(57)【要約】  【課題】高精度、かつ、従来の小型、薄型化した光学系と比べてさらなる小型化、薄型化が可能であり、しかも、プリズムを用いることによるスポットの大きさの変化にも対応可能な高性能の撮像光学系及びそれを用いた光学装置を提供する。  【解決手段】物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する前群Ｇ１と、開口絞り２と、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する後群Ｇ２を有し、光軸に対して直交する面上において互いに直交する２方向でのＦｎｏが異なるように構成されている。前記２方向のうちの１方向で偏心し、偏心方向に垂直な方向のＦｎｏが偏心方向のＦｎｏに比べて明るくなるように構成されている。前記偏心方向のＦｎｏをＦＮＹ、前記偏心方向に垂直な方向のＦｎｏをＦＮＸとしたとき、次の条件式を満足する。      １．１＜ＦＮＹ／ＦＮＸ＜２．０【選択図】  図１
2005062803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する前群と、開口絞りと、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する後群を有し、光軸に対して直交する面上において互いに直交する２方向でのＦｎｏが異なるようにしたことを特徴とする撮像光学系。
【請求項２】
前記２方向のうちの１方向で偏心し、偏心方向に垂直な方向のＦｎｏが偏心方向のＦｎｏに比べて明るくなるようにした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】
前記偏心方向のＦｎｏをＦＮＹ、前記偏心方向に垂直な方向のＦｎｏをＦＮＸとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像光学系。
１．１＜ＦＮＹ／ＦＮＸ＜２．０
【請求項４】
少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有するプリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子の画素ピッチをＰとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
１．２μｍ    ＜  Ｐ  ＜  ３．６μｍ
【請求項５】
少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有するプリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子の有効画素エリアのｘ方向の長さをＤｘ、前記撮像素子の有効画素エリアのｙ方向の長さ（偏心方向の長さ）をＤｙとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
１．０ｍｍ  ＜  Ｄｘ  ＜  ４．０ｍｍ
１．３ｍｍ  ＜  Ｄｙ  ＜  ５．３ｍｍ
【請求項６】
物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第１プリズムと、開口絞りと、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第２プリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子と前群ないし後群の長さが次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
０．１９  ＜  ｈ１／（ｈ２・Ｆｎｏｘ）  ＜  ０．５２
ただし、ｈ１は前記撮像素子を含む平面と該平面から最も離れた前記第１プリズムの光学面の部位の長さ、ｈ２は前記撮像素子を含む平面と該平面から最も離れた前記第２プリズムの光学面の部位の長さ、Ｆｎｏｘは光学系全系における最小のＦナンバーである。
【請求項７】
物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第１プリズムと、開口絞りと、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第２プリズムと撮像素子とからなり、前記第２プリズムの全体のパワーは正であり、かつ、前記撮像素子に最も近い反射面のパワーが次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
０．０２  ＜  φｘ／Φｘ  ＜  １．９５
−１．６２  ＜  φｙ／Φｙ  ＜  ０．３０
ただし、φｘは前記第２プリズムの前記撮像素子に最も近い反射面のｘ方向のパワー、φｙは前記第２プリズムの前記撮像素子に最も近い反射面のｙ方向（偏心方向）のパワー、Φｘは光学系全体のｘ方向のパワー、Φｙは光学系全体のｙ方向（偏心方向）のパワーである。
【請求項８】
物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第１プリズムと、開口絞りと、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第２プリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子への主光線の入射角が次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
−１０．０°＜  θｘ    ＜  １１．０°
０．５°＜  θｘ−θｙ  ＜  ２３．０°
ただし、θｘは前記撮像素子への主光線のｘ方向の入射角（撮像素子短辺方向）、θｙは前記撮像素子への主光線のｙ方向の入射角である。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の撮像光学系を用いた光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系及びそれを用いた光学装置に関し、特に、反射面にパワーを有する偏心光学系及びそれを用いた光学装置に関する。この光学装置としては、例えば、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、フィルムスキャナ、内視鏡、携帯電話やＰＤＡなどがある。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、フィルムスキャナ、内視鏡等用の結像光学系では、撮像素子の小型化に伴い、光学系自身も小型軽量、低コスト化が求められている。さらに、最近では、携帯電話やＰＤＡ、ノートパソコン等に電子撮像光学系を内蔵する製品も出てきており、光学系をより薄型化することが強く望まれている。
【０００３】
従来、小型化を目的とした光学系として、自由曲面等を用いたプリズム光学系が、例えば次の特許文献１〜１１で提案されている。
さらに、薄型化を目的とした光学系が、例えば次の特許文献１２，１３で提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２０１９６号公報
【特許文献２】特開２０００−１９４０１号公報
【特許文献３】特開２０００−１９４０２号公報
【特許文献４】特開２０００−１９４０３号公報
【特許文献５】特開２０００−１９４０４号公報
【特許文献６】特開２０００−１９４０５号公報
【特許文献７】特開２０００−１９４０６号公報
【特許文献８】特開２０００−１９４０７号公報
【特許文献９】特開２０００−１１１７９９号公報
【特許文献１０】特開２０００−１１１８００号公報
【特許文献１１】特開２０００−１２１９４３号公報
【特許文献１２】特開２００２−１９６２４３号公報
【特許文献１３】特開２００３−８４２００号公報
【０００４】
これらの光学系では、薄型化、小型化のために構成する光学部材を偏心させている。そして、これらの光学系では、光学系の瞳より物体側に配置された光学部材のパワーが、光軸に垂直な面におけるＸ方向とＹ方向で異なり、開口絞り位置での瞳の形状が楕円形状となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、楕円形状の瞳とした場合、光学部材の組み立て誤差となる要因（項目）が増えることになる。例えば、２つのプリズム等の光学部材で偏心光学系を構成し、２つのプリズムの間に瞳が形成されるようにしたとする。この場合、この瞳位置が、開口絞り位置となる。すると、２つの光学系、及び瞳に合わせて、楕円形状に形成した開口絞りを、組み立てることになる。ところが、光学部材の回転等により僅かな位置ズレが生じただけで、楕円形状の瞳と開口絞りの位置が合わなくなる。その結果、結像性能が劣化してしまう。また、開口絞りを楕円形状に形成するのは、製造上誤差が大きくなりやすい。
このため、上記従来の偏心光学系では、高性能な光学系を得るためには、高精度な組み立てが必要になり、結果的にコスト高の要因となっていた。また、現状の撮像装置は、さらなる薄型化、小型化が望まれている。そのため、高精度な組み立てがより困難になってきている。
また、偏心光学系を構成するプリズムは、温度変化による影響を受けやすく、撮像面におけるスポットの大きさが変化して結像性能に悪影響を与えやすい。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、高精度、かつ、組み立て性が良く、従来の小型、薄型化した光学系と比べてさらなる小型化、薄型化が可能であり、しかも、プリズムを用いることによるスポットの大きさの変化にも対応可能な高性能の撮像光学系及びそれを用いた光学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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明による撮像光学系は、物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する前群と、開口絞りと、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する後群を有し、光軸に対して直交する面上において互いに直交する２方向でのＦｎｏが異なるようにしたことを特徴としている。
【０００８】
また、本発明による撮像光学系においては、前記２方向のうちの１方向で偏心し、偏心方向に垂直な方向のＦｎｏが偏心方向のＦｎｏに比べて明るくなるようにしたことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明による撮像光学系においては、前記偏心方向のＦｎｏをＦＮＹ、前記偏心方向に垂直な方向のＦｎｏをＦＮＸとしたとき、次の条件式(1)を満足することを特徴としている。
１．１＜ＦＮＹ／ＦＮＸ＜２．０                          …(1)
【００１０】
また、本発明による撮像光学系は、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有するプリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子の画素ピッチをＰとしたとき、次の条件式を満足することを特徴としている。
１．２μｍ    ＜  Ｐ  ＜  ３．６μｍ
【００１１】
また、本発明による撮像光学系は、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有するプリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子の有効画素エリアのｘ方向の長さをＤｘ、前記撮像素子の有効画素エリアのｙ方向の長さ（偏心方向の長さ）をＤｙとしたとき、次の条件式を満足することを特徴としている。
１．０ｍｍ  ＜  Ｄｘ  ＜  ４．０ｍｍ
１．３ｍｍ  ＜  Ｄｙ  ＜  ５．３ｍｍ
【００１２】
また、本発明による撮像光学系は、物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第１プリズムと、開口絞りと、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第２プリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子と前群ないし後群の長さが次の条件式を満足することを特徴としている。
０．１９  ＜  ｈ１／（ｈ２・Ｆｎｏｘ）  ＜  ０．５２
ただし、ｈ１は前記撮像素子を含む平面と該平面から最も離れた前記第１プリズムの光学面の部位の長さ、ｈ２は前記撮像素子を含む平面と該平面から最も離れた前記第２プリズムの光学面の部位の長さ、Ｆｎｏｘは光学系全系における最小のＦナンバーである。
【００１３】
また、本発明による撮像光学系は、物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第１プリズムと、開口絞りと、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第２プリズムと撮像素子とからなり、前記第２プリズムの全体のパワーは正であり、かつ、前記撮像素子に最も近い反射面のパワーが次の条件式を満足することを特徴としている。
０．０２  ＜  φｘ／Φｘ  ＜  １．９５
−１．６２  ＜  φｙ／Φｙ  ＜  ０．３０
ただし、φｘは前記第２プリズムの前記撮像素子に最も近い反射面のｘ方向のパワー、φｙは前記第２プリズムの前記撮像素子に最も近い反射面のｙ方向（偏心方向）のパワー、Φｘは光学系全体のｘ方向のパワー、Φｙは光学系全体のｙ方向（偏心方向）のパワーである。
【００１４】
また、本発明による撮像光学系は、物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第１プリズムと、開口絞りと、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第２プリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子への主光線の入射角が次の条件式を満足することを特徴としている。
−１０．０°＜  θｘ        ＜  １１．０°
０．５°＜  θｘ−θｙ  ＜  ２３．０°
ただし、θｘは前記撮像素子への主光線のｘ方向の入射角（撮像素子短辺方向）、θｙは前記撮像素子への主光線のｙ方向の入射角である。
【００１５】
また、本発明による光学装置は、上記いずれかの撮像光学系を用いて構成したことを特徴としている。
【００１６】
実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
本発明の撮像光学系及びそれを用いた光学装置では、２方向でＦｎｏ（Ｆナンバー）が異なるようにしている。この２方向は、光軸に対して直交する面上において互いに直交する方向である。そして、２方向のうちの１方向で偏心し、該偏心方向に垂直な方向のＦｎｏを偏心方向のＦｎｏよりも明るくなるようにしている。このようにすれば、光学系の瞳形状における楕円率を、小さくすることができる。すなわち、瞳の形状を、楕円からより円に近い形状にすることができる。
このため、絞り部材も円形に近くなる。よって、製造誤差（組み立て時における回転による組み立て誤差）が生じても、結像性能の劣化を抑えることができる。また、開口絞りと瞳の形状が円形であれば、光学部材の組み立て時における回転等のズレが生じても形状に変化は生じないので、組み立て誤差による光学系の精度の劣化を抑えることができる。
また、従来の光学系の瞳は、偏心方向に楕円の長軸があった。そのため、装置としては、その方向の厚みが大きくなっていた。これに対して、本発明の構成であれば、略円系なので、同じ方向における厚みを小さく（薄く）することができる。
従って、本発明の撮像光学系のように構成すれば、従来の偏心光学系と比べて高精度の品質を維持しながら、より一層の小型化、薄型化を達成することができる。
【００１７】
また、前記偏心方向のＦｎｏをＦＮＹ、前記偏心方向に垂直な方向のＦｎｏをＦＮＸとしたとき、上記条件式(1)を満足するようにすれば、非点収差の発生を抑えながらさらなる薄型化を実現できる。
上記条件式(1)の上限値を上回ると、明るさの比、被写界深度の差が大きくなりすぎ、像のボケ具合が大きく、非点収差が発生したように感じるので好ましくない。
一方、上記条件式(1)の下限値を下回ると、さらなる薄型化が達成できない。
【００１８】
また、次の条件式(1-2)を満足するのが好ましい。
１．１＜ＦＮＹ／ＦＮＸ＜１．７                          …(1-2)
さらには、次の条件式(1-3)を満足するのが、より一層好ましい。
１．２＜ＦＮＹ／ＦＮＸ＜１．５                          …(1-3)
なお、本発明の撮像光学系を、プリズムで構成し、物体側から順に、入射面と少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面と射出面を有する前群と、開口絞りと、入射面と少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面と射出面を有する後群を備えるようにする。そして、光軸に対して直交する面上において互いに直交する２方向のうちの１方向で偏心し、偏心方向に垂直な方向のＦｎｏが偏心方向のＦｎｏに比べて明るくなるようにするとよい。
【００１９】
さらに、本発明の撮像光学系においては、前記前群の焦点距離をｆｌｘ、前記後群の焦点距離をｆｌｙとしたとき、次の条件式(2)を満足するのが好ましい。
−０．５＜ｆｌｙ／ｆｌｘ＜０．７                        …(2)
条件式(2)の上限値を上回ると、Ｘ方向とＹ方向のパワーの比が近いため、特に軸上コマ収差が補正できない。
他方、条件式(2)の下限値を下回ると、非対称性が強くなり。後群の非対称性を強くしないと全体のバランスがとれなくなる。後群の非対称性を強くすると、組み立て時の誤差により、精度が劣化し易くなってしまう。
【００２０】
また、次の条件式(2-2)を満足するのが好ましい。
−０．３＜ｆｌｙ／ｆｌｘ＜０．７                        …(2-2)
さらには、次の条件式(2-3)を満足するのが、より一層好ましい。
−０．２＜ｆｌｙ／ｆｌｘ＜０．６                        …(2-3)
【００２１】
また、本発明の撮像光学系は、１つの回転非対称なパワーの反射面を有するプリズムと撮像素子とからなる構成において、以下の作用効果を奏する。
【００２２】
温度変化に伴い、プリズムの体積、面形状および屈折率が変化する。そして、これが原因となって、撮像面におけるスポットの大きさが変化する。このとき、温度変化による結像性能の影響が大きくならず、良好な撮像を行うためには、撮像素子を構成する画素の間隔が、次の条件式(3)を満足するのが望ましい。
１．２μｍ    ＜  Ｐ  ＜  ３．６μｍ                    …(3)
ただし、Ｐは撮像素子の平均的な画素間隔である。
条件式(3)の上限値を上回ると、撮像画像の画素数が少なすぎるか、画素数が大きくても、プリズムが巨大化してよくない。
他方、条件式(3)の下限値を下回ると、温度変化の影響を受けやすくなる。
【００２３】
また、次の条件式(3-2)を満足するのが好ましい。
１．６μｍ    ＜  Ｐ  ＜  ３．３μｍ                    …(3-2)
さらには、次の条件式(3-3)を満足するのが、より一層好ましい。
２．０μｍ    ＜  Ｐ  ＜  ３．０μｍ                    …(3-3)
【００２４】
上述した、温度変化に伴って、撮像面におけるスポットの大きさが変化するという現象は、光学系が明るくなる程、顕著になる。従って、温度変化による結像性能の影響が大きくならず、良好な撮像を行うためには、撮像素子を構成する画素の間隔と光学系の明るさが、次の条件式(4)を満足するのが望ましい。
４μｍ    ＜  Ｐ・Ｆｎｏｙ  ＜  ２５μｍ          …(4)
ただし、Ｐは撮像素子の平均的な画素間隔、Ｆｎｏｙは光学系全系における最大のＦナンバーである。
条件式(4)の上限値を上回ると、光学系が暗すぎるため、撮影時に手振れしやすくなったり、ノイズの原因となる。また、光学系が、明るくても、撮像画像の画素数が少なすぎるか、または、画素数が大きくても、プリズムが巨大化してよくない。
他方、条件式(4)の下限値を下回ると、温度変化の影響を受けやすくなる。
【００２５】
また、次の条件式(4-2)を満足するのが好ましい。
５μｍ    ＜  Ｐ・Ｆｎｏｙ  ＜  １５μｍ          …(4-2)
さらには、次の条件式(4-3)を満足するのが、より一層好ましい。
７μｍ    ＜  Ｐ・Ｆｎｏｙ  ＜  １０μｍ          …(4-3)
【００２６】
また、湿度変化に伴い、プリズム内部へ水分子が入ったり、プリズム内部から水分子が出たりする。このような現象により、プリズム表面からプリズム中心に向かって、屈折率が変化していく。その結果、一時的にプリズム内部で屈折率分布が生じ、光学性能が劣化する。そして、さらに時間が経過すると、屈折率分布は一様になり、性能は改善する。ここで、プリズムが小さい場合は、屈折率分布が生じている期間が短いが、プリズムが大きいと、屈折率分布が生じている時間が長くなり、すなわち、性能が劣化している期間が長くなる。
