JPS63214715A - ソフトフオ−カス用光学素子 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、写真レンズやビデオカメラ用レンズ等に付加
されるか、あるいはレンズ構成の一部として用いられる
特殊逼影用光学素子に関し、特に、軟調な描画を得るた
めに好適なソフトフォーカス用光学素子に関する。

（従来の技術） 軟調なポートレートや風景写真等を得るためには、従来
から軟調描写専用のソフトフォーカス撮影レンズが用い
られている。このソフトフォーカス撮影レンズは、ソフ
トフォーカスの効果が大きく、美しいボケ味を示すが、
高価で、しかもレンズを絞り込んだときにソフトフォー
カスの効果が大きく変化し、その結果、良好なソフトフ
ォーカスの効果を得るためには熟練を必要としていた。

そのため、これに代わるものとして、通常のシャープな
レンズに装着付加することによって軟調な写真や画像が
得られる種々のソフトフォーカスフィルターが知られて
いる。

このソフ］・フォーカスフィルターには、光透過面に同
心円状の細い溝を、設けたもの、光透過面に砂摺り状の
多数の大小凹凸面を不規則に配置して構成したもの、光
透過面にレンズ状の複数の突起を規則正しく配列したも
の、光透過面に位相差を与える多数の突出位相部を設け
たもの、イオン交換法によりガラス表面に屈折率の異な
るスポットを形成したもの等、種々の形式のものが公知
である。このようなソフトフォーカスフィルターにも、
従来のソフトフォーカス撮影レンズと同様に、レンズに
付加した場合に良好なソフトフォーカス効果を得るため
の結像の要件として、 （１）付加される撮影レンズの解像力に忠実に、各結像
点において、なお明確な解像を残していること、 （２）像のボケが素直で、明るい点像の周囲にリング状
のボケを生じたり、いわゆる二線ボケのように明るい輪
郭に沿って線状の先立が生じたりすることが無いこと、 （３）像のボケによるにじみの範囲と強さが適当である
こと、 等が望まれている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、製造が容易で、しかも上記の結像要件の
すべてを満足するようなソフトフォーカスフィルターは
まだ得られていない。すなわち、光透過面に同心円状の
溝を設けたフィルターでは、明るい点光源像のまわりに
、リング状のボケを生じ、結果的に二線ボケの傾向が強
くて美しいボケ味とならない、光透過面に大小多数の砂
摺り状の凹凸を設けたフィルターにあっては、その凹凸
面からの散乱光によって全体にコントラストが低下して
像の解像が悪化するだけであって、素直なボケによる軟
調描画を得ることはできない。また、光透過面にレンズ
状の突起を設けた従来のフィルターにおいては、比較的
大きい径の水滴状の突起を規則正しく透過面全面に配置
して構成されており、点光源の像のまわりのボケが極端
で、なだらかなにじみの状態とならず、リング状のボケ
となる傾向にあり、いわゆるボケ味が悪いものであった
。

また、位相差方式のフィルターでは、ボケ具合が光の波
長に依存するため特定の波長の光に対してしかコントラ
ストの低下が得られず、また、リング状のボケを生じた
り二線ボケの傾向が強くて、美しいボケ味とはなりにく
い欠点があった。さらに、所定の位相差を得るためには
極めて精密な加工を必要とするので、製造が難しく、コ
スト高となる欠点があった。イオン交換法によって製作
されるソフトフォーカスフィルターにおいては、ソフト
フォーカス用撮影レンズに近い良好なソフトフォーカス
の効果が得られるが、特定のガラス素材に限定され、し
かもコスト高となる難点を有していた。

本発明は、上記、従来フィルターの問題点を解決し、良
好なソフトフォーカスの効果を維持し、且つ付加される
レンズのＦナンバーが変化してもその効果が適度に持続
され、しかも製造が容易で安価なソフトフォーカス用光
学素子を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、光透過面上にレンズ状曲面を有する複数の微
小光屈折部を設け、その微小光屈折部の口径をφ、前記
の光透過面から微小光屈折部のレンズ状曲面の頂点まで
の高さまたは深さをｈとするとき、その微小光屈折部の
大きさが、０．０５鶴≦φ≦０．５鶴・・・（１）０．
５μ≦ｈ≦３μ・・・・・・・・・（２）の範囲にあり
、その微小光屈折部の占める面積の総和が前記の光透過
面に対する比をＳとすると、５％≦Ｓ≦３５％・・・・
・・・・・（３）の範囲内にあるように構成することを
上記問題点を解決するための手段とするものである。

