JP2002341222A - 結像光学装置 - Google Patents
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- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 開口絞りの温度上昇を有効に防止することが
できる結像光学装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 結像光学装置は、物体側に配置された複
数の光源２から出射された光を、感光材料または感熱材
料等の記録面８上に結像するためのものであり、鏡筒３
の入射口付近に配設されたレンズ４と鏡筒３の出射口付
近に配設されたレンズ５とから成る両側テレセントリッ
ク光学系６と、この両側テレセントリック光学系６の瞳
位置に配設された開口絞り７とを備える。開口絞り７
は、その中央部に結像に寄与すべき光束を通過させるた
めの開口部が形成され、当該開口部の外側に結像に寄与
すべきでない光束を屈折させて鏡筒３の出射口から外部
に出射させるための屈折部が形成された光学部材から構
成される
できる結像光学装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 結像光学装置は、物体側に配置された複
数の光源２から出射された光を、感光材料または感熱材
料等の記録面８上に結像するためのものであり、鏡筒３
の入射口付近に配設されたレンズ４と鏡筒３の出射口付
近に配設されたレンズ５とから成る両側テレセントリッ
ク光学系６と、この両側テレセントリック光学系６の瞳
位置に配設された開口絞り７とを備える。開口絞り７
は、その中央部に結像に寄与すべき光束を通過させるた
めの開口部が形成され、当該開口部の外側に結像に寄与
すべきでない光束を屈折させて鏡筒３の出射口から外部
に出射させるための屈折部が形成された光学部材から構
成される
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、物体側の光を記
録面上に結像する結像光学装置に関する。
録面上に結像する結像光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような結像光学装置においては、良
好な結像性能を確保し、あるいは、必要な焦点深度を確
保する目的から、一般的に、結像に寄与する光束を制限
するための開口絞りが光学系内に配置されている。この
ような開口絞りは、円形もしくは多角形の開口部を有す
る金属製または樹脂製の遮光性薄板から構成され、レン
ズを保持する鏡筒により、レンズと鏡筒とにより形成さ
れた密閉空間内において固定される構成となっている。
好な結像性能を確保し、あるいは、必要な焦点深度を確
保する目的から、一般的に、結像に寄与する光束を制限
するための開口絞りが光学系内に配置されている。この
ような開口絞りは、円形もしくは多角形の開口部を有す
る金属製または樹脂製の遮光性薄板から構成され、レン
ズを保持する鏡筒により、レンズと鏡筒とにより形成さ
れた密閉空間内において固定される構成となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】例えば、光源として高
出力レーザ等を使用し、この光源から出射された光を記
録面上に結像する場合等のように、物体側から高いエネ
ルギーを持つ光が入射する場合には、開口絞りにより遮
蔽される光のエネルギーが大きくなり、開口絞りの温度
が高温となる。
出力レーザ等を使用し、この光源から出射された光を記
録面上に結像する場合等のように、物体側から高いエネ
ルギーを持つ光が入射する場合には、開口絞りにより遮
蔽される光のエネルギーが大きくなり、開口絞りの温度
が高温となる。
【０００４】このため、開口絞りの熱が熱伝導により鏡
筒に到達し、鏡筒が局部的に熱変形することによりレン
ズの相対的位置関係が崩れて結像性能が低下するという
現象や、開口絞りの熱が熱対流により鏡筒内に充満し、
鏡筒全体の温度が上昇して鏡筒が伸張することで結像位
置が光軸方向に変化するという現象が発生する。また、
開口絞りの温度がさらに上昇した場合には、開口絞り自
身が融解または気化し、遮光機能を失うと共に、遮光性
物質がレンズ面に付着して光学効率が低下するという現
象も発生する。
筒に到達し、鏡筒が局部的に熱変形することによりレン
ズの相対的位置関係が崩れて結像性能が低下するという
現象や、開口絞りの熱が熱対流により鏡筒内に充満し、
鏡筒全体の温度が上昇して鏡筒が伸張することで結像位
置が光軸方向に変化するという現象が発生する。また、
開口絞りの温度がさらに上昇した場合には、開口絞り自
身が融解または気化し、遮光機能を失うと共に、遮光性
物質がレンズ面に付着して光学効率が低下するという現
象も発生する。
【０００５】このような問題に対応するため、開口絞り
を鏡筒から独立した状態で保持することも考えられる
が、このような構成を採用した場合においては、開口絞
りの前後に配置されるレンズ面が鏡筒外雰囲気にさらさ
れることから、鏡筒外雰囲気中の塵埃等が開口絞りの前
後に配置されたレンズのレンズ面に付着し、光学効率が
低下するという問題が発生する。
を鏡筒から独立した状態で保持することも考えられる
が、このような構成を採用した場合においては、開口絞
りの前後に配置されるレンズ面が鏡筒外雰囲気にさらさ
れることから、鏡筒外雰囲気中の塵埃等が開口絞りの前
後に配置されたレンズのレンズ面に付着し、光学効率が
低下するという問題が発生する。
【０００６】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたものであり、開口絞りの温度上昇を有効に防止する
ことができる結像光学装置を提供することを目的とす
る。
れたものであり、開口絞りの温度上昇を有効に防止する
ことができる結像光学装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、鏡筒の入射口から入射した光を、開口絞りを通過さ
