(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な平板で構成された１つの窓部材を通過した光の一部を反射する平面状の側面を少なくとも１つ具備し、該窓部材を通過した光のうち該平面状の側面で反射されない光と該平面状の側面で反射された光とを同じ側に導く光学部材を有し、且つ、該平面状の側面で反射された光の光束を、該平面状の側面で反射されない光の光束とともに、所定の瞳位置で交わらせるように構成された第一の光学系を有することを特徴とする広角光学系。
【請求項２】
さらに、前記窓部材を通過し前記平面状の側面で反射されない光と該平面状の側面で反射された光とを同一平面上に結像させる第二の光学系を有することを特徴とする請求項１に記載の広角光学系。
【請求項３】
前記光学部材が、板状部材からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の広角光学系。
【請求項４】
前記光学部材が、柱状部材又は錐状部材からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の広角光学系。
【請求項５】
前記第一の光学系が、前記光学部材における前記平面状の側面よりも前記窓部材から離れた位置に、該窓部材とは反対側を向いた凹面形状のレンズ面を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の広角光学系。
【請求項６】
前記凹面形状のレンズ面が、前記光学部材と一体に設けられていることを特徴とする請求項１、２、４、請求項１、２、４に従属する請求項５のいずれかに記載の広角光学系。
【請求項７】
前記第一の光学系が、拡大光学系であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の広角光学系。
【請求項８】
前記同一平面上に受光素子を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の広角光学系。
【請求項９】
前記同一平面上に表示素子を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の広角光学系。
【請求項１０】
前記第一の光学系における前記所定の瞳位置近傍に１次元又は２次元のスキャンミラーを備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の広角光学系。
【請求項１１】
前記光学部材が、前記平面状の側面を２面有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の広角光学系。
【請求項１２】
前記光学部材が、前記平面状の側面を３面有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の広角光学系。
【請求項１３】
前記光学部材が、前記平面状の側面を４面有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の広角光学系。
【請求項１４】
請求項８、請求項８に従属する請求項１０〜１３のいずれかに記載の広角光学系と、
前記受光素子で受光された画像のうち、前記平面状の側面で反射された部位の画像を、該平面状の側面で反射されない部位の画像と同じ反転及び回転状態にし、該平面状の側面で反射されない部位の画像に連続するように合成する画像処理手段、
を有することを特徴とする光学装置。
【請求項１５】
前記光学部材が、多角柱体又は多角錐体であることを特徴とする請求項１、２、４、６、請求項１、２、４に従属する請求項５、請求項１、２、４、６、請求項１、２、４に従属する請求項５に従属する請求項７〜１３のいずれかに記載の広角光学系、又は請求項１４に記載の光学装置に備わる広角光学系。
【請求項１６】
前記光学部材が、偶数角柱体又は偶数角錐体であることを特徴とする請求項１、２、４、６、請求項１、２、４に従属する請求項５、請求項１、２、４、６、請求項１、２、４に従属する請求項５に従属する請求項７〜１３のいずれかに記載の広角光学系、又は請求項１４に記載の光学装置に備わる広角光学系。
【請求項１７】
前記光学部材が、四角柱体又は四角錐体であることを特徴とする請求項１、２、４、６、請求項１、２、４に従属する請求項５、請求項１、２、４、６、請求項１、２、４に従属する請求項５に従属する請求項７〜１３のいずれかに記載の広角光学系、又は請求項１４に記載の光学装置に備わる広角光学系。
【請求項１８】
前記光学部材が、六角柱体又は六角錐体であることを特徴とする請求項１、２、４、６、請求項１、２、４に従属する請求項５、請求項１、２、４、６、請求項１、２、４に従属する請求項５に従属する請求項７〜１３のいずれかに記載の広角光学系、又は請求項１４に記載の光学装置に備わる広角光学系。
【請求項１９】
前記光学部材が、八角柱体又は八角錐体であることを特徴とする請求項１、２、４、６、請求項１、２、４に従属する請求項５、請求項１、２、４、６、請求項１、２、４に従属する請求項５に従属する請求項７〜１３のいずれかに記載の広角光学系、又は請求項１４に記載の光学装置に備わる広角光学系。
【請求項２０】
前記平面状の側面が、前記窓部材の透過面に対し垂直に配置されていることを特徴とする請求項１〜１３、１５〜１９のいずれかに記載の広角光学系、又は請求項１４に記載の光学装置に備わる広角光学系。
【請求項２１】
前記平面状の側面が、前記窓部材の透過面に対し鋭角に配置されていることを特徴とする請求項１〜１３、１５〜１９のいずれかに記載の広角光学系、又は請求項１４に記載の光学装置に備わる広角光学系。
【請求項２２】
前記平面状の側面が、前記窓部材の透過面に対し鈍角に配置されていることを特徴とする請求項１〜１３、１５〜１９のいずれかに記載の広角光学系、又は請求項１４に記載の光学装置に備わる広角光学系。
【請求項２３】
前記表示素子に表示された画像を、請求項９、請求項９に従属する請求項１０〜１３のいずれかに記載の広角光学系を通して投影する投影装置であって、
前記平面状の側面で反射されて投影される画像と、該平面状の側面で反射されずに投影される画像とが連続した画像となるように、前記表示素子に表示される画像が構成されることを特徴とする投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広角な画角で光を入射又は出射する、広角光学系及びそれを備えた装置に関し、例えば、車両に搭載される、光レーダ装置及び車両用カメラや、歯科用、医療用カメラ等の超広角な視野の撮影が可能な電子カメラ、デジタル撮影装置、光テープ走査装置、内視鏡、及びプロジェクタ装置等に好適な広角光学系及びそれを備えた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、広角な画角で光を入射又は出射する、広角光学系としては、次の特許文献１〜４に記載の構成が提案されている。
