JPH04249227A - 光学装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学装置に関し、特に撮
影レンズにより１次ピント面上に形成した物体像をフィ
ールドレンズ（コンデンサーレンズともいう。）を介し
て２次結像レンズによりＣＣＤ等の撮像素子面上に結像
倍率を変えて再結像させるようにした所謂２次結像系を
有した光学装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて撮
影した静止画像を磁気ディスクに記録するようにした電
子スチルカメラ（ＳＶカメラ）や撮像素子を用いて撮影
した画像を磁気テープに記録するようにしたビデオカメ
ラ等の光学装置が多く用いられている。

【０００３】これらの光学装置のうち撮影レンズの１次
ピント面（結像面）に所定寸法の撮像手段を配置したも
のがある。この光学装置では撮像手段の有効面寸法や撮
影レンズのフランジバックの違い等により交換レンズ式
のものでも、各々が固有の撮影系を持ち、撮影レンズ間
の互換性がない。この為撮像素子の寸法に合致した光学
装置を各々用いていた。

【０００４】一方、特開昭６３−１６８６３７号公報で
は撮影レンズ、シャッター、クイックリターンミラー等
の３５ｍｍフィルム用のカメラの機構をそのまま使い、
カメラ本体の背蓋を外し、その代わりにフィールドレン
ズ（コンデンサーレンズ）、リレー結像レンズ等を有す
る２次結像系と該２次結像系のピント面（２次ピント面
）に撮像手段を配置した構成の所謂ＳＶバックを着脱可
能に装着した光学装置を提案している。

【０００５】これにより３５ｍｍフィルム用の撮影レン
ズをそのまま用い、該撮影レンズで１次ピント面上に結
像した物体像を２次結像系によりＣＣＤ等の撮像素子に
再結像させている。そして撮像素子の寸法を変更したと
きは、２次結像系の倍率を単に変更するだけで対応でき
るようにしている。

【０００６】一般に２次結像系を用いた光学装置には次
のような利点がある。 （イ）撮像素子の有効面寸法が２／３インチ、１／２イ
ンチ、そして１／３インチと種々と変化しても２次結像
系の倍率変更で対応することができ、カメラ本体のクイ
ックリターン機構、シャッター機構等の基本的な撮像機
構をそのまま使うことができる。 （ロ）撮像素子の多板化にも２次結像系の変更のみで対
応でき、（イ）と同様にカメラ本体の基本的な撮像機構
をそのまま使うことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に２次結像系を用
いた光学装置は前述したような特長があるが、反面１次
ピント面に直接撮像素子を配置した光学装置に比べて次
のような問題点がある。 （ハ）２次結像系を用いると光学系が増える為に諸収差
が多く発生し、光学性能が低下してくる。 （ニ）２次結像系の光学長（１次ピント面から２次ピン
ト面までの長さ）が付加される為に光学装置全体が大型
化し、カメラの薄型化が難しくなってくる。 （ホ）１次ピント面の被写体側の直前にメカニカルシャ
ッター機構を配置した場合、フィールドレンズの光軸上
の位置が１次ピント面の直後に位置するようになってく
る。この為フィールドレンズ面上に付着したゴミや埃等
が撮像素子面上に結像し、黒点として画像面上に表われ
画質が低下する原因となってくる。

【０００８】特に最近の撮像素子の微細化（高解像力化
）によりフィールドレンズ面上に付着したゴミや埃等の
画像に悪影響を与えない許容寸法はますます小さくなっ
てきている為にこのゴミや埃は大きな問題点となってい
る。

【０００９】本発明は２次結像系を利用して前述した特
長を有した光学装置を達成する際、撮影レンズにより形
成される物体像（１次ピント面）とフィールドレンズ（
コンデンサーレンズ）との光学的配置、そしてその近傍
の機構を適切に構成することにより、フィールドレンズ
にゴミや埃等が付着しないようにし、又付着したとして
も画質になるべく悪影響がでないようにし、常に良好な
る画像が得られるようにした光学装置の提供を目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の光学装置は、撮
影レンズによって１次ピント面上に形成した物体像をフ
ィールドレンズを介して２次結像レンズにより結像倍率
を変えて所定面上に再結像させる際、該フィールドレン
ズは複数のレンズを有しており、該１次ピント面が該フ
ィールドレンズを構成する複数のレンズ中に位置するよ
うに配置したことを特徴としている。