せた後、鏡筒の出射口から出射させて記録面上に結像す
る結像光学装置において、前記開口絞りは、その中央部
に結像に寄与すべき光束を通過させるための開口部が形
成され、当該開口部の外側に遮光されるべき光束を屈折
させて鏡筒の出射口から外部に出射させるための屈折部
が形成された光学部材から構成されることを特徴とす
る。
は、鏡筒の入射口から入射した光を、開口絞りを通過さ
せた後、鏡筒の出射口から出射させて記録面上に結像す
る結像光学装置において、前記開口絞りは、その中央部
に結像に寄与すべき光束を通過させるための開口部が形
成され、当該開口部の外側に遮光されるべき光束を屈折
させて鏡筒の出射口から外部に出射させるための屈折部
が形成された光学部材から構成されることを特徴とす
る。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記光学部材は、その中央に開口部を
有するレンズである。
の発明において、前記光学部材は、その中央に開口部を
有するレンズである。
【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記光学部材は、その中央に開口部を
有するプリズムである。
の発明において、前記光学部材は、その中央に開口部を
有するプリズムである。
【００１０】請求項４に記載の発明は、鏡筒の入射口か
ら入射した光を、開口絞りを通過させた後、鏡筒の出射
口から出射させて記録面上に結像する結像光学装置にお
いて、前記開口絞りは、その中央部に結像に寄与すべき
光束を透過させるための平行平板部が形成され、当該平
行平板部の外側に遮光されるべき光束を屈折させて鏡筒
の出射口から外部に出射させるための屈折部が形成され
た光学部材から構成されることを特徴とする。
ら入射した光を、開口絞りを通過させた後、鏡筒の出射
口から出射させて記録面上に結像する結像光学装置にお
いて、前記開口絞りは、その中央部に結像に寄与すべき
光束を透過させるための平行平板部が形成され、当該平
行平板部の外側に遮光されるべき光束を屈折させて鏡筒
の出射口から外部に出射させるための屈折部が形成され
た光学部材から構成されることを特徴とする。
【００１１】請求項５に記載の発明は、鏡筒の入射口か
ら入射した光を、開口絞りを通過させた後、鏡筒の出射
口から出射させて記録面上に結像する結像光学装置にお
いて、前記開口絞りは、その中央部に結像に寄与すべき
光束を通過させるための開口部が形成され、当該開口部
の外側に遮光されるべき光束を反射させて鏡筒の入射口
から外部に出射させるための反射部が形成された光学部
材から構成されることを特徴とする。
ら入射した光を、開口絞りを通過させた後、鏡筒の出射
口から出射させて記録面上に結像する結像光学装置にお
いて、前記開口絞りは、その中央部に結像に寄与すべき
光束を通過させるための開口部が形成され、当該開口部
の外側に遮光されるべき光束を反射させて鏡筒の入射口
から外部に出射させるための反射部が形成された光学部
材から構成されることを特徴とする。
【００１２】請求項６に記載の発明は、鏡筒の入射口か
ら入射した光を、開口絞りを通過させた後、鏡筒の出射
口から出射させて記録面上に結像する結像光学装置にお
いて、前記開口絞りは、その開口径が段階的に異なる開
口部が形成された複数枚の遮光板を鏡筒の光軸方向に所
定の間隔をもって列設した構成を有するとともに、前記
鏡筒における前記開口絞りの近傍に通気孔を形成したこ
とを特徴とする。
ら入射した光を、開口絞りを通過させた後、鏡筒の出射
口から出射させて記録面上に結像する結像光学装置にお
いて、前記開口絞りは、その開口径が段階的に異なる開
口部が形成された複数枚の遮光板を鏡筒の光軸方向に所
定の間隔をもって列設した構成を有するとともに、前記
鏡筒における前記開口絞りの近傍に通気孔を形成したこ
とを特徴とする。
【００１３】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、前記通気孔に強制通風手段を配設して
いる。
の発明において、前記通気孔に強制通風手段を配設して
いる。
【００１４】請求項８に記載の発明は、請求項６に記載
の発明において、前記通気孔に異物除去用フィルターを
配設している。
の発明において、前記通気孔に異物除去用フィルターを
配設している。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１はこの発明の第１実施形態
に係る結像光学装置の側面概要図である。
面に基づいて説明する。図１はこの発明の第１実施形態
に係る結像光学装置の側面概要図である。
【００１６】この結像光学装置は、物体側に配置された
複数の光源２から出射された光を、感光材料または感熱
材料等の記録面８上に結像するためのものであり、鏡筒
３の入射口付近に配設されたレンズ４と鏡筒３の出射口
付近に配設されたレンズ５とから成る両側テレセントリ
ック光学系６と、この両側テレセントリック光学系６の
瞳位置に配設された開口絞り７とを備える。この結像光
学系は、例えば、画像信号によって変調された光束を感
光材料または感熱材料上で走査することにより画像を記
録する画像記録装置に使用される。
複数の光源２から出射された光を、感光材料または感熱
材料等の記録面８上に結像するためのものであり、鏡筒
３の入射口付近に配設されたレンズ４と鏡筒３の出射口
付近に配設されたレンズ５とから成る両側テレセントリ
ック光学系６と、この両側テレセントリック光学系６の
瞳位置に配設された開口絞り７とを備える。この結像光
学系は、例えば、画像信号によって変調された光束を感
光材料または感熱材料上で走査することにより画像を記
録する画像記録装置に使用される。
【００１７】上記光源２は、例えば、半導体レーザや発
光ダイオード等から構成される。また、上記光源とし
て、半導体レーザや発光ダイオード等と接続された複数
の光ファイバーの端縁や、半導体レーザや発光ダイオー
ド等により照明される開口群等を使用してもよい。これ
らの光源２は、そこから出射される光の光量重心の伝播
方向が互いに平行で、好ましくはその伝播方向が両側テ