【特許文献１】特開平９−４９８８０号公報
【特許文献２】特開平８−２４８４８４号公報
【特許文献３】ＷＯ０１／０６３９１５号公報
【特許文献４】特表平１１−５１３１４０号公報
【０００３】
特許文献１に記載の構成は、例えば、車両に搭載され、車両周辺の監視や車間距離を制御する車両用光レーダ装置に用いられるものである。図１４に示すように、送光側反射手段５４と受光側反射手段５７とが、保持手段５８を介して相対的な位置関係を一定に保ちながら回転軸５８ａを中心として回動自在に保持されている。なお、図１４中、５１は発光手段、５２はレンズ、５３はミラー、５５は送光用の窓部材、５６は受光用の窓部材、５９はフレネルレンズ、６０は受光素子である。
そして、特許文献１に記載の構成では、送光側反射手段５４と受光側反射手段５７とを、回転軸５８ａを中心として一体に回動させることにより、発光手段５１で発光し、レンズ５２、ミラー５３を経由して送光側反射手段５４に入射する光の入射角を変動させて送光側反射手段５４で反射する光の向きを変動させ、送光用の窓部材５５を通り図示省略した対象物体に照射する光を図１４における水平方向に走査させるとともに、対象物体で反射され受光用の窓部材５６を通り受光側反射手段５７に入射する光の入射角を変動させて受光側反射手段５７で反射する光の向きを変動させ、フレネルレンズ５９を経由し、受光素子６０に受光される光を水平方向に走査させ、これにより、広角な画角でもって光を出射及び入射することができるようになっている。
【０００４】
また、特許文献２に記載の構成は、例えば、車両に搭載され、車両の左右方向の安全を確認するための車両用カメラに用いられるものである。図１５に示すように、左右それぞれの窓部材６１Ｒ，６１Ｌから入射した光を同一方向（レンズ筐体６３側）に導く反射部材６２Ｒ，６２Ｌを備えている。なお、図１５中、６４は撮像素子、６５は信号処理回路である。
そして、特許文献２に記載の構成では、反射部材６２Ｒ，６２Ｌを介して、左右それぞれの窓部材６１Ｒ，６１Ｌを通って入射した光をレンズ筐体６３に導き、撮像素子６４で撮像するとともに、撮像素子６４で撮像された像の左右方向の反転を信号処理回路６５を介して正転化し、これにより、車両における左右方向の光（情報）を確保することができるようになっている。
【０００５】
また、特許文献３に記載の構成は、例えば、監視カメラや医療分野等で用いられる超広角の視野を持つ電子・デジタルカメラに用いられるものである。図１６に示すように、その中心位置に入射瞳Ｅ１（絞り７２）を備えた超広角レンズ７１と、受光面７３ａが凹面形状に形成された受光素子７３を有している。
そして、特許文献３に記載の構成では、超広角レンズ７１を介して視野角１８０°近くの超広角の観察対象の像を光情報として取り込むことができるようになっている。さらに、受光面７３ａを凹面形状にしたことによって取り込んだ画像における歪曲収差を除去し、高解像度、高画質の観察画像が得られるようになっている。
【０００６】
また、特許文献４に記載の構成は、角度位置が変化する平行化された放射ビームを位置が変化する走査スポットに変換する、例えば、光テープ走査装置の広角走査対物レンズ系に用いられるものである。図１７に示すように、中間結像位置Ｐ１を有する第１の光学素子群８２と、中間結像位置Ｐ１の像を走査スポットに結像する第２の光学素子群８３を備えている。なお、図１７中、８１は窓部材、８０は例えばポリゴンミラー（図示省略）を介して入射角度を変化させることによって、平行化された放射ビームを窓部材８１に入射させる入射角度変化手段、８４は走査される面である。
そして、特許文献４に記載の構成では、第１の光学素子群８２にこの広角走査対物レンズ系の像フィールド曲率を補正する光学作用を有する光学素子を備えることにより、第２の光学素子群８３での像フィールド曲率を補正するための作用を軽減して、第１及び第２の光学素子群８２，８３を構成するレンズの径を小型化している。また、入射瞳Ｅ１を前方に位置させることによって、窓部材８１の大型化を防いでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載のような、送光側反射手段５４と受光側反射手段５７を一体に回動させて反射面の向きを変えることにより、入射及び出射する画角を変化させる構成では、広角な画角で入射及び出射できるようにするためには、窓部材５５，５６を大きくしなければならず、小型化が望まれる内視鏡等に用いることが難しい。
【０００８】
また、特許文献２に記載のような、広角な画角で左右方向を観察するために、複数の窓部材６１Ｒ，６１Ｌを設ける構成では、部品点数が増加してコスト高となる上、窓部材の配置スペースが大きくとられ、内視鏡等の狭い部位を広角に観察することが求められる観察装置に適用することが難しい。しかも、特許文献２に記載のような構成では、前方の観察対象を観察することができない。
【０００９】
また、特許文献３に記載のような、入射瞳Ｅ１の位置がレンズ７１の内部に入り込んだ構成では、破線で示すように前方に設けるべき窓部材７４が大型化してしまう。
【００１０】
また、特許文献４に記載のように、第１の光学素子群８２及び第２の光学素子群８３を介して、中間結像位置Ｐ１で結像された像を走査される面８４の走査スポットにリレーする構成では、窓部材８１からの光軸方向の長さが長くなってしまい、光学系全体が大型化してしまう。
【００１１】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、窓部材を小型化し、且つ、窓部材からの光軸方向の長さを短縮化しながらも、広角な画角の光（情報）の入射や出射が可能な広角光学系及びそれを備えた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】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明による広角光学系は、透明な平板で構成された１つの窓部材を通過した光の一部を反射する平面状の側面を少なくとも１つ具備し、該窓部材を通過した光のうち該平面状の側面で反射されない光と該平面状の側面で反射された光とを同じ側に導く光学部材を有し、且つ、該平面状の側面で反射された光の光束を、該平面状の側面で反射されない光の光束とともに、所定の瞳位置で交わらせるように構成された第一の光学系を有することを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の広角光学系においては、さらに前記窓部材を通過し前記平面状の側面で反射されない光と該平面状の側面で反射された光とを同一平面上に結像させる第二の光学系を有するのが好ましい。