（作用） 本発明のソフトフォーカス用光学素子を結像レンズに付
加すると、その光学素子の光透過面（２ａ）上に設けら
れたレンズ状曲面を有する微小光屈折部（３）は、付加
される結像レンズによって焦点面（Ｆ）に点像（Ｐｏ）
を形成すべき光束の一部を屈折し、それぞれ別の位置（
ｐｔ　、ｐｇ　）に結像させる。この場合、その微小光
屈折部（３）を通って点像（Ｐｏ）に向う光は、焦点面
（Ｆ）においては、その点像（Ｐｏ）を中心とする拡が
りをもって分布する。その分布された面積は、微小光屈
折部の口径φとレンズ状曲面の高さｈとによって左右さ
れ、また、拡がって分布される光量は、複数の微小光屈
折部の平均密度、すなわち、その光学素子の光透過面（
２ａ）の断面積に対する微小光屈折部（３）の総面積の
比Ｓに強く影響される。そこで、φ、ｈ及びＳを下記の
条件を満足させるように構成することによって良好なソ
フトフォーカス効果を得ることができる。

０．０５’ｍ≦φ≦０．Ｉ５鶴・・・（１）０．５μ≦
ｈ≦３μ・・・・・・・・・（２）５％≦Ｓ≦３５％・
・・・・・・・・（３）レンズ状曲面をもつ微小光屈折
部の寸法が、上記（１）、（２）の条件の下限を超える
と、そのレンズ状曲面の製作が極めて困難となり、さら
に（３）の条件の下限を超えると、ソフトフォーカスの
効果が弱く、もはや、ソフトフォーカス用光学素子とし
ての目的を達し得ない。

また、上記（１）、（２）の条件の上限を超えると、像
のボケ味が悪くなり、さらに（３）の条件の上限を超え
た場合には、画面のコントラストが極端に低下し、しか
もリング状のボケや２線ボケを生じ、良好なソフトフォ
ーカスの効果を挙げることができなくなる。

（実施例） 次に、本発明の実施例を添付の図面に従って詳しく説明
する。

第１図は、ソフトフォーカス用光学素子の光線透過面か
ら突出した複数のレンズ状の微小の光屈折部を存する本
発明の一実施例におけるソフトフォーカス原理を説明す
るための原理図である。このソフトフォーカス用光学素
子においては、付加される結像レンズの結像点に対して
そのレンズ状の微小光屈折部を通過した光が屈折してズ
レることより、その結像点のまわりがボケでソフトフォ
ーカスの効果を生じるものと考えられる。説明を容易に
する為に、結像レンズとその結像レンズの焦点面（例え
ばフィルム面）との間にレンズ状の微小突起部を有する
ソフトフォーカス用光学素子を配した場合を例として、
本発明のソフトフォーカス原理を説明する。

第１図において、結像レンズ１の収差が少なければ、ソ
フトフォーカス用光学素子（以下単に「フィルター」と
称する。）２のレンズ突起部３を通過しない光束１１は
、光透過面２ａを透過して焦点面Ｆ上の一点Ｐ、に結像
する。また、結像レンズ１を通過して点Ｐ０に向う光束
のうちでレンズ状突起部３を通過する光束１２は、その
レンズ状突起３によって屈折されて２０点とは異なる点
Ｐ、に結像し、焦点面Ｆの付近では、点Ｐ０を中心とし
て拡がりＥを持つことになる。この拡がりＥは、レンズ
状突起３による光線の幾何学的な収差と回折の影響とが
混在しているとみなすことができ、拡がりの大きさく範
囲）、光強度および光量の分布は、そのレンズ状突起３
の頂点の曲率半径ｒと直径φによって変化する。

他のレンズ状突起３を通過した光束１．も２０点から光
軸方向にずれたＰ！点に結像し、２０点付近においては
、点Ｐ０を中心として前記の拡がりＥとほぼ同じ直径で
拡がるものと考えられる。

すなわち、レンズ状突起３が複数の場合には、そのレン
ズ状突起３を通過して２０点を中心として拡がった光束
の焦点面Ｆ上での光強度と光量分布とは、各レンズ状突
起３を通過する光束の重量積分によるものと考えられる
。そこで、レンズ状突起を小さく形成し、その数を多く
してレンズ状突起３の総面積のフィルター透過面に対す
る面積比を大きくすることは、ＰＯ点の１点に集束する
結像光の光量を低下させると同時にレンズ状突起３によ
って拡がった光束の和が相対的に大きくなることになり
、結果的にソフトフォーカスの効果が強くなる。