レセントリック光学系６の光軸と平行となるように配置
されている。
光ダイオード等から構成される。また、上記光源とし
て、半導体レーザや発光ダイオード等と接続された複数
の光ファイバーの端縁や、半導体レーザや発光ダイオー
ド等により照明される開口群等を使用してもよい。これ
らの光源２は、そこから出射される光の光量重心の伝播
方向が互いに平行で、好ましくはその伝播方向が両側テ
レセントリック光学系６の光軸と平行となるように配置
されている。
【００１８】なお、上述した実施形態においては複数個
の光源２を使用しているが、光源２は複数である必要は
なく、単一の光源２を使用するようにしてもよい。
の光源２を使用しているが、光源２は複数である必要は
なく、単一の光源２を使用するようにしてもよい。
【００１９】上記両側テレセントリック光学系６は、最
も簡単には２枚の正のパワーを有するレンズ４、５を、
これらのレンズ４、５の焦点距離の和だけ互いに離隔し
て配置した構成を有する。複数の光源２の配列は、両側
テレセントリック光学系６により拡大または縮小結像さ
れ、記録面８に所望の解像度で画像を記録しうる光点の
配列に変換される。このとき、各光源２から出射された
光束の主光線は互いに平行となるため、記録面８が結像
面より前後方向にずれた場合であっても光点の配列は変
更されないことから、画像の記録を高精度に実行するこ
とが可能となる。
も簡単には２枚の正のパワーを有するレンズ４、５を、
これらのレンズ４、５の焦点距離の和だけ互いに離隔し
て配置した構成を有する。複数の光源２の配列は、両側
テレセントリック光学系６により拡大または縮小結像さ
れ、記録面８に所望の解像度で画像を記録しうる光点の
配列に変換される。このとき、各光源２から出射された
光束の主光線は互いに平行となるため、記録面８が結像
面より前後方向にずれた場合であっても光点の配列は変
更されないことから、画像の記録を高精度に実行するこ
とが可能となる。
【００２０】上記開口絞り７は、レンズ４の後ろ側焦点
とレンズ５の前側焦点とが重なる点の近傍に配置されて
いる。
とレンズ５の前側焦点とが重なる点の近傍に配置されて
いる。
【００２１】図２は、各種の実施形態に係る開口絞り７
ａ、７ｂ、７ｃ（必要に応じ、これらを総称して「開口
絞り７」という）を模式的に示す説明図である。なお、
図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）においては、その
左側に側面図を、その右側に正面図を各々示している。
また、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）において
は、その形状を誇張して表現している。
ａ、７ｂ、７ｃ（必要に応じ、これらを総称して「開口
絞り７」という）を模式的に示す説明図である。なお、
図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）においては、その
左側に側面図を、その右側に正面図を各々示している。
また、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）において
は、その形状を誇張して表現している。
【００２２】図１に示す開口絞り７は、図２（ａ）に示
す開口絞り７ａに相当するものであり、図２（ａ）の左
側側面図中に仮想線で示すような平凸レンズを穴加工す
ることにより作成されるものであり、その中央部に開口
部７２が形成され、この開口部７２の外側に光を屈折す
る屈折部７１が形成された構成を有する。このとき、開
口部７２の内径は、開口絞り７ａにおいて必要とされる
開口径と一致している。この開口径は画像の記録に使用
される光束のＮＡ（開口数）を規定するものであり、光
学効率と焦点深度を考慮して決定される。
す開口絞り７ａに相当するものであり、図２（ａ）の左
側側面図中に仮想線で示すような平凸レンズを穴加工す
ることにより作成されるものであり、その中央部に開口
部７２が形成され、この開口部７２の外側に光を屈折す
る屈折部７１が形成された構成を有する。このとき、開
口部７２の内径は、開口絞り７ａにおいて必要とされる
開口径と一致している。この開口径は画像の記録に使用
される光束のＮＡ（開口数）を規定するものであり、光
学効率と焦点深度を考慮して決定される。
【００２３】以上のような構成を有する結像光学装置に
おいては、光源２から出射された光束のうちの結像に寄
与すべき光束は、開口絞り７ａにおける開口部７２をそ
のまま通過する。このため、これらの光束は両側テレセ
ントリック光学系６の作用により結像し、記録面８上に
は光源２の像が形成される。
おいては、光源２から出射された光束のうちの結像に寄
与すべき光束は、開口絞り７ａにおける開口部７２をそ
のまま通過する。このため、これらの光束は両側テレセ
ントリック光学系６の作用により結像し、記録面８上に
は光源２の像が形成される。
【００２４】一方、光源２から出射された光束のうちの
遮光されるべき光束（すなわち、結像に寄与すべきでな
い光束）は、開口絞り７ａにおける屈折部７１の作用に
より屈折され、図１においてハッチングを付して示すよ
うに、鏡筒３における出射口を通過した後、上述した結
像点の周りの領域に結像かつ集光しない状態で到達す
る。なお、この領域の光エネルギーの密度は、屈折部７
１の形状を適当な形状とすることにより開口絞り７ａの
開口部７２を通過して記録面８上に結像した光点部分の
光エネルギーの密度に対して桁違いに小さくすることが
できることから、結像点の周りに結像かつ集光しない状
態で到達した光束が画像の記録に影響を与えることはな
い。
遮光されるべき光束（すなわち、結像に寄与すべきでな
い光束）は、開口絞り７ａにおける屈折部７１の作用に
より屈折され、図１においてハッチングを付して示すよ
うに、鏡筒３における出射口を通過した後、上述した結
像点の周りの領域に結像かつ集光しない状態で到達す
る。なお、この領域の光エネルギーの密度は、屈折部７
１の形状を適当な形状とすることにより開口絞り７ａの