また、本発明の光学系は、テレセントリック光学系であるため、撮像素子の大きさとプリズムの大きさには相関がある。従って、湿度変化の影響が少なく、良好な結像性能を得るには、撮像素子の大きさから、次の条件式(5)，(6)を満足するのが望ましい。
１．０ｍｍ  ＜  Ｄｘ  ＜  ４．０ｍｍ                    …(5)
１．３ｍｍ  ＜  Ｄｙ  ＜  ５．３ｍｍ                    …(6)
ただし、Ｄｘは撮像素子の有効画素エリアのｘ方向の長さ、Ｄｙは撮像素子の有効画素エリアのｙ方向の長さ（偏心方向の長さ）である。
条件式(5)，(6)の上限値を上回ると、プリズムが大きくなり過ぎ、吸湿時の性能劣化が著しくなる。
他方、条件式(5)，(6)の下限値を下回ると、プリズムの成型難易度が大きくなり、製造コストが大きくなってしまう。
【００２７】
また、次の条件式(5-2)，(6-2)を満足するのが好ましい。
１．５ｍｍ  ＜  Ｄｘ  ＜  ３．７ｍｍ                    …(5-2)
２．０ｍｍ  ＜  Ｄｙ  ＜  ４．９ｍｍ                    …(6-2)
さらには、次の条件式(5-3)，(6-3)を満足するのが、より一層好ましい。
２．５ｍｍ  ＜  Ｄｘ  ＜  ２．９ｍｍ                    …(5-3)
３．３ｍｍ  ＜  Ｄｙ  ＜  ３．８ｍｍ                    …(6-3)
【００２８】
また、撮像素子は撮像を行う有効エリアの周辺には、信号を伝達するための配線や支持部材などが存在する。そのため、光学系が小さくても、撮像素子全体が大きいと光学モジュールの径は小さくならない。そこで、本発明の光学系では、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を設けて光路を折り曲げている。そのため、その偏心方向に撮像素子の配線等を配置させることで、非常にコンパクトな光学モジュールを達成させることが可能である。
従って、次の条件式(7)，(8)を満足するのが望ましい。
０．３５  ＜  Ｄｘ／Ｂｘ  ＜  ０．９５                  …(7)
０．１２  ＜  Ｄｙ／Ｂｙ  ＜  ０．５０                  …(8)
ただし、Ｄｘは撮像素子の有効画素エリアのｘ方向の長さ、Ｄｙは撮像素子の有効画素エリアのｙ方向の長さ（偏心方向の長さ）、Ｂｘはプリズム群のｘ方向の最大外径、Ｂｙはプリズム群のｙ方向の最大外径（偏心方向の長さ）である。
条件式(7)，(8)の上限値を上回ると、撮像素子の周りの部材をプリズムの径以内に配置することが困難になる。
他方、条件式(7)，(8)の下限値を下回ると、プリズムが有効画素エリアより大きくなり過ぎ、コンパクトな構成からはほど遠いものになってしまう。
【００２９】
また、次の条件式(7-2)，(8-2)を満足するのが好ましい。
０．４５  ＜  Ｄｘ／Ｂｘ  ＜  ０．９２                  …(7-2)
０．１７  ＜  Ｄｙ／Ｂｙ  ＜  ０．４５                  …(8-2)
さらには、次の条件式(7-3)，(8-3)を満足するのが、より一層好ましい。
０．５５  ＜  Ｄｘ／Ｂｘ  ＜  ０．９０                  …(7-3)
０．２２  ＜  Ｄｙ／Ｂｙ  ＜  ０．３７                  …(8-3)
【００３０】
また、本発明の撮像光学系は、物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第１プリズムと、開口絞りと、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第２プリズムと撮像素子とからなる構成において、以下の作用効果を奏する。
コンパクトな構成をとる為に、反射面や屈折面同士を近接させて配置すると、屈折面における全反射などにより迷光が発生しやすくなる。また、迷光を除去するために砂目処理などを施すスペースもなくなってしまう。従って、構成をコンパクトにし、且つ、迷光の発生を小さくするためには次の条件式(9)を満足するのが望ましい。
０．１９  ＜  ｈ１／（ｈ２・Ｆｎｏｘ）  ＜  ０．５２    …(9)
ただし、ｈ１は前記撮像素子を含む平面と該平面から最も離れた前記第１プリズムの光学面の部位の長さ、ｈ２は前記撮像素子を含む平面と該平面から最も離れた前記第２プリズムの光学面の部位の長さ、Ｆｎｏｘは光学系全系における最小のＦナンバーである。
条件式(9)の上限値を上回ると、第１プリズムの入射面が撮像素子を含む平面から離れ過ぎるために、迷光の原因になる光線が光学系に入射しやすくなり、迷光が発生してしまう。もしくは、第２プリズムが小さくなりすぎ、全反射を起こしやすくなり、迷光が発生してしまう。
他方、条件式(9)の下限値を下回ると、第１プリズムの入射面が撮像素子を含む平面に対し近くなることから、第２プリズムが小さくなりすぎ、全反射を起こしやすくなり、迷光が発生してしまう。
【００３１】
また、次の条件式(9-2)を満足するのが好ましい。
０．２６  ＜  ｈ１／（ｈ２・Ｆｎｏｘ）  ＜  ０．４６    …(9-2)
さらには、次の条件式(9-3)を満足するのが、より一層好ましい。
０．３７  ＜  ｈ１／（ｈ２・Ｆｎｏｘ）  ＜  ０．４０    …(9-3)
【００３２】
本発明の撮像光学系においては、前記第２プリズムの全体のパワーを正とし、光学系全系の主点位置を像面に近づけることで、バックフォーカスを確保し、且つ、光学系を小型化させている。加えて、前記第２プリズムにおける撮像素子に最も近い反射面における、偏心方向に垂直な方向のパワーについても、同様の理由で正パワーにしている。一方、前記第２プリズムにおける撮像素子に最も近い反射面における、偏心方向に平行な方向のパワーについては、負パワーないし非常に小さい正パワーとすることが好ましい。これは、偏心方向の有効径を小さくし、該第２プリズムの大きさを小さくすることができるからである。従って、次の条件式(10)，(11)を満足することが望ましい。
０．０２  ＜  φｘ／Φｘ  ＜  １．９５                  …(10)
−１．６２  ＜  φｙ／Φｙ  ＜  ０．３０                …(11)
ただし、φｘは前記第２プリズムの前記撮像素子に最も近い反射面のｘ方向のパワー、φｙは前記第２プリズムの前記撮像素子に最も近い反射面のｙ方向（偏心方向）のパワー、Φｘは光学系全体のｘ方向のパワー、Φｙは光学系全体のｙ方向（偏心方向）のパワーである。
条件式(10)，(11)の上限値を上回ると、第２プリズムの撮像素子に最も近い反射面の有効径が大きくなるため、第２プリズムが大きくなってしまう。
他方、条件式(10)，(11)の下限値を下回ると、主点位置が像面から離れてしまうため、バックフォーカスの確保が困難になる。
【００３３】
また、次の条件式(10-2)，(11-2)を満足するのが良い。
０．２２  ＜  φｘ／Φｘ  ＜  １．３０                  …(10-2)
−１．１０  ＜  φｙ／Φｙ  ＜  ０．２０                …(11-2)
さらには、次の条件式(10-3)，(11-3)を満足するのが良い。
０．５２  ＜  φｘ／Φｘ  ＜  ０．６５                  …(10-3)
−０．５４  ＜  φｙ／Φｙ  ＜  ０．１０                …(11-3)
【００３４】
また、例えば、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳ等の撮像素子に用いる場合、撮像光学系から射出された軸外光束が像面に対してあまりに大きな角度で入射すると、画像中央部と画像周辺部における画像の明るさが異なる現象、いわゆるシェーディングが生じてしまう。一方、像面に対して小さい角度で入射させるとこの問題は軽減されるが、今度は光学系が大きくなる傾向にある。
また、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳ等の撮像素子は、１画素あたりの開口径が長方形であることから、斜入射特性に非軸対称性がある。従って、画像の明るさを均一にするためには、素子の短辺方向と長辺方向で差をつけることが望ましい。そのためには、次の条件式(12)，(13)を満たすのが良い。
−１０．０°＜  θｘ    ＜  １１．０°                  …(12)
０．５°＜  θｘ−θｙ  ＜  ２３．０°                  …(13)
ただし、θｘは前記撮像素子への主光線のｘ方向（撮像素子短辺方向）の入射角、θｙは前記撮像素子への主光線のｙ方向の入射角である。
条件式(12)，(13)の下限値を下回ると、ＣＣＤへの入射角が大きくなりすぎ画像周辺部の明るさが低下してしまう。
他方、条件式(12)，(13)の上限値を上回ると、全長が大きくなりすぎてしまう。また、条件式(12)，(13)の範囲外の値をとると、撮像素子の短辺と長辺方向に対し、減衰率の異なるような明るさにむらが生じてしまう。
【００３５】
また、次の条件式(12-2)，(13-2)を満足するのが好ましい。
−８．０°＜  θｘ    ＜  ９．０°                      …(12-2)
０．６°＜  θｘ−θｙ  ＜  １８．０°                  …(13-2)
さらには、次の条件式(12-3)，(13-3)を満足するのが、より一層好ましい。
−５．０°＜  θｘ    ＜  ７．０°                      …(12-3)
０．７°＜  θｘ−θｙ  ＜  １３．０°                  …(13-3)
【００３６】
また、本発明の撮像光学系においては、前記開口絞りを円形とするのが好ましい。
円形に構成すれば、絞り部材の製造誤差を抑え易くなる。また、組み立て時において、瞳の形状が光学部材や絞りの回転方向の組み立て精度に影響されないので、回転方向の精度調整が不要となり組み立て易くなる。
【００３７】
また、本発明の撮像光学系を用いた光学装置としては、デジタルカメラ、プロジェクタ、内視鏡、携帯電話等が構成可能である。
【００３８】
なお、本発明で用いる上記の回転非対称なパワーの反射面は、唯一対称面を１面のみ有した面対称自由曲面形状にて構成することが好ましい。ここで、本発明で使用する自由曲面の面の形状は、例えば米国特許第６，１２４，９８９号（特開２０００−６６１０５号）の（ａ）式により定義される自由曲面であり、その定義式のＺ軸が自由曲面の軸となる。偏心光学系のパワーと焦点距離の定義については、例えば米国特許第６，１２４，９８９号（特開２０００−６６１０５号）の図１５に基づいて定義されるものである。
【００３９】
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
各実施例の構成パラメータにおいては、図１に示すように、順光線追跡で、軸上主光線１を、物体中心から光学系の絞り２の中心を垂直に通り、像面３中心に至る光線で定義する。そして、光学系の最も物体側の第１面（図１の場合は、カバーガラスＣＧ１の面ＣＧ１ａ）の軸上主光線１と交差する位置を偏心光学系の偏心光学面の原点として、軸上主光線１に沿う方向をＺ軸方向とし、物体から第１面に向かう方向をＺ軸正方向とし、光軸が折り曲げられる平面をＹ−Ｚ平面とし、原点を通りＹ−Ｚ平面に直交する方向をＸ軸方向とし、図１の紙面の表から裏へ向かう方向をＸ軸正方向とし、Ｘ軸、Ｚ軸と右手直交座標系を構成する軸をＹ軸とする。
【００４０】
後述の実施例１〜３では、このＹ−Ｚ平面内で各面の偏心を行っており、また、各回転非対称自由曲面の唯一の対称面をＹ−Ｚ面としている。
偏心面については、光学系の原点の中心からその面の面頂位置の偏心量（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向をそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ）と、その面の中心軸（自由曲面については、後記の引用文献の（ａ）式のＺ軸）のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれを中心とする傾き角（それぞれα，β，γ（°））とが与えられている。その場合、αとβの正はそれぞれの軸の正方向に対して反時計回りを、γの正はＺ軸の正方向に対して時計回りを意味する。なお、面の中心軸のα，β，γの回転のさせ方は、面の中心軸とそのＸＹＺ直交座標系を、まずＸ軸の回りで反時計回りにα回転させ、次に、その回転した面の中心軸を新たな座標系のＹ軸の回りで反時計回りにβ回転させると共に１度回転した座標系もＹ軸の回りで反時計回りにβ回転させ、次いで、その２度回転した面の中心軸を新たな座標系の新たな座標系のＺ軸の回りで時計回りにγ回転させるものである。
【００４１】
また、各実施例の光学系を構成する光学作用面の中、特定の面とそれに続く面が共軸光学系を構成する場合には、面間隔が与えられており、その他、媒質の屈折率、アッベ数が慣用法に従って与えられている。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、高精度を維持しながら、従来の小型、薄型化した光学系と比べてさらなる小型化、薄型化が可能であって、構成部材であるプリズムの温度変化によるスポット径の変化の影響を極力抑えた高性能な撮像光学系及びそれを用いた光学装置が得られる。
【実施例１】
【００４３】
図１は本発明の実施例１にかかる撮像光学系の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。図２は実施例１の光学系の横収差図であり、(a)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(b)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(c)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(d)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(e)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(f)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(g)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(h)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(i)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(j)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(k)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(l)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差を示している。図３(a)は本発明の撮像光学系の第１のプリズム入射面に入射する光束の形状を模式的に示す状態説明図、図３(b)は(a)に示した光束の開口絞り上での形状を模式的に示す状態説明図である。
【００４４】
実施例１の撮像光学系は、物体側から順に、カバーガラスＣＧ１と、前群Ｇ１と、開口絞り２と、後群Ｇ２と、カバーガラスＣＧ２を有して構成されている。図中、３は撮像面である。
カバーガラスＣＧ１，ＣＧ２は、平行平板状に形成されている。
前群Ｇ１は、入射面１1と、反射面１2と、射出面１3とを有するプリズム１０で構成されている。
後群Ｇ２は、入射面２1と、反射面２2と、反射面２3と、射出面２4とを有するプリズム２０で構成されている。
入射面１1、反射面１2、射出面１3、入射面２1、反射面２2、反射面２3、射出面２4は、回転非対称なパワーを有する自由曲面形状に形成され、Y方向に偏心している。
開口絞り２は、開口部が円形に形成されている。
また、実施例１の撮像光学系は、Ｙ方向のＦｎｏがＸ方向のＦｎｏに比べて明るくなるように構成されている。
【００４５】
また、実施例１で用いられる自由曲面の面の形状は、例えば米国特許第６，１２４，９８９号（特開２０００−６６１０５号）の（ａ）式により定義される自由曲面であり、その定義式のＺ軸が自由曲面の軸となる。なお、これは、以下の各実施例においても同じである。
【００４６】
このように構成した実施例１の撮像光学系によれば、カバーガラスＣＧ１を経て前群Ｇ１のプリズム入射面１1に対し図３(a)に示すような楕円形状に入射した各光束は、図３(b)に示すように、開口絞り２上で円形状になる。
次に、実施例１の撮像光学系を構成する光学部材の数値データを示す。数値データ中、“FSS”は自由曲面、“REF”は反射面を示している。また、屈折率、アッベ数はd線のものである。これらは以下の各実施例の数値データにおいて共通である。
【００４７】
数値データ１
撮像面のサイズ：4.48ｍｍ(X方向)×3.36ｍｍ(Y方向)
撮影画角：水平画角(X方向)51.0°、垂直画角(Y方向)39.3°
入射瞳径（直径）：X方向1.99mm、Y方向1.48mmの楕円形状
開口絞り：φ1.54の円形
面番号  曲率半径        面間隔    偏心      屈折率  アッベ数  反射面
物体面      ∞            ∞
1        ∞           0.00                1.4950    65.0
2        ∞           0.00    偏心(1)
3    FSS[1]           0.00    偏心(2)     1.6069    27.0
4    FSS[2]           0.00    偏心(3)     1.6069    27.0    REF
5    FSS[3]           0.00    偏心(4) 
6    絞り面           0.00    偏心(5) 
7    FSS[4]           0.00    偏心(6)     1.5091    56.2
8    FSS[5]           0.00    偏心(7)     1.5091    56.2    REF 
9    FSS[6]           0.00    偏心(8)     1.5091    56.2    REF 
10    FSS[7]           0.00    偏心(9)
11        ∞           0.00    偏心(10)    1.5163    64.1
12        ∞           0.00    偏心(11)
像  面      ∞           0.00    偏心(12)
【００４８】
FSS[1]
Ｃ４＝ 3.4680×10-2    Ｃ６＝ 5.1485×10-2    Ｃ８＝-1.4081×10-3
Ｃ10＝-5.1472×10-4    Ｃ11＝ 1.8078×10-4    Ｃ13＝ 3.4463×10-4
Ｃ15＝-2.0185×10-4    Ｃ17＝ 1.2992×10-5    Ｃ19＝ 1.7257×10-5
Ｃ21＝ 4.3856×10-6    Ｃ22＝ 2.3982×10-6    Ｃ24＝ 4.3375×10-6
Ｃ26＝-4.6872×10-6    Ｃ28＝-5.1139×10-7
FSS[2]
Ｃ４＝-2.5129×10-3    Ｃ６＝ 1.5256×10-2    Ｃ８＝-1.0080×10-3
Ｃ10＝ 1.0732×10-3    Ｃ11＝ 2.9666×10-5    Ｃ13＝-3.2614×10-4
Ｃ15＝-6.5430×10-5    Ｃ17＝ 2.1955×10-5    Ｃ19＝-3.9044×10-5
Ｃ21＝-3.0601×10-5    Ｃ22＝-3.0410×10-7    Ｃ24＝ 4.8235×10-6
Ｃ26＝-2.6507×10-6    Ｃ28＝-2.8048×10-6
FSS[3]
Ｃ３＝-4.7769×10-2    Ｃ４＝ 5.4512×10-2    Ｃ６＝ 3.8915×10-2
Ｃ８＝-2.9262×10-3    Ｃ10＝ 6.1450×10-3    Ｃ11＝ 5.0904×10-4
Ｃ13＝ 1.1362×10-2    Ｃ15＝ 6.4673×10-4    Ｃ17＝ 4.4550×10-4
Ｃ19＝-1.2918×10-3    Ｃ21＝-8.0008×10-4    Ｃ22＝-6.6803×10-5
Ｃ24＝ 4.4659×10-4    Ｃ26＝-2.1402×10-4    Ｃ28＝-7.3274×10-5
FSS[4]
