JP2001004917A - 吸収階調及び選択的なスペクトル濾過を有する光学装置及びそれを取付けたレンズ構成及びカメラ - Google Patents
吸収階調及び選択的なスペクトル濾過を有する光学装置及びそれを取付けたレンズ構成及びカメラInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スペクトルフィルタと吸収階調フィルタの両
機能を同一要素内に組み合わせた光学装置を提供する。 【解決手段】 ディジタル光学センサによって規定され
る像平面における光照射を均一化するための光学装置で
あって、装置は透明で均一な濾過材料からなるブロック
で構成され、ブロックはこれを透過する可視光スペクト
ルの全ての波長に対して実質的に均等な吸収係数と、所
定の吸収プロファイルに適合するような厚さの変化を有
する。
機能を同一要素内に組み合わせた光学装置を提供する。 【解決手段】 ディジタル光学センサによって規定され
る像平面における光照射を均一化するための光学装置で
あって、装置は透明で均一な濾過材料からなるブロック
で構成され、ブロックはこれを透過する可視光スペクト
ルの全ての波長に対して実質的に均等な吸収係数と、所
定の吸収プロファイルに適合するような厚さの変化を有
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ構成の像平
面への均一な光照射を確実にする吸収階調（absorption
gradient)を備えた光学装置に関する。また、本発明
は、前記光学装置を透過する全ての光学的スペクトルか
ら選択的にスペクトルバンドを濾過するスペクトルフィ
ルタを形成するこの種の光学装置にも関する。更に、本
発明は、前述したタイプの光学装置を取付けたレンズ構
成及びカメラにも関する。
面への均一な光照射を確実にする吸収階調（absorption
gradient)を備えた光学装置に関する。また、本発明
は、前記光学装置を透過する全ての光学的スペクトルか
ら選択的にスペクトルバンドを濾過するスペクトルフィ
ルタを形成するこの種の光学装置にも関する。更に、本
発明は、前述したタイプの光学装置を取付けたレンズ構
成及びカメラにも関する。
【０００２】
【従来の技術】ディジタルカメラに用いるレンズ構成の
質を良くするには、この種のカメラに取付ける半導体光
学センサが非常に敏感に反応する赤色光及び赤外光を取
り除くスペクトルフィルタを組み込む必要がある。ま
た、レンズ構成の像平面を均一に光照射するため、吸収
階調フィルタも組み込む必要がある。実際、現在市販の
カメラ用レンズ構成は、その像平面への一様な光照射に
関する問題、即ち光照射が像平面の中心からその周縁部
に行くに従って実質的に減少するという問題を抱えてい
ることが多い。この問題の多くは、斯かるレンズ構成を
形成しているレンズが、球面レンズであるという事実に
関連している。斯かるレンズは、粒状研磨材を用いて研
磨することによって簡単に造ることができるため、一般
に使用されている。しかしながら、あいにく、これらの
レンズは本願に添付の図１を参照して以下に述べるよう
に、光照射の観点からは最も不十分なレンズである。
質を良くするには、この種のカメラに取付ける半導体光
学センサが非常に敏感に反応する赤色光及び赤外光を取
り除くスペクトルフィルタを組み込む必要がある。ま
た、レンズ構成の像平面を均一に光照射するため、吸収
階調フィルタも組み込む必要がある。実際、現在市販の
カメラ用レンズ構成は、その像平面への一様な光照射に
関する問題、即ち光照射が像平面の中心からその周縁部
に行くに従って実質的に減少するという問題を抱えてい
ることが多い。この問題の多くは、斯かるレンズ構成を
形成しているレンズが、球面レンズであるという事実に
関連している。斯かるレンズは、粒状研磨材を用いて研
磨することによって簡単に造ることができるため、一般
に使用されている。しかしながら、あいにく、これらの
レンズは本願に添付の図１を参照して以下に述べるよう
に、光照射の観点からは最も不十分なレンズである。
【０００３】図１は、それぞれアルファベットのＡ及び
Ｂによって示す２点を示している。これら２点Ａ及びＢ
は、球面レンズ２の像平面１にある。図１に示すよう
に、点Ａはレンズ２の光軸４上に位置し、点Ｂは光軸４
から離れて位置している。ここで、点Ａ及びＢに対する
レンズ２の投射ファクタ（projection factor)、又は有
効開口（useful aperture)をそれぞれα及びβとする。
有効開口は、光軸外に位置する点に対して小さく、即
ち、β＜αとなる。従って、光照射、即ち単位面積当た
りのエネルギーは、光軸外に位置する点に関して減少す
る。これは光照射Ｅは次の式Ｅ＝Ｅ0cos4 ωに従って変
化するという事実によって確認される。ここでＥは入射
光エネルギーを示し、ωは光軸と、像平面上の点とレン
ズ中心を結ぶ直線との間の角を示す。それ故、光軸上に
位置する点については、ω＝０、Ｅ＝Ｅ0 となって、Ｅ
は最大となる。逆に、光軸外に位置する点については、
ωが増加する結果、Ｅは減少する。
Ｂによって示す２点を示している。これら２点Ａ及びＢ
