心線、４０，４０’…穿孔、４１…音声トラック、４２…アパーチュア板、４２’…アパーチュア壁、４３…アパーチュア、４４，４５，４４’…対物レンズ、５４…光軸、６３，８３…アミシプリズム、７４ａ，７４ｂ，７４ｃ…光軸部分、８１ａ…第１のペカンプリズム、８１ｂ…第２のペカンプリズム、８４，８５…折曲ミラー、９０…レンズ鏡胴アッセンブリ、９１…第１の鏡胴セクションの面９２…第１の鏡胴セクション、９３…管形状セクション、９４，９５…フランジ、９６…ロック機構、９７…回転継手、９８…第３の鏡胴セクション、９９…外部調整リング、１００…フィルタ、Ｌ’，Ｌ’’…クロスハッチングされた領域。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ光軸に沿って並置された対物レ
ンズと、視野レンズと、リレーレンズとを備えた光学シ
ステムであって、上記対物レンズは、空間における１つの物体からの放射
光を受光して第１の画像を形成し、上記視野レンズは、上記第１の画像からの放射光を集光
しかつ上記リレーレンズに伝送して画像検出手段に最後
の画像を形成し、上記光学システムにおいて、上記第１の画像の大きさは
上記最後の画像の大きさよりも大きいことを特徴とする
光学システム。
【請求項２】上記光学システムは、上記リレーレンズ
内に設けられた焦点調節制御装置とアパーチュア制御装
置とを備えたことを特徴とする請求項１記載の光学シス
テム。
【請求項３】上記光学システムはさらに、上記対物レ
ンズと上記リレーレンズとの間に設けられ、画像方向を
補正する光学装置を備えたことを特徴とする請求項１又
は２記載の光学システム。
【請求項４】上記光学システムはさらに、上記視野レ
ンズと上記リレーレンズとの間に設けられ、画像方向を
補正する光学装置を備えたことを特徴とする請求項１又
は２記載の光学システム。
【請求項５】上記光学システムはさらに、上記対物レ
ンズ上記視野レンズとの間に設けられ、画像方向を補正
する光学装置を備えたことを特徴とする請求項１又は２
記載の光学システム。
【請求項６】上記光学システムはさらに、上記対物レ
ンズ上記リレーレンズとの間に設けられ、上記光軸を偏
移するための光軸偏移光学装置を備えたことを特徴とす
る請求項１又は２記載の光学システム。
【請求項７】上記光学システムはさらに、上記光学シ
ステムの第１の部分の偏移された光軸を、上記光軸偏移
光学装置の位置において上記光学システムの第２の部分
の光軸の角度に対して、所定の第１の角度でかつ所定の
平面上で回転するための手段を備えたことを特徴とする
請求項６記載の光学システム。
【請求項８】上記光学システムはさらに、上記対物レ
ンズと上記視野レンズとの間に設けられた、第２の光軸
偏移光学装置と、上記光学システムの上記第２の部分の偏移された光軸
を、上記第２の光軸偏移光学装置の位置において上記光
学システムの第３の部分の光軸に対して所定の第２の角
度でかつ所定の平面上で回転するための第２の手段とを
備えたことを特徴とする請求項７記載の光学システム。
【請求項９】上記第１の角度と上記第２の角度はそれ
ぞれ９０°であることを特徴とする請求項８記載の光学
システム。
【請求項１０】上記光学システムはさらに、光軸上に
回転可能に設けられ、上記光軸の第１の部分が上記光軸
の第２の部分に対して相対的に回転されるときに、上記
画像の方向を調整可能に補正するための画像方向補正手
段を備えたことを特徴とする請求項７記載の光学システ
ム。
【請求項１１】上記光軸偏移光学装置は、上記第１の
画像と上記最後の画像との間の画像を反転するための手
段を備えたことを特徴とする請求項６記載の光学システ
ム。
【請求項１２】上記対物レンズは、無限大で実質的に
全開のアパーチュアと焦点を有して設けられたことを特
徴とする請求項１又は２記載の光学システム。
【請求項１３】上記リレーレンズはマクロレンズであ
ることを特徴とする請求項１又は２記載の光学システ
ム。
【請求項１４】それぞれ光軸に沿って並置された対物
