(57)【要約】【課題】  複数の結像光学系を切り替え可能としつつ、筐体内のスペースを有効に活用できる光学装置を提供することである。【解決手段】  光学装置としての撮像装置１００は第１および第２の結像光学系Ｌ１，Ｌ２を有する。撮像装置１００は第１および第２の結像光学系Ｌ１，Ｌ２を切り替えて使用可能である。撮像装置１００は、第２の結像光学系Ｌ１を、第１の結像光学系Ｌ２によって結像される光線が通る空間から退避された第１の位置と、第１の結像光学系の内部に挿入された第２の位置との間で移動させることによって第１および第２の結像光学系を切り替える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の結像光学系を有し、前記第１および第２の結像光学系を切り替えて使用可能な光学装置であって、
前記第１の結像光学系が使用される状態において、前記第２の結像光学系は前記第１の結像光学系の光路を遮らない位置に配置され、
前記第２の結像光学系が使用される状態において、前記第２の結像光学系は前記光路を遮る位置に配置されることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
第１および第２の結像光学系を有し、前記第１および第２の結像光学系を切り替えて使用可能な光学装置であって、
前記切り替えは、前記第１および第２の結像光学系の相対位置関係を、前記第１の結像光学系によって結像される光線が通る空間から前記第２の結像光学系が退避された状態と、前記空間内に前記第２の結像光学系が挿入された状態との間で変化させることによって行われることを特徴とする光学装置。
【請求項３】
前記第１の結像光学系の画角と前記第２の結像光学系の画角は互いに異なることを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記第２の結像光学系は前記第１の結像光学系よりも広い画角を有することを特徴とする請求項３に記載の光学装置。
【請求項５】
前記第１の結像光学系は複数の反射面を含んで構成され、前記反射面間の空間は気体で満たされていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項６】
前記第１の結像光学系の入射瞳は前記複数の反射面のうち最も物体側に配置された反射面よりも物体側に位置することを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
前記第１の結像光学系は反射面のみで構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の光学装置。
【請求項８】
前記第１の結像光学系は自由曲面形状の反射面を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項９】
前記第２の結像光学系は自由曲面形状の反射面を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記光学装置は撮像素子を有し、
前記第１の結像光学系と前記第２の結像光学系のいずれが使用される場合であっても、前記撮像素子を用いて画像を取得することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記光学装置は前記撮像素子を移動することによってフォーカシングを行うことを特徴とする請求項１０に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記光学装置は前記撮像素子を移動することによって像ぶれ補正を行うことを特徴とする請求項１０または１１に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記第１の結像光学系は中間結像面を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１４】
前記第２の結像光学系は中間結像面を有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１５】
前記第１の結像光学系の軸上光束に対する開放Ｆナンバーと前記第２の結像光学系の軸上光束に対する開放Ｆナンバーは同じであることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１６】
前記第１の結像光学系が使用される際に物体からの光が入射する開口部を有し、
前記第２の結像光学系が使用される状態において、物体からの光は前記開口部の少なくとも一部の領域を通って前記第２の結像光学系に入射することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１７】
第３の結像光学系を有し、
前記光学装置は、前記第３の結像光学系を使用する際には、前記第１の結像光学系および前記第２の結像光学系を、前記第３の結像光学系によって結像される光線が通る空間から退避させるように前記第１乃至第３の結像光学系の相対位置関係を変化させ、
前記第１の結像光学系または前記第２の結像光学系を使用する際には、使用する結像光学系が前記第３の結像光学系によって結像される光線が通る空間に挿入されるように前記第１乃至第３の結像光学系の相対位置関係を変化させることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１８】
前記第２の結像光学系は複数の反射面を含むプリズムから成ることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項１９】
前記第２の結像光学系は、複数のレンズと、反射面を備えるプリズムを有することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置に関し、デジタルカメラ、監視カメラ、車載カメラや、ドローン等のＵＡＶ（Ｕｎｍａｎｎｅｄ  Ａｅｒｉａｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）に搭載されるカメラに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の結像光学系を有し、撮影に使用する結像光学系を切り替えることが可能な撮像装置が知られている。
【０００３】
特許文献１には、２つの結像光学系を有し、１つの撮像素子を移動させることによって撮影に用いる結像光学系を異ならせることのできる撮像装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３０８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１に記載の撮像装置では、複数の結像光学系を固定し撮像素子を移動させる構成であるため、使用されていない結像光学系のための筐体内のスペースは常に無駄となっていた。
【０００６】
そこで本発明は、複数の結像光学系を切り替え可能としつつ、筐体内のスペースを有効に活用できる光学装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光学装置は、第１および第２の結像光学系を有し、前記第１および第２の結像光学系を切り替えて使用可能な光学装置であって、前記第１の結像光学系が使用される状態において、前記第２の結像光学系は前記第１の結像光学系の光路を遮らない位置に配置され、前記第２の結像光学系が使用される状態において、前記第２の結像光学系は前記光路を遮る位置に配置されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の光学装置は、第１および第２の結像光学系を有し、前記第１および第２の結像光学系を切り替えて使用可能な光学装置であって、前記切り替えは、前記第１および第２の結像光学系の相対位置関係を、前記第１の結像光学系によって結像される光線が通る空間から前記第２の結像光学系が退避された状態と、前記空間内に前記第２の結像光学系が挿入された状態との間で変化させることによって行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の結像光学系を切り替え可能としつつ、筐体内のスペースを有効に活用できる光学装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の撮像装置の概略図である。
【図２】実施例１の撮像装置における結像光学系の断面図である。
【図３】実施例１の結像光学系のディストーションを示す図である。
【図４】実施例１の結像光学系の横収差図である。
【図５】実施例２の撮像装置の概略図である。
【図６】実施例２の撮像装置の概略図である。
【図７】実施例２の撮像装置における結像光学系の断面図である。
【図８】実施例２の結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２の結像光学系の横収差図である。
【図１０】実施例３の撮像装置における結像光学系の断面図である。
【図１１】実施例３の結像光学系のディストーションを示す図である。
【図１２】実施例３の結像光学系の横収差図である。
【図１３】実施例４の撮像装置における結像光学系の断面図である。
【図１４】実施例４の結像光学系のディストーションを示す図である。
【図１５】実施例４の結像光学系の横収差図である。
【図１６】実施例５の撮像装置における結像光学系の断面図である。
【図１７】実施例５の結像光学系のディストーションを示す図である。
【図１８】実施例５の結像光学系の横収差図である。
【図１９】本願明細書で用いる座標系を説明する図である。
【図２０】収差を評価した撮像素子上の位置を示す図である。
【図２１】第２の結像光学系を移動する機構に関する変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の光学装置の実施例に関する説明に先立ち、本願明細書における種々の定義について述べる。
【００１２】
図１９は、各実施形態の結像光学系を説明する際に用いられる座標系を説明する図である。本願明細書では、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（基準軸光線）は、図１９中に一点鎖線で示されている。
【００１３】
また、中心主光線（基準軸光線）が辿る経路を基準軸と定義する。
【００１４】
図１９において、基準軸に沿って物体側からｉ番目の光学面（第ｉ面）を第ｉ面Ｒｉとする。図１９において、第１面Ｒ１は絞り面（入射瞳部）、第２面Ｒ２は第１面Ｒ１に対してチルトした反射面、第３面Ｒ３および第４面Ｒ４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。
【００１５】
後述する各実施形態における第１の結像光学系と第２の結像光学系のうち少なくとも１つはＯｆｆ−Ａｘｉａｌ光学系である。Ｏｆｆ−Ａｘｉａｌ光学系を構成する各面は共通の光軸を有さない。そこで、第１面Ｒ１の中心を原点とする絶対座標系を設定する。原点の位置は第１面Ｒ１（絞り面または入射瞳部）の中心位置に相当する。したがって、基準軸は絶対座標系の原点を通る。
【００１６】
中心主光線（基準軸光線）は、第１面Ｒ１の中心（絶対座標系の原点）を通り最終面（像面）の中心へ至るまでに、各光学面で屈折または反射される。基準軸は、各光学面で順番に折れ曲がりながら最終面まで伸びている。以下の説明において、像面側および物体側とはそれぞれ、基準軸に沿っていずれの側であるかを意味している。
【００１７】
絶対座標系において、原点を通り第１面から伸びる基準軸に平行な直線をＺ軸と呼ぶ（第１面から第２面に向かう方向を正とする）。また、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゜をなす図１９の紙面内の軸をＹ軸と呼ぶ。また、原点を通りＺ軸およびＹ軸に垂直な直線をＸ軸と呼ぶ（図１９の紙面奥に向かう方向を正とする）。
【００１８】
また、結像光学系において第１面Ｒ１以降の光学面の面形状およびチルト角を表すためにローカル座標系を定義する。ローカル座標系は第１面Ｒ１以降の各光学面に対してそれぞれ定義される。各実施例の結像光学系における光学面の面形状はローカル座標で表して説明する。
【００１９】
ローカル座標系の原点は基準軸と第ｉ面Ｒｉが交差する点とする。
【００２０】
第ｉ面Ｒｉのローカル座標系におけるｚ軸は第ｉ面の基準軸上の点における面法線である。ローカル座標系におけるｙ軸は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゜をなす図１９の紙面内の軸である。ローカル座標系のｘ軸はローカル座標の原点を通り、ｚ軸およびｙ軸に垂直な直線である。
【００２１】
第ｉ面のｙｚ面内でのチルト角θｘｉ（°）は、ローカル座標系のｚ軸が第ｉ−１面から伸びる基準軸に対してｙｚ面内で成す鋭角である（反時計回り方向を正）。また、第ｉ面のｘｚ面内でのチルト角θｙｉ（°）は、ｚ軸がｉ−１面から伸びる基準軸に対してｘｚ面内で成す鋭角である（反時計回り方向を正）。図１９の各軸の矢印の方向は、各軸の正の方向を表している。
【００２２】
次に、本発明の光学装置に関する各実施例について説明する。
【００２３】
［実施例１］
図１は、本実施例における光学装置としての撮像装置１００の構成を示す概略図である。図２は、撮像装置１００の有する結像光学系の断面図である。
【００２４】
本実施例の撮像装置１００は第１の結像光学系Ｌ１と、第２の結像光学系Ｌ２と、各結像光学系を保持する部材を有する。第２の結像光学系Ｌ２を保持する部材は第１の結像光学系Ｌ１を保持する部材に対して移動可能に構成されており、撮像装置１００は使用する結像光学系を切り替えることができる。
【００２５】
本実施例の撮像装置１００では、第１の結像光学系Ｌ１を使用する際には、第２の結像光学系Ｌ２を、第１の結像光学系Ｌ１によって結像される光線が通る空間から退避した位置である第１の位置に配置する。一方、使用する光学系を第２の結像光学系Ｌ２に切り替える際には、第１の結像光学系Ｌ１を使用する際に第１の結像光学系Ｌ１によって結像される光線が通る空間内である第２の位置に第２の結像光学系Ｌ２が挿入される。
