(57)【要約】【課題】反射光学系、反射屈折光学系であって、小型で簡単な構成で軸外の広い観察画角を撮像可能な光学系。【解決手段】光軸Ｏ−Ｏ’に対して回転対称な光学系であり、対向する２面の反射面１、３を備え、反射面１、３は各々は光軸を含む中心部に開口２、４を備え、物体側反射面１の開口２を経て２面の反射面間に入射した光軸外の物体からの光束は、像面側反射面３、物体側反射面１の順に反射して、像面側反射面３の開口４を経て２面の反射面間から出て像面５に結像する光学系であり、物体側反射面１の開口２を経て入射する光束と物体側反射面１で反射されて像面側反射面３の開口４を経て出る光束とが光軸の片側のみで交差する光学系であり、物体の中間像２１を１回のみ２面の反射面１、３の間に結像し、かつ、反射面１、３の中少なくとも１面は光軸上で不連続な回転対称な曲面からなる。【選択図】図１
2009053330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に対して回転対称な光学系であって、対向する２面の反射面を備え、前記反射面は各々は光軸を含む中心部に開口を備え、物体側反射面の開口を経て２面の反射面間に入射した光軸外の物体からの光束は、像面側反射面、前記物体側反射面の順に反射して、前記像面側反射面の開口を経て２面の反射面間から出て像面に結像する光学系であって、前記物体側反射面の開口を経て入射する光束と前記物体側反射面で反射されて前記像面側反射面の開口を経て出る光束とが光軸の片側のみで交差する光学系において、
物体の中間像を１回のみ前記２面の反射面の間に結像し、かつ、前記反射面の中少なくとも１面は光軸上で不連続な回転対称な曲面からなることを特徴とする光学系。
【請求項２】
前記２面の反射面間が透明媒質で満たされ、前記物体側反射面の開口近傍に回転対称な入射面、前記像面側反射面の開口近傍に回転対称な射出面を備えていることを特徴とする請求項１記載の光学系。
【請求項３】
前記入射面、前記射出面の一方がそれぞれ前記物体側反射面、前記像面側反射面を構成する曲面と同一位置同一形状の曲面からなることを特徴とする請求項２記載の光学系。
【請求項４】
前記光軸上で不連続な回転対称な曲面がトーリック面からなることを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の光学系。
【請求項５】
前記光軸上で不連続な回転対称な曲面が光軸を含む平面上で任意形状の曲線を光軸の周りで回転させて形成される回転自由曲面からなることを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載の光学系。
【請求項６】
前記光軸上で不連続な回転対称な曲面が光軸を含む平面上で奇数次項を含む任意形状の曲線を光軸の周りで回転させて形成される回転自由曲面からなることを特徴とする請求項５記載の光学系。
【請求項７】
前記物体側反射面の開口前方の光軸近傍の物体からの光束が、前記入射面、前記射出面の順に通過して前記像面に結像されることを特徴とする請求項２から６の何れか１項記載の光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学系に関し、特に、反射光学系、反射屈折光学系であって、小型で簡単な構成で軸外の広い観察画角を撮像可能な結像光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、２面の球面鏡、放物面鏡、楕円面鏡を組み合わせて対物系としたりリレー光学系とすることはよく知られており、その応用例もある。
【０００３】
特許文献１に記載のものは、２枚の中央に開口を持つ凹面球面鏡を対向させ、その２つの反射面の間に２枚のレンズを配置してリレー光学系とするものである。
【０００４】
また、特許文献２に記載のものは、裏面鏡からなる２枚の中央に開口を持つ凹面球面鏡を対向させてなる対物系である。
【特許文献１】特開２００５−２３３９７９号公報
【特許文献２】特表２００７−５１４１７９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、特許文献１〜２等で知られている反射屈折光学系は、何れも軸上像を結像するためのものであり、軸外の広い画角の像を結像するものではなく、さらに大型になるものである。
【０００６】
本発明は従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、反射光学系、反射屈折光学系であって、小型で簡単な構成で軸外の広い観察画角を撮像可能な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光学系は、光軸に対して回転対称な光学系であって、対向する２面の反射面を備え、前記反射面は各々は光軸を含む中心部に開口を備え、物体側反射面の開口を経て２面の反射面間に入射した光軸外の物体からの光束は、像面側反射面、前記物体側反射面の順に反射して、前記像面側反射面の開口を経て２面の反射面間から出て像面に結像する光学系であって、前記物体側反射面の開口を経て入射する光束と前記物体側反射面で反射されて前記像面側反射面の開口を経て出る光束とが光軸の片側のみで交差する光学系において、