Ｃ３＝ 2.7031×10-3    Ｃ４＝-8.6219×10-2    Ｃ６＝ 6.2598×10-2
Ｃ８＝ 7.8028×10-3    Ｃ10＝ 6.6722×10-4    Ｃ11＝-2.6096×10-4
Ｃ13＝ 6.2936×10-3    Ｃ15＝-3.9848×10-4    Ｃ17＝ 8.9105×10-5
Ｃ19＝-8.5638×10-4    Ｃ21＝-4.3613×10-4    Ｃ22＝-1.2310×10-3
Ｃ24＝ 8.6338×10-4    Ｃ26＝-4.2380×10-4    Ｃ28＝ 1.4998×10-4
FSS[5]
Ｃ４＝ 2.8775×10-2    Ｃ６＝ 2.4982×10-2    Ｃ８＝ 1.4210×10-3
Ｃ10＝-1.9615×10-4    Ｃ11＝-2.2015×10-5    Ｃ13＝ 3.0027×10-4
Ｃ15＝ 7.2102×10-5    Ｃ17＝-4.4039×10-6    Ｃ19＝ 1.0024×10-6
Ｃ21＝-2.9125×10-5    Ｃ22＝-9.3152×10-7    Ｃ24＝-3.7779×10-6
Ｃ26＝-7.0364×10-6    Ｃ28＝-2.0070×10-6
FSS[6]
Ｃ４＝ 2.1021×10-2    Ｃ６＝ 4.8223×10-3    Ｃ８＝ 4.5565×10-4
Ｃ10＝-5.9938×10-4    Ｃ11＝ 2.6333×10-5    Ｃ13＝-4.1976×10-4
Ｃ15＝-1.2801×10-4    Ｃ17＝ 2.4625×10-6    Ｃ19＝ 3.1297×10-5
Ｃ21＝-2.4613×10-5    Ｃ22＝ 7.3763×10-7    Ｃ24＝ 6.0600×10-6
Ｃ26＝ 9.6707×10-6    Ｃ28＝ 6.2242×10-6
FSS[7]
Ｃ４＝-5.5650×10-2    Ｃ６＝-6.9338×10-2    Ｃ８＝ 8.1177×10-3
Ｃ10＝-1.0109×10-3    Ｃ11＝ 1.0414×10-3    Ｃ13＝ 4.4437×10-3
Ｃ15＝ 1.9271×10-3    Ｃ17＝-1.2022×10-4    Ｃ19＝ 4.7616×10-4
Ｃ21＝-5.0570×10-5    Ｃ22＝-1.2132×10-5    Ｃ24＝-1.1792×10-4
Ｃ26＝-6.1558×10-5    Ｃ28＝ 2.7323×10-4
偏心[1]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.00  Ｚ＝  0.50
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[2]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.00  Ｚ＝  0.75
α＝ -3.19  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[3]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝ -0.08  Ｚ＝  4.60
α＝-41.79  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[4]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  3.54  Ｚ＝  4.11
α＝ 96.59  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[5]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  4.49  Ｚ＝  4.01
α＝ 96.59  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[6]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  4.68  Ｚ＝  3.98
α＝ 96.59  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[7]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝ 10.00  Ｚ＝  3.37
α＝-103.09  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[8]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  7.16  Ｚ＝  1.55
α＝ 28.31  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[9]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  7.11  Ｚ＝  5.96
α＝  0.37  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[10]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  7.08  Ｚ＝  6.26
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[11]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  7.08  Ｚ＝  6.76
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[12]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  7.08  Ｚ＝  7.35
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
【実施例２】
【００４９】
図４は本発明の実施例２にかかる撮像光学系の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
実施例２の撮像光学系は、物体側から順に、カバーガラスＣＧ１と、前群Ｇ１と、開口絞り２と、後群Ｇ２を有して構成されている。図中、３は撮像面である。
カバーガラスＣＧ１は、平行平板状に形成されている。また、カバーガラスＣＧ１は、例えば、表面にＩＲ光をカットする膜がコーティングされるなどして、ＩＲ光をカットする機能を有している。
前群Ｇ１は、入射面１1と、反射面１2と、射出面１3とを有するプリズム１０で構成されている。
後群Ｇ２は、入射面２1と、反射面２2と、反射面２3と、射出面２4とを有するプリズム２０で構成されている。
入射面１1、反射面１2、射出面１3、入射面２1、反射面２2、反射面２3、射出面２4は、回転非対称なパワーを有する自由曲面形状に形成され、Ｙ方向に偏心している。
開口絞り２は、開口部が円形に形成されている。
また、実施例２の撮像光学系は、Ｙ方向のＦｎｏがＸ方向のＦｎｏに比べて明るくなるように構成されている。
【００５０】
このように構成した実施例２の撮像光学系によれば、カバーガラスＣＧ１を経て前群Ｇ１のプリズム入射面１1に対し図３(a)に示すような楕円形状に入射した各光束は、図３(b)に示すように、開口絞り２上で円形状になる。
次に、実施例２の撮像光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
【００５１】
数値データ２
撮像面のサイズ：4.48ｍｍ(X方向)×3.36ｍｍ(Y方向)
撮影画角：水平画角(X方向)51.0°、垂直画角(Y方向)39.3°
入射瞳径（直径）：X方向1.875mm、Y方向1.50mmの楕円形状
開口絞り：φ1.44の円形
面番号  曲率半径        面間隔    偏心      屈折率  アッベ数  反射面
物体面      ∞            ∞
1        ∞           0.00                1.4950    65.0
2        ∞           0.00    偏心(1) 
3    FSS[1]           0.00    偏心(2)     1.5753    33.5
4    FSS[2]           0.00    偏心(3)     1.5753    33.5    REF 
5    FSS[3]           0.00    偏心(4) 
6    絞り面           0.00    偏心(5) 
7    FSS[4]           0.00    偏心(6)     1.5254    55.8
8    FSS[5]           0.00    偏心(7)     1.5254    55.8    REF 
9    FSS[6]           0.00    偏心(8)     1.5254    55.8    REF 
10    FSS[7]           0.00    偏心(9)
像  面    ∞             0.00    偏心(10)
【００５２】
FSS[1]
Ｃ４＝ 3.4355×10-2    Ｃ６＝ 6.9006×10-2    Ｃ８＝-1.6647×10-3 
Ｃ10＝-9.5905×10-4    Ｃ11＝ 3.4899×10-4    Ｃ13＝ 4.6329×10-4 
Ｃ15＝ 2.4423×10-4    Ｃ17＝ 1.2997×10-6    Ｃ19＝ 4.2350×10-5 
Ｃ21＝ 1.1697×10-7
FSS[2]
Ｃ４＝-6.2934×10-3    Ｃ６＝ 1.6149×10-2    Ｃ８＝-1.5190×10-3 
Ｃ10＝ 9.0080×10-4    Ｃ11＝ 6.5049×10-5    Ｃ13＝-4.8527×10-4 
Ｃ15＝ 4.5741×10-7    Ｃ17＝ 2.8611×10-5    Ｃ19＝-6.0600×10-5 
Ｃ21＝-1.4921×10-6
FSS[3]
Ｃ４＝ 2.5390×10-2    Ｃ６＝ 4.2532×10-2    Ｃ８＝-2.8008×10-3 
Ｃ10＝ 6.1484×10-3    Ｃ11＝-4.3925×10-3    Ｃ13＝ 1.8932×10-2 
Ｃ15＝-1.0012×10-4
FSS[4]
Ｃ４＝-1.1067×10-1    Ｃ６＝ 6.6993×10-2    Ｃ８＝ 5.8855×10-3 
Ｃ10＝ 2.5677×10-3    Ｃ11＝-7.2179×10-3    Ｃ13＝ 1.4657×10-2 
Ｃ15＝-9.9668×10-4
FSS[5]
Ｃ４＝ 2.9945×10-2    Ｃ６＝ 2.8616×10-2    Ｃ８＝ 3.9790×10-4 
Ｃ10＝ 3.0676×10-5    Ｃ11＝ 5.4263×10-5    Ｃ13＝ 2.7278×10-4 
Ｃ15＝ 9.3669×10-5    Ｃ17＝ 5.8459×10-6    Ｃ19＝ 9.2474×10-7 
Ｃ21＝-8.1659×10-6
FSS[6]
Ｃ４＝ 2.5046×10-2    Ｃ６＝ 2.8882×10-3    Ｃ８＝-1.0081×10-3 
Ｃ10＝ 1.8226×10-5    Ｃ11＝ 3.7867×10-5    Ｃ13＝-1.8733×10-4 
Ｃ15＝-1.9180×10-4    Ｃ17＝ 1.0036×10-6    Ｃ19＝ 1.6523×10-5 
Ｃ21＝ 1.6730×10-5
FSS[7]
Ｃ４＝ 1.6177×10-2    Ｃ６＝-9.5172×10-2    Ｃ８＝ 5.1221×10-3 
Ｃ10＝-3.3968×10-3    Ｃ11＝ 8.8131×10-4    Ｃ13＝ 1.0236×10-2 
Ｃ15＝ 5.8424×10-3    Ｃ17＝ 8.1349×10-4    Ｃ19＝ 2.7593×10-3 
Ｃ21＝ 1.1962×10-3
偏心[1]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.00  Ｚ＝  0.50
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[2]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝ -0.00  Ｚ＝  1.47
α＝  1.34  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[3]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.03  Ｚ＝  4.51
α＝-41.07  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[4]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  3.17  Ｚ＝  4.11
α＝ 95.64  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[5]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  3.57  Ｚ＝  4.05
α＝ 90.72  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[6]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  3.90  Ｚ＝  4.00
α＝ 95.88  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[7]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  9.43  Ｚ＝  3.27
α＝-103.38  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[8]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  6.94  Ｚ＝  1.58
α＝ 24.48  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[9]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  6.41  Ｚ＝  6.00
α＝ -6.91  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[10]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  6.35  Ｚ＝  6.50
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
【実施例３】
【００５３】
図５は本発明の実施例３にかかる撮像光学系の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
実施例３の撮像光学系は、物体側から順に、カバーガラスＣＧ１と、前群Ｇ１’と、開口絞り２と、後群Ｇ２と、カバーガラスＣＧ２とを有して構成されている。図中、３は撮像面である。
カバーガラスＣＧ１，ＣＧ２は、平行平板状に形成されている。
前群Ｇ１’は、反射面１1’を有するミラー１０’で構成されている。
後群Ｇ２は、入射面２1と、反射面２2と、反射面２3と、射出面２4とを有するプリズム２０で構成されている。
反射面１1’、入射面２1、反射面２2、反射面２3、射出面２4は、回転非対称なパワーを有する自由曲面形状に形成され、Y方向に偏心している。
開口絞り２は、開口部が円形に形成されている。
また、実施例３の撮像光学系は、Ｙ方向のＦｎｏがＸ方向のＦｎｏに比べて明るくなるように構成されている。
その他の構成及び作用効果は実施例１とほぼ同じである。
【００５４】
次に、実施例３の撮像光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ３
撮像面のサイズ：4.48ｍｍ(X方向)×3.36ｍｍ(Y方向)
撮影画角：水平画角(X方向)51.0°、垂直画角(Y方向)39.3°
入射瞳径（直径）：X方向1.874mm、Y方向1.38mmの楕円形状
開口絞り：φ1.80の円形
面番号  曲率半径        面間隔    偏心      屈折率  アッベ数  反射面
物体面      ∞            ∞
1        ∞           0.00                1.4950    65.0
2        ∞           0.00    偏心(1) 
3    FSS[1]           0.00    偏心(2)                       REF
4    絞り面           0.00    偏心(3)
5    FSS[2]           0.00    偏心(4)     1.5091    56.2
6    FSS[3]           0.00    偏心(5)     1.5091    56.2    REF
7    FSS[4]           0.00    偏心(6)     1.5091    56.2    REF
8    FSS[5]           0.00    偏心(7) 
9      ∞             0.00    偏心(8)     1.5163    64.1
10      ∞             0.00    偏心(9)
像  面    ∞             0.00    偏心(10)
【００５５】
FSS[1]
Ｃ４＝-3.4019×10-3    Ｃ６＝ 1.5199×10-2    Ｃ８＝-8.6134×10-4 
Ｃ10＝ 4.4870×10-4    Ｃ11＝-7.5896×10-5    Ｃ13＝-1.7503×10-4 
Ｃ15＝ 2.1805×10-4    Ｃ17＝-2.0443×10-5    Ｃ19＝-1.7062×10-5 
Ｃ21＝ 2.1009×10-5
FSS[2]
Ｃ４＝-9.3351×10-2    Ｃ６＝ 3.7079×10-2    Ｃ８＝ 1.0135×10-2 
Ｃ10＝ 1.0483×10-3    Ｃ11＝-1.5275×10-3    Ｃ13＝-3.1194×10-3 
Ｃ15＝ 1.0323×10-3
FSS[3]
Ｃ４＝ 2.4193×10-2    Ｃ６＝ 2.0387×10-2    Ｃ８＝ 1.3754×10-3 
Ｃ10＝ 1.1123×10-4    Ｃ11＝-1.2184×10-5    Ｃ13＝ 3.6095×10-4 
Ｃ15＝-5.9683×10-5    Ｃ17＝ 8.6795×10-7    Ｃ19＝ 4.2268×10-6 
Ｃ21＝-3.3515×10-6
FSS[4]
Ｃ４＝ 1.9692×10-2    Ｃ６＝ 5.9797×10-3    Ｃ８＝ 5.6500×10-4 
Ｃ10＝-6.0461×10-4    Ｃ11＝ 3.1477×10-5    Ｃ13＝-2.4492×10-4 
Ｃ15＝ 1.7712×10-5    Ｃ17＝ 4.9624×10-6    Ｃ19＝-1.1691×10-5 
Ｃ21＝-8.5947×10-8
FSS[5]
Ｃ４＝ 3.0508×10-2    Ｃ６＝ 6.3482×10-2    Ｃ８＝ 1.3524×10-3
Ｃ10＝-1.4040×10-2    Ｃ11＝-1.1431×10-3    Ｃ13＝ 6.6454×10-3
Ｃ15＝-4.9308×10-3
偏心[1]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.00  Ｚ＝  0.50
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[2]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.00  Ｚ＝  4.24
α＝-42.13  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[3]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  3.73  Ｚ＝  3.86
α＝ 95.75  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[4]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  4.52  Ｚ＝  3.78
α＝ 94.86  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[5]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝ 10.55  Ｚ＝  3.21
