WO2016121033A1 - フレアカット部材、レンズ装置、及び光学装置 - Google Patents

フレアカット部材、レンズ装置、及び光学装置 Download PDF

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flare
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谷津　雅彦
加藤　修二
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日立マクセル株式会社
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    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/021—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens

Definitions

  • the present invention relates to a lens device or an optical device having a flare cut member.
  • optical systems such as lenses for digital cameras and optical systems such as projection apparatuses have been demanded to have high optical performance and to be small and light. For this reason, a lens having a large diameter lens or a lens ball having a lens surface with a small radius of curvature has been increasingly used.
  • Example 2 of Patent Document 1 discloses a flare cut in which a light beam that forms an image height corresponding to the imaging range passes and blocks the other light beam.
  • the resolution performance deteriorates.
  • the decentering / falling direction of each lens ball constituting the imaging lens is a direction parallel to the short side of the rectangular effective range of the imaging element, the degradation of resolution performance is reduced. This is because the image height in the long side direction is larger than that in the short side direction even with the same amount of decentering / falling, and the influence of the eccentricity / falling becomes larger in the long side direction.
  • Patent Document 1 since the shape of the flare cut opening is formed in a rectangular shape and disposed in the optical system, if the group lens with the flare cut is rotated, the flare cut The position at which the light beam that has passed through the opening is incident on the image sensor changes and does not necessarily enter the effective range of the image sensor. Therefore, there is a problem that it is not possible to adjust the eccentricity / falling by rotating the group lens. Strictly speaking, the rotation adjustment of 180 degrees is possible, but since the relationship with the effective range of the image sensor does not change, the rotation adjustment is not substantially performed.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of adjusting the rotation even with a combined lens in which a flare cut is arranged.
  • the lens is formed on a light beam incident side of a lens ball constituting a combined lens of an optical device, the light shielding surface that shields the incidence of the light beam on the peripheral portion of the lens, and the light shielding surface.
  • a flare-cut member having a rotationally symmetric opening through which a light beam incident on the ball passes is arranged.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a flare cut 100 according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a projection optical system 1 incorporating the flare cut 100 of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing an optical path of a light beam passing through the projection optical system 1 in the YZ plane.
  • a flare cut member 100 (hereinafter abbreviated as “flare cut”) is formed of a circular plate-like member, and includes a light shielding surface 101 that shields harmful light, and an opening provided at a substantially central portion thereof. Part 102.
  • the shape of the opening 102 is a regular hexagonal shape which is an example of a rotationally symmetric shape.
  • Projection optical system 1 of the oblique projection shown in FIG. 2 has a lens configuration of oblique projection in the YZ plane, in order from the reduction side (light incident side), rotationally symmetrical first coaxial lens system L 1 and the second coaxial lens and L 2, the non-rotationally symmetrical lens L 3, a non-rotationally symmetrical mirror M 4, a magnifying optical system lens apparatus constructed by arranging.
  • Projection optical system 1 a first coaxial lens system L 1 and the second coaxial lens L 2 is arranged on the same optical axis in the YZ plane, a non-rotationally symmetrical lens L 3 and the non-rotationally symmetric mirror M 4 first coaxial the optical axis a 1 of the lens system L 1 and the second coaxial lens L 2 formed by arranging upward in the Y-axis direction. Accordingly, as shown in FIG. 3, in the YZ plane, the light beam rather than the whole of the second coaxial lens system L 2, passes through substantially the upper half portion.
  • the first coaxial lens system L 1 and the second coaxial lens L 2 have a common optical axis A 1 , and the optical axis A 1 connects the center of the object and the center of the virtual image plane S. it is different from the straight line a 2.
  • the lens ball when represented by a ray diagram up to the actual image plane (not shown), the lens ball becomes too small, so that the light reflected by the non-rotationally symmetric mirror M 4 is reflected immediately after the virtual image plane S. It represents a part up to. From FIG. 3, it is clear that the optical axis A 1 and the straight line connecting the object center and the center of the actual image plane (not shown) are different.
  • first coaxial lens system L 1 In rotationally symmetric first coaxial lens system L 1, it is performed flange back adjustment to move adjustment in the optical axis direction.
  • Flange back adjustment is back focus adjustment at the stage of the lens assembly of the production, there is a method of rearranging the spacer, the easiness of the work, inner barrel of the lens barrel that holds the first coaxial lens system L 1
  • first coaxial lens system L 1 is rotated in the optical axis A 1 around.
  • the second coaxial lens system L 2 is immobile in helicoid adjustment, it does not rotate the optical axis A 1 around.
  • non-rotationally symmetric lens system L 3 is performing focusing action by moving each lens ball in the optical axis direction.
  • Non-rotationally symmetrical mirror M 4 at the time of focusing action of the non-rotationally symmetrical lens system L 3, is stationary.
