JPS6380219A - フレア拒否特性を持つた広角レンズ方式 - 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】 本発明は広角レンズシステム乃至方式に関するものであ
って、好適には、フレア（ｆｌａｒｅ）を拒否する為の
広角レンズ方式に関するものである。

第１経路に沿って物体を照明し且つ第２の近接する経路
に沿って該物体の像を該物体から受は取る広角レンズ方
式は公知である。

典型的に、レンズは主光軸に対して垂直であり、従って
フレアを発生する。フレアは無視され且つ中心像アーチ
ファクト即ち不所望像情報として現われるか、又は光ス
トップ即ち絞りに結像されて。

該光ストップの陰によって中心像が劣化されることとな
るかの何れかである。その結果、この様な従来のレンズ
は合焦させる為に容易に移動させることの出来ないもの
である。何故ならば、内蔵の絞りから光が逃げたり又は
該絞りによって発生される像劣化が一層悪化されること
があるからである。像アーチファクトが無視されるが又
は存在する個所は中央であり、それは通常「興味のある
物体」が位置される所である。

本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、フレアを拒否するこ
との可能なレンズ列及び広角レンズ方式を提供すること
を目的とする。

少なくとも２つで、好適には４つの同様のパワーを持っ
た対照的なコンポーネントレンズを持った広角レンズ方
式を提供しており、これらのレンズはオブジェクトから
像へであり、少なくとも２つの対をなす凹凸レンズ、及
び好適には凹凸又は両凸タイプの２つのレンズである。

最初と最後のレンズは変位され且つ通常オブジェクト（
角膜の一部の如く光学システムの境界を定めるアパーチ
ャ即ち口径として取られる）又はその共役の周りの回転
によって回転され、それは第１方向であって、レンズ中
心と１端部との間のレンズ部分を使用し、中間のレンズ
（好適には２番目及び３番目のレンズ）は反対方向に変
位され且つ回転（この場合も通常最初のレンズによって
形成される共役像の周りの回転）されて、他方のレンズ
端部と中心との間のレンズ部分を使用する。レンズ方式
における偏向された光線は、中心と１端部の間のレンズ
の周辺部分のみを使用し１球状レンズの非逸脱部分も又
球状レンズの反対側も使用しない、これらのレンズは非
同心的である。従って、これらのレンズは最適なフレア
拒否の為に必要とされる場合に更に最小的に回転させる
ことが可能である。

最適な変位及び回転の後、収差、分散及び歪を減少させ
る為にレンズ設計の偏向は最小で良く、その結果レンズ
システムのバランスは僅かな−様な非点収差を残すのみ
である。この僅かで−様な非点収差は弱い円筒レンズで
補正され、それは好適にはレンズシステムに関してオブ
ジェクトに対する共役部に位置される。このレンズは、
第１経路に沿ってオブジェクトへ光を投影し且つ直ぐ隣
接する第２経路に沿って該オブジェクトがら戻る光を受
は取り、この往復はフレア無しに行われるシステムにお
いて使用することが好ましい、その結果１球状レンズの
みで構成することが可能であり。

中心視野軸に関して非同心的な全てのレンズを使用し、
且つフレアが拒否される角度で全ての屈折表面を提供す
る広角方式がえらえる。軸円筒効果に関する全体的な残
留物に対する補正は本方式を最適化させる。２つの非球
状レンズを使用した別の実施例も示しである。

本発明の目的とするところは、少なくとも対とさせた同
様のパワーを持っており好適には無収差又は近似的に無
収差のレンズを使用しフレア拒否特性を持った広角レン
ズを提供することである。

第１のレンズは第１方向に変位され且つ回転され。

典型的にはそのオブジェクトポイント即ち物点（即ち目
の中央角膜領域）の周りに回転されて。

レンズ中心と１端部の間のレンズ部分のみを使用する。

他のレンズは変位され且つ回転され、典型的にはその共
役像の周りに反対方向への回転によって、他方の端部と
レンズ中心との間のレンズ部分を使用する。レンズシス
テムにおいて偏向された光線は、レンズの周辺部を使用
するだけであり、対とされるレンズのセグメントは該軸
の上下で実質的に等しいパワーを持っている。

本レンズ方式の利点は、非球状表面を回避することが可
能であるということである。略同じパワーの複数個の球
状要素を使用することによって球状収差が最小化し、即
ち、１方向に延在する周辺レンズセグメントのパワーは
１反対方向に延在する周辺のレンズセグメントのパワー
によってバランスされる。

本レンズ方式の別の利点は、マイルドで−様な円筒収差
を除いて、基本的に対称的な光学的性能を保存する程度
に全ての収差、分散、及び吸収の全てを実質的にバラン
スさせることが可能であるということである。この後者
の収差は、従来の円筒レンズを配置すること、好適には
全体的なレンズ方式の焦点に対する共役部に配置するこ
とによって補正される。