α＝-105.21  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[6]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  7.41  Ｚ＝  0.93
α＝ 25.20  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[7]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  7.09  Ｚ＝  5.69
α＝ -8.04  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[8]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  7.04  Ｚ＝  6.91
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[9]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  7.04  Ｚ＝  7.41
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[10]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  7.04  Ｚ＝  8.00
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
【実施例４】
【００５６】
図６は本発明の実施例４にかかる撮像光学系の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。図７は実施例４の光学系の無限遠点合焦時の横収差図、図８は実施例４の光学系の近点１００ｍ合焦時の横収差図であり、夫々(a)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(b)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(c)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(d)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(e)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(f)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(g)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(h)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(i)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(j)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(k)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(l)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差を示している。
【００５７】
実施例４の撮像光学系は、物体側から順に、カバーガラスＣＧ１と、前群Ｇ１と、開口絞り２と、後群Ｇ２と、カバーガラスＣＧ２とを有して構成されている。図中、３は撮像面である。
カバーガラスＣＧ１，ＣＧ２は、平行平板状に形成されている。なお、カバーガラスＣＧ１の代わりにフィルターを用いて構成してもよい。
前群Ｇ１は、入射面１1と、反射面１2と、射出面１3とを有する第１プリズム１０で構成されている。
後群Ｇ２は、入射面２1と、反射面２2と、反射面２3と、射出面２4とを有する第２プリズム２０で構成されている。
入射面１1、反射面１2、射出面１3、入射面２1、反射面２2、反射面２3、射出面２4は、回転非対称なパワーを有する自由曲面形状に形成され、Ｙ方向に偏心している。
開口絞り２は、開口部が円形に形成されている。
また、実施例４の撮像光学系は、Ｙ方向のＦｎｏがＸ方向のＦｎｏに比べて明るくなるように構成されている。
その他の構成及び作用効果は実施例１とほぼ同じである。
【００５８】
次に、実施例４の撮像光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ４
水平全画角    52.1°
垂直全画角    40.3°
焦点距離      3.68mm
Ｆナンバー(x) 2.29
Ｆナンバー(y) 3.35
面番号  曲率半径        面間隔    偏心      屈折率  アッベ数
物体面      ∞            ∞
1        ∞           0.00    偏心(1)   1.4950    65.0
2        ∞           0.00    偏心(2) 
3    FFS[1]           0.00    偏心(3)   1.6069    27.0
4    FFS[2]           0.00    偏心(4)   1.6069    27.0
5    FFS[3]           0.00    偏心(5) 
6    絞り面           0.00    偏心(6) 
7    FFS[4]           0.00    偏心(7)   1.5256    56.4
8    FFS[5]           0.00    偏心(8)   1.5256    56.4
9    FFS[6]           0.00    偏心(9)   1.5256    56.4
10    FFS[7]          Ｄ１０   偏心(10)
11        ∞           0.30              1.5163    64.1
12        ∞           0.63
像  面      ∞           0.00
Ｄ１０
無限遠合焦時：        0.31
近点１００ｍ合焦時：  0.45
【００５９】
FFS[1]
Ｃ４＝  4.1709×10-2  Ｃ6＝ 6.5908×10-2     Ｃ8＝-1.0688×10-4
Ｃ10＝-1.1246×10-3   Ｃ11＝ 6.6599×10-4    Ｃ13＝1.6298×10-3
Ｃ15＝  7.4708×10-4  Ｃ17＝-2.9507×10-5   Ｃ19＝9.7169×10-5
Ｃ21＝-1.7566×10-4   Ｃ22＝-2.5840×10-6   Ｃ24＝5.7315×10-5
Ｃ26＝-3.4271×10-5   Ｃ28＝3.0860×10-5
FFS[2]
Ｃ4＝-3.9587×10-3    Ｃ6＝ 2.7654×10-2    Ｃ8＝-1.0723×10-3
Ｃ10＝1.9555×10-3    Ｃ11＝7.7516×10-5    Ｃ13＝-1.7029×10-4
Ｃ15＝3.4007×10-4    Ｃ17＝-3.4680×10-5   Ｃ19＝1.0476×10-4
Ｃ21＝4.8180×10-6   Ｃ22＝-6.2801×10-6   Ｃ24＝-4.7571×10-7
Ｃ26＝1.6082×10-5    Ｃ28＝-8.1118×10-6
FFS[3]
Ｃ3＝-3.3425×10-2    Ｃ4＝-7.8403×10-2    Ｃ6＝-4.0695×10-2
Ｃ8＝-8.8984×10-3    Ｃ10＝6.2496×10-3    Ｃ11＝-1.5720×10-3
Ｃ13＝-2.7166×10-2   Ｃ15＝1.4357×10-3    Ｃ17＝-6.5515×10-4
Ｃ19＝3.6911×10-4    Ｃ21＝-2.1928×10-4  Ｃ22＝1.8341×10-3
Ｃ24＝-3.0393×10-3   Ｃ26＝2.0951×10-3    Ｃ28＝-6.7649×10-4
FFS[4]
Ｃ3＝-2.8391×10-2    Ｃ4＝ 1.2123×10-1    Ｃ6＝-8.3113×10-2
Ｃ8＝ 7.8309×10-3    Ｃ10＝2.1910×10-3    Ｃ11＝6.5905×10-3
Ｃ13＝-1.7892×10-2   Ｃ15＝1.5127×10-3    Ｃ17＝-6.7547×10-4
Ｃ19＝4.3224×10-4    Ｃ21＝-8.3463×10-5   Ｃ22＝-2.3991×10-4
Ｃ24＝-8.1334×10-3   Ｃ26＝7.9144×10-4    Ｃ28＝-4.9662×10-4
FFS[5]
Ｃ4＝ 3.8550×10-2    Ｃ6＝ 4.1924×10-2    Ｃ8＝ 1.7538×10-3
Ｃ10＝-3.9045×10-4   Ｃ11＝8.7475×10-5    Ｃ13＝6.4778×10-4
Ｃ15＝1.7386×10-4    Ｃ17＝-1.0376×10-5   Ｃ19＝-1.6202×10-6
Ｃ21＝-1.7314×10-5   Ｃ22＝-2.3351×10-7   Ｃ24＝1.1257×10-5
Ｃ26＝-9.6773×10-6   Ｃ28＝-9.8518×10-6
FFS[6]
Ｃ4＝-2.4098×10-2   Ｃ6＝ 1.1095×10-2     Ｃ8＝ 2.5243×10-4
Ｃ10＝8.0683×10-5    Ｃ11＝-1.0086×10-4    Ｃ13＝8.3763×10-4
Ｃ15＝3.5919×10-4    Ｃ17＝-6.6515×10-5   Ｃ19＝5.2149×10-5
Ｃ21＝6.6212×10-5    Ｃ22＝4.1040×10-7     Ｃ24＝4.0895×10-6
Ｃ26＝-6.4842×10-6  Ｃ28＝-9.8152×10-6
FFS[7]
Ｃ3＝ 4.8640×10-2    Ｃ4＝ 3.7051×10-2     Ｃ6＝ 6.3083×10-2
Ｃ8＝ 1.4429×10-3    Ｃ10＝2.1610×10-4     Ｃ11＝-8.4235×10-3
Ｃ13＝-8.8574×10-3   Ｃ15＝-4.6112×10-3    Ｃ17＝-4.4861×10-4
Ｃ19＝5.3081×10-4    Ｃ21＝1.1103×10-3     Ｃ22＝4.3529×10-4
Ｃ24＝5.0879×10-4    Ｃ26＝1.0880×10-3     Ｃ28＝-1.2467×10-4
偏心[1] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.00  Ｚ＝  0.00
α＝  0.00  β    0.00  γ＝  0.00
偏心[2] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.00  Ｚ＝  0.50
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[3] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝ -0.00  Ｚ＝  0.64
α＝ -0.95  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[4] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝ -0.02  Ｚ＝  3.34
α＝-41.75  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[5] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  2.63  Ｚ＝  3.02
α＝-83.86  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[6] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  3.21  Ｚ＝  2.96
α＝-83.86  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[7] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  3.39  Ｚ＝  2.94
α＝-83.86  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[8] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  7.89  Ｚ＝  2.41
α＝-101.29  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[9] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  5.44  Ｚ＝  1.03
α＝-150.09  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[10]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  5.38  Ｚ＝  4.48
α＝-180.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
【実施例５】
【００６０】
図９は本発明の実施例５にかかる撮像光学系の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。図１０は実施例５の光学系の無限遠点合焦時の横収差図、図１１は実施例５の光学系の近点１００ｍ合焦時の横収差図であり、夫々(a)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(b)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(c)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(d)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(e)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(f)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(g)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(h)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(i)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(j)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(k)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(l)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差を示している。
【００６１】
実施例５の撮像光学系の基本構成は、実施例４とほぼ同じである。
その他の構成及び作用効果は実施例１とほぼ同じである。
【００６２】
次に、実施例５の撮像光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ５
水平全画角    53.1°
垂直全画角    41.1°
焦点距離      3.60mm
Ｆナンバー(x) 2.32
Ｆナンバー(y) 3.33
面番号  曲率半径        面間隔    偏心      屈折率  アッベ数
物体面      ∞            ∞
1        ∞           0.00    偏心(1)   1.4950    65.0
2        ∞           0.00    偏心(2) 
3    FFS[1]           0.00    偏心(3)   1.6069    27.0
4    FFS[2]           0.00    偏心(4)   1.6069    27.0
5    FFS[3]           0.00    偏心(5) 
6    絞り面           0.00    偏心(6) 
7    FFS[4]           0.00    偏心(7)   1.5256    56.4
8    FFS[5]           0.00    偏心(8)   1.5256    56.4
9    FFS[6]           0.00    偏心(9)   1.5256    56.4
10    FFS[7]          Ｄ１０   偏心(10)
11        ∞           0.30              1.5163    64.1
12        ∞           0.63 
像  面      ∞           0.00 
Ｄ１０
無限遠合焦時：        0.35
近点１００ｍ合焦時：  0.49
【００６３】
FFS[1]
Ｃ4＝3.8146×10-2    Ｃ6= 7.0327×10-2       Ｃ8＝-2.3379×10-3 
Ｃ10＝-2.1866×10-3    Ｃ11＝8.2077×104-4     Ｃ13＝1.9776×10-3
Ｃ15＝  3.8823×10-4   Ｃ17＝8.1761×10-5      Ｃ19＝-2.5319×10-6
Ｃ21＝-6.6384×10-5    Ｃ22＝-1.6852×10-5     Ｃ24＝5.4776×10-5
Ｃ26＝-1.7350×10-5    Ｃ28＝1.2713×10-5
FFS[2]
Ｃ4＝-3.4777×10-3     Ｃ6＝2.7607×10-2      Ｃ8＝-1.9750×10-3
Ｃ10＝2.1459×10-3     Ｃ11＝7.0172×10-5     Ｃ13＝-4.7579×10-4
Ｃ15＝-8.7394×10-6    Ｃ17＝1.3306×10-4     Ｃ19＝-7.4639×10-5
Ｃ21＝-5.2189×10-5    Ｃ22＝-6.8238×10-7    Ｃ24＝3.0061×10-5
Ｃ26＝-1.4124×10-5    Ｃ28＝-8.8127×10-6
FFS[3]
Ｃ3＝-2.3496×10-2     Ｃ4＝6.5011×10-2      Ｃ6＝3.9086×10-2
Ｃ8＝-1.7772×10-3     Ｃ10＝1.2822×10-2     Ｃ11＝-3.2140×10-3
Ｃ13＝4.1631×10-2     Ｃ15＝1.3025×103-3    Ｃ17＝6.4121×10-3
Ｃ19＝-4.4174×10-3    Ｃ21＝-9.1827×10-4    Ｃ22＝-4.6805×10-3 
Ｃ24＝7.2297×10-3     Ｃ26＝-1.8259×10-3    Ｃ28＝2.2407×10-4
FFS[4]
Ｃ3＝6.4148×10-4      Ｃ4＝-1.4331×10-1     Ｃ6＝9.5488×10-2
Ｃ8＝2.3481×10-2      Ｃ10＝4.2176×10-3     Ｃ11＝-1.5076×10-2
Ｃ13＝3.2706×10-2     Ｃ15＝-1.7340×10-3    Ｃ17＝6.4019×10-3
Ｃ19＝-4.6840×10-3    Ｃ21＝-3.8193×10-4    Ｃ22＝-2.1026×10-4 
Ｃ24＝1.1371×10-2     Ｃ26＝-1.7086×10-3    Ｃ28＝1.1775×10-3
FFS[5]
Ｃ4＝3.8317×10-2      Ｃ6＝3.2015×10-2      Ｃ8＝2.7664×10-3
Ｃ10＝1.5183×10-4     Ｃ11＝9.0193×10-5     Ｃ13＝4.2060×10-4
Ｃ15＝1.6101×10-4     Ｃ17＝3.0384×10-5     Ｃ19＝-9.1913×10-6
Ｃ21＝-2.1737×10-5    Ｃ22＝-2.3635×10-6    Ｃ24＝1.6457×10-5
Ｃ26＝-2.5010×10-5    Ｃ28＝-1.0151×10-5
FFS[6]
Ｃ4＝2.4313×10-2      Ｃ6＝4.1385×10-3      Ｃ8＝1.4275×10-3
Ｃ10＝-2.6311×10-4    Ｃ11＝1.7694×10-4     Ｃ13＝-5.9872×10-4
Ｃ15＝-3.5332×10-4    Ｃ17＝-1.8107×10-5    Ｃ19＝3.8705×10-5
Ｃ21＝4.3397×10-5     Ｃ22＝-7.1531×10-7    Ｃ24＝-1.6813×10-5