  • the non-rotationally symmetric lens L 3 and the non-rotationally symmetric mirror M 4 correct trapezoidal distortion that occurs mainly in oblique projection.
  • a flare cut 100 is disposed between the lens L 24 and the lens L 25 in the second coaxial lens system L 2 (see FIG. 2).
  • the reason why the flare cut 100 is arranged in the projection optical system 1 is as follows.
  • the light beams emitted from different positions of the object point overlap in the optical system are separated as they approach the image plane side, and are condensed at the corresponding positions on the image plane side. If the flare cut is disposed immediately before the image plane, only the light flux at the peripheral portion of the image is shielded, so that the ratio of the peripheral light amount to the image height rapidly decreases at the maximum image height. Even if the brightness of the peripheral part relative to the brightness of the central part of the image plane satisfies the target value, the darkness in the peripheral part is noticeable and the quality is poor if the light quantity in the peripheral part is rapidly deteriorated. It becomes an image.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating each light beam range on the incident surface of the lens L 25 of the light beam reaching the 17 image points of the rectangular region on the image surface when the flare cut 100 is not used.
  • the same numbers are assigned to the luminous fluxes corresponding to the image points 51, 52, 53, and 54 on the image plane in the figure.
  • the arc-shaped dotted line 25 corresponds to the effective diameter at the entrance surface of the lens L 25 , and with this effective diameter, a part of the light beam at the image point 52 at the upper end of the image surface is shielded. I understand.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating each light beam range on a plane in which the flare cut 100 is disposed between the lens L 24 and the lens L 25 in the second coaxial lens system L 2 . Since the position in the direction of the optical axis 2 differs in particular with respect to the light flux at the image points 53 and 54 with the light flux range at the entrance surface of the lens L 25 described above in FIG. However, since the position of the light beam at the image points 51 and 52 is close to the incident surface of the lens L 25 , a light beam range almost similar to that in FIG. 4 is obtained.
  • the shape of the opening 102 (see FIG. 1) of the flare cut 100 of FIG. 4 a hexagonal shape, the flare of the light flux at the image point 51 is simultaneously cut while suppressing the amount of light shielding at the image point 52. Will be able to.
  • the second coaxial lens system L 2 is essentially the optical axis 2 (Fig. 1, see FIG. 2) should no effect be rotated around.
  • the direction in which the eccentricity and inclination of the built-in each lens ball occurs in relation to the passing range of the light beam in FIG. 5 described above the second coaxial lens system L 2 light A difference in the optical performance of the entire projection optical system 1 is caused by rotating around the axis 2. Therefore, even if the rotational adjustment of the second coaxial lens system L 2 having a built-in flare 100 on the optical axis 2 around, as the light-shielding effect of the flare is not changed, the rotation symmetrical shape of the opening 102 of the flare 100 Formed.
  • the difference in the amount of peripheral light between each image point (for example, image points 51 and 52) located near the outer edge of the image is reduced, and the image periphery
  • the amount of light in the part can be made more uniform. Therefore, in the peripheral part of the same rectangular image, for example, the difference between the light quantity at the center of the rectangular side and the light quantity at the corner can be further reduced.
  • Figure 6 is an explanatory view of a rotational adjustment of the lens assembly incorporating a flare, an inner barrel 301 which incorporates the flare 100 is rotationally symmetrical about the second coaxial lens system L 2, it is arranged on the outside It is a figure showing the relationship with the outer side lens-barrel 302.
  • FIG. 6 although the second coaxial lens system L 2 is not shown, the second coaxial lens system L 2 is held in the inner barrel 301.
  • recesses 311 are provided in increments of 120 degrees. Further, on the inner peripheral portion of the outer barrel 302, convex portions 312 are provided in increments of 120 degrees.
  • the inner lens barrel 301 is rotatably accommodated in the outer lens barrel 302, and the convex portion 312 is fitted into the concave portion 311 so that the inner lens barrel 301 and the outer lens barrel 302 can be assembled with being shifted by 120 degrees. It has become.
  • the flare cut 100 having the hexagonal shape of the opening 102 the flare light-shielding action can be maintained even if the rotation is adjusted in steps of 120 degrees around the optical axis 2.
  • the shape of the light shielding portion of the flare cut 100 is a regular hexagonal shape, it is rotationally symmetric even if it rotates around the optical axis 2 in increments of 60 degrees. Therefore, if the inner lens barrel 301 has a structure in which the angle can be changed in increments of 60 degrees with respect to the outer lens barrel 302, rotation adjustment in increments of 60 degrees can be made possible.
  • the shape of the opening 102 of the light shielding surface 101 is a regular hexagonal shape, but it goes without saying that the effect of the present invention can be obtained even if the shape of the opening is formed by connecting the corner apex portions with curved surfaces.
  • the shape of each side of the regular hexagon forming the opening shape of the light shielding surface may be connected by a curve instead of a straight line.