レンズと、視野レンズと、リレーレンズとを備えた光学
システムであって、上記対物レンズは、空間における１つの物体からの放射
光を受光して第１の画像を形成し、上記視野レンズは、上記第１の画像からの放射光を集光
しかつ上記リレーレンズに伝送して画像検出手段に最後
の画像を形成し、上記光学システムは、それぞれ上記リレーレンズ内に設
けられた焦点調節制御装置とアパーチュア制御装置とを
さらに備えたことを特徴とする光学システム。
【請求項１５】上記光学システムはさらに、上記対物
レンズと上記リレーレンズとの間に設けられ、画像方向
を補正する光学装置を備えたことを特徴とする請求項１
４記載の光学システム。
【請求項１６】上記光学システムはさらに、上記視野
レンズと上記リレーレンズとの間に設けられ、画像方向
を補正する光学装置を備えたことを特徴とする請求項１
４記載の光学システム。
【請求項１７】上記光学システムはさらに、上記対物
レンズ上記視野レンズとの間に設けられ、画像方向を補
正する光学装置を備えたことを特徴とする請求項１４記
載の光学システム。
【請求項１８】上記光学システムはさらに、上記視野
レンズ上記リレーレンズとの間に設けられ、上記光軸を
偏移するための光軸偏移光学装置を備えたことを特徴と
する請求項１４又は１５記載の光学システム。
【請求項１９】上記対物レンズはズームレンズである
ことを特徴とする請求項１又は１４記載の光学システ
ム。
【請求項２０】エンクロージャーが取付けられるよう
に適応されたカメラにおいて最後の画像を形成するため
のエンクロージャーにおいて所定の連続した順序で光軸
上にそれぞれ設けられた、対物レンズ手段と、視野レン
ズ手段と、リレーレンズ手段とを備えた光学システムで
あって、上記対物レンズ手段は上記視野レンズの近傍のエンクロ
ージャーにおいて中間の画像を形成し、上記中間の画像は上記最後の画像よりも大きいことを特
徴とする光学システム。
【請求項２１】上記対物レンズ手段はズームレンズで
あることを特徴とする請求項２０記載の光学システム。
【請求項２２】固定された焦点距離を有し、中間の画
像を形成するための第１のレンズ手段と、上記中間の画像を光学的に１つの平面に伝送して合焦状
態であって上記中間の画像よりも小さい大きさを有する
最後の画像を形成し、かつ上記第１のレンズ手段の有効
的な視野を増大させることによって上記第１のレンズ手
段の有効的な焦点距離を減少させる第２のレンズ手段と
を備えたことを特徴とする光学システム。
【請求項２３】上記第２のレンズ手段は、上記最後の
画像を焦点調節するための手段を備えたことを特徴とす
る請求項２２記載の光学システム。
【請求項２４】上記第２のレンズ手段は、調整可能な
アパーチュア手段を備えたことを特徴とする請求項２２
又は２３記載の光学システム。
【請求項２５】上記光学システムはさらに、所定の角
度だけ上記光学システムの光軸を回転するための第１の
光軸回転手段を備えたことを特徴とする請求項２２又は
２３記載の光学システム。
【請求項２６】上記光学システムはさらに、上記第１
の光軸回転手段の位置に設けられ、所定の平面における
上記光軸の一部分を、上記光軸の別の部分に対して上記
角度だけ回転するための手段を備えたことを特徴とする
請求項２５記載の光学システム。
【請求項２７】上記角度は９０°であることを特徴と
する請求項２６記載の光学システム。
【請求項２８】上記光学システムはさらに、上記光学
システムの上記光軸を第２の角度だけ回転するための第
２の光軸回転手段を備えたことを特徴とする請求項２５
記載の光学システム。
【請求項２９】上記光学システムはさらに、上記第１
と第２の光軸回転手段の各々の位置に設けられ、所定の
平面において上記第１と第２の光軸回転手段の各々に隣
接する光軸の一部分を、当該光軸回転手段に隣接した光
軸の別の部分に対して回転するための手段を備えたこと
を特徴とする請求項２８記載の光学システム。
【請求項３０】上記各角度は９０°であることを特徴
とする請求項２９記載の光学システム。
