【手続補正書】
【提出日】平成16年3月12日(2004.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子面上に物体像を形成するための撮像光学系において、
少なくとも瞳面よりも像側に後側光学群を有し、
前記後側光学群は、物体中心を射出して瞳中心を通り像中心に到達する光線を軸上主光線とするとき、前記主光線に対して面全体が傾くように偏心配置された少なくとも３つの面を備えたプリズム部材を有し、
前記の少なくとも３つの面は、透過作用を有する面と、反射作用と透過作用とを共有し回転対称面形状の曲面と、反射作用を有し偏心により発生する回転非対称な偏心収差を補正する回転非対称面形状の曲面とからなることを特徴とする撮像光学系。
【請求項２】
請求項１において、前記反射作用と透過作用とを共有する回転対称面形状の曲面が、全反射面又は半透過反射面にて形成されていることを特徴とする撮像光学系。
【請求項３】
請求項１において、前記反射作用を有する回転非対称面形状の曲面がコーティングされたミラー面にて形成されていることを特徴とする撮像光学系。
【請求項４】
請求項１において、前記反射作用を有する回転非対称面形状の曲面が、前記反射作用と透過作用とを共有する面と対向配置され、かつ、
前記軸上主光線が前記後側光学群の入射面に到るまでの方向をＺ軸方向、面の偏心面内をＹ軸方向、Ｙ軸、Ｚ軸と直交座標系を構成する軸をＸ軸とし、前記後側光学群の入射面側から前記軸上主光線とＹ方向に微少量ｄ離れた平行光束を入射させ、前記後側光学群から射出する側でその２つの光線のＹ−Ｚ面内でなす角のｓｉｎをＮＡ’ｙｉ、前記ＮＡ’ｙｉを前記平行光束の幅ｄで割った値ＮＡ’ｙｉ／ｄを前記後側光学群のＹ方向のパワーＰｙとし、前記プリズム部材の入射面から前記プリズム部材の射出面までの前記軸上主光線の光路長をｐとするとき、
０．１＜ｐ×Ｐｙ＜８ ・・・（１）
を満たすことを特徴とする撮像光学系。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項において、前記透過作用を有する面が第１面、前記反射作用と透過作用とを共有し回転対称面形状の曲面が第２面、前記反射作用を有する回転非対称面形状の曲面が第３面であり、
物体からの光が第１面に入射した後、第２面で反射され、第３面で反射され、第２面を透過して射出するように、前記第１面乃至第３面構成されていることを特徴とする撮像光学系。
【請求項６】
請求項５において、前記プリズム部材は一体成形された単体のブロックからなることを特徴とする撮像光学系。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れか１項において、前記反射作用を有する回転非対称面形状の曲面は、特定の波長あるいは波長域の光を透過又は遮断する作用を有する波長選択光学部材の裏面鏡にて構成されていることを特徴とする撮像光学系。
【請求項８】
請求項６において、前記プリズム部材の媒質が赤外線カット作用を備えていることを特徴とする撮像光学系。
【請求項９】
請求項８において、前記プリズム部材の媒質が以下の条件（４）を満足することを特徴とする撮像光学系。
ａ＜１ ・・・（４）
ただし、は前記プリズム部材中に含有されるＣｕＯのモル％である。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れか１項において、前記反射作用を有する回転非対称面形状の曲面は、対称面を１つのみ有する面対称自由曲面からなることを特徴とする撮像光学系。