は、球面レンズ２の像平面１にある。図１に示すよう
に、点Ａはレンズ２の光軸４上に位置し、点Ｂは光軸４
から離れて位置している。ここで、点Ａ及びＢに対する
レンズ２の投射ファクタ（projection factor)、又は有
効開口（useful aperture)をそれぞれα及びβとする。
有効開口は、光軸外に位置する点に対して小さく、即
ち、β＜αとなる。従って、光照射、即ち単位面積当た
りのエネルギーは、光軸外に位置する点に関して減少す
る。これは光照射Ｅは次の式Ｅ＝Ｅ0cos4 ωに従って変
化するという事実によって確認される。ここでＥは入射
光エネルギーを示し、ωは光軸と、像平面上の点とレン
ズ中心を結ぶ直線との間の角を示す。それ故、光軸上に
位置する点については、ω＝０、Ｅ＝Ｅ0 となって、Ｅ
は最大となる。逆に、光軸外に位置する点については、
ωが増加する結果、Ｅは減少する。
【０００４】この球面レンズの好ましくない影響を光照
射の観点から補償するために、幾つかの解決方法が見ら
れる。これら解決方法の一つは、非球面レンズ、又は多
数の球面レンズの組み合わせを用いる方法である。もう
一つの良く知られた解決方法は、吸収階調フィルタを用
いる方法である。斯かるフィルタは一般に、実際の像平
面又は中間像平面に、又はそれらの近傍に配置された実
質的に平らな基板の形態を取っている。第１の実施形態
によれば、基板の一面は、例えばアルミニウムのような
光反射性材料の薄膜でコートされる。この薄膜はその周
縁領域よりもその中心部においてより厚く、従ってより
反射性であることを特徴としている。それ故、レンズ構
成の像平面における光照射は、像平面の中央部における
光照射を減少させ、他方、像平面の周縁部での光透過を
多くすることによって均一化される。他の実施形態によ
れば、吸収階調フィルタは原液着色材料（spun-dyed ma
terial）からなり、その光学濃度はフィルタ中央部から
周縁部に向かって減少するように形成されている。その
他、更に複雑な吸収階調フィルタも利用することができ
る。
射の観点から補償するために、幾つかの解決方法が見ら
れる。これら解決方法の一つは、非球面レンズ、又は多
数の球面レンズの組み合わせを用いる方法である。もう
一つの良く知られた解決方法は、吸収階調フィルタを用
いる方法である。斯かるフィルタは一般に、実際の像平
面又は中間像平面に、又はそれらの近傍に配置された実
質的に平らな基板の形態を取っている。第１の実施形態
によれば、基板の一面は、例えばアルミニウムのような
光反射性材料の薄膜でコートされる。この薄膜はその周
縁領域よりもその中心部においてより厚く、従ってより
反射性であることを特徴としている。それ故、レンズ構
成の像平面における光照射は、像平面の中央部における
光照射を減少させ、他方、像平面の周縁部での光透過を
多くすることによって均一化される。他の実施形態によ
れば、吸収階調フィルタは原液着色材料（spun-dyed ma
terial）からなり、その光学濃度はフィルタ中央部から
周縁部に向かって減少するように形成されている。その
他、更に複雑な吸収階調フィルタも利用することができ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の補正方
法は高価に付くという欠点を有している。特に、レンズ
構成はクリーンルームのような清潔な浄環境で取付ける
必要があり、そしてフィルタも塵埃から防護するため、
密閉の必要があり、これが高コストにつながる。更に、
レンズ構成の光路上に二つの追加要素を取付けること
は、レンズ構成の小型化及びコンパクト化が不可能であ
ることを意味する。更に、レンズ構成の光軸から離れれ
ば、入射光が吸収階調フィルタ表面となす角度は増加
し、フィルタによる反射光量を増加させ、ディジタルカ
メラに取付けた光学センサに到達する光量を減少させ
る。
法は高価に付くという欠点を有している。特に、レンズ
構成はクリーンルームのような清潔な浄環境で取付ける
必要があり、そしてフィルタも塵埃から防護するため、
密閉の必要があり、これが高コストにつながる。更に、
レンズ構成の光路上に二つの追加要素を取付けること
は、レンズ構成の小型化及びコンパクト化が不可能であ
ることを意味する。更に、レンズ構成の光軸から離れれ
ば、入射光が吸収階調フィルタ表面となす角度は増加
し、フィルタによる反射光量を増加させ、ディジタルカ
メラに取付けた光学センサに到達する光量を減少させ
る。
【０００６】本発明の目的は、スペクトルフィルタと吸
収階調フィルタの両機能を同一要素内に組み合わせた光
学装置を提供し、上記問題及び欠点を克服することにあ
る。
収階調フィルタの両機能を同一要素内に組み合わせた光
学装置を提供し、上記問題及び欠点を克服することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】それ故、本発明は像平
面、特にディジタル光学センサによって規定される像平
面への光照射を均一化するための光学装置に関し、この
光学装置は透明で均一な濾過材料からなるブロックで構
成され、このブロックはこれを透過する可視光スペクト