【００２６】
すなわち、第１の結像光学系Ｌ１を使用する場合には、第２の結像光学系Ｌ２を第１の結像光学系Ｌ１の光路を遮らないような位置に配置することで第１の結像光学系Ｌ１の光路を有効にする。このとき、物体からの光は第１の結像光学系Ｌ１に入射し、第１の結像光学系Ｌ１によって結像される。一方。第２の結像光学系Ｌ２を使用する場合には、第１の結像光学系Ｌ１の光路を遮るような位置に第２の結像光学系Ｌ２を配置し、第１の結像光学系Ｌ１の光路を無効にしつつ第２の結像光学系Ｌ２の光路を有効にする。このとき、物体からの光は第２の結像光学系Ｌ２に入射し、第２の結像光学系Ｌ２によって結像される。
【００２７】
このように本実施例では、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２の相対位置関係を変化させることで使用する結像光学系を切り替える。これによって、第２の結像光学系Ｌ２を使用する際には、第２の結像光学系Ｌ２は第１の結像光学系Ｌ１の内部（第１の結像光学系Ｌ１によって結像される光線が通る空間）に収納されるように配置されるため、筐体内のスペースを有効に活用することができる。
【００２８】
図１（ａ）は、第２の結像光学系Ｌ２が使用される状態の撮像装置１００をＺ軸に平行な方向から見た図である。図１（ｂ）は、第１の結像光学系Ｌ１が使用される状態の撮像装置１００をＺ軸に平行な方向から見た図である。図１（ｃ）は図１（ａ）に対応する撮像装置１００の斜視図であり、図１（ｄ）は図１（ｂ）に対応する撮像装置１００の斜視図である。
【００２９】
ここで、ＳＰ１は第１の結像光学系Ｌ１によって結像される光が入射する開口部であり、ＳＰ２は第２の結像光学系Ｌ２によって結像される光が入射する開口部である。ＳＰ１およびＳＰ２はそれぞれの結像光学系の絞りとしても機能する。また、ＩＭＧは像面である。像面ＩＭＧは各結像光学系における最終面に相当する。結像光学系の光路の途中にあるような後述する中間結像面とは異なる。本実施例では像面ＩＭＧにはＣＣＤやＣＭＯＳセンサなど撮像素子の受光面が配置される。撮像素子は使用される結像光学系に依らず共用される。
【００３０】
なお、本実施例では光学装置としての撮像装置１００が撮像素子を有している場合について示しているが、撮像素子は光学装置と別体であっても良い。
【００３１】
図１（ａ）、（ｃ）に示すように、第２の結像光学系Ｌ２が使用される際には、第１の結像光学系Ｌ１の内部に結像光学系Ｌ２が収納されるように第２の結像光学系Ｌ２が配置されている。このとき、第１の結像光学系Ｌ１の光路は第２の結像光学系Ｌ２によって遮られているため、第１の結像光学系Ｌ１は無効となっている（第１の結像光学系Ｌ１には光は入射しない）。このため、像面ＩＭＧには第２の結像光学系Ｌ２による像が結像される。
【００３２】
また、図１（ｂ）、（ｄ）に示すように、第１の結像光学系Ｌ１が使用される際には、第１の結像光学系Ｌ１の内部から第２の結像光学系Ｌ２が退避することで、第１の結像光学系Ｌ１の光路が有効化される。図１（ｂ）、（ｄ）に示した矢印は、不図示のスライド機構によって第２の結像光学系Ｌ２を退避する際の移動方向を示している。このとき、第１の結像光学系Ｌ１の光路は有効化されている（第１の結像光学系Ｌ１に光が入射するようになっている）ため、像面ＩＭＧには第１の結像光学系Ｌ１による像が結像される。
【００３３】
なお、第２の結像光学系Ｌ２を移動させるための機構は特に限定されない。第２の結像光学系Ｌ２の移動は手動で行うようにしても良いし、モーター等の駆動手段によって電気的に行っても良い。バネやゴム等の弾性部材を設け、第１の結像光学系Ｌ１の内部への挿入または抜去の一方のみを弾性部材の弾性力で行うようにしても良い。
【００３４】
さらに、図１には第２の結像光学系Ｌ２を平行移動することによって第１の結像光学系Ｌ１に対して挿抜する機構を例示したが、本発明はこれに限定されない。図２１は第２の結像光学系Ｌ２の移動機構の変形例を示す図である。図２１に示すように第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２を軸Ｐでつなぎ、軸Ｐを中心に第２の結像光学系Ｌ２を回動させることで第１の結像光学系Ｌ１に対して挿抜しても良い。
【００３５】
さらに、第１の結像光学系Ｌ１を使用する際に必ずしも第２の結像光学系Ｌ２を一体的に第１の結像光学系Ｌ１から退避させる必要はない。第１の結像光学系Ｌ１を使用する際に第１の結像光学系Ｌ１の光路が遮られず、第２の結像光学系Ｌ２を使用する際に第１の結像光学系Ｌ１の光路が遮られれば良い。このため、第２の結像光学系Ｌ２の光学面を反射面で構成し、第１の結像光学系Ｌ１を使用する際には第２の結像光学系Ｌ２の各光学面のそれぞれを第１の結像光学系Ｌ１の光路を遮らないようにチルトまたはシフトするようにしても良い。
【００３６】
次に、本実施例の撮像装置１００における第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２について述べる。
【００３７】
図２（ａ）は本実施例における第１の結像光学系Ｌ１の断面図である。図２（ｂ）は本実施例における第２の結像光学系Ｌ２の断面図である。図２（ｃ）は本実施例の撮像装置１００において、第１の結像光学系Ｌ１の内部に第２の結像光学系Ｌ２が挿入された状態（図１（ａ），（ｃ）に示す状態）の断面図である。
【００３８】
本実施例において、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２は共に５面の自由曲面形状の反射面を有するＯｆｆ−Ａｘｉａｌ光学系である。本実施例において各結像光学系における光学面間は空気によって満たされている。各反射面は、金属、ガラス、プラスチックなどで構成されるミラーである。反射面は銀やアルミなど可視光領域や赤外光領域などで反射率の高い材料を基板に蒸着して形成することができる。
【００３９】
第１の結像光学系Ｌ１によって結像される光線が通る領域は第２の結像光学系Ｌ２によって結像される光線が通る領域よりも大きい。このため、第１の結像光学系Ｌ１の内側には第２の結像光学系Ｌ２を収納することのできる空間が存在する。
【００４０】
図２（ａ）に示すように、第１の結像光学系Ｌ１の第１面Ｒ１０に入射した光は、第２面Ｒ１１から第６面Ｒ１５で収斂または発散しながら順に反射され、像面ＩＭＧで結像する。第１面Ｒ１０は図１における開口部（開口絞り）ＳＰ１に相当する。また、第１面Ｒ１０は第１の結像光学系Ｌ１の入射瞳に相当する。開口部（開口絞り）ＳＰ１の開口径は可変としても良い。また、図２（ａ）に示したＭ１は第１の結像光学系Ｌ１における中間結像面を示している。
【００４１】
図２（ｂ）に示すように、第２の結像光学系Ｌ２の第１面Ｒ２０に入射した光は、第２面Ｒ２１から第６面Ｒ２５で収斂または発散しながら順に反射され、像面ＩＭＧで結像する。第１面Ｒ２０は図１における開口部（開口絞り）ＳＰ２に相当する。また、第１面Ｒ２０は第２の結像光学系Ｌ２の入射瞳に相当する。開口部（開口絞り）ＳＰ２の開口径は、開口部ＳＰ１と同様に、可変としても良い。また、図２（ｂ）に示したＭ２は第２の結像光学系Ｌ２における中間結像面を示している。
【００４２】
第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２のより詳しい形状等は、後の数値実施例１において説明する。
【００４３】
図２（ｃ）は、第２の結像光学系Ｌ２を第１の結像光学系Ｌ１の内部に挿入した際の断面図である。このとき本実施例では、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２の第１面Ｒ１０（開口部ＳＰ１）およびＲ２０（開口部ＳＰ２）の中心のＸＹ座標が一致するように配置される。また、本実施例では、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２はそれぞれの像面が像面ＩＭＧに一致するように配置される。
【００４４】
図２（ｃ）に示す配置において、第１の結像光学系Ｌ１の光路は第２の結像光学系Ｌ２によって遮られている。このため第１の結像光学系Ｌ１の第１面Ｒ１０（開口部ＳＰ１）に入射した光は第１の結像光学系Ｌ１の第２面Ｒ１１から第６面Ｒ１５には到達しない。第１の結像光学系Ｌ１の第１面Ｒ１０（開口部ＳＰ１）に入射した光の一部は、第２の結像光学系Ｌ２の第１面Ｒ２０（開口部ＳＰ２）に入射し、その後第２面Ｒ２１から第６面Ｒ２５にて反射され、像面ＩＭＧに到達する。すなわち、像面ＩＭＧには第２の結像光学系Ｌ２による像が形成されることになる。
【００４５】
このように、第２の結像光学系Ｌ２を第１の結像光学系Ｌ１の内部の空間から退避させた状態（図２（ａ））では、像面ＩＭＧには第１の結像光学系Ｌ１による像が形成される。すなわち、この場合第１の結像光学系が使用される状態となる。一方、第２の結像光学系Ｌ２が第１の結像光学系Ｌ１の内部の空間に挿入された状態（図２（ｃ））では、像面ＩＭＧには第２の結像光学系Ｌ２による像が形成される。すなわち第２の結像光学系Ｌ２が使用される状態となる。
【００４６】
次に、本実施例における第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２の光学特性について述べる。
【００４７】
図３に、本実施例の結像光学系のディストーションを示す。図３（ａ）は第１の結像光学系Ｌ１におけるディストーション、図３（ｂ）は第２の結像光学系Ｌ２におけるディストーションを表している。図３において、横軸はＸ軸方向の像面ＩＭＧ上での座標値（Ｘ画角（Ｘ  ＦＯＶ）に相当）、縦軸はＹ軸方向の像面上での座標値（Ｙ画角（Ｙ  ＦＯＶ）に相当）である。また、ディストーションの無い理想格子（Ｐａｒａｘｉａｌ  ＦＯＶ）と実際の光線追跡結果の格子（Ａｃｔｕａｌ  ＦＯＶ）を重ねて描いている。ディストーションの大きな光学系ではＡｃｔｕａｌ  ＦＯＶとＰａｒａｘｉａｌ  ＦＯＶの乖離が大きくなるが、本実施例の第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２のディストーションは図３に示すように極めて小さい。
【００４８】
図４に本実施例の結像光学系の横収差図を示す。図４（ａ）は第１の結像光学系Ｌ１の横収差図、図４（ｂ）は第２の結像光学系Ｌ２の横収差図である。図４（ａ），（ｂ）に示す横収差図は、図２０（ａ）に示す撮像素子上の位置１から５に対して示している。図４に示す各横収差図において、横軸は瞳面上でのＸ軸或いはＹ軸、縦軸は像面上での収差量である。評価光線の波長はｄ線である。ωは半画角である。収差図では、後述する数値実施例１に示す結像光学系において、横収差±０．００２５ｍｍのスケールで示されている。ＹＺ断面において、第１の結像光学系Ｌ１の焦点距離は７１．６５ｍｍ、Ｆナンバーは８．０である。また、ＹＺ断面において、第２の結像光学系Ｌ２の焦点距離は１７．９１ｍｍ、Ｆナンバーは８．０である。
【００４９】
次に、本実施例の撮像装置１００における好ましい構成について述べる。
【００５０】
第１の結像光学系Ｌ１の画角と第２の結像光学系Ｌ２の画角は互いに異なることが好ましい。これによって、上述した結像光学系の切り替えによって撮影される画角を切り替えることが可能となる。
【００５１】
画角を切り替えることのできるレンズとして、光学系に含まれるレンズを光軸方向に移動させるズームレンズが知られているが、複数のレンズを異なる軌跡で動かす必要があるために複雑な機構が必要であった。また、レンズを移動軌跡に沿って移動させる必要があるため、瞬時に画角を切り替えることはできなかった。
【００５２】
また、光路に対して挿抜可能なエクステンダを内蔵したレンズ装置では瞬間的な画角の切り替えが可能であるが、エクステンダの挿入後の結像性能はマスターレンズの結像性能に依存するため、結像性能を維持しつつ画角を大幅に変えることは困難であった。
【００５３】
一方、本実施例の撮像装置１００において第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２の画角を異ならせることで、簡易な機構で瞬時に画角を切り替えることが可能となる。また、本実施例の撮像装置１００では結像光学系自体を切り替えることで画角を変化させるため、それぞれの結像光学系を個別に設計でき、高い結像性能を得つつ画角を切り替えることが可能となる。
【００５４】
また、第２の結像光学系Ｌ２は第１の結像光学系Ｌ１よりも広い画角を有するように構成することが好ましい。一般的に結像光学系の光路長は画角が狭くなるほど長くなる。それゆえ、結像光学系内に反射面を設けて光路を折り曲げたとしても、画角が狭くなるほど結像光学系は大型化し易い。このため、第１の結像光学系Ｌ１の内部に挿入され得る第２の結像光学系Ｌ２をより広角とすることで、第１の結像光学系Ｌ１の設計を容易にすることが可能となる。
【００５５】
また、第１の結像光学系Ｌ１は複数の反射面を含んで構成され、各反射面間は気体（空気）で満たされていることが好ましい。このような構成を中空ミラー構成と呼ぶ。
【００５６】
中空ミラー構成では色収差がほとんど発生しないため、第１の結像光学系Ｌ１の結像性能を高めつつ、第１の結像光学系Ｌ１の内部に第２の結像光学系Ｌ２が挿入され得るスペースを確保することができる。
【００５７】
より好ましくは、第１の結像光学系Ｌ１は反射面のみで構成されていると良い。なお、光学的パワーを有する屈折面を有していなければ、光の結像に寄与しない絞り面やカバーガラスが設けられていたとしても反射面のみで構成されているとする。これによって、第２の結像光学系を収納するための十分なスペースを確保しやすくなる。また、第１の結像光学系Ｌ１を軽量に構成することができるため、撮像装置１００を軽量化することができる。
【００５８】
また、第１の結像光学系Ｌ１は少なくとも１面の自由曲面形状の反射面を備えることが好ましい。同様に、第２の結像光学系Ｌ２は少なくとも１面の自由曲面形状の反射面を備えることが好ましい。これによって、それぞれの結像光学系において反射面の偏心配置によって生じる収差を容易に補正することが可能となる。
