(57)【要約】【課題】近接撮影可能でありながら広いエリアを撮影可能で物体側の入射光線が略テレセントリックである薄型・小型の撮像光学系。【解決手段】少なくとも１枚の正レンズを有する結像光学系と、撮像素子とを含み、前記結像光学系よりも物体側に、正の屈折力を有するプレーナー素子群が配置され、さらに以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像光学系。        ＬＬ／ＡＦＬ＜３．４                            ・・・（１）ただし、ＡＦＬは前記撮像光学系の焦点距離、ＬＬは前記撮像光学系の全長の空気換算距離である。【選択図】図１
2009086566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１枚の正レンズを有する結像光学系と、撮像素子とを含み、前記結像光学系よりも物体側に、正の屈折力を有するプレーナー素子群が配置され、さらに以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像光学系。
ＬＬ／ＡＦＬ＜３．４                            ・・・（１）
ただし、ＡＦＬは前記撮像光学系の焦点距離、ＬＬは前記撮像光学系の全長の空気換算距離である。
【請求項２】
前記結像光学系は、物体側から順に全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群と、明るさ絞りと、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群で構成され、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との群間に撮像光を反射する反射面を少なくとも１面有する反射部材を具備し，前記撮像光の光軸を少なくとも１回屈曲することを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
【請求項３】
前記撮像光を反射する反射面の反射率は、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項２に記載の撮像光学系。
Ｒ（λ）＞２０％                                  ・・・（２）
ただし、Ｒ（λ）は波長λの時の反射率であり、
３００ｎｍ≦λ≦１３００ｎｍ
である。
【請求項４】
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の撮像光学系。
０．７０＜Φｐ／Φｒ＜５００                    ・・・（３）
ただし、φｒは前記反射部材の反射面での有効径、
φｐは前記正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち最も物体側に位置するプレーナー素子での有効径
である。
【請求項５】
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の撮像光学系。
０．７０＜Φｐ／Φｒ＜１００                    ・・・（４）
ただし、φｒは前記反射部材の反射面での有効径、
φｐは前記正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち最も物体側に位置するプレーナー素子での有効径
である。
【請求項６】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の撮像光学系。
２＜Φｐ／Φｒ＜５０                              ・・・（５）
ただし、φｒは前記反射部材の反射面での有効径、
φｐは前記正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち最も物体側に位置するプレーナー素子での有効径
である。
【請求項７】
前記プレーナー素子群のうち少なくとも１枚は、フレネル光学素子もしくは回折光学素子からなる請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項８】
前記フレネル光学素子のうち少なくとも１枚は、素子の両面に溝形状を有し、以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項７に記載の撮像光学系。
αj ＜βk                                             ・・・（６）
ただし、αj は前記フレネル光学素子の中心から周辺に向けて距離ｊにおける像側の面のエッジ角度、
βk は前記フレネル光学素子の中心から周辺に向けて距離ｋにおける物体側の面のエッジ角度
である。
ここで、ｊ，ｋは何れも有効半径の５０％以上の距離で、
０．８５＜ｋ／ｊ＜１．１
を満足する。
【請求項９】
以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の撮像光学系。
０≦Ｄｐ ／ＦＬ＜１５                              ・・・（７)
ただし、Ｄｐは最も物体側に位置する前記プレーナー素子の物体面から物体までの空気換算距離、
ＦＬは前記結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
【請求項１０】
以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の撮像光学系。
０≦Ｄｐ ／ＦＬ＜６                                ・・・(８)
ただし、Ｄｐ は最も物体側に位置する前記プレーナー素子の物体面から物体までの空気換算距離、
ＦＬは前記結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
【請求項１１】
前記第２レンズ群は、最も像面側にあるレンズの像側面が凸形状で下記条件式（９−１）または（９−２）を満たすことを特徴とする請求項２乃至請求項１０のいずれかに記載の撮像光学系。
０．１＜｜ｒ３ｂ／ＦＬ｜＜１５                    ・・・（９−１）
０＜ｓａｇ（３ｂ）／Ｒｅ（３ｂ）                  ・・・（９−２）
ただし、ｒ３ｂは最も像面側にあるレンズの像側の面の曲率半径、
ＦＬは結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
また、Ｒｅ（３ｂ）は最も像面側にあるレンズの像側の面の有効半径、
ｓａｇ（３ｂ）は光軸とレンズ像側面との交点を原点とし、さらに光軸をＺ軸とし      た右手座標系を採ったとき、ＹＺ断面においてレンズ像側面の有効径の地点とＹ軸      との距離
である。
【請求項１２】
前記第２レンズ群は、最も像面側にあるレンズの像側面が凸形状で下記条件式（１０−１）または（１０−２）を満たすことを特徴とする請求項２乃至請求項１０のいずれかに記載の撮像光学系。
０．５＜｜ｒ３ｂ／ＦＬ｜＜１０                  ・・・（１０−１）
０＜ｓａｇ（３ｂ）／Ｒｅ（３ｂ）                ・・・（１０−２）
ただし、ｒ３ｂは最も像面側にあるレンズの像側の面の曲率半径、
ＦＬは結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
また、Ｒｅ（３ｂ）は最も像面側にあるレンズの像側の面の有効半径、
ｓａｇ（３ｂ）は光軸とレンズ像側面との交点を原点とし、さらに光軸をＺ軸とした右手座標系を採ったとき、ｙｚ断面においてレンズ像側面の有効径の地点とＹ軸との距離
である。
【請求項１３】
以下の条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項２乃至請求項１２のいずれかに記載の撮像光学系。
０．２＜ｂｆ／ＦＬ＜１０                          ・・・（１１）
ただし、ｂｆは前記結像光学系内の前記第２レンズ群に含まれる最も像面側のレンズ面から結像面までの空気換算距離、
ＦＬは前記結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
【請求項１４】
以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする請求項２乃至請求項１２のいずれかに記載の撮像光学系。
０．６＜ｂｆ／ＦＬ＜４．８                        ・・・（１２）
ただし、ｂｆは前記結像光学系内の前記第２レンズ群に含まれる最も像面側のレンズ面から結像面までの空気換算距離、
ＦＬは前記結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
【請求項１５】
以下の条件式（１３）を満足することを特徴とする請求項２乃至請求項１４のいずれかに記載の撮像光学系。
０．１＜Ｌ１／ＬＬ＜０．９                        ・・・（１３）
ただし、Ｌ１は撮像光学系内において、前記正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち最も物体側に位置するプレーナー素子の物体面側から、少なくとも１つの反射部材のうち最も物体側に位置する前記反射部材の反射面までの空気換算距離、
ＬＬは前記撮像光学系の全長の空気換算距離
である。
【請求項１６】
以下の条件式（１４）を満足することを特徴とする請求項２乃至請求項１４のいずれかに記載の撮像光学系。
０．３＜Ｌ１／ＬＬ＜０．８                        ・・・（１４）
ただし、Ｌ１は撮像光学系内において、前記正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち最も物体側に位置するプレーナー素子の物体面側から、少なくとも１つの反射部材のうち最も物体側に位置する前記反射部材の反射面までの空気換算距離、
ＬＬは前記撮像光学系の全長の空気換算距離
である。
【請求項１７】
前記撮像光の光軸を屈曲する少なくとも１つの反射部材により、以下の条件式（１５）を満足することを特徴とする請求項２乃至請求項１６のいずれかに記載の撮像光学系。
０°＜α≦１８０°                                ・・・（１５）
ただし、αは前記撮像光学系入射前の光軸上の光線と屈曲後の光軸上の光線とのなす角度
であり、屈曲前後において前記反射部材の入射前の光軸上の光線と屈曲後の光軸上の光線がねじれの位置にあってもよい。
【請求項１８】
前記撮像光の光軸を屈曲する少なくとも１つの反射部材は、ミラーもしくはプリズムから構成されることを特徴とする請求項２乃至請求項１７のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項１９】
前記反射部材がプリズムで構成されている場合、光線の入射面、射出面、反射面のうち少なくとも１面が光学的パワーを有することを特徴とする請求項１８記載の撮像光学系。
【請求項２０】
前記反射部材がプリズムで構成されている場合、プリズムが以下の条件式（１６）を満足する光学的パワーを有することを特徴とする請求項１８に記載の撮像光学系。
ｆｐ／ＦＬ＜−３                                  ・・・（１６）
ただし、ｆｐは前記光学的パワーを有するプリズムの焦点距離、
ＦＬは前記結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
【請求項２１】
前記反射部材がプリズムで構成されている場合、プリズムが以下の条件式（１７）を満足する光学的パワーを有することを特徴とする請求項１８に記載の撮像光学系。
ｆｐ／ＦＬ＜−５．５                              ・・・（１７）
ただし、ｆｐは前記光学的パワーを有するプリズムの焦点距離、
ＦＬは前記結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
【請求項２２】
前記反射部材がプリズムで構成されている場合、入射面、射出面、反射面のうち少なくとも１面が非球面形状を有することを特徴とする請求項１８に記載の撮像光学系。
【請求項２３】
前記反射部材がミラーで構成されている場合、光線の反射面のうち少なくとも1面が光学的パワーを有することを特徴とする請求項１８に記載の撮像光学系。
【請求項２４】
前記反射部材がミラーで構成されている場合、光線の反射面のうち少なくとも1面が非球面形状を有することを特徴とする請求項１８に記載の撮像光学系。
【請求項２５】
前記反射部材の反射面が非反射部を有し、反射面となる領域の面積を変えることにより明るさ絞りの機能を満たすことを特徴とする請求項２乃至請求項２４のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項２６】
前記結像光学系の前記第２レンズ群に少なくとも１枚の非球面レンズを用い、前記非球面レンズの少なくとも１つの面が光軸中心から周辺にかけて正の屈折力を弱める形状を有する撮像光学系において、
前記第１レンズ群内の少なくとも1枚に非球面レンズを用い、さらに該レンズの物体側の面形状が以下の条件式（１８）を満たすことを特徴とする請求項２乃至請求項２５のいずれかに記載の撮像光学系。
０＜ｓａｇ（１ａ）／Ｒｅ（１ａ）                  ・・・（１８）
ただし、Ｒｅ（１ａ）は、前記結像光学系内の前記第1レンズ群において最も前記プレーナー素子群に近いレンズの物体側の面の有効半径、
ｓａｇ（１ａ）は、光軸とレンズ物体側面との交点を原点とし、さらに光軸をＺ軸とした右手座標系を採ったとき、ｙｚ断面においてレンズ物体側面の有効径の地点とｙ軸との距離
である。
【請求項２７】
前記非球面形状を有するレンズはすべて樹脂から構成されることを特徴とする請求項２６に記載の撮像光学系。
【請求項２８】
正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち、最も物体側に位置するプレーナー素子が保護用のガラスからなることを特徴とする請求項１乃至請求項２７のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項２９】
正の屈折力を有するプレーナー素子群に存在するプレーナー素子のうち、両面形状を有するプレーナー素子以外に片面のみ形状を有するプレーナー素子を含有することを特徴とする請求項１乃至請求項２８のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項３０】
正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち、いずれかに色素部材を混ぜることで、前記プレーナー素子が特定波長を吸収もしくは透過するフィルタ機能を有することを特徴とする請求項１乃至請求項２９のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項３１】
前記プレーナー素子、前記レンズ、前記反射部材のそれぞれの屈折率が以下の条件式（１９）を満たすことを特徴とする請求項２乃至請求項３０のいずれかに記載の撮像光学系。
ｎ＞１．４５                                      ・・・（１９）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系に関し、特に、比較的近接で撮影する広画角小型光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像光学系を用いてバーコードやＱＲコードといったパターン画像を撮影し、取得した画像を処理することで所望の情報を得る装置が普及している。また、パターン画像だけでなく、生体認証で用いられる指紋や静脈あるいは目の虹彩等の画像を取得し個人を認証する装置もある。これらの装置は、例えば、携帯電話や携帯端末機、あるいはノートパソコン等に搭載して用いる場合が多く、撮像光学系に対する要望としては、小型かつ特に入射光の光軸方向に対して厚さが薄型であること、また、物体に近接しつつある程度の広いエリアを撮影することから、広画角であることがあげられる。さらに、撮影後の画像処理を容易にするためには、光学系で発生する収差、特に歪曲収差は良好に補正されている必要がある。さらに、撮影時に物体までの距離が一定でない場合、例えば手振れ等の影響で微少量変わる場合でも、撮影倍率の変化を小さく抑えるため、物体側の入射光線は略テレセントリック入射であることが望まれている。
【０００３】
これまでに光学系の小型化に関しては、特許文献１や特許文献２に記載のものが知られている。これらは良好な結像性能を維持しつつレンズ枚数を減らすもしくはレンズ単体を薄くするために、回折光学素子やフレネルレンズを利用している。しかし、広画角化を考慮したレンズタイプではなくさらに撮像時の入射光の光軸方向に対する光学系の長さの薄型化は達成できていない。また比較的近接で撮影する広画角小型光学系としては、特許文献３や特許文献４に記載のものが知られている。そして薄型化のために光軸を屈曲させた広画角小型光学系としては、特許文献５、特許文献６や特許文献７が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７５７号公報