ルの全ての波長に対して実質的に均等な吸収係数と、所
定の吸収プロファイルに適合するような厚さの変化を有
することを特徴としている。
面、特にディジタル光学センサによって規定される像平
面への光照射を均一化するための光学装置に関し、この
光学装置は透明で均一な濾過材料からなるブロックで構
成され、このブロックはこれを透過する可視光スペクト
ルの全ての波長に対して実質的に均等な吸収係数と、所
定の吸収プロファイルに適合するような厚さの変化を有
することを特徴としている。
【０００８】これら特徴の結果として、本発明の光学装
置は、その厚さを適切に選択することによって階調吸収
を生成し、この光学装置を取付けたレンズ構成の像平面
に対する均等な光照射を得ている。従来の吸収階調フィ
ルタに較べ、本発明の光学装置はその単一構造の結果と
して、簡単、且つ安価に製造することが出来る。また、
本発明による光学装置は小型なため、容易にレンズ構成
に組み付けることが出来る。
置は、その厚さを適切に選択することによって階調吸収
を生成し、この光学装置を取付けたレンズ構成の像平面
に対する均等な光照射を得ている。従来の吸収階調フィ
ルタに較べ、本発明の光学装置はその単一構造の結果と
して、簡単、且つ安価に製造することが出来る。また、
本発明による光学装置は小型なため、容易にレンズ構成
に組み付けることが出来る。
【０００９】また、本発明の補足的特徴によれば、透明
な濾過材料のブロックはレンズを構成する。また、本発
明の他の特徴によれば、光学装置は所定のスペクトルバ
ンドに含まれる波長に対して高い値の吸収係数を有して
いる。従って、本発明は、ディジタルカメラ用の良質な
レンズ構成を造るために、吸収階調フィルタ、光スペク
トルフィルタ及びレンズ構成を、このレンズ構成の光路
に取付けねばならなかった従来技術とは違って、これら
二つのフィルタとレンズの機能を同一光学要素に結合す
ることを可能にしている。従って、以上のことから、本
発明の光学装置と画像センサとの間の空間だけを塵埃か
らの効果的保護を保証するために密封すれば良いから、
一方では取付ける必要のある部品数を減らし、他方では
製造を簡素化することによって、レンズ構成のコストを
制限することが出来る。
な濾過材料のブロックはレンズを構成する。また、本発
明の他の特徴によれば、光学装置は所定のスペクトルバ
ンドに含まれる波長に対して高い値の吸収係数を有して
いる。従って、本発明は、ディジタルカメラ用の良質な
レンズ構成を造るために、吸収階調フィルタ、光スペク
トルフィルタ及びレンズ構成を、このレンズ構成の光路
に取付けねばならなかった従来技術とは違って、これら
二つのフィルタとレンズの機能を同一光学要素に結合す
ることを可能にしている。従って、以上のことから、本
発明の光学装置と画像センサとの間の空間だけを塵埃か
らの効果的保護を保証するために密封すれば良いから、
一方では取付ける必要のある部品数を減らし、他方では
製造を簡素化することによって、レンズ構成のコストを
制限することが出来る。
【００１０】また、本発明は前述した種類の光学装置を
含む写真レンズ構成並びにその様なレンズ構成を取付け
たカメラにも関する。
含む写真レンズ構成並びにその様なレンズ構成を取付け
たカメラにも関する。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の他の特徴及び利点は、本
発明による光学装置の一実施例に関し、添付図面を参照
して述べる以下の詳細な説明から更に明確となろう。但
し、ここに掲げる実施例は例示であって、本発明を限定
するものではない。本発明による光学装置の好ましい応
用例はディジタルカメラに関係している。本発明の結果
として、ユーザに対しては、レンズ構成の像平面への均
一な光照射を保証した安価且つ小型のレンズ構成、並び
にこの種のカメラに取付ける半導体光学センサが非常に
敏感に反応する赤外スペクトルバンド内にある波長の除
去を可能にする選択的なスペクトル濾過を提供すること
が可能になる。しかし、本発明の光学装置を同様な方法
で他の光学システムに適用することが可能であることは
言うまでもない。例えば、感光性フィルムを装着する従
来型カメラへの適用が可能である。この場合、感光性フ
ィルムへの均一な光照射が必要であり、必要によって
は、感光性フィルムが敏感に反応する紫外光を除去する
ことも可能である。
発明による光学装置の一実施例に関し、添付図面を参照
して述べる以下の詳細な説明から更に明確となろう。但
し、ここに掲げる実施例は例示であって、本発明を限定
するものではない。本発明による光学装置の好ましい応
用例はディジタルカメラに関係している。本発明の結果
として、ユーザに対しては、レンズ構成の像平面への均
一な光照射を保証した安価且つ小型のレンズ構成、並び
にこの種のカメラに取付ける半導体光学センサが非常に
敏感に反応する赤外スペクトルバンド内にある波長の除
去を可能にする選択的なスペクトル濾過を提供すること
が可能になる。しかし、本発明の光学装置を同様な方法
で他の光学システムに適用することが可能であることは
言うまでもない。例えば、感光性フィルムを装着する従
来型カメラへの適用が可能である。この場合、感光性フ
