JPS61196203A - 照度補正光学系 - Google Patents
照度補正光学系Info
- Publication number
- JPS61196203A JPS61196203A JP60037160A JP3716085A JPS61196203A JP S61196203 A JPS61196203 A JP S61196203A JP 60037160 A JP60037160 A JP 60037160A JP 3716085 A JP3716085 A JP 3716085A JP S61196203 A JPS61196203 A JP S61196203A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- area
- illuminance
- thin film
- curved
- center
- Prior art date
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はＣＲＴ等ディスプレイ手段によって表示される
画像を写真フィルム等の記録媒体に記゛録するためのカ
メラ（いわゆるビデオイメージヤ−カメラ）に適用され
る光学系、あるいは画像をラインセンサ等の受像手段に
結−させるに好適な光学系に関するものである。
画像を写真フィルム等の記録媒体に記゛録するためのカ
メラ（いわゆるビデオイメージヤ−カメラ）に適用され
る光学系、あるいは画像をラインセンサ等の受像手段に
結−させるに好適な光学系に関するものである。
近年、軽薄短小の流行により、これら画像記録を目的と
する機器に於いても小型化が要求されている。通常この
種機器においては被写体サイズとフィルム（又は受像体
）サイズが決まっているので、小型化する為にはレンズ
系の焦点距離を短くして、被写体面（以下物面と記す）
とフィルム面又は受像面（以下像面と記す）間の距離を
縮める必要がある。
する機器に於いても小型化が要求されている。通常この
種機器においては被写体サイズとフィルム（又は受像体
）サイズが決まっているので、小型化する為にはレンズ
系の焦点距離を短くして、被写体面（以下物面と記す）
とフィルム面又は受像面（以下像面と記す）間の距離を
縮める必要がある。
しかしながら、同じ物面サイズ、像面サイズを保ってレ
ンズの焦点距離を短くすれば、レンズ系の画角が大きく
なり、ｃｏｓ４則によって像面の中心部に対する周辺部
の照度低下が顕著となる。
ンズの焦点距離を短くすれば、レンズ系の画角が大きく
なり、ｃｏｓ４則によって像面の中心部に対する周辺部
の照度低下が顕著となる。
例えば開口効率１００％のレンズに於いても、半画角１
５°であれば像面中心に対する周辺（最大画角相当）の
照度比（以下照度比と略す）は０．８７であるのに対し
て、半画角２５°では０６７．３５°で０，４５と著し
く低下する。この事は例えば前記ビデオイメージヤ−カ
メラに於いては撮影された写真の周辺部に於けるコント
ラストを低下（階調の低下）させ、又ラインセンサを使
用する機器に於いては被写体が均一の明るさのものであ
っても中心部と周辺部の出力の差が出来、電気的処理に
極めて都合が悪い。
５°であれば像面中心に対する周辺（最大画角相当）の
照度比（以下照度比と略す）は０．８７であるのに対し
て、半画角２５°では０６７．３５°で０，４５と著し
く低下する。この事は例えば前記ビデオイメージヤ−カ
メラに於いては撮影された写真の周辺部に於けるコント
ラストを低下（階調の低下）させ、又ラインセンサを使
用する機器に於いては被写体が均一の明るさのものであ