【００１１】特に本発明では、前記フィールドレンズを
構成する複数のレンズの光軸上の略中央に前記１次ピン
ト面が位置するようにしたこと、又前記フィールドレン
ズの物体側のレンズ面は通過光量を制御するシャッター
手段で遮閉し、像面側のレンズ面は該２次結像レンズと
その保持部材とで遮閉したことを特徴としている。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例の要部概略図である
。図中、１は３５ｍｍフィルム用の交換可能な撮影レン
ズ鏡筒であり、撮影レンズ１１を保持している。４はＳ
Ｖカメラ用としてのカメラ本体である。撮影レンズ鏡筒
１はカメラ本体４に撮影レンズマウント１２とカメラマ
ウント２１とを介して着脱可能に装着している。５は背
蓋であり、カメラ本体４に嵌着している。２３はクリッ
クリターンミラーであり、矢印２３ａの如く支点２３ｂ
を中心に回動可能となっており、撮影レンズ１１からの
光束をファインダー系に導光している。

【００１３】２４はシャッター手段であり、通過光量を
制御している。２２は前板であり、カメラ本体側の各種
機構の保持枠としての機能を有している。２５は１次ピ
ント面であり、撮影レンズ１１による物体像が形成して
いる。３１はフィールドレンズ（コンデンサーレンズと
もいう。）であり、複数のレンズを有している。同図で
は２つのレンズ３１ａ，３１ｂより成っている場合を示
している。フィールドレンズ３１のレンズ３１ａとレン
ズ３１ｂとの間に１次ピント面２５が位置するように設
定している。

【００１４】フィールドレンズ３１は１次ピント面２５
に形成した物体像に基づく光束を後述する２次結像レン
ズ３３方向に導光している。３２は保持部材であり、フ
ィールドレンズ３１を保持している。フィールドレンズ
３１の物体側のレンズ面は保持部材３２と前板２２、そ
してシャッター手段２４とで外気と遮閉している。３３
は２次結像レンズであり、１次ピント面２５に形成した
物体像をＣＣＤ等から成る撮像素子３９面上に光学ロー
パスフィルター３８を介して撮像素子３９の有効画面に
応じて縮少結像又は拡大結像している。フィールドレン
ズ３１と２次結像レンズ３３は２次結像系の一要素を構
成している。

【００１５】３４は保持枠であり、２次結像レンズ３３
を保持している。４０は保持部材であり、撮像素子３９
を保持しており、保持枠３４に取着している。３５は連
結部材であり、円筒形状より成り、前板２２と保持枠３
４とを嵌合部３５ａ，３５ｂで嵌合連結している。フィ
ールドレンズ３１の像面側のレンズ面は保持部材３２と
連結部材３５と保持部材３４そして２次結像レンズ３３
とで外気と遮閉している。３６は付勢バネであり、前板
２２と連結部材３５とを近接する方向に付勢している。 ３７は調整ビスであり、２次結像レンズ３３（連結部材
３５と保持枠３４）を光軸方向に移動させピント調整を
行なっている。

【００１６】６１はファインダー系の１次ピント面であ
る。６２はフィールドレンズであり、１次ピント面６１
に形成した物体像をミラー６３を介してエレクターレン
ズ６４に導光している。エレクターレンズ６４は１次ピ
ント面６１に形成した物体像を２次ピント面６５に再結
像している。６６は接眼レンズであり、２次ピント面６
５に形成した物体像をアイポイント６７より観察してい
る。

【００１７】本実施例ではフィールドレンズ３１の物体
側の空間と像面側の空間を前述の如く外気と遮閉し、こ
れによりフィールドレンズ３１のレンズ面にゴミや埃等
が付着するのを防止している。尚シャッター手段２４は
開閉するが電子スチルカメラの場合、最長でもシャッタ
ー秒時は１／８〜１／１５秒程度と短時間である為、ゴ
ミや埃等の流入は極めて少ないので問題となることはな
い。

【００１８】又、本実施例ではフィールドレンズ３１の
物体側及び像面側のレンズ面が１次ピント面２５から遠
く離れるように設定している。これによりレンズ表面に
ゴミや埃等が付着したとしても撮像素子３９面上ではボ
ケた画像となるようにして画質の低下を防止している。

【００１９】次に本実施例において２次ピント面上の撮
像素子３９の一画素に対応した大きさが黒点として映る
ときの１次ピント面２５から距離Ｌ（ｍｍ）だけ離れた
位置での必要な遮光域（ゴミや埃等により形成される領
域）を図２を用いて説明する。

【００２０】図２において直径Ｄの開口を有するレンズ
２０１（２次結像レンズに相当している。）から物体側
（左側）に距離ａだけ離れた位置に半径ｙａ　の円形像
（ゴミや埃に相当）Ｐａ　が、又レンズ２０１から像面
側（右側）に距離ｂだけ離れた位置（撮像素子面に相当
）に半径ｙｂ　の円形像が結像しているとする。