本発明の更に別の利点は、強力な軸上カラー。

回転又は傾斜された像面及び非対称的な非点収差を防止
することも可能であり、許容可能な公差へ補正を行うこ
とが可能である。

このレンズ方式がどの様に従来のものと異なるかを理が
することが重要である。非球状表面を回避可能なばかり
か、レンズは非同心的に使用される。レンズの周辺部分
のみ結像に利用されるに過ぎない、フレア拒否は、レン
ズ表面の初期的な形態によるか、又は別法として、レン
ズ要素の僅かな回転、好適には光学的表面の１つの湾曲
中心の周りに回転させるかのの何れかによって発生する
。

本発明の別の目的とするところは、眼底カメラにおいて
使用する対物レンズ方式を提供することである。アパー
チャー面の像が目へ投影される。

目の眼底の照明の為の周辺光源は、目の中央角膜領域を
丁度越えて入射する。カメラアパーチャに対して共役な
角膜の領域から光線が射出する。照明された眼底から射
出するこれらの中心の光線は角膜に像を形成する。光は
、フレアを発生すること無しに、特に角膜から、直ぐ隣
接する光学経路に沿って通過する。

眼底カメラにおけるレンズの利点は、アパーチャー面を
越えた光学系による横方向及び長手方向の色収差に対し
て敗色的に補正されることが可能であるということであ
る。

フレア拒否対物レンズの別の利点は、従来のフレア阻止
スポット乃至は絞りの使用が回避されているということ
である。その結果、対物レンズシステムを移動させて、
フレア又は像劣化無しで合焦を助けることが可能である
０本対物レンズをフレア無しで幾つかの７パーチヤを介
して同時的にステレオ結像の為に使用することが可能で
ある。

更に、絞りは存在しないので、中心での像劣化は発生し
ない、その結果、デジタル処理による如く、結果として
得られる像は定量的に向上させることが可能である。

理解される如く、スリット走査型眼底カメラにおいて本
対物レンズを使用することが望ましいが、ここに開示す
るレンズ方式は、顕微鏡、標準の眼底カメラ、角膜等の
目のその他の部分を結像する為のカメラ、及び同一のレ
ンズシステムを介して両方向に通過される光で目標が照
明され且つ合焦される様な軍事的な適用において使用す
るすることが可能である。

本発明の更に別の目的とするところは、ここに開示する
レンズを設計し且つ製造する為の方法を提供することで
ある。第１及び第２の凹凸無収差レンズ即ちアプラナー
ト又は近似的アプラナートを使用して、夫々の屈折表面
間に実際のオーバーラツプを持って理論的に位置させた
要素に本レンズシステムで初期的に光線をトレースさせ
る。この様なオーバーラツプを使用することにより、レ
ンズ要素は全体的な長さを減少させることが可能であり
、更に、該光線は高度に物体に対して収束性があるので
、レンズ直径における対応する減少が発生する。典型的
に、第１のレンズ要素はその物点の周りに回転され、従
って全ての有効な光線はレンズ中心又は頂部と１端部と
の間を通過する。

その後、レンズシステムの残部が反対方向に回転され、
従って全ての有効な光線は反対端部とレンズ中心との間
を通過する。全てのレンズは、それらの周辺部分のみが
使用される迄回転される。好適には、レンズ中心上方の
全周辺部谷が、レンズ中心下側の全周辺部分と略同−の
パワーを持つ様に選択される。その後に、全てのレンズ
要素がバランスされて、レンズシステムの結像面に現わ
れる−様な円筒を除いて、収差を最小とする。最後に、
ストップ即ち絞り位置に従来の弱い円筒レンズを配置さ
せることによって全体的なレンズシステムのバランスが
発生する。

この設計方法の利点は、従来の構成トレース用プログラ
ムでそれを容易に光線トレースさせることが可能である
ことである。

以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
に付いて詳細に説明する。

第１Ａ図は本レンズ方式を示した斜視図である。

第２Ｅ図において、同一のレンズを夫々の最終位置に断
面で示してあり且つレンズ要素の半分以上を切除する前
の状態を示している。従って、第２Ｅ図においては、全
体的な従来の球状レンズによって本レンズシステムの由
来を理解することが可能である。

第２Ｅ図を参照すると、レンズＡ及びレンズＢは夫々近
似的に無収差の凹凸レンズであって凹面側をオブジェク
ト即ち物体Ｏに向かって配設されており且つそれらの最
終的な位置へ回転され且つ変位されている。レンズＣは
凹凸レンズであって、それはレンズＢの軸に沿って担持
されている。レンズＤは両凸即ち凸曲レンズであって、
それは前のレンズによって発生される共役物体の周りに
回転されている。