っても中心部と周辺部の出力の差が出来、電気的処理に
極めて都合が悪い。
本発明は、これらの不都合を比較的簡単な手法をもって
解消するレンズ系の提供を目的とする。
解消するレンズ系の提供を目的とする。
以下、本発明について説明する。
一般に、レンズ系に於いては第１図に示す如く、入射瞳
及び射出瞳と呼ばれる位置があり、像面の中心部へ集束
する光線（以下軸上光線と呼ぶ）及び像面の周辺に集束
する光線（以下軸外光線と呼ぶ）があたかもその位置に
ただの開口があるかの如く通過する。又、入射瞳の中心
から物面上の一点を結ぶ直線とのなす角をθとすると像
面上の照度比は開口効率１００％のレンズに於いてもＣ
Ｏ３θの４乗に比例して低下する。
及び射出瞳と呼ばれる位置があり、像面の中心部へ集束
する光線（以下軸上光線と呼ぶ）及び像面の周辺に集束
する光線（以下軸外光線と呼ぶ）があたかもその位置に
ただの開口があるかの如く通過する。又、入射瞳の中心
から物面上の一点を結ぶ直線とのなす角をθとすると像
面上の照度比は開口効率１００％のレンズに於いてもＣ
Ｏ３θの４乗に比例して低下する。
（ＣＯ３４則）。
第２図に中心照度ＥＯに対する光線角θに相当する照度
Ｅの比を、上記光線角θを横軸にとって示す。一方、第
１図に於ける入射瞳からｐだけ離れた平面又は曲面Ａ（
以下面Ａと記す）上に於いては第３図に示す如く軸上光
線束Ｂと軸外光線束Ｃとは中心が近似的にｈ＝トｔａｎ
θだけ離れた位置にあり、２つの光線束Ｂ％Ｃの円の半
径はほぼ等しい。今、軸外光線束Ｃはこのレンズ系の最
大画角に相当するものとし、ざらに中間画角に相当する
光線束を考えると第３図りの円となる。この円の半径も
Ｂ、Ｃとほぼ等しい。
Ｅの比を、上記光線角θを横軸にとって示す。一方、第
１図に於ける入射瞳からｐだけ離れた平面又は曲面Ａ（
以下面Ａと記す）上に於いては第３図に示す如く軸上光
線束Ｂと軸外光線束Ｃとは中心が近似的にｈ＝トｔａｎ
θだけ離れた位置にあり、２つの光線束Ｂ％Ｃの円の半
径はほぼ等しい。今、軸外光線束Ｃはこのレンズ系の最
大画角に相当するものとし、ざらに中間画角に相当する
光線束を考えると第３図りの円となる。この円の半径も
Ｂ、Ｃとほぼ等しい。
従って第２図に示された様な照度比を持つレンズ系の照
度比を改善する為には、面Ａに於いて透過する光線束毎
に透過率を変えてやればよい。
度比を改善する為には、面Ａに於いて透過する光線束毎
に透過率を変えてやればよい。
即ち、軸上光線の光束Ｂは軸外光線束Ｃ相当の照度仕向
等の透過率に、中間画角光線束りはその中間程度の透過
率にすればよく、面Ａに於ける光軸中心から有効径周辺
に至るまでを連続変化する透過率とすれば照度比が改善
されるものの、この様な透過率を連続変化するフィルタ
を実現する事は製造上極めて回能であり、例え実現出来
たとしても製造コストは著しく高価となる。
等の透過率に、中間画角光線束りはその中間程度の透過
率にすればよく、面Ａに於ける光軸中心から有効径周辺
に至るまでを連続変化する透過率とすれば照度比が改善
されるものの、この様な透過率を連続変化するフィルタ
を実現する事は製造上極めて回能であり、例え実現出来
たとしても製造コストは著しく高価となる。
ところで、製造上容易な構成、即ち面Ａに於いて、例え
ば光軸に中心を持つ円形でその面積を８１半径をＲ１透
過率Ｔの薄膜を考え、レンズ系の条件（面Ａの位置、光
線束径、最大画角等）を考慮し、半径Ｒと透過率下を適
当な値に設定する事によって、実用可能な照度比の補正
（改善）を実現する事が可能となる。即ち、第４図に示
す如く、この面Ａの有効径Ｅ（面積Ｓｏとする）の一部
に光軸を中心とした半径Ｒ（即ち面積Ｓ−πＲ）の部分