【請求項３１】上記第２のレンズ手段は、上記中間の画像の位置又はその近傍に設けられた視野レ
ンズ手段と、上記視野レンズと上記最後の画像との間に設けられたリ
レーレンズ手段とを備えたことを特徴とする請求項２２
記載の光学システム。
【請求項３２】上記第２のレンズ手段は、上記中間の
画像と同一の方向に、上記最後の画像を方向づけるため
の画像方向補正手段を備えたことを特徴とする請求項２
２記載の光学システム。
【請求項３３】中間の画像を形成するための第１のレ
ンズ手段と、上記中間の画像を所定の平面に光学的に伝送して、合焦
状態であって上記中間の画像よりも小さい大きさを有す
る最後の画像を形成し、かつ上記光学システムの見かけ
の被写界深度を増大させるための第２のレンズ手段とを
備えたことを特徴とする光学システム。
【請求項３４】上記第２のレンズ手段は、上記最後の
画像を焦点調節するための手段を備えたことを特徴とす
る請求項３３記載の光学システム。
【請求項３５】上記第２のレンズ手段は、調整可能な
アパーチュア手段を備えたことを特徴とする請求項３３
又は３４記載の光学システム。
【請求項３６】上記光学システムはさらに、上記光学
システムの光軸を、所定の角度だけ回転するための第１
の光軸回転手段を備えたことを特徴とする請求項３３又
は３４記載の光学システム。
【請求項３７】上記光学システムはさらに、上記第１
の光軸回転手段の位置に設けられ、所定の平面における
上記光軸の一部分を、上記光軸の別の部分に対して上記
角度だけ回転するための手段を備えたことを特徴とする
請求項３６記載の光学システム。
【請求項３８】上記角度は９０°であることを特徴と
する請求項３７記載の光学システム。
【請求項３９】上記光学システムはさらに、上記光学
システムの上記光軸を第２の角度だけ回転するための第
２の光軸回転手段を備えたことを特徴とする請求項３６
記載の光学システム。
【請求項４０】上記光学システムはさらに、上記第１
と第２の光軸回転手段の各々の位置に設けられ、所定の
平面において上記第１と第２の光軸回転手段の各々に隣
接する光軸の一部分を、当該光軸回転手段に隣接した光
軸の別の部分に対して回転するための手段を備えたこと
を特徴とする請求項３９記載の光学システム。
【請求項４１】上記各角度は９０°であることを特徴
とする請求項４０記載の光学システム。
【請求項４２】上記第２のレンズ手段は、上記中間の画像の位置又はその近傍に設けられた視野レ
ンズ手段と、上記視野レンズと上記最後の画像との間に設けられたリ
レーレンズ手段とを備えたことを特徴とする請求項３１
記載の光学システム。
【請求項４３】上記第２のレンズ手段は、上記中間の
画像と同一の方向に、上記最後の画像を方向づけるため
の画像方向補正手段を備えたことを特徴とする請求項３
３記載の光学システム。
【請求項４４】上記第１のレンズ手段は、固定された
焦点距離を有することを特徴とする請求項３３記載の光
学システム。
【請求項４５】上記第１のレンズ手段は、ズームレン
ズであることを特徴とする請求項３３記載の光学システ
ム。
【請求項４６】対物レンズとカメラとの間を光学的に
連結するための光学システムであって、上記対物レンズによって形成された中間の画像を、上記
カメラにおける所定の画像平面に光学的に伝送し、合焦
状態であって上記中間の画像よりも小さい大きさを有す
る最後の画像を形成し、かつ上記対物レンズの有効的な
視野を増大させることによって上記対物レンズの有効的
な焦点距離を減少させるためのレンズ手段を備えたこと
を特徴とする光学システム。
【請求項４７】対物レンズとカメラとの間を光学的に
連結するための光学システムであって、上記対物レンズからの中間の画像を、上記カメラにおけ
る所定の画像平面に光学的に伝送し、合焦状態であって
上記中間の画像よりも小さい大きさを有するが、上記中
間の画像と実質的に同一の画像内容を有する最後の画像
を形成し、かつ見かけの被写界深度を増大させるための
レンズグループを備えたことを特徴とする光学システ
ム。