物体の中間像を１回のみ前記２面の反射面の間に結像し、かつ、前記反射面の中少なくとも１面は光軸上で不連続な回転対称な曲面からなることを特徴とするものである。
【０００８】
この場合、前記２面の反射面間が透明媒質で満たされ、前記物体側反射面の開口近傍に回転対称な入射面、前記像面側反射面の開口近傍に回転対称な射出面を備えていることが望ましい。
【０００９】
また、前記入射面、前記射出面の一方がそれぞれ前記物体側反射面、前記像面側反射面を構成する曲面と同一位置同一形状の曲面からなっていてもよい。
【００１０】
また、前記光軸上で不連続な回転対称な曲面がトーリック面、あるいは、光軸を含む平面上で任意形状の曲線を光軸の周りで回転させて形成される回転自由曲面から構成することができる。
【００１１】
また、前記光軸上で不連続な回転対称な曲面が光軸を含む平面上で奇数次項を含む任意形状の曲線を光軸の周りで回転させて形成される回転自由曲面からなることが望ましい。
【００１２】
また、前記物体側反射面の開口前方の光軸近傍の物体からの光束が、前記入射面、前記射出面の順に通過して前記像面に結像されることもできる。
【発明の効果】
【００１３】
以上の本発明によると、小型で簡単な構成で軸外の広い観察画角を撮像可能な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】
【００１４】
以下、本発明の光学系を実施例に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施例１の光学系の光軸を含み光路を示す断面図である。
【００１６】
本発明の光学系１０は、光軸Ｏ−Ｏ’を中心として回転対称な光学系である。そして、対向する２面の反射面１、３を備えており、反射面１、３各々は光軸Ｏ−Ｏ’を含む中心部にそれぞれ開口２、４を備えている。このように、本発明の光学系１０は、光軸Ｏ−Ｏ’を中心として回転対称であるので、製作性が良い。
【００１７】
この光学系１０は、光軸Ｏ−Ｏ’の外の物体からの光束を入射させて像面５に結像するものであり、構成が上記のように回転対称であるため、光軸Ｏ−Ｏ’の外の光軸Ｏ−Ｏ’を中心とする３６０°全方位の軸外の物体の像を像面５に円環状に結像する。図１は特定方位の断面図であり、その方位における最内画角の光束を１１i 、最外画角の光束を１１o としている。
【００１８】
したがって、物体側反射面１の開口２を経て反射面１、３間に入射した光軸外の物体からの光束１１i 、１１o は、像面側反射面３、物体側反射面１の順に反射して、像面側反射面３の開口４を経て反射面１、３間から出て像面５に円環状の像を結像する。その際、物体側反射面１の開口２を経て入射する光束と物体側反射面１で反射されて像面側反射面３の開口４を経て出る光束とは、光軸Ｏ−Ｏ’の光学系１０に入射する方位と反対側で交差するような光路をとって光学系１０から射出する。このように、光軸外の物体からの光束１１i 、１１o が光軸Ｏ−Ｏ’の片側のみで交差するように構成することで、反射面１、３の開口２、４の外の領域を有効に使うことができ、光学系１０が小型になり、諸収差の発生が少なくなる。
【００１９】
また、本発明に基づいて、物体の中間像２１を反射面１、３の間に１回結像するように構成している。中間像２１を光学系１０内に結像する構成とすると、物体側反射面１の開口２の像を像面側反射面３の開口４の近傍に結像させることが可能になり、光学系１０内に有効径の大きな光束を有効に入射させ、光学系１０から有効径の大きな光束を有効に取り出すことができ、明るい光学系が可能になる。中間像の結像回数をそれ以上に増やすと、光学系１０が特に回転対称軸（光軸）方向に大型化し好ましくない。
【００２０】
また、反射面１、３の中少なくとも１面を光軸Ｏ−Ｏ’上で不連続な回転対称な曲面から構成する。光軸Ｏ−Ｏ’上で不連続な回転対称な曲面としては、トーリック面や、光軸Ｏ−Ｏ’を含む平面上で任意形状の曲線を光軸Ｏ−Ｏ’の周りで回転させて形成される回転自由曲面等から構成する。このような光軸Ｏ−Ｏ’上で不連続な回転対称な曲面は、回転対称軸（光軸）とその曲面が直交する制約を受けなくなるために、サジタル断面とメリジオナル断面の曲率を任意に設定することが可能となり、軸外の諸収差の発生を少なくすることが可能となる。
【００２１】
また、反射面１、３間を屈折率が１より大きな透明媒質６で満たし、反射面１、３の開口２、４近傍にそれぞれ回転対称な入射面７、回転対称な射出面８を設けるようにすることが望ましい。このような屈折面の入射面７、射出面８を備えるようにすると、諸収差の発生をより少なくすることが可能となると共に、光学系１０をより小型化できる。
【００２２】
また、入射面７、射出面８の一方がそれぞれ反射面１、３を構成する曲面と同一位置同一形状の曲面から構成することにより、製作性が向上する。さらに好ましくは、それを平面にすることで製作性が飛躍的に向上する。
【００２３】
また、像面側反射面３を物体側の開口２に凹面を向けた曲面で構成することが好ましい。このように構成すると、観察画角を広くとっても像面側反射面３で反射後の光束は光軸Ｏ−Ｏ’に略平行な光束となり、光学系の大型化を避けることができる。また、コマ収差の発生を小さくすることが可能となる。