ィルムへの均一な光照射が必要であり、必要によって
は、感光性フィルムが敏感に反応する紫外光を除去する
ことも可能である。
【００１２】図２に示すように、その全体を参照番号６
で示す本発明による光学装置は、半導体光学センサ１２
の入射面１０の前側に配置された写真レンズ構成８の光
路中に取付けられる。この光学センサ１２は、例えばデ
ィジタルカメラ（図示せず）に取付けられる。写真レン
ズ構成８は、本発明による光学装置６に加えて、撮影対
象の物体側に位置するレンズ構成８の入射面２０から参
照番号１４，１６及び１８によってそれぞれ指示された
３個のレンズを含んでいる。図２に図示の例では、これ
ら３個のレンズ１４、１６及び１８は球面レンズであ
る。更に詳細には、レンズ１４は平面と凸面からなるレ
ンズ、レンズ１６は両面が凹面からなるレンズ、そして
レンズ１８は両面が凸面からなるレンズである。
で示す本発明による光学装置は、半導体光学センサ１２
の入射面１０の前側に配置された写真レンズ構成８の光
路中に取付けられる。この光学センサ１２は、例えばデ
ィジタルカメラ（図示せず）に取付けられる。写真レン
ズ構成８は、本発明による光学装置６に加えて、撮影対
象の物体側に位置するレンズ構成８の入射面２０から参
照番号１４，１６及び１８によってそれぞれ指示された
３個のレンズを含んでいる。図２に図示の例では、これ
ら３個のレンズ１４、１６及び１８は球面レンズであ
る。更に詳細には、レンズ１４は平面と凸面からなるレ
ンズ、レンズ１６は両面が凹面からなるレンズ、そして
レンズ１８は両面が凸面からなるレンズである。
【００１３】これら３個のレンズ１４、１６及び１８
は、ガラス、プラスチック、又はその他の透明な光学材
料から作られる。勿論、上記写真レンズ構成８の実施形
態は、全く例示的に示したものであって、この例に限定
されるものではなく、レンズ構成８の光学的複雑さに従
って、より多数の又はより少数の球面及び／又は非球面
レンズの組み合わせを含むことができる。
は、ガラス、プラスチック、又はその他の透明な光学材
料から作られる。勿論、上記写真レンズ構成８の実施形
態は、全く例示的に示したものであって、この例に限定
されるものではなく、レンズ構成８の光学的複雑さに従
って、より多数の又はより少数の球面及び／又は非球面
レンズの組み合わせを含むことができる。
【００１４】ここで、本発明による光学装置６について
述べる。本発明の第１の特徴によれば、光学装置６は均
一な透明濾過材料からなるブロックの形態を採る。本発
明の目的のため、濾過材料はそれを透過する可視光スペ
クトルの全波長に対して実質的に同じ吸収係数を有する
材料を意味する。また、この種の材料は中性濾過材料
（neutral filtering material) とも呼ばれる。濾過材
料の幾つかの例を図３に示す。この図は濾過材料の光透
過率Ｔ（％表示）をこの材料を透過する光の波長λ（ｎ
ｍ表示）の関数として示している。曲線２２は濾過率３
％の材料を示す。即ち、光の９７％は透過する。曲線２
４は濾過率２０％の材料を示す。即ち、光エネルギーの
２０％を吸収し、残り８０％を透過させる。図３から分
かるように、曲線２２及び２４は水平な直線となってい
る。このことは、濾過材料を透過する全ての可視光スペ
クトルに対して、吸収は実質的に均等であることを意味
する。
述べる。本発明の第１の特徴によれば、光学装置６は均
一な透明濾過材料からなるブロックの形態を採る。本発
明の目的のため、濾過材料はそれを透過する可視光スペ
クトルの全波長に対して実質的に同じ吸収係数を有する
材料を意味する。また、この種の材料は中性濾過材料
（neutral filtering material) とも呼ばれる。濾過材
料の幾つかの例を図３に示す。この図は濾過材料の光透
過率Ｔ（％表示）をこの材料を透過する光の波長λ（ｎ
ｍ表示）の関数として示している。曲線２２は濾過率３
％の材料を示す。即ち、光の９７％は透過する。曲線２
４は濾過率２０％の材料を示す。即ち、光エネルギーの
２０％を吸収し、残り８０％を透過させる。図３から分
かるように、曲線２２及び２４は水平な直線となってい
る。このことは、濾過材料を透過する全ての可視光スペ
クトルに対して、吸収は実質的に均等であることを意味
する。
【００１５】従って、適当な吸収係数の値を選び、濾過
材料からなるブロックの厚さをレンズ構成８から光軸ま
での距離の関数として変化することによって、所定の階
調吸収プロファイルが達成され、これによって濾過材料
からなるブロックを取付けたレンズ構成の像平面への均
一な光照射が得られる。この目的のため、そして本発明
の他の特徴によれば、濾過材料からなるブロックの周縁
領域における吸収は、同ブロックの中心領域における吸
収より少なくなる。その結果、透明で均一な濾過材料か
らなるブロックは、レンズ構成の像平面の中心における
光照射を低減し、像平面の周縁部へより多く光を透過さ
せる。
材料からなるブロックの厚さをレンズ構成８から光軸ま
での距離の関数として変化することによって、所定の階
調吸収プロファイルが達成され、これによって濾過材料
からなるブロックを取付けたレンズ構成の像平面への均