【００５９】
また、第１の結像光学系Ｌ１の入射瞳位置は最も物体側の反射面よりも物体側であることが好ましい。本実施例の第１の結像光学系Ｌ１では、開口絞りとして機能する開口部ＳＰ１が入射瞳に相当する。これによって、第１の結像光学系Ｌ１における各反射面の過度な大型化を防ぐことができる。また各反射面への入射光と反射光が同じ空間を通ることが可能となるため、小型化が容易となる。なお、入射瞳位置は必ずしも開口部ＳＰ１と一致していなくとも良い。
【００６０】
また、第１および第２の結像光学系のいずれが使用される場合であっても、共通の撮像素子を用いることが好ましい。ゆえに、第１の結像光学系Ｌ１が使用される状態における第１の結像光学系Ｌ１の像面の位置と第２の結像光学系Ｌ２が使用される状態における第２の結像光学系Ｌ２の像面は一致していることが好ましい。撮像素子の共通化によって、撮像装置１００をより小型に構成することが可能となる。
【００６１】
さらに、撮像素子を可動としても良い。例えば、撮像素子を基準軸方向に可動とし、撮像素子を移動させることでフォーカシングを行っても良い。この場合、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２でフォーカス機構を共通化することができる。また、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２の像面の位置が基準軸方向に異なるような場合に、結像光学系の切り替えに応じて撮像素子を移動させるようにしても良い。
【００６２】
さらに、撮像素子をｘｚ平面内で可動とし、撮像素子を移動させることで手振れ補正（像ぶれ補正）を行っても良い。この場合、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２で防振機構を共通化することができる。
【００６３】
また、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２のうちの少なくとも一方は、像面ＩＭＧとは別の位置で光路中に実像を結像する中間結像面を少なくとも１つ有することが好ましい。
【００６４】
結像光学系内に中間結像面を設けることで、光学系内における光束の過度な広がりを抑制できる。これにより結像光学系の形状や画角の制御が容易となり、過度な大型化を伴わずに所望の特性を備える結像光学系を構成することが可能となる。
【００６５】
また、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２の軸上光束に対する開放Ｆナンバーは同じであることが好ましい。これによって、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２の間で結像光学系を切り替える場合において、取得される画像の明るさを一定とすることができる。なお、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２の開放Ｆナンバーの差が１／２段未満であれば開放Ｆナンバーは同じであるとみなすことができる。なお、「軸上光束」とは、像面の中心に結像する光束である。すなわち、軸上光束は基準軸光線を含む。
【００６６】
また、開口部ＳＰ１やＳＰ２、像面ＩＭＧ付近の位置に、撮像に必要な波長の光が透過する透過率特性を有したカバーガラスやレンズ等の光学素子を付加しても良い。こうすることで、第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２内や撮像素子にごみや埃が付着することを防ぐことができる。
【００６７】
さらに、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２に共通な光学系を付加できるように構成しても良い。たとえば、開口部ＳＰ１よりも物体側に接写撮影を可能にするクローズアップレンズを装着したり、像面ＩＭＧ付近に倍率を変更するためのエクステンダを挿抜できる構成にしても良い。
【００６８】
［実施例２］
次に実施例２について述べる。本実施例の撮像装置は、第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２に加えて、さらに第３の結像光学系を有する点で実施例１と異なる。本実施例における第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２は実施例１と同様であるため説明を省略する。
【００６９】
図５、６は、本実施例の撮像装置１００を示す概略図である。
【００７０】
図５（ａ）は、第２の結像光学系Ｌ２が使用される状態の撮像装置１００をＺ軸に平行な方向から見た図である。図５（ｂ）は、第１の結像光学系Ｌ１が使用される状態の撮像装置１００をＺ軸に平行な方向から見た図である。図５（ｃ）は、第３の結像光学系Ｌ３が使用される状態の撮像装置１００をＺ軸に平行な方向から見た図である。
【００７１】
図６（ａ）は図５（ａ）に対応する撮像装置１００の斜視図であり、図６（ｂ）は図５（ｂ）に対応する撮像装置１００の斜視図であり、図６（ｃ）は図５（ｃ）に対応する撮像装置１００の斜視図である。
【００７２】
図５，６に示すように、本実施例における第３の結像光学系Ｌ３は第１の結像光学系Ｌ１よりも大きく構成され、第１の結像光学系を第３の結像光学系Ｌ３の内部に挿入できるように構成されている。
【００７３】
第３の結像光学系Ｌ３が使用される際には、図５（ｃ）および図６（ｃ）に示すように、第３の結像光学系Ｌ３の内部から第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２が退避され、第３の結像光学系Ｌ３の光路が有効化される。すなわち、第３の結像光学系Ｌ３の開口部ＳＰ３（第３の結像光学系Ｌ３の開口絞りとしても機能する）から入射した光は、第３の結像光学系Ｌ３の各光学面で収斂または発散されながら像面ＩＭＧにて結像される。
【００７４】
このように、本発明は切り替えられる結像光学系が３つ以上であっても、使用される結像光学系を切り替えて可能としつつ筐体内のスペースを有効に活用することができる。
【００７５】
なお、図５（ｃ）および図６（ｃ）において、第１の結像光学系Ｌ１の光路から第２の結像光学系Ｌ２が退避している状態を示しているが、第３の結像光学系Ｌ３が使用される際には第２の結像光学系Ｌ２は第１の結像光学系Ｌ１の内部に挿入されていても良い。これによって撮像装置１００内において結像光学系を配置するためのスペースをさらに減じることができ、さらなる小型化を達成することが可能となる。
【００７６】
次に、本実施例における第３の結像光学系Ｌ３について述べる。図７（ａ）は本実施例における第３の結像光学系Ｌ３の断面図である。図７（ｂ）は本実施例における第３の結像光学系Ｌ３に第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２が挿入された状態（５（ａ）、図６（ａ）に示す状態）の断面図である。図７（ｃ）は本実施例における第３の結像光学系Ｌ３に第１の結像光学系Ｌ１が挿入された状態（図５（ｂ）、図６（ｂ）に示す状態）の断面図である。
【００７７】
本実施例において、第３の結像光学系Ｌ３は５面の反射面を有するＯｆｆ−Ａｘｉａｌ光学系である。本実施例においても各結像光学系における光学面間は空気によって満たされている。
【００７８】
第３の結像光学系Ｌ３によって結像される光線が通る領域は第１の結像光学系Ｌ１によって結像される光線が通る領域よりも大きい。このため、第３の結像光学系Ｌ３の内側には第１の結像光学系Ｌ１を収納することのできる空間が設けられている。
【００７９】
図７（ａ）に示すように、第３の結像光学系Ｌ３の第１面Ｒ３０に入射した光は、第２面Ｒ３１から第６面Ｒ３５で収斂または発散しながら順に反射され、像面ＩＭＧで結像する。第１面Ｒ３０は図５における開口部（開口絞り）ＳＰ３に相当する。また、第１面Ｒ３０は第３の結像光学系Ｌ３の入射瞳に相当する。開口部（開口絞り）ＳＰ３の開口径は可変としても良い。また、図７（ａ）に示したＭ３は第３の結像光学系Ｌ３における中間結像面を示している。
【００８０】
第３の結像光学系Ｌ３のより詳しい形状等は、後の数値実施例２において説明する。
【００８１】
図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、第３の結像光学系Ｌ３の内部に第１の結像光学系Ｌ１や第２の結像光学系Ｌ２が挿入されている場合、開口部ＳＰ３から入射した光は第３の結像光学系Ｌ３の第２面Ｒ３１から第６面Ｒ３５には到達しない。この時、開口部ＳＰ３から入射した光は、最も内側に配置された結像光学系によって像面ＩＭＧに結像されることになる。すなわち、結像光学系の挿抜によって、使用される結像光学系が切り替えることが可能となっている。
【００８２】
次に、本実施例における第３の結像光学系Ｌ３の光学特性について述べる。
【００８３】
図８に、本実施例の第３の結像光学系Ｌ３のディストーションを示す。第３の結像光学系Ｌ３のディストーションは、図８に示すように極めて小さい。
【００８４】
図９に、本実施例の第３の結像光学系Ｌ３の横収差図を示す。図９に示す横収差図は、図２０（ａ）に示す撮像素子上の位置１から５に対して示している。
【００８５】
また、ＹＺ断面において、第３の結像光学系Ｌ３の焦点距離は２１４．９５ｍｍ、Ｆナンバーは１１．０である。
【００８６】
なお、開口部ＳＰ３の付近の位置に、撮像に必要な波長が透過する透過率特性を有したカバーガラスやレンズ等の光学素子を付加してもよい。これによって、第３の結像光学系Ｌ３内や撮像素子にごみや埃が付着することを防ぐことができる。
【００８７】
［実施例３］
次に実施例３について述べる。本実施例の撮像装置は実施例１と同様に２つの結像光学系を有する。本実施例の撮像装置の外観は、図１に示したものと同様である。ただし、本実施例における２つの結像光学系の光学特性は共に実施例１とは異なる。本実施例において、第１の結像光学系に対して挿抜される第２の結像光学系は、中空ミラー構造ではなく、複数の反射面を有する固体プリズムで構成されている。本実施例のように、第２の結像光学系をプリズムで構成することで、光路長を稼ぐことができ、第２の結像光学系をより小型化することができる。これによって、第１の結像光学系に対して挿抜し易くなるメリットがある。
【００８８】
本実施例において、第１の結像光学系Ｌ１は４面の自由曲面形状の反射面を有するＯｆｆ−Ａｘｉａｌ光学系である。本実施例において第１の結像光学系における光学面間は空気によって満たされている。また、本実施例において第２の結像光学系Ｌ２は４面の自由曲面形状の反射面と、２面の自由曲面形状の屈折面を有するＯｆｆ−Ａｘｉａｌ光学系である。
【００８９】
図１０（ａ）は本実施例における第１の結像光学系Ｌ１の断面図である。図１０（ｂ）は本実施例における第２の結像光学系Ｌ２の断面図である。図１０（ｃ）は本実施例における第１の結像光学系Ｌ１に第２の結像光学系Ｌ２が挿入された状態の断面図である。
【００９０】
図１０（ａ）に示すように、第１の結像光学系Ｌ１の第１面Ｒ４０に入射した光は、第２面Ｒ４１から第５面Ｒ４４で収斂または発散しながら順に反射され、像面ＩＭＧで結像する。第１面Ｒ４０は第１の結像光学系Ｌ１の入射瞳であり、図１における開口部（開口絞り）ＳＰ１に相当する。
【００９１】
図１０（ｂ）に示すように、第２の結像光学系Ｌ２において、屈折面である第１面Ｒ５０に入射した光は、第２面Ｒ５１から第５面Ｒ５４で収斂または発散しながら順に反射される。そして、屈折面である第６面を通り、像面ＩＭＧで結像する。第１面Ｒ５０は第２の結像光学系Ｌ２の入射瞳であり、図１における開口部（開口絞り）ＳＰ２に相当する。なお、第１面Ｒ５０の物体側にさらに開口径が可変である開口絞りを設けても良い。また、図１０（ｂ）に示したＭ５は第２の結像光学系Ｌ２における中間結像面を示している。
【００９２】
本実施例における第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２のより詳しい形状等は、後の数値実施例３において説明する。
【００９３】
図１０（ｃ）は、本実施例の第２の結像光学系Ｌ２を第１の結像光学系Ｌ１の内部に挿入した際の断面図である。本実施例においても、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２は、第１面Ｒ４０（開口部ＳＰ１）の中心とＲ５０（開口部ＳＰ２）の中心のＸＹ座標が一致するように配置される。また、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２はそれぞれの像面が像面ＩＭＧに一致するように配置される。
【００９４】
次に、本実施例における第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２の光学特性について述べる。
【００９５】
図１１に、本実施例の結像光学系のディストーションを示す。図１１（ａ）は第１の結像光学系Ｌ１におけるディストーション、図１１（ｂ）は第２の結像光学系Ｌ２におけるディストーションを表している。本実施例の第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２のディストーションは、図１１に示すように極めて小さい。
【００９６】
図１２に、本実施例の結像光学系の横収差図を示す。図１２（ａ）は第１の結像光学系Ｌ１の横収差図、図１２（ｂ）は第２の結像光学系Ｌ２の横収差図である。図１２（ａ）に示す横収差図は図２０（ｂ）に示す撮像素子上の位置１から５に対して示している。また、図１２（ｂ）に示す横収差図は図２０（ｃ）に示す撮像素子上の位置１から５に対して示している。
【００９７】
ＹＺ断面において、本実施例の第１の結像光学系Ｌ１の焦点距離は７１．６５ｍｍ、Ｆナンバーは８．０である。また、ＹＺ断面において、第２の結像光学系Ｌ２の焦点距離は１７．９１ｍｍ、Ｆナンバーは８．０である。
【００９８】
［実施例４］