開口部７２を通過して記録面８上に結像した光点部分の
光エネルギーの密度に対して桁違いに小さくすることが
できることから、結像点の周りに結像かつ集光しない状
態で到達した光束が画像の記録に影響を与えることはな
い。
【００２５】このとき、この結像光学装置においては、
開口絞り７ａが不要光を遮光することなく鏡筒３の出射
口から外部に出射させることから、従来のような遮光に
伴う熱の発生を有効に防止することが可能となる。
開口絞り７ａが不要光を遮光することなく鏡筒３の出射
口から外部に出射させることから、従来のような遮光に
伴う熱の発生を有効に防止することが可能となる。
【００２６】なお、開口絞り７ａにおける屈折部７１の
形状（すなわち、母体となる平凸レンズの形状）は、そ
こで屈折した光束が鏡筒３の内壁に到達することなく、
かつ、記録面８における結像に寄与すべき光束の結像点
の周りの領域に結像かつ集光しない状態で到達するよう
な形状とする必要がある。すなわち、この屈折部７１の
屈折力が過度に小さいと、屈折部７１を通過した光束
は、記録面８における結像に寄与すべき光束の結像点付
近の小さな領域に到達し、この部分の光エネルギー密度
が十分に低くならないため画像の記録に悪影響を及ぼす
ことになる。ここで、屈折部７１を通過した光束が画像
の記録に悪影響を及ぼさないための光エネルギーの許容
量は、主に記録面８に設置される記録媒体の特性によっ
て決定される。一方、屈折部７１の屈折力が過度に大き
いと、屈折部７１を通過した光束は鏡筒３の内面に到達
し、この部分で吸収されて熱に変換されることにより、
結像性能の劣化や結像位置のずれなどの問題を発生する
ことになる。
形状（すなわち、母体となる平凸レンズの形状）は、そ
こで屈折した光束が鏡筒３の内壁に到達することなく、
かつ、記録面８における結像に寄与すべき光束の結像点
の周りの領域に結像かつ集光しない状態で到達するよう
な形状とする必要がある。すなわち、この屈折部７１の
屈折力が過度に小さいと、屈折部７１を通過した光束
は、記録面８における結像に寄与すべき光束の結像点付
近の小さな領域に到達し、この部分の光エネルギー密度
が十分に低くならないため画像の記録に悪影響を及ぼす
ことになる。ここで、屈折部７１を通過した光束が画像
の記録に悪影響を及ぼさないための光エネルギーの許容
量は、主に記録面８に設置される記録媒体の特性によっ
て決定される。一方、屈折部７１の屈折力が過度に大き
いと、屈折部７１を通過した光束は鏡筒３の内面に到達
し、この部分で吸収されて熱に変換されることにより、
結像性能の劣化や結像位置のずれなどの問題を発生する
ことになる。
【００２７】また、開口絞り７ａにおける屈折部７１は
高い面精度が不要であり、開口絞り７ａを安価な平凸レ
ンズ等を利用して製作することができる。このとき、結
像点の周りに結像かつ集光しない状態で到達する光束の
エネルギー密度をより小さくするため、より大きな収差
を発生させる構成であることが好ましい。
高い面精度が不要であり、開口絞り７ａを安価な平凸レ
ンズ等を利用して製作することができる。このとき、結
像点の周りに結像かつ集光しない状態で到達する光束の
エネルギー密度をより小さくするため、より大きな収差
を発生させる構成であることが好ましい。
【００２８】なお、上述した開口絞り７ａのかわりに、
図２（ｂ）に示す開口絞り７ｂや図２（ｃ）に示す開口
絞り７ｃを使用することもできる。
図２（ｂ）に示す開口絞り７ｂや図２（ｃ）に示す開口
絞り７ｃを使用することもできる。
【００２９】図２（ｂ）に示す開口絞り７ｂは、図２
（ｂ）の左側側面図中に仮想線で示すようなコーンプリ
ズムに穴加工を施すことにより作成されるべきものであ
り、その中央部に開口部７５が形成され、この開口部７
５の外側に光を屈折する屈折部７４が形成された構成を
有する。このとき、開口部７５の内径は、開口絞り７ｂ
において必要とされる開口径と一致している。
（ｂ）の左側側面図中に仮想線で示すようなコーンプリ
ズムに穴加工を施すことにより作成されるべきものであ
り、その中央部に開口部７５が形成され、この開口部７
５の外側に光を屈折する屈折部７４が形成された構成を
有する。このとき、開口部７５の内径は、開口絞り７ｂ
において必要とされる開口径と一致している。
【００３０】この開口絞り７ｂを使用した場合において
は、上述した開口絞り７ａを使用した場合と同様、光源
２から出射された光束のうちの結像に寄与すべき光束
は、開口絞り７ｂにおける開口部７５をそのまま通過す
る。このため、これらの光束は両側テレセントリック光
学系６の作用により結像し、記録面８上には光源２の像
が形成される。一方、光源２から出射された光束のうち
の遮光されるべき光束は、開口絞り７ｂにおける屈折部
７４の作用により屈折され、結像点の周りの領域に結像
かつ集光しない状態で到達する。
は、上述した開口絞り７ａを使用した場合と同様、光源
２から出射された光束のうちの結像に寄与すべき光束
は、開口絞り７ｂにおける開口部７５をそのまま通過す
る。このため、これらの光束は両側テレセントリック光
学系６の作用により結像し、記録面８上には光源２の像
が形成される。一方、光源２から出射された光束のうち
の遮光されるべき光束は、開口絞り７ｂにおける屈折部
７４の作用により屈折され、結像点の周りの領域に結像
かつ集光しない状態で到達する。
【００３１】このとき、図１に示す両側テレセントリッ
ク光学系６においては、開口絞り７が設置される部分の
光束は平行光束に近い状態となっている。このため、コ
ーンプリズムを穴加工して得た開口絞り７ｂを使用した
場合には、入射角および出射角のバラツキを小さくする
ことが可能となり、通常この種の光学部品に施される減
反射コーティングの最適化が容易となるとともにより高
い減反射効果が得られることから、上述した開口絞り７
ａに比べて、開口絞り７ａ付近で発生する熱量をより低
く押さえることが可能となる。
ク光学系６においては、開口絞り７が設置される部分の
光束は平行光束に近い状態となっている。このため、コ
ーンプリズムを穴加工して得た開口絞り７ｂを使用した