を透過率Ｔの半透薄膜とし、その外側を通常のレンズ面
、即ち研磨面のままか、又は増透薄膜とするとこの部分
の透過率はほぼ１と考えてさしつかえないので、前記第
４図軸上光束Ｂは全光束が透過率Ｔの部分を透過し、故
に照度がＴだけ低下し、中間画角光束りは一部が透過率
Ｔの部分を透過し、他の部分は透過率はぼ１の部分を透
過し、故に全体としてみれば、中心部とほぼ等しい照度
となり、又、軸外光線束Ｃは全体が透過率はぼ１を部分
を透過す為のでＡ面による照度低下は起こらない。従っ
て、像面上全体としてみれば、薄膜部分の透過率Ｔを第
２図の最大画角の照度比相当の値に近い値をとる様にす
る事によって良好な補正が可能となる。又、改善を必要
とする実用的範囲のレンズの半画角は２０”〜３５°で
あり、この範囲に於いてはＴ ＜ ０．４では中心摺度
が下がりすぎ、良好に補正出来ないし、■〉０．７では
逆に中心照度が下がらないので、これも良好な補正が出
来ない。又、３／Ｓｏ＞０．５では照度低下が周辺部ま
で及ぶし、３／Ｓｏ＞ ０．２では中心部のみ補正され
て中間部の補正が出来ない。０．４≦Ｔ≦０．７．
０．２≦Ｓ／Ｓｏ≦０．５の範囲の値を取る事によって
良好に補正する事が出来た。
ば光軸に中心を持つ円形でその面積を８１半径をＲ１透
過率Ｔの薄膜を考え、レンズ系の条件（面Ａの位置、光
線束径、最大画角等）を考慮し、半径Ｒと透過率下を適
当な値に設定する事によって、実用可能な照度比の補正
（改善）を実現する事が可能となる。即ち、第４図に示
す如く、この面Ａの有効径Ｅ（面積Ｓｏとする）の一部
に光軸を中心とした半径Ｒ（即ち面積Ｓ−πＲ）の部分
を透過率Ｔの半透薄膜とし、その外側を通常のレンズ面
、即ち研磨面のままか、又は増透薄膜とするとこの部分
の透過率はほぼ１と考えてさしつかえないので、前記第
４図軸上光束Ｂは全光束が透過率Ｔの部分を透過し、故
に照度がＴだけ低下し、中間画角光束りは一部が透過率
Ｔの部分を透過し、他の部分は透過率はぼ１の部分を透
過し、故に全体としてみれば、中心部とほぼ等しい照度
となり、又、軸外光線束Ｃは全体が透過率はぼ１を部分
を透過す為のでＡ面による照度低下は起こらない。従っ
て、像面上全体としてみれば、薄膜部分の透過率Ｔを第
２図の最大画角の照度比相当の値に近い値をとる様にす
る事によって良好な補正が可能となる。又、改善を必要
とする実用的範囲のレンズの半画角は２０”〜３５°で
あり、この範囲に於いてはＴ ＜ ０．４では中心摺度
が下がりすぎ、良好に補正出来ないし、■〉０．７では
逆に中心照度が下がらないので、これも良好な補正が出
来ない。又、３／Ｓｏ＞０．５では照度低下が周辺部ま
で及ぶし、３／Ｓｏ＞ ０．２では中心部のみ補正され
て中間部の補正が出来ない。０．４≦Ｔ≦０．７．
０．２≦Ｓ／Ｓｏ≦０．５の範囲の値を取る事によって
良好に補正する事が出来た。
又、透過率Ｔの部分の形状は上記は円形に例をとったが
、他に多角形、星状等で同等の効果が得られる。又、前
記形状の輪郭部をぼかしたものも、その面積の少なくと
も８０％が均一な透過率であれば比較的容易に製作可能
でこれも前記同等、あるいはそれ以上の効果を得ること
が出来る。
、他に多角形、星状等で同等の効果が得られる。又、前
記形状の輪郭部をぼかしたものも、その面積の少なくと
も８０％が均一な透過率であれば比較的容易に製作可能
でこれも前記同等、あるいはそれ以上の効果を得ること
が出来る。
上述した実施例は比較的画角の狭い場合や、照度ムラの
許容範囲が比較的大きい場合に効果的であるが、大画角
かつ照度ムラの許容範囲が狭い場合は上記実施例では不
充分である。
許容範囲が比較的大きい場合に効果的であるが、大画角
