JPH07128501A

JPH07128501A - 結像光学系

Info

Publication number: JPH07128501A
Application number: JP5273770A
Authority: JP
Inventors: Shiyuuichirou Ogasawara; 秋一郎小笠原; Yoshiharu Takasugi; 芳治高杉; Ko Tanaka; 耕田中; Hiroshi Tsuyuki; 浩露木; Akira Yokota; 朗横田; Tatsuya Orihara; 達也折原
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-11-01
Filing date: 1993-11-01
Publication date: 1995-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】設計上の制約もなく、容易に且つ確実に光学
系の内部反射光により発生するフレアやゴーストを実用
上影響のないレベルにまで軽減し得る結像光学系を提供
すること。【構成】本発明による結像光学系は、遮光マスク１
と、数十パーセントの反射率の撮像面を有するＣＣＤ３
と、被写体側の面の有効径外に無コーティング部又は反
射防止膜のエッジ部等である特定反射部２を有する接合
レンズ４とを備え、更に、各レンズ面の有効径内に反射
防止膜を施して構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主にＣＣＤやフィルタ
等の比較的高い反射率を有する光学素子を含む結像光学
系に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学系の内部反射光によるフレア
光に対処する方法として、一般に、レンズ面に内部反射
光を軽減するための反射防止膜を施すことが知られてい
る。又、以下の如く、上記フレア光の設計面における対
処方法が提案されている。図５は、特開昭６４−４０８
０８号公報に記載の光学系を示している。これは、ズー
ムレンズ光学系用として、結像面或いはその近傍から強
い反射光が戻った場合でも良好な画像を得ることができ
るようにするために、設計的に結像面とレンズ面との反
射光の再結像を結像面より結像レンズ側に結像させるよ
うに構成されたものである。又、図６は、特開平３−７
８７１６号公報に記載の光学系を示している。これは、
主にビデオスコープ用として、テレセントリック光学系
における撮像面とフィルタ面との間の繰り返し反射によ
ってフレア光を実用上影響のないレベルにまで軽減する
ために、設計的にフレア光の強度が許容レベルとなるよ
うにレンズ系内のフィルタの配置位置を規定したもので
ある。

【０００３】更に、ビデオカメラ用としては、図７に示
した特開平２−１８６３１８号公報に記載の光学系のよ
うに、フィルタを有する撮影レンズにおける撮像面とフ
ィルタとの間の反射によるフレア光を軽減するために、
フィルタ面を湾曲させてそのフィルタ面で反射した光束
が結像面で発散するようにしたものが提案されている。
又、遮光マスクを用いる方法としては、図８に示した実
開平２−１０７１１１号公報に記載の光学系のように、
レンズの特定反射面によるゴースト，フレアを防止する
ために、画面外の有害光線をゴーストを生じる特定反射
面より前でカットするための遮光マスクを設けたものが
提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、反射防止膜
等を蒸着する際にヤトイを用いるため、有効径外にコー
ティングのエッジ部と無コーティング部とができる。前
記エッジ部は反射増加膜として働き、前記無コーティン
グ部は数パーセントの反射率を有する。しかし、全ての
レンズ面全面にコーティングを行うには、各レンズ毎に
専用のヤトイが必要となり原価アップとなってしまうと
いう問題が生じる。ところで、上記特開昭６４−４０８
０８号，特開平３−７８７１６号及び特開平２−１８６
３１８号の各公報に記載の光学系では、設計による対処
のために、設計時の制約も多く設計が困難となり、又、
設計に要する時間も多くなるという欠点を有している。
更に、これらは、レンズ系の構成が変化すると対応でき
ず、従って、適用範囲は限定されてしまうという欠点を
有している。又、実開平２−１０７１１１号公報に記載
の光学系では、像側の有効径内で発生した反射光に対し
ての考慮がなされておらず、更に、有害光と有効光とが
分離されていない場合には、有効光までも遮光してしま
うという問題があった。

【０００５】そこで、本発明は、上記のような従来技術
の有する問題点に鑑み、設計上の制約もなく、容易に且
つ確実に光学系の内部反射光により発生するフレアやゴ
ーストを実用上影響のないレベルにまで軽減し得る結像
光学系を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による結像光学系は、有効径内の光束の一部
を反射する性質を有する少なくとも一つの光学素子を備
え、且つ、上記光学素子と有効径外の特定反射部による
二回以上の反射により有害光線が有効結像部に入射し得
る光学系において、上記特定反射部に反射防止手段を設
けたことを特徴とし、上記反射防止手段は、有効径外を
も含めたレンズ全面に反射防止膜が施されることによっ
て実現され、又、上記光学素子はＣＣＤ受光面であり、
上記光学素子は各種フィルタであることを特徴としてい
る。