【００２４】
また、光軸Ｏ−Ｏ’上で不連続な回転対称な曲面として、光軸Ｏ−Ｏ’を含む平面上で対称面を持たない任意形状の曲線を光軸Ｏ−Ｏ’の周りで回転させて形成される回転自由曲面とすることにより、特に観察画角の広い周辺光路の画角周辺部分の歪みを補正することが可能となる。
【００２５】
さらに好ましくは、その曲線が奇数次項を含む任意形状の曲線であると、この奇数次項により周辺光路の画面周辺部分の歪をより補正することが可能となる。
【００２６】
なお、反射面１、３間を屈折率が１より大きな透明媒質６で満たし、反射面１、３の開口２、４近傍にそれぞれ回転対称な入射面７、回転対称な射出面８を設けるようにすると、光軸Ｏ−Ｏ’近傍の画角では、入射面７の屈折面と射出面８の屈折面からなる屈折光学系（単レンズ）となるので、入射面７と射出面８に適切なパワーを与えることにより、近接拡大が可能となり、周辺観察（反射屈折光学系）と拡大観察（屈折光学系）とが１つの光学素子で可能となる（実施例４）。
【００２７】
次に、本発明の光学系の実施例１〜４について説明する。
【００２８】
図１を参照にして実施例１の光学系を説明する。図１において、この実施例の光学系１０は対向配置の２面の反射面１、３を備えており、反射面１、３間が屈折率が１より大きな透明媒質６で満たされており、反射面１、３の開口２、４近傍にそれぞれ屈折面の入射面７と射出面８を備えている。ここで、反射面１と反射面３は共に相互に凹面を向かい合わせた光軸Ｏ−Ｏ’上で不連続なトーリック面からなり、入射面７は物体側に凸の球面、射出面８は像面側に凸の球面からなる。そして、入射瞳を形成する絞り９が入射面７位置に配置され、その絞り９の像１９が物体側反射面１から射出面８に到る光路中に結像され、射出瞳を開口４近傍に位置させている。また、遠方の物体の中間像２１を入射面７から像面側反射面３に到る光路中に形成している。
【００２９】
なお、光学系１０の物体側に平行平板のカバーガラス１５を備え、また、像面（撮像面）５の入射側にカバーガラス１６を備えている。
【００３０】
この実施例においては、図１に示すように、光軸Ｏ−Ｏ’外の遠方の物体からの光は、カバーガラス１５、絞り９、入射面７、反射面３、反射面１、射出面８、カバーガラス１６の順に通り、像面５に結像される。
【００３１】
この実施例の構成パラメータは後記するが、図１に示すように、遠方の物体からカバーガラス１５、絞り９、入射面７、反射面３、反射面１、射出面８、カバーガラス１６、像面５に至る順光線追跡の結果に基づくものである。
【００３２】
座標系は、順光線追跡において、絞り９の中心光線を原点として、光軸Ｏ−Ｏ’の像面５方向をＺ軸正方向とし、図１の紙面内をＹ−Ｚ平面とする。そして、図１の面の紙面の表から裏に向かう方向を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軸正方向とする。
【００３３】
偏心面については、その面が定義される座標系の上記光学系の原点の中心からの偏心量（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向をそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ）と、光学系の原点に定義される座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれを中心とする各面を定義する座標系の傾き角（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、各面を定義する座標系を光学系の原点に定義される座標系のまずＸ軸の回りで反時計回りにα回転させ、次に、その回転した新たな座標系のＹ軸の回りで反時計回りにβ回転させ、次いで、その回転した別の新たな座標系のＺ軸の回りで時計回りにγ回転させるものである。
【００３４】
また、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、面の曲率半径、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。
【００３５】
なお、後記の構成パラメータ中にデータの記載されていない非球面に関する項は０である。屈折率、アッベ数については、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するものを表記してある。長さの単位はｍｍである。各面の偏心は、上記のように、絞り面中心からの偏心量で表わす。
【００３６】
なお、トーリック面を含む拡張回転自由曲面（回転自由曲面）は、以下の定義で与えられる回転対称面である。
【００３７】
まず、Ｙ−Ｚ座標面上で原点を通る下記の曲線（ｂ）が定められる。
【００３８】
Ｚ＝（Ｙ2 ／ＲＹ）／［１＋｛１−（Ｃ1 ＋１）Ｙ2 ／ＲＹ2 ｝1 /2］
Ｃ2 Ｙ＋Ｃ3 Ｙ2 ＋Ｃ4 Ｙ3 ＋Ｃ5 Ｙ4 ＋Ｃ6 Ｙ5 ＋Ｃ7 Ｙ6 
＋・・・・＋Ｃ21Ｙ20＋・・・・＋Ｃn+1 Ｙn ＋・・・・
・・・（ｂ）