一な光照射が得られる。この目的のため、そして本発明
の他の特徴によれば、濾過材料からなるブロックの周縁
領域における吸収は、同ブロックの中心領域における吸
収より少なくなる。その結果、透明で均一な濾過材料か
らなるブロックは、レンズ構成の像平面の中心における
光照射を低減し、像平面の周縁部へより多く光を透過さ
せる。
【００１６】本発明による光学装置６の利点の一つは、
その均一な構造にある。本願の導入部で述べたように、
従来技術のフィルタは、基板表面に付加した薄膜を有す
るか、又はその光学濃度を変化させる全体として不均質
な構造を有している。ここで基板表面に付加される薄膜
の厚さは基板中心からその周縁部に向かって変化するよ
うに正確に制御されねばならず、また光学濃度の変化を
適切に制御するのは常に困難である。これとは反対に、
本発明による光学装置６は、その単一構造の結果とし
て、加工が非常に簡単になり、従って製造期間の短縮が
可能になる。
その均一な構造にある。本願の導入部で述べたように、
従来技術のフィルタは、基板表面に付加した薄膜を有す
るか、又はその光学濃度を変化させる全体として不均質
な構造を有している。ここで基板表面に付加される薄膜
の厚さは基板中心からその周縁部に向かって変化するよ
うに正確に制御されねばならず、また光学濃度の変化を
適切に制御するのは常に困難である。これとは反対に、
本発明による光学装置６は、その単一構造の結果とし
て、加工が非常に簡単になり、従って製造期間の短縮が
可能になる。
【００１７】本発明の他の好ましい実施形態によれば、
光学装置６は中心部が周縁部より厚いレンズ２６の形態
を採っているため、レンズ構成８の像平面２８に均一な
光照射が得られる適当な吸収プロファイルを有する。図
２に示すように、レンズ２６は平面と凸面からなる球面
レンズで、その曲率はレンズ構成８の焦点距離に等し
い。レンズ構成８の取付けに際して、レンズ２６と光学
センサ１２との間の空間だけは、塵埃を防止するために
密封される。この密封処理は、光学センサ１２の入射面
に向かって位置するレンズ２６の背面３０が平面になっ
ているので、楽に実施できる。従って、レンズ構成８
は、４個のレンズ１４、１６、１８及び２６によって構
成され、これらはレンズ構成８の像平面２８が光学セン
サ１２の感光面内に来るように配置される。
光学装置６は中心部が周縁部より厚いレンズ２６の形態
を採っているため、レンズ構成８の像平面２８に均一な
光照射が得られる適当な吸収プロファイルを有する。図
２に示すように、レンズ２６は平面と凸面からなる球面
レンズで、その曲率はレンズ構成８の焦点距離に等し
い。レンズ構成８の取付けに際して、レンズ２６と光学
センサ１２との間の空間だけは、塵埃を防止するために
密封される。この密封処理は、光学センサ１２の入射面
に向かって位置するレンズ２６の背面３０が平面になっ
ているので、楽に実施できる。従って、レンズ構成８
は、４個のレンズ１４、１６、１８及び２６によって構
成され、これらはレンズ構成８の像平面２８が光学セン
サ１２の感光面内に来るように配置される。
【００１８】本発明の他の特徴によれば、濾過材料から
なるブロックは、さらに所定のスペクトルバンドに含ま
れる波長に対して高い吸収係数値を有している。それ
故、本発明の結果として、吸収階調フィルタ及びスペク
トルフィルタの機能を、同一光学素子内に結合すること
が出来る。本発明によるこの特に有利な構成によって、
レンズ構成８の取付けに必要な要素数は減少し、レンズ
構成８のコストを制限することが出来る。また、この構
成によって、レンズ構成８の光路に沿って組み込むのは
濾過材料からなるブロックだけであるから、実質的に面
倒の少ない、よりコンパクトなレンズ構成８が提供され
る。種々の光学要素間の距離の値を、一例を用いてそれ
ぞれ以下に示すと、レンズ１４と絞り開口２１との間は
０．６ｍｍ、絞り開口２１とレンズ１６との間は０．２
９ｍｍ、レンズ１６とレンズ１８との間は０．５６ｍ
ｍ、レンズ１８と本発明に従ったレンズ２６との間は
０．１ｍｍである。
なるブロックは、さらに所定のスペクトルバンドに含ま
れる波長に対して高い吸収係数値を有している。それ
故、本発明の結果として、吸収階調フィルタ及びスペク
トルフィルタの機能を、同一光学素子内に結合すること
が出来る。本発明によるこの特に有利な構成によって、
レンズ構成８の取付けに必要な要素数は減少し、レンズ
構成８のコストを制限することが出来る。また、この構
成によって、レンズ構成８の光路に沿って組み込むのは
濾過材料からなるブロックだけであるから、実質的に面
倒の少ない、よりコンパクトなレンズ構成８が提供され
る。種々の光学要素間の距離の値を、一例を用いてそれ
ぞれ以下に示すと、レンズ１４と絞り開口２１との間は
０．６ｍｍ、絞り開口２１とレンズ１６との間は０．２
９ｍｍ、レンズ１６とレンズ１８との間は０．５６ｍ
ｍ、レンズ１８と本発明に従ったレンズ２６との間は
０．１ｍｍである。
【００１９】更に、レンズ構成８の直径は、光学センサ
１２の作動面の対角線より小さい。この様な小型構造
は、３つの個別な光学要素を一体に組み合わせることを
可能にする本発明の結果である。ディジタルカメラの場
