(57)【要約】【課題】一つの光学装置だけで複数の被写体方向と被写体像を素早く切替えて撮影することができ、しかも広角から望遠を包括するような光学系を小型且つ低コストで実現する。【解決手段】被写体光を取り込むための複数の対物レンズ群を有する結像光学系内に、可動な反射部材が配置される。該反射部材の移動を行うことにより、前記複数の対物レンズ郡中において、被写体光を撮像素子に導光する任意の対物レンズ群が選択可能である。そして、少なくとも一つの対物レンズ群は、光軸周りの略３６０°の全周被写体像を取り込む光学系で構成した。【選択図】図１
2009122379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を取り込むための複数の対物光学系と、各対物光学系を通過した光線が共通に通過する共通光学系とを有し、前記対物光学系と前記共通光学系により生成された被写体像を結像する光学装置であって、
前記複数の対物光学系により取り込まれる被写体光の何れかを選択的に前記共通光学系へ導くための選択光学部材を備え、
前記複数の対物光学系のうちの少なくとも一つは、光軸周りの全方位の被写体像を取り込む広角の対物光学系、または他方の対物光学系よりも広角な被写体像を結像するための対物光学系で構成したことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記他方の対物光学系よりも広角な被写体像を結像するための対物光学系は、撮影画角が９０°以上の屈折光学系で構成したことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記広角の対物光学系は、入射光の進行方向に凸面を向けた凸面形状の反射部材もしくは入射光の進行方向に頂点を向けた円錐形状の反射部材を有することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
前記広角の対物光学系は、魚眼光学系で構成したことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項５】
前記選択光学部材は、前記複数の対物光学系からの入射光に対して選択的に遮光を行う遮光手段を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項６】
前記遮光手段は、移動可能な遮光板を用いて構成したことを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
前記遮光手段は、液晶を含む濃度可変部材を用いて構成したことを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項８】
前記遮光手段は、移動可能な偏光板を用いて構成したことを特徴とする請求項５に記載の光学装置。
【請求項９】
前記複数の対物光学系のうちの任意の対物光学系と前記共通光学系との合成光学系は、変倍光学系を構成することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記選択光学部材が、前記広角の対物光学系からの被写体光を選択したときは、前記変倍光学系を規定の変倍状態に設定することを特徴とする請求項９に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記複数の対物光学系から取り込まれるそれぞれの被写体像は、光軸上の同一の位置に結像することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記複数の対物光学系のうち少なくとも一つの対物光学系は、撮影方向を変化させるための可動手段を有することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の光学装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか一項に記載の光学装置が搭載される撮像装置であって、
前記光学装置により結像された被写体像を電気信号に光電変換する撮像手段と、
前記光学装置をパン方向に駆動するパン駆動機構または、
前記光学装置をチルト方向に駆動するチルト駆動機構の何れかを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
被写体光を取り込むための複数の対物光学系と、各対物光学系を通過した光線が共通に通過する共通光学系と、前記複数の対物光学系により取り込まれる被写体光の何れかを選択的に前記共通光学系へ導くための選択光学部材とを備え、前記複数の対物光学系のうちの少なくとも一つは光軸周りの全方位の被写体像、または他方の対物光学系よりも広角な被写体像を取り込む対物光学系で構成し、前記複数の対物光学系のうちの何れか一つの対物光学系と前記共通光学系により生成された被写体像を結像すると共に、パン方向、チルト方向の何れかの駆動が可能な光学装置の制御方法であって、