次いで、この曲線（ｂ）をＸ軸正方向を向いて左回りを正として角度θ（°）回転した曲線Ｆ（Ｙ）が定められる。この曲線Ｆ（Ｙ）もＹ−Ｚ座標面上で原点を通る。
【００３９】
その曲線Ｆ（Ｙ）をＹ正方向に距離Ｒ（負のときはＺ負方向）だけ平行移動し、その後にＺ軸の周りでその平行移動した曲線を回転させてできる回転対称面を拡張回転自由曲面とする。
【００４０】
その結果、拡張回転自由曲面はＹ−Ｚ面内で自由曲面（自由曲線）になり、Ｘ−Ｙ面内で半径｜Ｒ｜の円になる。
【００４１】
この定義からＺ軸が拡張回転自由曲面の軸（回転対称軸）となる。
【００４２】
ここで、ＲＹはＹ−Ｚ断面での球面項の曲率半径、Ｃ1 は円錐定数、Ｃ2 、Ｃ3 、Ｃ4 、Ｃ5 …はそれぞれ１次、２次、３次、４次…の非球面係数である。なお、非球面係数Ｃ2 、Ｃ3 、Ｃ4 、Ｃ5 …が０の場合、トーリック面となり、その特別な場合が球面となる。
【００４３】
以下の実施例についても同様である。
【００４４】
実施例１の仕様は、
画角                       10.00°〜60.0°
入射瞳径                  φ0.10mm
像の大きさ                φ0.46mm〜φ1.83mm
である。
【００４５】
図２に、この実施例の光学系の横収差を示す。この横収差図において、中央に示された角度は光軸Ｏ−Ｏ’からの画角であり、Ｙ方向（メリジオナル方向）とＸ方向（サジタル方向）の横収差を示す。以下、同じ。
【００４６】
図３を参照にして実施例２の光学系を説明する。図３において、この実施例の光学系１０は対向配置の２面の反射面１、３を備えており、反射面１、３間が屈折率が１より大きな透明媒質６で満たされており、反射面１、３の開口２、４近傍にそれぞれ屈折面の入射面７と射出面８を備えている。ここで、反射面１と反射面３は共に相互に凹面を向かい合わせた光軸Ｏ−Ｏ’上で不連続な曲面からなり、反射面１はトーリック面、反射面３は拡張回転自由曲面（回転自由曲面）からなり、入射面７は物体側に凸の球面、射出面８は像面側に凸の球面からなる。そして、入射瞳を形成する絞り９が入射面７位置に配置され、その絞り９の像１９が物体側反射面１から射出面８に到る光路中に結像され、射出瞳を開口４近傍に位置させている。また、遠方の物体の中間像２１を入射面７から像面側反射面３に到る光路中に形成している。
【００４７】
なお、光学系１０の物体側に平行平板のカバーガラス１５を備え、また、像面（撮像面）５の入射側にカバーガラス１６を備えている。
【００４８】
この実施例においては、図３に示すように、光軸Ｏ−Ｏ’外の遠方の物体からの光は、カバーガラス１５、絞り９、入射面７、反射面３、反射面１、射出面８、カバーガラス１６の順に通り、像面５に結像される。
【００４９】
この実施例の実施例１と同様の構成パラメータを後記する。
【００５０】
実施例２の仕様は、
画角                       10.00°〜60.0°
入射瞳径                  φ0.10mm
像の大きさ                φ0.45mm〜φ1.82mm
である。
【００５１】
図４に、この実施例の光学系の図２と同様の横収差を示す。
【００５２】
図５を参照にして実施例３の光学系を説明する。図５において、この実施例の光学系１０は対向配置の２面の反射面１、３を備えており、反射面１、３間が屈折率が１より大きな透明媒質６で満たされており、反射面１、３の開口２、４近傍にそれぞれ屈折面の入射面７と射出面８を備えている。ここで、反射面１は平面、反射面３は反射面１に対して凹面を向かい合わせ、光軸Ｏ−Ｏ’上で不連続な拡張回転自由曲面（回転自由曲面）からなり、入射面７は反射面１の平面と同じ平面、射出面８は像面側に凸の球面からなる。そして、入射瞳を形成する絞り９が入射面７位置に配置され、その絞り９の像１９が物体側反射面１から射出面８に到る光路中に結像され、射出瞳を開口４近傍に位置させている。また、遠方の物体の中間像２１を像面側反射面３から物体側反射面１に到る光路中に形成している。
【００５３】
なお、光学系１０の物体側に平行平板のカバーガラス１５を備え、また、像面（撮像面）５の入射側にカバーガラス１６を備えている。
【００５４】
この実施例においては、図５に示すように、光軸Ｏ−Ｏ’外の遠方の物体からの光は、カバーガラス１５、絞り９、入射面７、反射面３、反射面１、射出面８、カバーガラス１６の順に通り、像面５に結像される。
【００５５】
この実施例の実施例１と同様の構成パラメータを後記する。
【００５６】
実施例３の仕様は、
画角                       10.00°〜60.0°
入射瞳径                  φ0.10mm
像の大きさ                φ0.37mm〜φ1.87mm
である。
【００５７】
図６に、この実施例の光学系の図２と同様の横収差を示す。
【００５８】