【請求項１１】
請求項１０において、前記反射作用と透過作用とを共有する回転対称面形状の曲面の反射作用面を第１の反射作用面、前記反射作用を有する回転非対称面形状の曲面を第２の反射作用面とし、
前記面対称自由曲面の唯一の対称面をＹ−Ｚ面とし、その面に直交する方向をＸ軸とし、前記軸上主光線の前記第１の反射作用面、前記第２の反射作用面との交点近傍のＸ方向のパワーをそれぞれＰｘ１、Ｐｘ２とするとき、以下の条件（５）を満足することを特徴とする撮像光学系。
｜Ｐｘ１｜＜｜Ｐｘ２｜ ・・・（５）
【請求項１２】
請求項１１において、以下の条件（６）を満足することを特徴とする撮像光学系。
１＜｜Ｐｘ２／Ｐｘ１｜＜２０ ・・・（６）
【請求項１３】
請求項１０において、前記反射作用と透過作用とを共有する回転対称面形状の曲面の透過作用面を第２の透過作用面、前記反射作用を有する回転非対称面形状の曲面の反射作用面を第２の反射作用面とし、
前記面対称自由曲面の唯一の対称面をＹ−Ｚ面とし、その面に直交する方向をＸ軸とし、前記軸上主光線の前記第２の反射作用面との交点近傍のＸ方向のパワーをＰｘ２とし、前記軸上主光線の前記第２の透過作用面との交点近傍のＸ方向のパワーをＰｘ３とするとき、以下の条件（７）を満足することを特徴とする撮像光学系。
｜Ｐｘ３／Ｐｘ２｜＜０．５ ・・・（７）
【請求項１４】
請求項１０において、前記面対称自由曲面の唯一の対称面をＹ−Ｚ面とし、その面に直交する方向をＸ軸とし、前記面のＸ方向の最大画角主光線が当たる位置での面の法線のＹ−Ｚ面内でのｔａｎの値と、前記軸上主光線が前記面に当たる位置での前記面の法線のＹ−Ｚ面内でのｔａｎの値との差をＤＹとするとき、以下の条件（８）を満足することを特徴とする撮像光学系。
０≦｜ＤＹ｜＜０．１ ・・・（８）
【請求項１５】
請求項１０において、前記軸上主光線が前記後側光学群の第１面に到るまでの方向をＺ軸方向、前記面対称自由曲面の唯一の対称面をＹ−Ｚ面とし、その面に直交する方向をＸ軸とし、Ｙ正方向の最大画角の主光線とＹ負方向の最大画角の主光線とが前記面と当たる部分のＸ方向の曲率の差をＣｘｎ、軸上主光線が前記面と当たる部分のＸ方向のパワーをＰｘｎとするとき、以下の条件（９）を満足することを特徴とする撮像光学系。
０≦｜Ｃｘｎ／Ｐｘｎ｜＜１０ ・・・（９）
【請求項１６】
請求項１０において、前記軸上主光線が前記後側光学群の第１面に到るまでの方向をＺ軸方向、面の偏心面内をＹ軸方向、Ｙ軸、Ｚ軸と直交座標系を構成する軸をＸ軸とし、前記後側光学群の入射面側から前記軸上主光線とＸ方向に微少量ｄ離れた平行光束を入射させ、前記光学系から射出する側でその２つの光線のＹ−Ｚ面に直交し射出した軸上主光線を含む面内でなす角のｓｉｎをＮＡ’ｘｉ、前記ＮＡ’ｘｉを前記平行光束の幅ｄで割った値ＮＡ’ｘｉ／ｄを前記後側光学群のＸ方向のパワーＰｘとし、前記回転非対称な面の前記軸上主光線が当たる部分のＸ方向のパワーをＰｘｎとするとき、以下の条件（１０）を満足することを特徴とする撮像光学系。
０＜｜Ｐｘｎ／Ｐｘ｜＜１００ ・・・（１０）
【請求項１７】
請求項１０において、前記軸上主光線が前記後側光学群の第１面に到るまでの方向をＺ軸方向、面の偏心面内をＹ軸方向、Ｙ軸、Ｚ軸と直交座標系を構成する軸をＸ軸とし、前記後側光学群の入射面側から前記軸上主光線とＹ方向に微少量ｄ離れた平行光束を入射させ、前記後側光学群から射出する側でその２つの光線のＹ−Ｚ面内でなす角のｓｉｎをＮＡ’ｙｉ、前記ＮＡ’ｙｉを前記平行光束の幅ｄで割った値ＮＡ’ｙｉ／ｄを前記後側光学群のＹ方向のパワーＰｙとし、前記回転非対称な面の前記軸上主光線が当たる部分のＹ方向のパワーをＰｙｎとするとき、以下の条件（１１）を満足することを特徴とする撮像光学系。