前記光軸周りの全方位の被写体像、または他方の対物光学系よりも広角な被写体像を取り込む対物光学系の画像範囲から目的被写体を認識し、該対物光学系とは別の対物光学系の撮影方向と目的被写体方向との相対的な位置関係を検出する検出ステップと、
前記検出された前記相対的な位置に基づき、パン方向及びチルト方向の何れかの必要駆動角度を算出する算出ステップと、
前記算出された必要駆動角度が規定値以上の場合に前記別の対物光学系をパン方向及びチルト方向の何れかの方向に駆動する駆動ステップとを備えたことを特徴とする光学装置の制御方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の光学装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視用のデジタルカメラやビデオカメラ等に適した撮影光学系を実現する場合に適用される光学装置及びその制御方法、前記光学装置を搭載した撮像装置、並びに前記制御方法を実現するためのコンピュータで読み取り可能なプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、監視用のデジタルカメラやビデオカメラ等の撮影装置において、目的（撮影対象）となる被写体を探索しその詳細画像を得るためには、まず、超広角レンズもしくは魚眼レンズを用いて広域な画界を撮影する。そして、その中から目的の被写体を判別した後に詳細画像を得る方法が一般的である。
【０００３】
上記のような、被写体の画像の取得方法としては、次のような方法が考えられる。
（１）電子ズームにより目的被写体の拡大画像を得る方法
（２）光学系をズームレンズとして構成し、望遠側に光学系（ズームレンズ）を変倍させることで目的被写体の画像を得る方法
（３）複数の撮影系を用いると共に一方を広角撮影系とし他方を望遠撮影系として、目的被写体の取得画像を切替える方法
また、光学系に配置した反射部材を駆動することで、撮像素子に導かれる被写体光を切替える方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。また、凸面形状の反射部材の周辺部における反射像を利用して被写体の全周を観察し、中心部を透過構造として別の光学系にて他の被写体像を観察するような方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平９−２９７３５０号公報
【特許文献２】特開２００３−９１０４号公報
【特許文献３】特開２００６−８１０８９号公報
【特許文献４】特開２００６−１３９２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の画像の取得方法には以下のような問題点があった。
【０００５】
上記（１）の方法では、画像の一部を取り出して目的被写体の拡大画像を得るため、高繊細な画像を得るためには高画素を有する撮像素子を用いる必要があり、同時に撮影光学系の性能要求が厳しくなる。その結果、コスト高になる。
【０００６】
上記（２）の方法では、目的被写体が動体であった場合で撮影者がズーミング中に被写体を見てしまった場合には、再び広角方向にズーミングを行う必要が生じる。そのため、素早い被写体観察を行うことができない。また、広角から望遠を包括するような光学系の実現は困難となってくる。
【０００７】
上記（３）の方法では、複数の撮影系を用いるため、複数のカメラユニットを使用しなくてはならない。そのため、撮影に用いる装置が大型化すると同時に、コスト高になる。また、上記（３）の方法では、１つの撮像素子を用いて撮影光学系の一部を切替えて、あたかも複数の撮影光学系で撮影したような特性を得るためには、撮影光学系中において撮影光学系の一部を挿入／退避させる機構が一般的である。従来は、撮影光学系の一部を入れ替える機構は２焦点方式の銀塩コンパクトカメラで多く使用されていた。しかし、撮影光学系の一部を入れ替える機構は大掛かりな構造になってしまうという問題がある。
【０００８】
また、上記特許文献１〜３に記載された技術は、大きな撮影画角変化を得にくい構成であり、撮影対象となる目的被写体の方向が大きく変化してしまうものである。そのため、目的被写体を検知することと詳細情報を短時間に取得することが困難になる。
【０００９】
また、上記特許文献４に記載された技術は、対物光学系に反射光学系と広角な屈折光系を同軸上に配置して、反射光学系で得られない光軸方向の被写体像を屈折系の広角な光学系で得ようとするものである。このような構成では、素早く被写体を検知して、その被写体の詳細像を得ることはできない。また、面精度のよい大型の反射部材の製造は困難でありコストがかかるという問題がある。