全てのレンズの変位が行われ、従って全てのｒ有効」な
光線は１端部と中心との間を各レンズを介して通過する
。更に、全体的な屈折に対して中心部が使用されない様
に変位が行われる。最終的なレンズ補償は、本システム
の焦点面１８又はその近傍に弱い円筒レンズＥを追加す
ることによって行われる。

当然、第２Ｅ図に示した配置において、図示した如きレ
ンズを使用する為に光学系の半分以上が無駄になる。こ
れらのレンズは、第１Ａ図に示した如く、レンズ要素の
活性乃至は有効な光学的区域だけを包含する形状に切断
される。更に、理解される如く、これらのレンズ要素の
半分未満が使用される。そうであるから、第２Ｅ図に示
した如き完全なレンズ要素の各々は２つの同一のレンズ
方式に貢献することが可能である。

第２Ｅ図及び第１Ａ図に関して本レンズ方式の非同心的
整合性、変位１回転、及び周辺光線のみの使用に付いて
説明したが、本レンズ方式の１つの使用態様を第１Ｂ図
の眼底カメラの場合に付いて説明する。第１Ｂ図に示し
た本レンズ方式を理解する上で、光拒否に関する本レン
ズ方式の機能を完全に理解することが可能である。

第１Ｂ図を参照すると、本レンズ方式は大略りで示しで
ある。目Ｖは眼底Ｆ及びひとみＰを持っている。光はひ
とみＰを介して通過し、本レンズ方式りを介して眼底Ｆ
の像を形成する。

目の構造に付いて熟知している人は、目の眼底は略球状
であることを理解することが可能である。

従って、レンズ要素及び眼底の自然の湾曲によって発生
される像の湾曲の自然の補償がある。

更に、レンズ方式りの焦点によって、２つの個別的な像
が形成される。これらは、アパーチャープレート１４の
像と、目Ｖを出入りする光の像である。

第１Ｃ図を参照すると、典型的なアパーチャープレート
が示されている。それは第１及び第２光源１６と中央開
口１８とを有している。光源１６は目の眼底を照明する
。開口１８は目の眼底から戻ってくる光を受光する。こ
の開口は光をカメラへ通過させる。

ステレオ観測の場合、開口１８程度の２つの開口が必要
とされることが理解される。

レンズ方式りはアパーチャープレート１４の像を目の凸
状の角膜２０上へ合焦させる。理解される如く、フレア
拒否の目的の為には、凸状角膜２０は照明区域１６から
フレアを拒否する。光は合焦されたひとみ区域１８（こ
れは照明に露呈されない）において角膜から出るので、
目の角膜を介しての光の通過からフレアが発生すること
は無い。

どの様な状況においても、レンズ方式りは目Ｖの角膜２
０においてアパーチャープレートの正確な像を維持せね
ばならないことを理解することが重要である。これが無
いと、角膜２０の中心部分からのフレアは疑いも無く存
在して像を劣化させることとなる。

以後に更に詳細に説明する如く、収差を補正する為にレ
ンズ方式りを僅かに調節することはアパーチャープレー
ト１４の焦点を認知出来る程度に変化させることはない
、従って、ここに説明するレンズ方式に対しての調節は
、カメラ３０の像面４０に最適な眼底像を集束させるこ
とが可能としており、それらはアパーチャー面１４の角
膜２０に対しての合焦状態に認知出来る程度の影響を与
えるものではない。

図示したカメラ方式において、眼底は夫々の像面２６．
３２．４０において結像する。各焦点面に付いて理解す
ることが必要である。

像面２６に関して且つ同時に第２Ｅ図を参照して説明す
ると、眼底Ｆを持った目Ｖが示されている。目の後ろ側
にある眼底Ｆは球状の湾曲を持っておりそれは凹状であ
り且つレンズ方式りに向けて配設されている。

角膜２０から逸脱する光線に関しては、第２Ｅ図及び第
１Ｂ図の両方に示される如く、光はライン２５において
断面で示した球状面に沿って集束する。この面は凹状で
あり且つ目Ｖに向かって配設されている。

然し乍ら、レンズ方式りが眼底Ｆの球状面に合焦すると
、それは眼底の直線的な面２６に略整合する。このこと
が発生するのは、目の周辺フィールドに対応する眼底の
共役部が、目の中心フィールドに対応する共役部よりも
、焦点面２５から多少遠くに離れて合焦するからである
。従って、眼底の中心部分は２７において軸上に合焦し
、一方眼底の周辺部分は面２５を越えて面２６へ延長さ
れる。像の平坦化が発生する。

第１Ｂ図に戻って説明すると、カメラ方式の残部は容易
に理解することが可能である。対物レンズ３１が面２６
からの眼底像Ｆを第２眼底像面３２へ合焦させる。この
面は眼底像面におけるアパーチャーに対しての便利な位
置である。