  • the shape of the opening of the flare cut is a rotationally symmetric shape only at a certain angle around the optical axis. Since only the flare cut differs from the first embodiment in the second embodiment, only the function of the flare cut will be described, and the other description will be omitted.
  • the flare cut 100a according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of the flare cut according to the second embodiment.
  • the shape of the opening 102a of the flare cut 100a is a hexagonal shape that is not a regular hexagonal shape.
  • the shape of the opening 102a of the flare cut 100a is a rotationally symmetric shape when rotated at an angle around the optical axis, that is, 120 degrees.
  • the flare cut 100a since the flare cut 100a has the distance b smaller than the distance a, the light beam at the image point 52 in FIG.
  • the flare cut 100a by shifting by 60 degrees, the light flux of the image point 52 can be largely shielded while the light shield of the image point 51 remains the same.
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing a modification of the flare cut according to the second embodiment.
  • the shape of each side of the regular hexagon forming the shape of the opening of the light shielding surface may be connected by a curve instead of a straight line.
  • the side of the opening 102b having a value a having a large distance from the optical axis 2 and a side having a large value a and a side having a small value b are alternately adjacent to each other. It is formed so as to form a part of an arc. Since the distance from the optical axis 2 is different between a and b, the flare at the image point 51 can also be shielded by this flare cut 100b.
  • the opening shape of the flare cut has a rotationally symmetric shape before and after the rotation at a part of the rotation angle around the optical axis center (opening center), and is not before and after the rotation at the remaining rotation angle.
  • Rotation adjustment is performed at a rotational angle that is rotationally symmetric if you want to make the peripheral light amount of the image more uniform by making it a rotationally symmetric shape, and at a rotational angle that is non-rotary symmetric if you want to provide a difference in the peripheral light amount Can do.
  • the latter rotation adjustment is effective when there is a large left-right difference in the eccentric tilting of the assembled lens.
  • FIG. 9 is a configuration diagram of the flare cut according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory view of a rotary adjustment of the lens assembly incorporating a flare according to the third embodiment, the inner barrel incorporating a flare rotationally symmetric second coaxial lens system L 2 and the outer mirror It is a figure showing the relationship of a pipe
  • the flare cut, the inner lens barrel, and the outer lens barrel are different from those in the first embodiment. Therefore, only the function of flare cutting, the inner lens barrel, and the outer lens barrel will be described. Is omitted.
  • the shape of the opening 102c of the flare cut 100c in FIG. 9 is a regular octagon.
  • the flare cut 100c has a symmetrical shape even if it rotates about the optical axis 2 in increments of 45 degrees.
  • the inner barrel 301a and outer barrel 302a incorporating the second optical axis lens system L 2 has a structure that can be incorporated rotated in increments of 90 degrees.
  • the outer periphery of the inner barrel 301a is provided with four recesses 311 in 90 degree increments.
  • four convex portions 312 are provided in increments of 90 degrees on the inner peripheral portion of the outer barrel 302a.
  • the convex portion 312 is fitted to the concave portion 311, and the inner lens barrel 301a and the outer lens barrel 302a can be incorporated while being shifted by 90 degrees.
  • the shape of the opening 102c of the flare cut 100c is an octagonal shape, even if the rotation is adjusted by 90 degrees around the optical axis 2, the light shielding action of the flare can be maintained.
  • the rotational symmetry of the flare cut can be ensured even at a finer rotation angle than in the first and second embodiments, so that the accuracy of fine adjustment of the eccentricity / tilt of the lens can be further improved.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a front projector equipped with the projection optical system according to the embodiment.
  • the front projector 400 of FIG. 11 performs an input signal processing unit 411 that converts the video input signal 430 into an internal video signal 431 by, for example, IP conversion, a scaler, and the like, and performs, for example, Keaton correction and resolution correction on the internal video signal 431.
  • An image processing unit 412 that outputs a corrected video signal 432; a timing control unit 413 that generates a display control signal 433 by associating the corrected video signal 432 with a horizontal / vertical synchronization signal; an optical system device 420 that displays video; It is comprised including.
  • the optical system device 420 receives a light source 421 that emits a light beam for projecting an image on the screen 440 and a display control signal 433, and adjusts the gradation of the light beam from the light source 421 for each pixel to create a projected image.
  • a projection optical system 423 including a lens for enlarging and projecting the projected image on the screen.
  • the projection optical system described in the first to third embodiments can be applied to the projection optical system 423.
  • the shape of the opening of the flare cut member is formed in a shape that is different from the polygonal shape shown above, such as a rotationally symmetric shape, for example, a shape having a circular shape or a plurality of rotationally symmetric angles. May be.
  • a rotationally symmetric shape for example, a shape having a circular shape or a plurality of rotationally symmetric angles.