【００１０】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、次のような光学装置及びその制御方法、撮像装置、並びにプログラムを提供することを目的とする。即ち、一つの光学装置だけで複数の被写体方向と被写体像を素早く切替えて撮影することができ、しかも広角から望遠を包括するような光学系を小型且つ低コストで実現する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の光学装置は、被写体光を取り込むための複数の対物光学系と、各対物光学系を通過した光線が共通に通過する共通光学系とを有し、前記対物光学系と前記共通光学系により生成された被写体像を結像する光学装置であって、前記複数の対物光学系により取り込まれる被写体光の何れかを選択的に前記共通光学系へ導くための選択光学部材を備え、前記複数の対物光学系のうちの少なくとも一つは、光軸周りの全方位の被写体像を取り込む広角の対物光学系、または他方の対物光学系よりも広角な被写体像を結像するための対物光学系で構成したことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の撮像装置は、上記光学装置が搭載される撮像装置であって、前記光学装置により結像された被写体像を電気信号に光電変換する撮像手段と、前記光学装置をパン方向に駆動するパン駆動機構または、前記光学装置をチルト方向に駆動するチルト駆動機構の何れかを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の光学装置の制御方法は、被写体光を取り込むための複数の対物光学系と、各対物光学系を通過した光線が共通に通過する共通光学系と、前記複数の対物光学系により取り込まれる被写体光の何れかを選択的に前記共通光学系へ導くための選択光学部材とを備え、前記複数の対物光学系のうちの少なくとも一つは光軸周りの全方位の被写体像、または他方の対物光学系よりも広角な被写体像を取り込む対物光学系で構成し、前記複数の対物光学系のうちの何れか一つの対物光学系と前記共通光学系により生成された被写体像を結像すると共に、パン方向、チルト方向の何れかの駆動が可能な光学装置の制御方法であって、前記光軸周りの全方位の被写体像、または他方の対物光学系よりも広角な被写体像を取り込む対物光学系の画像範囲から目的被写体を認識し、該対物光学系とは別の対物光学系の撮影方向と目的被写体方向との相対的な位置関係を検出する検出ステップと、前記検出された前記相対的な位置に基づき、パン方向及びチルト方向の何れかの必要駆動角度を算出する算出ステップと、前記算出された必要駆動角度が規定値以上の場合に前記別の対物光学系をパン方向及びチルト方向の何れかの方向に駆動する駆動ステップとを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のプログラムは、上記光学装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一つの光学装置だけで複数の被写体方向と被写体像を素早く切替えて撮影することが可能になる。これにより、広角から望遠を包括するような光学系を小型且つ低コストで実現することができ、動体撮影時でも素早い被写体観察を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態では、広角な画角を得る対物光学系に屈折光学系を用いた構成の光学装置について説明する。
【００１８】
＜光学装置の概略構成＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる光学装置の概略構成を示す断面図である。
【００１９】
図１に示すように、この光学装置は、被写体像を電気信号に光電変換する撮像素子ＩＰを有し、その光軸方向に赤外吸収フィルターやローパスフィルター等のフィルター群１０を介して、共通光学系１１、共通反射部材（選択光学部材）１２が配置されている。さらに、共通反射部材１２を介して、広角な画角を得るために屈折光学系で構成した第１対物光学系１５と、狭角な画角を得るための第２対物光学系１３とが配置されている。
【００２０】
具体的には、第１対物光学系１５は、広角な被写体像を取り込むための光学系であり、第２対物光学系１３は、第１対物光学系１５よりも望遠な被写体像を取り込むための光学系である。共通反射部材１２は、第１対物光学系１５と第２対物光学系１３の結像面側（被写体像の結像面側）に配置されている。そして、共通反射部材１２は、前記の２つの対物光学系１５，１３からの双方の入射光に対し、一方の入射光を反射させて光路の偏向を行わせ、他方の入射光は遮光を行う作用を有する反射部材である。つまり、共通反射部材１２は、複数の対物光学系１５，１３からの入射光を選択的に偏向もしくは遮光するような作用を有している（後で詳述する）。