１９８５年４月４日に出願した米国特許出願第７１９．
７７９号、ｒ眼底カメラ（Ｆｕｎｄｕｓ　ＣａＩＩｅｒ
ａ）」、には、スリット走査型方式を開示されている。

このタイプのスリット走査を使用した場合、本レンズ方
式は第２の眼底面３２において目を撮影する為のスリッ
トアパーチャー経路を持つことが可能であることを本発
明者は見出した１重要なことであるが、ここに開示する
レンズ方式はこの様なスリット走査カメラと共に最適に
使用されるのみならず、その他の形態のカメラ共最適に
使用することが可能であり、特に同時的なステレオ結像
カメラと共に使用することが可能である。このスリット
走査を３３で概略示しである。

更に重要なことであるが、この装置は従来の眼底カメラ
と共に使用することが可能であるということである０例
えば、面３２にシャッターも具備するカメラでも動作可
能である。同様に、シャッターを本方式内のその他の位
置へ移動させることも可能である。

面３２を通過した後、光はアクロマート３６を介して、
次いでカメラ対物レンズ３７及び好適には色補償レンズ
３８を介して通過する。光が合焦されて、受光面４０に
眼底Ｆの像を形成する。受光面４ｏは、カメラフィルム
、ビジコン管、又はその他の結像装置を包含することが
可能であることが理解される。

この時点において注意すべきことであるが、本レンズ方
式は、デジタル処理の如き定量的な機内上に特に適して
いる６本レンズ方式の全体の説明において、像の中心に
ストップ即ち絞り又は像アーチファクト等が位置されて
いないことが理解される。この様な絞り又は像アーチフ
ァクトはデジタル処理を一層複雑化させ且つあまり効果
的ではない様にさせる。何故ならば、定量的処理は夫々
のアーチファークトを取り上げ且つそれを像の残部に対
して不釣合いに処理するからである。

以上１本レンズ方式を使用する眼底カメラのオプチカル
トレイン即ち光学列に関して説明したが、本明細書の残
部は最初に本レンズ方式がどの様にして製造さ九るかを
第２Ａ図乃至第２Ｅ図を参照して説明する。その後に、
本明細書では、第３Ａ図及び第３Ｈ図を参照して本レン
ズ方式のフレア拒否特性に付いて簡単に説明する。

第２Ａ図乃至第２Ｅ図を参照すると、本レンズ方式を構
成する一連のステップが示されている。

各ステップに付いて説明する。

第２Ａ図を参照すると、凹凸近似的アプラナートＡ及び
Ｂが軸５０と同心的に位置されている。

凹凸球状レンズＣ及び両凸球状レンズＤも同心的に位置
されている。その中での配置は想像的であり、２つのオ
ーバーラツプ５１．５２が存在するので実際にはありえ
ない、これらのｉ−バーラップ５１．５２は所要の空気
／ガラス界面を破壊することとなる。以後に説明する如
く、レンズ要素の相対的な回転が発生すると、オーバー
ラツプは最早存在しなくなる。所要の空気／ガラス界面
は回復される。

ここで、このオーバーラツプによって利点が得られるこ
とが理解される。第２Ａ図をｍｌすると。

全ての光線が点５５から発散していることが分かる。レ
ンズ要素Ａ及びＢはオーバーラツプしなかったと仮定し
且つさらにレンズ要素Ｃ及びＤはオーバーラツプしなか
ったと仮定すると、レンズ要素Ｂとレンズ要素りの両方
は光学システムの全ての活性乃至は有効な光線を捕捉す
る為により大きな直径のものでなければならないことが
直ぐに理解される。

更に、レンズＡとレンズＤとの間の距離は増加せねばな
らない、この距離が増加されると、レンズＤの直径も同
様に増加せねばならない、従って、このレンズ方式のコ
ンパクト性は以後に説明する設計方法から得られるもの
であることが理解される。

幸福なことに、コンピュータプログラムが、空気／ガラ
ス界面が実際の世界においては実際には存在しなくとも
、この様な空気／ガラス界面をエミュレートすることが
可能である。この様なエミュレーションは、ヒユーレッ
トバラカード９８２５コンピユータ及びヒユーレットバ
ッカードア２２５Ａプロツタ（両方共、米国カリフォル
ニア州、パロアルトのヒユーレットバラカード社の製品
）を使用するこの設計において行われた。　０ｓｌｏ−
２５Ｇという製品名で米国ニューヨーク州、フェアポー
トのシンクレアオブチックス社から入手可能なコンパチ
ブルのソフトウェアを使用して、ここに説明する設計方
法゛をエミュレートした。

光学設計において開始点として、点５５の結像における
球状収差を最小とする様に４つの要素のパワー及び形状
を与える。実際には、このことは。

点５５の共役像を形成することに関して別々に取った各
要素に対して低い球状収差となる。開始点の値を僅かに
変化させると最適化された性能が得られる。この様に最
適化されたレンズ方式に対するパラメータに付いて以下
説明する。

