JPS6239814A - 透過光量調節装置 - 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、ビデオカメラを用いた顕微鏡撮影装置等に適
用される透過光量調節装置に関し、特に、透過光Ｎ調節
用の光学楔を備えた透過光量調節装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、透過光層調節用の光学楔を備えた透過光量調
節装置において、七記光学模と該光学楔と等価の平行平
面ガラス板を光軸に対して互いに逆方向に傾けて配置す
るごとによって、反射光による障害を（ＪＩ除するとと
もに非対称性収差の発生を防１トできるようにしたもの
である。

〔従来の技術〕

顕微鏡撮影装置では、顕微鏡についている絞り以外に、
光量調節のための虹彩絞りを用いることが原理的Ｑこ許
されないので、ｉｍ常、光源部または顕微鋳とカメラの
間に透過光量調節装置を挿入して光景９Ｍ節を行うよう
にしてしている。

従来より、上記透過光Ｍ調節装置としては、２枚の偏向
フィルタの偏向軸を平行から直角までの間で相互に回転
させて透過光量調節を行うように構成したものや、光学
楔にて構成した可変濃度フィルタが使用されている。

一般に、光学楔としては、第８図に示すように、ニュー
トラルデンシティ・フィルタ用のガラス材料を模形に加
工して濃度傾斜を持たせた楔片８１に、そのプリズム作
用を打ち消すための透明なガラス材料で作った楔片８２
を逆向きに貼り合わせて形成したものや、カーボンコロ
イドや銀コロイドをゼラチンやプラスチック膜内に分散
させて形成したものや、平行平面ガラスの基板にインコ
ーネル（インターナショナル　ニッケル社の登録商標）
合金等のような平坦な分光透過率特性を有する薄膜を厚
さに傾斜を持たせて蒸着して形成したものが従来より知
られている。

ところで、偏向フィルタを用いた透過光量調節装置では
、透過光量を大巾に可変調整できるのであるが、最大透
過率が低く、また、偏向を扱う系では使用できない。ま
た、光学楔を用いた透過光量調節装置では、濃度傾斜を
持たせた楔片と透明なガラス材料で作った楔片を貼り合
わせて形成した光学楔を用いると、上記光学楔を薄く作
ることに制約があり、しかも、上記光学楔の加工費用が
かさみ、また、カーボンコロイドや銀コロイドによる光
学楔は製造にあたって濃度や濃度傾斜のコントロールが
極めて難しい。

また、金属薄膜による光学楔９０は、生産性もよく厚さ
も薄くできるのであるが、被膜の反射率が高く、反射に
よって映像にフレアーやゴースト等の障害を起こすので
、第９図に示すように光軸に対して傾けて配置して使用
していた。さらに、通過する光束が十分に細く光学楔の
濃度傾斜が緩やかな場合は、１枚の光学楔で有害な透過
光の不均一を起こすことなく使用できるが、光束が太い
場合あるいは光学楔の濃度傾斜が強い場合は、濃度直線
型で特性の揃った２枚の光学４に’９１．９２を濃度傾
斜方向が逆向きになるように組み合わせて第１０図に示
すように平行に配設することによって、全光束径内で均
一な減衰を与えるようにしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、平行平面ガラス板は、光軸に対して直角でな
いように配置されると、平行光束中に置く場合を除いて
、有害な非対称な収差を生じる。

従って、上述のように平行平面ガラス基板に金属薄膜を
蒸着して形成した光学楔は、反射による障害を防止する
ようにするために、光路中に平行光束となる部分を作り
、そこに光学楔を挿入して光軸に対して傾けて配置する
必要がある。しかし、たとえ光学楔を平行光束中に置い
たとしても、第９図に示すように個々の光束は基板９０
の厚さや入射角に応じて横方向に変化するので、上記基
板９０の傾きの方向に結像の非対称性を生じる。この非
対称性による変位量ｄは、基板９０の厚さをｔ、入射角
をｉ、屈折角を１′、基板９０の屈折率をｎとすると、 ｄ＝　ｔ　（ｓｉｎ　（ｉ−ｉ’）　／　ｃｏｓ　ｉ’
）（ただし、ｉ　’　＝　５ｉｎ−’　（ｓｉｎ　Ｉ　
／　ｎ）である。

）となる。

通常、上記非対称性による変位量ｄは、無視できる程度
に小さいのであるが、基板が非常に厚い場合、高精度の
結像が要求される場合、あるいは、レンズ系が変位量に
対して非常に強い曲率の面を有している場合等では無視
することができないことがある。