  • the lens device has an angle different from the hexagonal shape or octagonal shape.
  • the inner lens barrel may be rotated so as to be adjustable.

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Abstract

　フレアカットを内蔵した状態で、レンズ系を回転調整可能な光学装置を提供することを目的とする。そのために、本発明に係るフレアカット部材は、レンズ周辺部に入射する光束を遮光する遮光面と、遮光面に形成され、レンズ玉に入射する光束が通過する開口部と、を備え、前記開口部の形状が回転対称な形状であること、を特徴とする。

Description

フレアカット部材、レンズ装置、及び光学装置
　本発明は、フレアカット部材を有するレンズ装置や光学装置に関する。
　近年、デジタルカメラ用レンズなどの光学系や、投写型装置などの光学系においても、高い光学性能を有し、かつ光学系の小型軽量が求められている。このために、口径の大きなレンズや曲率半径の小さいレンズ面を有するレンズ玉が多く使用されるようになってきている。
　このようなレンズ玉を光学系に用いるとレンズ玉の周辺部では光線が大きな角度で入射する。このため誘電多層膜を単層または多層積層した反射防止膜では入射角度が広範囲となるために反射を十分に抑制することができず、ゴーストやフレアなどの有害光が発生する原因となる。
　レンズ玉の周辺部で発生する有害光を低減するために、従来よりフレアカットを配置した光学系が知られている。例えば、特許文献１の実施例２には、撮像範囲に相当する像高に結像する光束が通過し、それ以外の光束を遮光するフレアカットが開示されている。
米国特許第８３２５２６７号明細書抜粋
　ところで、口径の大きなレンズ玉や曲率半径の小さいレンズ玉が多く使用された光学系では、各レンズ玉の偏心・倒れの量についても、より小さな値が要求される。各レンズ玉の偏心・倒れ量を目標値以下とすることが望ましいのだが、組レンズ全体の偏心・倒れ量の発生している方向によっては、良好な解像度性能が得られる場合がある。
　例えば、撮像レンズと撮像素子との関係では、撮像レンズを構成する各レンズ玉の偏心・倒れの方向が、撮像素子の矩形な有効範囲の長辺に平行な方向の場合は、解像度性能の劣化が大きくなり、一方、撮像レンズを構成する各レンズ玉の偏心・倒れの方向が、撮像素子の矩形な有効範囲の短辺に平行な方向の場合は、解像度性能の劣化が小さくなる。この理由は、同じ偏心・倒れ量でも、短辺方向より長辺方向の像高が大きくなるので、偏心・倒れの影響は長辺方向で大きくなるからである。
　ここで、特許文献１では、フレアカットの開口部形状を矩形状に形成し、かつ光学系の中に配置しているので、フレアカットを配置した状態の組レンズを回転させると、フレアカットの開口部を通過した光束が撮像素子に入射する位置が変化し、必ずしも撮像素子の有効範囲に入射するとは限らない。そのため、組レンズを回転させて偏心・倒れの調整をすることができないという課題がある。尚、厳密には１８０度の回転調整は可能であるが、撮像素子の有効範囲との関係が変わらないので、実質的に回転調整したことにならない。
　本発明は、上記した課題に鑑みてなされたもので、フレアカットを配置した状態の組レンズでも回転調整可能な技術を提供することを目的とする。
　上記した課題を解決するために、光学装置の組レンズを構成するレンズ玉の光束入射側に、前記レンズの周辺部への光束の入射を遮光する遮光面及び前記遮光面に形成され、前記レンズ玉に入射する光束が通過する回転対称な形状の開口部を備えたフレアカット部材を配置することを特徴とする。
　本発明によれば、フレアカットを配置した状態の組レンズでも回転調整可能な技術を提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
第一実施形態に係るフレアカットの構成図 図１のフレアカットを組み込んだ投写光学系１の構成図 ＹＺ平面における投射光学系１を通過する光束の光路を示す図 フレアカットを組み込む前の光束範囲を表す図 第一実施形態に係るフレアカットによる光束の遮光作用を表す図 第一実施形態に係るフレアカットを組み込んだ組レンズの回転調整の説明図（ＸＹ断面図） 第二実施形態に係るフレアカットの構成図 第二実施形態に係るフレアカットの変形例の構成図 第三実施形態に係るフレアカットの構成図 第三実施形態に係るフレアカットを組み込んだ組レンズの回転調整の説明図（ＸＹ断面図） 上記実施形態にかかる投写光学系を搭載したフロントプロジェクタの構成図