好適な光学系に付いて説明する０本方式は、点５５（「
表面０」として言及する）から１３．４０７＋ａｍに位
置されたアパーチャーストップ１を有している。このア
パーチャーストップは典型的に直径が２９．７８０５＋
ａｍでレンズＡ上の表面２から１６．７０１ｍｍに位置
されている。

第２Ａ図に示した如く、この結合したシステムは黄色光
において３８．６０ｍ＋ａの実効的焦点距離を持ってい
る。波長トレースは黄色（０，５８７５６μ■）、青（
０，４８６１３μｍ）　、及び赤（０，６５６２７μ■
）で発生された。

使用されるガラスに関しては、レンズＡ及びＣはＢＫ７
という名称で米国ペンシルバニア州デュリアのショット
社によって販売されているガラスである。レンズＢ及び
ＤはＬＡＫ８という名称でショット社から販売されてい
る。

レンズＡ上の表面２は−３３，４７７ｍｍの曲率を持っ
ている。レンズＡ上の表面３はより鋭い−２７，１８８
ｍｍの曲率を持っている。レンズＡはレンズＢと０．７
０４ｍｍだけオーバーラツプし。

それはコンピュータでエミュレートした条件である。レ
ンズＡは８．８６ｍｍの厚さである。

レンズＢは表面４を持っており、その曲率は−６７，６
７５＋ｗｍであり、又曲率が−４３，０９２ｍｍのであ
る表面５を持っている。該レンズは８゜８６履脂の厚さ
を持っており、且つレンズＣから０゜７０４ｍｍだけ分
離されている。

レンズＣは曲率が−７３６，２６９ｍｍである表面６を
持っている０表面７は−８２，８６４ｍｍｗの曲率を持
っている。全体のレンズ厚さは８．８６１である。レン
ズＣの表面７のレンズＤの表面８内へのオーバーラツプ
は、１．７５９ｍ＋＊の量発生し、これもコンピュータ
のエミュレート条件である。

レンズＤの表面８は１５８．８６８ｍｍの凸状曲率を持
っている。その反対側の凸状曲率は−２３８，３４０ｍ
ｍである。レンズＤの表面９と点５５の共役点との間の
距離は役２４４．９＋ｕ＋である。

レンズＤは８．８６ｍｍの厚さである。

本レンズ方式のパラメータについて説明したので、要素
の回転に付いて説明する。第１に、回転は第２Ｂ図、第
２Ｃ図、第２Ｄ図の一連を参照して説明する。最後に、
回転は第２Ｅ図を参照して定量的に説明する。ここで与
えられる数値は最適なレンズ設計の為のものであること
を理解すべきである。

第２Ａ図を簡単に参照すると１本レンズ方式の角度は９
６°である。本方式はレンズ要素の半分しか使用しない
ので、結果としてえらえる方式の角度は４８＠よりも多
少小さい程度である。これは、ｒ主光線」又は本方式を
通過する平均中心光線の両側において２４°よりも多少
小さい。

注意すべきことであるが、「主光線」という用語は伝統
的な意味で理解することは出来ない１通常、主光線はレ
ンズ方式の軸に沿って通過する。

本レンズ方式においては、軸は存在しない。

レンズＡは近似的な無収差の表面２を持っている。その
表面に入射する全ての光線は基本的にそれに対して垂直
に通過する。

レンズＡも表面３で光線を偏向させる。これらの偏向さ
れた光線はレンズＢ上の表面４を通過する。再び、該光
線は表面４に関して基本的に垂直に通過する。

第２Ｂ図を参照すると、レンズシステムＡは変位され且
つ回転されている。それは回転されており、従って点５
０からの全ての機能的な光線５７．５９はレンズＡのレ
ンズ中心６０とレンズＡのレンズ端部６２との間を通過
する。第３図に関して後により一層明らかになる如く、
このことはレンズ中心６０を光線の活性乃至は有効区域
の外へ移動させる。光線の活性区域の外へ移動すると、
中心はフレア発生点となることは不可能である。

更に第２Ｂを参照して説明すると、レンズＢ、Ｃ１及び
Ｄは全てレンズＡと共に回転されていることが理解され
る。

ここで、レンズ要素間の相対的な回転に付いての説明が
有用であると思われる。

このレンズ設計に関する研究において、レンズの周辺の
ウェッジ形状をしたセグメントを使用していることが理
解される。該ウェッジは略パワーが等しく且つそれらが
レンズ方式を横断して延在する場合に配置が反対である
ことが望ましい、このことは１本方式を介して遭遇され
る収差、発散。

及び吸収のバランスに取って必要である。

第２Ｅ図を簡単に参照すると、レンズＡ及びＤの上半分
が使用されていることが理解される。同様に、レンズＢ
及びＣの下半分が使用されている。

このタイプの配置をダウンアンドアップ即ちＤ及びＵと
して言及することとする。理解すれる如く、第２Ｅ図に
示した実施例は好適であり、且つ２つのレンズ要素（Ａ
及びＤ）はダウンであり。