ところで、各レンズ状突起３を通過した光束がそれぞれ
無収差状態であれば、結像点Ｐ０付近の拡がり範囲Ｅお
よびその光量分布は殆んど同一であると予測されるが、
現実には、収差の影響により拡がりＥの大きさや位置及
び光量分布等にバラツキが生じる。このバラツキは各レ
ンズ状突起３と通過した光束が重畳されたときに、結像
レンズによる光像を中心とする光量分布を適当にゆるや
かにするのに効果的であり、リング状ボケや２線ボケの
状態を解消させる強力な効果を有している。

第２図は、結像点Ｐ０における光量分布を説明する為の
光量分布図で、第２図（ａ）はソフトフォーカスフィル
ター２を付加しない場合の結像レンズ１のみによる光量
分布を示し、分布幅が狭く且中心の光強度が高いので極
めて鮮鋭な像が得られることを示している。第２図（ｂ
）は、レンズ状突起３の形状が大きく且つ数が少なく、
各レンズ状突起による光束の広がりが完全に一致してい
るときの状態を示し、周辺部においては光の回折の影響
により、中間部より強い立上りを示している。このよう
な光量分布では、中間部の強度が比較的高（、しかも周
辺部で一段と高くなるため、明快な解像が得られず、ボ
ケが極端でリング状ボケを生じ易い、第２図（Ｃ）は、
レンズ状突起３の形状が小さく且つその数を増加させた
場合の結像状態を示し、各レンズ状突起３による光の収
差と回折の影響にズレが生じるため、その光量分布は、
周辺部に至るに従ってなだらかに低下し、像のボケによ
るにじみの範囲と程度とが適当なものとなっている。従
ってレンズ状突起３の形状を小さくし、その数を適当に
多くすることが望ましい。

第３図は、上記のソフトフォーカス原理に基づく本発明
の一実施例を示すソフトフォーカスフィルターの拡大平
面図で、第４図は第３図の一部断面図、第５図は第３図
のレンズ状突起部の拡大断面図である。

ところで、良好なソフトフォーカス状態とは、感覚的な
表現であって、観察者の感性によって評価が異なり、客
観的に乏しい。そこで、本発明者らは、良好に収差補正
された写真撮影用レンズとそのレンズにソフトフォーカ
スフィルターを装着した状態での空間周波数に対するＭ
、　Ｔ、　Ｆ　（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　Ｔ　ｒａｎｓ
ｆｅｒ　Ｆ　ｕｎｃｔｉｏｎ）を比較してグラフ化し、
さらには、実際に撮影比較をし゛て望ましい条件を追求
した。　第３図に示すフィルター２は第４図に示すよう
に透明板４の一方の表面に極めて微細な多数のレンズ状
突起３を一体に形成したもので、そのレンズ状突起３は
第３図に示すように、極力規則性を廃したランダム配置
となし、しかも全面にわたり平均に分布して構成されて
いる。そのレンズ状突起３は、第５図に示すように、曲
率半径をｒ、透明板面から曲面の頂点までの高さをｈと
し、曲面が完全な球面であるとすると、レンズ状突起３
の口径（光透過面２ａでの断面直径）φは、 にて表わされる。それ故、φとｈとを実測によって求め
れば、曲率半径を求めることが可能である。

また、レンズ状突起３の口径φと個数及びフィルター２
の光透過面の直径とから、複数のレンズ状突起３の占め
る面積のフィルターの光透過面に対する総面積比Ｓ（％
）を求めることができる。

前述の本発明のソフトフォーカス原理に基づいて設定さ
れ且つ実験に採用されたフィルター資料におけるレンズ
状突起３の寸法（ｒ、ｈ、φ）及び総面積比Ｓのデータ
を第１表に示す。また、これ等のフィルターをテストす
るために用いられた、収差補正の良好な焦点距離ｒ−６
３ｍｍ、Ｆナンバー　Ｆ　５．６の状態の結像レンズに
装着した場合の空間周波数特性を第６図乃至第８図に示
す。さらに第６図においては、ソフトフォーカス用撮影
レンズに近い効果を示す従来公知のイオン交換法による
ソフトフォーカスフィルターの空間周波数特性を、フィ
ルターを装着しない場合の結像レンズ（ｆ−６３ｍｍ、
Ｆ　５．６　）の空間周波数特性を参考のために併せて
示す。