また、上述のように光束が太い場合あるいは光学楔の濃
度傾斜が強い場合に、濃度直線型で特性の揃った２枚の
光学楔を平行に配設して、全光束径内で均一な減衰を与
えるようにすると、第１０図に示すように、第２の光学
楔９２による反射光が第１の光学楔９１にて再反射され
て光軸に沿って戻り、映像に障害を及ぼす。

そこで、本発明は、上述の従来の問題点に鑑み、反射光
による障害を排除するとともに非対称性収差の発生を防
止できるようにした新規な構成の透過光量調節装置を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る透過光量調節装置は、上述の問題点を解決
するために、第１図に基本的な構成を示しであるように
、濃度傾斜の方向に移動可能な少なくとも１個の光学楔
１と、この光学楔１と等価の平行平面ガラス板２とを備
え、撮像系の撮像面上に被写体像を再結像させるリレー
光学系の光軸ｅｏに対して上記光学楔１と平行平面ガラ
ス板２とを互いに逆方向に同量の傾き角θだ４−１傾け
て配設して成ることを特徴とする。

〔作用〕

第１図に基本的な構成を示した本発明に係る透過光量調
節装置では、光学楔１をその濃度傾斜の方向すなわち第
１図中の矢印Ａ、入方向に移動させることによって透過
光量の調節が行われる。リレー光学系の光軸β。に対し
て上記光学楔１と逆方向に同量の傾き角θだけ傾けて配
設される平行平面ガラス板１は、上記光学楔１と等価な
同一材質で同一厚さに形成しておくことにより、上記光
軸ρ。に対して傾き角θだけ傾けて配置した上記光学楔
１の基板の厚さｔによって生ずる光線の非対称性収差と
正反対の非対称性収差を生じる。上記光学楔ｌの非対称
性収差は、第２図に示すように、上記平行平面ガラス板
２の非対称性収差により相殺される。また、上記平行平
面ガラス板２による反射光は、該平行平面ガラス板２を
上記光学楔１と逆方向に同量だけ傾けて配設したことに
より、第３図に破線にて示すように、光軸外に離反され
る。

〔実施例〕

以下、本発明に係る透過光Ｍ調節装置の一実施例につい
て、図面に従い詳細に説明する。

本発明を顕微鏡撮影用のリレーレンズ系に適用した場合
の一実施例を示す第４図おいて、１１は図示しない顕微
鏡対物レンズにより作られる実像でリレーレンズに対し
ては物体に相当する。１２は３個のレンズよりなるリレ
ーレンズ前群であり、１３は２個の光学楔１４．１５に
て構成した本発明に係る透過光量調節装置であり、１６
は３個のレンズよりなるリレーレンズ後群であり、１７
は図示しないビデオカメラのプリズム系であり、１８は
リレーレンズによってカメラの撮像面上に結ばれた第２
の実像である。

この実施例において、図示しない顕微鏡対物レンズによ
り作られる実像１１の１点ａを通った主光線は上記リレ
ーレンズ前群１２の３個のレンズにより屈折され、点す
で光軸と交わり、上記リレーレンズ後群１６の各レンズ
によって屈折を受けて、光軸に対して略平行になり、プ
リズム系１７を通過して再結像される実像Ｉ８上の点Ｃ
に至る。

また、結像光束については、物点ａを発した光束は、上
記リレーレンズ前群１２とリレーレンズ後群１６の各レ
ンズの各面で屈折を受けた後に収斂して像点Ｃに結像す
る。ここで、上記リレーレンズ前群１２とリレーレンズ
後群１６の間は、略平行光束になっている。

そして、上記結像光束が略平行光束となっている上記リ
レーレンズ前群１２とリレーレンズ後群１６の間に、上
記各光学＋ｒｚ、＋５が−Ｆ記光軸に対して互いに逆方
向に同量の傾き角θだけ傾けて設置されている。

この実施例では、上記主光線が光軸と交わる点す近傍に
、−上記各光学＋ｕ１４，１５を配設することにより、
各光学＋ｕ１４．１５の有効径を小さくして小型化を図
るとともに、光学楔の濃度直線性の誤差に起因する全光
束内の透過率の不均一を最小に抑えるようにしている。

また、に記名光学楔１／１．１５は、従来より知られて
いる平行平面ガラスの基材にインコーネル（登録商標）
合金等のような平坦な分光透過率特性を有する薄膜を厚
さに傾斜を持たせて蒸着して形成したもので、濃度直線
型で特性の揃ったものが用いられている。この実施例に
おい−ζ、上記各、光学＋Ｖ！ｚ、１ｓの濃度特性は、
第５図に示すように、使用有効径を１０とし、これに対
し全長を１００、その両端に亘って濃度Ｏから１まで直
線的に濃度傾斜を辱えるようにしである。なお、有効径
が１０であるから、使用域の中心は５から９５となる。