【特許文献２】特開２００５−１０６９２５号公報
【特許文献３】特開平２−９０１１８号公報
【特許文献４】特許第３４５０５４３号公報
【特許文献５】特許第３７４２４８４号公報
【特許文献６】特許第２５５８３３３号公報
【特許文献７】特開２０００−８９１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、全ての特許文献で光学系が占める体積の小型化・光学系の厚みに相当する入射光の光軸方向に対する光学系の長さの薄型化を達成しつつさらに物体側の略テレセントリック性を確保することはできていない。さらに広画角小型光学系に関しては歪曲収差が極めて大きくなっているため望ましくない。
【０００６】
本発明は従来技術のこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光学系が占める体積を小型化し、特に光学系の厚みに相当する入射光の光軸方向に対する光学系の長さの薄型化を達成しながら、良好な結像性能を維持した近接撮影を可能とし、広いエリアを撮影可能で、さらに物体側の入射光線が略テレセントリックである特徴をもつ撮像光学系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の撮像光学系は、少なくとも１枚の正レンズからなる結像光学系と撮像素子を含み、前記結像光学系よりも物体側に、正の屈折力を有するプレーナー素子群が配置され、さらに以下の条件式（１）を満足するものである。
ＬＬ／ＡＦＬ＜３．４                            ・・・（１）
ただし、ＡＦＬは前記撮像光学系の焦点距離、ＬＬは前記撮像光学系の全長の空気換算距離である。
【０００８】
また、結像光学系は、物体側から順に全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群と、明るさ絞りと、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群で構成され、第１レンズ群と第２レンズ群との群間に撮像光を反射する反射面を少なくとも１面有する反射部材を具備し，前記撮像光の光軸を少なくとも１回屈曲することを特徴とするものである。
【０００９】
また、撮像光を反射する反射面の反射率は、以下の条件式（２）を満足することを特徴とするものである。
Ｒ（λ）＞２０％                                  ・・・（２）
ただし、Ｒ（λ）は波長λの時の反射率であり、
３００ｎｍ≦λ≦１３００ｎｍ
である。
【００１０】
また、以下の条件式（３）を満足することを特徴とするものである。
０＜Φｐ／Φｒ＜５００                            ・・・（３）
ただし、φｒは前記反射部材の反射面での有効径、
φｐは前記正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち最も物体側に位置するプレーナー素子での有効径
である。
【発明の効果】
【００１１】
以上の本発明によると、近接撮影可能でありながら広いエリアを撮影可能で、物体側の入射光線が略テレセントリックであり、小型化しつつ特に光学系の厚みに相当する入射光の光軸方向に対する光学系の長さ、すなわち屈曲前の光路長と屈曲後の光線高を合わせた長さを薄型化された撮像光学系を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態について説明する。  本実施形態の撮像光学系は、少なくとも１枚の正レンズからなる結像光学系と撮像素子を含み、前記結像光学系よりも物体側に、正の屈折力を有するプレーナー素子群が配置され、さらに以下の条件式（１）を満足することが望ましい。
ＬＬ／ＡＦＬ＜３．４                            ・・・（１）
ただし、ＡＦＬは前記撮像光学系の焦点距離、ＬＬは前記撮像光学系の全長の空気換算距離である。
【００１３】
正の屈折力を有するプレーナー素子群を前記結像光学系より物体側に配置することにより、物体側入射光線の略テレセントリック性を保つことができる。さらに条件式（１）の上限３．４を下回ることで物体側入射光線の略テレセントリック性を保ちつつ光学系の大型化を回避し小型化することができる。
【００１４】
また、結像光学系は、物体側から順に全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群と、明るさ絞りと、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群で構成され、第１レンズ群と第２レンズ群との群間に撮像光を反射する反射面を少なくとも１面有する反射部材を具備し，前記撮像光の光軸を少なくとも１回屈曲することを特徴とする。前記条件式（１）を満たしつつ撮像光の光軸を屈曲することにより、入射光の光軸方向に対する光学系の長さの薄型化が達成できる。
【００１５】
また、反射部材での反射面の反射率は、光量損失による画像劣化を防止するために以下の条件式（１）を満たすことが望ましい。
Ｒ（λ）＞２０％                                ・・・（２）
ただし、Ｒ（λ）は波長λの時の反射率であり、
３００ｎｍ≦λ≦１３００ｎｍ
である。
【００１６】
もし、条件式（２）の下限の２０％を下回ると、反射による光量損失が生じ、撮像素子にて信号を増幅しても信号劣化により良好な画像を得ることができない。また、複数回反射した場合は、より顕著に光量損失が生じる。そのため光量を得るためには、開口径を大きくし光学系内に入射する光量を増やす必要がある。しかし、開口径を大きくしたことにより光線高が上昇するため、径方向の光学系の大型化を招き望ましくない。
【００１７】
一般に、撮像光の光軸を屈曲させることで、小型化、薄型化は達成可能である。また、光学系の焦点距離を短くすることで、広い領域を撮影するための広画角は達成可能である。しかしながら、良好な結像性能を保ちつつ、物体側入射光線を略テレセントリックとし、さらに光学系の薄型化を達成するには、物体側に光学素子を配置して入射光線角をコントロールすることが望ましい。
【００１８】
また、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
０．７０＜Φｐ/Φｒ＜５００                   ・・・（３）
ただし、φｒは反射部材の反射面での有効径、
φｐは前記正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち最も物体側に位置するプレーナー素子での有効径
である。
【００１９】
条件式（３）の下限の０．７０を下回ると、第２レンズ群にて光線高が高くなるため、軸外収差の補正が困難になる。また、反射面が大きいため反射部材が大きくなり、光学系が大型化するため、薄型化、小型化することができない。また、一方、条件式（３）の上限の５００を超えると、負の屈折力を持つ第１レンズ群では光線高が高いため、非点収差などの軸外収差の補正が困難となる。また、プレーナー素子の焦点距離が短くなってしまうため、特に、非点収差の補正が困難となり、またプレーナー素子を角度のきつい溝形状にするか、または非常に細かい溝間隔にするなどの必要があり、製造も困難となるため望ましくない。
【００２０】
さらに良好な結像性能を達成するには、条件式（４）を満足することが望ましい。
０．７０＜Φｐ/Φｒ＜１００                    ・・・（４）
【００２１】
条件式（４）の上限の１００未満になると、条件式（３）の上限５００に比べて、負の屈折力を持つ第１レンズ群では光線高が低くなる。そのため、軸外収差の補正がより容易になり、結像性能が向上する。さらにプレーナー素子の焦点距離が長くなり、プレーナー素子の溝形状の角度がきつい形状または非常に細かい溝間隔にならないため、画角の周辺部において光量の減衰が少なくなり、良好な画像が得られる。
【００２２】
さらに、良好な結像性能を保ちつつプレーナー素子の溝形状の製造を容易にし、さらなる薄型化をするには、条件式（５）を満足することが望ましい。
２＜Φｐ/Φｒ＜５０                              ・・・（５）
【００２３】
また、本実施形態の撮像光学系において、プレーナー素子は正の屈折力を有することが望ましい。正の屈折力を持つことで、良好な結像性能を維持しつつ、物体側の入射光線を略テレセントリックにすることが可能である。もし、プレーナー素子が負の屈折力を有した場合は、プレーナー素子に入射する入射光線の角度がきつくなるので、収差が発生しやすくなる。また、結像光学系における正の屈折力を大きくする必要が生じるため、諸収差を良好に補正することが極めて困難になる。
【００２４】
さらに、プレーナー素子は、フレネル光学素子もしくは回折光学素子とすることが望ましい。このようにすると、光学系の薄型化を達成することができる。フレネル光学素子（フレネルレンズ）は、レンズの屈折に寄与する部分だけを残し、全体の厚みを薄くしたレンズ素子である。よって、これを物体側に配置することで、薄型化を達成したまま、物体側入射光線を略テレセントリックとすることが可能である。回折光学素子は、光学部材表面上に微細構造を形成することにより生じる回折現象で光を屈折する素子で、薄い平板上に形成可能である。よって、これを物体側に配置することで、薄型化を達成したまま、物体側入射光線を略テレセントリックとすることが可能である。
【００２５】
また、本実施形態においてフレネル光学素子を少なくとも１枚用いる場合、フレネル光学素子で発生する諸収差を良好に補正するには、フレネル光学素子の両面がフレネル形状であることが望ましい。
【００２６】
本実施形態においては、片側の面のみをフレネル形状とすることもできる。しかしながら、片面だけに屈折力を持たせると、特にフレネル光学素子で発生する軸外収差の発生量が大きくなるため望ましくない。また、片面の場合はフレネル形状を構成するエッジ角度が大きくなるため、加工が困難となる。そこで、加工性を考慮しつつ、良好な結像性能を維持するには、両面をフレネル形状とすることが望ましい。
【００２７】
また、本発明において、フレネル光学素子の両面がフレネル形状である場合、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
【００２８】
αj ＜βk                                         ・・・（６）
ただし、αj はフレネル光学素子の中心から周辺に向けて距離ｊにおける像側の面のエッジ角度、
βk はフレネル光学素子の中心から周辺に向けて距離ｋにおける物体側の面のエッジ角度
である。
ここで、ｊ，ｋは何れも半径の５０％以上の距離で、
０．８５＜ｋ／ｊ＜１．１
を満足する。
【００２９】
本発明においては、結像光学系では画角が広いため、フレネル光学素子の像側のエッジ角度が大きいと、この面の反射により、効率を落とすことになる。
さらに、軸外収差の発生量も増大させ、結像性能を劣化させる要因ともなる。
しかし、特にフレネル光学素子周辺部の物体側の略テレセントリック性の向上のためには、結像光学系の画角が大きい部分において、物体側入射光線を大きく屈折させる必要がある。
【００３０】
そこで、本発明では、特に結像光学系の画角が大きい、半径の５０％以上の距離においては、条件式（６）を満足することが望ましい。
【００３１】
また、本発明の光学系においては、近接撮影することを鑑みつつ、小型化を達成するため、条件式（７）を満足することが望ましい。
【００３２】
０≦Ｄｐ／ＦＬ＜１５                              ・・・（７)
ただし、Ｄｐは最も物体側に位置するプレーナー素子の物体面から物体までの空気換算距離、
ＦＬは結像光学系内の第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離
である。
【００３３】
本実施形態において、結像光学系は集光作用を有するためＦＬが負の値になることは無く、またＤｐも負の値になることは無いため、条件式（７）の下限の０を下回ることはない。また条件式（７）が下限値０の値となるときは、プレーナー素子の物体面と物体が接しているときである。このとき、物体距離が最も短いため、物体から結像面までを含んだ光学系の小型化をすることができる。また、上限の１５を超えると、結像光学系の焦点距離に比して、物体距離が長くなるために装置が大きくなってしまう。
【００３４】
さらに、特に携帯電話やパソコンなどに搭載し、小型化を優先する場合、条件式（８）を満たし、プレーナー素子から物体までの距離、Ｄｐは０ｍｍ〜５ｍｍであることが望ましい。
０≦Ｄｐ／ＦＬ＜６                                   ・・・(８)
【００３５】
また、本発明において、広範囲な撮影を可能とするためには、結像光学系が、物体側より順に、少なくとも１枚の負レンズを有する第１レンズ群と、少なくとも１枚の正レンズを有する第２レンズ群で、いわゆるレトロフォーカスタイプに構成されることが望ましい。
【００３６】
また、本発明において、結像光学系の小型化を達成するためには、第１レンズ群と第２レンズ群の間に明るさ絞りが配置されることが望ましい。
【００３７】
このような構成とすれば、特に光学系の径方向のサイズを小さくすることが可能である。
【００３８】
また、本発明において、光軸を屈曲させた際、良好な結像性能を維持するためには、条件式(３）に加えて条件式（９-1）または条件式（９−２）を満足することが望ましい。
０．１＜｜ｒ３ｂ／ＦＬ｜＜１５                    ・・・（９−１）
０＜ｓａｇ（３ｂ）／Ｒｅ（３ｂ）                  ・・・（９−２）
ただし、ｒ３ｂは結像光学系内で最も像面側にあるレンズの像側の面の曲率半径、
ＦＬは結像光学系内の第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離である。
また、Ｒｅ（３ｂ）は結像光学系内で最も像面側にあるレンズの像側の面の有効半径、
ｓａｇ（３ｂ）は光軸とレンズ像側面との交点を原点とし、さらに光軸をＺ軸とした右手座標系を採ったとき、ＹＺ断面においてレンズ像側面の有効径の地点とＹ軸との距離
である。
【００３９】
式（９−１）は軸外収差、特にコマ収差を良好に補正するためのものである。下限の０．１を下回ると、像側の面の屈折力が強くなり、この面で発生する収差が大になるため好ましくない。上限の１５を超えると、像側の面の屈折力が弱くなりすぎて全系をコンパクトにすることが困難になる。
【００４０】
またＣＣＤ等の撮像素子を用いる光学系においては、撮像素子の撮像面に斜めに光線が入射すると、像高が高い部分の画像に周辺減光が生じる。そこで、このような光線による周辺減光を防止する必要がある。そのため、光学系には、撮像面への光線の入射角を垂直に近くなるようにすることが望まれる。そのため、（９−２）を満たす、すなわち光軸上のレンズ面頂に対して周辺部のレンズ面が物体面側に位置するように像側の面形状を凸形状にすることが望ましい。
【００４１】
さらに、軸外収差、特にコマ収差を良好に補正し、良好な結像性能を達成した上で全系を一層コンパクトにするには条件式（１０−１）（１０−２）を満足することが望ましい。
０．５＜｜ｒ３ｂ／ＦＬ｜＜１０                  ・・・（１０−１）
０＜ｓａｇ（３ｂ）／Ｒｅ（３ｂ）                ・・・（１０−２）
【００４２】
また、本発明において、光軸を屈曲させた際、結像性能を維持しながら薄型化に加えて小型化を達成するためには、条件式（３）に加えて条件式（１１）を満足することが望ましい。
０．２＜ｂｆ／ＦＬ＜１０                          ・・・（１１）
ただし、ｂｆは結像光学系内第２レンズ群に含まれる最も像面側のレンズ面から結像面までの空気換算距離、
ＦＬは結像光学系内の第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離
である。
【００４３】
もし、条件式（１１）の下限の０．２を下回ると、物体が光軸方向に微小に移動した際、結像光学系でピント合わせをするための余裕量となるｂｆがとれないため、物体の微小移動に伴い非点収差などの軸外収差が悪化し性能劣化が生じる。さらに第２レンズ群の最も結像面に近いレンズと撮像素子とが非常に接近し、光学系の組み立てが困難になる。また最も結像面に近いレンズの形状によっては、レンズと撮像素子とが衝突する。一方、上限の１０を超えると、撮像光学系が大きくなるため光軸を屈曲させて小型化する意味がなくなる。
【００４４】
さらに、結像性能を維持しながら薄型化と小型化とを達成し、光学系の組み立てを容易にするためには、条件式（３）に加えて条件式（１２）を満足することが望ましい。