場合には、入射角および出射角のバラツキを小さくする
ことが可能となり、通常この種の光学部品に施される減
反射コーティングの最適化が容易となるとともにより高
い減反射効果が得られることから、上述した開口絞り７
ａに比べて、開口絞り７ａ付近で発生する熱量をより低
く押さえることが可能となる。
【００３２】図２（ｃ）に示す開口絞り７ｃは、図２
（ｃ）の右側側面図中に仮想線で示すような平凸レンズ
の表面領域７９を切削および研磨加工することにより作
成されるべきものであり、その中央部に平行平板部７８
が形成され、この平行平板部７８の外側に光を屈折する
屈折部７７が形成された構成を有する。このとき、平行
平板部７８の直径は、開口絞り７ｃにおいて必要とされ
る開口径と一致している。
（ｃ）の右側側面図中に仮想線で示すような平凸レンズ
の表面領域７９を切削および研磨加工することにより作
成されるべきものであり、その中央部に平行平板部７８
が形成され、この平行平板部７８の外側に光を屈折する
屈折部７７が形成された構成を有する。このとき、平行
平板部７８の直径は、開口絞り７ｃにおいて必要とされ
る開口径と一致している。
【００３３】この開口絞り７ｃを使用した場合において
は、上述した開口絞り７ａ、７ｂを使用した場合と同
様、光源２から出射された光束のうちの結像に寄与すべ
き光束は、開口絞り７ｃにおける平行平板部７８をその
まま通過する。このため、これらの光束は両側テレセン
トリック光学系６の作用により結像し、記録面８上には
光源２の像が形成される。一方、光源２から出射された
光束のうちの遮光されるべき光束は、開口絞り７ｃにお
ける屈折部７７の作用により屈折され、結像点の周りの
領域に結像かつ集光しない状態で到達する。
は、上述した開口絞り７ａ、７ｂを使用した場合と同
様、光源２から出射された光束のうちの結像に寄与すべ
き光束は、開口絞り７ｃにおける平行平板部７８をその
まま通過する。このため、これらの光束は両側テレセン
トリック光学系６の作用により結像し、記録面８上には
光源２の像が形成される。一方、光源２から出射された
光束のうちの遮光されるべき光束は、開口絞り７ｃにお
ける屈折部７７の作用により屈折され、結像点の周りの
領域に結像かつ集光しない状態で到達する。
【００３４】上述した開口絞り７ａ、７ｂにおいては、
軸外に配置された光源２から出射した光束の一部が、開
口部７２、７５の内壁から屈折部７１、７４内に入射し
て吸収、散乱あるいは反射されることにより、開口絞り
７ａ、７ｂ付近で温度上昇が生じたり、フレア光に起因
する結像性能の悪化が生ずる可能性がある。しかしなが
ら、開口絞り７ｃを使用した場合には、このような問題
が生ずるおそれはない。但し、この開口絞り７ｃを使用
する場合においては、平行平板部７８を含めた上で、全
系の収差補正設計を行う必要がある。
軸外に配置された光源２から出射した光束の一部が、開
口部７２、７５の内壁から屈折部７１、７４内に入射し
て吸収、散乱あるいは反射されることにより、開口絞り
７ａ、７ｂ付近で温度上昇が生じたり、フレア光に起因
する結像性能の悪化が生ずる可能性がある。しかしなが
ら、開口絞り７ｃを使用した場合には、このような問題
が生ずるおそれはない。但し、この開口絞り７ｃを使用
する場合においては、平行平板部７８を含めた上で、全
系の収差補正設計を行う必要がある。
【００３５】なお、上述した実施形態においては、開口
絞り７に平凸レンズやプリズムを利用しているが、平凸
レンズやプリズムにかえて、フレネルレンズや屈折率分
布型レンズ等の平板状レンズを使用してもよい。また、
レンズのかわりに回折光学素子を使用するようにしても
よい。
絞り７に平凸レンズやプリズムを利用しているが、平凸
レンズやプリズムにかえて、フレネルレンズや屈折率分
布型レンズ等の平板状レンズを使用してもよい。また、
レンズのかわりに回折光学素子を使用するようにしても
よい。
【００３６】次に、この発明の他の実施形態について説
明する。図３はこの発明の第２実施形態に係る結像光学
装置の側面概要図である。なお、上述した第１実施形態
と同一の部材については、同一の符号を付して詳細な説
明を省略する。
明する。図３はこの発明の第２実施形態に係る結像光学
装置の側面概要図である。なお、上述した第１実施形態
と同一の部材については、同一の符号を付して詳細な説
明を省略する。
【００３７】上述した第１実施形態に係る結像光学装置
においては、遮光されるべき光束を屈折させて鏡筒３の
出射口から外部に出射させているのに対し、この第２実
施形態に係る結像光学装置においては、遮光されるべき
光束を反射させて鏡筒３の入射口から外部に出射させる
構成となっている。
においては、遮光されるべき光束を屈折させて鏡筒３の
出射口から外部に出射させているのに対し、この第２実
施形態に係る結像光学装置においては、遮光されるべき
光束を反射させて鏡筒３の入射口から外部に出射させる
構成となっている。
【００３８】すなわち、この結像光学装置においては、
図２（ａ）に示す開口絞り７ａと同様、その中央部に開
口部を形成した平凸レンズにおける凸面側（図３に示す
記録面８側）に、反射膜７０を付設した開口絞り７を使
用している。この開口絞り７における開口部の内径は、
開口絞り７において必要とされる開口径と一致してい
る。
図２（ａ）に示す開口絞り７ａと同様、その中央部に開
口部を形成した平凸レンズにおける凸面側（図３に示す
記録面８側）に、反射膜７０を付設した開口絞り７を使
用している。この開口絞り７における開口部の内径は、
開口絞り７において必要とされる開口径と一致してい
る。
【００３９】この第２実施形態に係る結像光学装置にお
いては、光源２から出射された光束のうちの結像に寄与
すべき光束は、開口絞り７における開口部をそのまま通
過する。このため、これらの光束は両側テレセントリッ
ク光学系６の作用により結像し、記録面８上には光源２
の像が形成される。
いては、光源２から出射された光束のうちの結像に寄与
すべき光束は、開口絞り７における開口部をそのまま通
過する。このため、これらの光束は両側テレセントリッ
ク光学系６の作用により結像し、記録面８上には光源２
