(57)【要約】【課題】広角かつ大口径で高い光学性能を有する撮像光学系を提供する。【解決手段】回転非対称な曲率を有する少なくとも４つの反射面を含む第１収差補正部（１０１）を有し、第１収差補正部は、光線入射側から順に、第１のオフアキシャル反射面（Ｒ５）、第２のオフアキシャル反射面（Ｒ６）、第３のオフアキシャル反射面（Ｒ７）、および、第４のオフアキシャル反射面（Ｒ８）を有し、光線入射側から第１のオフアキシャル反射面へ向かう光線の光路と第２のオフアキシャル反射面から第３のオフアキシャル反射面へ向かう光線の光路とが交差し、第２のオフアキシャル反射面から第３のオフアキシャル反射面へ向かう光線の光路と第４のオフアキシャル反射面から光線射出側へ向かう光線の光路とが交差し、第１収差補正部よりも光線入射側に、実像を結像する少なくとも１つの第１中間結像面（２０１）が形成される。【選択図】図１
2018097181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オフアキシャル曲面を含む撮像光学系であって、
回転非対称な曲率を有する少なくとも４つの反射面を含む第１収差補正部を有し、
前記第１収差補正部は、前記４つの反射面として、光線入射側から順に、第１のオフアキシャル反射面、第２のオフアキシャル反射面、第３のオフアキシャル反射面、および、第４のオフアキシャル反射面を有し、
前記光線入射側から前記第１のオフアキシャル反射面へ向かう光線の光路と前記第２のオフアキシャル反射面から前記第３のオフアキシャル反射面へ向かう光線の光路とが交差し、
前記第２のオフアキシャル反射面から前記第３のオフアキシャル反射面へ向かう光線の光路と前記第４のオフアキシャル反射面から光線射出側へ向かう光線の光路とが交差し、
前記第１収差補正部よりも光線入射側に、実像を結像する第１中間結像面が形成され、
前記第１収差補正部よりも前記光線射出側に、前記実像を結像する結像面が形成される、ことを特徴とする撮像光学系。
【請求項２】
前記第１収差補正部よりも光線入射側に、前記第１中間結像面を形成する第１結像部を更に有することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
【請求項３】
前記第１結像部は、凹面であって回転非対称な曲率を有する１つの反射素子からなることを特徴とする請求項２に記載の撮像光学系。
【請求項４】
前記第１結像部よりも光線入射側に開口絞りを更に有することを特徴とする請求項２または３に記載の撮像光学系。
【請求項５】
前記第１収差補正部よりも光線射出側に、前記結像面を形成する第２結像部を更に有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【請求項６】
前記第２結像部は、凹面であって回転非対称な曲率を有する１つの反射素子からなることを特徴とする請求項５に記載の撮像光学系。
【請求項７】
前記第１収差補正部よりも光線入射側または光線射出側の少なくとも一方に、第２収差補正部を更に有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【請求項８】
前記第２収差補正部は、凹面であって回転非対称な曲率を有する少なくとも１つの反射素子を有することを特徴とする請求項７に記載の撮像光学系。
【請求項９】
前記第１収差補正部の内部には、少なくとも１つの第２中間結像面が形成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像光学系と、
前記撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視カメラや車載カメラなどの撮像装置に用いられる撮像光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
監視カメラや車載カメラなどの撮像装置には広角レンズが必要である。特許文献１には、物体側から順に配列された、負の屈折力を有する両凹レンズ、開口絞り、正の屈折力を有する両凸レンズからなり、両凹レンズまたは両凸レンズの少なくとも一面が非球面に形成された広角レンズが開示されている。
【０００３】
一方、特許文献２および特許文献３には、非共軸光学系の設計法や焦点距離などの近軸量の計算方法が開示されている。基準軸という概念を用いて光学系の構成面を基準軸に対して非対称形状かつ非球面にすることにより、十分に収差が補正された光学系を構築することができる。このような非共軸光学系は、Ｏｆｆ−Ａｘｉａｌ（オフアキシャル）光学系と呼ばれる。オフアキシャル光学系は、像中心と瞳中心を通る光線が辿る経路を基準軸とする場合、構成面の基準軸との交点における面法線が基準軸上にない曲面（オフアキシャル曲面）を含む光学系として定義される。このとき、基準軸は折れ曲がった形状となる。
【０００４】
オフアキシャル光学系は、構成面が一般には非共軸となり、反射面でもケラレが生じることがないため、反射面を用いた光学系の構築が容易である。また、光学系内で中間像を形成することにより広画角でありながらコンパクトな光学系を構成することができる。また、前絞りの光学系でありながら、光路の引き回しが比較的自由に行うことができるため、コンパクトな光学系を構成することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１５９９１２号公報
【特許文献２】特開平９−５６５０号公報
【特許文献３】特開２００５−２４７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来の屈折光学素子を用いた水平画角４０度程度の広角レンズで、特に画面中心のＦナンバーが２．０以下の大口径な光学系においては、レンズ全体の大きさ（重量）と歪曲や色収差等の諸収差補正との両立が問題となる。
【０００７】
一方、反射面を用いたオフアキシャル光学系については、屈折光学系と比べて十分に収差が補正された光学系が構築しやすい。特許文献２に開示されているような光学系の場合、最も物体側の反射面は半球状であるため、広角化は比較的容易である。しかし、大口径化を図ろうとすると各光束径が大きくなり、各反射面も大型化する。このため反射角が大きくなり、結像性能の維持が困難である。
【０００８】
特許文献３に開示されている光学系では、反射面のレイアウトが対称系になっているため、歪曲などの収差補正が容易である。しかしながら、物体から射出された光線が最も物体側の反射面へ入射する際に、光路をまたいでから入射する必要がある（射出側でも同様）。このような反射面のレイアウト構成では、小型化と広角化との両立、および、小型化と大口径化との両立が困難である。
【０００９】
そこで本発明は、広角かつ大口径で高い光学性能を有する撮像光学系および撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての撮像光学系は、オフアキシャル曲面を含む撮像光学系であって、回転非対称な曲率を有する少なくとも４つの反射面を含む第１収差補正部を有し、前記第１収差補正部は、前記４つの反射面として、光線入射側から順に、第１のオフアキシャル反射面、第２のオフアキシャル反射面、第３のオフアキシャル反射面、および、第４のオフアキシャル反射面を有し、前記光線入射側から前記第１のオフアキシャル反射面へ向かう光線の光路と前記第２のオフアキシャル反射面から前記第３のオフアキシャル反射面へ向かう光線の光路とが交差し、前記第２のオフアキシャル反射面から前記第３のオフアキシャル反射面へ向かう光線の光路と前記第４のオフアキシャル反射面から光線射出側へ向かう光線の光路とが交差し、前記第１収差補正部よりも光線入射側に、実像を結像する少なくとも１つの結像面が形成され、前記第１収差補正部よりも前記光線射出側に、実像を結像する少なくとも１つの結像面が形成される。
【００１１】
本発明の他の側面としての撮像装置は、前記撮像光学系と、前記撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子とを有する。
【００１２】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、広角かつ大口径で高い光学性能を有する撮像光学系および撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１における撮像光学系の断面図である。
【図２】実施例１における撮像光学系のディストーションを示す図である。
【図３】実施例１における撮像光学系の横収差図である。
【図４】実施例２における撮像光学系の断面図である。
【図５】実施例２における撮像光学系のディストーションを示す図である。
【図６】実施例２における撮像光学系の横収差図である。
【図７】実施例３における撮像光学系の断面図である。
【図８】実施例３における撮像光学系のディストーションを示す図である。
【図９】実施例３における撮像光学系の横収差図である。
【図１０】各実施例における撮像光学系の構成データを定義する座標系の説明図である。
【図１１】各実施例における横収差の評価位置の説明図である。
【図１２】各実施例における撮像光学系を備えた撮像装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各実施例にて共通する部分については共通の符号を用い、それらの重複する説明は省略する。