０．６＜ｂｆ／ＦＬ＜４．８                        ・・・（１２）
【００４５】
また、本発明において、光軸を屈曲させた際、結像性能を維持しながら薄型化するには、条件式（３）に加えて条件式（１３）を満足することが望ましい。
０．１＜Ｌ１／ＬＬ＜０．９                        ・・・（１３）
ただし、Ｌ１は撮像光学系内において、前記正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち最も物体側に位置するプレーナー素子の物体面側から、少なくとも１つの反射部材のうち最も物体側に位置する反射部材の反射面までの空気換算距離、
ＬＬは撮像光学系の全長の空気換算距離
である。
【００４６】
もし、条件式（１３）の下限の０．１を下回ると、反射部材入射時の光線高が高くなるため、反射面が大きくなり反射部材が大きくなる。その結果、光学系が大型化するため、薄型化、小型化することができない。さらに第１レンズ群では光線高が高くなるため、非点収差などの軸外収差の補正が困難となる。さらに、結像光学系内第１レンズ群で光軸を屈曲させる反射部材に最も近いレンズと光軸を屈曲させる反射部材とが非常に接近もしくは衝突をするため、光学系の組み立てが困難になる。また場合によっては、第１レンズ群を挿入する空気間隔が存在しなくなる。また、プレーナー素子の焦点距離が短くなるため、特に、非点収差の補正が困難となり、またプレーナー素子を角度のきつい溝形状にするまたは非常に細かい溝間隔にするなど必要があり、製造も困難となるため望ましくない。また、条件式（１３）の上限の０．９を超えると、屈曲前の光路長が長くなり撮像光学系が大きくなるため光軸を屈曲させて薄型化できない。また、第２レンズ群の屈折力が大きくなるため、収差補正が困難になる。
【００４７】
さらに薄型化した状態で良好な結像性能を保ちつつ小型化を優先した場合、条件式（１４）を満足することが望ましい。
０．３＜Ｌ１／ＬＬ＜０．８                        ・・・（１４）
【００４８】
また、本発明において、光軸を屈曲させた際の屈曲の角度によって薄型化を達成するためには、条件式（１５）を満足することが望ましい。
０°＜α≦１８０°                                ・・・（１５）
ただし、αは最も物体側に存在する反射部材の入射前の光軸上の光線と屈曲後の光軸上の光線とのなす角度である。
【００４９】
また、屈曲前後において反射部材の入射前の光軸上の光線と屈曲後の光軸上の光線がねじれの位置にあってもよい。
【００５０】
また、撮像光の光軸を屈曲する少なくとも1つの反射部材は、ミラーもしくはプリズムから構成されることが望ましい。そして、反射部材がプリズムの場合、薄型化と小型化とを達成するためには、光線の入射面、射出面、反射面のうち少なくとも１面が光学的パワーを有することが望ましい。また反射部材がプリズムの場合、プリズムが以下の条件式（１６）を満足する光学的パワー有することが望ましい。
ｆｐ／ＦＬ＜−３                                  ・・・（１６）
ただし、ＦＰは光学的パワーを有するプリズムの焦点距離、
ＦＬは結像光学系内の第１レンズ群と第２レンズ群の合成焦点距離
である。
【００５１】
もし、条件式（１６）の上限の−３を超えるとプリズムでの屈折力が強くなり、プリズムで発生する収差が大きくなるため好ましくない。また、軸外光線に関しては、収差が大きくなるだけでなく、入射面、射出面において全反射が生じやすくなり、軸外光線が結像しなくなる。さらに、良好な結像性能を保ちつつ薄型化と小型化とを優先した場合、条件式（１７）を満足することが望ましい。
ｆｐ／ＦＬ＜−５．５                              ・・・（１７）
【００５２】
また、入射面、射出面、反射面のうち、少なくとも１面が非球面形状を有することが望ましい。また、反射部材がミラーの場合、光線の反射面のうち少なくとも１面が光学的パワーを有し、また光線の反射面のうち少なくとも１面が非球面形状を有することが望ましい。
【００５３】
また、本発明において、小型化を達成するためには、絞りを物体側に移動させ、反射部材を小さくすることが望ましい。したがって、反射部材の反射面が非反射部を有し、反射面となる領域の面積を変えることにより明るさ絞りの機能を果たすことが望ましい。
【００５４】
また、本発明において、特に歪曲収差を補正するには、結像光学系の第２レンズ群に少なくとも１枚の非球面レンズを用い、該非球面レンズの少なくとも１つの面が光軸中心から周辺にかけて正の屈折力を弱める形状を持つことが望ましい。さらに良好に歪曲収差を補正するには、結像光学系の第１レンズ群に少なくとも１枚の非球面レンズを用い、そのレンズの両面が非球面形状を有し、さらに該レンズの物体側の面形状が以下の条件式（１８）を満たすことが望ましい。
０＜ｓａｇ（１ａ）／Ｒｅ（１ａ）                  ・・・（１８）
ただし、Ｒｅ（１ａ）は、結像光学系内第1レンズ群において最もプレーナー素子群に近いレンズの物体側の面の有効半径、
ｓａｇ（１ａ）は光軸とレンズ物体側面との交点を原点とし、さらに光軸をＺ軸とした右手座標系を採ったとき、ｙｚ断面においてレンズ物体側面の有効径の地点とｙ軸との距離
である。
【００５５】
また、本発明の光学系においては、明るさ絞りの直後のレンズの少なくとも１面は非球面形状であることが望ましい。このような構成とすることで、特に球面収差を良好に補正することが可能である。
【００５６】
また、本発明の光学系において、コスト低減のために非球面形状を有するレンズはすべて樹脂から構成されることが望ましい。
【００５７】
また、本発明の光学系において、正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち、最も物体側に位置するプレーナー素子が保護用のガラスとなってもよい。その際、該プレーナー素子の像面側はフレネル光学素子または回折光学素子となっても良い。
【００５８】
また、本発明光学系において、正の屈折力を有するプレーナー素子群内のプレーナー素子のうち、両面形状を有するプレーナー素子以外に片面のみ形状を持つプレーナー素子があってもよい。
【００５９】
また、本発明の光学系において、正の屈折力を有するプレーナー素子群のうちのいずれかに色素部材を混ぜることで、プレーナー素子が特定波長を吸収もしくは透過するフィルタ機能を有しても良い。
【００６０】
また、本発明の光学系において、プレーナー素子、レンズ、反射部材それぞれの屈折率が以下の条件式（１９）を満たすことが望ましい。
ｎ＞１．４５                                      ・・・（１８）
【００６１】
もし、下限の１．４５を下回った場合、結像光学系内の各レンズの曲率半径が小さくなり、加工が困難となる。また、レンズ枚数が増すため、コスト低減ができなくなる。また、レンズ枚数が増すため、薄型化、小型化が難しくなる。
【００６２】
以下に、本発明の撮像光学系の実施例１〜１６について、図面を参照して説明する。各図中、１はプレーナー素子の一例としてのフレネル光学素子、２は結像光学系、３は結像面、Ｇ１は第１レンズ群、Ｇ２は第２レンズ群、Ｓは明るさ絞り、Ｐはプリズム、Ｆは光学的ローパスフィルター、ＩはＣＣＤ等の撮像素子を示す。
【００６３】
図１は本発明の撮像光学系の実施例１のレンズ構成図である。
【００６４】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【００６５】
結像光学系２は、図１に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、プリズムＰと、明るさ絞りＳと、像面側に凸面を向けた平凸正レンズＬ２と両凸正レンズＬ３との２枚で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【００６６】
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、平凸正レンズＬ２及び両凸正レンズＬ３の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、実施例１の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。
【００６７】
図２は本発明の撮像光学系の実施例２のレンズ構成図である。
【００６８】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【００６９】
結像光学系２は、図２に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、プリズムＰと、明るさ絞りＳと、像面側に凸面を向けた平凸正レンズＬ２と像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ３との２枚で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【００７０】
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、平凸正レンズＬ２及び正メニスカスレンズＬ３の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また実施例２において実際に屈曲した際の構成を図１４に示す。また、実施例２の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。
【００７１】
図３は本発明の撮像光学系の実施例３のレンズ構成図である。
【００７２】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【００７３】
結像光学系２は、図３に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、プリズムＰと、明るさ絞りＳと、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と両凸正レンズＬ３との２枚で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【００７４】
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、正メニスカスレンズＬ２及び両凸正レンズＬ３の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、実施例３の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。
【００７５】
図４は本発明の撮像光学系の実施例４のレンズ構成図である。
【００７６】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【００７７】
結像光学系２は、図４に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、プリズムＰと、明るさ絞りＳと、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ２と両凸正レンズＬ３との２枚で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【００７８】
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、正メニスカスレンズＬ２及び両凸正レンズＬ３の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、実施例４の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。
【００７９】
図５は本発明の撮像光学系の実施例５のレンズ構成図である。
【００８０】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【００８１】
結像光学系２は、図５に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有するプリズムＰと、明るさ絞りＳと、近軸曲率半径で両凸形状となる正レンズＬ２、近軸曲率半径で両凸形状となる正レンズＬ３の２枚で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【００８２】
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、負の屈折力を有するプリズムＰの物体側の面に非球面を用い、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、両凸正レンズＬ２及び両凸正レンズＬ３の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、実施例５において実際に屈曲した際の構成を図１５に示す。また、実施例５の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。
【００８３】
図６は本発明の撮像光学系の実施例６のレンズ構成図である。
【００８４】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【００８５】
結像光学系２は、図６に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有するプリズムＰと、明るさ絞りＳと、近軸曲率半径で両凸形状となる正レンズＬ２、両凸正レンズＬ３の２枚で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【００８６】
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、負の屈折力を有するプリズムＰの物体側の面に非球面を用い、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、両凸正レンズＬ２及び両凸正レンズＬ３の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、実施例６の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。
【００８７】
図７は本発明の撮像光学系の実施例７のレンズ構成図である。
【００８８】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【００８９】
結像光学系２は、図７に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有するプリズムＰと、明るさ絞りＳと、近軸曲率半径で両凸形状となる正レンズＬ２、両凸正レンズＬ３の２枚で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【００９０】
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、負の屈折力を有するプリズムＰの物体側の面に非球面を用い、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、両凸正レンズＬ２及び両凸正レンズＬ３の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、実施例７の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。
【００９１】
図８は本発明の撮像光学系の実施例８のレンズ構成図である。
【００９２】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【００９３】
結像光学系２は、図８に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有するプリズムＰと、明るさ絞りＳと、近軸曲率半径で両凸形状となる正レンズＬ２、両凸正レンズＬ３の２枚で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【００９４】
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、負の屈折力を有するプリズムＰの物体側の面に非球面を用い、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、両凸正レンズＬ２及び両凸正レンズＬ３の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、実施例８の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。
【００９５】
図９は本発明の撮像光学系の実施例９のレンズ構成図である。
【００９６】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【００９７】