　以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。なお、各図において、共通な機能を有する要素には同一の符合を付して示し、一度述べたものについては、その重複する説明を省略する。
[第一実施形態]
　第一実施形態は、回転対称な多角形状の一例として六角形形状を採用したフレアカット部材に係る実施形態である。まず、図１乃至図３を参照して、第一実施形態に係るフレアカット及びそれを組み込んだ投写光学系の構成について説明する。図１は第一実施形態に係るフレアカット１００の構成図であり、図２は図１のフレアカット１００を組み込んだ投写光学系１の構成図である。図３は、ＹＺ平面における投写光学系１を通過する光束の光路を示す図である。
　図１に示すように、フレアカット部材１００（以下「フレアカット」と略記する）は、円形の板状部材からなり、有害光を遮光する遮光面１０１と、その略中央部に備えられた開口部１０２と、を含んで形成される。第一実施形態に係るフレアカット１００は、その開口部１０２の形状を回転対称な形状の一例である正六角形形状としている。
　図２に示す斜投写の投写光学系１は、ＹＺ平面で斜投写するレンズ構成を有し、縮小側（光束入射側）から順に、回転対称な第１同軸レンズ系Ｌ１及び第２同軸レンズＬ２と、非回転対称レンズＬ３と、非回転対称ミラーＭ４と、を配置して構成される拡大光学系のレンズ装置である。
　投写光学系１は、ＹＺ平面内において第１同軸レンズ系Ｌ１及び第２同軸レンズＬ２を同一光軸上に配置し、非回転対称レンズＬ３及び非回転対称ミラーＭ４を第１同軸レンズ系Ｌ１及び第２同軸レンズＬ２の光軸Ａ１よりもＹ軸方向において上方向に配置して構成される。従って、図３に示すように、ＹＺ平面では光束は第２同軸レンズ系Ｌ２の全体ではなく、略上半分の箇所を通過する。
　図３に示すように、第１同軸レンズ系Ｌ１及び第２同軸レンズＬ２は共通な光軸Ａ１を有し、この光軸Ａ１は、物中心及び仮想像面Ｓの中心を結んだ直線Ａ２とは異なる。なお、図３では、実際の像面（不図示）までの光線図で表すと、レンズ玉が小さくなりすぎてしまうので、非回転対称ミラーＭ４で反射した光を反射直後から仮想像面Ｓまでの一部について表している。この図３から、光軸Ａ１、及び物中心と実際の像面（不図示）の中心とを結ぶ直線が異なることは明らかである。
　回転対称な第１同軸レンズ系Ｌ１では、光軸方向に移動調整するフランジバック調整を行っている。フランジバック調整は、製造のレンズ組立の段階でのバックフォーカス調整であり、スペーサを組み替える方法もあるが、作業の容易性からは、第１同軸レンズ系Ｌ１を保持する鏡筒の内側鏡筒と、その内側鏡筒を収容する外側鏡筒の間にヘリコイドのネジを設けて、第１同軸レンズ系Ｌ１を光軸方向に移動させることが一般的である。従って、このフランジバック調整では、第１同軸レンズ系Ｌ１は、光軸Ａ１回りに回転する。一方、第２同軸レンズ系Ｌ２は、ヘリコイド調整では不動であり、光軸Ａ１回りに回転することはない。また、非回転対称レンズ系Ｌ３は、各レンズ玉を光軸方向に移動させることで合焦作用を行っている。非回転対称ミラーＭ４は、非回転対称レンズ系Ｌ３の合焦作用時において、不動であり。この非回転対称レンズＬ３と非回転対称ミラーＭ４では、主に斜投写で発生する台形歪の補正を行っている。
　この第２同軸レンズ系Ｌ２の中のレンズＬ２４とレンズＬ２５の間に、フレアカット１００が配置される（図２参照）。フレアカット１００を投写光学系１の中に配置する理由は、以下のとおりである。
　物点のそれぞれ別の位置から出射した光束は、光学系の中で重なり合い、像面側に近づくほど分離し、像面側のそれぞれ対応する位置に集光する。もしここで、フレアカットを像面の直前に配置したとすると、像の周辺部の光束のみが遮光されるので、像高に対する周辺光量比が最大像高で急激に減少してしまう。像面の中央部の明るさに対する周辺部の明るさが目標値を満足していたとしても、周辺部での光量が急激に劣化していると、周辺部の暗さが目立つ、品位の悪い像になってしまう。
　そこで、本実施形態では、第２同軸レンズＬ２を構成するレンズ玉Ｌ２５の縮小側（光束入射側）にフレアカット１００を配置することで、周辺光量比の急激な劣化を防止している。以下、フレアカット１００の作用について、図４と図５を用いて説明する。
　図４は、フレアカット１００を用いないときの像面での矩形領域の像点１７箇所に到達する光束のレンズＬ２５の入射面での各光束範囲を表す図である。その光束の中で、図の像面の像点５１・５２・５３・５４に対応する光束に同じ番号をつけた。図４で円弧状の点線２５は、レンズＬ２５の入射面での有効径に相当し、この面の有効径では、像面の上端の像点５２の光束の一部を遮光していることが分かる。