且つ２つのレンズ要素はアップであって、即ちＤＵＵＤ
の配置である。同様に、これらの要素は交互にアップ及
びダウン、即ちＤＵＤＵとすることが可能である。

第２Ｃ図を参照すると、レンズ要素Ａは不変の状態で、
且つレンズ要素Ｂ、Ｃ，Ｄは上方位置へ回転された状態
で示されている。レンズ回転の点に関して多少の注意を
与えることが可能である。

物点５５はレンズＡによって新しい位置即ち共役点に結
像され、それはレンズＢを新しい位置へ移動させる為の
回転中心として機能する。（実際上、像位置はレンズ軸
に沿って通過する光線と周辺の光線との交点によって最
も良く画定される。）７ｏにおけるレンズＢの非プリズ
ム部分と底部端部７２と７がその中に活性光線を閉じ込
める迄は回転が行われる。

レンズ要素ＣとＤとが要素Ｂと共に回転されることが観
察される。第２Ｄ図に写ると、レンズ要素りのみが回転
されている。このレンズ要素は３２３ｍｔｌｌれた物体
へその共役点の周りに回転されている。理解される如く
、レンズ要素Ａ、Ｂ、Ｃの回転の如く、この回転は第２
Ｄ図の左側の点から発生する。再び、レンズ回転が発生
し、従ってレンズ中心８０とレンズ端部８２はそれらの
間に本方式の活性光線を持っている。同様に１重要なこ
とであるが、レンズＤの中立軸８０はレンズ方式りの屈
折には関与しない。

該レンズ要素を更に少し回転させることが、特にレンズ
要素Ａ及びＢの場合においてフレアを拒否する為に必要
とされることがある。（第３Ｆ図及び第３Ｈ図参照）本
発明者の知得したところでは、この様な回転はレンズ表
面の１つの曲率半径の周りに好適に発生させることが可
能であり、且つ何れかのフレアを拒否する為に必要な量
のみ発生させるべきである９例えば、レンズ要素Ａをそ
の表面３の曲率中心の周りに傾斜させ、且つレンズ要素
Ｂをその表面５の曲率中心の周りに多少傾斜させること
により、最適なフレアの拒否゛を発生させることが可能
である。この様な回転は数度のオーダーであり、第２Ｄ
図の面内又は第２Ｄ図の面に重直な方向とすることが可
能である。

本レンズ設計におけるこの時点で、何れの適用でも必要
とすることのある特定のレンズ設計の妥協に適合させる
為に、パラメータを変更させることが可能である。各こ
の様な変更に対して、設計者は光線トレースを新たなも
のとしたり、又収差。

歪、発散等の傾向をｗｔ察することを所望する０例えば
、レンズ要素の屈折特性、傾斜及び回転における多少の
変化の全てが発生することがあり、且つ結果的に得られ
る球状収差、横方向色収差、フィールド曲率、非一様性
発散、吸収等を最小とするか又は対称的とさせる為に分
析されることが可能である１本発明者の知得したところ
では、第２Ｅ図に示した結像面２６において重要な−様
な非点収差を除いて、全ての収差を効果的に満足のいく
レベルに迄バランスさせ且つ妥協させることが可能であ
ることが分かった１例として、この様な収差は、入射又
は射出光軸に関して対称的な残留収差として許容可能な
レベルに保持させ且つ維持することが可能である。第２
Ｅ図に示した如く、レンズ方式りの焦点に、弱い円筒レ
ンズＥを配置するのはこのことが理由である０円筒Ｅは
第２Ｅ図の図面においては誇張して示されており、実際
的には、円筒パワーの１／８ジオプトルの程度である。

第２Ｅ図を参照して、好適なレンズ方式の結果として得
られる配置及び回転に付いて説明する。

レンズシステムＡは該レンズの軸５０上の点の周りに２
４＠たけ回転されている。その点は第２Ａ図に示した表
面２の左へ３０．１０９ｍｍに位置されている。

レンズシステムＢは、表面４の左へ５１．０７８１に位
置されたレンズシステムＢの軸上の点７１の周りに３５
．２１°だけ軸５０から上方へ回転されている。（第２
Ｃ図参照）レンズＣはレンズＢと相対的に元の位置に留
まっている。

レンズＤは、表面８の左へ３２３．ＯＯｍ腸に位置した
レンズＤの軸上の点の周りに６．７２度の角度へ残りの
レンズシステムと反対に回転される。

（第２Ｄ図参照） 従って、好適なレンズ方式の形態に付いて完全に説明し
た０本発明者は、フレアの拒否を第３Ａ図乃至第３Ｈ図
において表面毎に個別的に考慮した。

第３Ａ図及び第３Ｂ図は、レンズＤ上の表面９及び８に
関してフレアを分析している。第３Ｃ図及び第３Ｄ図は
、レンズ要素Ｃの表面７及び６上のフレアを示している
。第３Ｅ図及び第３Ｆ図は。