【００１４】
また、本発明の広角光学系においては、前記光学部材が、板状部材からなるのが好ましい。
【００１５】
また、本発明の広角光学系においては、前記光学部材が、柱状部材又は錐状部材からなるのが好ましい。
【００１６】
また、本発明の広角光学系においては、前記第一の光学系が、前記光学部材における前記平面状の側面よりも前記窓部材から離れた位置に、該窓部材とは反対側を向いた凹面形状のレンズ面を備えるのが好ましい。
【００１７】
また、本発明の広角光学系においては、前記凹面形状のレンズ面が、前記光学部材と一体に設けられているのが好ましい。
【００１８】
また、本発明の広角光学系においては、前記第一の光学系が、拡大光学系であるのが好ましい。
【００１９】
また、本発明の広角光学系においては、前記同一平面上に受光素子を備えるのが好ましい。
【００２０】
また、本発明の広角光学系においては、前記同一平面上に表示素子を備えるのが好ましい。
【００２１】
また、本発明の広角光学系においては、前記第一の光学系における前記所定の瞳位置近傍に１次元又は２次元のスキャンミラーを備えるのが好ましい。
【００２２】
また、本発明の広角光学系においては、前記光学部材が、前記平面状の側面を２面有するのが好ましい。
【００２３】
また、本発明の広角光学系においては、前記光学部材が、前記平面状の側面を３面有するのが好ましい。
【００２４】
また、本発明の広角光学系においては、前記光学部材が、前記平面状の側面を４面有するのが好ましい。
【００２５】
また、本発明による広角光学系を備えた装置は、前記同一平面上に受光素子を備える上記本発明のいずれかの広角光学系と、前記受光素子で受光された画像のうち、前記平面状の側面で反射された部位の画像を、該平面状の側面で反射されない部位の画像と同じ反転及び回転状態にし、該平面状の側面で反射されない部位の画像に連続するように合成する画像処理手段、有することを特徴としている。
【００２６】
また、本発明の広角光学系においては、前記光学部材が、多角柱体又は多角錐体であるのが好ましい。
【００２７】
また、本発明の広角光学系においては、前記光学部材が、偶数角柱体又は偶数角錐体であるのが好ましい。
【００２８】
また、本発明の広角光学系においては、前記光学部材が、四角柱体又は四角錐体であるのが好ましい。
【００２９】
また、本発明の広角光学系においては、前記光学部材が、六角柱体又は六角錐体であるのが好ましい。
【００３０】
また、本発明の広角光学系においては、前記光学部材が、八角柱体又は八角錐体であるのが好ましい。
【００３１】
また、本発明の広角光学系においては、前記平面状の側面が、前記窓部材の透過面に対し垂直に配置されているのが好ましい。
【００３２】
また、本発明の広角光学系においては、前記平面状の側面が、前記窓部材の透過面に対し鋭角に配置されているのが好ましい。
【００３３】
また、本発明の広角光学系においては、前記平面状の側面が、前記窓部材の透過面に対し鈍角に配置されているのが好ましい。
【００３４】
また、本発明による広角光学系を備えた投影装置は、前記表示素子に表示された画像を、上記本発明のいずれかの前記同一平面上に該表示素子を備える広角光学系を通して投影する投影装置であって、前記平面状の側面で反射されて投影される画像と、該平面状の側面で反射されずに投影される画像とが連続した画像となるように、前記表示素子に表示される画像が構成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、窓部材を小型化し、且つ、窓部材からの光軸方向の長さを短縮化しながらも、広角な画角の光（情報）の入射や出射が可能な広角光学系及びそれを備えた装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
第一実施形態
図１は本発明の第一実施形態にかかる広角光学系の概略構成を示す説明図であり、(a)は光軸に沿う断面図、(b)は(a)の広角光学系における平面状の側面を有する光学部材を示す斜視図である。図２は図１の広角光学系における平面状の側面を有する光学部材近傍の光学構成を示す説明図で、(a)は下方からみた図、(b)は斜視図である。図３は図１の広角光学系における一変形例にかかる第一の光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は図１の広角光学系と同じ向きの断面図、(b)は(a)の向きに対し左右方向に垂直な向きの断面図である。図４は図１に示した平面状の側面を有する光学部材の他の変形例を示す説明図であり、(a)は図１の広角光学系と同じ向きの側面図、(b)は斜視図である。図５は図１に示した平面状の側面を有する光学部材のさらに他の変形例を示す説明図であり、(a)は光学部材を六角柱体で構成した例を示す上面図、(b)は光学部材を八角柱体で構成した例を示す上面図である。図６は図１の広角光学系に対する平面状の側面で反射される光と反射されない光の夫々における、同一平面上での結像領域を示す説明図であり、(a)は窓部材に入射して平面状の側面で反射する光と反射しない光の一例を示す図、(b)は(a)に示す夫々の光の同一平面上での結像領域を示す図である。
【００３７】
第一実施形態の広角光学系は、図１(a)に示すように、第一の光学系１と、第二の光学系２を有している。
第一の光学系１は、窓部材１１と、光学部材１２と、負レンズ１３と、正レンズ１４を有している。
窓部材１１は、透明な平板で構成されている。
光学部材１２は、図１(b)に示すように、側面１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと、上面１２ｅと、底面１２ｆを有する、透明媒質で構成された四角柱体で構成されている。また、光学部材１２は、２つの側面１２ａ，１２ｃが、窓部材１１に入射して窓部材１１を通過した光のうち、所定の入射角α１よりも大きな入射角α２までの所定範囲Ａの入射角で窓部材１１に入射した光を反射するように構成されている。また、光学部材１２は、側面１２ａ，１２ｃで反射された光を側面１２ａ，１２ｃで反射されない光と同じ側（即ち、窓部材１１とは反対側）に導くように構成されている。