第１表 第６図において、曲線りは、焦点距離ｆ−６３ｍｍ、絞
りＦ５．６における良好に収差補正された結像レンズに
フィルターを装着しない状態でのＭ。

Ｔ、Ｆ曲線を示し、空間周波数に略比例したＭ。

Ｔ、Ｆ値の低下を示している。曲線Ｍｌ及びＭｔは、ソ
フトフォーカス撮影レンズに近似するソフトフォーカス
効果を有するイオン交換法による２種のソフトフォーカ
スフィルターを前記の結像レンズに装着した場合のＭ、
Ｔ、Ｆ曲線を示したものである。この２種のモデルフィ
ルターを装着したときのＭ、Ｔ、Ｆ曲線Ｍｒ　１Ｍｚと
結像レンズ単独のＭ、Ｔ、Ｆ曲！１１９ＩＬとを比較す
ると、曲線Ｍ１　、Ｍｚと曲線りとでは、空間周波数が
高い帯域では、Ｍ、Ｔ、Ｆ値にあまり差はないが、空間
周波数が低い帯域においてはＭ、Ｔ、Ｆ値の差が大きい
、すなわち、その２種のモデルフィルターを装着した場
合、良好な収差補正状態の結像レンズに対して、比較的
高い空間周波数帯域で像コントラスト（Ｍ、Ｔ、Ｆ）を
高く維持しつつ、低い空間周波数帯域の像コントラス）
　（Ｍ、Ｔ、Ｆ）を適度に下げることでソフトフォーカ
ス効果が得られ、特に低周波数帯域での像コントラスト
が低い程その効果が強いことが分る。撮影テストの結果
でも、第６図に示す２種のモデルフィルターでは、Ｍ、
Ｔ、Ｆ曲線Ｍ、で示される。フィルターの方が曲’ａ　
Ｍｒで示されるフィルターよりソフトフォーカスの効果
が強い。

ところで、ソフトフォーカスの効果の強弱は、意図する
作画の目的、使用者の好み等によって異なるが、（１）
ソフトフォーカスの効果が明瞭であること、（２）しか
しその程度が強すぎないこと等を配慮して、そのソフト
フォーカス効果の目標をＭ、乃至Ｍ３３種として、本発
明のフィルターのレンズ状突起の大きさ及び密度が発明
者らによって実験検討された。第６図において、実線に
て示す曲線Ａ、は、第１表に示すように、レンズ状突起
の口径φ０．１５ｍｍ、高さｈ　＝０．９／Ｊ、総面積
比５−１６％のフィルターＡ３−１６のＭ、Ｔ。

Ｆ曲線を示し、一方のモデルフィルターのＭ、Ｔ。

Ｆ曲線Ｍ、とほぼ一致している。また、第１表に示すよ
うに、フィルターＡ３−１６と同じ大きさのレンズ状突
起を有し、面積比Ｓが２０％のフィルターＡ３−２０の
Ｍ、Ｔ、Ｆ曲線Ａ２を一点鎖線にて示し、５〜２４％の
フィルターＡ３−２４のＭ、Ｔ、Ｆ曲線Ａ、を破線にて
示す。両者共に一方のモデルフィルターのＭ、Ｔ、Ｆ曲
線Ｍ１と他方のＭ、Ｔ、Ｆ曲線Ｍｔとの間に有り、良好
なソフトフィルター効果を有している。なお、レンズ状
突起の面積比Ｓが大きいフィルターＡ３−２０は、面積
比（平均密度）Ｓの小さいフィルターＡ３−１６より空
間周波数５〜２０（本／ｍ）の帯域におていＭ、Ｔ、Ｆ
値が小さく　（像のコントラストが低い。）ボケの度合
いが強い。さらに面積比（平均密度）Ｓが大きいフィル
ターＡ３−２４は、フィルターＡ３−２０よりＭ、Ｔ、
Ｆ値が低く、ソフトフィルター効果がさらに強いことを
示している。

第７図は、レンズ状突起の半径ｒ　−８，５ｍｍ、高さ
ｈ　＝１．８μ、口径φ＝０，３５ｍで、第１表に示す
本発明のフィルターＣ５−１６〜Ｃ５−３０の空間周波
数特性図である。なおこの場合も、良好に収差の補正さ
れた焦点距離ｆ＝５３ｍの結像レンズでＦナンバー６．
３の状態において、フィルターを装着しないときのＭ、
Ｔ、Ｆ曲線りを２点鎖線にて示す。５〜１６％のフィル
ターＣ５−１６の空間周波数特性をＭ、Ｔ、Ｆ曲線Ｃ８
にて示し、５−２０％のフィルターＣ５−２０，５〜２
５％のフィルターＣ５−２５及び５−３０％のフィルタ
ーＣ５−３０の空間周波数特性をそれぞれＭ。