結像光学系２は、図９に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、第１プリズムＰ１と、明るさ絞りＳと、第２プリズムＰ２と、近軸曲率半径で両凸形状となる正レンズＬ２、両凸正レンズＬ３の２枚で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【００９８】
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、両凸正レンズＬ２及び両凸正レンズＬ３の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、第１プリズムＰ１の反射面を絞りとしている。また、実施例９の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。
【００９９】
図１０は本発明の撮像光学系の実施例１０のレンズ構成図である。
【０１００】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【０１０１】
結像光学系２は、図１０に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、第１プリズムＰ１と、明るさ絞りＳと、第２プリズムＰ２と、近軸曲率半径で両凸形状となる正レンズＬ２、両凸正レンズＬ３の２枚で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、両凸正レンズＬ２及び両凸正レンズＬ３の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、第１プリズムＰ１の反射面を絞りとしている。また、実施例１０の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。
【０１０２】
図１１は本発明の撮像光学系の実施例１１のレンズ構成図である。
【０１０３】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【０１０４】
結像光学系２は、図１１に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、第１プリズムＰ１と、明るさ絞りＳと、第２プリズムＰ２と、両凸正レンズＬ２、両凸正レンズＬ３の２枚で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【０１０５】
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、両凸正レンズＬ２及び両凸正レンズＬ３の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、第１プリズムＰ１の反射面を絞りとしている。また、実施例１１の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。
【０１０６】
図１２は本発明の撮像光学系の実施例１２のレンズ構成図である。
【０１０７】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【０１０８】
結像光学系２は、図１２に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、第１プリズムＰ１と、明るさ絞りＳと、第２プリズムＰ２と、両凸正レンズＬ２、両凸正レンズＬ３の２枚で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【０１０９】
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、両凸正レンズＬ２及び両凸正レンズＬ３の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、第１プリズムＰ１の反射面を絞りとしている。また、実施例１２の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。
【０１１０】
図１３は本発明の撮像光学系の実施例１３のレンズ構成図である。
【０１１１】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【０１１２】
結像光学系２は、図１３に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、プリズムＰと、明るさ絞りＳと、１枚の両凸正レンズＬ２で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【０１１３】
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、両凸正レンズＬ２の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、実施例１３の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。
【０１１４】
図１６は本発明の撮像光学系の実施例１４のレンズ構成図である。
【０１１５】
フレネル光学素子１及び結像光学系２の各レンズの曲率半径、各レンズ間距離等は実施例５と同じである。
【０１１６】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【０１１７】
結像光学系２は、図１６に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、プリズムＰと、明るさ絞りＳと、両凸正レンズＬ２、両凸正レンズＬ３の２枚で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【０１１８】
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、両凸正レンズＬ２及び両凸正レンズＬ３の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。
【０１１９】
また、プリズムにて屈曲した際に光線高を下げ薄型化できるよう屈曲方向を実施例１乃至実施例１３と異なる方向にした構成を示している。また、実施例１４の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。
【０１２０】
図１７は本発明の撮像光学系の実施例１５のレンズ構成図である。
【０１２１】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【０１２２】
結像光学系２は、図１７に示すとおり、物体側より順に、物体側に凸面を向けた１枚の負メニスカスレンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、ミラーＭと、明るさ絞りＳと、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズＬ１、両凸正レンズＬ２で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【０１２３】
また、負メニスカスレンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、正メニスカスレンズＬ１及び両凸正レンズＬ２の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、実施例１５の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例の数値データ及び各条件式はそれぞれ後記する。
【０１２４】
図１８は本発明の撮像光学系の実施例１６のレンズ構成図である。図中、０はプレーナー素子を表している。
【０１２５】
プレーナー素子０は、物体側に曲率半径の大きい凸面を向けた平凸正レンズと等価作用を有するレンズからなり、保護ガラスと特定波長の吸収もしくは透過のフィルタ機能を有している。
【０１２６】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【０１２７】
結像光学系２は、図１８に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、プリズムＰと、明るさ絞りＳと、像側に凸面を向けた平凸正レンズＬ１、両凸正レンズＬ２で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【０１２８】
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、平凸正レンズＬ１及び両凸正レンズＬ２の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、実施例１６の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例についてはフレネル光学素子の非球面係数も含めて数値データを後記する。各条件式も後記する。
【０１２９】
図１９は本発明の撮像光学系の実施例１７のレンズ構成図である。図中、０はプレーナー素子を表している。
【０１３０】
プレーナー素子０は、平行平板の保護ガラスと特定波長の吸収もしくは透過のフィルタ機能を有している。
【０１３１】
フレネル光学素子１は結像光学系２よりも物体側に配置され、平行平板の両面にフレネル面を設け、両凸正レンズと等価作用を有するフレネルレンズ１からなる。
【０１３２】
結像光学系２は、図１９に示すとおり、物体側より順に、像側に凹面を向けた１枚の平凹負レンズＬ１で構成された第１レンズ群Ｇ１と、プリズムＰと、明るさ絞りＳと、像側に凸面を向けた平凸正レンズＬ１、両凸正レンズＬ２で構成された第２レンズ群Ｇ２とで構成されている。
【０１３３】
また、平凹負レンズＬ１の両面に非球面を用い、像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて負の屈折力が弱くなるような形状で、物体側の非球面形状は、条件式（１８）を満たすように構成されている。また、平凸正レンズＬ１及び両凸正レンズＬ２の両面に非球面を用い、特に像側の非球面形状は、光軸から周辺にかけて正の屈折力が弱くなるような形状で構成されている。また、実施例１７の非球面を持つレンズは全て有機材料を用いている。この実施例についてはフレネル光学素子の非球面係数も含めて数値データを後記する。
【０１３４】
以下に、上記実施例１〜１７の数値データを示す。また各条件式の値もまとめて示す。
【０１３５】
これら実施例の数値データ及び各条件式の値は、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎは各レンズのｄ線の屈折率、νは各レンズのアッベ数である。また、物体面及び像面のｒはそれぞれの曲率半径、物体面のｄは物体面とフレネル光学素子の第１面との距離である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【０１３６】
ｘ＝（ｙ2 ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）2 ｝1/2 ］
＋A4ｙ4 ＋A6ｙ6 ＋A8ｙ8＋A10ｙ10
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、A4、A6、A8、A10は、それぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。
【０１３７】
また、数値データ内のE±N（Nは整数）は、×１０±Nを表す。
【０１３８】
数値実施例１
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        0.1000
1（フレネル面）     3.14589    1.0000   1.52450    55.70
2（フレネル面）    68.2052     2.8000
3（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.3
4（非球面）         1.8610     1.3882
5                    ∞        3.0000   1.74400    44.78
6（絞り）            ∞        0.2000
7（非球面）          ∞        1.5105   1.52450    55.70
8（非球面）        -2.8295     0.158
9（非球面）         8.6457     2.6544   1.52450    55.70
10（非球面）        -1.5800     1.7777
11                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
12                    ∞        0.4101
像面                   ∞
フレネル面データ
第１面
K=-1.0000,A4=-6.1010E-04,A6=-6.0607E-05,A8=1.5786E-06,A10=-1.4923E-08,A12=4.9895E-11
第２面
K=-1.0000,A4=-2.0096E-03,A6=4.6915E-05,A8=-4.8297E-07,A10=2.1410E-09,A12=-2.5716E-12
非球面データ
第３面
K=0,A4=-4.4399E-04,A6=4.9441E-04,A8=-3.7843E-05,A10=1.1634E-06
第４面
K=-1.3183,A4=1.6156E-02,A6=-8.1202E-03,A8=1.9973E-03
第７面
K=-1.0000,A4=-2.4277E-02,A6=-1.1397E-01,A8=1.2472E-01
第８面
K=-3.5540,A4=-2.3627E-02,A6=-3.1632E-02,A8=7.3845E-03
第９面
K=16.8591,A4=-2.4958E-02,A6=-4.6258E-03,A8=2.2637E-03
第１０面
K=-2.2479,A4=-1.7483E-02,A6=3.2116E-03,A8=0.0000
各種データ
焦点距離        10.4038 
Ｆナンバー        2.5
画角          14.363°
像高           1.867
レンズ全長       12.525
ＢＦ           2.387
【０１３９】
数値実施例２
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        5.0000
1（フレネル面）     3.14589    1.0000   1.52450    55.70
2（フレネル面）    68.2052     2.8000
3（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.3
4（非球面）         1.8610     1.0800
5                    ∞        3.0000   1.74400    44.78
6（絞り）            ∞        0.2000
7（非球面）          ∞        1.2810   1.52450    55.70
8（非球面）        -2.7548     0.2015
9（非球面）         8.5891E+04 1.9004   1.52450    55.70
10（非球面）        -1.2512     1.7646
11                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
12                    ∞        0.2282
像面                   ∞
フレネル面データ
第１面
K=-1.0000,A4=-6.1010E-04,A6=-6.0607E-05,A8=1.5786E-06,A10=-1.4923E-08,A12=4.9895E-11
第２面
K=-1.0000,A4=-2.0096E-03,A6=4.6915E-05,A8=-4.8297E-07,A10=2.1410E-09,A12=-2.5716E-12
非球面データ
第３面
K=0,A4=5.1873E-04,A6=4.6179E-04,A8=-4.6072E-05,A10=1.9322E-06
第４面
K=-1.3183,A4=1.6156E-02,A6=-8.1202E-03,A8=1.9973E-03
第７面
K=-1.0000,A4=-1.4041E-02,A6=-3.2059E-01,A8=5.9374E-01
第８面
K=-3.5540,A4=2.5745E-02,A6=-1.1909E-01,A8=5.4132E-02