Ｃ26＝-4.1677×10-6    Ｃ28＝-1.7592×10-6
FFS[7]
Ｃ4＝3.6652×10-2      Ｃ6＝4.7583×10-2      Ｃ8＝9.9572×10-3
Ｃ10＝-5.4494×10-3    Ｃ11＝-1.3005×10-2    Ｃ13＝-5.7962×10-3 
Ｃ15＝-3.6521×10-3    Ｃ17＝3.7012×10-5     Ｃ19＝8.9483×10-5
Ｃ21＝1.4815×10-3     Ｃ22＝6.8140×10-4     Ｃ24＝3.6670×10-4
Ｃ26＝1.5744×10-3     Ｃ28＝3.8563×10-5
偏心[1] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.00  Ｚ＝  0.00
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[2] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.00  Ｚ＝  0.50
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[3] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.00  Ｚ＝  1.10
α＝ -1.64  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[4] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝ -0.03  Ｚ＝  3.46
α＝-41.92  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[5] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝    2.72  Ｚ＝  3.13
α＝ 96.28  β＝    0.00  γ＝  0.00
偏心[6] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  3.29  Ｚ＝  3.07
α＝ 96.28  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[7] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  3.39  Ｚ＝  3.06
α＝ 96.28  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[8] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  7.96  Ｚ＝  2.56
α＝-102.16  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[9] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  5.40  Ｚ＝  1.04
α＝ 29.86  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[10]
Ｘ＝   0.00  Ｙ＝  5.42  Ｚ＝  4.62
α＝  179.24  β＝  0.00  γ＝  0.00
【実施例６】
【００６４】
図１２は本発明の実施例６にかかる撮像光学系の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。図１３は実施例６の光学系の無限遠点合焦時の横収差図、図１４は実施例６の光学系の近点１００ｍ合焦時の横収差図であり、夫々(a)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(b)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(c)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(d)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(e)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(f)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(g)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(h)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(i)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(j)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(k)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(l)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差を示している。
【００６５】
実施例６の撮像光学系の基本構成は、実施例４とほぼ同じである。
その他の構成及び作用効果は実施例１とほぼ同じである。
【００６６】
次に、実施例６の撮像光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ６
水平全画角    52.1°
垂直全画角    40.3°
焦点距離      3.68mm
Ｆナンバー(x) 2.37
Ｆナンバー(y) 3.29
面番号  曲率半径        面間隔    偏心      屈折率  アッベ数
物体面      ∞            ∞
1        ∞           0.00    偏心(1)   1.4950    65.0
2        ∞           0.00    偏心(2) 
3    FFS[1]           0.00    偏心(3)   1.6069    27.0
4    FFS[2]           0.00    偏心(4)   1.6069    27.0
5    FFS[3]           0.00    偏心(5) 
6    絞り面           0.00    偏心(6) 
7    FFS[4]           0.00    偏心(7)   1.5256    56.4
8    FFS[5]           0.00    偏心(8)   1.5256    56.4
9    FFS[6]           0.00    偏心(9)   1.5256    56.4
10    FFS[7]           0.00    偏心(10)
11        ∞          Ｄ１１             1.5163    64.1
12        ∞           0.30 
像  面      ∞           0.63 
Ｄ１１
無限遠合焦時：        0.59
近点１００ｍ合焦時：  0.73
【００６７】
FFS[1]
Ｃ4＝2.8452×10-2      Ｃ6＝6.3876×10-2      Ｃ8＝-1.5409×10-3
Ｃ10＝-1.1435×10-3    Ｃ11＝8.1583×10-4     Ｃ13＝1.7977×10-3
Ｃ15＝6.9015×10-4     Ｃ17＝-1.2030×10-5    Ｃ19＝2.1071×10-5
Ｃ21＝-8.3312×10-5    Ｃ22＝2.3649×10-6     Ｃ24＝5.1016×10-5
Ｃ26＝1.3461×10-5     Ｃ28＝3.1585×10-5
FFS[2]
Ｃ4＝-4.5912×10-3     Ｃ6＝2.7647×10-2      Ｃ8＝-2.0474×10-3
Ｃ10＝2.0441×10-3     Ｃ11＝1.7105×10-4     Ｃ13＝-2.8799×10-4
Ｃ15＝2.6943×10-4     Ｃ17＝1.6673×10-5     Ｃ19＝5.1080×10-5
Ｃ21＝2.6826×10-5     Ｃ22＝-7.5896×10-6    Ｃ24＝-5.3566×10-6
Ｃ26＝9.6594×10-6     Ｃ28＝4.0288×10-7
FFS[3]
Ｃ3＝2.2629×10-2      Ｃ4＝5.5597×10-2      Ｃ6＝2.5883×10-2
Ｃ8＝-9.0217×10-3     Ｃ10＝4.4606×10-3     Ｃ11＝3.4339×10-3
Ｃ13＝3.4994×10-2     Ｃ15＝-5.1538×10-4    Ｃ17＝6.3294×10-4
Ｃ19＝-1.1336×10-4    Ｃ21＝-4.3875×10-4    Ｃ22＝-6.5960×10-4 
Ｃ24＝8.0231×10-3     Ｃ26＝7.3529×10-4     Ｃ28＝8.6580×10-4
FFS[4]
Ｃ3＝2.4608×10-2      Ｃ4＝-1.3156×10-1     Ｃ6＝9.1771×10-2
Ｃ8＝9.7903×10-3      Ｃ10＝7.8880×10-4     Ｃ11＝-2.6020×10-3
Ｃ13＝2.8903×10-2     Ｃ15＝-1.0784×10-3    Ｃ17＝3.4681×10-4
Ｃ19＝1.9445×10-5     Ｃ21＝-3.3203×10-4    Ｃ22＝9.1541×10-4
Ｃ24＝1.0214×10-2     Ｃ26＝-1.0105×10-3    Ｃ28＝3.6727×10-4
FFS[5]
Ｃ4＝3.8391×10-2      Ｃ6＝3.6846×10-2      Ｃ8＝1.7190×10-3
Ｃ10＝3.7180×10-4     Ｃ11＝4.7524×10-5     Ｃ13＝4.1252×10-4
Ｃ15＝4.8775×10-5     Ｃ17＝-1.3338×10-5    Ｃ19＝6.5792×10-5
Ｃ21＝2.0712×10-6     Ｃ22＝2.4172×10-6     Ｃ24＝1.2574×10-5
Ｃ26＝-2.6090×10-5    Ｃ28＝-1.8861×10-5
FFS[6]
Ｃ4＝2.6652×10-2      Ｃ6＝-5.5454×10-3     Ｃ8＝-3.4592×10-4
Ｃ10＝1.3102×10-3     Ｃ11＝1.2425×10-4     Ｃ13＝-4.2794×10-4
Ｃ15＝-4.6729×10-4    Ｃ17＝-6.8130×10-5    Ｃ19＝1.0827×10-4
Ｃ21＝1.2884×10-4     Ｃ22＝-5.1502×10-6    Ｃ24＝-2.1154×10-5
Ｃ26＝2.7494×10-6     Ｃ28＝1.3324×10-6
FFS[7]
Ｃ3＝7.5310×10-2      Ｃ4＝-3.4530×10-2     Ｃ6＝7.7000×10-2
Ｃ8＝1.2294×10-3      Ｃ10＝6.6512×10-3     Ｃ11＝-3.3680×10-3
Ｃ13＝-2.3508×10-3    Ｃ15＝-1.6870×10-3    Ｃ17＝-5.6278×10-4 
Ｃ19＝7.6597×10-4     Ｃ21＝1.5079×10-3     Ｃ22＝-4.9944×10-5
Ｃ24＝7.4393×10-4     Ｃ26＝2.0508×10-4     Ｃ28＝-2.7327×10-4
偏心[1] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.00  Ｚ＝  0.00
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[2] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.00  Ｚ＝  0.50
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[3] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.00  Ｚ＝  0.70
α＝  1.26  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[4] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.02  Ｚ＝  3.48
α＝-40.48  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[5] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  2.62  Ｚ＝  3.09
α＝ 99.05  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[6] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  3.23  Ｚ＝   3.00 
α＝ 99.05  β＝  0.00  γ＝   0.00 
偏心[7] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  3.33  Ｚ＝  2.98
α＝ 99.05  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[8] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  7.58  Ｚ＝  2.34
α＝-100.67  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[9] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  5.37  Ｚ＝  1.07
α＝ 29.31  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[10]
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  5.29  Ｚ＝  4.29
α＝-180.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
【実施例７】
【００６８】
図１５は本発明の実施例７にかかる撮像光学系の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。図１６は実施例７の光学系の無限遠点合焦時の横収差図であり、(a)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(b)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(c)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(d)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(e)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(f)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(g)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(h)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(i)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(j)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(k)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(l)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差を示している。
【００６９】
実施例７の撮像光学系の基本構成は、実施例４とほぼ同じである。
その他の構成及び作用効果は実施例１とほぼ同じである。
【００７０】
次に、実施例７の撮像光学系を構成する光学部材の数値データを示す。
数値データ７
水平全画角    53.1°
垂直全画角    41.1°
焦点距離      3.60mm
Ｆナンバー(x) 2.22
Ｆナンバー(y) 3.46
面番号  曲率半径        面間隔    偏心      屈折率  アッベ数
物体面      ∞            ∞
1        ∞           0.00    偏心(1)   1.4950    65.0
2        ∞           0.00    偏心(2) 
3    FFS[1]           0.00    偏心(3)   1.5256    56.4
4    FFS[2]           0.00    偏心(4)   1.5256    56.4
5    FFS[3]           0.00    偏心(5) 
6    絞り面           0.00    偏心(6) 
7    FFS[4]           0.00    偏心(7)   1.5256    56.4
8    FFS[5]           0.00    偏心(8)   1.5256    56.4
9    FFS[6]           0.00    偏心(9)   1.5256    56.4
10    FFS[7]           0.00    偏心(10)
11        ∞           0.74              1.5163    64.1
12        ∞           0.30 
像  面      ∞           0.63 
【００７１】
FFS[1]
Ｃ4＝3.5525×10-2      Ｃ6＝1.0890×10-1     Ｃ8＝-8.2348×10-3
Ｃ10＝-5.2575×10-3    Ｃ11＝5.7431×10-4    Ｃ13＝2.7485×10-3
Ｃ15＝3.2990×10-3     Ｃ17＝1.4423×10-4    Ｃ19＝-7.6780×10-6
Ｃ21＝-2.7267×10-4    Ｃ22＝-1.4656×10-5   Ｃ24＝9.7607×10-5
Ｃ26＝1.8646×10-4     Ｃ28＝1.6207×10-4
FFS[2]
Ｃ4＝-4.5713×10-3     Ｃ6＝4.7296×10-2     Ｃ8＝-4.3230×10-3
Ｃ10＝3.6394×10-3     Ｃ11＝1.0776×10-4    Ｃ13＝-2.9743×10-4
Ｃ15＝5.7996×10-4     Ｃ17＝2.2027×10-4    Ｃ19＝4.8971×10-4
Ｃ21＝3.3132×10-4     Ｃ22＝7.3014×10-6    Ｃ24＝3.6397×10-5
Ｃ26＝9.9059×10-5     Ｃ28＝4.6268×10-5
FFS[3]
Ｃ3＝-7.9977×10-2     Ｃ4＝5.4975×10-2     Ｃ6＝-6.0112×10-2
Ｃ8＝-9.3320×10-3     Ｃ10＝3.1164×10-2    Ｃ11＝-1.6822×10-2
Ｃ13＝3.2799×10-2     Ｃ15＝1.0891×10-2    Ｃ17＝7.6218×10-3
Ｃ19＝1.1995×10-2     Ｃ21＝3.0746×10-3    Ｃ22＝-5.3778×10-3
Ｃ24＝4.2974×10-3     Ｃ26＝1.0294×10-3    Ｃ28＝9.8460×10-4
FFS[4]
Ｃ3＝-1.2988×10-2     Ｃ4＝-1.8658×10-1    Ｃ6＝-7.9727×10-3
Ｃ8＝4.9383×10-3      Ｃ10＝2.4960×10-2    Ｃ11＝-2.8140×10-2
Ｃ13＝2.6177×10-2     Ｃ15＝5.1729×10-3    Ｃ17＝6.7773×10-3
Ｃ19＝9.3135×10-3     Ｃ21＝7.7204×10-4    Ｃ22＝-5.2524×10-3
Ｃ24＝1.3153×10-2     Ｃ26＝1.2061×10-4    Ｃ28＝2.9099×10-4
FFS[5]
Ｃ4＝3.9523×10-2      Ｃ6＝5.1276×10-2     Ｃ8＝-5.6435×10-4
Ｃ10＝-1.9871×10-4    Ｃ11＝2.2448×10-4    Ｃ13＝2.6222×10-4