【００１６】
まず、各実施例の説明を行う前に、各実施例における構成諸元の表し方および各実施例に共通する事項について説明する。図１０は、各実施例の撮像光学系における結像光学系の構成データを定義する座標系の説明図である。各実施例において、物体側（被写体側）から像側（撮像素子に形成される像面側）に向かって、不図示の物体面の中心から瞳（絞り）の中心を通って像面の中心に至る１つの光線を中心主光線または基準軸光線と定義する。中心主光線または基準軸光線は、図１０中に一点鎖線で示されている。また、中心主光線または基準軸光線が辿る経路を基準軸と定義する。
【００１７】
図１０において、基準軸に沿って、物体側からｉ番目（ｉ≧２）の面（第ｉ面）を第ｉ面Ｒ（ｉ−１）とする（ｉ＝１の場合（第１面）は絞り面である）。図１０において、第１面は開口絞りＳＰ（絞り面）、第２面Ｒ１は第１面に対してチルトした反射面、第３面Ｒ２および第４面Ｒ３はそれぞれの前の面に対してシフトおよびチルトした反射面である。第２面Ｒ１から第４面Ｒ３までのそれぞれの反射面は、金属、ガラス、プラスチックなどの媒質で構成されるミラーである。
【００１８】
各実施例において、撮像光学系内の結像光学系はオフアキシャル光学系であるため、結像光学系を構成する各面は共通の光軸を有しない。そこで、第１面の中心を原点とする絶対座標系を設定する。原点の位置は、実施例１と実施例３に関しては開口絞りＳＰの中心位置に相当し、実施例２に関しては最も物体側のレンズの物体側面頂点の位置に相当する。
【００１９】
すなわち、第１面の中心である絶対座標系の原点と最終結像面の中心とを通る光線（中心主光線または基準軸光線）の辿る経路が基準軸である。また、基準軸は方向（向き）を有する。その方向は、中心主光線または基準軸光線が結像に際して進行する方向である。各実施例において、中心主光線または基準軸光線は、第１面の中心点（原点）を通り最終結像面の中心へ至るまでに、各屈折面および反射面によってそれぞれ屈折および反射する。各構成面の順番は、中心主光線または基準軸光線が屈折または反射を受ける順番に設定している。このため、基準軸は、設定された各面の順番に沿って屈折または反射の法則に従ってその方向を変化させつつ、最終的に像面の中心に到達する。
【００２０】
各実施例において、像面側および物体側とはそれぞれ、基準軸の方向に対していずれの側であるかを意味している。なお各実施例において、結像光学系の基準となる基準軸を前述のように設定したが、軸の決め方は、光学設計上、収差の取り纏め上、または、結像光学系を構成する各面形状を表現する上のいずれかにおいて、好都合の軸を採用すればよい。一般的には、像面の中心と、絞り、入射瞳、射出瞳、または、結像光学系の第１面や最終面の中心のいずれかを通る光線の辿る経路を基準軸に設定することが好ましい。
【００２１】
各実施例における結像光学系の絶対座標系の各軸は、以下のように定める。
【００２２】
Ｚ軸：原点と物体面中心を通る直線であり、物体面から第１面に向かう方向を正とする。
【００２３】
Ｙ軸：原点を通り右手座標系の定義に従ってＺ軸に対して反時計回り方向に９０゜をなす直線である。
【００２４】
Ｘ軸：原点を通りＺ、Ｙの各軸に垂直な直線であり、図１０の紙面奥に向かう方向を正とする。
【００２５】
また、光学系を構成する第ｉ面の面形状およびチルト角を表すには、次のように表すことにより理解が容易になる。基準軸と第ｉ面とが交差する点を原点とするローカル座標系を設定する。そして、ローカル座標系でその面の面形状を表し、基準軸とローカル座標系のなす角度でチルト角を表すことが好ましい。このため、第ｉ面の面形状は、以下のローカル座標系で表される。
【００２６】
ｚ軸：第ｉ−１面のローカル座標の原点と第ｉ面のローカル座標の原点を通る直線である。
【００２７】
ｙ軸：ローカル座標の原点を通り、右手座標系の定義に従ってｚ方向に対し反時計方向に９０゜をなす直線である。
【００２８】
ｘ軸：ローカル座標の原点を通ってｙｚ面に対し垂直な直線であり、図１０の紙面奥に向かう方向を正とする。
【００２９】
従って、第ｉ面のｙｚ面内でのチルト角は、ローカル座標系のｚ軸が基準軸に対してなす鋭角で、反時計回り方向を正とした角度θｘｉ（単位°）で表される。また、第ｉ面のｘｚ面内でのチルト角は、基準軸に対して反時計回り方向を正とした角度θｙｉ（単位°）で表される。また、第ｉ面のｘｙ面内でのチルト角は、絶対座標系のｙ軸に対して反時計回り方向を正とした角度θｚｉ（単位°）で表される。ただし、通常、θｚｉは面の回転に相当し、各実施例においては存在しない。図１０は、これらの絶対座標系、基準軸上座標系、および、ローカル座標系の相互関係を示している。また、図１０の各軸の矢印の方向は、各軸の正の方向を表している。また、回転非対称な面の断面（ＹＺ断面）をオフアキシャル断面ともいう。
【００３０】
また各実施例に対応する数値実施例として、各構成面の数値データを示す。ここで、Ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面とのローカル座標の原点間の間隔を表すスカラー量、Ｎｄｉ、νｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面間の媒質の屈折率とアッベ数である。実施例１および実施例３において、面間の媒質は空気である。実施例２において、最も物体側に負レンズ２枚と正レンズ１枚からなるレンズ群Ａが存在する。Ｅ−Ｘは、１０−Ｘを表す。
【００３１】
球面の形状は、ｒｉを第ｉ面の曲率半径、ｘ、ｙを第ｉ面の各ローカル座標値とするとき、以下の式（１）で表される。
【００３２】
【数１】
2018097181.tif 000003
【００３３】
また、各実施例の撮像光学系は、回転非対称な曲率を有する面を備え、その形状は以下の式（２）により表される。
【００３４】
【数２】
2018097181.tif 000004
【００３５】
式（２）で表される曲面式はｘに関して偶数次の項のみであるため、式（２）により規定される曲面はｙｚ面を対称面とする面対称な形状である。
【００３６】
各実施例の撮像光学系は、以下の考えに基づいて発明されたものである。従来から、屈折光学系を用いた広角で大口径な撮像光学系は、色収差や歪曲の補正のために多くのレンズを必要とし、大型化や高重量化を招いていた。また、反射面を用いたオフアキシャル光学系については、屈折光学系と比べて十分に収差が補正された光学系が構築しやすいが、広角化と大口径化とを両立した光学系は知られていない。オフアキシャル光学系において広角化と大口径化を両立するには、広角化により発生しやすくなる歪曲の補正や、大口径化により発生しやすくなる球面収差やコマ収差の補正が重要である。
【００３７】
光学系を全て反射光学素子で構成する場合、色収差はゼロである。一方、屈折光学素子を組み合わせて使用する場合、屈折光学素子内で色収差を補正する必要がある。そこで各実施例の撮像光学系は、オフアキシャル曲面を含む撮像光学系であって、回転非対称な曲率を有する少なくとも４つの反射面を含む第１収差補正部を有する。第１収差補正部は、４つの反射面として、光線入射側から順に、第１のオフアキシャル反射面、第２のオフアキシャル反射面、第３のオフアキシャル反射面、および、第４のオフアキシャル反射面を有する。また、光線入射側から第１のオフアキシャル反射面へ向かう光線の光路と第２のオフアキシャル反射面から第３のオフアキシャル反射面へ向かう光線の光路とが交差する。また、第２のオフアキシャル反射面から第３のオフアキシャル反射面へ向かう光線の光路と第４のオフアキシャル反射面から光線射出側へ向かう光線の光路とが交差する。これにより、光路が対称になるようなレイアウトを採用することができるため、歪曲やコマ収差などの諸収差を補正することが容易となる。
【００３８】
また各実施例において、第１収差補正部よりも光線入射側（物体側）に、実像を結像する第１中間結像面を形成する第１結像部を有する。これにより、各画角光束を細くしつつ次の反射面へ向かう光路を収束させる効果が期待でき、広角化に伴う各反射面の大型化を防ぐことが可能となる。
【００３９】
また各実施例において、第１結像部よりも光線射出側（像面側）に中間結像面を有する。また第１収差補正部よりも光線射出側に、実像を結像する結像面を形成する第２結像部を有する。例えば、この結像位置に撮像素子（像面ＩＭＧ）を配置することにより、撮像画像を得ることができる。以上の構成により、従来の課題を解決することが可能となる。
【実施例１】
【００４０】
次に、図１を参照して、本発明の実施例１における撮像光学系ＬＯ１の構成について説明する。図１は、本実施例における撮像光学系ＬＯ１の断面図であり、撮像光学系ＬＯ１に含まれる結像光学系の配置（ＹＺ面）を示している。図１において、開口絞りＳＰを介して取り込まれた光が、撮像光学系ＬＯ１に含まれる反射面Ｒ１〜Ｒ９を通って撮像素子８０（像面ＩＭＧ）に結像する様子が示されている。開口絞りＳＰは、複数の反射面Ｒ１〜Ｒ９を備えて構成された撮像光学系ＬＯ１（オフアキシャル撮像光学系）の入射瞳位置に相当する。
【００４１】