次に実施例４について述べる。本実施例の撮像装置は実施例１や３と同様に２つの結像光学系を有する。本実施例の撮像装置の外観は、図１に示したものと開口部の径の大小関係を除き同様である。本実施例における２つの結像光学系の光学特性は共に実施例１や３とは異なる。具体的には、本実施例における第１の結像光学系の画角は、第２の結像光学系の画角よりも大きい。また、第１の結像光学系に光を取り込むための開口部（開口絞りとしても機能する）は第２の結像光学系に光を取り込むための開口部（開口絞りとしても機能する）よりも小さい。
【００９９】
本実施例において、第１の結像光学系Ｌ１は５面の自由曲面形状の反射面を有するＯｆｆ−Ａｘｉａｌ光学系である。また、本実施例において第２の結像光学系Ｌ２は５面の自由曲面形状の反射面を有するＯｆｆ−Ａｘｉａｌ光学系である。
【０１００】
図１３（ａ）は本実施例における第１の結像光学系Ｌ１の断面図である。図１３（ｂ）は本実施例における第２の結像光学系Ｌ２の断面図である。図１３（ｃ）は本実施例における第１の結像光学系Ｌ１に第２の結像光学系Ｌ２が挿入された状態の断面図である。
【０１０１】
図１３（ａ）に示すように、第１の結像光学系Ｌ１の第１面Ｒ６０に入射した光は、第２面Ｒ６１から第６面Ｒ６５で収斂または発散しながら順に反射され、像面ＩＭＧで結像する。第１面Ｒ６０は第１の結像光学系Ｌ１の入射瞳であり、図１における開口部（開口絞り）ＳＰ１に相当する。また、図１３（ａ）に示したＭ６は第１の結像光学系Ｌ１における中間結像面を示している。
【０１０２】
図１３（ｂ）に示すように、第２の結像光学系Ｌ２において、第１面Ｒ７０に入射した光は、第２面Ｒ７１から第６面Ｒ７５で収斂または発散しながら順に反射され、像面ＩＭＧで結像する。第１面Ｒ７０は第２の結像光学系Ｌ２の入射瞳であり、図１における開口部（開口絞り）ＳＰ２に相当する。また、図１３（ｂ）に示したＭ７は第２の結像光学系Ｌ２における中間結像面を示している。
【０１０３】
本実施例における第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２のより詳しい形状等は、後の数値実施例４において説明する。
【０１０４】
図１３（ｃ）は、本実施例の第２の結像光学系Ｌ２を第１の結像光学系Ｌ１の内部に挿入した際の断面図である。本実施例においても、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２は、第１面Ｒ６０（開口部ＳＰ１）の中心とＲ７０（開口部ＳＰ２）の中心のＸＹ座標が一致するように配置される。また、第１の結像光学系Ｌ１と第２の結像光学系Ｌ２はそれぞれの像面が像面ＩＭＧに一致するように配置される。
【０１０５】
なお本実施例では、前述のように第１の結像光学系Ｌ１の第１面Ｒ６０（開口部ＳＰ１）の径は第２の結像光学系Ｌ２の第１面Ｒ７０（開口部ＳＰ２）の径よりも小さい。ゆえに、第１の結像光学系Ｌ１における開口部ＳＰ１の径を可変に構成しておき、図１３（ｃ）のように第２の結像光学系Ｌ２が第１の結像光学系Ｌ１の内部に挿入される際に開口部ＳＰ１の径を広げるようにすることが好ましい。あるいは、開口部ＳＰ１よりも開口径の大きい他の開口部を設け、第２の結像光学系Ｌ２が第１の結像光学系Ｌ１の内部に挿入される際に開口部ＳＰ１が他の開口部に切り替わるように構成しても良い。これによって、第２の結像光学系Ｌ２で結像される光線が第１の結像光学系Ｌ１によってけられることがなくなる。
【０１０６】
次に、本実施例における第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２の光学特性について述べる。
【０１０７】
図１４に、本実施例の結像光学系のディストーションを示す。図１４（ａ）は第１の結像光学系Ｌ１におけるディストーション、図１４（ｂ）は第２の結像光学系Ｌ２におけるディストーションを表している。本実施例の第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２のディストーションは、図１４に示すように極めて小さい。
【０１０８】
図１５に、本実施例の結像光学系の横収差図を示す。図１５（ａ）は第１の結像光学系Ｌ１の横収差図、図１５（ｂ）は第２の結像光学系Ｌ２の横収差図である。図１５（ａ）、（ｂ）に示す横収差図は図２０（ａ）に示す撮像素子上の位置１から５に対して示している。
【０１０９】
ＹＺ断面において、本実施例の第１の結像光学系Ｌ１の焦点距離は１７．９１ｍｍ、Ｆナンバーは５．９７である。また、ＹＺ断面において、第２の結像光学系Ｌ２の焦点距離は７１．６５ｍｍ、Ｆナンバーは８．０である。
【０１１０】
［実施例５］
次に実施例５について述べる。本実施例の撮像装置は実施例１，３，４と同様に２つの結像光学系を有する。本実施例の撮像装置の外観は、図１に示したものと同様である。ただし、本実施例における２つの結像光学系の光学特性は共に実施例１，３，４とは異なる。本実施例において、第１の結像光学系に対して挿抜される第２の結像光学系は複数のレンズとプリズムで構成されている。
【０１１１】
本実施例において、第１の結像光学系Ｌ１は４面の自由曲面形状の反射面を有するＯｆｆ−Ａｘｉａｌ光学系である。また、本実施例において第２の結像光学系Ｌ２は４枚の球面レンズと１つの三角プリズムで構成されたＯｆｆ−Ａｘｉａｌ光学系である。
【０１１２】
図１６（ａ）は本実施例における第１の結像光学系Ｌ１の断面図である。図１６（ｂ）は本実施例における第２の結像光学系Ｌ２の断面図である。図１６（ｃ）は本実施例における第１の結像光学系Ｌ１に第２の結像光学系Ｌ２が挿入された状態の断面図である。
【０１１３】
図１６（ａ）に示すように、第１の結像光学系Ｌ１の第１面Ｒ８０に入射した光は、第２面Ｒ８１から第５面Ｒ８４で収斂または発散しながら順に反射され、像面ＩＭＧで結像する。第１面Ｒ８０は第１の結像光学系Ｌ１の入射瞳であり、図１における開口部（開口絞り）ＳＰ１に相当する。
【０１１４】
また、第２の結像光学系Ｌ２は物体側から像側へ順に配置された、像側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズ、像側に凸面を向けたメニスカス形状の負レンズ、反射面を有する三角プリズム、両凸の正レンズ、像側に凸面を向けた負レンズで構成される。第２の結像光学系Ｌ２において最も物体側に配置された正レンズは開口絞りの役割も果たしており、入射瞳に相当する。屈折光学素子を含んで構成される本実施例の第２の結像光学系Ｌ２には、複数の自由曲面を有する反射光学系と比較して製造は容易であるというメリットがある。
【０１１５】
本実施例における第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２のより詳しい形状等は、後の数値実施例５において説明する。
【０１１６】
図１６（ｃ）は、本実施例の第２の結像光学系Ｌ２を第１の結像光学系Ｌ１の内部に挿入した際の断面図である。
【０１１７】
次に、本実施例における第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２の光学特性について述べる。
【０１１８】
図１７に、本実施例の結像光学系のディストーションを示す。図１７（ａ）は第１の結像光学系Ｌ１におけるディストーション、図１７（ｂ）は第２の結像光学系Ｌ２におけるディストーションを表している。本実施例の第１の結像光学系Ｌ１および第２の結像光学系Ｌ２のディストーションは、図１７に示すように極めて小さい。
【０１１９】
図１８に、本実施例の結像光学系の横収差図を示す。図１８（ａ）は第１の結像光学系Ｌ１の横収差図、図１８（ｂ）は第２の結像光学系Ｌ２の横収差図である。図１８（ａ）に示す横収差図は図２０（ｂ）に示す撮像素子上の位置１から５に対して示している。図１８（ｂ）に示す横収差図は図２０（ｄ）に示すイメージサークル上の位置１から５に対して示している。
【０１２０】
ＹＺ断面において、本実施例の第１の結像光学系Ｌ１の焦点距離は７１．６５ｍｍ、Ｆナンバーは８．０である。また、ＹＺ断面において、第２の結像光学系Ｌ２の焦点距離は１７．９１ｍｍ、Ｆナンバーは８．０である。
【０１２１】
次に、上述した各実施例における結像光学系に対応した数値実施例を示す。各数値実施例は無限遠物体に合焦した状態である。面データは、数値実施例５の第２の結像光学系を除き、各面における基準軸上の点の絶対座標系における座標（ｍｍ）、面のチルト角（°）を示している。また、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である。
【０１２２】
数値実施例５の第２の結像光学系の面データにおいて、ｉを物体側からの面の順序として、ｒｉは物体側より第ｉ番目の面の曲率半径、ｄｉは物体側より第ｉ番目と第ｉ＋１番目の間隔、ｎｄｉとνｄｉは第ｉ番目の光学部材の屈折率とアッベ数を表している。ＢＦは空気換算値でのバックフォーカスである。Ｅ−Ｘは、１０−Ｘを表す。
【０１２３】
また、各実施例において球面形状はｒｉを第ｉ面の曲率半径、ｘ、ｙを第ｉ面の各ローカル座標系での座標とした時、以下の式（１）で表す。
【０１２４】
【数１】
2019179189.tif 000003
【０１２５】
また、各実施形態において自由曲面形状は以下の式（２）で表す。
【０１２６】
【数２】
2019179189.tif 000004
【０１２７】
なお、式（２）はｘに関して偶数次の項のみであるため、式（２）により規定される自由曲面はｙｚ面を対称面とする面対称な形状となる。
【０１２８】
［数値実施例１−第１の結像光学系］
画角は、Ｘ方向に±１．８６°、Ｙ方向に±２．４８°である。
焦点距離はＸ方向に７１．６５ｍｍ、Ｙ方向に７１．６５ｍｍである。
像面サイズはｘ方向に４．６５ｍｍ、ｙ方向に６．２０ｍｍである。
第１面Ｒ１０は円形であり、その直径は８．９６ｍｍである。
Ｘ軸方向のＦ値は8.00、Ｙ軸方向のＦ値は8.00である。
【０１２９】
面データ
面番号     Xi      Yi      Zi     Di         θxi    θyi
1(R10)   0.00    0.00    0.00  40.00        0.00    0.00
2(R11)   0.00    0.00   40.00  40.00       11.00    0.00   第１反射面
3(R12)   0.00  -14.98    2.91  36.00      -11.00    0.00   第２反射面
4(R13)   0.00  -14.98   38.91  45.00      -19.00    0.00   第３反射面
5(R14)   0.00   12.72    3.45  24.00       26.00    0.00   第４反射面
6(R15)   0.00   18.53   26.74  53.53       38.00    0.00   第５反射面
像面(IMG) 0.00  -35.00   26.74               0.00    0.00
自由曲面データ
第2面(R11) 第1反射面
C20 =  -7.7219E-03  C02 =  -4.2924E-03  C21 =   9.8995E-05
C03 =  -7.7248E-06  C40 =  -4.1351E-07  C22 =  -1.0099E-06
C04 =   1.9032E-07  C41 =  -1.3142E-10  C23 =   3.9926E-09
C05 =  -3.0502E-09  C60 =   1.4870E-08  C42 =   5.9771E-10
C24 =  -5.6596E-10  C06 =   7.5010E-11  C60 =   1.4516E-10
C43 =   1.8655E-10  C25 =   2.9739E-11  C07 =  -1.2587E-11
C80 =  -2.2747E-10  C62 =  -1.6996E-11  C44 =  -1.5602E-11
C26 =   2.6932E-12  C08 =  -1.5064E-13
第3面(R12) 第2反射面
C20 =   6.7745E-03  C02 =  -1.1708E-03  C21 =  -2.3109E-04
C03 =   7.1582E-06  C40 =   1.8023E-06  C22 =  -5.4476E-06
C04 =   1.3742E-06  C41 =  -3.6639E-07  C23 =  -6.2119E-08
C05 =  -4.4260E-08  C60 =  -4.5070E-07  C42 =  -3.7793E-08
C24 =   1.3179E-08  C06 =  -2.2325E-10  C60 =   2.8252E-07
C43 =  -9.5435E-08  C25 =   3.4608E-09  C07 =  -3.7969E-10
C80 =   5.1974E-08  C62 =   4.0008E-08  C44 =  -1.6874E-08
C26 =   1.0054E-09  C08 =  -7.9061E-11
第4面(R13) 第3反射面
C20 =  -6.8875E-03  C02 =  -4.9000E-03  C21 =  -2.3094E-05
C03 =  -3.5548E-05  C40 =   9.4480E-08  C22 =   4.8163E-07
C04 =   2.1256E-07  C41 =  -2.5743E-08  C23 =  -4.1325E-08
C05 =  -5.4575E-09  C60 =  -1.3763E-09  C42 =   4.1999E-10
C24 =   1.1998E-10  C06 =  -1.2844E-10  C60 =   8.8422E-12
C43 =   2.1369E-10  C25 =  -6.7900E-11  C07 =  -2.2668E-11
C80 =   2.0387E-11  C62 =   3.4046E-12  C44 =  -8.4044E-12