合、濾過材料からなるブロックは、半導体光学センサ１
２が非常に敏感に反応する赤外線を強力に吸収する必要
がある。この目的のため、濾過材料からなるブロック
は、例えばショット（Schott）社から品番ＢＧ３９とし
て市販されているガラスから造ることができる。この材
料の光スペクトル透過プロファイルの概略を図４に示
す。この図の曲線３２及び３４は、ＢＧ３９ガラスの二
つの異なる厚さｅ1(１ｍｍ) 及びｅ2(２ｍｍ）にそれぞ
れ対応している。透過率Ｔは、曲線３２の場合は約８０
％、曲線３４の場合は約７０％である。ＢＧ３９ガラス
の吸収率は可視光スペクトル範囲では実質的に一定であ
るが、赤外光範囲では急激に増加（透過率Ｔは強く減
少）することに注目されたい。また、この濾過材料から
なるブロックの厚さは、如何なる摂動赤外光（perturba
tinginfrared light)も吸収によって除去するのに十分
であることに注目されたい。
１２の作動面の対角線より小さい。この様な小型構造
は、３つの個別な光学要素を一体に組み合わせることを
可能にする本発明の結果である。ディジタルカメラの場
合、濾過材料からなるブロックは、半導体光学センサ１
２が非常に敏感に反応する赤外線を強力に吸収する必要
がある。この目的のため、濾過材料からなるブロック
は、例えばショット（Schott）社から品番ＢＧ３９とし
て市販されているガラスから造ることができる。この材
料の光スペクトル透過プロファイルの概略を図４に示
す。この図の曲線３２及び３４は、ＢＧ３９ガラスの二
つの異なる厚さｅ1(１ｍｍ) 及びｅ2(２ｍｍ）にそれぞ
れ対応している。透過率Ｔは、曲線３２の場合は約８０
％、曲線３４の場合は約７０％である。ＢＧ３９ガラス
の吸収率は可視光スペクトル範囲では実質的に一定であ
るが、赤外光範囲では急激に増加（透過率Ｔは強く減
少）することに注目されたい。また、この濾過材料から
なるブロックの厚さは、如何なる摂動赤外光（perturba
tinginfrared light)も吸収によって除去するのに十分
であることに注目されたい。
【００２０】これとは反対に、感光性フィルムを装着し
た従来カメラの場合、可視光スペクトル範囲で実質的に
一定で、紫外光範囲で急激に増加する吸収率を持つ材料
が選択される（図５の曲線３６参照）。また、本発明は
前述の種類の光学装置６を取付けたレンズ構成、並びに
そうした装置を取付けたカメラに関係する。
た従来カメラの場合、可視光スペクトル範囲で実質的に
一定で、紫外光範囲で急激に増加する吸収率を持つ材料
が選択される（図５の曲線３６参照）。また、本発明は
前述の種類の光学装置６を取付けたレンズ構成、並びに
そうした装置を取付けたカメラに関係する。
【００２１】種々の簡単な修正及び変形は本発明の範囲
内にあることは勿論である。
内にあることは勿論である。
【図１】球面レンズ及びそれに関連する像平面を示す概
略図である。
略図である。
【図２】本発明による光学装置の概略図である。
【図３】中立濾過材による光透過率を示すグラフであ
る。
る。
【図４】強力な赤外光吸収材の光透過率を示すグラフで
ある。
ある。
【図５】強力な紫外光吸収材の光透過率を示すグラフで
ある。
ある。
【符号の説明】 ６…光学装置 ８…写真レンズ構成 １０…半導体光学センサの入射面 １２…半導体光学センサ ２０…写真レンズ構成の入射面 ２１…絞り開口 ２６…レンズ ２８…写真レンズ構成の像平面
Claims (12)
- 【請求項１】 ディジタル光学センサによって規定され
る像平面への光照射を均一化するための光学装置であっ
て、前記装置は透明で均一な濾過材料からなるブロック
で構成され、前記ブロックはこれを透過する可視光スペ
クトルの全ての波長に対して実質的に均等な吸収係数
と、所定の吸収プロファイルに適合するような厚さの変
化を有することを特徴とする光学装置。 - 【請求項２】 前記透明な濾過材料からなるブロックの
周縁領域における吸収は、その中心領域における吸収よ
り少ないことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。 - 【請求項３】 前記透明な濾過材料からなるブロックは
レンズ（２６）を構成することを特徴とする請求項１又
は２に記載の光学装置。 - 【請求項４】 前記レンズ（２６）は球面レンズである
ことを特徴とする請求項３に記載の光学装置。 - 【請求項５】 前記レンズ（２６）は平面と凸面とから
なるレンズであることを特徴とする請求項４に記載の光
学装置。 - 【請求項６】 前記透明な濾過材料からなるブロック
は、所定の光スペクトルバンド内に含まれる波長に対し
て、高い吸収係数値を有することを特徴とする請求項１
〜５の何れか一項に記載の光学装置。 - 【請求項７】 前記透明な濾過材料からなるブロックは
赤外光領域において強い吸収を示すことを特徴とする請
求項６に記載の光学装置。 - 【請求項８】 前記透明な濾過材料からなるブロック
は、ショット社の品番ＢＧ３９のガラスからなることを
特徴とする請求項７に記載の光学装置。 - 【請求項９】 前記透明な濾過材料からなるブロックは