Ｃ15＝4.3363×10-4     Ｃ17＝2.5369×10-5    Ｃ19＝-3.6892×10-5
Ｃ21＝-2.6132×10-5    Ｃ22＝-2.9414×10-7   Ｃ24＝1.7132×10-5
Ｃ26＝1.9853×10-5     Ｃ28＝1.6338×10-6
FFS[6]
Ｃ4＝2.9229×10-2      Ｃ6＝-2.5012×10-2    Ｃ8＝-4.9101×10-3
Ｃ10＝2.4086×10-3     Ｃ11＝-1.6647×10-5   Ｃ13＝5.4257×10-4
Ｃ15＝-1.3336×10-3    Ｃ17＝2.1102×10-5    Ｃ19＝-2.1662×10-4
Ｃ21＝2.6510×10-4     Ｃ22＝-1.7210×10-6   Ｃ24＝-2.6491×10-5
Ｃ26＝1.3763×10-5     Ｃ28＝-2.2093×10-5
FFS[7]
Ｃ4＝-8.4920×10-2     Ｃ6＝8.4762×10-2     Ｃ8＝-2.0467×10-2
Ｃ10＝1.4547×10-2     Ｃ11＝-6.3987×10-3   Ｃ13＝-1.3070×10-4
Ｃ15＝-3.8037×10-3    Ｃ17＝9.0804×10-4    Ｃ19＝2.3274×10-3
Ｃ21＝1.5751×10-3     Ｃ22＝-2.1927×10-4   Ｃ24＝-2.3522×10-4
Ｃ26＝-5.6994×10-4    Ｃ28＝-3.9091×10-4
偏心[1] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.00  Ｚ＝  0.00
α＝  0.00  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[2] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝   0.00  Ｚ＝  0.50
α＝  0.00  β＝   0.00  γ＝  0.00
偏心[3] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  0.00  Ｚ＝  1.05
α＝ -3.37  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[4] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝ -0.05  Ｚ＝  3.39
α＝-41.19  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[5] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  2.81  Ｚ＝  2.95
α＝ 97.19  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[6] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  3.36  Ｚ＝  2.88
α＝ 97.19  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[7] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  3.46  Ｚ＝  2.87
α＝ 97.19  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[8] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  7.79  Ｚ＝  2.30
α＝-101.22  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[9] 
Ｘ＝  0.00  Ｙ＝  5.59  Ｚ＝  1.04
α＝ 28.77  β＝  0.00  γ＝  0.00
偏心[10]
Ｘ＝    0.00  Ｙ＝  5.44  Ｚ＝  4.34
α＝ 174.56  β＝  0.00  γ＝  0.00
【００７２】
次に、上記実施例１〜３における主要パラメータ値を表１に、実施例４〜７における主要パラメータ値を表２に示す。
【表１】
2005062803.tif 000003
【表２】
2005062803.tif 000004
【００７３】
以上の実施例１，２では、絞りの前後にそれぞれ１個の偏心プリズムを配置していたが、何れか一方あるいは両方に複数の偏心プリズムを配置してもよいし、実施例３のように偏心プリズム以外のミラーを配置してもよい。ところで、本発明の絞りの両側に配置する偏心プリズムとしては、例えば、図１，図４に示したような内部反射回数が１〜２回の偏心プリズムに限定されずに、内部反射回数が２回以上の公知の種々の偏心プリズムを用いることができる。その例を以下に示す。なお、何れも順光線追跡で遠方に位置する物体を瞳１３１を経て像面１３６に結像する偏心プリズムＰとして説明するが、光路を逆にして像面１３６側から光線が入射し、瞳１３１側に結像する偏心プリズムＰとしても使用することができる。
【００７４】
図１７の場合は、偏心プリズムＰは第１面１３２、第２面１３３、第３面１３３、第４面１３５からなる。入射瞳１３１を通って入射した光は、第１面１３２で屈折して偏心プリズムＰに入射する。偏心プリズムＰに入射した光は、第２面１３３で内部反射し、第３面１３４でＺ字型の光路を形成するように内部反射する。更に、この光は、第４面１３５に入射して屈折されて、像面３６に結像する。
【００７５】
図１８の場合は、偏心プリズムＰは第１面１３２、第２面１３３、第３面１３４、第４面１３５からなる。入射瞳１３１を通って入射した光は、第１面１３２で屈折して偏心プリズムＰに入射する。偏心プリズムＰに入射した光は、第２面１３３で内部反射し、第３面１３４に入射して全反射し、第４面１３５に入射して内部反射する。更に、この光は、再び第３面１３４に入射して今度は屈折されて、像面３６に結像する。
【００７６】
図１９の場合は、偏心プリズムＰは第１面１３２、第２面１３３、第３面１３４、第４面１３５からなる。入射瞳１３１を通って入射した光は、第１面１３２で屈折して偏心プリズムＰに入射する。偏心プリズムＰに入射した光は、第２面１３３で内部反射し、第３面１３４に入射して内部反射し、第２面１３３に再度入射して内部反射する。更に、この光は、第４面１３５に入射して屈折されて、像面３６に結像する。
【００７７】
図２０の場合は、偏心プリズムＰは第１面１３２、第２面１３３、第３面１３４、第４面１３５からなる。入射瞳１３１を通って入射した光は、第１面１３２で屈折して偏心プリズムＰに入射する。偏心プリズムＰに入射した光は、第２面１３３で内部反射し、第３面１３４に入射して内部反射する。続いて、この光は、第２面１３３に再度入射して内部反射し、第４面１３５に入射して内部反射する。更に、この光は、第２面１３３に再度入射して今度は屈折されて、像面３６に結像する。
【００７８】
図２１の場合は、偏心プリズムＰは第１面１３２、第２面１３３、第３面１３４からなる。入射瞳１３１を通って入射した光は、第１面１３２で屈折して偏心プリズムＰに入射する。偏心プリズムＰに入射した光は、第２面１３３で内部反射し、再び第１面１３２に入射して今度は全反射する。続いて、この光は、第３面１３４で内部反射し、三たび第１面１３２に入射して全反射する。更に、この光は、第３面１３４に再度入射して今度は屈折されて、像面３６に結像する。
【００７９】
図２２の場合は、偏心プリズムＰは第１面１３２、第２面１３３、第３面１３４からなる。入射瞳１３１を通って入射した光は、第１面１３２で屈折して偏心プリズムＰに入射する。偏心プリズムＰに入射した光は、第２面１３３で内部反射し、再び第１面１３２に入射して今度は全反射する。続いて、この光は、第３面１３４で内部反射し、三たび第１面１３２に入射して全反射する。更に、この光は、再び第３面１３４に入射して内部反射し、四たび第１面１３２に入射して今度は屈折されて、像面３６に結像する。
【００８０】
さらには、後記の図２４の第２プリズム２０のように、第１面２１から第４面２４からなり、プリズム内で３回の反射をするものであってもよい。あるいは、後記の図２５の第２プリズム２０のように、第１面２１から第３面２３からなり、その第２面２２が全反射面と射出面を兼用するプリズム内で２回の反射をするものであってもよい。あるいは、後記の図２６の第２プリズム２０のように、第１面２１から第３面２３からなり、その第１面２１が入射面と全反射面を兼用するプリズム内で２回の反射をするものであってもよい。これらを絞り２の前側あるいは、後側の偏心プリズムとして用いるようにすることもできる。
【００８１】
以下の図２３〜図２７に、前記実施例１〜実施例３の場合とは異なるプリズムの組み合わせの本発明の撮像光学系を示す。ただし、数値データは省く。
【００８２】
さて、以上のような本発明の光学系は、物体像を形成しその像をＣＣＤや銀塩フィルムといった撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわけカメラに用いることができる。また、物体像を接眼レンズを通して観察する観察装置、とりわけカメラのファインダー部の対物光学系としても用いることが可能である。また、内視鏡等の小型の撮像素子を用いた光学装置用の撮像光学系としても用いることができる。以下に、その実施形態を例示する。
【００８３】
図２８〜図３０は、電子カメラのファインダー部の対物光学系に、本発明の光学系を組み込んだ構成の概念図を示す。図２８は電子カメラ４０の外観を示す前方斜視図、図２９は同後方斜視図、図３０は電子カメラ４０の構成を示す断面図である。
電子カメラ４０は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光学系４３、シャッター４５、フラッシュ４６、液晶表示モニター４７等を含む。このような構成において、使用者が、カメラ４０の上部に配置されたシャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影用対物光学系４８を通して撮影が行われる。
撮影用対物光学系４８によって形成された物体像は、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター５１を介して、ＣＣＤ４９の撮像面５０上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５２を介し、電子画像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７に表示される。また、この処理手段５２にはメモリ等が配置され、撮影された電子画像を記録することもできる。なお、このメモリは処理手段５２と別体に設けらてもよいし、フロッピー（登録商標）ディスク等により電子的に記録書込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ４９に代わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成してもよい。
【００８４】
さらに、ファインダー用光路４４上には、ファインダー用対物光学系５３が配置されている。このファインダー用対物光学系５３は、カバーレンズ５４、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０、フォーカス用レンズ６６からなる。ここでは、カバーレンズ５４あるいは第１プリズム１０から第２プリズム２０までの光学系に、本発明による光学系を用いている。
また、カバー部材として用いられているカバーレンズ５４は、負のパワーを有するレンズであり、画角を拡大している。また、第２プリズム２０の後方には、フォーカス用レンズ６６が配置されている。このフォーカス用レンズ６６は光軸の前後方向へ位置調節可能になっており、ファインダー用対物光学系５３のピント調節に用いられる。このファインダー用対物光学系５３によって結像面６７上に形成された物体像は、像正立部材であるポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。なお、視野枠５７は、ポロプリズム５５の第１反射面５６と第２反射面５８との間を分離し、その間に配置されている。このポリプリズム５５の後方には、正立正像にされた像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されている。
【００８５】
このように構成されたカメラ４０は、ファインダー用対物光学系５３を少ない光学部材で構成でき、高性能・低コスト化が実現できると共に、対物光学系５３の光路自体を折り曲げて構成できる。そのため、カメラ内部での配置の自由度が増し、設計上有利となる。
【００８６】
なお、図３０の構成において、撮影用対物光学系４８の構成については言及しなかったが、撮影用対物光学系４８としては屈折型同軸光学系を用いることができる。あるいは、本発明による２つのプリズム１０、２０からなる何れかのタイプの光学系を用いることも当然可能である。
【００８７】
次に、図３１は、電子カメラ４０の撮影部の対物光学系４８に、本発明の光学系を組み込んだ構成の概念図を示す。この場合は、撮影用光路４２上に配置された撮影用対物光学系４８に、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０からなる本発明による光学系を用いている。
この撮影用対物光学系４８により形成された物体像は、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター５１を介して、ＣＣＤ４９の撮像面５０上に形成される。このＣＣＤ４９で受光された物体像は、処理手段５２を介し、液晶表示素子（ＬＣＤ）６０上に電子像として表示される。また、この処理手段５２は、記録手段６１の制御も行う。なお、記録手段６１は、ＣＣＤ４９で撮影された物体像を電子情報として記録するためのものである。ＬＣＤ６０に表示された画像は、接眼光学系５９を介して観察者眼球Ｅに導かれる。
この接眼光学系５９は偏心プリズムからなり、この例では、入射面６２と、反射面６３と、反射と屈折の兼用面６４の３面から構成されている。また、２つの反射作用を持った面６３、６４のうち、少なくとも一方の面、望ましくは両方の面が、光束にパワーを与え、かつ、偏心収差を補正する唯一の対称面を持つ面対称自由曲面にて構成されている。そして、この唯一の対称面は、撮影用対物光学系４８のプリズム１０、２０が有する面対称自由曲面の唯一の対称面と略同一平面上に形成されている。また、この撮影用対物光学系４８は他のレンズ（正レンズ、負レンズ）をプリズム１０、２０の物体側、プリズム間あるいは像側にその構成要素として含んでいてもよい。
【００８８】
このように構成されたカメラ４０は、撮影用対物光学系４８を少ない光学部材で構成でき、高性能・低コスト化が実現できると共に、光学系全体を同一平面上に並べて配置できる。そのため、この配置平面と垂直方向の厚みの簿型化が実現できる。
【００８９】
なお、本例では、撮影用対物光学系４８のカバー部材６５はとして、平行平面板を配置しているが、前例と同様に、パワーを持ったレンズを用いてもよい。
【００９０】
ここで、カバー部材を設けずに、本発明の光学系中の最も物体側に配置された面をカバー部材と兼用することもできる。本例ではその最も物体側の面は第１プリズム１０の入射面となる。しかし、この入射面が光軸に対して偏心配置されているため、この面がカメラ前面に配置されてしまうと、被写体側から見た場合、カメラ４０の撮影中心が自分からずれているように錯覚してしまい（一般的なカメラ同様、入射面の垂直方向を撮影していると感じるのが通常である。）、違和感を与えてしまう。そこで、本例のように、光学系の最も物体側の面が偏心面である場合には、カバー部材６５（又は、カバーレンズ５４）を設けることが、被写体側から見た場合に違和感を覚えずに、既存のカメラと同じ感覚で撮影を受けることができ望ましい。
【００９１】
次に、図３２は、電子内視鏡の観察系の対物光学系８２に、本発明による光学系を組み込んだ構成の概念図を示す。また、図３２では、電子内視鏡の観察系の接眼光学系８７にも、本発明による光学系を組み込んでいる。
この例の場合、観察系の対物光学系８２は、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０からなる本発明による光学系を用いている。一方、接眼光学系８７も、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０からなる本発明による光学系を用いている。この電子内視鏡は、図３２（ａ）に示すように、電子内視鏡７１と、照明光を供給する光源装置７２と、ビデオプロセッサ７３と、モニター７４と、ＶＴＲデッキ７５、及び、ビデオディスク７６と、ビデオプリンタ７７と、頭部装着型画像表示装置（ＨＭＤ）７８と共に構成されている。
ここで、ビデオプロセッサ７３は、電子内視鏡７１に対応する信号処理を行うためのものである。モニター７４は、ビデオプロセッサ７３から出力される映像信号を表示するためのものである。ＶＴＲデッキ７５及びビデオディスク７６は、ビデオブロセッサ７３と接続され、映像信号等を記録するためのものである。ビデオプリンタ７７は、映像信号を映像としてプリントアウトするためのものである。
電子内視鏡７１の挿入部７９の先端部８０と、その接眼部８１は、図３２（ｂ）に示すように構成されている。光源装置７２から照明された光束は、ライトガイドファイバー束８８を通って照明用対物光学系８９により、観察部位を照明する。そして、この観察部位からの光が、カバー部材８５を介して、観察用対物光学系８２によって物体像として形成される。この物体像は、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等のフィルター８３を介してＣＣＤ８４の撮像面上に形成される。さらに、この物体像は、ＣＣＤ８４によって映像信号に変換され、その映像信号は、図３２（ａ）に示すビデオプロセッサ７３により、モニター７４上に直接表示される。
また、映像信号は、ＶＴＲデッキ７５、ビデオディスク７６中に記録される。あるいは、映像として、ビデオプリンタ７７からプリントアウトされる。また、映像信号はＨＭＤ７８の画像表示素子に表示され、ＨＭＤ７８の装着者に表示される。また、同時に、ＣＣＤ８４によって変換された映像信号は、接眼部８１の液晶表示素子（ＬＣＤ）８６上に電子像として表示される。そして、その表示像は、本発明の光学系を用いた接眼光学系８７を経て観察者眼球Ｅに導かれる。
【００９２】
このように構成された内視鏡は、少ない光学部材で構成でき、高性能・低コスト化が実現できる。更に、対物光学系８０が内視鏡の長軸方向に並ぶため、細径化を阻害することなく上記効果を得ることができる。
【００９３】
ところで、光学系は光路を逆にすることにより投影光学系としても用いることができる。図３３に、パソコン９０と液晶プロジェクタ９１とを組み合わせたプレゼンテーションシステムの概念図を示す。この図３３において、液晶プロジェクタ９１の投影光学系９６に、本発明によるプリズム光学系を用いられている。この例の場合は、投影光学系９６に、第１プリズム１０、開口絞り２、第２プリズム２０からなる本発明による光学系を用いている。
同図において、パソコン９０上で作成された画像・原稿データは、モニター出力から分岐して液晶プロジェクタ９１の処理制御部９８に出力される。液晶プロジェクタ９１の処理制御部９８では、この入力されたデータが処理され、液晶パネル（ＬＣＰ）９３に出力される。液晶パネル９３では、この入力画像データに応じた画像が表示される。そして、光源９２からの光は、液晶パネル９３に表示した画像の階調によってその透過量が決定された後、液晶パネル９３直前に配置したフィールドレンズ９５と、本発明の光学系を構成する第１プリズム１０、開口絞り２及び第２プリズム２０と、正レンズのカバーレンズ９４とからなる投影光学系９６を介してスクリーン９７に投影される。
【００９４】
このように構成されたプロジェクタは、少ない光学部材で構成でき、高性能・低コスト化が実現できると共に、小型化が可能である。
【００９５】
次に、図３４〜図３６は、情報処理装置の一例であるパソコンに、本発明の光学系を内蔵した構成を示す概念図である。
【００９６】
図３４はパソコン３００のカバーを開いた前方斜視図、図３５はパソコン３００の撮影光学系３０３の断面図、図３６は図３４の状態の側面図である。図３４〜図３６に示されるように、パソコン３００は、キーボード３０１と、情報処理手段や記録手段と、モニター３０２と、撮影光学系３０３とを有している。
ここで、キーボード３０１は、外部から繰作者が情報を入力するためのものである。また、情報処理手段や記録手段は、図示を省略している。モニター３０２は、情報を操作者に表示するためのものである。また、モニター３０２は、図示しないバックライトにより背面から照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射して表示する反射型液晶表示素子や、ＣＲＴディスプレイ等であってよい。また、撮影光学系３０３は、操作者自身や周辺の像を撮影するためのものである。なお、撮影光学系３０３は、図中、モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に限られない。撮影光学系３０３は、例えば、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の周囲のどこであってもよい。