図７を参照にして実施例４の光学系を説明する。図７において、この実施例の光学系１０は対向配置の２面の反射面１、３を備えており、反射面１、３間が屈折率が１より大きな透明媒質６で満たされており、反射面１、３の開口２、４近傍にそれぞれ屈折面の入射面７と射出面８を備えている。ここで、反射面１は平面、反射面３は反射面１に対して凹面を向かい合わせ、光軸Ｏ−Ｏ’上で不連続な拡張回転自由曲面（回転自由曲面）からなり、入射面７は反射面１の平面と同じ平面、射出面８は像面側に凸の球面からなる。そして、入射瞳を形成する絞り９が入射面７位置に配置され、その絞り９の像１９が物体側反射面１から射出面８に到る光路中に結像され、射出瞳を開口４近傍に位置させている。また、遠方の物体の中間像２１を像面側反射面３から物体側反射面１に到る光路中に形成している。
【００５９】
なお、光学系１０の物体側に平行平板のカバーガラス１５を備え、また、像面（撮像面）５の入射側にカバーガラス１６を備えている。
【００６０】
この実施例においては、図７に示すように、光軸Ｏ−Ｏ’外の遠方の物体からの光は、カバーガラス１５、絞り９、入射面７、反射面３、反射面１、射出面８、カバーガラス１６の順に通り、像面５に結像される。
【００６１】
そして、この実施例においては、上記のように、光軸Ｏ−Ｏ’の外の遠方の物体からの像を像面５に円環状に結像する（周辺光路）以外に、光軸Ｏ−Ｏ’近傍に位置する近距離物体面２０の像を、カバーガラス１５、入射面７、射出面８、カバーガラス１６の順に通り、像面５の中心近傍に結像する（中心光路）。すなわち、近距離物体面２０に対しては、入射面７と射出面８で挟まれた透明媒質６が単レンズの作用をして近距離物体面２０の像を像面に結像する。
【００６２】
この実施例の周辺光路と中心光路の構成パラメータは後記する。
【００６３】
実施例４の仕様は、
画角      （周辺光路）     10.00°〜60.0°
（中心光路）      5.00°
入射瞳径  （周辺光路）    φ0.20mm
（中心光路）    φ0.40mm
像の大きさ（周辺光路）    φ0.37mm〜φ1.91mm
（中心光路）    φ0.35mm
である。
【００６４】
図８、図９に、この実施例の光学系のそれぞれ周辺光路と中心光路の図２と同様の横収差を示す。
【００６５】
以下に、上記実施例１〜４の構成パラメータを示す。なお、以下の表中の“ＥＲＦＳ”は拡張回転自由曲面、“ＲＳ”は反射面を示す。
【００６６】
実施例１
面番号    曲率半径                面間隔  偏心      屈折率  アッベ数
物体面      ∞                     10.00          
1        ∞                      0.50            1.5163    64.1
2        ∞                      0.20
3        ∞（絞り）              0.00
4       1.29                                     1.8348    42.7
5      ＥＲＦＳ[1] （ＲＥ）            偏心(1)   1.8348    42.7
6      ＥＲＦＳ[2] （ＲＥ）            偏心(2)   1.8348    42.7
7      -1.20                     1.00  偏心(3) 
8        ∞                      0.40            1.5163    64.1
9        ∞                      0.10
像  面      ∞                      
ＥＲＦＳ[1] 
ＲＹ    -4.07 
θ       9.71 
Ｒ       0.91 
ＥＲＦＳ[2] 
ＲＹ   -84.83 
θ      -3.63 
Ｒ       0.71 
偏心(1) 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ    3.24  
α    0.00  β    0.00  γ    0.00  
偏心(2) 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ    0.02  
α    0.00  β    0.00  γ    0.00  
偏心(3) 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ    3.30  
α    0.00  β    0.00  γ    0.00                                          。
【００６７】
実施例２
面番号    曲率半径                面間隔  偏心      屈折率  アッベ数
物体面      ∞                     10.00          
1        ∞                      0.50            1.5163    64.1
2        ∞                      0.20  
3        ∞（絞り）              0.00  
4       1.31                                     1.8348    42.7
