JPS62139518A - 遮光板装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は光学系に用いられる遮光板装置に関するもので
あり、詳しくは軸外の球欠的周辺光線及びそれに近い光
束を遮光する遮光板装置に関するものである。

従来の技術 従来からのレンズの収差改善の手段として、光軸上に中
心をもつ円形成いはそれに近い形の孔をあけた遮光板を
光軸に垂直な面内に配置することは行なわれてきた４　
（例えば、光学概論Ｉ、第１２３頁、籾量書店） 多くの型のレンズ系、例えばガウス型では軸外における
球欠的周辺光線の収差が著しく悪化するので、これを改
善するために例えば第４図の実線で示したような成る軸
外光束に対する開口を、円形の遮光板を挿入することに
より、同図の点線に示すように小さくして球欠的周辺光
線を遮光している。

以下、図面を参照しながら上述した従来の遮光板の一例
について説明する。

第５図はガウス型レンズの横収差曲線の一例である。同
図において、横軸は例えば物体側主平面上の瞳座標Ｒで
あり、縦軸はガウス像平面上の横収差Δｙ、Δ２である
。半画角ωはω１〉ω２〉ω３〉ω４＝０でありω＝ω
１．ω２の球欠的周辺光線の収差が著しく大きく、像面
上で補正過剰のハロを生ずる。（例えば、レンズ設計法
　松属吉哉著　Ｐ、６５　　共面出版）そこで円形の遮
光板を挿入して有効径を削減すると、例えば第６図に示
されるように球欠的周辺光線の収差は改善される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような遮光板では、第６図に示すよ
うに、本来収差の小さかった子午的周辺光線及び軸上の
周辺光線も遮光してしまう。そこで実際のレンズ設計に
あっては、球欠的光線以外の収差や明るさ等を犠牲にし
て球欠的光線の収差を押え、レンズ性能を総合的に向上
させるという自由度の低い設計を強いられるという問題
を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、球欠的周辺光線のみを遮光
し、従って球欠的光線の収差と子午的光線の収差を独立
に制御することから、レンズ設計の自由度を増すことの
できる遮光板を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するための本発明の技術的手段は、光
軸を含む平面内に四角形状の遮光板を光軸を中心に等角
度間隔に複数枚設けることである。

作用 この技術的手段による作用は次のようになる。

−ａに軸外の球欠的光線の光路は、子午切断面に投影し
てみれば光軸を斜めに切っており、従って光軸を含み子
午切断面に垂直な平面内に置かれた遮光板により遮光さ
れる。一方、子午的光線は子午切断面内に光路をもつた
め遮光板によっては遮光されない。また子午切断面及び
球欠切断面に含まれない一般的な光線は、球欠的光線に
近い程遠光される光量は多く、子午的光線に近い程通過
する光量が増える。つまり、軸外光束に対する開口は、
近似的には第４図の一点鎖線で示すように、子午切断面
では遮光板の有無に影響されないのに対し、球欠切断面
では小さくなるのである。

この結果、球欠的周辺光線とこれに近い光束だけを遮光
することができ、従って球欠的光線の収差と子午的光線
の収差を独立に制御ＩＩできることになり、レンズ設計
における自由度が増すことになる。

また一般に、球欠的周辺光線の光軸を含み子午切断面に
垂直な平面への投影は光軸に平行ではなく、従って光軸
に平行な内縁部を持つ第７図に示すような長方形状の遮
光板或いは第８図に示すような台形形状の遮光板では、
遮光する必要のない光線まで遮光されたり遮光すべき光
線が遮光されない場合が生じる。本発明に依る四角形状
の遮光板から構成される遮光板装置では、遮光板の内縁
部は球欠的周辺光線の光路にそって角度βで切り取られ
ており遮光板の内縁部に依る余分な遮光や遮光漏れは無
く、従って光軸に平行な内縁部を持つ遮光板から構成さ
れる遮光板装置より明るく画質の良好なレンズを得るこ
とができる。

実施例 以下本発明の一実施例の遮光板装置について、図面を参
照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例における遮光板装置の斜
視図であり、第３図は本実施例の遮光板装置をビデオプ
ロジェクタ−用投写レンズに配置した例の断面図である
。第１図において、ｌは遮光板、２は遮光板の保持体で
、円筒形である。遮光板はできるだけ薄くシ、保持体の
円筒面に垂直に、等間隔に配置する。また遮光板の表面
及び保持体の内壁は光の反射を防ぐため、例えば黒色に
する。第３図において、４．　５．　６は投写レンズを
構成するレンズ、７は投写管のフェースプレートである
。本実施例の遮光板装置３は遮光する軸外の光線の主光
線が光軸を切る位置であるレンズ４と５の間に中心軸を
光軸８に一致させて配置する。

第１図では遮光板装置は計１６枚の遮光板で構成されて
いる例であるが、遮光したい球欠的周辺光線の光軸から
の最大距離をＬｍａｘ　、この位置における遮光板の光
軸方向の長さをＤｍａｘ　、球欠的光線の主光線が光軸
を切る角度をω、遮光板の枚数をＮで表わしたとき、隣
り合う遮光板の間隔はおよそＬｍａｘ　　ｓｉｎ　（２
π／Ｎ）である。一方、球欠的光線のこの方向への伝播
距離は、Ｄ　ｍａｘ　　ｔａｎωであるので、 Ｄｎ＋ａｘ　＞Ｌｎ＋ａｘ　　ｓｉｎ　（２π／Ｎ）／
ｔａｎωなる関係を満足する構成であれば球欠的周辺光
線を遮光できる。また、遮光板のＬｍｉｎにおける内縁
部を角度βで切り取って、遮光板の形状を四角形状とす
る。