第９面
K=2.121E-07,A4=-1.5289E-02,A6=-6.6457E-02,A8=2.4284E-02
第１０面
K=-1.4354,A4=-1.6803E-02,A6=-6.1708E-03,A8=0.0000
各種データ
焦点距離         5.6058 
Ｆナンバー        2.5
画角          13.370°
像高           1.626
レンズ全長       11.016
ＢＦ           2.192
【０１４０】
数値実施例３
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        1.1000
1（フレネル面）     2.95227    1.0000   1.52450    55.70
2（フレネル面）    65.8065     2.5000
3（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.3
4（非球面）         1.7063     1.4500
5                    ∞        2.9000   1.74400    44.78
6（絞り）            ∞        0.2000
7（非球面）        -4.8232     1.2232   1.52450    55.70
8（非球面）        -1.5793     0.1220
9（非球面）        12.3211     1.8228   1.52450    55.70
10（非球面）        -1.1367     1.0575
11                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
12                    ∞        0.3915
像面                   ∞
フレネル面データ
第１面
K=-1.0000,A4=-2.4266E-03,A6=1.0129E-05,A8=1.1437E-06,A10=-1.5388E-08,A12=6.5034E-11
第２面
K=-1.0000,A4=-2.1612E-03,A6=5.3110E-05,A8=-5.8061E-07,A10=2.7953E-09,A12=-4.0258E-12
非球面データ
第３面
K=0,A4=3.2087E-03,A6=-4.7637E-05,A8=1.4520E-06,A10=-1.5428E-08
第４面
K=-0.7700,A4=-4.1517E-04,A6=-1.8681E-03,A8=5.6525E-04
第７面
K=-1.0000,A4=-1.3033E-01,A6=7.1456E-01,A8=-4.5910
第８面
K=-3.5540,A4=-2.8434E-02,A6=3.9354E-05,A8=-3.2649E-02
第９面
K=12.0902E-07,A4=7.1698E-03,A6=-2.9566E-02,A8=5.3530E-03
第１０面
K=-1.3864,A4=-1.0690E-04,A6=-7.9261E-03,A8=0.0000
各種データ
焦点距離         6.670
Ｆナンバー        2.5
画角          14.596°
像高           1.325
レンズ全長       10.715
ＢＦ           1.648
【０１４１】
数値実施例４
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        0.2000
1（フレネル面）     2.9769     1.0000   1.52450    55.70
2（フレネル面）    67.2853     2.8000
3（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.3
4（非球面）         1.7041     1.3400
5                    ∞        2.1000   1.74400    44.78
6（絞り）            ∞        0.4500
7（非球面）       -38.7741     0.7455   1.52450    55.70
8（非球面）        -1.4620     0.1000
9（非球面）         3.2860     1.4640   1.52450    55.70
10（非球面）        -0.8456     0.3370
11                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
12                    ∞        0.4115
像面                   ∞
フレネル面データ
第１面
K=-1.0000,A4=-2.0087E-03,A6=-2.1166E-05,A8=1.22795E-06,A10=-1.5004E-08,A12=5.9786E-11
第２面
K=-1.0000,A4=-2.0218E-03,A6=4.7524E-05,A8=-4.9696E-07,A10=2.2886E-09,A12=-3.1527E-12
非球面データ
第３面
K=0,A4=2.1481E-03,A6=4.1699E-04,A8=-2.1007E-05,A10=5.5847E-29
第４面
K=-0.7296,A4=3.8349E-02,A6=-3.2521E-02,A8=1.1592E-02
第７面
K=-3649.9703,A4=-3.3377E-01,A6=-1.5015,A8=1.1546
第８面
K=-3.5540,A4=-2.6662E-01,A6=-1.9653E-04,A8=-4.7807-01
第９面
K=0.0536,A4=2.5994E-03,A6=8.1573E-04,A8=2.2546E-02
第１０面
K=-2.9677,A4=-3.6322E-02,A6=1.0126E-01,A8=0.0000
各種データ
焦点距離         7.124
Ｆナンバー        2.5
画角          13.570°
像高           1.02
レンズ全長        9.419
ＢＦ           0.9473
【０１４２】
数値実施例５
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        0.0000
1（フレネル面）     2.7962     1.0000   1.52450    55.70
2（フレネル面）    67.2688     1.4000
3（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.3
4（非球面）         3.0000     2.3000
5（非球面）        -3.8897     4.6000   1.52450    55.70
6（絞り）            ∞        0.2500
7（非球面）       124.2352     1.8380   1.52450    55.70
8（非球面）        -2.0782     0.9551
9（非球面）        82.1491     2.0660   1.52450    55.70
10（非球面）        -2.0572     1.8323
11                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
12                    ∞        0.4141
像面                   ∞
フレネル面データ
第１面
K=-1.0000,A4=-1.8551E-03,A6=-3.3451E-05,A8=1.4500E-06,A10=-1.6780E-08,A12=6.5183E-11
第２面
K=-1.0000,A4=-2.0233E-03,A6=4.7583E-05,A8=-4.9781E-07,A10=2.2937E-09,A12=3.1613E-12
非球面データ
第３面
K=0,A4=5.6378E-04,A6=4.2604E-08,A8=9.4297E-05,A10=0.0000
第４面
K=-0.8359,A4=4.9153E-03,A6=-1.0232E-03,A8=1.1641E-04
第５面
K=-15.2622,A4=-5.3971E-03,A6=5.2623E-04,A8=-1.1612E-05
第７面
K=-5.600E+04,A4=-4.3405E-02,A6=-4.3955E-02,A8=2.7511E-02
第８面
K=-3.5540,A4=-4.7248E-02,A6=-6.6667E-03,A8=4.4598-04
第９面
K=85.9119,A4=7.6498E-04,A6=-5.7245E-03,A8=1.2877E-03
第１０面
K=-3.1448,A4=-7.9901E-03,A6=1.5259E-03,A8=0.0000
各種データ
焦点距離         9.876
Ｆナンバー        2.5
画角          14.537°
像高           1.858
レンズ全長       14.069
ＢＦ           2.445
【０１４３】
数値実施例６
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        1.45000
1（フレネル面）     2.6843     1.0000   1.52450    55.70
2（フレネル面）    65.0837     1.4500
3（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.3
4（非球面）         3.0000     2.3000
5（非球面）        -3.5200     4.3400   1.52450    55.70
6（絞り）            ∞        0.2500
7（非球面）       265.2225     2.2434   1.52450    55.70
8（非球面）        -2.2258     0.5795
9（非球面）         9.7957     1.3723   1.52450    55.70
10（非球面）        -2.0616     1.7403
11                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
12                    ∞        0.3720
像面                   ∞
フレネル面データ
第１面
K=-1.0000,A4=-2.0440E-03,A6=-4.4305E-05,A8=2.0030E-06,A10=-2.4897E-08,A12=1.0418E-10
第２面
K=-1.0000,A4=-2.2340E-03,A6=5.6125E-05,A8=-6.2727E-07,A10=3.0875E-09,A12=-4.5458E-12
非球面データ
第３面
K=0,A4=8.5886E-04,A6=-2.4625E-06,A8=1.0015E-08,A10=0.0000
第４面
K=-0.5662,A4=4.1048E-03,A6=-1.3709E-03,A8=8.7514E-05
第５面
K=-16.9407,A4=-6.3911E-03,A6=6.1398E-04,A8=-5.6077E-06
第７面
K=-4.825E+08,A4=-5.4655E-02,A6=-5.2983E-02,A8=8.3823E-02
第８面
K=-3.5540,A4=-4.4663E-02,A6=-3.9852E-03,A8=8.0817-04
第９面
K=-52.7300,A4=4.3654E-04,A6=-6.1271E-03,A8=1.4460E-03
第１０面
K=-3.3180,A4=-9.2529E-03,A6=1.4478E-03,A8=0.0000
各種データ
焦点距離        12.985
Ｆナンバー        2.5
画角          14.387°
像高           1.483
レンズ全長       13.248
ＢＦ           2.311
【０１４４】
数値実施例７
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        0.5500
1（フレネル面）     2.6739     1.0000   1.52450    55.70
2（フレネル面）    66.5629     1.4000
3（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.3
4（非球面）         3.0000     2.3000
5（非球面）        -2.8686     4.0000   1.52450    55.70
6（絞り）            ∞        0.2500
7（非球面）        85.3020     1.9508   1.52450    55.70
8（非球面）        -2.1190     0.2558
9（非球面）        38.8189     1.3595   1.52450    55.70
10（非球面）        -1.5039     1.5401
11                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
12                    ∞        0.4019
像面                   ∞
フレネル面データ
第１面
K=-1.0000,A4=-1.7435E-03,A6=-4.8307E-05,A8=1.8423E-06,A10=-2.1105E-08,A12=8.2598E-11
第２面
K=-1.0000,A4=-2.0883E-03,A6=5.0160E-05,A8=-5.3597E-07,A10=2.5221E-09,A12=-3.5502E-12
非球面データ
第３面
K=0,A4=7.3143E-04,A6=5.7643E-05,A8=-8.2082E-09,A10=0.0000
第４面
K=0.0653,A4=7.7802E-03,A6=-2.1822E-03,A8=1.9543E-04
第５面
K=-18.6758,A4=-5.6462E-03,A6=5.5352E-04,A8=1.1817E-06
第７面
K=-2.769E+06,A4=-6.7587E-02,A6=-9.1600E-02,A8=1.6544E-01
第８面
K=-3.5540,A4=-4.3966E-02,A6=-4.0749E-03,A8=-6.8280-04
第９面
K=557.8256,A4=1.2090E-04,A6=-6.2564E-03,A8=1.7413E-03
第１０面
K=-2.2934,A4=-9.0101E-03,A6=2.0234E-03,A8=0.0000
各種データ
焦点距離         8.612
Ｆナンバー        2.5
画角          14.546°
像高           1.305
レンズ全長       12.278
ＢＦ           2.141
【０１４５】
数値実施例８
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        0.1000
1（フレネル面）     2.6623     1.0000   1.52450    55.70
2（フレネル面）    67.2943     1.4500
3（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.3
4（非球面）         3.0000     2.3500
5（非球面）        -2.0813     3.6000   1.52450    55.70
6（絞り）            ∞        0.2500
7（非球面）       151.0774     2.0822   1.52450    55.70
8（非球面）        -2.1844     0.1000
9（非球面）         4.9890     1.3948   1.52450    55.70
10（非球面）        -1.2887     1.0236
11                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
12                    ∞        0.4128