5      ＥＲＦＳ[1] （ＲＥ）            偏心(1)   1.8348    42.7
6      ＥＲＦＳ[2] （ＲＥ）            偏心(2)   1.8348    42.7
7      -1.19                     1.02  偏心(3) 
8        ∞                      0.40            1.5163    64.1
9        ∞                      0.10
像  面      ∞                      
ＥＲＦＳ[1] 
ＲＹ    -3.98 
θ       9.82 
Ｒ       0.91 
Ｃ4     -4.9130 ×10-4
Ｃ5      3.7986 ×10-3
ＥＲＦＳ[2] 
ＲＹ  -120.49 
θ      -3.41 
Ｒ       0.70 
偏心(1) 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ    3.23  
α    0.00  β    0.00  γ    0.00  
偏心(2) 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ    0.02  
α    0.00  β    0.00  γ    0.00  
偏心(3) 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ    3.30  
α    0.00  β    0.00  γ    0.00                                          。
【００６８】
実施例３
面番号    曲率半径                面間隔  偏心      屈折率  アッベ数
物体面      ∞                     10.00          
1        ∞                      5.00            1.5163    64.1
2        ∞                      0.10
3        ∞（絞り）              0.00                                           4        ∞                                      1.8348    42.7
5      ＥＲＦＳ[1] （ＲＥ）            偏心(1)   1.8348    42.7
6        ∞        （ＲＥ）                      1.8348    42.7
7       -0.93                    1.64  偏心(2) 
8        ∞                      0.40            1.5163    64.1
9        ∞                      0.10
像  面      ∞                      
ＥＲＦＳ[1] 
ＲＹ    -3.98 
θ      12.14 
Ｒ       0.88 
Ｃ4      3.0732 ×10-3
Ｃ5      6.3495 ×10-3
偏心(1) 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ    3.11  
α    0.00  β    0.00  γ    0.00  
偏心(2) 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ    3.19  
α    0.00  β    0.00  γ    0.00                                          。
【００６９】
実施例４
（周辺光路）
面番号    曲率半径                面間隔  偏心      屈折率  アッベ数
物体面      ∞                     10.00          
1        ∞                      0.50            1.5163    64.1
2        ∞                      0.10
3        ∞（絞り）              0.00                                           4        ∞                                      1.8348    42.7
5      ＥＲＦＳ[1] （ＲＥ）            偏心(1)   1.8348    42.7
6        ∞        （ＲＥ）                      1.8348    42.7
7       -0.93                    1.64  偏心(2) 