撮像光学系ＬＯ１に含まれる反射面Ｒ１〜Ｒ９（オフアキシャル反射面またはオフアキシャル曲面）は、それぞれ、回転非対称な曲率（回転非対称形状）を有し、前述のように基準軸が折れ曲がったオフアキシャル光学系を構成する。撮像光学系ＬＯ１は、回転非対称な曲率を有する少なくとも４つの反射面を含む第１収差補正部１０１を有する。第１収差補正部１０１は、４つの反射面として、光線入射側（物体側）から順に、第１のオフアキシャル反射面Ｒ５、第２のオフアキシャル反射面Ｒ６、第３のオフアキシャル反射面Ｒ７、および、第４のオフアキシャル反射面Ｒ８を有する。撮像光学系ＬＯ１において、光線入射側から第１のオフアキシャル反射面Ｒ５へ向かう光線の光路と第２のオフアキシャル反射面Ｒ６から第３のオフアキシャル反射面Ｒ７へ向かう光線の光路とが交差する。また撮像光学系ＬＯ１において、第２のオフアキシャル反射面Ｒ６から第３のオフアキシャル反射面Ｒ７へ向かう光線の光路と第４のオフアキシャル反射面Ｒ８から光線射出側（像面側）へ向かう光線の光路とが交差する。第１収差補正部１０１よりも光線入射側に、実像を結像する少なくとも１つの結像面（第１中間結像面２０１）が形成される。また、第１収差補正部１０１よりも光線射出側に、実像を結像する少なくとも１つの結像面（像面ＩＭＧ）が形成される。
【００４２】
撮像光学系ＬＯ１は、第１収差補正部１０１の物体側において、物体側から順に、開口絞りＳＰ、中間結像として実像を結像する結像面（第１中間結像面２０１）を形成する第１結像部１０２、および、第２収差補正部１０３を有する。第１中間結像面２０１は、第１結像部１０２と第１収差補正部１０１の間に形成される。また撮像光学系ＬＯ１は、第１収差補正部１０１の像面側において、実像を結像する第２結像部１０４を有する。第１結像部１０２および第２結像部１０４はそれぞれ、凹面を有する１つの反射素子（反射面Ｒ１または反射面Ｒ９）で構成される。第２収差補正部１０３は、３つの反射素子（反射面Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）により構成される。第１収差補正部１０１の内部（第２のオフアキシャル反射面Ｒ６と第３のオフアキシャル反射面Ｒ７との間）には、一つの結像面（第２中間結像面２０２）が形成される。
【００４３】
図２は、本実施例（数値実施例１）のディストーションの様子を示す図である。図２において、横軸は水平方向の画角（Ｘ画角）、縦軸は垂直方向の画角（Ｙ画角）を示す。また、ディストーションの無い理想格子と実際の光線追跡結果の格子を重ねて描いている。ディストーションの大きい光学系の場合は格子がずれているのがわかりやすいが、本実施例の撮像光学系ＬＯ１はディストーションを非常によく低減することができるため、実際の格子は理想格子と実質的に区別が付かない。
【００４４】
図１１は、本実施例における像面ＩＭＧにおける横収差の評価位置の説明図である。図３は、図１１に示される像面ＩＭＧにおける評価位置１、２、３、４、５に対応する横収差図である。また、図３の横収差図では、横軸は瞳面上でのＸ軸またはＹ軸の位置、縦軸は像面上での収差量をそれぞれ示しており、評価光線の波長はｄ線である。ωは半画角である。全ての収差図（図３および後述の図６および図９）において、後述する各数値実施例をｍｍ単位で表した場合、横収差は±０．００５ｍｍのスケールで描かれている。
【００４５】
次に、本実施例の構成に基づいて、本実施例の特徴および効果について説明する。本発明は広画角化と大口径化を両立した結像性能が高い光学系である。本実施例の撮像光学系ＬＯ１は、垂直画角±２０度、水平画角±４０度、撮像素子の中心に入射する光束のＦ値が１．１９の撮像光学系である。ここで、「水平」とは紙面方向（Ｙ軸方向）、「垂直」とは紙面に垂直な方向（Ｘ軸方向）を示す。
【００４６】
撮像光学系ＬＯ１は、最も物体側に開口絞りＳＰを有し、入射瞳位置を開口絞りＳＰの位置に配置している。このような構成により、最終的に撮像素子（像面ＩＭＧ）に入射する光線の全てが撮像光学系ＬＯ１に含まれる各光学素子のエッジでけられることなく撮像素子に入射するため、周辺減光を低減させることができる。
【００４７】
撮像光学系ＬＯ１は、開口絞りＳＰの直後に、凹面形状を有する１つの反射面Ｒ１からなる第１結像部１０２を有する。第１結像部１０２による深い凹面形状の反射面Ｒ１により全ての画角光線を反射させることにより、第２収差補正部１０３に入射する前に第１中間結像面２０１を形成する。これにより、第２収差補正部１０３の各反射面を大きくすることなく収差補正を行いつつ、次の第１収差補正部１０１に各画角光線を導くことができる。第２収差補正部１０３は、全画角光束をコンパクトにまとめつつ収差を補正し、続く第１収差補正部１０１にリレーさせる役割を担っている。第２収差補正部１０３は、３つの反射面Ｒ２〜Ｒ４を備えて構成されている。
【００４８】
第１収差補正部１０１は光路が交差するように構成されており、第２収差補正部１０３と第１収差補正部１０１との間隔を広くとっている。また第１収差補正部１０１は、第１収差補正部１０１の内部において光路の交差を２回繰り返すように構成されているとともに、第２のオフアキシャル反射面Ｒ６から第３のオフアキシャル反射面Ｒ７へ向かう光線の光路が長くなるように構成されている。また、第１収差補正部１０１の内部には、第２中間結像面２０２が形成される。このように光路が長くなるように構成して中間結像面を形成することにより、各反射面を大型化することなく各画角光束を反射面上で分離させて、画角光束ごとに独立した収差補正を行うことが可能となる。これは、図１の光路図を見ると明らかなように、第２収差補正部１０３の内部において、特に第３のオフアキシャル反射面Ｒ３と第４のオフアキシャル反射面Ｒ４での中心画角光束が各反射面内の略全域に渡って広がっている。これに対し、第１収差補正部１０１の内部では、各反射面内での光束の広がりが小さくなっており、画角光束ごとの重なりが少なくなっている。また、前述のように光路が交差する構成を２回（またはそれ以上の複数回）繰り返すことにより対称的な収差補正を行うことができる。このため、全画面に渡って結像性能を向上させることが容易となる。一方、仮に、第１結像部１０２を設けずに開口絞りＳＰの直後に第１収差補正部１０１を配置するように構成すると、第１のオフアキシャル反射面Ｒ５が大型化するため、好ましくない。
【００４９】
また撮像光学系ＬＯ１は、第４のオフアキシャル反射面Ｒ８の直後に、凹面形状の１つの反射面Ｒ９からなる第２結像部１０４を有する。このような構成により、各画角光束を一度、第２結像部１０４の反射面でまとめてから撮像素子（像面ＩＭＧ）に各画角光束を入射させることができる。その結果、像側ＮＡを大きくすることが容易となり、また第４のオフアキシャル反射面Ｒ８の大型化を抑制することができる。
【００５０】
一方、例えば、仮に第２結像部１０４を設けずに第４のオフアキシャル反射面Ｒ８の直後に撮像素子を配置する構成とした場合を考える。この場合、第４のオフアキシャル反射面Ｒ８から撮像素子へ向かう光線が第２のオフアキシャル反射面Ｒ６から第３のオフアキシャル反射面Ｒ７へ向かう光路をまたぐ必要が生じる。このため、バックフォーカスを長くせざるを得ない。その結果、像側ＮＡを大きくする（大口径化する）には、第４のオフアキシャル反射面Ｒ８を大きくする必要がある。第４のオフアキシャル反射面Ｒ８を大きくすると、第３のオフアキシャル反射面Ｒ７との干渉が発生するなどの問題が発生し、それを回避するために全系を更に大きくする必要が生じるため、好ましくない。第２結像部１０４の像面側に実像を結像して実像を撮像素子（像面ＩＭＧ）上に形成することにより、画像情報を得ることができる。
【００５１】
以上のように、本実施例の結像光学系ＬＯ１は、広い範囲の画角光束を光学系内でコンパクトにまとめつつ、各光束を反射面上で分離させることにより、容易に収差を補正することができるとともに、バックフォーカスを短くすることができる。このような構成により、高い結像性能を保ちつつ、広画角化と大口径化とを両立させることが可能となる。
【００５２】
また本実施例では、説明を簡単にするために入射瞳位置と開口絞りＳＰの位置とが互いに一致しているものとしているが、製造誤差などにより入射瞳位置と開口絞りＳＰの位置とが多少ずれても本実施例の効果が実質的に損なわれるわけではない。このため、入射瞳位置と開口絞りＳＰの位置とが厳密に一致しなくてもよい。本実施例の第１中間結像面２０１は、図１に示されるように、第１のオフアキシャル反射面Ｒ１から第２のオフアキシャル反射面Ｒ２までの間に存在する。本実施例の第２中間結像面２０２は、第６のオフアキシャル反射面Ｒ６から第７のオフアキシャル反射面Ｒ７までの間に存在する。また本実施例において、開口絞りＳＰの位置の近傍に、撮像に必要な波長が透過する透過率特性を有するカバーガラスを配置することが好ましい。これにより、撮像光学系ＬＯ１の内部にごみや埃の混入を防ぐことができる。これは、後述の各実施例についても同様である。
【実施例２】
【００５３】
次に、図４を参照して、本発明の実施例２における撮像光学系ＬＯ２の構成について説明する。図４は、本実施例における撮像光学系ＬＯ２の断面図であり、撮像光学系ＬＯ２に含まれる結像光学系の配置（ＹＺ面）を示している。
【００５４】