Ｔ、Ｆ曲線Ｃ，、Ｃ３およびＣ４にて示す。この第７図
からも明らかなように、レンズ状突起の面積比（平均密
度）Ｓが大きい程、Ｍ、Ｔ、Ｆ値が低くなり、ソフトフ
ォーカス効果が大となる。しかし、曲線Ｃ１、Ｃ４に見
られるように、レンズ状突起の面積比（平均密度）Ｓが
ある程度大きくなると、空間周波数が低いＯ〜２０（本
／鶴）の帯域において曲線が単調な右下りとはならず、
うねりを生じ始める。このうねりが大きくなると、特定
の空間周波数で位相が反転することを意味し、リング状
のボケが生じ易い状態となる。

第８図は、第１表に示す、試料記号Ｂ５−１４乃至Ｂ５
−３５の本発明のフィルターをｆ−６３ｍ　Ｆ　５．６
の結像レンズに装着した場合の空間周波数特性図である
。この場合、レンズ状突起は、半径ｒが２．８１、球面
の頂点までの高さｈが１．８μで、レンズ状突起の口径
φが０．２０鶴に形成されている。なお、第８図中で符
号りで示された曲線は、結像レンズ単独のＭ、Ｔ、Ｆ曲
線である。曲線Ｂ＋　、Ｂ！　、Ｂｓ　、Ｂ４は、レン
ズ状突起の面積比Ｓがそれぞれ１４％、１６％、１８％
、２０％の本発明のフィルターを装着した場合の、Ｍ。

Ｔ、Ｆ曲線を示シ、曲［Ｂｓ　、Ｂｂ　、Ｂ？は、その
面積比Ｓがそれぞれ２５％、３０％、３５％の本発明の
フィルターを装着した場合のＭ、Ｔ、Ｆ曲線を示す。レ
ンズ状突起の面積比（平均密度）が２０％程度までは、
曲線Ｂ１乃至Ｂ４に見られるようにほぼ単調な右下りの
状態を示しているが、面積比Ｓが２５％以上になると空
間周波数の低い０〜２０（本／　ｍ　）の帯域において
曲線が乱れてうねりが出始める。５−３０％では曲線Ｂ
、に示すように、空間周波数Ｏ〜２０　（本／寵）の帯
域におけるＭ、Ｔ、Ｆ値が最低（ボケ量最大）となり、
さらに５〜３５％では、曲線Ｂ、に示すように、空間周
波数１０本／鶴付近でうねりの高さが大きくなり、リン
グ状のボケが現われ始める。従って、フィルターの全光
透過面積に対するレンズ状突起の総面積の比（平均密度
）Ｓが３５％を超えると、リング状のボケや二線ボケが
顕著になり、美しいソフトフォーカスの効果は期待でき
なくなる。

上記の第１表に示す各フィルターを、収差が良好に補正
されたｆ＝６３ｍ、ＦＩＸの状態に結像レンズに装着し
て、第５図乃至第７図に示す空間周波特性曲線を得、さ
らに実際にテスト撮影を行った結果、次の事柄が判明し
た。すなわち、１、ソフトフォーカスの効果の強さは、
レンズ状突起の面積比Ｓと相関が強く、レンズ状突起の
寸法の違いの影響は少ない。レンズ状突起部の面積比が
小さいとソフトフォーカスの効果が弱くてボケ量が少な
（、面積比が大きいと、その効果が強く、ボケ量が太き
（なる。

２．レンズ状突起の口径φが大きくなると、空間周波数
の低い帯域においてＭ、Ｔ、Ｆ曲線にうねりが発生しや
すい。特に、レンズ状突起部の面積比が大きい状態で、
口径φが大きくなると、うねりが発生するようになり、
その影響は実際に写真に撮影したときにリング状のボケ
として判別される。