の像が形成される。
【００４０】一方、光源２から出射された光束のうちの
遮光されるべき光束は、開口絞り７における反射膜７０
の作用により反射され、図３においてハッチングを付し
て示すように、鏡筒３における入射口を通過して外部に
出射する。
遮光されるべき光束は、開口絞り７における反射膜７０
の作用により反射され、図３においてハッチングを付し
て示すように、鏡筒３における入射口を通過して外部に
出射する。
【００４１】この第２実施形態に係る結像光学装置にお
いても、第１実施形態に係る結像光学装置の場合と同
様、開口絞り７が不要光を遮光することなく鏡筒３の入
射口から外部に出射させることから、従来のような遮光
に伴う熱の発生を有効に防止することが可能となる。
いても、第１実施形態に係る結像光学装置の場合と同
様、開口絞り７が不要光を遮光することなく鏡筒３の入
射口から外部に出射させることから、従来のような遮光
に伴う熱の発生を有効に防止することが可能となる。
【００４２】なお、開口絞り７ａにおける反射膜７０の
形状（すなわち、母体となる平凸レンズの形状）は、そ
こで反射した光束が鏡筒３の内壁に到達することなく入
射口から外部出射するような形状とする必要がある。な
お、この実施形態においては、反射膜７０の形状を決定
するための開口絞り７の母体として平凸レンズを使用し
ているが、レンズ以外のものを使用してもよい。また、
反射膜７０を形成した平凸レンズを使用する代わりに、
中央に開口を設けた平面鏡を使用してもよい。
形状（すなわち、母体となる平凸レンズの形状）は、そ
こで反射した光束が鏡筒３の内壁に到達することなく入
射口から外部出射するような形状とする必要がある。な
お、この実施形態においては、反射膜７０の形状を決定
するための開口絞り７の母体として平凸レンズを使用し
ているが、レンズ以外のものを使用してもよい。また、
反射膜７０を形成した平凸レンズを使用する代わりに、
中央に開口を設けた平面鏡を使用してもよい。
【００４３】次に、この発明のさらに他の実施形態につ
いて説明する。図４はこの発明の第３実施形態に係る結
像光学装置の側面概要図であり、図５はその開口絞り９
を分解して示す斜視図である。なお、上述した第１、第
２実施形態と同一の部材については、同一の符号を付し
て詳細な説明を省略する。
いて説明する。図４はこの発明の第３実施形態に係る結
像光学装置の側面概要図であり、図５はその開口絞り９
を分解して示す斜視図である。なお、上述した第１、第
２実施形態と同一の部材については、同一の符号を付し
て詳細な説明を省略する。
【００４４】上述した第１、第２実施形態に係る結像光
学装置においては、遮光されるべき光束を鏡筒３の出射
口または入射口から外部に出射させているのに対し、こ
の第３実施形態に係る結像光学装置においては、遮光さ
れるべき光束を遮光吸収する構成となっている。
学装置においては、遮光されるべき光束を鏡筒３の出射
口または入射口から外部に出射させているのに対し、こ
の第３実施形態に係る結像光学装置においては、遮光さ
れるべき光束を遮光吸収する構成となっている。
【００４５】すなわち、この第３実施形態に係る結像光
学装置に採用される開口絞り９は、５枚の遮光性薄板９
１、９２、９３、９４、９５を、スペーサ９６を介して
鏡筒３の光軸方向に列設した構成を有する。５枚の遮光
性薄板９１、９２、９３、９４、９５には、各々、その
開口径がＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５の開口部が形成
されている。そして、各開口部の開口径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ
３、Ｄ４、Ｄ５は、遮光性薄板９１から遮光性薄板９５
に向けて順次小さくなっており、遮光性薄板９５におけ
る開口部の開口径Ｄ５は、開口絞り７において必要とさ
れる開口径と一致している。
学装置に採用される開口絞り９は、５枚の遮光性薄板９
１、９２、９３、９４、９５を、スペーサ９６を介して
鏡筒３の光軸方向に列設した構成を有する。５枚の遮光
性薄板９１、９２、９３、９４、９５には、各々、その
開口径がＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５の開口部が形成
されている。そして、各開口部の開口径Ｄ１、Ｄ２、Ｄ
３、Ｄ４、Ｄ５は、遮光性薄板９１から遮光性薄板９５
に向けて順次小さくなっており、遮光性薄板９５におけ
る開口部の開口径Ｄ５は、開口絞り７において必要とさ
れる開口径と一致している。
【００４６】また、鏡筒３における開口絞り７の近傍に
は、異物除去用フィルター３１を備えた開口部が形成さ
れており、また、鏡筒３におけるこの開口部と対向する
位置には、排気ファン３２を備えた開口部が形成されて
いる。
は、異物除去用フィルター３１を備えた開口部が形成さ
れており、また、鏡筒３におけるこの開口部と対向する
位置には、排気ファン３２を備えた開口部が形成されて
いる。
【００４７】この実施形態に係る開口絞り９において
は、光源２から出射された光束は複数枚の遮光性薄板９
１、９２、９３、９４、９５により分担して遮光され
る。このため、各遮光性薄板９１、９２、９３、９４、
９５が急激に温度上昇することを防止することができ
る。また、各遮光性薄板９１、９２、９３、９４、９５
はスペーサ９６を介して列設されていることから、放熱
フィンと同様の放熱効果を有することになり、各遮光性
薄板９１、９２、９３、９４、９５が高温となることを
防止することができる。
は、光源２から出射された光束は複数枚の遮光性薄板９
１、９２、９３、９４、９５により分担して遮光され
る。このため、各遮光性薄板９１、９２、９３、９４、
９５が急激に温度上昇することを防止することができ
る。また、各遮光性薄板９１、９２、９３、９４、９５
はスペーサ９６を介して列設されていることから、放熱
フィンと同様の放熱効果を有することになり、各遮光性
薄板９１、９２、９３、９４、９５が高温となることを
防止することができる。