上記のように構成された遮光板装置について、以下その
動作を説明する。

軸上光束に対し、遮光板装置は光軸に垂直な面への投影
がつくる影だけ光束を遮るが、遮光板は薄いので光量の
低下は小さい。

軸外の子午的光線とそれに近い光束に対し、遮光板は軸
上光束の場合と同様に、その影だけ遮光するが光量の低
下はやはり小さい。

軸外の球欠的周辺光線とそれに近い光束に対し、遮光板
はその光路を遮る。また、遮光板の内縁部は球欠的周辺
光線にそって角度βで切り取っであるので、遮光板によ
る球欠的周辺光線の余分な遮光による明るさの低下や遮
光漏れによる画質の低下がない。

以上のように、本実施例によれば軸外の球欠的周辺光線
とそれに近い光束にのみ作用する遮光板装置が構成でき
、従って球欠的光線の収差と子午的光線の収差を独立に
制御できることからレンズ設計における自由度を増すこ
とができる。

また本実施例を軸外の球欠的周辺光線を遮光するために
配置された従来の遮光板と交換することにより、従来遮
光されていた子午的周辺光線とこれに近い光束が遮光板
を通過できることになり、その結果明るいレンズを得る
ことができる。

尚、本実施例は遮光板の形状が長方形である場合を示し
たが、前述の式を満足すればこれ以外の形状でも同様の
効果が期待できる。

以下本発明の第２の実施例の遮光板装置について図面を
参照しながら説明する。

第２図は本発明の第１の実施例における遮光板装置の斜
視図である。第２図も遮光板装置は計１６枚の遮光板で
構成されている例であるが、第１図の構成と異なるのは
遮光板１が、遮光したい球欠的周辺光線の光軸からの最
小距離をＬｍｉｎとしたとき、この位置における遮光板
の光軸方向の長さＨＤｍｉｎが、 Ｄｍｉｎ　＝Ｌｍｉｎ　　ｓｉｎ　（２π／Ｎ）　／１
ａｎ（ｄなる関係を満足する様に、遮光板の少なくとも
前縁か後縁の一方或いは前縁と後縁の両者を切り取った
形状となっている点である。

上記のように構成された遮光板装置の基本的な動作は第
１の実施例と同じであるので、第１の実施例の動作と異
なる点について説明する。

遮光板の光軸方向に必要な長さは、同じ画角の球欠的周
辺光線に対しては光軸からの距離が小さい程短（なる。

従って第１の実施例のように遮光板の内縁部の長さが外
縁部の長さと同じであれば遮光する必要のない光線まで
遮光されることになる。本実施例においては遮光板の光
軸方向の長さは必要最小限になっており、余分な遮光は
無いので第１の実施例より更に明るいレンズを得ること
ができる。

第２の実施例では遮光板の前縁と後縁の両者を切り取っ
た場合であるが、少なくとも前縁か後縁の一方を切り取
った形状でもよい。

発明の効果 以上のように本発明は、光軸を含む平面内に遮光板を光
軸のまわりに複数枚設けることにより、軸外の球欠的光
線とこれに近い光束を遮光する遮光板装置を提供できる
ことからレンズ設計における自由度を増すことができる
。また、この効果はガウス型レンズのみならず、他の型
のレンズ、例えばビデオプロジェクタ−用投写レンズに
も期待できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における遮光板装置の斜
視図、第２図は本発明の第２の実施例における遮光板装
置の斜視図、第３図は第１図及び第２図の実施例をビデ
オプロジェクタ−用投写レンズに配置した場合の断面図
、第４図で実線は遮光板装置のない場合、点線は従来の
円形の遮光板の場合、一点鎖線が本発明の遮光板装置に
よる場合の軸外光束に対する開口を示す斜視図、第５図
はガウス型レンズの横収差曲線の一実施例を示す特性図
、第６図は従来の円形の遮光板を配置した場合のガウス
型レンズの横収差曲線の一実施例を示す特性図、第７図
は長方形状の遮光板から構成された遮光板装置の斜視図
、第８図は台形状の遮光板から構成された遮光板装置の
斜視図である。 １・・・・・・遮光板、２・・・・・・保持体、３・・
・・・・遮光板装置、４，５．６・・・・・・レンズ、
７・・・・・・投写管フェースプレート、８・・・・・
・光軸。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光軸を含む平面内に薄い遮光板を前記光軸を中心
   に等角度間隔で複数枚配置した構成であって、遮光する
   軸外の球欠的周辺光線の光軸からの最大距離がＬｍａｘ
   、最小距離がＬｍｉｎ、Ｌｍｉｎにおける軸外の球欠的
   周辺光線の光軸を含み子午切断面に垂直な平面への投影
   が光軸と成す角度がβ、前記軸外の球欠的周辺光線の主
   光線と前記光軸とのなす角度がω、前記遮光板の枚数が
   Ｎであるとき、前記最大距離における前記遮光板の光軸
   方向の長さ；Ｄｍａｘが、 Ｄｍａｘ≒Ｌｍａｘｓｉｎ（２π／Ｎ）／ｔａｎωなる
   関係を満足する形状の遮光板のＬｍｉｎにおける内縁部
   を角度βで切り取った形状の遮光板から構成されること
   を特徴とする遮光板装置。
2. （２）Ｌｍｉｎにおける遮光板の光軸方向の長さ；Ｄｍ
   ｉｎが、 Ｄｍｉｎ≒Ｌｍｉｎｓｉｎ（２π／Ｎ）／ｔａｎωなる
   関係を満足する形状の遮光板から構成されることを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載の遮光板装置。