【０００７】

【作用】従って、本発明の結像光学系によれば、従来の
設計による対処方法に比べ、設計上の制約がないため設
計期間の短縮が可能になる。又、特定反射部にのみに反
射防止手段が施されるので有効光線に何等悪影響を与え
ることがなく、容易に且つ確実に有効径内で発生する内
部反射光を実用上影響のないレベルにまで軽減すること
ができ、どのようなレンズ構成にでも適用可能なため、
幅広い分野において適用できる。

【０００８】

【実施例】以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。図１は、本発明の第一実施例の結像光学系
にＣＣＤを用いた状態での光軸方向に沿った断面図であ
る。図中、１は遮光マスク、２は接合レンズ４の被写体
側の面４ａの有効径外に設けられた無コーティング部
（反射率は数パーセント）又は反射防止膜のエッジ部
（反射増加膜としての働きを有する）等の特定反射部、
３は最終面に配置されたＣＣＤ、３ａは数十パーセント
の反射率を有しているＣＣＤ３の撮像面である。尚、各
レンズ面の有効径内には反射防止膜が施されている。

【０００９】本実施例の光学径は上記のように構成され
ているので、ＣＣＤ撮像面３ａに結像された光束は、そ
の表面で反射され、図示の如く、その光束径を広げなが
ら当該光学系内を逆行し、特定反射部２で再度反射され
る。その際、接合レンズ４の被写体側の面４ａの曲率の
ため、前記光束は収束され、強度の強いフレア光として
再度ＣＣＤ撮像面３ａに入射する。しかし、本実施例の
光学系では、特定反射部２を含めた接合レンズ４の被写
体側の面４ａの全面に、反射防止膜が施されているた
め、その反射光の強度を１／１０以下に軽減することが
でき、実用上影響のないレベルにまでフレア光を抑える
ことができる。又、それにより、特定反射部２を透過す
る光は、接合レンズ４の被写体側に配置されている遮光
マスク１によって吸収され、透過光によるフレア等の不
具合の発生を防止できる。

【００１０】図２は、本発明の第二実施例であり、ＣＣ
Ｄを用いた内視鏡対物光学系の光軸に沿った断面図であ
る。図中、遮光マスク１，特定反射部２，ＣＣＤ３及び
接合レンズ４は夫々第一実施例において示したものと同
様てある。ＣＣＤ３の前部（被写体側）には、赤外吸収
フィルタ５がＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガ
ーネット）カットフィルタ６（反射率は数パーセント）
に挟まれる形で配置されている。又、ＹＡＧカットフィ
ルタ面６ａの干渉膜を除く各面の有効径内には反射防止
膜が施されている。

【００１１】本実施例の光学系は上記のように構成され
ているので、光学系内に視野外光が入射すると、図示の
如く、ＹＡＧカットフィルタ面６ａで反射され、当該光
学系内を逆行し、接合レンズ４の被写体側の面４ａの特
定反射部２で再度反射される。その際、接合レンズ面４
ａの曲率のため、前記光束は収束され、強度の強いフレ
ア光として、再度ＣＣＤ撮像面３ａに入射する。しか
し、前記フレア光は、第一実施例に示したものと同様の
手段を講じることによって、実用上影響のないレベルに
まで軽減することができる。

【００１２】図３は、本発明の第三実施例であり、ＣＣ
Ｄを用いた撮像光学系を光軸に沿った断面図である。図
示の如く、本実施例の光学系は、最終面にＣＣＤ３が配
置され、ＣＣＤ３の前部（被写体側）にフィールドレン
ズ７を備えている。又、２はフィールドレンズ７の被写
体側の面７ａの有効径外に設けられた無コーティング部
（反射率は数パーセント）又は反射防止膜のエッジ部
（反射増加膜としての働きを有する）等の特定反射部で
ある。ＣＣＤ撮像面３ａは数十パーセントの反射率を有
しており、その表面には凹凸が形成されている。尚、各
レンズ面の有効径内には反射防止膜が施されている。