　この面の有効径を小さくすると、最初に、像点５２の光束のみが遮光され、さらに、この面の有効径を小さくしていくと、像点５１・５２の光束が遮光される。即ち、像点５１の光束を遮光する前に、像点５２の光束が大きく遮光されてしまい、周辺光量比が小さくなり過ぎ、像点５２が暗くなり過ぎてしまう。
　図５は、第２同軸レンズ系Ｌ２の中のレンズＬ２４とレンズＬ２５の間にフレアカット１００を配置した平面での、各光束範囲を説明する図である。先に説明した図４の、レンズＬ２５の入射面での光束範囲とでは、特に、像点５３・５４の光束に対しては光軸２の方向の位置が異なるので、その光束の重なり方が違って見えているが、像点５１・５２の光束では、光軸２の方向の位置がレンズＬ２５の入射面に近いので、ほぼ、図４と同様な光束範囲が得られている。
　この図４のフレアカット１００の開口部１０２（図１参照）の形状を六角形形状とすることで、像点５２での遮光量を抑えながら、像点５１の光束のフレアも同時にカットすることができるようになる。
　ところで、この図５では、像点５３・５４の光束に関しては、一切、遮光していないので、この遮光関係からは、六角形形状は不要であるが、フレアカット１００の開口部１０２の形状を六角形形状とした理由は、フレアカット１００を内蔵した同軸レンズ系Ｌ２全体での回転調整を可能とするためである。以下、回転調整について説明する。
　第２同軸レンズ系Ｌ２は、本来は、光軸２（図１、図２参照）回りに回転させても全く影響がないはずである。しかしながら、実際の組レンズでは、各レンズ玉の組み込みでの偏心や倒れが起きた方向と、先に説明した図５での光束の通過範囲との関係で、第２同軸レンズ系Ｌ２を光軸２回りに回転させた方が、投写光学系１全体の光学性能に違いが生じる。そこで、フレアカット１００を内蔵する第２同軸レンズ系Ｌ２を光軸２回りに回転調整しても、フレアの遮光作用が変わらないように、フレアカット１００の開口部１０２の形状を回転対称形状に形成した。
　更に、回転対称形状のうちの一つとして六角形形状を採用することで、像外縁部付近に位置する各像点（例えば像点５１、５２）間の周辺光量の差を小さくし、像周辺部の光量をより均一にすることができる。そのため、同一の矩形状の像の周辺部において、例えば矩形状の辺の中央部の光量と隅の光量との差をより小さくすることができる。
　図６は、フレアカットを組み込んだ組レンズの回転調整の説明図であって、フレアカット１００と回転対称な第２同軸レンズ系Ｌ２を内蔵する内側鏡筒３０１と、その外側に配置される外側鏡筒３０２との関係を表す図である。なお、図６では、第２同軸レンズ系Ｌ２の図示を省略するものの、内側鏡筒３０１内に第２同軸レンズ系Ｌ２は保持される。
　内側鏡筒３０１の外周部には、１２０度刻みに凹部３１１が設けられる。また、外側鏡筒３０２の内周部には、１２０度刻みに凸部３１２が設けられる。外側鏡筒３０２内に内側鏡筒３０１を回転可能に収容し、凸部３１２を凹部３１１にはめ合わせることで、内側鏡筒３０１と外側鏡筒３０２を１２０度刻みでずらして組み込むことが可能となっている。このとき、開口部１０２の形状が六角形形状のフレアカット１００では、光軸２回りに１２０度刻みで回転調整しても、フレアの遮光作用が保持できている。
　尚、第一実施形態では、フレアカット１００の遮光部の形状は正六角形形状なので光軸２回りに６０度刻みで回転しても回転対称である。よって、内側鏡筒３０１を外側鏡筒３０２に対して６０度刻みに角度を変えられる構造とすれば、６０度刻みでの回転調整も可能にできる。
　上記の説明では、遮光面１０１の開口部１０２の形状を正六角形の形状としたが、角の頂点部分を曲面でつないだ開口形状にしても、本発明の効果が得られることは、いうまでもない。同様に、遮光面の開口形状をなす正六角形の各辺の形状を直線ではなく、曲線でつなげても良いことも、同様である。
＜第二実施形態＞
　第二実施形態は、フレアカットの開口部形状が光軸周りのある角度においてのみ回転対称な形状に形成する実施形態である。第二実施形態は、フレアカットのみが第一実施形態と異なるので、フレアカットの機能についてのみ説明し、他の説明は省略する。以下、図７を用いて第二実施形態に係るフレアカット１００ａについて説明する。ここで、図７は第二実施形態に係るフレアカットの構成図である。
　図７に示すように、本実施形態に係るフレアカット１００ａの開口部１０２ａの形状は、正六角形形状ではない六角形形状である。そして、六角形形状の開口中心（光軸２）から各辺までの距離が相対的に大きい値ａの辺と、相対的に小さい値ｂの辺との２種類があり、距離ａの辺と、距離ｂの辺が、交互に隣接した構成になっている。従って、このフレアカット１００ａは、光軸２回りに１２０度刻みで回転しても対称な形状をしている。