紫外光領域において強い吸収を示すことを特徴とする請
求項６に記載の光学装置。 - 【請求項１０】 複数の球面及び／又は非球面レンズを
含む写真レンズ構成であって、請求項１〜９の何れか一
項に記載の光学装置を含むことを特徴とする写真レンズ
構成。 - 【請求項１１】 球面及び／又は非球面レンズ（１４、
１６、１８）及び光学装置（６）は、前記写真レンズ構
成（８）の像平面（２８）が光学センサ（１０）の感光
面にあるように構成される請求項１０に記載の写真レン
ズ構成。 - 【請求項１２】 請求項１０又は１１に記載の写真レン
ズ構成を含むことを特徴とするカメラ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP99107887A EP1046933B1 (fr) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | Dispositif optique à gradient d'absorption et à filtrage spectral sélectif ainsi qu'objectif et appareil de prise d'images munis d'un tel dispositif |
| EP99107887:4 | 1999-04-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001004917A true JP2001004917A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=8238012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000126251A Pending JP2001004917A (ja) | 1999-04-21 | 2000-04-20 | 吸収階調及び選択的なスペクトル濾過を有する光学装置及びそれを取付けたレンズ構成及びカメラ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6545828B2 (ja) |
| EP (1) | EP1046933B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001004917A (ja) |
| CN (1) | CN1121621C (ja) |
| DE (1) | DE69911164T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2498298C1 (ru) * | 2012-08-21 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Устройство визуализации биологических объектов с нанометками |
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|---|---|---|---|---|
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| US9448338B2 (en) * | 2011-01-20 | 2016-09-20 | Fivefocal Llc | Passively athermalized infrared imaging system and method of manufacturing same |
| US9477061B2 (en) | 2011-01-20 | 2016-10-25 | Fivefocal Llc | Passively aligned imaging optics and method of manufacturing the same |
| US10627646B2 (en) * | 2015-05-20 | 2020-04-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup optical system and image pickup apparatus |
| EP3251578A1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-12-06 | Leica Instruments (Singapore) Pte. Ltd. | Medical device for the observation of a partly fluorescent object, using a filter system with a transmission window |
| US10838126B2 (en) * | 2016-09-19 | 2020-11-17 | Apple Inc. | Electronic devices with infrared blocking filters |
| US10694607B1 (en) | 2019-06-24 | 2020-06-23 | Apple Inc. | Electronic devices with light sensor waveguides |