【００１３】従って、結像された光束はＣＣＤ撮像面３
ａの表面で乱反射され、図示した如く、拡散しながらフ
ィールドレンズ７の被写体側の面７ａの特定反射部２で
再度反射される。その際、フィールドレンズ面７ａの曲
率のため、光軸中心に向けて光束は収束され、強度の強
いフレア光として、再度光軸近傍のＣＣＤ撮像面３ａに
入射する。しかし、第一実施例において示したものと同
様な手段を講じることにより、前記フレア光を実用上影
響のないレベルにまで軽減することができる。

【００１４】図４は、本発明の第四実施例である内視鏡
対物光学系の光軸に沿った断面図である。図中、１は遮
光マスク、２は第二レンズ８の像側の面８ａの有効径外
に設けられた無コーティング部（反射率は数パーセン
ト）又は反射防止膜のエッジ部（反射増加膜としての働
きを有する）等の特定反射部、９は第一レンズ、９ａは
第一レンズ面、１０は最終結像面である。尚、耐性上問
題のある第一レンズ面９ａを除く各レンズ面の有効径内
には反射防止膜が施されている。

【００１５】本実施例の光学系は上記のように構成され
ているので、図示した如く、視野外光が入射すると、第
二レンズ８の像側の面８ａの特定反射部２で反射され
る。この反射光は、当該光学系内を逆行し、第一レンズ
面９ａ（無コーティング）で再度反射され、光学系の有
効径内を透過しフレア光として最終結像面１０に入射す
る。しかし、第一実施例に示したものと同様な手段を講
じることにより、前記フレア光を実用上影響のないレベ
ルにまで軽減することができる。

【００１６】又、上記第一乃至第四実施例において示し
たように、レンズ等の光学系構成部材の全面に反射防止
膜を施すといった反射防止手段に代わるものとしては、
特定反射部２に粗面を形成することによって、フレア光
を拡散してその強度をおとす方法や、特定反射部２にマ
スクを蒸着した後に反射防止膜を施すことにより無コー
ティング部，コーティングのエッジ部を遮蔽し、有害光
を吸収してその反射を防止する方法等が考えられる。こ
のように、反射防止手段は、上記各実施例において示し
た方法に限定されるものではない。

【００１７】

【発明の効果】上述のように、本発明の結像光学系は、
有害な内部反射光によるフレア，ゴーストを実用上影響
のないレベルにまで軽減でき、良好な像を得ることがで
きるという重要な利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第一実施例の光学系の光軸に沿っ
た断面図である。

【図２】本発明による第二実施例の光学系の光軸に沿っ
た断面図である。

【図３】本発明による第三実施例の光学系の光軸に沿っ
た断面図である。

【図４】本発明による第四実施例の光学系の光軸に沿っ
た断面図である。

【図５】ズームレンズ用として用いられる従来技術によ
る光学系の光軸に沿った断面図である。

【図６】ビデオスコープ用として用いられる従来技術に
よる光学系の光軸に沿った断面図である。

【図７】ビデオカメラ用として用いられる従来技術によ
る光学系の光軸に沿った断面図である。

【図８】（ａ），（ｂ）は夫々従来技術による遮光マス
クを用いた光学系の光軸方向に沿った断面図である。

【符号の説明】

１遮光マスク２特定反射部３ＣＣＤ３ａＣＣＤ撮像面４接合レンズ４ａ接合レンズ面５赤外吸収フィルタ６ＹＡＧカットフィルタ６ａＹＡＧカットコート面７フィールドレンズ７ａフィールドレンズ面８第一レンズ８ａ第一レンズ面９第二レンズ９ａ第二レンズ面１０最終結像面Ｌ光軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者露木浩東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者横田朗東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者折原達也東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有効径内の光束の一部を反射する性質を
有する少なくとも一つの光学素子を備え、且つ、上記光
学素子と有効径外の特定反射部による二回以上の反射に
より有害光線が有効結像部に入射し得る光学系におい
て、上記特定反射部に反射防止手段を設けたことを特徴とす
る結像光学系。
【請求項２】上記反射防止手段は、有効径外をも含め
たレンズ面全面に反射防止膜が施されているようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項３】上記光学素子はＣＣＤ受光面であること
を特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項４】上記光学素子は各種フィルタであること
を特徴とする請求項１に記載の結像素子。