本実施例の撮像光学系ＬＯ２は、垂直画角±２０度、水平画角±４０度、撮像素子（像面ＩＭＧ）の中心に入射する光束のＦ値が１．６９の撮像光学系である。本実施例の撮像光学系ＬＯ２は、実施例１の撮像光学系ＬＯ１と比較して、開口絞りＳＰよりも物体側において屈折光学系としてのレンズ群Ａを配置した点で、実施例１の撮像光学系ＬＯ１と異なる。また本実施例の撮像光学系ＬＯ２は、第１収差補正部１０１と第１結像部１０２との間、および、第１収差補正部１０１と第２結像部１０４との間の両方に第２収差補正部１０３を有する点で、実施例１の撮像光学系ＬＯ１と異なる。
【００５５】
屈折光学系（レンズ群Ａ）の効果は、第１のオフアキシャル反射面Ｒ１の小型化と有限物体距離への合焦機能の付与である。レンズ群Ａは、物体側から順に、物体側に凸面形状を有しかつ負の屈折力を有するメニスカスレンズＧ１と、像側に凸面形状を有しかつ負の屈折力を有するメニスカスレンズＧ２と、物体側に凸面形状を有しかつ正の屈折力を有するメニスカスレンズＧ３を含む。無限遠に合焦しているときのレンズ群Ａの合成屈折力は負である。
【００５６】
このように本実施例では、全体として負の屈折力のレンズ群Ａを開口絞りＳＰよりも物体側に配置する。これにより、第１のオフアキシャル反射面Ｒ１に入射する周辺画角の光束を基準軸方向に寄せることができるため、第１のオフアキシャル反射面Ｒ１の小型化が可能となる。また、正の屈折力を有するメニスカスレンズＧ３を像側に駆動させることにより、近距離物体に合焦することが可能となる。また、正の屈折力を有するメニスカスレンズＧ３よりも像側に開口絞りＳＰを配置するとともに、更に像側に第１結像部１０２を配置している。また、第１結像部１０２の直後に第２収差補正部１０３を配置し、第２収差補正部１０３の直後に第１収差補正部１０１を配置している。第１結像部１０２から第１収差補正部１０１までの構成とその構成に基づく効果は実施例１と同じであるため、それらの説明を省略する。
【００５７】
実施例１の撮像光学系ＬＯ１では第１収差補正部１０１の直後に第２結像部１０４が配置されているが、本実施例では第１収差補正部１０１と第２結像部１０４との間に凹面形状を有する１つの反射面Ｒ９を含む第２収差補正部１０３が配置されている。第１収差補正部１０１と第２結像部１０４との間に設けられた第２収差補正部１０３の基本的な効果（機能）は、第１収差補正部１０１よりも物体側に配置された第２収差補正部１０３と同様に、収差を補正しつつ各画角光束のとりまとめを行うことである。また、更なる効果として、全体の光束を収束させて、第２結像部１０４の有効径を小さくする効果が得られる。以下、第２結像部１０４の有効径を小さくすることが好ましい理由について説明する。
【００５８】
第１収差補正部１０１は、実施例１にて説明したように、各画角光束を分離するために全体の光束径は大きくなる傾向がある。これは、第１収差補正部１０１からの射出光束についても同様である。よって、第１収差補正部１０１の直後の面は大型化する傾向にある。このとき、実施例１のように第２結像部１０４から最後の結像面に到達するには、第１収差補正部１０１からの射出光束をまたぐ必要があり、バックフォーカスがある程度以上に短くすることはできない。そこで、第１収差補正部１０１と第２結像部１０４との間に第２収差補正部１０３（１０３ａ）を配置することにより、バックフォーカスの制御が容易となりＦ値の制御が容易となるため、より好ましい。
【００５９】
本実施例の第１中間結像面２０１は、図４に示されるように、第１のオフアキシャル反射面Ｒ１から第３のオフアキシャル反射面Ｒ３までの間に横断的に存在する。また、本実施例の第２中間結像面２０２は、第６のオフアキシャル反射面Ｒ６から第７のオフアキシャル反射面Ｒ７までの間に存在する。
【００６０】
図５は、本実施例（数値実施例２）のディストーションの様子を示す図である。実施例１の撮像光学系ＬＯ１と同様に、本実施例の撮像光学系ＬＯ２はディストーションを非常によく低減することができるため、実際の格子は理想格子と実質的に区別が付かない。図６は、図１１に示される像面ＩＭＧにおける評価位置１、２、３、４、５に対応する撮像光学系ＬＯ２の横収差図である。本実施例によれば、広画角化と大口径化を両立しつつ結像性能が高い撮像光学系を提供することができる。
【実施例３】
【００６１】
次に、図７を参照して、本発明の実施例３における撮像光学系ＬＯ３の構成について説明する。図７は、本実施例における撮像光学系ＬＯ３の断面図であり、撮像光学系ＬＯ３に含まれる結像光学系の配置（ＹＺ面）を示している。
【００６２】
本実施例の撮像光学系ＬＯ３は、垂直画角±２０度、水平画角±４０度、撮像素子の中心に入射する光束のＦ値が１．４３の撮像光学系である。本実施例の撮像光学系ＬＯ３は、実施例１の撮像光学系ＬＯ１と比較して、第１収差補正部１０１および第２収差補正部１０３のそれぞれが変形している点で、実施例１の撮像光学系ＬＯ１と異なる。また撮像光学系ＬＯ３は、第１結像部１０２よりも像面側に、２つのオフアキシャル反射面Ｒ２、Ｒ３からなる第２収差補正部１０３を有する点で、３つのオフアキシャル反射面Ｒ２〜Ｒ４からなる第２収差補正部１０３を有する撮像光学系ＬＯ１と異なる。なお、この構成の効果は、実施例１と同じであるためその説明は省略する。
【００６３】
撮像光学系ＬＯ３は、第２収差補正部１０３の直後に第１収差補正部１０１を有する。本実施例は、第１収差補正部１０１は光路が交差するように構成されている点で実施例１と同じであるが、光路の交差が３回繰り返して行われる点で、実施例１と異なる。
【００６４】
撮像光学系ＬＯ３は、回転非対称な曲率を有する少なくとも６つの反射面を含む第１収差補正部１０１を有する。第１収差補正部１０１は、６つの反射面として、光線入射側（物体側）から順に、第１のオフアキシャル反射面Ｒ４、第２のオフアキシャル反射面Ｒ５、第３のオフアキシャル反射面Ｒ６、および、第４のオフアキシャル反射面Ｒ７を有する。第１収差補正部１０１は、第４のオフアキシャル反射面Ｒ７よりも像面側において、物体側から順に、更に第５のオフアキシャル反射面Ｒ８および第６のオフアキシャル反射面Ｒ９を有する。
【００６５】
また撮像光学系ＬＯ３において、光線入射側から第１のオフアキシャル反射面Ｒ４へ向かう光線の光路と第２のオフアキシャル反射面Ｒ５から第３のオフアキシャル反射面Ｒ６へ向かう光線の光路とが交差する。また、第２のオフアキシャル反射面Ｒ５から第３のオフアキシャル反射面Ｒ６へ向かう光線の光路と第４のオフアキシャル反射面Ｒ７から第５のオフアキシャル反射面Ｒ８（すなわち光線射出側）へ向かう光線の光路とが交差する。また、第４のオフアキシャル反射面Ｒ７から第５のオフアキシャル反射面Ｒ８へ向かう光線の光路と第６のオフアキシャル反射面Ｒ９から第２結像部１０４へ向かう光線の光路とが交差する。実施例１や実施例２のように光路を交差させる回数が偶数であればより対称度合いが高まるため、収差補正分担のバランスをとりやすいが、本実施例のように交差回数を３回以上の奇数回にしてもよい。交差を３回以上繰り返すと自由度が更に上がり、各反射面における収差補正分担量が減るため、結像性能を高めることがより容易となる。
【００６６】
また撮像光学系ＬＯ３は、第１収差補正部１０１の直後に第２結像部１０４を有する。第２結像部１０４は凹面を有する１つのオフアキシャル反射面Ｒ１０からなる。第２結像部１０４の像面側に実像を結像して実像を撮像素子（像面ＩＭＧ）上に形成することにより、画像情報を得ることができる。
【００６７】
本実施例の第１中間結像面２０１は、図７に示されるように、第１のオフアキシャル反射面Ｒ１から第２のオフアキシャル反射面Ｒ２までの間に存在する。また、本実施例の第２中間結像面は、第５のオフアキシャル反射面Ｒ５から第８のオフアキシャル反射面Ｒ８までの間に横断的に存在する。
【００６８】
図８は、本実施例（数値実施例３）のディストーションの様子を示す図である。実施例１、２の撮像光学系ＬＯ１、ＬＯ２と同様に、本実施例の撮像光学系ＬＯ３はディストーションを非常によく低減することができるため、実際の格子は理想格子と実質的に区別が付かない。図９は、図１１に示される像面ＩＭＧにおける評価位置１、２、３、４、５に対応する撮像光学系ＬＯ３の横収差図である。本実施例によれば、広画角化と大口径化を両立しつつ結像性能が高い撮像光学系を提供することができる。
【００６９】
以下、実施例１〜３にそれぞれ対応する数値実施例１〜３を示す。
【００７０】
（数値実施例１）
物体面から開口絞りＳＰまでの距離は無限大で、画角は、ｘ：±２０度、ｙ：±４０度である。焦点距離はｘ：２．８６ｍｍ、ｙ：２．８６ｍｍである。像面サイズはｘ：２．０８２ｍｍ、ｙ：４．８００ｍｍである。入射瞳直径は：２．４ｍｍである。撮像素子の中心に入射する光束に対するＦ値は１．１９である。
本実施例の反射面は全て回転非対称面で構成されている。回転非対称面形状は、式（２）により与えられる。
【００７１】
面データ
面番号    Xi      Yi      Zi        Di    θxi   θyi
1(SP)    0.00     0.00    0.00    13.00   0.00   0.00   絞り
2(R1)    0.00     0.00   13.00   -16.50  42.00   0.00  反射面
3(R2)    0.00   -11.04    0.74    15.50 -90.00   0.00  反射面
4(R3)    0.00   -22.56   11.11   -18.00  76.00   0.00  反射面