C26 =   2.2069E-11  C08 =   9.3176E-13
第5面(R14) 第4反射面
C20 =   9.6880E-04  C02 =   3.0495E-03  C21 =  -1.0450E-04
C03 =  -7.0174E-05  C40 =  -1.0598E-06  C22 =  -2.9722E-06
C04 =  -3.1156E-06  C41 =  -3.1277E-08  C23 =  -1.4166E-07
C05 =  -1.3498E-07  C60 =   2.4905E-08  C42 =  -4.1160E-09
C24 =  -7.1603E-09  C06 =  -5.6986E-09  C60 =  -8.2893E-11
C43 =   4.1124E-10  C25 =  -6.5948E-11  C07 =  -3.0828E-10
C80 =  -4.1903E-10  C62 =   3.7535E-11  C44 =   7.5462E-11
C26 =   1.4310E-11  C08 =  -1.7744E-11
第6面(R15) 第5反射面
C20 =  -2.8637E-03  C02 =  -3.7440E-03  C21 =   1.2838E-05
C03 =  -4.3225E-05  C40 =  -3.4750E-07  C22 =  -2.6506E-06
C04 =  -1.3963E-06  C41 =  -1.2464E-08  C23 =  -2.6233E-08
C05 =  -2.4544E-08  C60 =   1.0694E-08  C42 =  -3.7640E-09
C24 =  -1.5270E-10  C06 =  -1.0056E-09  C60 =   1.0694E-10
C43 =   6.8000E-10  C25 =   1.3447E-11  C07 =  -1.2174E-10
C80 =  -2.0423E-10  C62 =   8.4051E-11  C44 =   6.8613E-11
C26 =  -4.1729E-11  C08 =  -7.3438E-13
各反射面における軸上光束に対する焦点距離データ
（fixは第ｉ反射面のｘ方向の焦点距離、fiyは第i反射面のｙ方向の焦点距離である。以下の数値実施例においても同様。）
f1x =  32.982 mm  f1y =   57.172 mm
f2x =  37.594 mm  f2y = -209.606 mm
f3x =  38.389 mm  f3y =   48.241 mm
f4x = 287.108 mm  f4y =   73.684 mm
f5x = 110.786 mm  f5y =   52.618 mm
【０１３０】
［数値実施例１−第２の結像光学系］
画角は、Ｘ方向に±７．４０°、Ｙ方向に±９．８２°である。
焦点距離はＸ方向に１７．９１ｍｍ、Ｙ方向に１７．９１ｍｍである。
像面サイズはｘ方向に４．６５ｍｍ、ｙ方向に６．２０ｍｍである。
第１面Ｒ２０は円形であり、その直径は２．２４ｍｍである。
Ｘ軸方向のＦ値は8.00、Ｙ軸方向のＦ値は8.00である。
【０１３１】
面データ
面番号    Xi      Yi      Zi     Di         θxi    θyi
1(R20)   0.00    0.00    0.00  30.00        0.00    0.00
2(R21)   0.00    0.00   30.00  28.00       10.00    0.00   第１反射面
3(R22)   0.00   -9.58    3.69  25.00      -13.00    0.00   第２反射面
4(R23)   0.00  -12.19   28.55  32.00      -19.00    0.00   第３反射面
5(R24)   0.00   10.04    5.53  17.00       26.00    0.00   第４反射面
6(R25)   0.00   12.41   22.37  47.41       41.00    0.00   第５反射面
像面(IMG) 0.00  -35.00   22.37               0.00    0.00
自由曲面データ
第2面(R21) 第1反射面
C20 =  -1.3006E-02  C02 =  -1.1409E-02  C21 =  -2.2986E-04
C03 =   1.2070E-05  C40 =  -3.7621E-06  C22 =  -1.0194E-05
C04 =   1.0296E-06  C41 =  -2.6648E-07  C23 =   4.9447E-08
C05 =  -2.9010E-08  C60 =  -4.7813E-09  C42 =   1.1215E-08
C24 =   3.5840E-10  C06 =  -4.5631E-09  C60 =   5.1317E-09
C43 =   2.2967E-09  C25 =  -1.3047E-09  C07 =   2.7855E-10
C80 =   2.5363E-10  C62 =   6.5924E-10  C44 =  -1.5322E-10
C26 =   7.2553E-11  C08 =   4.0316E-11
第3面(R22) 第2反射面
C20 =   2.9667E-03  C02 =   1.4595E-03  C21 =   1.5246E-03
C03 =  -1.0807E-04  C40 =  -6.9320E-06  C22 =  -6.8515E-05
C04 =  -2.7921E-06  C41 =   1.3563E-06  C23 =   3.1874E-06
C05 =   8.8318E-08  C60 =   9.2595E-07  C42 =  -3.5347E-07
C24 =   4.0001E-07  C06 =  -4.5950E-08  C60 =  -4.6989E-08
C43 =   9.1490E-08  C25 =   6.5183E-08  C07 =  -2.2248E-08
C80 =  -7.9873E-08  C62 =   2.4536E-08  C44 =  -2.3377E-08
C26 =  -2.6562E-08  C08 =   3.2125E-09
第4面(R23) 第3反射面
C20 =  -1.3393E-03  C02 =   5.5393E-04  C21 =   4.4302E-04
C03 =  -6.3472E-05  C40 =   4.1455E-06  C22 =  -6.3673E-06
C04 =  -2.0399E-07  C41 =   1.0384E-06  C23 =  -8.8449E-07
C05 =  -1.1335E-07  C60 =  -4.9241E-08  C42 =   2.5551E-07
C24 =   6.0826E-07  C06 =  -2.1658E-08  C60 =  -5.9467E-08
C43 =   9.4023E-08  C25 =   2.6562E-08  C07 =   4.7888E-09
C80 =  -6.3428E-10  C62 =  -1.1471E-09  C44 =  -1.5733E-08
C26 =  -2.2921E-08  C08 =   8.9385E-10
第5面(R24) 第4反射面
C20 =   4.7321E-03  C02 =   4.9841E-03  C21 =   6.9652E-05
C03 =  -3.9378E-05  C40 =   6.1954E-07  C22 =   1.2448E-06
C04 =  -1.6757E-06  C41 =   1.6652E-07  C23 =   1.1462E-07
C05 =  -9.2172E-08  C60 =  -4.0244E-09  C42 =  -2.4076E-08
C24 =   1.1632E-08  C06 =  -2.9886E-09  C60 =   7.8085E-10
C43 =   1.1763E-09  C25 =  -1.1734E-09  C07 =  -8.6470E-11
C80 =  -1.1153E-11  C62 =   3.2793E-10  C44 =  -5.9399E-11
C26 =  -2.1541E-10  C08 =   5.2901E-12
第6面(R25) 第5反射面
C20 =  -5.7783E-03  C02 =  -2.7383E-03  C21 =   4.6744E-05
C03 =   2.0108E-06  C40 =   4.6547E-07  C22 =   2.8448E-06
C04 =  -1.3642E-06  C41 =   1.2274E-07  C23 =   7.3930E-08
C05 =  -3.2422E-08  C60 =  -3.5765E-09  C42 =  -1.3784E-08
C24 =   2.5123E-09  C06 =  -1.8232E-09  C60 =   1.3342E-09
C43 =   2.5511E-10  C25 =  -7.9154E-10  C07 =   7.9806E-12
C80 =  -1.0800E-11  C62 =   1.9625E-10  C44 =  -4.9972E-11
C26 =  -3.7395E-11  C08 =   4.8805E-12
各反射面の軸上光束における焦点距離データ
f1x =  19.519 mm  f1y =   21.579 mm
f2x =  86.485 mm  f2y =  166.902 mm
f3x = 197.419 mm  f3y = -426.732 mm
f4x =  58.779 mm  f4y =   45.083 mm
f5x =  57.327 mm  f5y =   68.904 mm
【０１３２】
［数値実施例２−第３の結像光学系］
画角は、Ｘ方向に±０．６２°、Ｙ方向に±０．８３°である。
焦点距離はＸ方向に２１４．９８ｍｍ、Ｙ方向に２１４．９５ｍｍである。
像面サイズはｘ方向に４．６５ｍｍ、ｙ方向に６．２０ｍｍである。
第１面Ｒ３０は円形であり、その直径は１９．５ｍｍである。
Ｘ軸方向のＦ値は１１．０２、Ｙ軸方向のＦ値は１１．０２である。
【０１３３】
面データ
面番号    Xi      Yi      Zi     Di         θxi    θyi
1(R30)   0.00    0.00    0.00  57.00        0.00    0.00
2(R31)   0.00    0.00   57.00  57.00       10.00    0.00   第１反射面
3(R32)   0.00  -19.50    3.44  53.00      -11.00    0.00   第２反射面
4(R33)   0.00  -21.34   56.41  65.00      -17.00    0.00   第３反射面
5(R34)   0.00   16.86    3.82  31.00       26.00    0.00   第４反射面
6(R35)   0.00   25.41   33.62  60.41       37.00    0.00   第５反射面
像面(IMG) 0.00  -35.00   33.62               0.00    0.00
自由曲面データ
第2面(R31) 第1反射面
C20 =  -8.6661E-03  C02 =  -1.4567E-03  C21 =   1.5768E-05
C03 =  -1.3125E-06  C40 =  -1.8162E-07  C22 =  -5.8632E-08
C04 =   1.1225E-07  C41 =  -5.8654E-10  C23 =  -1.0201E-09
C05 =  -1.1671E-09  C60 =  -5.3529E-10  C42 =  -6.0898E-12
C24 =   1.1026E-11  C06 =   3.2614E-11  C60 =  -3.3531E-13
C43 =  -1.4877E-12  C25 =  -9.5755E-13  C07 =   5.9142E-13
C80 =  -2.0141E-13  C62 =  -5.1356E-14  C44 =  -4.7674E-13
C26 =  -2.9488E-13  C08 =   4.5537E-14
第3面(R32) 第2反射面
C20 =   9.1712E-03  C02 =  -1.4331E-03  C21 =   1.6261E-05
C03 =   3.2265E-05  C40 =   1.3861E-07  C22 =   3.3164E-07
C04 =   7.8851E-07  C41 =  -1.7816E-09  C23 =   1.8317E-08
C05 =  -9.7241E-09  C60 =   9.6172E-11  C42 =  -1.7200E-11
C24 =  -1.7071E-11  C06 =   7.2551E-10  C60 =  -7.2382E-12
C43 =  -1.1213E-11  C25 =  -1.3765E-11  C07 =   6.7281E-12
C80 =   2.3994E-13  C62 =   9.6441E-13  C44 =   3.8422E-13
C26 =  -4.2216E-14  C08 =  -4.7923E-13
第4面(R33) 第3反射面
C20 =  -2.0668E-03  C02 =  -3.9068E-03  C21 =  -4.0773E-07
C03 =  -1.3303E-05  C40 =   3.9215E-07  C22 =   1.3735E-07