なお、前記の第１表に示すデータのフィルターは、テス
ト撮影の結果、目的とするソフトの程度に応じて良好な
結果をもたらすことが判明した。

上記の実験結果を総合すると、レンズ状の突起について
口径φ及び高さｈが、 ０、０５　ｍｍ≦φ≦０゜５１ｍ・・・（１）０．５μ
≦ｈ≦３μ・・・・・・・・・（２）の範囲にあること
が、リング状ボケの発生の少ない条件であり、ボケ味の
よい像が得られる。また、レンズ状突起が前記（１）（
２）の条件の下限を超え、しかもレンズ状突起の直径に
応じた面積の総和が、フィルターの全光線透過面積の５
％以下のときは、ソフトフォーカスの効果か弱すぎて、
装着の目的を達し得ない。上記（１）（２）の条件の上
限を超え、しかもレンズ状突起がフィルターの全光線透
過面積の５％以下のとき（すなわちレンズ状突起が太き
（、数が少ないとき）または、上記（１）（２）の条件
を満足しても、フィルターの全光線透過面積の３５％を
超えるときは、リング状のボケが生じ易（、ボケ味の悪
いものとなる。さらに、上記（１）（２）の条件の上限
を超え且つレンズ状突起がフィルターの全光線透過面積
の３５％を超えると、ソフトフォーカスの効果が強くな
りすぎて、画面、のコントラストが極端に低下し、良好
なソフトフォーカスの効果を挙げることができない。す
なわちレンズ状突起の占める総面積がフィルターの全光
線透過面積に対して占める総面積比（平均密度）Ｓは、 ５％≦Ｓ≦３５％・・・・・・・・・（３）の範囲内に
あることが必要である。

前記の第１表に示す本発明のフィルターにおいては、レ
ンズ状突起が第３図に示すようにフィルター表面に不規
則に配置され、しかも、絞り値の変化に対しでソフトフ
ォーカスの効果があまり変化しないように、中央部と周
辺部とで、レンズ状突起の占める面積の割合いがほぼ同
一になるように構成した。第９図は、第６図のＭ、Ｔ、
Ｆ曲線を得るために用いたｆ−６３ｍｍ、Ｆ５．６の結
像レンズをＦｉｌに絞り、第１表のフィルターＡ３−１
６、Ａ３−２０およびＡ３−２４を装着した場合の空間
周波数特性図である。図中、曲線りはＦｌｌに絞られた
結像レンズ単独のＭ、Ｔ、Ｆ曲線を示し、曲線Ａ、　Ｓ
Ａｔ　、Ａ３はフィルターＡ３−１６、Ａ３−２０、Ａ
３−２４をそれぞれ装着したときのＭ、Ｔ、Ｆ曲線を示
す。この第９図を第６図と比較すれば明らかなように、
ソフトフォーカスの効果は両者共に同等であるが、フィ
ルターの全光線透過面積に対するレンズ状突起の面積比
（平均密度）Ｓが同一であっても、光線が通過するレン
ズ状突起の数はＦｉｌに絞られた場合の方が少ないので
、空間周波数が低い０〜２０本／鶴の帯域において、わ
ずかに曲線に乱れが現われる。なお、第３図において、
中央部分に２点鎖線にて示された円は、Ｆｉｌのときの
光線透過部分の大きさを示したものである。また、１個
のフィルターに設けられるレンズ状突起の数は少なくと
も１５個以上必要である。

第１０図および第１１図は、レンズ状突起の密度が中央
部分と外周部分とで異なる本発明の実施例を示すフィル
ター１２および２２の平面図で、第１０図は中央部が密
に構成された実施例、第１１図は外周部が密に構成され
た実施例である。それぞれの中央部分に鎖線にて示され
た円は、ｆ−６３鶴の装着すべき結像レンズをＦ５．６
からＦｌｌに絞ったときの光線透過部分の大きさを示す
。

また、そのフィルターのレンズ状突起の寸法を第２表に
示す。ただし、Ｆ５．６の場合の全光線透過面積に対す
るレンズ状突起の総面積の比（平均密度）Ｓは、共に２
０％のものが試料として採用されている。

第２表 第１２図は、第１表に示す本発明の前述のフィルターの
実験に使用されたｆ＝６３ｍ、Ｆ５．６の収差補正が良
好になされた結像レンズに、第２表のフィルターを装着
した場合の空間周波数特性図で、図中、曲線りはその結
像レンズ単独のＭ、Ｔ。

Ｆ曲線を示す０曲線Ｂ４１は、第１０図に示すようなレ
ンズ状突起が中央部で密、外周部で粗に分布しているフ
ィルターを用いた場合のＭ、Ｔ、Ｆ曲線である。また、
曲線１３４ｇは、第１１図に示すような、レンズ状突起
が中央部で粗、外周部で密に分布しているフィルターを
用いた場合のＭ、Ｔ。