| CN114415381B (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-22 | 南昌龙旗信息技术有限公司 | 光学成像模组及虚拟现实设备 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3843235A (en) * | 1968-09-14 | 1974-10-22 | Minolta Camera Kk | Image forming optical system wherein defocus images are improved |
| JPS5823010A (ja) * | 1981-08-04 | 1983-02-10 | Nec Corp | 照明方法 |
| US5024923A (en) * | 1987-09-09 | 1991-06-18 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Infrared absorbent compositions |
| FR2623293B1 (fr) * | 1987-11-13 | 1992-05-07 | Angenieux P Ets | Objectif de prise de vue comportant un systeme reducteur de profondeur de champ |
| JPH05203884A (ja) * | 1992-01-24 | 1993-08-13 | Toshiba Corp | 光学素子 |
| US5329350A (en) * | 1992-05-21 | 1994-07-12 | Photon, Inc. | Measuring laser beam parameters using non-distorting attenuation and multiple simultaneous samples |
| US5801831A (en) * | 1996-09-20 | 1998-09-01 | Institute For Space And Terrestrial Science | Fabry-Perot spectrometer for detecting a spatially varying spectral signature of an extended source |
| US6078442A (en) * | 1997-06-27 | 2000-06-20 | Asahi Seimitsu Kabushiki Kaisha | ND filter |
| US6180955B1 (en) * | 1998-06-12 | 2001-01-30 | Lumisys, Inc. | Integrating optical collector with reduced re-illumination of phosphor sheet |
-
1999
- 1999-04-21 EP EP99107887A patent/EP1046933B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1999-04-21 DE DE69911164T patent/DE69911164T2/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-04-19 US US09/552,720 patent/US6545828B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-04-20 JP JP2000126251A patent/JP2001004917A/ja active Pending
- 2000-04-21 CN CN00106929.2A patent/CN1121621C/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2498298C1 (ru) * | 2012-08-21 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Устройство визуализации биологических объектов с нанометками |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1271103A (zh) | 2000-10-25 |
| US20020030906A1 (en) | 2002-03-14 |
| DE69911164T2 (de) | 2004-06-09 |
| CN1121621C (zh) | 2003-09-17 |
| EP1046933A1 (fr) | 2000-10-25 |
| EP1046933B1 (fr) | 2003-09-10 |
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