【００９７】
この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４上に、本発明の光学系からなる対物光学系１００と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。これらはパソコン３００に内蔵されている。
【００９８】
ここで、撮像素子チップ１６２上には、付加的にｌＲカットフィルター１８０が貼り付けられている。すなわち、撮像素子チップ１６２とｌＲカットフィルター１８０は、撮像ユニット１６０として一体に形成されている。そして、撮像ユニット１６０は、対物光学系１００の鏡枠１０１の後端に、ワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっている。そのため、対物光学系１００と撮像素子チップ１６２の中心合わせや、面間隔の調整が不要であり、組み立てが簡単となっている。また、鏡枠１０１の先端には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。
【００９９】
撮像素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、パソコン３００の処理手段に入力され、電子画像としてモニター３０２に表示される、図３５には、その一例として、操作者の撮影された画像３０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手段を経て外部に送信可能となる。よって、インターネットや電話を介して、遠隔地にいる通信相手に送信できる。これにより、通信相手のパソコンに、画像３０５を表示させることも可能である。
【０１００】
次に、情報処理装置の他の例として電話、特に、その中でも持ち運びに便利な携帯電話に本発明の光学系を内蔵した例を図３７に示す。
【０１０１】
図３７（ａ）は携帯電話４００の正面図、図３７（ｂ）は側面図、図３７（ｃ）は撮影光学系４０５の断面図である。図３７（ａ）〜（ｃ）に示されるように、携帯電話４００は、マイク部４０１と、スピーカ部４０２と、入力ダイアル４０３と、モニター４０４と、撮影光学系４０５と、アンテナ４０６と、処理手段（図示せず）とを有している。
ここで、マイク部４０１は、操作者の声を情報として入力するためのものである。スピーカ部４０２は、通話相手の声を出力するためのものである。入力ダイアル４０３は、操作者が情報を入力するためのものである。モニター４０４は、操作者自身や通話相手等の撮影像や、電話番号等の情報を表示するためのものである。また、モニター４０４は液晶表示素子である。アンテナ４０６は、通信電波の送信と受信を行うためのものである。処理手段は、画像情報や通信情報、入力信号等の処理を行うためのものである。また、図中、各構成の配置位置は、特にこれらに限られない。
この撮影光学系４０５は、対物光学系１００と、像を受光する撮像素子チップ１６２とを有している。ここで、対物光学系１００は本発明の光学系が用いられており、撮影光路４０７上に配置されている。これらは、携帯電話４００に内蔵されている。
【０１０２】
ここで、撮像素子チップ１６２上には、付加的にｌＲカットフィルター１８０が貼り付けられている。すなわち、撮像素子チップ１６２とｌＲカットフィルター１８０は、撮像ユニット１６０として一体に形成されている。そして、撮像ユニット１６０は、対物レンズ１２の鏡枠１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能になっている。そのため、対物レンズ１２と撮像素子チップ１６２の中心合わせや、面間隔の調整が不要であり、組み立てが簡単となっている。また、鏡枠１０１の先端には、対物光学系１００を保護するためのカバーガラス１０２が配置されている。
【０１０３】
撮影素子チップ１６２で受光された物体像は、端子１６６を介して、図示していない処理手段に入力され、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相手のモニターに、又は、両方に表示される。また、通信相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ１６２で受光された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信号処理機能が処理手段には含まれている。
【０１０４】
以上のように、本発明による撮像光学系は、特許請求の範囲に記載された発明の他に次に示すような特徴を備えている。
【０１０５】
（１）物体側から順に、入射面と少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面と射出面を有する前群と、開口絞りと、入射面と少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面と射出面を有する後群を有し、光軸に対して直交する面上において互いに直交する２方向のうちの１方向で偏心し、偏心方向に垂直な方向のＦｎｏが偏心方向のＦｎｏに比べて明るくなるようにしたことを特徴とする撮像光学系。
【０１０６】
（２）前記偏心方向のＦｎｏをＦＮＹ、前記偏心方向に垂直な方向のＦｎｏをＦＮＸとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とすることを特徴とする上記（１）に記載の撮像光学系。
１．１＜ＦＮＹ／ＦＮＸ＜２．０
【０１０７】
（３）前記偏心方向のＦｎｏをＦＮＹ、前記偏心方向に垂直な方向のＦｎｏをＦＮＸとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とすることを特徴とする請求項１〜３、上記（１）、（２）のいずれかに記載の撮像光学系。
１．１＜ＦＮＹ／ＦＮＸ＜１．７
【０１０８】
（４）前記偏心方向のＦｎｏをＦＮＹ、前記偏心方向に垂直な方向のＦｎｏをＦＮＸとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とすることを特徴とする請求項１〜３、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の撮像光学系。
１．２＜ＦＮＹ／ＦＮＸ＜１．５
【０１０９】
（５）前記前群の焦点距離をｆｌｘ、前記後群の焦点距離をｆｌｙとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とすることを特徴とする請求項１〜３、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の撮像光学系。
−０．５＜ｆｌｙ／ｆｌｘ＜０．７
【０１１０】
（６）前記前群の焦点距離をｆｌｘ、前記後群の焦点距離をｆｌｙとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とすることを特徴とする請求項１〜３、上記（１）〜（５）のいずれかに記載の撮像光学系。
−０．３＜ｆｌｙ／ｆｌｘ＜０．７
【０１１１】
（７）前記前群の焦点距離をｆｌｘ、前記後群の焦点距離をｆｌｙとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とすることを特徴とする請求項１〜３、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の撮像光学系。
−０．２＜ｆｌｙ／ｆｌｘ＜０．６
−０．２＜ｆｌｙ／ｆｌｘ＜０．６
【０１１２】
（８）少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有するプリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子の画素ピッチをＰとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
１．６μｍ    ＜  Ｐ  ＜  ３．３μｍ
【０１１３】
（９）少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有するプリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子の画素ピッチをＰとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
２．０μｍ    ＜  Ｐ  ＜  ３．０μｍ
【０１１４】
（１０）少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有するプリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子の平均的な画素間隔をＰ、光学系全系における最大ＦナンバーをＦｎｏｙとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
４μｍ    ＜  Ｐ・Ｆｎｏｙ  ＜  ２５μｍ
【０１１５】
（１１）少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有するプリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子の平均的な画素間隔をＰ、光学系全系における最大ＦナンバーをＦｎｏｙとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
５μｍ    ＜  Ｐ・Ｆｎｏｙ  ＜  １５μｍ
【０１１６】
（１２）少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有するプリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子の平均的な画素間隔をＰ、光学系全系における最大ＦナンバーをＦｎｏｙとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
７μｍ    ＜  Ｐ・Ｆｎｏｙ  ＜  １０μｍ
【０１１７】
（１３）少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有するプリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子の有効画素エリアのｘ方向の長さをＤｘ、前記撮像素子の有効画素エリアのｙ方向の長さ（偏心方向の長さ）をＤｙとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
１．５ｍｍ  ＜  Ｄｘ  ＜  ３．７ｍｍ
２．０ｍｍ  ＜  Ｄｙ  ＜  ４．９ｍｍ
【０１１８】
（１４）少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有するプリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子の有効画素エリアのｘ方向の長さをＤｘ、前記撮像素子の有効画素エリアのｙ方向の長さ（偏心方向の長さ）をＤｙとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
２．５ｍｍ  ＜  Ｄｘ  ＜  ２．９ｍｍ
３．３ｍｍ  ＜  Ｄｙ  ＜  ３．８ｍｍ
【０１１９】
（１５）少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有するプリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子の有効画素エリアのｘ方向の長さをＤｘ、前記撮像素子の有効画素エリアのｙ方向の長さをＤｙ、プリズム群のｘ方向の最大外径をＢｘ、プリズム群のｙ方向の最大外径をＢｙとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
０．３５  ＜  Ｄｘ／Ｂｘ  ＜  ０．９５
０．１２  ＜  Ｄｙ／Ｂｙ  ＜  ０．５０
【０１２０】
（１６）少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有するプリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子の有効画素エリアのｘ方向の長さをＤｘ、前記撮像素子の有効画素エリアのｙ方向の長さをＤｙ、プリズム群のｘ方向の最大外径をＢｘ、プリズム群のｙ方向の最大外径をＢｙとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
０．４５  ＜  Ｄｘ／Ｂｘ  ＜  ０．９２
０．１７  ＜  Ｄｙ／Ｂｙ  ＜  ０．４５
【０１２１】
（１７）少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有するプリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子の有効画素エリアのｘ方向の長さをＤｘ、前記撮像素子の有効画素エリアのｙ方向の長さをＤｙ、プリズム群のｘ方向の最大外径をＢｘ、プリズム群のｙ方向の最大外径をＢｙとしたとき、次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
０．５５  ＜  Ｄｘ／Ｂｘ  ＜  ０．９０
０．２２  ＜  Ｄｙ／Ｂｙ  ＜  ０．３７
【０１２２】
（１８）物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第１プリズムと、開口絞りと、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第２プリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子と前群ないし後群の長さが次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
０．２６  ＜  ｈ１／（ｈ２・Ｆｎｏｘ）  ＜  ０．４６
ただし、ｈ１は前記撮像素子を含む平面と該平面から最も離れた前記第１プリズムの光学面の部位の長さ、ｈ２は前記撮像素子を含む平面と該平面から最も離れた前記第２プリズムの光学面の部位の長さ、Ｆｎｏｘは光学系全系における最小のＦナンバーである。
【０１２３】
（１９）物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第１プリズムと、開口絞りと、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第２プリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子と前群ないし後群の長さが次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
０．３７  ＜  ｈ１／（ｈ２・Ｆｎｏｘ）  ＜  ０．４０
ただし、ｈ１は前記撮像素子を含む平面と該平面から最も離れた前記第１プリズムの光学面の部位の長さ、ｈ２は前記撮像素子を含む平面と該平面から最も離れた前記第２プリズムの光学面の部位の長さ、Ｆｎｏｘは光学系全系における最小のＦナンバーである。
【０１２４】
（２０）物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第１プリズムと、開口絞りと、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第２プリズムと撮像素子とからなり、前記第２プリズムの全体のパワーは正であり、かつ、前記撮像素子に最も近い反射面のパワーが次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
０．２２  ＜  φｘ／Φｘ  ＜  １．３０
−１．１０  ＜  φｙ／Φｙ  ＜  ０．２０
ただし、φｘは前記第２プリズムの前記撮像素子に最も近い反射面のｘ方向のパワー、φｙは前記第２プリズムの前記撮像素子に最も近い反射面のｙ方向（偏心方向）のパワー、Φｘは光学系全体のｘ方向のパワー、Φｙは光学系全体のｙ方向（偏心方向）のパワーである。
【０１２５】
（２１）物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第１プリズムと、開口絞りと、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第２プリズムと撮像素子とからなり、前記第２プリズムの全体のパワーは正であり、かつ、前記撮像素子に最も近い反射面のパワーが次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
０．５２  ＜  φｘ／Φｘ  ＜  ０．６５
−０．５４  ＜  φｙ／Φｙ  ＜  ０．１０
ただし、φｘは前記第２プリズムの前記撮像素子に最も近い反射面のｘ方向のパワー、φｙは前記第２プリズムの前記撮像素子に最も近い反射面のｙ方向（偏心方向）のパワー、Φｘは光学系全体のｘ方向のパワー、Φｙは光学系全体のｙ方向（偏心方向）のパワーである。
【０１２６】
（２２）物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第１プリズムと、開口絞りと、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第２プリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子への主光線の入射角が次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
−８．０°＜  θｘ        ＜    ９．０°
０．６°＜  θｘ−θｙ  ＜  １８．０°
ただし、θｘは前記撮像素子への主光線のｘ方向の入射角（撮像素子短辺方向）、θｙは前記撮像素子への主光線のｙ方向の入射角である。
【０１２７】
（２３）物体側から順に、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第１プリズムと、開口絞りと、少なくとも１つの回転非対称なパワーの反射面を有する第２プリズムと撮像素子とからなり、前記撮像素子への主光線の入射角が次の条件式を満足することを特徴とする撮像光学系。
−５．０°＜  θｘ        ＜    ７．０°
０．７°＜  θｘ−θｙ  ＜  １３．０°
ただし、θｘは前記撮像素子への主光線のｘ方向の入射角（撮像素子短辺方向）、θｙは前記撮像素子への主光線のｙ方向の入射角である。
【０１２８】
（２４）前記開口絞りを円形としたことを特徴とする請求項３、６〜８、上記（２）〜（７）、（１８）〜（２３）のいずれかに記載の撮像光学系。
【０１２９】
（２５）請求項１〜８、上記（１）〜（２４）のいずれかに記載の撮像光学系を用いたデジタルカメラ。
【０１３０】
（２６）請求項１〜８、上記（１）〜（２４）のいずれかに記載の撮像光学系を用いたプロジェクタ。
【０１３１】
（２７）請求項１〜８、上記（１）〜（２４）のいずれかに記載の撮像光学系を用いた内視鏡。
【０１３２】
（２８）請求項１〜８、上記（１）〜（２４）のいずれかに記載の撮像光学系を用いた携帯電話。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の実施例１にかかる撮像光学系の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図２】実施例１の光学系の横収差図であり、(a)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(b)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(c)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(d)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(e)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(f)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(g)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(h)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(i)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(j)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(k)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(l)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差を示している。