【００４８】そして、各遮光性薄板９１、９２、９３、
９４、９５からの放熱により上昇した鏡筒３内の空気は
排気ファン３２により鏡筒外部に排出され、新たな空気
が異物除去用フィルター３１を介して鏡筒３内に供給さ
れる。このため、鏡筒３の内部が高温となることを防止
することができる。このとき、異物除去用フィルター３
１の作用により、鏡筒３の内部に塵埃等が浸入すること
を有効に防止することが可能となる。
９４、９５からの放熱により上昇した鏡筒３内の空気は
排気ファン３２により鏡筒外部に排出され、新たな空気
が異物除去用フィルター３１を介して鏡筒３内に供給さ
れる。このため、鏡筒３の内部が高温となることを防止
することができる。このとき、異物除去用フィルター３
１の作用により、鏡筒３の内部に塵埃等が浸入すること
を有効に防止することが可能となる。
【００４９】なお、上述した実施形態においては、いず
れも、この発明に係る結像光学装置を画像記録装置に適
用する場合について説明したが、この発明に係る結像光
学装置は、この適用に限定されるものではない。
れも、この発明に係る結像光学装置を画像記録装置に適
用する場合について説明したが、この発明に係る結像光
学装置は、この適用に限定されるものではない。
【００５０】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、開口絞
りが、その中央部に結像に寄与すべき光束を通過させる
ための開口部が形成され、当該開口部の外側に遮光され
るべき光束を屈折させて鏡筒の出射口から外部に出射さ
せるための屈折部が形成された光学部材から構成される
ことから、開口絞りおよび鏡筒の温度上昇を有効に防止
することが可能となる。
りが、その中央部に結像に寄与すべき光束を通過させる
ための開口部が形成され、当該開口部の外側に遮光され
るべき光束を屈折させて鏡筒の出射口から外部に出射さ
せるための屈折部が形成された光学部材から構成される
ことから、開口絞りおよび鏡筒の温度上昇を有効に防止
することが可能となる。
【００５１】請求項２に記載の発明によれば、光学部材
がその中央に開口部を有するレンズから構成されること
から、この光学部材を安価に提供することが可能とな
る。
がその中央に開口部を有するレンズから構成されること
から、この光学部材を安価に提供することが可能とな
る。
【００５２】請求項３に記載の発明によれば、光学部材
がその中央に開口部を有するプリズムから構成されるこ
とから、この光学部材に減反射コーティングを施す場合
に、その最適化が容易となるとともにより高い減反射効
果が得られることから、開口絞り付近で発生する熱量を
より低く押さえることが可能となる。
がその中央に開口部を有するプリズムから構成されるこ
とから、この光学部材に減反射コーティングを施す場合
に、その最適化が容易となるとともにより高い減反射効
果が得られることから、開口絞り付近で発生する熱量を
より低く押さえることが可能となる。
【００５３】請求項４に記載の発明によれば、開口絞り
が、その中央部に結像に寄与すべき光束を透過させるた
めの平行平板部が形成され、当該平行平板部の外側に遮
光されるべき光束を屈折させて鏡筒の出射口から外部に
出射させるための屈折部が形成された光学部材から構成
されることから、開口絞りの温度上昇を有効に防止する
ことができ、また、軸外に配置された光源から出射した
光束に起因する悪影響を防止することが可能となる。
が、その中央部に結像に寄与すべき光束を透過させるた
めの平行平板部が形成され、当該平行平板部の外側に遮
光されるべき光束を屈折させて鏡筒の出射口から外部に
出射させるための屈折部が形成された光学部材から構成
されることから、開口絞りの温度上昇を有効に防止する
ことができ、また、軸外に配置された光源から出射した
光束に起因する悪影響を防止することが可能となる。
【００５４】請求項５に記載の発明によれば、開口絞り
が、その中央部に結像に寄与すべき光束を通過させるた
めの開口部が形成され、当該開口部の外側に遮光される
べき光束を反射させて鏡筒の入射口から外部に出射させ
るための反射部が形成された光学部材から構成されるこ
とから、開口絞り及び鏡筒の温度上昇を有効に防止する
ことが可能となる。
が、その中央部に結像に寄与すべき光束を通過させるた
めの開口部が形成され、当該開口部の外側に遮光される
べき光束を反射させて鏡筒の入射口から外部に出射させ
るための反射部が形成された光学部材から構成されるこ
とから、開口絞り及び鏡筒の温度上昇を有効に防止する
ことが可能となる。
【００５５】請求項６に記載の発明によれば、開口絞り
が、その開口径が段階的に異なる開口部が形成された複
数枚の遮光板を鏡筒の光軸方向に所定の間隔をもって列
設した構成を有することから、開口絞りが高温となるこ
とを防止することができ、また、鏡筒における開口絞り
の近傍に通気孔を形成したことから、鏡筒の内部が高温
となることを防止することが可能となる。
が、その開口径が段階的に異なる開口部が形成された複
数枚の遮光板を鏡筒の光軸方向に所定の間隔をもって列
設した構成を有することから、開口絞りが高温となるこ
とを防止することができ、また、鏡筒における開口絞り
の近傍に通気孔を形成したことから、鏡筒の内部が高温
となることを防止することが可能となる。
【００５６】請求項７に記載の発明によれば、通気孔に
強制通風手段を配設したことから、鏡筒内部の空気を強
制的に流通させることができ、鏡筒の内部が高温となる
ことをより有効に防止することが可能となる。
強制通風手段を配設したことから、鏡筒内部の空気を強
制的に流通させることができ、鏡筒の内部が高温となる
ことをより有効に防止することが可能となる。
【００５７】請求項８に記載の発明によれば、通気孔に
異物除去用フィルターを配設したことから、鏡筒の内部
に塵埃等が浸入することを防止することが可能となる。
異物除去用フィルターを配設したことから、鏡筒の内部
に塵埃等が浸入することを防止することが可能となる。
【図１】この発明の第１実施形態に係る結像光学装置の
側面概要図である。
側面概要図である。