【００３８】
負レンズ１３は、図１(a)及び図２(a)，(b)に示すように、窓部材１１側の面１３ａが平面で窓部材１１とは反対側の面１３ｂが凹面の平凹レンズで構成されている。また、光軸方向からみた外側の輪郭は、光学部材１２の外側の輪郭に合わせた形状に形成されている。そして、負レンズ１３は、接合されている。なお、光学部材１２は、図３に示すように、負レンズ１３の構成を組み込んで一体成型して、底面１２ｆが凹面となるように構成してもよい。また、負レンズ１３は、外側の輪郭を光学部材１２の外側の輪郭に合わせた形状に形成しなくてもよく、さらには光学部材１２と間隔をあけて配置してもよい。また、光学部材１２は、窓部材を兼ねてもよい。
【００３９】
また、第一の光学系１は、図１(a)及び図３(a)，(b)に示すように、光学部材１２、負レンズ１３（図３では光学部材１２に一体化されている）、正レンズ１４を介して、光学部材１２における平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射された光の光束と、平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射されない光の光束とが、アフォーカル光束の状態で、平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射されない光の光束の入射瞳位置Ｅ２に交わるように構成されている。
正レンズ１４は、入射する夫々の光束を平行光束にして入射瞳位置Ｅ２に交わるように出射する。なお、正レンズ１４には、両凸レンズ、平凸レンズ、メニスカス凸レンズのいずれを用いてもよい。
また、第一の光学系１は、光学部材１２における平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射された光の光束と、平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射されない光の光束とが、アフォーカル光束の状態で、平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射されない光の光束の入射瞳位置Ｅ２に交われば、光学部材１２と入射瞳位置Ｅ２との間の光学構成は、図１や図３に示した構成に限定されない。例えば、光学部材１２に続けて、正レンズ、負レンズを順に配置してもよい。また、入射瞳位置Ｅ２に入射する光束は、アフォーカルでなくてもよい。
【００４０】
第二の光学系２は、結像レンズ２１で構成されている。
結像レンズ２１は、窓部材１１を通過し、光学部材１２における平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射されない光と、平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射された光とを同一平面上に結像させる。
【００４１】
なお、光学部材１２は、図１〜図３に示したような柱状部材の他に、図４(a)，(b)に示すように、２枚の板状部材１２1’，１２2’で構成してもよい。その場合は、それらの内側面１２ａ’，１２ｃ’が、夫々図１に示した所定範囲Ａの入射角で窓部材１１に入射した光を反射する平面状の側面１２ａ，１２ｃに相当する。
【００４２】
また、光学部材１２における、窓部材１１を通過した光の一部を反射する平面状の側面（即ち、光学部材１２における、所定の入射角α１よりも大きな入射角α２までの所定範囲Ａの入射角で窓部材１１に入射した光を反射する平面状の側面）は、上述のように、２面に限定されない。例えば、１面でもよい。あるいは、２面以上（例えば、３面、４面）有してもよい。
【００４３】
また、光学部材１２を柱状部材で構成する場合には、図１〜図３に示した四角柱体の他にも、例えば、図５(a)，(b)に示す六角柱体や八角柱体、さらには十二角柱体など、偶数角の多角柱体で構成するのが好ましい。偶数角の多角柱体で構成すると、夫々の側面に線対称な位置に側面が位置する。このため、対向するいずれかの側面同士を、図１の構成における所定範囲Ａ１の入射角で窓部材１１に入射した光を反射する平面状の側面１２ａ，１２ｃに相当する面とした場合に、それらの側面で反射し同一平面上に結像する夫々の像が、互いに光軸を中心として線対称となる領域に結像されるため重ならずに済み、良好な観察像が得られ易くなる。
【００４４】
ここで、図１に示した光学部材１２における平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射される光（即ち、所定の入射角α１よりも大きな入射角α２までの所定範囲Ａの入射角で窓部材１１に入射した光）と、平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射されない光（即ち、所定の入射角α１以下の入射角で窓部材１１に入射した光）の夫々における同一平面（即ち、結像面）上での結像位置について説明する。なお、ここでは、便宜上、図１における光軸を隔てて一方の平面状の反射面１２ａとは反対側の領域から窓部材１１に入射する光について説明することとする。
【００４５】
例えば、図６(a)に示すように、窓部材１１に対し、平面状の側面１２ａに向かう光を入射した場合を想定する。すると、窓部材１１を通過した光のうち、平面状の側面１２ａで反射される領域Ａ１の光は、結像面上では、図６(b)に示すように、領域Ａ１’に結像される。一方、平面状の側面で反射されない領域Ａ０の光は、領域Ａ０’に結像される。また、領域Ａ０’の像は、平面状の側面１２ａで反射されていることにより、領域Ａ０’で結像される像に対して左右方向が１８０°反転する。
なお、図６(b)中、Ｂ１’は平面状の側面１２ａで反射されない光の結像領域と平面状の側面１２ａで反射された光の結像領域との境界を示している。
【００４６】
次に、光学部材１２における窓部材を通過した光を反射する平面状の側面１２ａの、窓部材１１の透過面とのなす角度と、平面状の側面１２ａで反射した光の結像領域との関係について説明する。
図１の例では、光学部材１２は四角柱体で構成されており、平面状の側面１２ａ（１２ｃ）は、図７(a)に示すように、窓部材１１の透過面１１ａに対し垂直に配置されている。
その場合、図７(b)に示す、平面状の側面１２ａ（１２ｃ）で反射されない入射角の範囲Ａ０と平面状の側面１２ａ（１２ｃ）で反射される入射角の範囲Ａ１とを通って入射する光のうち、境界領域Ｂ１を通る一部の光が、平面状の側面１２ａ（１２ｃ）で反射されないか又は窓部材１１側に反射されて結像面に結像しない。このため、後述する画像処理を介して領域Ａ１’の像を領域Ａ０’の像と同じ反転及び回転状態にして、図７(c)に示す、領域Ａ０’の像に続く領域Ａ１”に張り合わせて合成したとしても領域Ａ０’と領域Ａ１”の境界Ｂ１’では画像の光強度が弱いものとなって見難くなる。