かつ照度ムラの許容範囲が狭い場合は上記実施例では不
充分である。
ここで第２図面Ａ上にて第５図に示す様にそれぞれ透過
率Ｔ１及びＴｌを持ち面積ＳＩ＋３２、半径Ｒ１、Ｒ２
（Ｒ，＜Ｒ２）を持った２つの円形薄膜により構成すれ
ば比較的容易に製造可能で照度補正はより効果的となる
。この時、前記同様 Ｔｌ ＜０．４ 、Ｔｌ＜ ０．
５では中心及び中間部の照度が下がりすぎ、逆にＴ、
＞ ０．６ 、Ｔｌ＞ ０．８では中心及び中間部の照
度が下がらないので良好な補正は望めない。又、３１／
Ｓｏ＜ ０．１及び（Ｓ＋＋Ｓｚ） ／Ｓ。
率Ｔ１及びＴｌを持ち面積ＳＩ＋３２、半径Ｒ１、Ｒ２
（Ｒ，＜Ｒ２）を持った２つの円形薄膜により構成すれ
ば比較的容易に製造可能で照度補正はより効果的となる
。この時、前記同様 Ｔｌ ＜０．４ 、Ｔｌ＜ ０．
５では中心及び中間部の照度が下がりすぎ、逆にＴ、
＞ ０．６ 、Ｔｌ＞ ０．８では中心及び中間部の照
度が下がらないので良好な補正は望めない。又、３１／
Ｓｏ＜ ０．１及び（Ｓ＋＋Ｓｚ） ／Ｓ。
＜０．３では中間部が補正出来ないし、Ｓ、 ／ＳＱ＞
０．３及び（Ｓ＋”Ｓｚ） ／ｓｏ＞ ０．５では周辺
部に照度低下が生じ、いずれも良好な補正は望めない。
０．３及び（Ｓ＋”Ｓｚ） ／ｓｏ＞ ０．５では周辺
部に照度低下が生じ、いずれも良好な補正は望めない。
０．４≦Ｌ≦０．６
０．５≦■２≦０．８
０．１≦Ｓ＋／Ｓ６≦０．３
０．３≦（３１４３２） ／Ｓｏ≦０．５Ｔ、＜Ｔｌ
上記条件を満すことにより、良好な補正が可能であった
。
。
尚、透過率ＴＩ、Ｔ２の２つの薄膜部分の形状について
は前記透過率Ｔのみの場合とまったく同様である。
は前記透過率Ｔのみの場合とまったく同様である。
ざらに、本説明に於いてはレンズ系の物面側の面に薄膜
フィルタを有する場合についてのみ説明したが、レンズ
の像面側の面に薄膜フィルタを有する場合もまったく同
様である。次に本発明の実施例について述べる。以下に
示す実施例に於いて、Ｒｉは第１面の曲率半径、ｄｉは
第１面と第ｉ＋１面の軸上肉厚或いは軸上空気間隔、ｎ
ｉは屈折率である。
フィルタを有する場合についてのみ説明したが、レンズ
の像面側の面に薄膜フィルタを有する場合もまったく同
様である。次に本発明の実施例について述べる。以下に
示す実施例に於いて、Ｒｉは第１面の曲率半径、ｄｉは
第１面と第ｉ＋１面の軸上肉厚或いは軸上空気間隔、ｎ
ｉは屈折率である。
［実施例１］ビデオイメージヤ−カメラ用レンズであり
、 Ｆ／１１． ｆ＝１０８．１．最大画角２ω＝５５．６
” 。
、 Ｆ／１１． ｆ＝１０８．１．最大画角２ω＝５５．６
” 。
開口効率１００％である。
第１面に透過率丁＝０．６ 、半径７．４５の円形半透
明コート膜が形成されている。
明コート膜が形成されている。
ｒｉ ｄ’＋ ｎｉ
ｉ ２８．０
７．３ １．６７３４
２ ８３．４１４
０．１５４ １
３ ９５．１
３．２５ １．６５２２３
２．６４ １
５ ４４．２９
２．６ １．８１０７７
６ ７６．７２
７．０１
７ −７６．７２
２．６ １．８１０７７
８−４４．２９８
２．６４ １
３．２５ １．６５２２３
１０ −９５．１
０．１５４ １
１１ −８３．４１４
７．３ １．６７３４
１２ −２８．０
入射瞳位置は第１面より後方へ １７．６９．第１面に
於ける光線束半径は４．４９．第１面の有効半径は １
２．９である。
於ける光線束半径は４．４９．第１面の有効半径は １
２．９である。
第６図において、点線に補正前の照度比を実線によって
本実施例１の補正された照度比を示す。又、第７図に本
実施例１の光学系の断面図を示す。