レンズ要素Ｂ上の表面５及び４に関してのフレアを示、
している、最後に、第３Ｇ図及び第３Ｈ図はレンズ要素
Ａ上の表面３及び２に関してのフレアを示している。注
意すべきことであるが、これらの図は中央の視野を照明
する光線から発生する光即ちフレアを例示するものであ
る。

本明細書において、「対称的なレンズ要素」という定義
を行っている。この定義によって、対称軸に関して対称
的な全てのレンズ要素をカバーすることを意図している
。この様なレンズは１通常、軸からの各個別的な半径に
おいて、同一の光学的厚さ及び屈折表面勾配を持ってい
る。この様な定義は、ここでは、球状及び非球状表面の
両方を包含するものである。

本発明の最も効果的な使用としては、光学系がコーティ
ングされていることが必要である。特に。

本発明者は、ＬＡＫ８ガラス上には弗化マグネシウムの
単一層反射防止コーティングを使用し、且つＢＫ７ガラ
ス上にはＨＥＢＢＡＲ（米国、カリフォルニア州、アー
ビンのメルグリオ社の商標）等の高効率光学的コーティ
ングを使用した。この様なコーティングはメルグリオ社
から入手可能である。

このレンズ設計において、全ての要素が最適化された球
面収差を最小とさせている。その結果、アプラナートの
如く見えるレンズ表面（特に要素Ａ及びＢ上）が発生さ
れている。然し乍ら、これらの表面は真の無収差表面で
はない、従って。

「近似的な無収差」という用語を使用している。

これまでの説明においては１本発明が球状光学系を使用
して実施可能であることを強調している。

２つの非球状光学系のみを使用する別の実施例を第４図
に示してあり、夫々非球状レンズＸ及びＹを使用してい
る。

レンズＸに付いて説明すると、球状レンズ表面は破線１
００で示しである。該レンズの非球状形態は１０２で示
してあり、目Ｅから光学系のひとみＰへの第２屈折界面
を有している。前述した如く、眼底の像はＦに形成され
る。

同様に、レンズＹに付いても同様に説明される。

特に、それは破線で示した球状表面１０４を有しており
且つ実際の非球状表面１０６を有している。

これらのレンズＸ及びＹの各々は夫々の非球状形状を、
与えられたレンズを介して通過する各光線に対して物体
から像への光学経路長（即ち、光線経路の和に該光線が
通過する媒体の屈折率を乗じたもの）を同じとすること
から派生する。非球状構成が存在することは個別的なレ
ンズ要素の精選を複雑化させるが、使用される要素の全
数における減少がこの実施例の有為性を正当化させるも
のと考えられる。更に、各非球状形状は軸対称であり、
この点更に一般的なタイプの非球状表面と比較して製造
を簡単化している。非球状表面は、前述した光学経路が
等しいという条件の下で、該要素の片側又は両側の表面
とさせることが可能である。

この特定例において、所要の回転の効果として、両方の
レンズがそれらの夫々の焦点の周りに回転されることと
なり、これらの回転は反対方向である。レンズ又は目Ｖ
に隣接する物点と相対的に下方向へ回転されており、該
レンズ要素の上半分のみを使用することとしている。同
様に、レンズＹはひとみＰの周りに上方向に回転されて
おり、該レンズ要素の下半分を使用することとしている
。

本実施例においては非球状表面が形成されねばならない
が、使用する非球状レンズの各対に対して、２つの個別
的なレンズ方式を構成することが可能である。このこと
は、１つのレンズ構成において使用されない１つのレン
ズの下側部分及び他のレンズの上側部分を第２のレンズ
構成において使用することが可能だからである。

非球状レンズの寸法決定は、従来の構成トレースプログ
ラムを使用して前述した如く処理することが可能である
。最適には、１７．５＠の範囲において各々のレンズを
回転させることが望ましい。