【００４７】
そこで、光学部材１２における平面状の側面１２ａ（１２ｃ）を、図７(d)に示すように、窓部材１１の透過面１１ａに対し鋭角に配置すると好ましい。
このようにすれば、図７(e)に示すように、平面状の側面で反射される入射角の範囲Ａ１が光軸方向にシフトし、平面状の側面で反射されない入射角の範囲Ａ０と一部で重なるようになる。その結果、図７(a)の構成においては、平面状の側面１２ａ（１２ｃ）で反射されない入射角の範囲Ａ０と平面状の側面１２ａ（１２ｃ）で反射される入射角の範囲Ａ１との境界領域Ｂ１を通って入射しその一部が平面状の側面１２ａ（１２ｃ）で反射されないか又は窓部材１１側に反射されて結像面に結像しないことにより画像の光強度が弱いものとなって見難くなる光が、図７(d)の構成では、図７(f)に示すように、結像面において、境界Ｂ１’よりも平面状の側面１２ａで反射されない光の結像領域にシフトして結像される。このため、後述する画像処理を介して境界Ｂ１’よりも外側の領域Ａ１’に結像された像を領域Ａ０’の像と同じ反転及び回転状態にして、領域Ａ０’の像に続く領域Ａ１”に張り合わせて合成することで、領域Ａ０’と領域Ａ１”の境界Ｂ１’における光の強度を強く保って対象物を観察できるようになる。
【００４８】
なお、光学部材１２における平面状の側面１２ａ（１２ｃ）を、図７(g)に示すように、窓部材１１の透過面１１ａに対し鈍角に配置してもよい。
このようにした場合、図７(h)に示すように、平面状の側面で反射される入射角の範囲Ａ１が光軸から離れる方向にシフトし、平面状の側面で反射されない入射角の範囲Ａ０から離れるようになる。その結果、図７(i)に示すように、平面状の側面で反射される光の結像面上での結像位置が、境界Ｂ１’から離れるようになる。このため、後述する画像処理を介して境界Ｂ１’よりも外側の領域Ａ１’に結像された像を領域Ａ０’の像と同じ反転及び回転状態にして、領域Ａ０’の像に続く領域Ａ１”に張り合わせて合成したときに領域Ａ０’と領域Ａ１”の境界部Ｂ１’においては対象物を観察できない。しかし、範囲Ａ０と範囲Ａ１とで異なる対象を観察するような用途であれば、このような構成も有用なものとなる。
【００４９】
なお、光学部材１２を、平面状の側面１２ａ（１２ｃ）が窓部材１１の透過面１１ａに対し鋭角又は鈍角に配置して構成する場合には、光学部材１２は、偶数角の錐体で構成するのが好ましい。
【００５０】
このように構成された第一実施形態の広角光学系の作用を図１の構成に基づいて説明する。
所定の入射角α１で窓部材１１に入射した光は、窓部材１１を通過した後、光学部材１２の入射面１２ｄから内部に入射し、平面状の反射面で反射されることなく出射面１２ｆから出射する。出射した光は、負レンズ１３、正レンズ１４を経て瞳位置Ｅ２を通る。瞳位置Ｅ２を通過した光は、結像レンズ２１を経て結像面の所定領域（図６に示した境界Ｂ１’よりも内側の領域Ａ０’、及び領域Ａ０’と光軸を中心として線対称な領域Ａ０”）に結像される。
また、所定の入射角α１よりも大きな入射角α２までの所定範囲Ａの入射角で窓部材１１に入射した光は、窓部材１１を通過した後、光学部材１２の入射面１２ｄから内部に入射し、平面状の反射面１２ａ，１２ｃで反射されて出射面１２ｆから出射する。出射した光は、負レンズ１３、正レンズ１４を経て瞳位置Ｅ２を通る。瞳位置Ｅ２を通過した光は、結像レンズ２１を経て結像面の所定領域（例えば、図６に示した境界Ｂ１’よりも外側の領域Ａ１’、及び領域Ａ１’と光軸を中心として線対称な領域Ａ１”）に結像される。
【００５１】
第一実施形態の広角光学系によれば、窓部材１１を通過した光の一部（即ち、所定の入射角α１よりも大きな入射角α２までの所定範囲Ａの入射角で窓部材１１に入射した光）を反射する平面状の側面１２ａ，１２ｃを具備し、窓部材１１を通過した光のうち平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射されない光と平面状の側面１２ａ、１２ｃで反射された光とを同じ側に導く光学部材１２を備えたので、所定の入射角α１よりも大きな入射角α２までの所定範囲Ａの入射角で窓部材１１に入射する光についての光束が交わる入射瞳の位置を極力前方に位置させることができる。その結果、窓部材１１を大きくすることなく、所定の入射角α１よりも大きな入射角α２までの所定範囲Ａの入射角で窓部材１１に入射した光までの広角な視野の光を取り込むことができる。
【００５２】
また、第一実施形態の広角光学系によれば、側面１２ａ、１２ｃを平面状にしたので、側面で反射される光に収差を生じさせずに済み、その分、結像面上で得られる像の収差が良好になる。
【００５３】
また、第一実施形態の広角光学系によれば、第一の光学系１を、平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射された光の光束を、平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射されない光の光束とともに、アフォーカルな光束にして所定の瞳位置Ｅ２で交わらせるようにして備え、第二の光学系２で、同一平面（結像面）上に結像させるようにしたので、特許文献４の構成のような像をリレーさせるための光学素子群を備えない分、窓部材１１からの光軸方向の長さを短縮化することができる。
【００５４】
また、第一実施形態の広角光学系では、同一の平面に光源（図示省略）を配置することもできる。その場合には、光源からの光は、上述した経路とは逆向きの経路を辿り、窓部材１１から出射する。
このため、第一実施形態の広角光学系によれば、窓部材１１を大型化することなく、広角な視野で光を出射させることができる。
【００５５】
第二実施形態
図８は本発明の第二実施形態にかかる広角光学系の概略構成を示す説明図である。
第二実施形態の広角光学系は、広角な画角の光（情報）の入射が可能な広角光学系の一例であって、第一実施形態の広角光学系における結像面の位置に撮像素子２２が配置されている。その他の構成は、図１に示した第一実施形態の広角光学系と略同じである。
【００５６】
このように構成された第二実施形態の広角光学系では、図示しない観察対象からの光は、窓部材１１に入射し、光学部材１２、負レンズ１３、正レンズ１４を経て瞳位置Ｅ２を通り、結像レンズ２１を経て、撮像素子２２の撮像面に結像し、撮像素子２２で撮像される。