０＜｜Ｐｙｎ／Ｐｙ｜＜１００ ・・・（１１）
【請求項１８】
請求項１０において、前記軸上主光線が前記後側光学群の第１面に到るまでの方向をＺ軸方向、面の偏心面内をＹ軸方向、Ｙ軸、Ｚ軸と直交座標系を構成する軸をＸ軸とし、前記後側光学群の入射面側から前記軸上主光線とＹ方向に微少量ｄ離れた平行光束を入射させ、前記後側光学群から射出する側でその２つの光線のＹ−Ｚ面内でなす角のｓｉｎをＮＡ’ｙｉ、前記ＮＡ’ｙｉを前記平行光束の幅ｄで割った値ＮＡ’ｙｉ／ｄを前記光学系のＹ方向のパワーＰｙとし、前記後側光学群の入射面側から前記軸上主光線とＸ方向に微少量ｄ離れた平行光束を入射させ、前記後側光学群から射出する側でその２つの光線のＹ−Ｚ面に直交し射出した軸上主光線を含む面内でなす角のｓｉｎをＮＡ’ｘｉ、前記ＮＡ’ｘｉを前記平行光束の幅ｄで割った値ＮＡ’ｘｉ／ｄを前記後側光学群のＸ方向のパワーＰｘとするとき、以下の条件（１２）を満足することを特徴とする撮像光学系。
０．３＜｜Ｐｘ／Ｐｙ｜＜２ ・・・（１２）
【請求項１９】
請求項１乃至請求項１８の何れか１項に記載の撮像光学系と、撮像光学系によって形成される物体像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この場合、反射作用と透過作用とを共有する回転対称面形状の曲面が、全反射面又は半透過反射面にて形成されていることが望ましい。また、反射作用を有する曲面がコーティングされたミラー面にて形成されていることが望ましい。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、反射作用を有する曲面が、反射作用と透過作用とを共有する面と対向配置され、かつ、軸上主光線が後側光学群の入射面に到るまでの方向をＺ軸方向、面の偏心面内をＹ軸方向、Ｙ軸、Ｚ軸と直交座標系を構成する軸をＸ軸とし、後側光学群の入射面側から軸上主光線とＹ方向に微少量ｄ離れた平行光束を入射させ、後側光学群から射出する側でその２つの光線のＹ−Ｚ面内でなす角のｓｉｎをＮＡ’ｙｉ、ＮＡ’ｙｉをその平行光束の幅ｄで割った値ＮＡ’ｙｉ／ｄを後側光学群のＹ方向のパワーＰｙとし、プリズム部材の入射面から前記プリズム部材の射出面までの軸上主光線の光路長をｐとするとき、
０．１＜ｐ×Ｐｙ＜８ ・・・（１）
を満たすことが望ましい。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
次に、回転非対称な非点収差について説明する。前記説明と同様に、偏心して配置された凹面鏡Ｍでは軸上光線に対しても、図７に示すような非点収差が発生する。この非点収差の補正は、前記説明と同様に、回転非対称面のＸ軸方向の曲率とＹ軸方向の曲率を適切に変えることによって可能となる。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
さらに、回転非対称なコマ収差について説明する。前記説明と同様に、偏心して配置された凹面鏡Ｍでは、軸上光線に対しても図８に示すようなコマ収差が発生する。このコマ収差の補正は、回転非対称面のＸ軸の原点から離れるに従って面の傾きを変えると共に、Ｙ軸の正負によって面の傾きを適切に変えることによって可能となる。