5(R4)    0.00   -31.01   -4.78    38.00 -82.00   0.00  反射面
6(R5)    0.00   -61.75   17.55   -14.00  60.00   0.00  反射面
7(R6)    0.00   -63.22    3.63    44.00  50.00   0.00  反射面
8(R7)    0.00   -26.74   28.23   -14.00 -56.00   0.00  反射面
9(R8)    0.00   -26.74   14.23    35.00 -48.00   0.00  反射面
10(R9)   0.00   -52.75   37.65   -13.00 -46.00   0.00  反射面
像面(IMG)0.00   -39.78   38.56            0.00   0.00
回転非対称面データ
第2面(R1)
C20 = -2.6761E-02 C02 = -2.7443E-02 C21 =  5.9893E-05
C03 = -6.5487E-05 C40 = -9.5376E-06 C22 = -2.1087E-05
C04 = -1.2866E-05 C41 = -1.6295E-07 C23 =  3.0520E-07
C05 =  7.3611E-08 C60 = -1.3625E-08 C42 = -4.4206E-08
C24 = -2.4571E-08 C06 = -2.4442E-08 C61 =  3.7127E-10
C43 = -1.4779E-09 C25 =  5.3243E-10 C07 = -1.5567E-09
C80 = -1.3859E-11 C62 = -5.6318E-11 C44 = -3.2189E-10
C26 = -1.3940E-10 C08 = -8.1681E-11
第3面(R2)
C20 = -1.6003E-02 C02 = -1.5441E-02 C21 =  2.7097E-04
C03 =  7.8997E-04 C40 =  3.2109E-05 C22 =  1.7060E-05
C04 =  4.4247E-05 C41 =  3.2549E-06 C23 = -1.2753E-05
C05 = -7.3896E-06 C60 =  7.0471E-07 C42 =  8.2076E-07
C24 =  6.5506E-07 C06 =  5.5208E-07 C61 =  5.6189E-08
C43 =  6.8070E-08 C25 =  1.3110E-08 C07 = -6.3409E-09
C80 = -5.4432E-08 C62 = -3.2727E-08 C44 =  1.1950E-08
C26 = -4.6227E-37 C08 = -3.3073E-39
第4面(R3)
C20 = -2.7599E-03 C02 = -2.5304E-03 C21 =  3.5490E-04
C03 =  6.4216E-04 C40 = -7.9272E-06 C22 = -4.4913E-05
C04 =  3.8593E-05 C41 = -2.6801E-07 C23 = -6.9767E-06
C05 =  9.6133E-07 C60 = -3.0644E-08 C42 =  7.8476E-08
C24 = -5.7040E-07 C06 = -2.2490E-08 C61 = -3.5619E-09
C43 =  3.4677E-08 C25 = -8.7918E-09 C07 = -2.0834E-09
C80 = -3.0884E-12 C62 = -7.5971E-10 C44 =  3.3873E-09
C26 =  8.9895E-10 C08 = -6.4958E-11
第5面(R4)
C20 =  1.3454E-03 C02 =  6.9233E-03 C21 = -3.0905E-04
C03 =  6.0981E-05 C40 =  2.5462E-07 C22 = -1.5989E-05
C04 = -3.3296E-07 C41 = -2.8778E-07 C23 = -5.5232E-07
C05 =  6.9946E-08 C60 = -1.7802E-09 C42 = -1.1695E-08
C24 = -2.5367E-08 C06 = -4.0295E-09 C61 = -9.0830E-10
C43 = -8.9156E-10 C25 =  3.0595E-10 C07 =  2.3299E-10
C80 =  1.5349E-11 C62 =  6.7624E-11 C44 = -5.1036E-11
C26 = -7.5852E-11 C08 = -4.6076E-12
第6面(R5)
C20 = -5.1807E-03 C02 = -2.0156E-03 C21 = -1.8420E-04
C03 =  8.8903E-06 C40 =  4.5648E-06 C22 =  7.4208E-06
C04 =  2.9240E-06 C41 = -2.7525E-07 C23 =  1.1224E-08
C05 =  1.1238E-07 C60 =  6.3734E-09 C42 =  7.4213E-09
C24 = -1.9464E-08 C06 = -1.7469E-08 C61 = -2.4008E-10
C43 =  7.8040E-10 C25 =  2.1474E-09 C07 =  1.0807E-09
C80 =  7.9045E-13 C62 = -3.3580E-12 C44 = -5.6351E-11
C26 = -3.4661E-11 C08 = -2.5190E-11
第7面(R6)
C20 =  1.0317E-02 C02 =  2.7232E-03 C21 = -9.4834E-06
C03 =  2.0059E-04 C40 =  4.3941E-06 C22 =  1.3225E-05
C04 =  2.5844E-06 C41 = -1.9653E-07 C23 =  4.1877E-08
C05 = -2.0927E-07 C60 = -6.1566E-10 C42 =  3.2834E-09
C24 = -5.9482E-09 C06 = -2.3482E-08 C61 = -6.8280E-11
C43 = -7.0783E-10 C25 =  2.8030E-09 C07 =  3.3909E-09
C80 =  1.4547E-12 C62 =  1.2045E-11 C44 = -5.5468E-11
C26 = -1.2975E-10 C08 = -1.0635E-10
第8面(R7)
C20 = -1.2766E-02 C02 = -4.8036E-03 C21 =  3.1159E-04
C03 = -2.3695E-05 C40 = -3.2993E-06 C22 =  2.0022E-06
C04 =  2.1949E-06 C41 =  4.7349E-07 C23 =  2.1954E-07
C05 =  2.2852E-07 C60 =  6.9702E-10 C42 =  1.5501E-08
C24 =  1.9494E-08 C06 =  1.1684E-08 C61 =  6.3528E-10
C43 =  1.0667E-09 C25 =  2.1548E-09 C07 =  1.1304E-09
C80 = -8.2466E-12 C62 =  4.4878E-11 C44 =  6.1810E-11
C26 =  1.0712E-10 C08 =  9.5376E-11
第9面(R8)
C20 =  3.0308E-03 C02 =  2.4038E-03 C21 = -1.3279E-05
C03 = -1.3291E-04 C40 = -3.8742E-06 C22 =  3.9533E-06
C04 =  4.8048E-06 C41 =  5.4769E-07 C23 =  2.5531E-07
C05 =  5.6559E-07 C60 =  6.0668E-09 C42 = -1.2388E-08
C24 =  2.7075E-08 C06 =  3.5452E-08 C61 = -3.0673E-10
C43 =  1.3950E-09 C25 =  1.4919E-09 C07 = -5.5976E-11
C80 = -1.3052E-11 C62 = -6.6162E-12 C44 =  2.0888E-11
C26 =  3.3480E-11 C08 = -2.4872E-11
第10面(R9)
C20 = -1.6567E-02 C02 = -1.6467E-02 C21 = -3.5873E-04
C03 =  1.8219E-05 C40 = -4.7480E-06 C22 = -5.3585E-06
C04 =  4.4659E-06 C41 = -7.5659E-08 C23 = -5.1703E-07
C05 =  5.1676E-07 C60 = -8.9968E-09 C42 = -2.5281E-08
C24 =  1.8798E-08 C06 =  2.7097E-08 C61 = -8.2743E-10