C04 =  -9.4971E-07  C41 =   2.7216E-09  C23 =   1.3040E-08
C05 =  -5.6551E-08  C60 =   7.9108E-10  C42 =   4.0658E-11
C24 =   2.3380E-10  C06 =  -3.2568E-09  C60 =   7.7110E-12
C43 =  -1.3356E-12  C25 =   1.5744E-11  C07 =  -8.8218E-11
C80 =   5.4983E-13  C62 =   8.3570E-13  C44 =   1.9553E-12
C26 =   2.4717E-12  C08 =  -1.2961E-12
第5面(R34) 第4反射面
C20 =  -8.5973E-04  C02 =   9.9833E-03  C21 =  -4.1178E-05
C03 =   4.9253E-05  C40 =   1.2855E-06  C22 =  -1.1201E-07
C04 =   1.3989E-06  C41 =   2.6698E-08  C23 =  -7.4543E-08
C05 =   3.0287E-09  C60 =  -2.2360E-09  C42 =  -2.6779E-08
C24 =  -6.1557E-08  C06 =   1.0160E-08  C60 =  -2.2211E-11
C43 =   4.0368E-10  C25 =   3.8460E-09  C07 =   3.1813E-09
C80 =   7.0740E-12  C62 =   4.6634E-10  C44 =   2.2528E-09
C26 =   3.4047E-09  C08 =   1.5920E-10
第6面(R35) 第5反射面
C20 =   1.4913E-03  C02 =  -5.9072E-03  C21 =   1.3644E-05
C03 =  -2.7893E-04  C40 =   5.2068E-07  C22 =   5.5143E-07
C04 =   6.5678E-06  C41 =  -7.1779E-09  C23 =   9.6909E-09
C05 =  -2.5290E-07  C60 =  -5.9621E-09  C42 =   1.0785E-08
C24 =   2.5574E-08  C06 =   3.6792E-08  C60 =   5.7367E-10
C43 =  -1.2131E-10  C25 =  -1.1832E-09  C07 =   5.3316E-09
C80 =   1.0446E-10  C62 =  -1.9725E-10  C44 =  -7.8369E-10
C26 =  -5.2472E-10  C08 =   5.2491E-11
各反射面の軸上光束における焦点距離データ
f1x =   29.293 mm  f1y =  169.010 mm
f2x =   27.770 mm  f2y = -171.240 mm
f3x =  126.488 mm  f3y =   61.195 mm
f4x = -323.534 mm  f4y =   22.508 mm
f5x = -209.904 mm  f5y =   33.800 mm
【０１３４】
［数値実施例３−第１の結像光学系］
画角は、Ｘ方向に±２．４８°、Ｙ方向に±１．８６°である。
焦点距離はＸ方向に７１．６３ｍｍ、Ｙ方向に７１．６５ｍｍである。
像面サイズはｘ方向に６．２０ｍｍ、ｙ方向に４．６５ｍｍである。
第１面Ｒ４０は円形であり、その直径は８．９６ｍｍである。
Ｘ軸方向のＦ値は８．００、Ｙ軸方向のＦ値は８．００である。
【０１３５】
面データ
面番号    Xi      Yi      Zi     Di         θxi    θyi
1(R40)   0.00    0.00    0.00  25.00        0.00    0.00
2(R41)   0.00    0.00   25.00  21.00      -15.00    0.00   第１反射面
3(R42)   0.00   10.50    6.81  19.00      -28.00    0.00   第２反射面
4(R43)   0.00   -8.45    8.14  25.00      -15.00    0.00   第３反射面
5(R44)   0.00   14.02   19.10  28.00       13.00    0.00   第４反射面
像面(IMG) 0.00  -13.98   19.10               0.00    0.00
自由曲面データ
第2面(R41) 第1反射面
C20 =  -9.6851E-04  C02 =  -1.6382E-03  C21 =  -2.7563E-07
C03 =  -7.3475E-06  C40 =   3.2467E-07  C22 =   1.2440E-06
C04 =   2.7910E-07  C41 =   2.3177E-09  C23 =   3.9548E-08
C05 =   1.0987E-08  C60 =   5.3591E-09  C42 =   1.5138E-08
C24 =   6.8213E-09  C06 =   1.1146E-09  C60 =   6.1860E-10
C43 =   4.3260E-10  C25 =  -4.2188E-10  C07 =   3.3197E-11
C80 =  -1.8682E-10  C62 =  -5.6301E-10  C44 =  -7.0291E-10
C26 =  -1.8045E-10  C08 =  -9.8203E-12
第3面(R42) 第2反射面
C20 =   1.4351E-03  C02 =   1.9088E-04  C21 =  -2.5020E-06
C03 =  -5.9554E-06  C40 =   5.4545E-07  C22 =   2.9345E-06
C04 =   5.8877E-07  C41 =   4.9083E-09  C23 =   1.6095E-08
C05 =   1.1321E-08  C60 =   6.2234E-09  C42 =   2.1551E-08
C24 =   9.3795E-09  C06 =   1.8957E-09  C60 =   8.3730E-10
C43 =   7.0942E-10  C25 =  -8.7024E-10  C07 =  -1.4456E-11
C80 =  -2.9646E-10  C62 =  -5.9367E-10  C44 =  -1.0606E-09
C26 =  -1.1098E-10  C08 =   4.7549E-12
第4面(R43) 第3反射面
C20 =  -2.1823E-03  C02 =  -1.8353E-03  C21 =  -7.0071E-06
C03 =  -2.8755E-06  C40 =   2.0059E-08  C22 =   2.5511E-06
C04 =   4.3568E-07  C41 =   9.9815E-10  C23 =  -9.0890E-09
C05 =   1.9388E-08  C60 =   6.9399E-09  C42 =   3.1789E-08
C24 =   1.7870E-08  C06 =   3.3869E-09  C60 =   5.6110E-10
C43 =   1.2049E-09  C25 =  -1.3043E-09  C07 =  -1.8523E-10
C80 =  -3.4212E-10  C62 =  -5.6930E-10  C44 =  -1.7893E-09
C26 =  -7.6135E-12  C08 =   6.3786E-11
第5面(R44) 第4反射面
C20 =  -5.7370E-04  C02 =   6.2396E-04  C21 =  -3.6500E-06
C03 =  -3.0502E-06  C40 =  -1.0155E-06  C22 =   4.3797E-07
C04 =  -4.2621E-07  C41 =   5.8787E-08  C23 =   3.2461E-08
C05 =   3.5229E-08  C60 =   1.8499E-08  C42 =   5.2158E-08
C24 =   2.5269E-08  C06 =   7.4259E-11  C60 =  -1.8883E-09
C43 =  -1.0764E-09  C25 =   2.7881E-09  C07 =  -7.3263E-10
C80 =  -1.3321E-09  C62 =   1.4928E-10  C44 =  -5.7184E-09
C26 =   1.8445E-09  C08 =   5.6683E-10
各反射面の軸上光束における焦点距離データ
f1x =  267.235 mm  f1y =  147.405 mm
f2x =  197.296 mm  f2y = 1156.430 mm
f3x =  118.600 mm  f3y =  131.578 mm
f4x = -447.230 mm  f4y =  390.399 mm
【０１３６】
［数値実施例３−第２の結像光学系］
画角は、Ｘ方向に±９．８２°、Ｙ方向に±７．４０°である。
焦点距離はＸ方向に１７．９１ｍｍ、Ｙ方向に１７．９１ｍｍである。
像面サイズはｘ方向に６．２０ｍｍ、ｙ方向に４．６５ｍｍである。
第１面Ｒ５０は円形であり、その直径は２．２４ｍｍである。
Ｘ軸方向のＦ値は８．００、Ｙ軸方向のＦ値は８．００である。
【０１３７】
面データ
面番号     Xi      Yi      Zi     Di     θxi    θyi
1(R50)   0.00    0.00    0.00  11.50    0.00    0.00   第１屈折面
2(R51)   0.00    0.00   11.50   9.50  -11.00    0.00   第１反射面
3(R52)   0.00    3.56    2.69   7.00  -26.00    0.00   第２反射面
4(R53)   0.00   -3.17    4.62   9.00  -20.00    0.00   第３反射面
5(R54)   0.00    5.05    8.28  10.00   12.00    0.00   第４反射面
6(R55)   0.00   -4.95    8.28   9.04    0.00    0.00   第２屈折面
像面(IMG) 0.00  -13.98    8.28           0.00    0.00   ＩＭＧ
プリズムを構成する媒質の屈折率データ
ｄ線：1.5311
ｇ線：1.5432
Ｃ線：1.5283
Ｆ線：1.5378
自由曲面データ
第1面(R50) 第1屈折面
C20 =  -7.3094E-04  C02 =   1.1885E-03  C21 =  -3.7160E-04
C03 =  -6.6290E-04  C40 =  -2.8983E-04  C22 =   2.5951E-04
C04 =  -5.6954E-05  C41 =  0            C23 =  0
C05 =  0            C60 =  0            C42 =  0
C24 =  0            C06 =  0            C60 =  0
C43 =  0            C25 =  0            C07 =  0
C80 =  0            C62 =  0            C44 =  0
C26 =  0            C08 =  0
第2面(R51) 第1反射面
C20 =  -4.1874E-02  C02 =  -1.0943E-02  C21 =  -3.5200E-03
C03 =  -4.0978E-04  C40 =   4.2519E-06  C22 =  -4.4827E-04
C04 =  -7.0714E-05  C41 =   2.8973E-05  C23 =  -4.3018E-05
C05 =   5.8079E-07  C60 =  -2.3453E-07  C42 =   8.3925E-06
C24 =   1.0622E-06  C06 =   8.6058E-07  C60 =  -7.5231E-07
C43 =  -5.3690E-08  C25 =  -4.7292E-07  C07 =  -1.3345E-06
C80 =   1.1281E-09  C62 =  -1.8161E-07  C44 =  -9.7343E-08
C26 =  -3.9920E-07  C08 =   2.5430E-07
第3面(R52) 第2反射面
C20 =   6.0622E-02  C02 =   2.2535E-02  C21 =   6.2664E-03
C03 =  -6.7830E-04  C40 =   2.4556E-04  C22 =   9.1413E-04
C04 =   1.2966E-04  C41 =   1.1081E-04  C23 =   9.3169E-05
C05 =  -3.0783E-05  C60 =   2.2444E-05  C42 =  -1.1711E-05
C24 =   1.7149E-05  C06 =   6.6828E-06  C60 =  -1.5236E-06
C43 =  -6.0915E-07  C25 =  -3.0053E-06  C07 =  -1.5883E-08
C80 =  -1.7996E-05  C62 =   2.3150E-05  C44 =  -5.4819E-07
C26 =   8.1042E-08  C08 =  -1.1805E-07