Ｆ曲線を示す。両者は共に、空間周波数が低い帯域にお
いてほぼ等しいコントラスｌ−（Ｍ、　Ｔ、　　Ｆ値）
を示し、ソフトフォーカスの効果は互いによ（似ている
。第１３図は、前記の結像レンズをＦｌｌとして第２表
のフィルターを装着した場合の空間周波数特性図である
。図中、曲線りはＦｉｌに絞ったときの結像レンメ単独
のＭ、Ｔ、Ｆｄｈ６％を示す、結像レンズをＦｉｌにし
た状態では、中央部が密のフィルターを用いた場合、曲
線Ｂ４１に示すように、第１２図と較べて空間周波数が
低いＯ〜２０本／Ｗ付近の帯域において、Ｍ、Ｔ、Ｆ値
が大きく低下してソフトフォーカス効果が強くなる。ま
た、外周部が密のフィルターを用いた場合、曲線４２に
示すように第１２図と較べてソフトフォーカス効果がや
や弱くなっていることが分る。

上記、第２表による本発明のフィルターを装着して実験
した結果、レンズ状突起の密度（面積比）を、周辺部か
ら中央部にかけて適度に変化させたフィルターを使用す
ることにより、装着する結像レンズの絞り込みによるソ
フトフォーカス効果の度合を自由にコントロールするこ
とができることが容易に推測される。なお、第１０図、
第１１図及び第２表に示す実施例では、中央部と周辺部
とのレンズ状突起の粗密の度合いを同じ寸法の突起の分
布（数）によって変化させたが、突起の口径φを変えて
粗密の度合いを変化させてもよい。

また、上記第１表及び第２表に示す本発明の実施例のフ
ィルターは、同じ寸法形状のレンズ状突起が全面に均等
に、または中央部から外周部に向って次第に密度を変え
て分布するように構成したが、必ずしも同一寸法のレン
ズ状突起でフィルターを構成する必要はなく、前述のレ
ンズ状突起の条件（１）式及び（２）式の範囲内で複数
種混合して構成してもよい、さらに、上記の実施例にお
いては、ソフトフォーカスの効果を得るために第４図に
示すように透明板の表面に突出して複数のレンズ状突起
を設けたものとしたが、このレンズ状突起部分を通過し
た光が第１図に示すように、結像レンズの結像面におい
てデ・フォーカスすることをソフトフォーカスの原理と
するものであるから、レンズ状突起の代わりに、複数の
レンズ状へこみを透明板表面と形成したものでもよい。

この場合、前述の高さｈは、そのへこみの深さとなる。

さらに、そのレンズ状突起やレンズ状へこみは、完全な
球面では無く、非球面に形成したものであっても差支え
ない。

また、上記のフィルターは無色透明のプラスチックをモ
ールド成型することにより容易に製作でき、第４図に示
すように片面のみにレンズ状突起を設けたものばかりで
無く、両面にレンズ状突起を設けるようにしてもよい。

ただし、両面にレンズ状突起を設ける場合には、フィル
ターの光線透過断面積に対する両面のレンズ状突起の総
面積の比をＳとし、前記の条件式（３）を満足するよう
に構成することは言うまでも無い。

さらに、本発明のソフトフォーカス用光学素子は、第１
図に示すように結像レンズの後方ばかりでなく、結像レ
ンズの前面または中間部分に装脱可能に設けてもよい。

その際、フォーカスを挿入する部分の光束が平行でない
場合には、結像面が光軸方向にずれるので、レンズ状突
起を有しない片面を適当な正レンズ面に形成して、その
狂いを補正するようにすることが望ましい、また、レン
ズ状突起部（またはレンズ状へこみ部）のみを、例えば
マゼンタ色に染色して、ポートレートの頭や肌を特にソ
フト描写したり、あるいは青色に染色して、植物の葉や
景色の背景部分のように主として青味を帯びた部分をソ
フト描写して花や前景を浮き出させる特殊撮影用ソフト
フォーカスフィルターとして構成してもよい。

さらにまた、本発明のソフトフォーカス用光学素子は、
ソフトフォーカスフィルターの如く、透明板に複数の微
小レンズ状曲面を設けて、これを撮影レンズに付加する
ように構成されているものばかりでなく、全体として発
散または収斂性を持つレンズ状に形成し、これを撮影レ
ンズに組み込んで専用のソフトフォーカス撮影レンズの
構成の一部の光学素子として用いても差支えない。