本実施例１の補正された照度比を示す。又、第７図に本
実施例１の光学系の断面図を示す。
［実施例２］ラインセンサを使用した機器用のレンズで
あり、 Ｆ／６．４ ｆ＝１４．、最大両名２ω＝ ７０”
。
あり、 Ｆ／６．４ ｆ＝１４．、最大両名２ω＝ ７０”
。
開口効率１００％である。
第１面に半径２．Ｏ１透過比率Ｔ、 ＝０．４５．及び
半径３．９．透過比率Ｔ２＝０．６１の２つの円形より
成る半透明コート膜が形成されている。
半径３．９．透過比率Ｔ２＝０．６１の２つの円形より
成る半透明コート膜が形成されている。
面 ｒ ’＋ ｄ ｉ ｎ ｉ
’ｌ １１．ＧＯ４ １，１３５２１，５１８２５ ２５，９７７６ ３，７５８１ ３８，２７９４ ４，１８８６１，６６１５２ ４−２６，７４０８ １，７２２４１ ５−７，９８５８ （）、５４８ １．７６１６６ ６ １５．９１６９ ０．５０８９ １ ７ −１２．９８８７ １．３７０１ １．６６１５２ ８ −５．９７７６ ０．１１７４ １ ９ ２１．３８９５ １．７２２４ １．６６１５２ １０ −２１．３８９５ 入射瞳位置は第１面より後方へ６．６６２．第１面に於
ける光線束半径１，０９４．第１面の有効半径は５．７
５９である。第８図において、点線にて補正前の照度比
を実線にて本実施例２の補正された照度比を示す。又、
第９図に本実施例２の光学系の断面図示す。
’ｌ １１．ＧＯ４ １，１３５２１，５１８２５ ２５，９７７６ ３，７５８１ ３８，２７９４ ４，１８８６１，６６１５２ ４−２６，７４０８ １，７２２４１ ５−７，９８５８ （）、５４８ １．７６１６６ ６ １５．９１６９ ０．５０８９ １ ７ −１２．９８８７ １．３７０１ １．６６１５２ ８ −５．９７７６ ０．１１７４ １ ９ ２１．３８９５ １．７２２４ １．６６１５２ １０ −２１．３８９５ 入射瞳位置は第１面より後方へ６．６６２．第１面に於
ける光線束半径１，０９４．第１面の有効半径は５．７
５９である。第８図において、点線にて補正前の照度比
を実線にて本実施例２の補正された照度比を示す。又、
第９図に本実施例２の光学系の断面図示す。
第１図および第３図は一般のレンズ系の光線束を説明す
る概念図を示す。第２図は一般のレンズ系の画面中心に
対する周辺部の照度比を表わす説明図を示す。第４図及
び第５図は本発明の照度比の改善方法を説明する為の説
明図を、第６図及び第８図は本発明実施例による照度比
の改善を表わす図を示す。第７図及び第９図は同じ〈実
施例における光学系の断面図を示したものである。図中
、Ａは平面又は曲面Ａ、Ｂは軸上光線の光線束、Ｃは軸
外光線光線束、Ｄは中間画角光線束、Ｅは有効径、Ｒは
半径を夫々示す。 特許出願人 株式会社エルモ社 代表者 笹部恒中
る概念図を示す。第２図は一般のレンズ系の画面中心に
対する周辺部の照度比を表わす説明図を示す。第４図及
び第５図は本発明の照度比の改善方法を説明する為の説
明図を、第６図及び第８図は本発明実施例による照度比
の改善を表わす図を示す。第７図及び第９図は同じ〈実
施例における光学系の断面図を示したものである。図中
、Ａは平面又は曲面Ａ、Ｂは軸上光線の光線束、Ｃは軸
外光線光線束、Ｄは中間画角光線束、Ｅは有効径、Ｒは
半径を夫々示す。 特許出願人 株式会社エルモ社 代表者 笹部恒中
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）物面側又は像面側より数えて第１面目又は第２面
目の曲面又は平面の光軸を含んだ有効径の一部に半透明
な薄膜を形成する一方、その薄膜部分の面積をＳとし、
その面積Ｓの光軸を含む少なくとも８０％を均一な透過