【図２】開口絞り７ａ、７ｂ、７ｃを模式的に示す説明
図である。
図である。
【図３】この発明の第２実施形態に係る結像光学装置の
側面概要図である。
側面概要図である。
【図４】この発明の第３実施形態に係る結像光学装置の
側面概要図である。
側面概要図である。
【図５】開口絞り９を分解して示す斜視図である。
２ 光源 ３ 鏡筒 ４ レンズ ５ レンズ ６ 両側テレセントリック光学系 ７ 開口絞り ９ 開口絞り ７０ 反射膜 ７１ 屈折部 ７２ 開口部 ７４ 屈折部 ７５ 開口部 ７７ 屈折部 ７８ 平行平板部 ９１ 遮光性薄板 ９２ 遮光性薄板 ９３ 遮光性薄板 ９４ 遮光性薄板 ９５ 遮光性薄板 ９６ スペーサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H044 AD03 AG01 AH13 AH17 2H080 AA02 AA30 DD07 2H087 KA00 LA01 NA02 PA02 PA17 PB02 RA32
Claims (8)
- 【請求項１】 鏡筒の入射口から入射した光を、開口絞
りを通過させた後、鏡筒の出射口から出射させて記録面
上に結像する結像光学装置において、 前記開口絞りは、その中央部に結像に寄与すべき光束を
通過させるための開口部が形成され、当該開口部の外側
に遮光されるべき光束を屈折させて鏡筒の出射口から外
部に出射させるための屈折部が形成された光学部材から
構成されることを特徴とする結像光学装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の結像光学装置におい
て、 前記光学部材は、その中央に開口部を有するレンズであ
る結像光学装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の結像光学装置におい
て、 前記光学部材は、その中央に開口部を有するプリズムで
ある結像光学装置。 - 【請求項４】 鏡筒の入射口から入射した光を、開口絞
りを通過させた後、鏡筒の出射口から出射させて記録面
上に結像する結像光学装置において、 前記開口絞りは、その中央部に結像に寄与すべき光束を
透過させるための平行平板部が形成され、当該平行平板
部の外側に遮光されるべき光束を屈折させて鏡筒の出射
口から外部に出射させるための屈折部が形成された光学
部材から構成されることを特徴とする結像光学装置。 - 【請求項５】 鏡筒の入射口から入射した光を、開口絞
りを通過させた後、鏡筒の出射口から出射させて記録面
上に結像する結像光学装置において、 前記開口絞りは、その中央部に結像に寄与すべき光束を
通過させるための開口部が形成され、当該開口部の外側
に遮光されるべき光束を反射させて鏡筒の入射口から外
部に出射させるための反射部が形成された光学部材から
構成されることを特徴とする結像光学装置。 - 【請求項６】 鏡筒の入射口から入射した光を、開口絞
りを通過させた後、鏡筒の出射口から出射させて記録面
上に結像する結像光学装置において、 前記開口絞りは、その開口径が段階的に異なる開口部が
形成された複数枚の遮光板を鏡筒の光軸方向に所定の間
隔をもって列設した構成を有するとともに、 前記鏡筒における前記開口絞りの近傍に通気孔を形成し
たことを特徴とする結像光学装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の結像光学装置におい
て、 前記通気孔に強制通風手段を配設した結像光学装置。 - 【請求項８】 請求項６に記載の結像光学装置におい
て、 前記通気孔に異物除去用フィルターを配設した結像光学
装置。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP2001142585A JP3710724B2 (ja) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | 結像光学装置 |
| EP05026108.0A EP1637909B1 (en) | 2001-05-14 | 2002-05-03 | Imaging optical instrument |
| DE60225867T DE60225867T2 (de) | 2001-05-14 | 2002-05-03 | Abbildendes optisches Gerät |
| EP02009974A EP1258743B1 (en) | 2001-05-14 | 2002-05-03 | Imaging optical instrument |
| US10/143,789 US6816237B2 (en) | 2001-05-14 | 2002-05-14 | Imaging optical instrument |
| US10/971,106 US6927924B2 (en) | 2001-05-14 | 2004-10-25 | Imaging optical instrument |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001142585A JP3710724B2 (ja) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | 結像光学装置 |
Publications (2)
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|---|---|
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ID=18988864
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| EP (2) | EP1258743B1 (ja) |
| JP (1) | JP3710724B2 (ja) |
| DE (1) | DE60225867T2 (ja) |
Cited By (7)
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