C43 = -1.4638E-09 C25 = -2.7467E-10 C07 =  5.6135E-10
C80 =  2.9776E-11 C62 = -2.5894E-10 C44 = -3.4208E-10
C26 = -2.1367E-11 C08 =  1.8469E-11
ωＶ＝20度
ωＨ＝40度
（数値実施例２）
物体面から開口絞りＳＰまでの距離は無限大で、画角は、ｘ：±２０度、ｙ：±４０度である。焦点距離はｘ：２．８６ｍｍ、ｙ：２．８６ｍｍである。像面サイズはｘ：２．０８２ｍｍ、ｙ：４．８００ｍｍである。入射瞳直径は：２．４ｍｍである。撮像素子の中心に入射する光束に対するＦ値は１．７０である。本実施例の屈折面は全て球面であり、反射面は全て回転非対称面で構成されている。回転非対称面形状は、式（２）により与えられる。尚、回転対称面（球面）データのｒは曲率半径、Ｎｄはｄ線の屈折率、νｄはｄ線を基準としたアッベ数、ｆは単レンズの焦点距離（ｍｍ）である。
【００７２】
面データ
面番号     Xi      Yi      Zi      Di    θxi    θyi
1(G1R1)   0.00    0.00    0.00    1.00    0.00    0.00   屈折面
2(G1R2)   0.00    0.00    1.00    2.50    0.00    0.00   屈折面
3(G2R1)   0.00    0.00    3.50    1.00    0.00    0.00   屈折面
4(G2R2)   0.00    0.00    4.50   (可変)   0.00    0.00   屈折面
5(G3R1)   0.00    0.00    5.00    1.50    0.00    0.00   屈折面
6(G3R2)   0.00    0.00    6.50   (可変)   0.00    0.00   屈折面
7(SP)     0.00    0.00   10.80    13.00   0.00    0.00   絞り
8(R1)     0.00    0.00   23.80   -16.50  34.00    0.00   反射面
9(R2)     0.00   -9.23   10.12    16.50 -62.00    0.00   反射面
10(R3)    0.00  -16.97   24.69   -18.50  54.00    0.00   反射面
11(R4)    0.00  -26.22    8.67    40.00 -64.00    0.00   反射面
12(R5)    0.00  -48.59   41.83   -14.00  60.00    0.00   反射面
13(R6)    0.00  -54.73   29.25    44.00  50.00    0.00   反射面
14(R7)    0.00  -12.03   39.89   -14.00 -56.00    0.00   反射面
15(R8)    0.00  -16.82   26.74    37.00 -52.00    0.00   反射面
16(R9)    0.00  -36.43   58.11   -20.00 -50.00    0.00   反射面
17(R10)   0.00  -16.62   55.33    12.00  60.00    0.00   反射面
像面(IMG) 0.00  -21.12   66.46            0.00    0.00
物体距離    無限遠    1000.00    200.00
D4           0.50       0.64       1.11
D6           4.30       4.16       3.69
回転対称面（球面）データ
第1面(G1R1)
r1   =  125.8188
Nd1  =    1.595220
νd1 =   67.7
f1   =  -14.43
第2面(G1R2)
r2   =   8.0138
第3面(G2R1)
r3   =  -28.2928
Nd3  =    1.761821
νd3 =   26.5
f3   = -175.46
第4面(G2R2)
r4   = -36.4379
第5面(G3R1)
r5   =  11.3794
Nd5  =   1.516330
νd5 =  64.1
f5   =  29.06
第6面(G3R2)
r6   =  45.0096
無限遠合焦時におけるG1〜G3の合成焦点距離 = -30.79mm
回転非対称面データ
第8面(R1)
C20 = -1.6094E-02 C02 = -2.2811E-02 C21 = -3.5383E-04
C03 = -2.5950E-04 C40 = -2.5833E-05 C22 = -7.3103E-06
C04 =  8.5240E-06 C41 = -5.0518E-07 C23 =  2.7025E-06
C05 =  3.4924E-07 C60 =  6.5736E-08 C42 = -1.2897E-07
C24 = -3.7674E-08 C06 = -5.2962E-08 C61 =  7.3510E-09
C43 =  2.0559E-09 C25 = -1.1551E-08 C07 =  8.5484E-10
C80 =  2.8028E-10 C62 =  6.3643E-10 C44 =  1.1293E-09
C26 = -6.1088E-10 C08 =  2.6439E-10
第9面(R2)
C20 = -1.2572E-03 C02 = -1.3308E-03 C21 =  9.1825E-05
C03 = -2.0053E-05 C40 = -4.3132E-05 C22 = -8.4924E-05
C04 =  6.5133E-06 C41 =  1.5135E-06 C23 = -7.0528E-07
C05 = -6.3833E-07 C60 = -2.2203E-07 C42 = -9.2419E-07
C24 = -7.3682E-07 C06 = -5.2118E-07 C61 =  3.0667E-08
C43 =  2.1031E-08 C25 =  3.5205E-09 C07 =  1.1860E-07
C80 =  3.1298E-09 C62 =  1.1428E-08 C44 =  1.2242E-09
C26 =  3.3910E-09 C08 =  1.7240E-08
第10面(R3)
C20 = -1.2551E-02 C02 =  2.0700E-03 C21 =  4.2925E-05
C03 =  2.7641E-04 C40 = -2.1639E-05 C22 = -6.0811E-05
C04 = -2.5512E-05 C41 =  7.3744E-08 C23 = -1.2359E-06
C05 =  5.5368E-07 C60 =  3.6366E-08 C42 =  1.4090E-07
C24 =  6.2507E-08 C06 =  2.3929E-07 C61 = -4.2712E-10
C43 =  3.6083E-09 C25 = -9.4319E-10 C07 =  6.3230E-10
C80 =  2.3270E-10 C62 = -4.5685E-10 C44 = -2.5559E-10
C26 = -2.7487E-10 C08 = -7.6821E-10
第11面(R4)
C20 = -7.4557E-03 C02 =  6.8084E-03 C21 = -6.9158E-04
C03 =  9.1395E-05 C40 =  1.2892E-05 C22 = -3.1107E-05
C04 = -5.9713E-07 C41 =  1.0240E-06 C23 = -5.8385E-07
C05 =  1.0396E-07 C60 =  4.6123E-07 C42 =  4.0219E-08
C24 = -2.6154E-08 C06 = -2.9674E-09 C61 =  7.7071E-09
C43 =  5.3389E-09 C25 =  8.8897E-09 C07 =  5.1232E-10
C80 = -6.4958E-09 C62 =  5.1453E-09 C44 = -5.5527E-10
C26 = -6.0437E-10 C08 = -6.6066E-11
第12面(R5)
C20 = -3.4501E-03 C02 = -1.7084E-03 C21 =  2.4707E-05
C03 = -8.2718E-05 C40 = -6.8299E-06 C22 =  1.0789E-05
C04 = -6.4344E-06 C41 = -3.1825E-07 C23 =  3.3900E-07
C05 = -2.1891E-07 C60 =  3.4218E-08 C42 =  3.9294E-08
C24 =  4.3477E-08 C06 = -2.6640E-08 C61 = -1.7042E-09
C43 =  1.8063E-09 C25 =  3.3670E-09 C07 =  1.7872E-09
C80 = -2.4313E-10 C62 = -7.1022E-11 C44 = -2.9700E-10