像面                   ∞
フレネル面データ
第１面
K=-1.0000,A4=-1.6186E-03,A6=-5.2685E-05,A8=1.8719E-06,A10=-2.0767E-08,A12=7.9178E-11
第２面
K=-1.0000,A4=-2.0210E-03,A6=4.7492E-05,A8=-4.9649E-07,A10=2.2858E-09,A12=-3.1481E-12
非球面データ
第３面
K=0,A4=2.3424E-03,A6=3.8657E-05,A8=3.2142E-06,A10=0.0000
第４面
K=0.6085,A4=1.6702E-02,A6=-2.9370E-03,A8=1.9508E-04
第５面
K=-15.4179,A4=-6.6724E-03,A6=7.3442E-04,A8=4.0026E-05
第７面
K=-2.280E+08,A4=-9.4237E-02,A6=7.7424E-02,A8=-2.8297E-01
第８面
K=-3.5540,A4=-4.6101E-02,A6=-1.5747E-03,A8=1.7346-03
第９面
K=-13.7024,A4=2.0666E-03,A6=-5.8357E-03,A8=2.1440E-03
第１０面
K=-2.7825,A4=-1.0562E-02,A6=9.7406E-04,A8=0.0000
各種データ
焦点距離         6.692
Ｆナンバー        2.5
画角          14.600°
像高           0.972
レンズ全長       11.563
ＢＦ           1.635
【０１４６】
数値実施例９
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        0.0000
1（フレネル面）     2.9494     1.0000   1.52450    55.70
2（フレネル面）    67.2688     3.0500
3（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.3
4（非球面）         1.9410     0.9000
5                    ∞        0.9000   1.74400    44.78
6（絞り）            ∞        0.0000
7                    ∞        0.9000   1.74400    44.78
8                    ∞        0.1500
9（非球面）       148.6384     1.3653   1.52450    55.70
10（非球面）        -2.3450     0.1000
11（非球面）         3.3637     1.9114   1.52450    55.70
12（非球面）        -1.4362     1.1163
13                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
14                    ∞        0.4144
像面                   ∞
フレネル面データ
第１面
K=-1.0000,A4=-2.1619E-03,A6=-1.6318E-05,A8=1.1317E-06,A10=-1.4030E-08,A12=5.5955E-11
第２面
K=-1.0000,A4=-2.0233E-03,A6=4.7583E-05,A8=-4.9781E-07,A10=2.2937E-09,A12=-3.1612E-12
非球面データ
第３面
K=0,A4=8.2936E-03,A6=3.6507E-04,A8=4.7292E-06,A10=0.0000
第４面
K=-2.3722,A4=8.6113E-02,A6=-8.6826E-02,A8=4.7046E-02
第９面
K=-5687.9819,A4=-1.4374E-01,A6=6.2468E-02,A8=-1.9570E-02
第１０面
K=-3.5540,A4=-1.2016E-01,A6=1.3034E-02,A8=-7.9242E-03
第１１面
K=-16.6289,A4=-2.0442E-02,A6=1.0377E-02,A8=-8.1305E-04
第１２面
K=-2.4978,A4=-1.4847E-04,A6=3.8825E-03, A8=0.0000
各種データ
焦点距離        14.921
Ｆナンバー        2.5
画角          14.490°
像高           1.868
レンズ全長       10.241
ＢＦ           1.730
【０１４７】
数値実施例１０
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        0.0000
1（フレネル面）     2.9961     1.0000   1.52450    55.70
2（フレネル面）    67.2688     3.1500
3（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.3
4（非球面）         1.5112     1.0000
5                    ∞        0.9000   1.74400    44.78
6（絞り）            ∞        0.0000
7                    ∞        0.9000   1.74400    44.78
8                    ∞        0.1500
9（非球面）       158.5371     1.2759   1.52450    55.70
10（非球面）        -1.7209     0.1500
11（非球面）         2.6987     1.7764   1.52450    55.70
12（非球面）        -1.5574     0.7172
13                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
14                    ∞        0.4143
像面                   ∞
フレネル面データ
第１面
K=-1.0000,A4=-2.1527E-03,A6=-1.4633E-05,A8=1.0880E-06,A10=-1.3596E-08,A12=5.4391E-11
第２面
K=-1.0000,A4=-2.0233E-03,A6=4.7583E-05,A8=-4.9781E-07,A10=2.2937E-09,A12=-3.1612E-12
非球面データ
第３面
K=0,A4=-6.6290E-04,A6=2.3380E-03,A8=-1.1072E-04,A10=0.0000
第４面
K=-0.7738,A4=4.5728E-02,A6=-1.4434E-01,A8=8.5664-E02
第９面
K=-3749.5324,A4=-2.1567E-01,A6=2.5504E-01,A8=-1.7520E-01
第１０面
K=-3.5540,A4=-1.6724E-01,A6=1.1517E-02,A8=-4.7331E-03
第１１面
K=-2.2176,A4=-3.2891E-02,A6=1.3044E-02,A8=-1.3226E-03
第１２面
K=-3.9221,A4=3.1000E-02,A6=-4.8782E-03, A8=0.0000
各種データ
焦点距離         9.956
Ｆナンバー        2.5
画角          14.476°
像高           1.489
レンズ全長        9.944
ＢＦ           1.330
【０１４８】
数値実施例１１
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        0.3500
1（フレネル面）     2.9715     1.0000   1.52450    55.70
2（フレネル面）    67.2688     3.0500
3（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.3
4（非球面）         1.4460     1.2500
5                    ∞        0.8000   1.74400    44.78
6（絞り）            ∞        0.0000
7                    ∞        0.8000   1.74400    44.78
8                    ∞        0.1500
9（非球面）         6.1383     1.6955   1.52450    55.70
10（非球面）        -1.5266     0.1500
11（非球面）         1.5826     1.3330   1.52450    55.70
12（非球面）        -4.3988     0.2969
13                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
14                    ∞        0.4069
像面                   ∞
フレネル面データ
第１面
K=-1.0000,A4=-2.1601E-03,A6=-1.4893E-05,A8=1.0950E-06,A10=-1.3638E-08,A12=5.4326E-11
第２面
K=-1.0000,A4=-2.0233E-03,A6=4.7583E-05,A8=-4.9781E-07,A10=2.2937E-09,A12=-3.1612E-12
非球面データ
第３面
K=0,A4=-3.4803E-03,A6=1.8604E-03,A8=-6.8049E-05,A10=7.2486E-06
第４面
K=0.2896,A4=-4.8186E-02,A6=-8.1894E-02,A8=2.4056-E02
第９面
K=0,A4=-1.6239E-01,A6=-1.1511E-01,A8=1.0565E-01
第１０面
K=-6.7149,A4=-3.8671E-01,A6=1.8124E-01,A8=-5.8765E-02
第１１面
K=-1.1534,A4=-1.5069E-01,A6=5.0383E-02,A8=-4.4706E-03
第１２面
K=0.7290,A4=9.8914E-02,A6=-4.4476E-02, A8=6.2000E-03
各種データ
焦点距離         7.719
Ｆナンバー        2.5
画角          14.275°
像高           1.262
レンズ全長        9.535
ＢＦ           0.903
【０１４９】
数値実施例１２
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        0.3000
1（フレネル面）     2.7817     1.0000   1.52450    55.70
2（フレネル面）    67.2688     3.0500
3（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.3
4（非球面）         0.7998     1.1500
5                    ∞        0.8000   1.74400    44.78
6（絞り）            ∞        0.0000
7                    ∞        0.8000   1.74400    44.78
8                    ∞        0.1500
9（非球面）         2.5879     1.3701   1.52450    55.70
10（非球面）        -1.1730     0.1500
11（非球面）         2.7982     1.1222   1.52450    55.70
12（非球面）        -2.0466     0.2381
13                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
14                    ∞        0.4106
像面                   ∞
フレネル面データ
第１面
K=-1.0000,A4=-2.4162E-03,A6=-1.3748E-05,A8=1.1368E-06,A10=-1.4314E-08,A12=5.7417E-11
第２面
K=-1.0000,A4=-2.0233E-03,A6=4.7583E-05,A8=-4.9781E-07,A10=2.2937E-09,A12=-3.1612E-12
非球面データ
第３面
K=0,A4=1.2612E-02,A6=7.7971E-04,A8=-2.9639E-05,A10=0.0000
第４面
K=-0.2759,A4=-1.0582E-01,A6=-1.8001E-01,A8=1.2034-E01
第９面
K=0,A4=-3.2530E-01,A6=4.2773E-01,A8=-3.4237E-01
第１０面
K=-3.5540,A4=-3.6038E-01,A6=1.9812E-01,A8=-6.5075E-02
第１１面
K=-3.2199,A4=-1.1353E-01,A6=9.4390E-02,A8=-2.9265E-02
第１２面
K=-3.0346,A4=1.2009E-01,A6=-5.8710E-02, A8=0.0000
各種データ
焦点距離         5.500
Ｆナンバー        4.0
画角          14.566°
像高           0.949
レンズ全長        9.026
ＢＦ           0.848
【０１５０】
数値実施例１３
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        0.4000
1（フレネル面）     3.0444     1.0000   1.52450    55.70
2（フレネル面）    67.2688     2.8000
3（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.30
4（非球面）         1.6520     1.3263
5                    ∞        2.6000   2.00069    25.46
6（絞り）            ∞        0.7749
7（非球面）         3.3758     2.7819   1.56864    30.30
8（非球面）        -1.3480     2.0139
9                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
10                    ∞        0.3967
像面                   ∞
フレネル面データ
第１面
K=-1.0000,A4=-2.1893E-03,A6=-1.0821E-05,A8=9.9331E-07,A10=-1.2647E-08,A12=5.0998E-11
第２面
K=-1.0000,A4=-2.0233E-03,A6=4.7583E-05,A8=-4.9781E-07,A10=2.2937E-09,A12=-3.1612E-12
非球面データ
第３面
K=0,A4=-3.7057E-04,A6=1.2668E-03,A8=-7.8373E-05,A10=1.2220E-06
第４面
K=-3.8710,A4=9.4913E-02,A6=-5.3090E-02,A8=1.8449E-02,A10=5.6855E-05
第７面
K=-14.6598,A4=-3.3762E-02,A6=3.9355E-02,A8=-2.5075E-02,A10=4.8836E-03
第８面
K=-0.7936,A4=2.4961E-02,A6=-6.7491E-03,A8=2.8280E-03,A10=-4.7848E-04
各種データ
焦点距離         9.215
Ｆナンバー        2.5
画角          14.630°
像高           1.848
レンズ全長       11.685
ＢＦ           2.609
【０１５１】