【００２１】このとき像Ｐｂ　が黒点となる為の条件は
像Ｐａ　にあたる部分が遮光されていることである。そ
れは像Ｐａ　から左に距離Ｌだけ離れた位置で半径ｘ１
　の部分を遮光していることに他ならない。そのとき簡
単な幾何計算で次の式が成り立つ。 この式に例えば ａ＝８０（ｍｍ）　　，　　ｂ　　＝４０（ｍｍ）Ｌ＝
　　３（ｍｍ）　　，　　ｙｂ　＝５×１０−３（ｍｍ
）Ｄ＝１５（ｍｍ） を代入すると となる。

【００２２】従ってこの場合、１次ピント面を像Ｐａ　
が、２次ピント面に像Ｐｂ　がそれぞれ結像していると
すると、２次ピント面上で半径５μｍの円の範囲を遮光
するためには、１次ピント面から３ｍｍ離れた位置で半
径２９１μｍの円の範囲を遮光すればよいことになる。

【００２３】同様に像Ｐａ　から右側に距離Ｌだけ離れ
た位置で遮光すべき半径ｘ２　は 式（１），（２）において撮像素子の一画素の大きさは
数μｍ〜十数μｍ程度であるから である。

【００２４】よってｘ１　≒ｘ２　≒ＬＤ／（２ａ）と
なり、像Ｐａ　を遮光するために必要な遮光域はＬに比
例している。

【００２５】即ち１次ピント面からフィールドレンズ表
面との距離を離す程フィールドレンズ表面上に付着した
ゴミや埃等が画像に黒点として映る影響を低減させるこ
とができることを示している。

【００２６】そこで本実施例では前述の如く１次ピント
面２５をフィールドレンズ３１を構成する２つのレンズ
３１ａと３１ｂとの間に位置するようにして１次ピント
面からフィールドレンズ３１の物体側のレンズ面又は像
面側のレンズ面までの距離がなるべく多く離れるように
している。

【００２７】これによりフィールドレンズ３１の物体側
又は像面側のレンズ面にゴミや埃等が付着したとしても
撮像素子３９ではボケた像として映るようにし黒点とな
って映るのを防止している。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば２次結像系を構成する際
、撮影レンズによる１次ピント面とフィールドレンズと
の光学的配置を前述の如く設定することにより、フィー
ルドレンズ面上にゴミや埃等が付着したとしても、画像
に黒点として表われるのを効果的に防止し、良好なる画
像が得られる光学装置を達成することができる。

【００２９】又、フィールドレンズ面のうちゴミや埃等
が付着する可能性のあるレンズ表面を前述の如く外気と
遮閉することによりゴミや埃等が付着するのを効果的に
防止している。

【００３０】このように本発明によれば２次結像系の倍
率を適切に設定することにより３５ｍｍフィルム用の交
換可能な撮影レンズをＳＶカメラ本体に装着してＳＶカ
メラとして使用することができる光学装置を達成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例の要部概略図。

【図２】　　本発明の光学装置における１次ピント面近
傍の画像と２次ピント面の画像の大きさの関係を示す説
明図。

【符号の説明】

１　　　　撮影レンズ鏡筒　　　　　　４　　　　カメ
ラ本体５　　　　背蓋　　　　　　　　　　　　　　　
　１１　　撮影レンズ２４　　シャッター手段　　　　
　　２５　　１次ピント面３１　　フィールドレンズ　
　　　３３　　２次結像レンズ３９　　撮像素子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　撮影レンズによって１次ピント面上に
   形成した物体像をフィールドレンズを介して２次結像レ
   ンズにより結像倍率を変えて所定面上に再結像させる際
   、該フィールドレンズは複数のレンズを有しており、該
   １次ピント面が該フィールドレンズを構成する複数のレ
   ンズ中に位置するように配置したことを特徴とする光学
   装置。
2. 【請求項２】　　前記フィールドレンズを構成する複数
   のレンズの光軸上の略中央に前記１次ピント面が位置す
   るようにしたことを特徴とする請求項１の光学装置。
3. 【請求項３】　　前記フィールドレンズの物体側のレン
   ズ面は通過光量を制御するシャッター手段で遮閉し、像
   面側のレンズ面は該２次結像レンズとその保持部材とで
   遮閉したことを特徴とする請求項１の光学装置。
4. 【請求項４】　　前記撮影レンズは着脱可能な交換レン
   ズ式より成っていることを特徴とする請求項１の光学装
   置。