C26 = -2.4241E-10 C08 =  7.7229E-11
第13面(R6)
C20 =  8.7152E-03 C02 =  4.2344E-03 C21 = -4.2918E-05
C03 =  5.0856E-05 C40 =  8.5117E-07 C22 = -5.3713E-07
C04 =  2.1672E-07 C41 =  2.2632E-07 C23 = -1.8481E-07
C05 = -9.8225E-09 C60 = -1.8378E-09 C42 = -5.4452E-09
C24 =  2.0344E-08 C06 = -2.0332E-08 C61 = -1.1820E-09
C43 = -1.9753E-09 C25 =  1.4649E-10 C07 =  1.5154E-09
C80 = -5.4705E-11 C62 =  1.3879E-10 C44 = -2.1633E-10
C26 = -3.9856E-10 C08 = -3.8196E-11
第14面(R7)
C20 = -6.0811E-03 C02 = -2.5289E-03 C21 =  3.5482E-04
C03 = -2.2501E-04 C40 = -8.1044E-06 C22 = -3.3852E-05
C04 = -1.1182E-05 C41 = -3.5239E-06 C23 = -1.6031E-06
C05 =  5.4658E-07 C60 =  4.3861E-07 C42 = -5.4737E-09
C24 =  1.9543E-08 C06 = -2.4087E-08 C61 =  9.7434E-09
C43 =  3.5799E-08 C25 =  6.3023E-09 C07 = -1.5131E-09
C80 = -1.9272E-08 C62 =  1.3856E-09 C44 = -9.2261E-10
C26 = -1.4930E-09 C08 =  1.4311E-10
第15面(R8)
C20 =  3.1054E-03 C02 = -2.1133E-03 C21 = -4.3492E-04
C03 = -3.7241E-04 C40 = -1.5539E-06 C22 = -3.2641E-06
C04 = -1.4415E-05 C41 = -3.2691E-06 C23 = -1.3448E-06
C05 = -2.2314E-07 C60 = -7.4608E-08 C42 = -5.4272E-07
C24 = -2.3875E-07 C06 =  2.3339E-08 C61 =  2.1130E-09
C43 = -2.3847E-08 C25 = -3.1499E-08 C07 =  3.3837E-09
C80 =  5.0310E-10 C62 =  1.9488E-09 C44 = -1.4937E-10
C26 = -1.4844E-09 C08 =  1.6964E-10
第16面(R9)
C20 = -8.5217E-03 C02 = -1.0093E-02 C21 = -8.8662E-05
C03 = -1.0430E-04 C40 =  2.0889E-06 C22 =  4.8701E-06
C04 =  1.2993E-06 C41 = -5.7374E-07 C23 = -3.2060E-07
C05 = -7.6126E-08 C60 = -1.0123E-08 C42 =  3.9927E-08
C24 =  2.0071E-08 C06 =  2.1529E-09 C61 = -5.1980E-10
C43 = -2.6357E-09 C25 = -1.2494E-09 C07 = -3.1094E-11
C80 =  1.0237E-10 C62 =  1.8561E-10 C44 =  1.8784E-10
C26 =  4.9072E-11 C08 =  9.8283E-13
第17面(R10)
C20 =  1.7396E-02 C02 =  4.0611E-03 C21 = -3.9424E-04
C03 = -2.9163E-04 C40 = -1.8045E-05 C22 =  2.7287E-05
C04 =  2.5106E-06 C41 = -6.3525E-07 C23 =  5.1810E-06
C05 =  3.1819E-06 C60 =  2.4643E-08 C42 =  3.6555E-07
C24 =  3.1463E-07 C06 =  3.2021E-07 C61 =  1.7626E-08
C43 =  2.4988E-08 C25 = -4.9459E-08 C07 =  5.3975E-09
C80 =  4.3733E-10 C62 =  1.0007E-09 C44 = -2.2422E-09
C26 = -5.7986E-09 C08 = -7.8273E-10
ωＶ＝20度
ωＨ＝40度
（数値実施例３）
物体面から開口絞りＳＰまでの距離は無限大で、画角は、ｘ：±２０度、ｙ：±４０度である。焦点距離はｘ：２．８６ｍｍ、ｙ：２．８６ｍｍである。像面サイズはｘ：２．０８２ｍｍ、ｙ：４．８００ｍｍである。入射瞳直径は：２．０ｍｍである。撮像素子の中心に入射する光束に対するＦ値は１．４３である。本実施例の屈折面は全て球面であり、反射面は全て回転非対称面で構成されている。回転非対称面形状は、式（２）により与えられる。
【００７３】
面データ
面番号    Xi      Yi      Zi       Di    θxi    θyi
1(SP)    0.00    0.00    0.00    13.00    0.00   0.00   絞り
2(R1)    0.00    0.00   13.00   -21.00   62.00   0.00   反射面
3(R2)    0.00  -18.54    3.14    25.00  -80.00   0.00   反射面
4(R3)    0.00  -26.27   26.92   -35.00  -90.00   0.00   反射面
5(R4)    0.00    7.02   37.73    15.00  -70.00   0.00   反射面
6(R5)    0.00    6.50   22.74   -50.00  -50.00   0.00   反射面
7(R6)    0.00  -30.66   56.20    15.00   50.00   0.00   反射面
8(R7)    0.00  -31.18   41.21   -45.00   50.00   0.00   反射面
9(R8)    0.00    4.28   68.91    15.00  -52.00   0.00   反射面
10(R9)   0.00    4.28   53.91   -30.00  -46.00   0.00   反射面
11(R10)  0.00  -17.30   74.75    15.00  -70.00   0.00   反射面
像面(IMG)0.00   -3.82   81.33             0.00   0.00
回転非対称面データ
第2面(R1)
C20 = -2.2389E-02 C02 = -2.3068E-02 C21 = -1.4894E-04
C03 = -2.0741E-04 C40 =  5.9815E-06 C22 = -6.4881E-06
C04 = -9.6798E-06 C41 =  2.7400E-07 C23 =  3.9834E-07
C05 = -1.4175E-08 C60 = -1.3410E-08 C42 = -2.3680E-08
C24 = -1.0201E-08 C06 = -5.1210E-09 C61 = -2.7834E-09
C43 = -2.2696E-09 C25 = -1.4533E-09 C07 = -1.8607E-10
C80 =  3.5058E-11 C62 = -1.2887E-10 C44 = -9.2854E-11
C26 = -6.6128E-11 C08 = -1.0415E-11
第3面(R2)
C20 = -5.0663E-03 C02 = -1.1520E-02 C21 =  6.7387E-04
C03 =  9.9814E-04 C40 =  1.0969E-05 C22 = -1.9960E-06
C04 = -2.8147E-05 C41 =  2.5240E-06 C23 = -2.9017E-07
C05 =  2.6461E-07 C60 =  5.5508E-08 C42 =  1.7201E-07
C24 =  4.3360E-07 C06 =  1.2203E-07 C61 = -1.9122E-08
C43 = -2.8315E-08 C25 = -4.5995E-08 C07 = -5.4986E-09
C80 =  2.8904E-10 C62 = -1.1376E-10 C44 =  2.6838E-09
C26 =  2.0698E-09 C08 = -3.3073E-39
第4面(R3)
C20 = -7.5539E-03 C02 = -3.5849E-03 C21 = -5.9520E-05