従って、各光学楔１４．１５は、ガラス基材の損失をを
除いて、濃度０．０５から０゜９５までが可変範囲とな
り、これを逆向きに２個重ねた状態で使用されるのであ
るから、濃度０゜１から１．９までの濃度差１．８の範
囲で光量調節を行うことができる。」二記各光学＋ｘｚ
、ｔ５による光量調節範囲を透過率で表すと、７９．４
％から１．２６％となり、可変倍率は６３．１倍である
。なお、上記濃度は、 にて定義される。

さらに、この実施例において、上記各光学楔４゜５は、
第６図に示すような構成の移動機構により、それぞれ濃
度傾斜の方向に移動操作できるようになっている。

すなわち、上記各光学＋ｕ１４，１５は、第６図に示す
ように、それぞれ保持枠４１．５１に上述の光軸に対す
る傾き角θをもって取付けられている。上記各保持枠４
１．５２は、それぞれ長手方向に滑動自在に図示しない
レール上に配されている。さらに上記各保持枠４１５１
にはそれぞれラックギヤ４２．５２が切ってあり、一方
のラックギヤ４２は第１の歯車４３に噛み合い、他方の
ラックギヤ５２は第２の歯車５３に噛み合っており、上
記各歯車４３．５３は互いに噛み合っている。上記第２
の歯車５３は、減１！機付モータ６０の回転軸に取イ１
けられている。

従って、上記モータ６０の回転により、上記各歯車４３
．５３は互いに逆回転され、上記各保持枠４１，５１す
ななち各光学楔１４．１５が互いに逆方向に移動して、
光軸上における上記各光学楔１４，１５の重ね合わされ
る部位の濃度が変化して光軸上に透過光量を連続的に可
変調節することができる。

なお、上記モータ６０の回転は、手動スイッチにて制御
する他に、ビデオカメラの撮像出力レベルが適正値より
低ければ透過光量が上がる方向に回転し、適正値に達し
たら止まり、高ければ逆に働くようにした自動制御系に
て制御するようにしてもよい。

また、上述の実施例では、それぞれ長方形状に形成した
直線的な濃度傾斜を有する一対の光学楔１４．１５にて
、透過光量調節装置を構成したが、第７図に示すように
、周方向に濃度傾斜を与えた輪形状の光学楔２１と、該
光学楔２１と等価な平行手面ガラス板２２を、光軸ｌ。

に対して互いに逆方向に同量だけ傾けて配置して、透過
光量調節装置を構成するようにしても良い。

〔発明の効果〕

上述の実施例の説明から明らかなように本発明に係る透
過光量調節装置では、リレー光学系の光軸に対して上記
光学楔と逆方向に同量の傾き角だけ傾けて配設した平行
平面ガラス板が、上記光学楔によって生ずる光線の非対
称性収差と正反対の非対称性収差を生じ、この透過光量
調節装置における非対称性収差の発生を防止し、しかも
、上記平行平面ガラス板による反射光は、光軸外に離反
されので、反射光や非対称性収差による障害を被ること
なく、光学楔をその濃度傾斜の方向に移動させることに
よって透過光量の調節を行うことができ、所期の目的を
十分に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第　６発明に係る透過光量調節装置の基本的な構成を示
す概略斜視図であり、第２図は上記透過光量調節装置に
おいて非対称性収差が除去されることを示す模式図であ
り、第３図は同じく反射光が光軸外に離反されることを
示す模式図である。 第４図は本発明を顕微鏡撮影用のリレーレンズ系に適用
した場合の一実施例の構成を模式的に示す構成図であり
、第５図は上記実施例に使用した光学楔の濃度特性を示
す特性線図であり、第６図は上記実施例における光学楔
の移動機構の構造を模式的に示す斜視図であり、第７図
は上記実施例のリレーレンズ系に適用される透過光量調
節装置の他の構成例を模式的に示す斜視図である。 第８図は従来より透過光量調節装置に使用されている光
学楔の構造例を示す断面図であり、第９図は光学楔にお
ける非対称性数４顎す模式図であり、第１０図は同じく
２個の光学楔を組み合わせて広い範囲に亘って均一な透
過特性を得るようにした従来の透過光量調節装置の構成
を示す模式図である。 １．１４，１５．２１・・・光学喫 ２．２２・・・平行平面ガラス板 １２．１６・・・リレーレンズ部 １３・・・透過光量調節装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 濃度傾斜の方向に移動可能な少なくとも１個の光学楔と
   、該光学楔と等価の平行平面ガラス板とを備え、 撮像系の撮像面上に被写体像を再結像させるリレー光学
   系の光軸に対して上記光学楔と平行平面ガラス板とを互
   いに逆方向に同量だけ傾けて配設して成ることを特徴と
   する透過光量調節装置。