　従って、第一実施形態と同様に、フレアカット１００ａを内蔵する第２同軸レンズ系Ｌ２での回転調整が可能となっている。
　なお、フレアカット１００ａが６０度刻みで回転した場合には、回転の前後で回転対称にはならない。よって、フレアカット１００ａの開口部１０２ａの形状は、光軸周りにある角度、すなわち１２０度回転した場合に回転対称な形状である。
　ところで、フレアカット１００ａは、距離ｂが距離ａより小さいので、図５の像点５２での遮光を同じままで、像点５１の光束を大きく遮光している。
　尚、このフレアカット１００ａを６０度ずらして組み込むことで、逆に、像点５１の遮光を同じままで、像点５２の光束を大きく遮光することも可能となる。
　次に、第二実施形態の変形例について、図８を用いて説明する。図８は、第二実施形態に係るフレアカットの変形例を示す構成図である。既述の第一実施形態の説明の中で、遮光面の開口部の形状をなす正六角形の各辺の形状を直線ではなく、曲線でつなげても良いと説明したが、図８のフレアカット１００ｂでは、開口部１０２ｂの形状を光軸２からの各辺までの距離が大きい値ａの辺と、小さい値ｂの辺とが、交互に隣接し、距離が大きい値ａである辺は、円弧の一部を成すように形成される。光軸２からの距離がａとｂで異なるので、このフレアカット１００ｂでも、像点５１のフレアを遮光することができる。
　本実施形態によれば、フレアカットの開口部形状を光軸中心（開口部中心）周りの一部の回転角度においては回転前後で回転対称な形状とし、残りの回転角度においては回転前後で非回転対称な形状とすることで、像の周辺光量をより均一にしたい場合は回転対称となる回転角度で、周辺光量に差を設けたい場合は非回転対称となる回転角度で回転調整をすることができる。特に組レンズにおいて偏心倒れに左右差が大きい場合に、後者の回転調整が有効である。
＜第三実施形態＞
　フレアカットの開口部形状は、点対称な五角形以上の多角形形状であればよいが、第三実施形態では、第一、第二実施形態の六角形形状よりも辺の数が多い形状として八角形形状を採用する。以下、図９及び図１０を用いて、第三実施形態について説明する。ここで、図９は第三実施形態に係るフレアカットの構成図である。また図１０は、第三実施形態に係るフレアカットを組み込んだ組レンズの回転調整の説明図であって、フレアカットと回転対称な第２同軸レンズ系Ｌ２を内蔵する内側鏡筒と外側鏡筒の関係を表す図である。なお、本実施形態では、フレアカットと内側鏡筒と外側鏡筒とのみが、第一実施形態と異なるので、フレアカットの機能と内側鏡筒と外側鏡筒とについてのみ説明し、他の説明は省略する。
　図９のフレアカット１００ｃの開口部１０２ｃの形状は、正八角形形状である。フレアカット１００ｃは、光軸２回りに４５度刻みで回転しても対称な形状をしている。
　従って、第一実施形態と同様に、フレアカット１００ｃを内蔵する第２同軸レンズ系Ｌ２での回転調整が可能となっている。
　そして、図１０に示すように、第２光軸レンズ系Ｌ２を内蔵する内側鏡筒３０１aと外側鏡筒３０２aでは、９０度刻みで回転して組み込める構造をしている。
　内側鏡筒３０１aの外周部には、９０度刻みで４つの凹部３１１が備えられる。一方、外側鏡筒３０２aの内周部には、９０度刻みで４つの凸部３１２が備えられる。これにより、凹部３１１に凸部３１２をはめ合わせ、内側鏡筒３０１aと外側鏡筒３０２aとを９０度刻みでずらして組み込むことが可能となっている。このとき、フレアカット１００ｃの開口部１０２ｃの形状が八角形形状であるので、光軸２回りに９０度刻みで回転調整しても、フレアの遮光作用が保持できている。
　本実施形態によれば、第一、第二実施形態よりも更に細かい回転角度においてもフレアカットの回転対称性を担保できるので、レンズの偏心・倒れの微調整の精度をより向上させることができる。
＜第四実施形態＞
　上記した投写光学系は、組レンズを搭載した光学装置、例えばフロントプロジェクタやリヤプロジェクションテレビといった拡大投影を行う光学装置に適用することができる。その一例として、第四実施形態では、上記フレアカットを用いたフロントプロジェクタについて図１１を参照して説明する。図１１は、上記実施形態にかかる投写光学系を搭載したフロントプロジェクタの構成図である。