C03 =  1.5808E-04 C40 =  5.4436E-07 C22 = -2.3739E-06
C04 = -2.2226E-06 C41 =  4.7040E-08 C23 =  3.8184E-09
C05 =  9.4007E-08 C60 =  2.8467E-09 C42 = -8.8902E-09
C24 = -3.0160E-09 C06 = -4.2534E-09 C61 = -1.2745E-10
C43 =  5.3506E-10 C25 =  5.9058E-10 C07 =  2.5193E-10
C80 = -5.3227E-12 C62 = -3.5167E-12 C44 = -4.4447E-11
C26 = -3.9279E-11 C08 = -7.5556E-12
第5面(R4)
C20 = -1.1149E-03 C02 =  3.7644E-03 C21 = -2.9222E-04
C03 = -5.6592E-05 C40 = -8.6769E-06 C22 =  8.4786E-06
C04 =  3.2983E-06 C41 =  5.8800E-08 C23 = -3.9693E-08
C05 = -1.3891E-07 C60 = -1.0414E-08 C42 = -3.2542E-08
C24 = -1.2944E-09 C06 =  5.3268E-09 C61 = -1.6877E-09
C43 =  1.6133E-09 C25 = -2.9394E-11 C07 = -2.5097E-10
C80 = -4.2934E-11 C62 =  4.7131E-11 C44 =  6.4438E-12
C26 = -4.6007E-12 C08 =  2.1779E-11
第6面(R5)
C20 =  2.6685E-05 C02 = -6.6561E-04 C21 = -7.4841E-05
C03 = -1.1699E-04 C40 = -8.5109E-06 C22 =  3.8178E-06
C04 =  4.3194E-06 C41 =  1.6404E-07 C23 = -2.6255E-07
C05 = -4.7307E-07 C60 = -1.2224E-08 C42 = -5.3816E-08
C24 =  8.4950E-09 C06 =  3.2890E-08 C61 = -3.1631E-10
C43 =  2.7999E-09 C25 = -9.7943E-10 C07 = -1.5004E-09
C80 =  3.6477E-11 C62 =  1.7542E-10 C44 = -3.6166E-11
C26 =  1.4470E-11 C08 =  4.5028E-11
第7面(R6)
C20 =  6.5459E-03 C02 =  1.6974E-03 C21 = -5.4874E-04
C03 = -1.1238E-04 C40 = -1.0500E-05 C22 =  5.9432E-06
C04 = -4.6547E-06 C41 =  1.2062E-06 C23 =  7.1268E-07
C05 = -2.1141E-07 C60 =  5.1829E-09 C42 =  1.5450E-08
C24 = -1.7382E-10 C06 = -1.9352E-08 C61 = -3.6208E-11
C43 = -3.2874E-09 C25 = -7.9858E-10 C07 = -9.3805E-10
C80 = -4.0403E-11 C62 =  3.7951E-11 C44 =  3.6339E-11
C26 = -1.2760E-10 C08 =  8.0632E-13
第8面(R7)
C20 = -1.3103E-02 C02 = -5.5005E-03 C21 =  9.3762E-05
C03 =  7.0326E-06 C40 =  2.0670E-06 C22 = -2.6827E-06
C04 = -3.5471E-06 C41 = -3.6994E-07 C23 =  2.4987E-07
C05 = -1.3021E-07 C60 = -1.7704E-08 C42 =  4.7548E-08
C24 =  3.0333E-08 C06 = -1.0460E-08 C61 =  3.4997E-09
C43 = -2.8579E-09 C25 = -2.9678E-09 C07 = -1.6819E-10
C80 = -7.3261E-11 C62 = -1.1532E-10 C44 =  1.1132E-10
C26 =  1.6750E-11 C08 = -9.9960E-12
第9面(R8)
C20 = -9.7038E-04 C02 = -8.8355E-03 C21 = -6.8808E-05
C03 = -1.5769E-04 C40 =  3.6136E-06 C22 = -3.8205E-06
C04 = -7.1417E-06 C41 =  2.7416E-08 C23 =  2.4209E-07
C05 = -1.7214E-07 C60 = -1.7037E-09 C42 = -3.7301E-09
C24 =  3.6282E-08 C06 =  5.1922E-09 C61 = -9.2354E-11
C43 = -9.8738E-10 C25 =  1.2982E-09 C07 =  1.3279E-09
C80 = -1.9088E-12 C62 =  1.8197E-11 C44 =  2.5639E-11
C26 =  8.6313E-11 C08 =  4.0771E-11
第10面(R9)
C20 = -1.2399E-02 C02 = -1.0994E-02 C21 = -4.3799E-05
C03 =  5.6164E-05 C40 = -1.1414E-06 C22 = -3.8695E-06
C04 = -1.7086E-06 C41 = -6.0212E-08 C23 =  6.0174E-08
C05 =  5.4574E-08 C60 =  1.9692E-10 C42 =  3.9464E-10
C24 = -9.8241E-10 C06 = -5.6210E-10 C61 = -6.7317E-11
C43 = -6.7480E-11 C25 =  6.6568E-11 C07 =  6.7981E-11
C80 =  3.0635E-13 C62 =  3.9037E-12 C44 =  9.4716E-12
C26 =  8.8230E-12 C08 =  6.0035E-12
第11面(R10)
C20 = -3.1106E-04 C02 =  7.4180E-03 C21 = -3.2168E-04
C03 = -2.5435E-04 C40 =  2.9118E-05 C22 =  4.7335E-05
C04 =  8.1360E-06 C41 = -2.1898E-06 C23 = -1.6832E-06
C05 =  1.4160E-07 C60 = -8.6406E-08 C42 = -6.3489E-08
C24 = -3.2161E-08 C06 = -1.1288E-08 C61 =  1.3560E-08
C43 =  2.1664E-08 C25 =  5.6345E-09 C07 = -3.2352E-10
C80 =  8.0465E-11 C62 = -8.5859E-10 C44 = -1.1607E-09
C26 = -1.5662E-10 C08 =  3.3722E-11
ωＶ＝20度
ωＨ＝40度
（撮像装置）
次に、図１２を参照して、各実施例の撮像光学系（撮像光学系ＬＯ１〜ＬＯ３の一つ）を備えた撮像装置について説明する。図１２は、撮像装置の概略図である。図１２（ａ）は、監視カメラ３０ａ（撮像装置）の斜視図を示している。図１２（ｂ）は、前方を監視する車載カメラ３０ｂ（撮像装置）を搭載した車４０の斜視図をそれぞれ示している。監視カメラ３０ａおよび車載カメラ３０ｂはそれぞれ、各実施例の撮像光学系を介して形成された光学像（被写体像）を光電変換する撮像素子８０（像面ＩＭＧ）を有する。
【００７４】
なお各実施例の撮像光学系は、好ましくは、可視光と赤外光（遠赤外光）との両方を利用して人物などの被写体を検出することが可能な撮像装置に適用されるが、これに限定されるものではない。各実施例の撮像光学系は、監視カメラや車載カメラだけでなく、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、または、ドローン（遠隔操作により飛行可能な無人機）に搭載されるカメラなどの各種の撮像装置に適用することが可能である。各実施例によれば、広角かつ大口径で高い光学性能を有する撮像光学系および撮像装置を提供することができる。
【００７５】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００７６】
ＬＯ１、ＬＯ２、ＬＯ３  撮像光学系
１０１  第１収差補正部
２０１  第１中間結像面
ＩＭＧ  像面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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