第4面(R53) 第3反射面
C20 =  -6.2209E-03  C02 =  -5.3092E-03  C21 =   2.3491E-04
C03 =   2.9430E-03  C40 =   4.9852E-05  C22 =   4.4870E-04
C04 =   3.6794E-04  C41 =  -3.7843E-05  C23 =  -6.4350E-05
C05 =  -7.3309E-05  C60 =  -1.7424E-07  C42 =  -2.2383E-05
C24 =  -1.9852E-05  C06 =  -4.5558E-05  C60 =   1.8400E-06
C43 =  -8.0132E-06  C25 =   4.9915E-05  C07 =  -4.8562E-05
C80 =   4.0315E-08  C62 =   8.6824E-09  C44 =   3.6764E-05
C26 =  -5.7012E-05  C08 =   1.2704E-04
第5面(R54) 第4反射面
C20 =   1.8875E-02  C02 =   3.5771E-02  C21 =   1.2774E-03
C03 =   7.7340E-05  C40 =   1.1798E-05  C22 =  -6.2301E-05
C04 =   1.2409E-05  C41 =  -4.5093E-06  C23 =   9.1678E-06
C05 =   6.6219E-06  C60 =   1.5324E-07  C42 =   8.3399E-07
C24 =  -5.3917E-07  C06 =   5.6967E-06  C60 =   6.0363E-08
C43 =  -1.4358E-07  C25 =   1.6014E-07  C07 =   5.2628E-07
C80 =   5.8874E-10  C62 =  -5.0843E-09  C44 =   6.4886E-08
C26 =   3.0201E-08  C08 =  -5.4287E-07
第6面(R55) 第2屈折面
C20 =   5.5511E-02  C02 =   4.6073E-02  C21 =  -8.8590E-04
C03 =  -4.5594E-03  C40 =  -6.2276E-05  C22 =  -1.0073E-04
C04 =   5.6478E-03  C41 =   1.9518E-05  C23 =   9.7473E-04
C05 =   3.8139E-04  C60 =   2.7276E-06  C42 =   6.1233E-05
C24 =  -1.1971E-04  C06 =  -1.1853E-05  C60 =   1.2066E-06
C43 =  -2.0750E-05  C25 =   4.2182E-05  C07 =  -2.9605E-05
C80 =   1.8368E-07  C62 =  -2.1166E-06  C44 =   9.4032E-06
C26 =   1.3091E-05  C08 =   2.4689E-05
各反射面の軸上光束における焦点距離データ
第１透過面 f1x = -1287.99 mm  f1y = 792.133 mm
第１反射面 f2x =    3.972 mm  f2y =  14.646 mm
第２反射面 f3x =    2.997 mm  f3y =   6.512 mm
第３反射面 f4x =   27.932 mm  f4y =  28.900 mm
第４反射面 f5x =    8.844 mm  f5y =   4.465 mm
第２透過面 f6x =  -16.960 mm  f6y = -20.434 mm
【０１３８】
［数値実施例４−第１の結像光学系］
画角は、Ｘ方向に±７．４０°、Ｙ方向に±９．８２°である。
焦点距離はＸ方向に１７．９１ｍｍ、Ｙ方向に１７．９１ｍｍである。
像面サイズはｘ方向に４．６５ｍｍ、ｙ方向に６．２０ｍｍである。
第１面Ｒ６０は円形であり、その直径は３．００ｍｍである。
Ｘ軸方向のＦ値は５．９７、Ｙ軸方向のＦ値は５．９７である。
【０１３９】
面データ
面番号    Xi      Yi      Zi     Di         θxi    θyi
1(R60)   0.00    0.00    0.00  30.00       0.00    0.00
2(R61)   0.00    0.00   30.00  30.00      12.00    0.00   第１反射面
3(R62)   0.00  -12.20    2.59  27.00     -14.00    0.00   第２反射面
4(R63)   0.00  -14.09   29.53  36.00     -21.00    0.00   第３反射面
5(R64)   0.00   11.81    4.52  14.00      26.00    0.00   第４反射面
6(R65)   0.00   13.27   18.44  36.27      42.00    0.00   第５反射面
像面(IMG) 0.00  -23.00   18.44              0.00    0.00
自由曲面データ
第2面(R61) 第1反射面
C20 =  -1.1849E-02  C02 =  -1.0607E-02  C21 =  -2.3977E-04
C03 =  -1.2754E-05  C40 =  -5.2728E-06  C22 =  -1.4164E-05
C04 =   1.2196E-06  C41 =  -8.2631E-07  C23 =  -5.8287E-08
C05 =  -2.0877E-09  C60 =   2.6555E-09  C42 =  -8.8692E-09
C24 =   1.5123E-08  C06 =  -1.8240E-09  C60 =   1.5733E-08
C43 =   4.4639E-09  C25 =  -9.4563E-10  C07 =   2.8419E-10
C80 =   4.9141E-10  C62 =   1.7490E-09  C44 =  -2.0239E-10
C26 =  -4.3355E-11  C08 =   1.4602E-11
第3面(R62) 第2反射面
C20 =   4.8732E-03  C02 =   6.5515E-04  C21 =   1.3543E-03
C03 =  -3.0394E-05  C40 =  -3.5345E-06  C22 =  -7.8867E-05
C04 =   1.3671E-07  C41 =   2.5025E-06  C23 =   3.3914E-06
C05 =   1.1651E-07  C60 =   2.3263E-07  C42 =  -2.9986E-07
C24 =  -5.1449E-08  C06 =  -1.7020E-07  C60 =  -8.1769E-08
C43 =   8.0296E-08  C25 =   6.3623E-08  C07 =  -1.0593E-08
C80 =  -1.4984E-08  C62 =   7.7631E-09  C44 =  -1.4488E-08
C26 =  -8.0964E-09  C08 =   5.2661E-09
第4面(R63) 第3反射面
C20 =  -3.3709E-03  C02 =  -3.2783E-03  C21 =   3.4993E-04
C03 =  -4.2014E-05  C40 =   2.6432E-06  C22 =  -6.6985E-06
C04 =  -1.2922E-07  C41 =   5.2885E-07  C23 =  -2.1170E-07
C05 =  -1.1845E-07  C60 =  -1.6295E-08  C42 =   1.5114E-07
C24 =   1.3110E-07  C06 =  -1.9142E-08  C60 =  -3.2961E-08
C43 =   3.0118E-08  C25 =   7.8137E-09  C07 =   2.8597E-09
C80 =  -1.0802E-09  C62 =  -3.9826E-09  C44 =   7.2686E-10
C26 =  -1.2989E-09  C08 =   4.5982E-10
第5面(R64) 第4反射面
C20 =   4.1462E-03  C02 =   3.8137E-03  C21 =   1.3681E-04
C03 =  -1.1395E-04  C40 =   3.6354E-07  C22 =   1.9179E-06
C04 =  -7.7444E-06  C41 =   2.2568E-07  C23 =   2.0398E-07
C05 =  -5.1116E-07  C60 =  -1.3020E-08  C42 =  -5.5838E-08
C24 =   1.3111E-08  C06 =  -3.2016E-08  C60 =   1.7461E-09
C43 =   2.1222E-09  C25 =  -4.7752E-10  C07 =  -1.4142E-09
C80 =   3.1691E-11  C62 =   6.5187E-10  C44 =   2.7977E-11
C26 =  -1.8006E-10  C08 =   2.6990E-12
第6面(R65) 第5反射面
C20 =  -7.3010E-03  C02 =  -3.6550E-03  C21 =   1.1180E-04
C03 =  -4.9306E-05  C40 =   3.3023E-07  C22 =   5.3654E-06
C04 =  -3.9064E-06  C41 =   1.0809E-07  C23 =   7.4197E-08
C05 =  -1.2426E-07  C60 =  -1.8337E-08  C42 =  -3.1374E-08
C24 =  -4.3353E-09  C06 =  -9.0699E-09  C60 =   3.1742E-09
C43 =  -1.3700E-10  C25 =  -1.3583E-09  C07 =  -1.6529E-10
C80 =   4.1803E-11  C62 =   3.1765E-10  C44 =  -8.4932E-11
C26 =  -2.1445E-11  C08 =   5.6011E-12
各反射面の軸上光束における焦点距離データ
f1x = 21.570 mm  f1y =  23.053 mm
f2x = 52.872 mm  f2y = 370.258 mm
f3x = 79.441 mm  f3y =  71.194 mm
f4x = 67.086 mm  f4y =  58.919 mm
f5x = 46.077 mm  f5y =  50.831 mm
【０１４０】
［数値実施例４−第２の結像光学系］
画角は、Ｘ方向に±１．８６°、Ｙ方向に±２．４８°である。
焦点距離はＸ方向に７１．６５ｍｍ、Ｙ方向に７１．６５ｍｍである。
像面サイズはｘ方向に４．６５ｍｍ、ｙ方向に６．２０ｍｍである。
第１面Ｒ７０は円形であり、その直径は８．９６ｍｍである。
Ｘ軸方向のＦ値は７．９９、Ｙ軸方向のＦ値は７．９９である。
【０１４１】
面データ
面番号    Xi      Yi      Zi     Di         θxi    θyi
1(R70)   0.00    0.00    0.00  21.00       0.00    0.00
2(R71)   0.00    0.00   21.00  22.00      13.00    0.00   第１反射面
3(R72)   0.00   -9.64    1.23  19.00     -15.00    0.00   第２反射面
4(R73)   0.00  -10.97   20.18  26.00     -21.00    0.00   第３反射面
5(R74)   0.00    7.73    2.12  11.00      27.00    0.00   第４反射面
6(R75)   0.00    9.26   13.01  32.26      41.00    0.00   第５反射面
像面(IMG) 0.00  -23.00   13.01              0.00    0.00
自由曲面データ
第2面(R71) 第1反射面
C20 =  -1.3097E-02  C02 =  -6.5662E-03  C21 =   4.0277E-04
C03 =  -4.5591E-05  C40 =   2.0463E-06  C22 =  -2.5201E-06
C04 =  -8.2150E-07  C41 =  -3.1869E-08  C23 =   1.0790E-08
C05 =   7.1138E-08  C60 =   3.4528E-09  C42 =  -1.3542E-09
C24 =   5.6874E-09  C06 =  -1.0687E-08  C60 =  -2.5661E-10
C43 =   8.4152E-10  C25 =  -1.5245E-09  C07 =   1.2188E-09
C80 =  -6.8661E-11  C62 =   8.0214E-11  C44 =  -2.1675E-11
C26 =   4.5006E-10  C08 =  -4.8284E-11
第3面(R72) 第2反射面
C20 =   1.0214E-02  C02 =  -1.0926E-02  C21 =   4.9822E-06
C03 =   3.4616E-04  C40 =  -6.1899E-05  C22 =  -5.3191E-05
C04 =  -8.3220E-06  C41 =  -5.7063E-06  C23 =   4.4775E-06