【図３】(a)は本発明の撮像光学系の第１のプリズム入射面に入射する光束の形状を模式的に示す状態説明図、(b)は(a)に示した光束の開口絞り上での形状を模式的に示す状態説明図である。
【図４】本発明の実施例２にかかる撮像光学系の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図５】本発明の実施例３にかかる撮像光学系の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図６】本発明の実施例４にかかる撮像光学系の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図７】実施例４の光学系の無限遠点合焦時の横収差図であり、(a)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(b)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(c)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(d)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(e)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(f)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(g)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(h)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(i)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(j)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(k)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(l)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差を示している。
【図８】実施例４の光学系の近点１００ｍ合焦時の横収差図であり、(a)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(b)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(c)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(d)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(e)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(f)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(g)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(h)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(i)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(j)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(k)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(l)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差を示している。
【図９】本発明の実施例５にかかる撮像光学系の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１０】実施例５の光学系の無限遠点合焦時の横収差図であり、(a)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(b)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(c)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(d)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(e)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(f)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(g)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(h)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(i)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(j)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(k)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(l)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差を示している。
【図１１】実施例５の光学系の近点１００ｍ合焦時の横収差図であり、(a)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(b)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(c)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(d)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(e)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(f)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(g)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(h)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(i)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(j)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(k)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(l)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差を示している。
【図１２】本発明の実施例６にかかる撮像光学系の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１３】実施例６の光学系の無限遠点合焦時の横収差図であり、(a)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(b)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(c)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(d)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(e)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(f)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(g)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(h)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(i)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(j)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(k)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(l)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差を示している。
【図１４】実施例６の光学系の近点１００ｍ合焦時の横収差図であり、(a)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(b)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(c)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(d)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(e)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(f)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(g)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(h)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(i)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(j)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(k)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(l)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差を示している。
【図１５】本発明の実施例７にかかる撮像光学系の概略構成を示す光軸に沿う断面図である。
【図１６】実施例７の光学系の無限遠点合焦時の横収差図であり、(a)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(b)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(c)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(d)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(e)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(f)はＸ正方向最大画角、Ｙ負方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(g)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＹ方向の横収差、(h)はＸ正方向最大画角、Ｙ方向画角がゼロを通る主光線のＸ方向の横収差、(i)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(j)はＸ正方向最大画角、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差、(k)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＹ方向の横収差、(l)はＸ方向画角がゼロ、Ｙ正方向最大画角を通る主光線のＸ方向の横収差を示している。
【図１７】本発明の撮像光学系に使用可能な偏心プリズムの一変形例を示す図である。
【図１８】偏心プリズムの別の変形例を示す図である。
【図１９】偏心プリズムの別の変形例を示す図である。
【図２０】偏心プリズムの別の変形例を示す図である。
【図２１】偏心プリズムの別の変形例を示す図である。
【図２２】偏心プリズムの別の変形例を示す図である。
【図２３】実施例１〜実施例３とは異なるプリズムの組み合わせからなる本発明の撮像光学系の例を示す図である。
【図２４】実施例〜実施例３とは異なるプリズムの組み合わせからなる本発明の撮像光学系の別の例を示す図である。
【図２５】実施例１〜実施例３とは異なるプリズムの組み合わせからなる本発明の撮像光学系の別の例を示す図である。
【図２６】実施例１〜実施例３とは異なるプリズムの組み合わせからなる本発明の撮像光学系の別の例を示す図である。
【図２７】実施例１〜実施例３とは異なるプリズムの組み合わせからなる本発明の撮像光学系の別の例を示す図である。
【図２８】本発明の光学系を適用した電子カメラの外観を示す前方斜視図である。
【図２９】図２８の電子カメラの後方斜視図である。
【図３０】図２８の電子カメラの構成を示す断面図である。
【図３１】本発明の光学系を適用した別の電子カメラの概念図である。
【図３２】本発明の光学系を適用した電子内視鏡の概念図である。
【図３３】プレゼンテーションシステムの投影光学系に本発明による光学系を用いた構成の概念図である。
【図３４】本発明の光学系が対物光学系として組み込まれたパソコンのカバーを開いた前方斜視図である。
【図３５】パソコンの撮影光学系の断面図である。
【図３６】図３４の状態の側面図である。
【図３７】本発明の光学系が対物光学系として組み込まれた携帯電話の正面図、側面図、その撮影光学系の断面図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１            軸上主光線（光軸）
１1，２1      入射面
１1’，１2，２2，２3          反射面
１3，２4      射出面
２            開口絞り
３            像面（結像面）
１０          第１プリズム
１０’        ミラー
１１          第１面
１２          第２面
１３          第３面
１４          第４面
２０          第２プリズム
２０’        第３プリズム
２１          第１面
２２          第２面
２３          第３面
２４          第４面
４１          撮像光学系
４２          撮影用光路
４３          ファインダー光学系
４４          ファインダー用光路
４５          シャッター
４６          フラッシュ
４７          液晶表示モニター
４８          撮影用対物光学系
４９          ＣＣＤ
５０          撮像面
５１          フィルター
５２          処理手段
５３          ファインダー用対物光学系
５４          カバーレンズ
５５          ポロプリズム
５６          第１反射面
５７          視野枠
５８          第２反射面
５９          接眼光学系
６０          液晶表示素子（ＬＣＤ）
６１          記録手段
６２          入射面
６３          反射面
６４          反射と屈折の兼用面
６５          カバー部材
６６          フォーカス用レンズ
６７          結像面
７１          電子内視鏡
７２          光源装置
７３          ビデオプロセッサ
７４          モニター
７５          ＶＴＲデッキ
７６          ビデオディスク
７７          ビデオプリンタ
７８          頭部装着型画像表示装置（ＨＭＤ）
７９          挿入部
８０          先端部
８１          接眼部
８２          観察用対物光学系
８３          フィルター
８４          ＣＣＤ
８５          カバー部材
８６          液晶表示素子（ＬＣＤ）
８７          接眼光学系
８８          ライトガイドファイバー束
８９          照明用対物光学系
９０          パソコン
９１          液晶プロジェクタ
９２          光源
９３          液晶パネル（ＬＣＰ）
９４          カバーレンズ
９５          フィールドレンズ
９６          投影光学系
９７          スクリーン
９８          処理制御部
１００        対物光学系
１０１        鏡枠
１０２        カバーガラス
１３１        瞳
１３２        第１面
１３３        第２面
１３４        第３面
１３５        第４面
１３６        像面
１６０        撮像ユニット
１６２        撮像素子チップ
１６６        端子
１８０        ＩＲカットフィルター
３００        パソコン
３０１        キーボード
３０２        モニター
３０３        撮影光学系
３０４        撮影光路
３０５        画像
４００        携帯電話
４０１        マイク部
４０２        スピーカ部
４０３        入力ダイアル
４０４        モニター
４０５        撮影光学系
４０６        アンテナ
４０７        撮影光路
ＣＧ１，ＣＧ２          カバーガラス
ＣＧ１ａ      カバーガラスＣＧ１の物体側面
Ｅ            観察者眼球
Ｐ            偏心プリズム
【図１】
2005062803.tif 000005
【図２】
2005062803.tif 000006
【図３】
2005062803.tif 000007
【図４】
2005062803.tif 000008
【図５】
2005062803.tif 000009
【図６】
2005062803.tif 000010
【図７】
2005062803.tif 000011
【図８】
2005062803.tif 000012
【図９】
2005062803.tif 000013
【図１０】
2005062803.tif 000014
【図１１】
2005062803.tif 000015
【図１２】
2005062803.tif 000016
【図１３】
2005062803.tif 000017
【図１４】
2005062803.tif 000018
【図１５】
2005062803.tif 000019
【図１６】
2005062803.tif 000020
【図１７】
2005062803.tif 000021
【図１８】
2005062803.tif 000022
【図１９】
2005062803.tif 000023
【図２０】
2005062803.tif 000024
【図２１】
2005062803.tif 000025
【図２２】
2005062803.tif 000026
【図２３】
2005062803.tif 000027
【図２４】
2005062803.tif 000028
【図２５】
2005062803.tif 000029
【図２６】
2005062803.tif 000030
【図２７】
2005062803.tif 000031
【図２８】
2005062803.tif 000032
【図２９】
2005062803.tif 000033
【図３０】
2005062803.tif 000034
【図３１】
2005062803.tif 000035
【図３２】
2005062803.tif 000036
【図３３】
2005062803.tif 000037
【図３４】
2005062803.tif 000038
【図３５】
2005062803.tif 000039
【図３６】
2005062803.tif 000040
【図３７】
2005062803.tif 000041