数値実施例１４
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        0.0000
1（フレネル面）     2.7962     1.0000   1.52450    55.70
2（フレネル面）    67.2688     1.4000
3（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.3
4（非球面）         3.0000     2.3000
5（非球面）        -3.8897     4.6000   1.52450    55.70
6（絞り）            ∞        0.2500
7（非球面）       124.2352     1.8380   1.52450    55.70
8（非球面）        -2.0782     0.9551
9（非球面）        82.1491     2.0660   1.52450    55.70
10（非球面）        -2.0572     1.8323
11                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
12                    ∞        0.4141
像面                   ∞
フレネル面データ
第１面
K=-1.0000,A4=-1.8551E-03,A6=-3.3451E-05,A8=1.4500E-06,A10=-1.6780E-08,A12=6.5183E-11
第２面
K=-1.0000,A4=-2.0233E-03,A6=4.7583E-05,A8=-4.9781E-07,A10=2.2937E-09,A12=-3.1612E-12
非球面データ
第３面
K=0,A4=5.6378E-04,A6=4.2604E-03,A8=-9.4297E-05,A10=0.0000
第４面
K=-0.8359,A4=4.9153E-03,A6=-1.0232E-03,A8=1.1641E-04
第５面
K=-15.2622,A4=-5.3971E-03,A6=5.2623E-04,A8=-1.1612E-05
第７面
K=-5.600E-04,A4=-4.3405E-02,A6=-4.3955E-02,A8=2.7511E-02
第８面
K=-3.5540,A4=-4.7248E-02,A6=-6.6667E-03,A8=4.4598E-04
第９面
K=85.9119,A4=7.6498E-04,A6=-5.7245E-03,A8=1.2877E-03
第１０面
K=-3.1448,A4=-7.9901E-03,A6=1.5259E-03,A8=0.0000
各種データ
焦点距離         9.876
Ｆナンバー        2.5
画角          14.537°
像高           1.858
レンズ全長       14.069
ＢＦ           2.445
屈曲角               84°
【０１５２】
数値実施例１５
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        5.0000
1（フレネル面）     3.5965     1.0000   1.52450    55.70
2（フレネル面）    67.2688     2.4000
3（非球面）         1.000E+04  1.0000   1.56864    30.3
4（非球面）         1.7914     8.0000
5（絞り）            ∞        0.497
6（非球面）        -3.6399     1.2488   1.52450    55.70
7（非球面）        -3.0430     0.3080
8（非球面）         3.0519     1.3039   1.52450    55.70
9（非球面）        -8.7394     4.000
10                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
11                    ∞        0.2475
像面                   ∞
フレネル面データ
第１面
K=-1.0000,A4=-1.2441E-03,A6=-2.2548E-05,A8=8.7462E-07,A10=-9.1485E-09,A12=3.2040E-11
第２面
K=-1.0000,A4=-2.0233E-03,A6=4.7583E-05,A8=-4.9781E-07,A10=2.2937E-09,A12=-3.1612E-12
非球面データ
第３面
K=0,A4=2.6285E-04,A6=1.9009E-05,A8=-3.5580E-08
第４面
K=-0.6941,A4=-8.4852E-03,A6=-4.9281E-04,A8=1.0949E-04
第６面
K=0.0000,A4=-4.8055E-02,A6=-6.5271E-02,A8=0.0000
第７面
K=-8.2701,A4=-1.1680E-01,A6=9.2431E-03,A8=-3.3284E-03
第８面
K=-5.8611,A4=-1.8611E-02,A6=2.0432E-03,A8=9.4983E-04
第９面
K=-142.0789,A4=9.9313E-04,A6=1.3170E-03,A8=-5.1301E-04
各種データ
焦点距離         5.952
Ｆナンバー        3.0
画角           9.144 °
像高           1.582
レンズ全長       16.611
ＢＦ           4.446
屈曲角                90°
【０１５３】
数値実施例１６
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        1.1000
1                 500.00       1.0000   1.48500    57.80
2                    ∞        0.3000
3（フレネル面）     3.59645    1.0000   1.52450    55.70
4（フレネル面）    67.2688     2.8000
5（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.3
6（非球面）         1.8610     1.3882
7                    ∞        3.0000   1.74400    44.78
8（絞り）            ∞        0.2000
9（非球面）          ∞        1.5105   1.52450    55.70
10（非球面）        -2.8295     0.1586
11（非球面）         8.6457     2.6544   1.52450    55.70
12（非球面）        -1.5800     1.7777
13                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
14                    ∞        0.3109
像面                   ∞
フレネル面データ
第３面
K=-1.0000,A4=-1.2441E-03,A6=-2.2548E-05,A8=8.7462E-07,A10=-9.1485E-09,A12=3.2040E-11
第４面
K=-1.0000,A4=2.0233E-03,A6=4.7583E-05,A8=-4.9781E-07,A10=-2.2937E-09,A12=-3.1612E-12
非球面データ
第５面
K=0,A4=-4.4399E-04,A6=4.9441E-04,A8=-3.7843E-05,A10=1.1634E-08
第６面
K=-1.3183,A4=1.6156E-02,A6=-8.1202E-03,A8=1.9973E-03
第９面
K=-1.0000,A4=-2.4277E-02,A6=-1.1397E-01,A8=1.2472E-01
第１０面
K=-3.5540,A4=-2.3627E-02,A6=-3.1632E-02,A8=7.3845E-03
第１１面
K=16.8591,A4=-2.4958E-02,A6=-4.6258E-03,A8=2.2637E-03
第１２面
K=-2.2479,A4=-1.7483E-02,A6=3.2116E-03,A8=0.0000E-04
各種データ
焦点距離         5.263
Ｆナンバー        2.5
画角          12.239°
像高           1.748
レンズ全長       13.779
ＢＦ           2.287
屈曲角                90°
【０１５４】
数値実施例１７
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ
物体面                  ∞        0.0000
1                    ∞        1.0000   1.48500    57.80
2                    ∞        0.3400
3（フレネル面）     3.59645    1.0000   1.52450    55.70
4（フレネル面）    67.2688     2.8000
5（非球面）          ∞        0.7000   1.56864    30.3
6（非球面）         1.8610     1.3882
7                    ∞        3.0000   1.74400    44.78
8（絞り）            ∞        0.2000
9（非球面）          ∞        1.5105   1.52450    55.70
10（非球面）        -2.8295     0.1586
11（非球面）         8.6457     2.6544   1.52450    55.70
12（非球面）        -1.5800     1.7777
13                    ∞        0.3000   1.51633    64.06
14                    ∞        0.3761
像面                   ∞
フレネル面データ
第３面
K=-1.0000,A4=-1.2441E-03,A6=-2.2548E-05,A8=8.7462E-07,A10=-9.1485E-09,A12=3.2040E-11
第４面
K=-1.0000,A4=2.0233E-03,A6=4.7583E-05,A8=-4.9781E-07,A10=-2.2937E-09,A12=-3.1612E-12
非球面データ
第５面
K=0,A4=-4.4399E-04,A6=4.9441E-04,A8=-3.7843E-05,A10=1.1634E-08
第６面
K=-1.3183,A4=1.6156E-02,A6=-8.1202E-03,A8=1.9973E-03
第９面
K=-1.0000,A4=-2.4277E-02,A6=-1.1397E-01,A8=1.2472E-01
第１０面
K=-3.5540,A4=-2.3627E-02,A6=-3.1632E-02,A8=7.3845E-03
第１１面
K=16.8591,A4=-2.4958E-02,A6=-4.6258E-03,A8=2.2637E-03
第１２面
K=-2.2479,A4=-1.7483E-02,A6=3.2116E-03,A8=0.0000E-04
各種データ
焦点距離         5.133
Ｆナンバー        2.5
画角          14.229°
像高           1.819
レンズ全長       13.748
ＢＦ           2.348
屈曲角                90°
【０１５５】
条件式        （１）    （５）      （８）  （１０−１） （１０−２）
実施例１      1.204     6.233       0.085       1.341       0.479
実施例２      1.965     3.621       4.640       1.161       0.695
実施例３      1.606     6.856       1.432       1.480       0.663
実施例４      1.322     9.830       0.318       1.344       0.319
実施例５      1.425     4.667       0.000       1.967       0.361
実施例６      1.020     4.907       1.675       2.382       0.346
実施例７      1.426     5.568       0.750       2.050       0.419
実施例８      1.728     6.812       0.185       2.386       0.420
実施例９      0.6863   19.943       0.000       1.268       0.359
実施例１０    0.9988   22.271       0.000       1.700       0.270
実施例１１    1.235    39.477       0.453       5.695       0.073
実施例１２    1.641    44.040       0.554       3.777       0.181
実施例１３    1.268     7.257       0.354       1.194       0.726
実施例１４    1.425     4.667       0.000       1.967       0.361
実施例１５    2.791     2.304       4.313       7.539       0.047
実施例１６    2.618     3.811       0.950       1.364       0.391
実施例１７    2.678     4.680       0.000       1.341       0.394
【０１５６】
条件式        （１２）    （１４）    （１７）    （１８）
実施例１       2.026       0.492        INF        0.070
実施例２       2.034       0.495        INF        0.063
実施例３       2.145       0.550        INF        0.100
実施例４       1.506       0.622        INF        0.091
実施例５       2.338       0.450      -7.205       0.161
実施例６       2.670       0.475      -7.880       0.127
実施例７       2.918       0.499      -7.576       0.170
実施例８       3.028       0.527      -7.467       0.202
実施例９       1.527       0.545        INF        0.151
実施例１０     1.452       0.581        INF        0.116
実施例１１     1.169       0.616        INF        0.118
実施例１２     1.565       0.640        INF        0.152
実施例１３     2.311       0.503        INF        0.157
実施例１４     2.338       0.450      -7.205       0.161
実施例１５     3.836       0.365        INF        0.081
実施例１６     1.975       0.532        INF        0.065
実施例１７     1.994       0.531        INF        0.064
【０１５７】