このとき、第一実施形態の広角光学系と同様、所定の大きな入射角で窓部材１１に入射した一部の光（即ち、所定の入射角α１よりも大きな入射角α２までの所定範囲Ａの入射角で窓部材１１に入射した光）は、平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射されて出射面１２ｆから出射する。一方、それよりも小さな入射角で窓部材１１に入射した光（即ち、所定の入射角α１で窓部材１１に入射した光）は、平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射されることなく出射面１２ｆから出射する。そして、出射面１２ｆから出射したこれらの光は、それぞれ、撮像素子２２の撮像面における別々の領域に撮像される。
第二実施形態の広角光学系の効果は、第一実施形態の広角光学系と略同じである。
【００５７】
第三実施形態
図９は本発明の第三実施形態にかかる広角光学系の概略構成を示す説明図である。
第三実施形態の広角光学系は、広角な画角の光（情報）の入射及び出射が可能な広角光学系の一例であって、第一実施形態の広角光学系における瞳位置Ｅ２近傍に光軸を中心として１次元又は２次元方向に回動可能なスキャンミラー３を有している。また、スキャンミラー３の窓部材１１から離れる側には、夫々、第二の光学系としての機能を備えた、照明光学系２Ａと受光光学系２Ｂを有している。照明光学系２Ａは、照明レンズ２１Ａと、発光素子２２Ａを有して構成されている。受光光学系２Ｂは、結像レンズ２１Ｂと、受光素子２２Ｂを有して構成されている。図９中、２０Ａは照明光学系２Ａの光路と受光光学系２Ｂの光路を分岐又は統合するハーフミラー、２０Ｂはミラーである。その他の構成は、図１に示した第一実施形態の広角光学系と略同じである。
【００５８】
このように構成された第三実施形態の広角光学系では、発光素子２２Ａから発された光が、照明レンズ２１Ａ、ハーフミラー２０Ａ、スキャンミラー３、正レンズ１４、負レンズ１３を経て光学部材１２に入射する。そして、光学部材１２に入射した光の一部の光が平面状の反射面１２ａ，１２ｃで反射されて光学部材１２を出射して窓部材１１に入射し、広角な出射角（即ち、所定の出射角α１よりも大きな出射角α２までの所定範囲Ａの出射角）で窓部材１１を出射する。また、光学部材１２に入射したその他の光が平面状の反射面１２ａ，１２ｃで反射されることなく光学部材１２を出射して窓部材１１に入射し、平面状の反射面１２ａ，１２ｃで反射された光に比べて小さな出射角（即ち、所定の出射角α１）で窓部材１１を出射する。これにより、広範囲の視野の観察対象に光が照射される。
【００５９】
一方、図示しない観察対象からの光は、窓部材１１に入射し、光学部材１２、負レンズ１３、正レンズ１４を経てスキャンミラー３に入射し、さらに、ハーフミラー２０Ａ、ミラー２０Ｂ、結像レンズ２１Ｂを経て、受光素子２２Ｂで受光される。
このとき、第一実施形態の広角光学系と同様、所定の大きな入射角で窓部材１１に入射した一部の光（即ち、所定の入射角α１よりも大きな入射角α２までの所定範囲Ａの入射角で窓部材１１に入射した光）は、平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射されて出射面１２ｆから出射する。一方、それよりも小さな入射角で窓部材１１に入射した光（即ち、所定の入射角α１で窓部材１１に入射した光）は、平面状の側面１２ａ，１２ｃで反射されることなく出射面１２ｆから出射する。そして、出射面１２ｆから出射したこれらの光は、それぞれ、受光素子２２Ｂの受光面における別々の領域に受光される。
【００６０】
また、第三実施形態の広角光学系では、さらに、瞳位置Ｅ２近傍に設けたスキャンミラー３が１次元又は２次元方向に回動することにより、スキャンミラー３で反射される光の向きが変わる。これにより、窓部材１１から出射する光の方向、及び窓部材１１に入射する光の方向を角度α２の範囲内において調整することができる。
その他の作用効果は、第一実施形態の広角光学系と略同じである。
【００６１】
第四実施形態
図１０は本発明の第四実施形態にかかる広角光学系を備えた装置の概略構成を示す説明図である。
第四実施形態の広角光学系を備えた装置は、図１に示した第一実施形態の広角光学系の結像面の位置に撮像素子２２を設けると共に、さらに、画像処理手段４と画像表示手段５を有している。
また、第一の光学系１における光学部材１２は、四角柱体で構成されている。そして、図１(b)において示した、側面１２ａ〜１２ｄのいずれもが、所定の入射角α１よりも大きな入射角α２までの所定範囲Ａの入射角で窓部材１１に入射した光を反射するように構成されている。
画像処理手段４は、撮像素子２２で撮像された画像のうち、平面状の側面１２ａ〜１２ｄで反射された部位の画像に所定の処理を施して、平面状の側面１２ａ〜１２ｄで反射されない部位の画像に合成し、画像全体を正立化する処理を行うように構成されている。
画像表示手段５は、画像処理手段４を介して正立化された画像を表示するように構成されている。
【００６２】
ここで、第四実施形態の装置における画像処理手段４による正立画像の合成処理について説明する。
上述したように、所定の入射角α１よりも大きな入射角α２までの所定範囲Ａの入射角で窓部材１１に入射した光を反射する平面状の側面で反射される光と、平面状の側面で反射されない光とでは、夫々結像面上での結像位置及び像の向きが異なる。第四実施形態の広角光学系における平面状の側面は４面である。平面状の側面を４面設けた場合の結像面上での結像位置及び像の向きを図１１(a),(b)に示す。なお、ここでも、便宜上、図１０における光軸を隔てて一方の平面状の反射面１２ａとは反対側の領域から窓部材１１に入射する光について説明することとする。
【００６３】
第四実施形態の広角光学系においては、光学部材１２における平面状の側面１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが互いに隣接する。
ところで、これらの平面状の側面に入射する光は、例えば、図１１(a)に示すように、多様な向きを向いている。このため、例えば、平面状の側面１２ａで反射される光のうち、隣接する側面１２ｄ（１２ｂ）に近い部位で反射された光は、さらにその隣接する側面で反射されて、負レンズ側に導かれる。そして、結像面上では、図１１(b)に示すように、光軸を中心として１８０°回転して領域Ａ１ｂ’に結像される。一方、平面状の側面１２ａで反射される光のうち、隣接する側面１２ｄ（１２ｂ）から離れた部位で反射された光は、さらにその隣接する側面で反射されることなく、負レンズ側に導かれる。そして、結像面上では、図１１(b)に示すように、左右方向が１８０°反転して領域Ａ１ａ’に結像される。