　図１１のフロントプロジェクタ４００は、映像入力信号４３０を例えばＩＰ変換、スケーラ等により内部映像信号４３１に変換する入力信号処理部４１１と、内部映像信号４３１に対し、例えばキートン補正や解像度補正を施して補正映像信号４３２を出力する画像処理部４１２と、補正映像信号４３２を水平・垂直同期信号に対応させて表示制御信号４３３を生成するタイミング制御部４１３と、映像を表示する光学系装置４２０と、を含んで構成される。
　光学系装置４２０は、スクリーン４４０へ映像を投影するための光線を照射する光源４２１と、表示制御信号４３３を入力とし、光源４２１からの光線の階調を画素毎に調整し、投射映像を作成するパネル４２２と、投射映像をスクリーンに拡大投影するためのレンズを内蔵した投写光学系４２３とを含んで構成される。この投写光学系４２３に、上記第一実施形態から第三実施形態で説明した投写光学系を適用することができる。
　上記各実施形態は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内の変更態様は本発明に含まれるものである。例えば変更態様の例として、フレアカット部材の開口部形状を回転対称な形状、例えば円形状や回転対称な角度が複数存在する形状のように、上記で示した多角形状とは異なる形状に形成してもよい。また、レンズ装置の外側鏡筒及び内側鏡筒の回転角度とフレアカットの開口部が回転対称形状を保持できる角度とが一致するのであれば、レンズ装置を上記六角形状や八角形状とは異なる角度でも内側鏡筒を回転させて調整可能に形成してもよい。
１…投写光学系、２…光軸、Ｌ１…回転対称な第１同軸レンズ系、Ｌ２…回転対称な第２同軸レンズ系、Ｌ３…非回転対称レンズ、Ｍ４…非回転対称ミラー、５１、５２、５３、５４…像面上の４か所に対応する光束範囲、１００…フレアカット、１０１…遮光面、１０２…開口部、３０１…フレアカットを含む組レンズを内蔵する内側鏡筒、３０２…フレアカットを含む組レンズを内蔵する外側鏡筒

Claims (8)

  1. 　レンズ周辺部に入射する光束を遮光する遮光面と、
    　前記遮光面に形成され、前記レンズ玉に入射する光束が通過する開口部と、を備え、
    　前記開口部の形状が回転対称な形状であること、
    　を特徴とするフレアカット部材。
  2. 　前記開口部の形状は、回転対称な角度が複数存在する形状であること、
    　を特徴とする請求項１に記載のフレアカット部材。
  3. 　前記開口部の形状が点対称な五角形以上の多角形形状であること、
    　を特徴する請求項２に記載のフレアカット部材。
  4. 　前記開口部の形状が六角形形状であること、
    　を特徴とする請求項３に記載のフレアカット部材。
  5. 　前記開口部の形状が正八角形形状であること、
    　を特徴とする請求項３に記載のフレアカット部材。
  6. 　前記開口部の多角形形状は、前記開口部の開口中心から前記多角形形状を形成する各辺までの距離が相対的に大きな値を有する辺及び前記距離が相対的に小さい値を示す辺を含んで形成され、かつ、前記距離が相対的に長い辺と前記距離が相対的に短い辺とが交互に隣接して配置された形状である、
    　ことを特徴する請求項３に記載のフレアカット部材。
  7. 　拡大光学系のレンズ装置であって、
    　外側鏡筒と
    　前記外側鏡筒内に、前記外側鏡筒に対して回転可能に収容される内側鏡筒と、
    　前記内側鏡筒内において、同軸光軸上に配置された回転対称な複数のレンズ玉と、
    　前記複数のレンズ玉のうちの一のレンズ玉における光束入射側に配置されるフレアカット部材と、を備え、
    　前記フレアカット部材は、前記一のレンズ玉の周辺部に入射する光束を遮光する遮光面及び前記遮光面に形成され前記レンズ玉に入射する光束が通過する回転対称な形状の開口部を備える、
    　ことを特徴とするレンズ装置。
  8. 　拡大光学系の複数のレンズ装置を共通する光軸上に配置すると共に、前記複数の同軸レンズ装置に共通な光軸と、物中心及び像中心を結んだ直線と、が異なる光学装置において、
    　前記複数の同軸レンズ装置のうちの一つは、
    　外側鏡筒と、
    　前記外側鏡筒内に、前記外側鏡筒に対して回転可能に収容される内側鏡筒と、
    　前記内側鏡筒内において、同軸光軸上に配置された回転対称な複数のレンズ玉と、
    　前記複数のレンズ玉のうちの一のレンズ玉における光束入射側に配置されるフレアカット部材と、を含み、
    　前記フレアカット部材は、前記一のレンズ玉の周辺部に入射する光束を遮光する遮光面及び前記遮光面に形成され前記レンズ玉に入射する光束が通過する回転対称な形状の開口部を備える、
    　ことを特徴とする光学装置。
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