C05 =   3.7873E-06  C60 =   1.3021E-05  C42 =   6.1850E-06
C24 =   7.3067E-07  C06 =  -2.6194E-07  C60 =   1.3438E-06
C43 =  -8.8786E-07  C25 =  -8.2660E-07  C07 =  -3.2418E-08
C80 =  -1.9257E-06  C62 =  -1.3107E-06  C44 =  -6.0038E-07
C26 =  -8.1111E-08  C08 =   4.1425E-09
第4面(R73) 第3反射面
C20 =  -1.6793E-02  C02 =  -1.5250E-02  C21 =   6.8184E-05
C03 =   3.8297E-05  C40 =  -4.6483E-06  C22 =  -1.0220E-05
C04 =  -5.8580E-06  C41 =   8.0382E-08  C23 =   2.5410E-07
C05 =   1.0292E-07  C60 =  -5.0842E-09  C42 =  -1.2848E-08
C24 =  -5.1362E-10  C06 =  -2.0783E-08  C60 =   4.0373E-10
C43 =  -1.8448E-09  C25 =   1.2830E-11  C07 =  -3.2549E-09
C80 =   4.5851E-11  C62 =  -7.2414E-11  C44 =  -1.3814E-10
C26 =   9.8425E-10  C08 =  -7.4979E-11
第5面(R74) 第4反射面
C20 =  -2.7919E-03  C02 =   1.0948E-02  C21 =  -1.8137E-03
C03 =   3.8375E-04  C40 =  -1.5087E-05  C22 =  -1.3172E-05
C04 =  -2.3843E-05  C41 =  -3.6027E-07  C23 =  -1.3487E-06
C05 =  -3.9800E-06  C60 =   6.7006E-08  C42 =  -3.0649E-07
C24 =   2.1746E-07  C06 =  -5.7690E-07  C60 =   4.4161E-09
C43 =  -6.1052E-08  C25 =   6.1649E-08  C07 =  -1.2750E-07
C80 =  -4.1923E-09  C62 =   1.3662E-08  C44 =   2.7702E-08
C26 =   1.6826E-08  C08 =  -3.2237E-08
第6面(R75) 第5反射面
C20 =  -2.2621E-03  C02 =  -8.0290E-03  C21 =  -3.5769E-04
C03 =  -1.6503E-04  C40 =   1.6452E-06  C22 =  -3.3962E-05
C04 =   1.1040E-05  C41 =   8.8354E-07  C23 =  -2.5143E-06
C05 =   7.1143E-07  C60 =   1.2133E-07  C42 =  -1.3257E-07
C24 =   4.8156E-09  C06 =   6.3194E-08  C60 =   1.5081E-08
C43 =   4.9038E-08  C25 =   2.1104E-09  C07 =   1.0194E-08
C80 =  -6.5378E-09  C62 =  -1.6927E-09  C44 =   8.2618E-10
C26 =  -1.4545E-08  C08 =  -1.4402E-10
各反射面の軸上光束における焦点距離データ
f1x =   19.591 mm  f1y =  37.098 mm
f2x =   25.341 mm  f2y = -22.101 mm
f3x =   15.947 mm  f3y =  15.304 mm
f4x = -100.498 mm  f4y =  20.346 mm
f5x =  146.434 mm  f5y =  23.499 mm
【０１４２】
［数値実施例５−第１の結像光学系］
画角は、Ｘ方向に±２．４８°、Ｙ方向に±１．８６°である。
焦点距離はＸ方向に７１．６３ｍｍ、Ｙ方向に７１．６５ｍｍである。
像面サイズはｘ方向に６．２０ｍｍ、ｙ方向に４．６５ｍｍである。
第１面Ｒ８０は円形であり、その直径は８．９６ｍｍである。
Ｘ軸方向のＦ値は７．９９、Ｙ軸方向のＦ値は８．００である。
【０１４３】
面データ
面番号    Xi      Yi      Zi     Di         θxi    θyi
1(R80)   0.00    0.00    0.00  30.00       0.00    0.00
2(R81)   0.00    0.00   30.00  27.00     -15.00    0.00   第１反射面
3(R82)   0.00   13.50    6.62  24.00     -28.00    0.00   第２反射面
4(R83)   0.00  -10.44    8.29  30.00     -15.00    0.00   第３反射面
5(R84)   0.00   16.52   21.44  37.32      13.00    0.00   第４反射面
像面(IMG) 0.00  -20.80   21.44              0.00    0.00
自由曲面データ
第2面(R81) 第1反射面
C20 =   1.6573E-03  C02 =  -4.9492E-04  C21 =   5.7515E-06
C03 =  -8.4053E-06  C40 =  -1.1915E-07  C22 =  -2.5296E-08
C04 =  -2.2552E-07  C41 =   9.7021E-08  C23 =   4.1303E-08
C05 =  -1.3955E-09  C60 =   1.3621E-08  C42 =   5.3892E-08
C24 =   2.3890E-08  C06 =   2.9568E-09  C60 =  -1.9392E-09
C43 =  -1.1327E-10  C25 =  -4.1682E-10  C07 =   1.3528E-10
C80 =  -1.7405E-10  C62 =  -1.0536E-09  C44 =  -8.7215E-10
C26 =  -2.2739E-10  C08 =   8.6178E-12
第3面(R82) 第2反射面
C20 =   1.2986E-03  C02 =   1.7238E-04  C21 =   1.5345E-05
C03 =  -1.6647E-05  C40 =  -6.9248E-07  C22 =  -3.1052E-07
C04 =  -4.7187E-07  C41 =   1.2671E-07  C23 =   9.2417E-08
C05 =   1.6648E-08  C60 =   7.5234E-09  C42 =   3.8913E-08
C24 =   2.1299E-08  C06 =   6.5888E-09  C60 =  -1.4243E-09
C43 =  -8.9807E-10  C25 =  -1.0820E-09  C07 =  -2.9560E-11
C80 =  -4.5870E-11  C62 =  -3.6597E-10  C44 =  -3.9172E-10
C26 =  -1.6850E-10  C08 =  -2.6644E-11
第4面(R83) 第3反射面
C20 =  -5.0948E-03  C02 =  -2.5056E-03  C21 =  -6.3293E-06
C03 =  -2.2971E-05  C40 =  -7.4058E-07  C22 =  -8.4193E-07
C04 =  -6.4218E-07  C41 =   7.6108E-08  C23 =   6.0598E-08
C05 =   2.8273E-08  C60 =   3.5155E-09  C42 =   2.1456E-08
C24 =   1.3892E-08  C06 =   1.0271E-08  C60 =  -6.5060E-10
C43 =  -5.3615E-10  C25 =  -9.5256E-10  C07 =  -1.6459E-10
C80 =  -1.6210E-11  C62 =  -1.3117E-10  C44 =  -2.0857E-10
C26 =  -1.1243E-10  C08 =  -7.5599E-11
第5面(R84) 第4反射面
C20 =  -4.2285E-03  C02 =   9.6427E-04  C21 =  -1.6362E-05
C03 =  -2.1208E-05  C40 =  -2.7846E-06  C22 =  -1.8770E-06
C04 =  -1.4132E-06  C41 =   3.0886E-07  C23 =   1.4701E-07
C05 =   4.9844E-08  C60 =   3.4521E-08  C42 =   1.0056E-07
C24 =   2.4949E-08  C06 =   3.3659E-08  C60 =  -8.3751E-09
C43 =  -3.9621E-09  C25 =  -3.9225E-09  C07 =  -7.6975E-10
C80 =  -5.0435E-10  C62 =  -1.3276E-09  C44 =  -1.3957E-09
C26 =  -3.7318E-10  C08 =  -5.9170E-10
各反射面の軸上光束における焦点距離データ
f1x = -156.167 mm  f1y =  487.918 mm
f2x =  218.037 mm  f2y = 1280.540 mm
f3x =   50.801 mm  f3y =  96.3785 mm
f4x = - 60.678 mm  f4y =  252.619 mm
【０１４４】
［数値実施例５−第２の結像光学系］
面番号       ri       di      ndi       vdi    有効径
R90,R91   -10.441    1.00   1.60311    60.6     2.24
R92        -3.948    0.20                       2.49
R93        -3.315    2.00   1.75520    27.5     2.50
R94        -5.048    2.00                       3.30
R95         0.000    3.00   1.69680    55.5     3.74 プリズム入射面
R96         0.000    3.00   1.69680    55.5     5.46 プリズム反射面
R97         0.000    7.50                       4.42 プリズム射出面
R98        18.126    1.50   1.51633    64.1     5.93
R99        -8.330    1.90                       5.94
R100       -6.707    1.00   1.71736    29.5     5.18
R101     -403.187    5.90                       5.38
像面(IMG)   0.000
各種データ
焦点距離      17.91
Fナンバー      8.01
半画角(°)     12.22
像高           3.875
レンズ全長    29.000
BF             5.900
入射瞳位置     0.000
射出瞳位置    -13.79
前側主点位置    1.62
後側主点位置  -12.01
単レンズデータ
レンズ  始面  焦点距離
1       1     9.95
2       3   -25.40
3       8    11.27
4      10    -9.52
【０１４５】
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。例えば、上述した各実施例では第１の結像光学系Ｌ１に対して第２の結像光学系Ｌ２を移動させる例について述べたが、第１の結像光学系Ｌ１を第２の結像光学系Ｌ２に対して移動させても良い。
【符号の説明】
【０１４６】
Ｌ１  第１の結像光学系
Ｌ２  第２の結像光学系
１００  撮像装置（光学装置）
【図１】
2019179189.tif 000005
【図２】
2019179189.tif 000006
【図３】
2019179189.tif 000007
【図４】
2019179189.tif 000008
【図５】
2019179189.tif 000009
【図６】
2019179189.tif 000010
【図７】
2019179189.tif 000011
【図８】
2019179189.tif 000012
【図９】
2019179189.tif 000013
【図１０】
2019179189.tif 000014
【図１１】
2019179189.tif 000015
【図１２】
2019179189.tif 000016
【図１３】
2019179189.tif 000017
【図１４】
2019179189.tif 000018
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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