【００６４】
そこで、第四実施形態の装置では、画像処理装置４は、結像面上における領域Ａ１ｂ’の画像を１８０°回転させるとともに、１８０°回転させた領域Ａ１ｂ’の画像を光軸を中心として領域Ａ１ｂ’と点対称な領域Ａ１ｂ”に合成する。また、領域Ａ１ａ’の画像を左右方向に１８０°反転させるとともに、左右方向に１８０°反転させた領域Ａ１ａ’の画像を、光軸を中心として領域Ａ１ａ’と線対称な領域Ａ１ａ”に合成するように構成されている。
これにより、平面状の側面で反射されて結像面に結像される画像が、平面状の反射面で反射されることなく結像面に結像される画像と同じ反転及び回転状態で合成される。このため、撮像された画像を全体にわたって正立化することができる。
正立化された画像は画像表示手段５に表示される。
このように、第四実施形態の装置によれば、広角な視野の観察像を全体にわたって正立像として観察することができる。
その他の構成、作用及び効果は、第一実施形態の広角光学系と略同じである。
【００６５】
なお、第四実施形態の装置において、結像面に結像された画像領域のうち、境界Ｂ１’の内側領域、領域Ａ１ａ’及び光軸を中心として線対称な領域Ａ１ａ”に結像される画像のみを画像処理手段４で正立化して画像表示手段５に表示させるようにしてもよい。その場合には、画像表示手段５は、その正立化された横長の画像を表示するように構成すればよい。また、光学部材１２は、所定の入射角α１よりも大きな入射角α２までの所定範囲Ａの入射角で窓部材１１に入射した光を反射する平面状の側面を２面（側面１２ａ，１２ｃ）備えれば、例えば、反射面を有する２枚の透明な板状部材で構成してもよい。
例えば、”ＡＢＣ”の文字を撮像した場合について図１２を用いて説明する。なお、説明の便宜上、図１２(a)では光軸を中心として１８０°回転した状態の文字”ＡＢＣ”を撮像した場合の結像面上での結像位置及び像の向きを、裏側（入射面とは反対側）から見たときの状態で示してある。
図１２(a)に示すように、結像面における境界Ｂ１’の内側領域の画像に対して、その外側の領域Ａ１ａ’及び光軸を中心として線対称な領域Ａ１ａ”では、左右に１８０°反転し且つ光軸を中心として線対称な位置に結像される。
画像処理手段４は、領域Ａ１ａ’及び光軸を中心として線対称な領域Ａ１ａ”の画像を夫々左右方向に１８０°反転させるとともに、夫々の左右方向に１８０°反転させた領域Ａ１ａ’及び光軸を中心として線対称な領域Ａ１ａ”の画像を、互いに光軸を中心として線対称な領域（領域Ａ１ａ”及び領域Ａ１ａ’）に合成する。
これにより、平面状の側面で反射されて結像面に結像される画像が、平面状の反射面で反射されることなく結像面に結像される画像と同じ反転状態に合成される。このため、図１２(b)に示すように、撮像された画像を全体にわたって正立像とすることができる。
【００６６】
第五実施形態
図１３は本発明の第五実施形態にかかる広角光学系を用いた装置の概略構成を示す説明図である。
第五実施形態の広角光学系を用いた装置は、図１に示した第一実施形態の広角光学系と同様の構成に、表示装置６と、画像処理装置４とを備えた、液晶プロジェクタ装置として構成されている。
そして、表示装置６の表示面が、広角光学系の結像面の位置に設けられている。
表示装置６は、表示面に液晶等を用いて構成されている。画像処理装置４は、表示装置６において表示される画像を、第二の光学系２、第一の光学系１を経て投影される像が正立像となるように所定の画像処理を行うように構成されている。
【００６７】
例えば、図１２(b)に示すような画像を表示装置６の表示面に表示させると、表示面から出射する光は、第三実施形態の光学光学系と同様、第一実施形態の広角光学系とは逆向きの光路を辿り、第二のレンズ系２を経て瞳位置Ｅ２を通り、正レンズ１４、負レンズ１３を経て光学部材１２に入射する。そして、光学部材１２に入射した光の一部の光が平面状の反射面１２ａ，１２ｃで反射されて光学部材１２を出射して窓部材１１に入射し、広角な出射角（即ち、所定の出射角α１よりも大きな出射角α２までの所定範囲Ａの出射角）で窓部材１１を出射する。また、光学部材１２に入射したその他の光が平面状の反射面１２ａ，１２ｃで反射されることなく光学部材１２を出射して窓部材１１に入射し、平面状の反射面１２ａ，１２ｃで反射された光に比べて小さな出射角（即ち、所定の出射角α１）で窓部材１１を出射する。このため、図示しない投影面においては、図１２(b)における領域Ｂ１’の外側領域の表示像が反転、回転する。その結果、例えば、図１２(b)に示すように表示面に表示された画像が、投影面においては図１２(a)に示すように領域Ｂ１’の外側領域が反転等して表示されてしまう。
そこで、第五実施形態の装置では、画像処置装置４を介して、表示面に表示させる画像が、図１２(a)に示す画像となるように、画像処理を施す機能を備えている。このようにすれば、窓部材１１を出射した光が、投影面において正立画像として投影されるようになる。
第五実施形態の装置によれば、小型でありながら広角な画角で投影可能なプロジェクタが実現できる。
その他の構成及び作用効果は、第一実施形態の広角光学系と略同じである。
【００６８】
その他、本発明の広角光学系を備えた装置として、図１に示した第一の光学系に、ＣマウントカメラやＣＳマウントカメラを備えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、例えば、車両に搭載される、光レーダ装置及び車両用カメラや、歯科用、医療用カメラ等の超広角な視野の撮影が可能な電子カメラ、デジタル撮影装置、光テープ走査装置、プロジェクタ装置を用いて広角な画角の光情報を入射又は出射することを必要とする分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる広角光学系の概略構成を示す説明図であり、(a)は光軸に沿う断面図、(b)は(a)の広角光学系における平面状の側面を有する光学部材を示す斜視図である。
【図２】図１の広角光学系における平面状の側面を有する光学部材近傍の光学構成を示す説明図で、(a)は下方からみた図、(b)は斜視図である。
【図３】図１の広角光学系における一変形例にかかる第一の光学系の光学構成を示す光軸に沿う断面図であり、(a)は図１の広角光学系と同じ向きの断面図、(b)は(a)の向きに対し左右方向に垂直な向きの断面図である。
【図４】図１に示した平面状の側面を有する光学部材の他の変形例を示す説明図であり、(a)は図１の広角光学系と同じ向きの側面図、(b)は斜視図である。