8        ∞                      0.40            1.5163    64.1
9        ∞                      0.10
像  面      ∞                      
ＥＲＦＳ[1] 
ＲＹ    -3.98 
θ      12.14 
Ｒ       0.88 
Ｃ4      3.0732 ×10-3
Ｃ5      6.3495 ×10-3
偏心(1) 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ    3.11  
α    0.00  β    0.00  γ    0.00  
偏心(2) 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ    3.19  
α    0.00  β    0.00  γ    0.00  
（中心光路）
面番号    曲率半径                面間隔  偏心      屈折率  アッベ数
物体面      ∞                      0.10          
1        ∞                      0.50            1.5163    64.1
2        ∞                      0.10
3        ∞（絞り）              0.00
4        ∞                      3.19            1.8348    42.7
5       -0.93                    1.64          
6        ∞                      0.40            1.5163    64.1
7        ∞                      0.10
像  面      ∞                                                              。
【００７０】
本発明において、さらに好ましくは、最大像高をＩｍｍ、入射面７から射出面８までの距離ｄｍｍとするとき、
２＜ｄ／Ｉ＜５                                                ・・・（１）
なる条件を満足することが望ましい。
【００７１】
上記条件式（１）は、下限の２を越えると、光学系１０内で１回中間像２１を結像するために必要な光路長を短くするために、各反射面１、３のパワーが強くなりすぎ、収差が大きく発生する。上限の５を越えると、光学系１０が大きくなりすぎてしまい、小型の光学系を実現できない。
【００７２】
上記実施例１〜４のＩ、ｄ、ｄ／Ｉの値は次の通りである。
【００７３】
実施例１  実施例２  実施例３  実施例４
Ｉ       0.91      0.91      0.95      0.95 
ｄ       3.30      3.29      3.19      3.19 
ｄ／Ｉ   3.63      3.62      3.36      3.36                                 。
【００７４】
以上のような本発明の光学系は、例えば管内観察装置、カプセル内視鏡、車載カメラ等の対物光学系あるいは投影光学系として使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施例１の光学系の光軸を含み光路を示す断面図である。
【図２】実施例１の光学系の横収差図である。
【図３】本発明の実施例２の光学系の光軸を含み光路を示す断面図である。
【図４】実施例２の光学系の横収差図である。
【図５】本発明の実施例３の光学系の光軸を含み光路を示す断面図である。
【図６】実施例３の光学系の横収差図である。
【図７】本発明の実施例４の光学系の光軸を含み光路を示す断面図である。
【図８】実施例４の光学系の周辺光路の横収差図である。
【図９】実施例４の光学系の中心光路の横収差図である。
【符号の説明】
【００７６】
Ｏ−Ｏ’…光軸（回転対称軸）
１…物体側反射面
２…物体側反射面の開口
３…像面側反射面
４…像面側反射面の開口
５…像面
６…透明媒質
７…入射面
８…射出面
９…絞り
１０…光学系（本発明）
１１i …最内画角の光束
１１o …最外画角の光束
１５、１６…カバーガラス
１９…絞りの像
２０…近距離物体面
２１…光軸外物体の中間像
【図１】
2009053330.tif 000003
【図２】
2009053330.tif 000004
【図３】
2009053330.tif 000005
【図４】
2009053330.tif 000006
【図５】
2009053330.tif 000007
【図６】
2009053330.tif 000008
【図７】
2009053330.tif 000009
【図８】
2009053330.tif 000010
【図９】
2009053330.tif 000011