率Ｔで形成し、その曲面又は平面の有効径の面積をＳ＿
０とした時、 ０．４≦Ｔ≦０．７ ０．２≦Ｓ／Ｓ＿０≦０．５ の条件を満し、かつ、該薄膜部分の外側は通常のレンズ
面である事を特徴とする光学系。 （２）物面側又は像面側より数えて第１面目又は第２面
目の曲面又は平面の光軸を含んだ有効径の一部に判透明
な薄膜を形成する一方、その薄膜部分の面積をＳ＿１と
し、その面積Ｓ＿１の光軸を含む少なくとも８０％を均
一の透過率Ｔ＿１で形成し、さらにその外側に半透明な
薄膜を形成し、その薄膜部分の面積をＳ＿２とし、その
面積Ｓ＿２の少なくとも８０％以上を均一な透過率Ｔ＿
２で形成し、その曲面又は平面の有効径の面積をＳ＿０
とした時、 ０．４≦Ｔ＿１≦０．６ ０．５≦Ｔ＿２≦０．８ ０．１≦Ｓ＿１／Ｓ＿０≦０．３ ０．３≦（Ｓ＿１＋Ｓ＿２）／Ｓ＿０≦０．５Ｔ＿１＜
Ｔ＿２ の条件を満し、これらの薄膜部分の外側は通常のレンズ
面である事を特徴とする光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60037160A JPS61196203A (ja) | 1985-02-26 | 1985-02-26 | 照度補正光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60037160A JPS61196203A (ja) | 1985-02-26 | 1985-02-26 | 照度補正光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61196203A true JPS61196203A (ja) | 1986-08-30 |
Family
ID=12489842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60037160A Pending JPS61196203A (ja) | 1985-02-26 | 1985-02-26 | 照度補正光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61196203A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01279218A (ja) * | 1988-05-02 | 1989-11-09 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | アポクロマート・レンズ |
| CN110346913A (zh) * | 2014-10-31 | 2019-10-18 | 三星电机株式会社 | 光学系统 |
-
1985
- 1985-02-26 JP JP60037160A patent/JPS61196203A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01279218A (ja) * | 1988-05-02 | 1989-11-09 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | アポクロマート・レンズ |
| CN110346913A (zh) * | 2014-10-31 | 2019-10-18 | 三星电机株式会社 | 光学系统 |
| CN110346913B (zh) * | 2014-10-31 | 2021-12-14 | 三星电机株式会社 | 光学系统 |
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