【図５】図１に示した平面状の側面を有する光学部材のさらに他の変形例を示す説明図であり、(a)は光学部材を六角柱体で構成した例を示す上面図、(b)は光学部材を八角柱体で構成した例を示す上面図である。
【図６】図１の広角光学系に対する平面状の側面で反射される光と反射されない光の夫々における、同一平面上での結像領域を示す説明図であり、(a)は窓部材に入射して平面状の側面で反射する光と反射しない光の一例を示す図、(b)は(a)に示す夫々の光の同一平面上での結像領域を示す図である。
【図７】光学部材１２における窓部材を通過した光を反射する平面状の側面１２ａの、窓部材１１の透過面とのなす角度と、平面状の側面１２ａで反射した光の結像領域との関係について説明図であり、(a)は窓部材１１の透過面１１ａに対し垂直に配置された状態を示す図、(b)は平面状の側面１２ａ（１２ｃ）で反射されない入射角の範囲Ａ０の光と平面状の側面１２ａ（１２ｃ）で反射される入射角の範囲Ａ１の光との位置関係を示す図、(c)は(b)の光の結像面上における結像領域を示す図、(d)は窓部材１１の透過面１１ａに対し鋭角に配置された状態を示す図、(e)は平面状の側面１２ａ（１２ｃ）で反射されない入射角の範囲Ａ０の光と平面状の側面１２ａ（１２ｃ）で反射される入射角の範囲Ａ１の光との位置関係を示す図、(f)は(e)の光の結像面上における結像領域を示す図、(g)は窓部材１１の透過面１１ａに対し鈍角に配置された状態を示す図、(h)は平面状の側面１２ａ（１２ｃ）で反射されない入射角の範囲Ａ０の光と平面状の側面１２ａ（１２ｃ）で反射される入射角の範囲Ａ１の光との位置関係を示す図、(i)は(h)の光の結像面上における結像領域を示す図である、
【図８】本発明の第二実施形態にかかる広角光学系の概略構成を示す説明図である。
【図９】本発明の第三実施形態にかかる広角光学系の概略構成を示す説明図である。
【図１０】本発明の第四実施形態にかかる広角光学系を備えた装置の概略構成を示す説明図である。
【図１１】所定の入射角α１よりも大きな入射角α２までの所定範囲Ａの入射角で窓部材１１に入射した光を反射する平面状の側面を４面設けた場合の結像面上での結像位置及び像の向きを示す説明図であり、(a)は平面状の側面に入射する光の向きを入射側から示す図、(b)は窓部材１１に入射した光の結像面上での結像位置及び像の向きを示す図である。
【図１２】第四実施形態の装置における光学部材に２つの平面状の側面１２ａ，１２ｃを備えた場合における”ＡＢＣ”の文字を撮像した場合の結像面上での結像位置及び像の向きを示す図であり、(a)は光軸を中心として１８０°回転した状態の文字”ＡＢＣ”を撮像した場合の窓部材１１に入射した光の結像面上での結像位置及び像の向きを裏側（入射面とは反対側）から見たときの状態を示す図、(b)は(a)の画像を画像処理手段を介して正立化した状態を示す図である。
【図１３】本発明の第五実施形態にかかる広角光学系を用いた装置の概略構成を示す説明図である。
【図１４】従来の広角光学系の一構成例を示す説明図である。
【図１５】従来の広角光学系の他の構成例を示す説明図である。
【図１６】従来の広角光学系のさらに他の構成例を示す説明図である。
【図１７】従来の広角光学系のさらに他の構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７１】
１                  第一の光学系
１１                窓部材
１２                光学部材
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ      側面
１２ｅ              上面
１２ｆ              底面
１２1’，１２2’    板状部材
１２ａ’，１２ｃ’  内側面
１３                負レンズ
１３ａ              窓部材１１側の面
１３ｂ              窓部材１１とは反対側の面
１４                正レンズ
２                  第二の光学系
２１                結像レンズ
２２                撮像素子
２Ａ                照明光学系
２１Ａ              照明レンズ
２２Ａ              発光素子
２Ｂ                受光光学系
２１Ｂ              結像レンズ
２２Ｂ              受光素子
３                  スキャンミラー
４                  画像処理手段
５                  画像表示手段
６                  表示装置
５１                発光手段
５２                レンズ
５３                ミラー
５４                送光側反射手段
５５                送光用の窓部材
５６                受光用の窓部材
５７                受光側反射手段
５８                保持手段
５８ａ              回転軸
５９                フレネルレンズ
６０                受光素子
６１Ｒ，６１Ｌ      窓部材
６２Ｒ，６２Ｌ      反射部材
６３                レンズ筐体
６４                撮像素子
６５                信号処理回路
７１                超広角レンズ
７２                絞り
７３                受光素子
７３ａ              受光面
８０                入射角度変化手段
８１                窓部材
８２                第１の光学素子群
８３                第２の光学素子群
８４                走査される面
Ｅ１                入射瞳
Ｅ２                入射瞳位置
Ｐ１                中間結像位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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