以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説、明
したが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきも
のでは無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに
種々の変形が可能であることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明の対物レンズ方式を示したレンズ要素
及び補正用の弱い円筒レンズを図示する概略図、第１Ｂ
図は概略示した眼底カメラへの本レンズの典型的な適用
を示しており直線的に配設した本発明のレンズ要素の側
部概略図、第１Ｃ図は第１Ｂ図のＩＣ−ＩＣ線に沿って
の眼底カメラのアパーチャープレートの概略図、第２Ａ
ｌ！ｌ乃至第２Ｅ図は第１Ａ図に示したレンズ列を製造
する為のレンズ要素を回転させる処理プロセスを示した
一連の説明図であって、第２Ａ図はレンズが同心的に整
合されオーバーラツプされて示されておりレンズ構成の
元となる球状レンズ列の概略図、第２Ｂ図は第ルンズ要
素の回転を示した概略図。 第２Ｃ図はオーバーラツプを取り除く為に第ルンズ要素
と相対的に第２．第３及び第４レンズ要素の回転を示し
た概略図、第２Ｄ図はオーバーラツプの無い第４レンズ
要素の回転を示した概略図。 第２Ｅ図は軸上に弱目の円筒レンズを有しており物体の
共役位置（角膜はアパーチャーストップとして考え）に
おけるレンズ方式の補正を示す概略図、第３Ａ図乃至第
３Ｈ図は実際に製造されたレンズ列のフレア拒否を示し
た各概略図、第４図は２つの非球状レンズ要素を使用す
る実施例を示した概略図、である。 （符号の説明） Ａ、Ｂ、Ｃ：凹凸レンズ Ｄ：両凸レンズ Ｅ：弱い円筒レンズ Ｌ：レンズ方式 ： ： ％式％ ： ： ： ： 特許出願人　　　　アラ−ガン　ハンフリーＦＩＧ　　
２Ａ。 ＦＩＧ　　２Ｃ。 ＦＩＧ＝３Ａ、　　　　　　　　　　ＦＩＧ、　　３Ｂ
。 ＦＩＧ、　　３Ｃ，ＦＩＧ＝３０゜ ＦＩＬ３Ｅ、　　　　　　　　　　ＦＩＧ、　　３ＦＦ
ＩＧ、＝３６．　　　　　　　　　　　ＦＩＧ、　　３
Ｈ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも２つの順次的なレンズ要素を持ったフレ
   ア拒否屈折レンズ列において、各レンズ要素が対称的な
   レンズ要素の半分未満のセグメントを有することを特徴
   とするレンズ列。 ２、少なくとも３つの球状要素を持ったフレア拒否レン
   ズ列において、前記レンズ要素は同心的に整合された場
   合に最小球面収差を持つレンズ列を形成し、前記レンズ
   要素は、本レンズ系を介して屈折された光線が該レンズ
   の中心と該レンズの半分の端部との間のレンズ部分を使
   用し該レンズの中央部分も該レンズの他の半分も使用す
   ることが無い様に、変位され且つ回転されていることを
   特徴とするレンズ列。 ３、広角レンズ方式において、少なくとも２つの凹凸近
   似的無収差球状レンズを有しており、第１のレンズの近
   似的無収差表面は第１の点からの光線に対して実質的に
   垂直であり且つ第２の点からの見掛けの射出に対して光
   線を球状に偏向させ、該第２のレンズの近似的無収差表
   面は該第２の点から見掛け上射出する光線に対して実質
   的に垂直であり、前記第１及び第２の近似的無収差レン
   ズは、本レンズ方式によって屈折される全ての光線は各
   レンズのレンズ中心と該レンズの半分の間を通過し該レ
   ンズ中心及び該レンズの他方の半分を通過することが無
   い様に、等しく且つ反対に配置されていることを特徴と
   する広角レンズ方式。 ４、広角フレア拒否レンズ方式において、４つの順次的
   で同じパワーの球状コンポーネントレンズを有しており
   、これらのレンズは少なくとも２つの対をなす近似的無
   収差凹凸レンズと各々が少なくとも１つの凸表面を持っ
   ている少なくとも２つの球状レンズを有しており、前記
   順次的なレンズ列における最初と最後のレンズはレンズ
   中心と１つの端部との間のレンズ部分を使用すべく第１
   方向に変位されており、中間のレンズは他方のレンズ端
   部とレンズ中心との間のレンズ部分を使用する為に反対
   方向に変位されており、該レンズ要素の何れもが中立の
   中心部分を使用することがないことを特徴とする広角フ
   レア拒否レンズ方式。 ５、物体を撮影する為に広角レンズ方式を持ったカメラ
   において、フィルム面と、シャッター方式と広角対物レ
   ンズとを具備しており、前記広角対物レンズは少なくと
   も２つの順次的なレンズ要素を持ったフレア拒否屈折レ
   ンズ列を有しており、各レンズ要素は対称的レンズ要素
   の半分未満のセグメントを有していることを特徴とする
   カメラ。 ６、特許請求の範囲第５項において、前記広角レンズ方
   式は近似的無収差表面を持った第１及び第２球状レンズ
   の後に２つの球状レンズが続く少なくとも４つの球状レ
   ンズ要素を持っており、前記レンズの最初及び最後のも
   のはレンズ中心と１端部との間のレンズ部分を使用する
   為に１方向に変位されており、中間のレンズ要素は他方
   のレンズ端部と中心との間のレンズ部分を使用する為に
   反対方向に変位されていることを特徴とするカメラ。