以上の実施例１〜１７の収差図をそれぞれ図２０〜図３６に示す。これらの収差図において、ＳＡは球面収差、ＡＳは非点収差、ＤＴは歪曲収差を示す。各図中、ＯＨは物体高、ＦＩＸ、ＦＩＹはそれぞれ横縦方向の物体高を示す。また、λ＝８８０ｎｍは波長８８０ｎｍでの収差を示す曲線である。
【０１５８】
以上の本発明の撮像光学系は例えば次のように構成することができる。
【０１５９】
［１］少なくとも１枚の正レンズを有する結像光学系と、撮像素子とを含み、前記結像光学系よりも物体側に、正の屈折力を有するプレーナー素子群が配置され、さらに以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像光学系。
【０１６０】
ＬＬ／ＡＦＬ＜３．４                            ・・・（１）
ただし、ＡＦＬは前記撮像光学系の焦点距離、ＬＬは前記撮像光学系の全長の空気換算距離である。
【０１６１】
［２］前記結像光学系は、物体側から順に全体として負の屈折力を持つ第１レンズ群と、明るさ絞りと、全体として正の屈折力を持つ第２レンズ群で構成され、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との群間に撮像光を反射する反射面を少なくとも１面有する反射部材を具備し，前記撮像光の光軸を少なくとも１回屈曲することを特徴とする［１］に記載の撮像光学系。
【０１６２】
［３］前記撮像光を反射する反射面の反射率は、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする［２］に記載の撮像光学系。
Ｒ（λ）＞２０％                                  ・・・（２）
ただし、Ｒ（λ）は波長λの時の反射率であり、
３００ｎｍ≦λ≦１３００ｎｍ
である。
【０１６３】
［４］以下の条件式（３）を満足することを特徴とする［２］又は［３］に記載の撮像光学系。
０．７０＜Φｐ／Φｒ＜５００                    ・・・（３）
ただし、φｒは前記反射部材の反射面での有効径、
φｐは前記正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち最も物体側に位置するプレーナー素子での有効径
である。
【０１６４】
［５］以下の条件式（４）を満足することを特徴とする［２］又は［３］に記載の撮像光学系。
０．７０＜Φｐ／Φｒ＜１００                    ・・・（４）
ただし、φｒは前記反射部材の反射面での有効径、
φｐは前記正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち最も物体側に位置するプレーナー素子での有効径
である。
［６］以下の条件式（５）を満足することを特徴とする［２］又は［３］に記載の撮像光学系。
２＜Φｐ／Φｒ＜５０                              ・・・（５）
ただし、φｒは前記反射部材の反射面での有効径、
φｐは前記正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち最も物体側に位置するプレーナー素子での有効径
である。
【０１６５】
［７］  前記プレーナー素子群のうち少なくとも１枚は、フレネル光学素子もしくは回折光学素子からなる［１］乃至［６］のいずれかに記載の撮像光学系。
【０１６６】
［８］  前記フレネル光学素子のうち少なくとも１枚は、素子の両面に溝形状を有し、以下の条件式（６）を満足することを特徴とする［７］に記載の撮像光学系。
αj ＜βk                                             ・・・（６）
ただし、αj は前記フレネル光学素子の中心から周辺に向けて距離ｊにおける像側の面のエッジ角度、
βk は前記フレネル光学素子の中心から周辺に向けて距離ｋにおける物体側の面のエッジ角度
である。
ここで、ｊ，ｋは何れも有効半径の５０％以上の距離で、
０．８５＜ｋ／ｊ＜１．１
を満足する。
【０１６７】
［９］以下の条件式（７）を満足することを特徴とする［１］乃至［８］のいずれかに記載の撮像光学系。
【０１６８】
０≦Ｄｐ ／ＦＬ＜１５                              ・・・（７)
ただし、Ｄｐは最も物体側に位置する前記プレーナー素子の物体面から物体までの空気換算距離、
ＦＬは前記結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
【０１６９】
［１０］  以下の条件式（８）を満足することを特徴とする［１］乃至［８］のいずれかに記載の撮像光学系。
０≦Ｄｐ ／ＦＬ＜６                                ・・・(８)
ただし、Ｄｐ は最も物体側に位置する前記プレーナー素子の物体面から物体までの空気換算距離、
ＦＬは前記結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
【０１７０】
［１１］前記第２レンズ群は、最も像面側にあるレンズの像側面が凸形状で下記条件式（９−１）または（９−２）を満たすことを特徴とする［２］乃至［１０］のいずれかに記載の撮像光学系。
０．１＜｜ｒ３ｂ／ＦＬ｜＜１５                    ・・・（９−１）
０＜ｓａｇ（３ｂ）／Ｒｅ（３ｂ）                  ・・・（９−２）
ただし、ｒ３ｂは最も像面側にあるレンズの像側の面の曲率半径、
ＦＬは結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
また、Ｒｅ（３ｂ）は最も像面側にあるレンズの像側の面の有効半径、
ｓａｇ（３ｂ）は光軸とレンズ像側面との交点を原点とし、さらに光軸をＺ軸とし      た右手座標系を採ったとき、ＹＺ断面においてレンズ像側面の有効径の地点とＹ軸      との距離
である。
【０１７１】
［１２］前記第２レンズ群は、最も像面側にあるレンズの像側面が凸形状で下記条件式（１０−１）または（１０−２）を満たすことを特徴とする［２］乃至［１０］のいずれかに記載の撮像光学系。
０．５＜｜ｒ３ｂ／ＦＬ｜＜１０                  ・・・（１０−１）
０＜ｓａｇ（３ｂ）／Ｒｅ（３ｂ）                ・・・（１０−２）
ただし、ｒ３ｂは最も像面側にあるレンズの像側の面の曲率半径、
ＦＬは結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
また、Ｒｅ（３ｂ）は最も像面側にあるレンズの像側の面の有効半径、
ｓａｇ（３ｂ）は光軸とレンズ像側面との交点を原点とし、さらに光軸をＺ軸とした右手座標系を採ったとき、ｙｚ断面においてレンズ像側面の有効径の地点とＹ軸との距離
である。
【０１７２】
［１３］以下の条件式（１１）を満足することを特徴とする［２］乃至［１２］のいずれかに記載の撮像光学系。
０．２＜ｂｆ／ＦＬ＜１０                          ・・・（１１）
ただし、ｂｆは前記結像光学系内の前記第２レンズ群に含まれる最も像面側のレンズ面から結像面までの空気換算距離、
ＦＬは前記結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
【０１７３】
［１４］以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする［２］乃至［１２］のいずれかに記載の撮像光学系。
０．６＜ｂｆ／ＦＬ＜４．８                        ・・・（１２）
ただし、ｂｆは前記結像光学系内の前記第２レンズ群に含まれる最も像面側のレンズ面から結像面までの空気換算距離、
ＦＬは前記結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
【０１７４】
［１５］以下の条件式（１３）を満足することを特徴とする［２］乃至［１４］のいずれかに記載の撮像光学系。
０．１＜Ｌ１／ＬＬ＜０．９                        ・・・（１３）
ただし、Ｌ１は撮像光学系内において、前記正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち最も物体側に位置するプレーナー素子の物体面側から、少なくとも１つの反射部材のうち最も物体側に位置する前記反射部材の反射面までの空気換算距離、
ＬＬは前記撮像光学系の全長の空気換算距離
である。
【０１７５】
［１６］以下の条件式（１４）を満足することを特徴とする［２］乃至［１４］のいずれかに記載の撮像光学系。
０．３＜Ｌ１／ＬＬ＜０．８                        ・・・（１４）
ただし、Ｌ１は撮像光学系内において、前記正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち最も物体側に位置するプレーナー素子の物体面側から、少なくとも１つの反射部材のうち最も物体側に位置する前記反射部材の反射面までの空気換算距離、
ＬＬは前記撮像光学系の全長の空気換算距離
である。
【０１７６】
［１７］前記撮像光の光軸を屈曲する少なくとも１つの反射部材により、以下の条件式（１５）を満足することを特徴とする［２］乃至［１６］のいずれかに記載の撮像光学系。
０°＜α≦１８０°                                ・・・（１５）
ただし、αは前記撮像光学系入射前の光軸上の光線と屈曲後の光軸上の光線とのなす角度
であり、屈曲前後において前記反射部材の入射前の光軸上の光線と屈曲後の光軸上の光線がねじれの位置にあってもよい。
【０１７７】
［１８］前記撮像光の光軸を屈曲する少なくとも１つの反射部材は、ミラーもしくはプリズムから構成されることを特徴とする［２］乃至［１７］のいずれかに記載の撮像光学系。
【０１７８】
［１９］  前記反射部材がプリズムで構成されている場合、光線の入射面、射出面、反射面のうち少なくとも１面が光学的パワーを有することを特徴とする［１８］記載の撮像光学系。
【０１７９】
［２０］  前記反射部材がプリズムで構成されている場合、プリズムが以下の条件式（１６）を満足する光学的パワーを有することを特徴とする［１８］に記載の撮像光学系。
ｆｐ／ＦＬ＜−３                                  ・・・（１６）
ただし、ｆｐは前記光学的パワーを有するプリズムの焦点距離、
ＦＬは前記結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
【０１８０】
［２１］前記反射部材がプリズムで構成されている場合、プリズムが以下の条件式（１７）を満足する光学的パワーを有することを特徴とする［１８］に記載の撮像光学系。
ｆｐ／ＦＬ＜−５．５                              ・・・（１７）
ただし、ｆｐは前記光学的パワーを有するプリズムの焦点距離、
ＦＬは前記結像光学系内の前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の合成焦点距離
である。
【０１８１】
［２２］前記反射部材がプリズムで構成されている場合、入射面、射出面、反射面のうち少なくとも１面が非球面形状を有することを特徴とする［１８］に記載の撮像光学系。
【０１８２】
［２３］前記反射部材がミラーで構成されている場合、光線の反射面のうち少なくとも1面が光学的パワーを有することを特徴とする［１８］に記載の撮像光学系。
【０１８３】
［２４］前記反射部材がミラーで構成されている場合、光線の反射面のうち少なくとも1面が非球面形状を有することを特徴とする［１８］に記載の撮像光学系。
【０１８４】
［２５］前記反射部材の反射面が非反射部を有し、反射面となる領域の面積を変えることにより明るさ絞りの機能を満たすことを特徴とする［２］乃至［２４］のいずれかに記載の撮像光学系。
【０１８５】
［２６］前記結像光学系の前記第２レンズ群に少なくとも１枚の非球面レンズを用い、前記非球面レンズの少なくとも１つの面が光軸中心から周辺にかけて正の屈折力を弱める形状を有する撮像光学系において、
前記第１レンズ群内の少なくとも1枚に非球面レンズを用い、さらに該レンズの物体側の面形状が以下の条件式（１８）を満たすことを特徴とする［２］乃至［２５］のいずれかに記載の撮像光学系。
０＜ｓａｇ（１ａ）／Ｒｅ（１ａ）                  ・・・（１８）
ただし、Ｒｅ（１ａ）は、前記結像光学系内の前記第1レンズ群において最も前記プレーナー素子群に近いレンズの物体側の面の有効半径、
ｓａｇ（１ａ）は、光軸とレンズ物体側面との交点を原点とし、さらに光軸をＺ軸とした右手座標系を採ったとき、ｙｚ断面においてレンズ物体側面の有効径の地点とｙ軸との距離
である。
【０１８６】
［２７］前記非球面形状を有するレンズはすべて樹脂から構成されることを特徴とする［２６］に記載の撮像光学系。
【０１８７】
［２８］正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち、最も物体側に位置するプレーナー素子が保護用のガラスからなることを特徴とする［１］乃至［２７］のいずれかに記載の撮像光学系。
【０１８８】
［２９］正の屈折力を有するプレーナー素子群に存在するプレーナー素子のうち、両面形状を有するプレーナー素子以外に片面のみ形状を有するプレーナー素子を含有することを特徴とする［１］乃至［２８］のいずれかに記載の撮像光学系。
【０１８９】
［３０］正の屈折力を有するプレーナー素子群のうち、いずれかに色素部材を混ぜることで、前記プレーナー素子が特定波長を吸収もしくは透過するフィルタ機能を有することを特徴とする［１］乃至［２９］のいずれかに記載の撮像光学系。
【０１９０】
［３１］前記プレーナー素子、前記レンズ、前記反射部材のそれぞれの屈折率が以下の条件式（１９）を満たすことを特徴とする［２］乃至［３０］のいずれかに記載の撮像光学系。
ｎ＞１．４５                                      ・・・（１９）
【図面の簡単な説明】
【０１９１】
【図１】本発明の撮像光学系の実施例１の断面図である。
【図２】本発明の撮像光学系の実施例２の断面図である。
【図３】本発明の撮像光学系の実施例３の断面図である。
【図４】本発明の撮像光学系の実施例４の断面図である。
【図５】本発明の撮像光学系の実施例５の断面図である。
【図６】本発明の撮像光学系の実施例６の断面図である。
【図７】本発明の撮像光学系の実施例７の断面図である。
【図８】本発明の撮像光学系の実施例８の断面図である。
【図９】本発明の撮像光学系の実施例９の断面図である。
【図１０】本発明の撮像光学系の実施例１０の断面図である。
【図１１】本発明の撮像光学系の実施例１１の断面図である。
【図１２】本発明の撮像光学系の実施例１２の断面図である。
【図１３】本発明の撮像光学系の実施例１３の断面図である。
【図１４】本発明の撮像光学系の実施例２においてα＝90°とした場合の屈曲断面図である。
【図１５】本発明の撮像光学系の実施例５においてα＝90°とした場合の屈曲断面図である。
【図１６】本発明の撮像光学系の実施例１４の断面図である。
【図１７】本発明の撮像光学系の実施例１５の断面図である。
【図１８】本発明の撮像光学系の実施例１６の断面図である。
【図１９】本発明の撮像光学系の実施例１７の断面図である。
【図２０】実施例１の収差図である。
【図２１】実施例２の収差図である。
【図２２】実施例３の収差図である。
【図２３】実施例４の収差図である。
【図２４】実施例５の収差図である。
【図２５】実施例６の収差図である。
【図２６】実施例７の収差図である。
【図２７】実施例８の収差図である。
【図２８】実施例９の収差図である。
【図２９】実施例１０の収差図である。
【図３０】実施例１１の収差図である。
【図３１】実施例１２の収差図である。
【図３２】実施例１３の収差図である。
【図３３】実施例１４の収差図である。
【図３４】実施例１５の収差図である。
【図３５】実施例１６の収差図である。
【図３６】実施例１７の収差図である。
【符号の説明】
【０１９２】
１…フレネル光学素子
２…結像光学系
３…結像面
【図１】
2009086566.tif 000003
【図２】
2009086566.tif 000004
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年8月27日(2008.8.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５７】
以上の実施例１〜１７の収差図をそれぞれ図２０〜図３６に示す。これらの収差図において、ＳＡは球面収差、ＡＳは非点収差、ＤＴは歪曲収差を示す。各図中、ＯＨは物体高を示す。また、λ＝８８０ｎｍは波長８８０ｎｍでの収差を示す曲線である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３６】
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