〔発明の効果〕

上記の如く本発明によれば、レンズ状曲面を有する光屈
折部の口径およびそのレンズ状曲面の高さを従来の水滴
状突起を有するフィルターに比して充分小さいものに構
成したから、装着すべき結像レンズの分解能を適当に維
持しつつ、良好なソフトフォーカス効果を得ることがで
きる。また、従来のものと同じ平均密度を有する場合に
は光屈折部の数が極めて大きいものとなるためボケ味が
良好で、リング状のボケや２線ボケ等が発生する恐れが
無くなる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のソフトフォーカス原理を示す
説明図、第２図は、第１図における焦点面の一点におけ
る光分布図で、第２図（ａ）は結像レンズのみの場合、
第２図（ｂ）は第１図におけるソフトフォーカス用光学
素子のレンズ状曲面を有する微小光屈折部の平均密度が
小さい場合、第２図（ｃ）は前記の微小光屈折部の平均
密度が大きい場合の光分布図、第３図は、本発明の一実
施例を示すソフトフォーカス用光学系の平面図、第４図
は第３図の一部拡大断面図、第５図は、第３図における
微小光屈折部の拡大図、第６図乃至第８図はそれぞれ第
３図に示す実施例の微小光屈折部の寸法、平均密度を変
えた場合の空間周波数特性図で、第６図は微小光屈折部
の曲面の半径３゜２鰭、高さ０．９μ、口径０．１５嘗
嘗の場合、第７図は微小光屈折部の曲面の半径８．６鰭
、高さ１．８μ、口径０．３５　ｍの場合、第８図は微
小光屈折部の曲面の半径２．８ｍｍ、高さ１．８鰭、口
径０．２０ｍの場合を示し、第９図は、第６図において
用いられた結像レンズをＦｉｌに変化させた場合の空間
周波数特性図、第１０図及び第１１図は、レンズ状曲面
を有する微小光屈折部の分布状態がそれぞれ第３図とは
異なる本発明の実施例のソフトフォーカス用光学素子を
示す平面図、第１２図は第１０図と第１１図に示す光学
素子をそれぞれエフナンバー（Ｆ）５．６の状態にある
結像レンズに装着した場合の空間周波数特性図、第１３
図は第１２図の特性図に用いた結像レンズをＦｉｌに絞
って第１０図と第１１図に示す光学素子をそれぞれ装着
した場合の空間周波数特性図である。 （主要部分の符合の説明） １・・・結像レンズ ２ａ・・・光透過面 ２．１２．２２・・・フィルター（ソフトフォーカス用
光学素子）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）光透過面上にレンズ状曲面を有する複数の微小光
   屈折部を設けると共に、前記微小光屈折部の口径をφ、
   前記光透過面から前記微小光屈折部のレンズ状曲面の頂
   点までの高さまたは深さをｈ、前記光透過面に対する前
   記微小光屈折部の総面積の比をＳとするとき、 ０．０５ｍｍ≦φ≦０．５ｍｍ ０．５μ≦ｈ≦３μ ５％≦Ｓ≦３５％ の条件を満足するように構成したことを特徴とするソフ
   トフォーカス用光学素子。
2. （２）前記微小光屈折部は、球面または非球面のレンズ
   状突起またはレンズ状へこみであって、前記光透過面全
   面に不規則に配置されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のソフトフォーカス用光学素子。
3. （３）前記微小光屈折部は、前記光透過面の中央部分と
   周辺部分とで分布密度が異なるように配置されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   のソフトフォーカス用光学素子。
4. （４）前記微小光屈折部は、前記光透過面（２ａ）から
   突出した球面または非球面のレンズ状突起（３）であっ
   て、φ＝０．１５ｍｍ、ｈ＝０．９μに形成され且つ前
   記レンズ状突起（３）の前記光透過面（２ａ）に対する
   面積比Ｓは、 １６％≦Ｓ≦２４％ の範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のソフトフォーカス用光学素子。
5. （５）前記微小光屈折部は、前記光透過面（２ａ）から
   突出した球面または非球面のレンズ状突起（３）であっ
   て、φ＝０．２０ｍｍ、ｈ＝１．８μにて形成され且つ
   前記レンズ状突起（３）の前記光透過面（２ａ）に対す
   る総面積比Ｓは、 １４％≦Ｓ≦３５％ の範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のソフトフォーカス用光学素子。
6. （６）前記微小光屈折部は、前記光透過面（２ａ）から
   突出した球面または非球面のレンズ状突起（３）であっ
   て、φ＝０．３５ｍｍ、ｈ＝１．８μにて形成され且つ
   前記レンズ状突起（３）の前記光透過面（２ａ）に対す
   る総面積比Ｓは、 １６％≦Ｓ≦３０％ の範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のソフトフォーカス用光学素子。