【００２１】
なお、第１対物光学系１５により得られる広角な被写体像の画角Ｗ１は９０°以上の範囲を包括していることが望ましく、更には第１対物光学系１５を強い負の歪曲収差特性を有した魚眼もしくはそれに準じた光学タイプとして超広角な画角特性を持たせるのが良い。
【００２２】
そして、共通反射部材１２の結像面側には、共通反射部材１２側からの入射光を結像させる作用を有する共通光学系１１が配置され、その結像面上に撮像素子ＩＰが配置されている。
【００２３】
このように、上記光学装置は、対物光学系と共通光学系により生成された被写体像を結像するように作用する。
【００２４】
＜共通反射部材の構成例＞
次に、上述したように、複数の対物光学系１５，１３からの入射光に対して選択的に偏向もしくは遮光を行う作用を有する共通反射部材１２の構成例について、図２〜図５を参照して説明する。
【００２５】
（ａ）回転駆動機構を備えた反射鏡を用いた例
図２は、共通反射部材１２として、回転駆動機構を備えた反射鏡を用いた例を示す断面模式図である。
【００２６】
本例においては、共通反射部材１２として回転駆動機構を備えた反射鏡１２−１を用いている。第１対物光学系１５及び第２対物光学系１３側からの反射鏡１２−１への入射光は、一方が図２中の上方向（入射方向１）から、他方が左方向（入射方向２）から入射されている状態を想定している。
【００２７】
反射鏡１２−１が、図２中のＫ１の位置にある状態では、入射方向２からの入射光は反射面１２−１ａにより偏向されて図２中の下方へ射出され、また、入射方向１からの入射光は反射鏡１２−１の遮光面１２−１ａにより遮光が行われている。
【００２８】
他方、反射鏡１２−１を図２中の支点Ｐを中心として、Ｋ２の位置（破線）に回転駆動を行えば、入射方向２からの入射光は遮光され、入射方向１からの入射光は下方へ射出されることとなる。
【００２９】
なお、反射鏡１２−１の回転駆動により反射鏡１２−１が他の光学部材に干渉してしまう場合には、反射鏡１２−１の支点Ｐを上下方向（図２のＨ参照）に移動させるように駆動を行っても良い。
【００３０】
（ｂ）プリズムを用いた例
図３、図４及び図５は、共通反射部材１２として、２つの直角三角プリズムを接合したプリズムを用いた例を示す断面模式図である。
【００３１】
本例においては、共通反射部材１２として、２つの直角三角プリズムを接合したプリズム１２−２を用いている。２つの直角三角プリズムの接合面には半透過特性膜１２−２ａが形成されている。
【００３２】
図３に示す例では、プリズム１２−２の２つの入射面（入射方向１、入射方向２）の前方に、任意に遮光と退避が行える遮光板１２−３を配置している。そして、一方の入射面が遮光されている時に他方の入射面は遮光板１２−３を退避して光線の通過を可能にしている。
【００３３】
図４に示す例では、図３の説明で述べた移動可能な遮光板１２−３の代わりに、プリズム１２−２の２つの入射面の前方に濃度可変部材１０−４を配置したものである。濃度可変部材１０−４は、例えば液晶等の濃度を任意に可変にする作用を有して遮光と透過作用を選択的に操作する部材である。
【００３４】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す例では、プリズム１２−２の２つの入射面の前方に直線偏光板１２−５を配置したものである。同図（ａ）は、その側面図、同図（ｂ）は透過時の上面図、同図（ｃ）は遮光時の上面図である。
【００３５】
この図５に示す例では、射出方向側より直線偏光板１２−５を見たときに、入射方向１に配置した直線偏光板１２−５の直線偏光方向と、入射方向２に配置された直線偏光板１２−５の直線偏光方向とが直交するように互いの偏光方向の設定を行っている。ここで、入射方向１の光線は、プリズム１２−２内を透過して来る光線であり、入射方向２の光線は、プリズム１２−２の接合面での反射で偏向される光線である。
【００３６】
そして、射出方向のプリズム面の前方に可動な直線偏光板１２−６を配置して、直線偏光方向を変化させることができるようになっている。この直線偏光板１２−６の動作により、２つの入射面の前方それぞれに配置された直線偏光板１２−５と偏光方向を同一方向にするか、或いは直交方向にするかを選択する。これによって、遮光又は透過作用の切替えを行うことが出来るようになる。
【００３７】
可動な直線偏光板１２−６は、図５（ｂ），（ｃ）に示すように円盤形状から光線通過有効部のみを切り出した形状にして円盤の中心点１２−６ａを回転中心として回転駆動をさせる。これによって、各入射方向１，２からの光線の遮光と透過を選択することができるようにしている。
【００３８】
なお、直線偏光板１２−６の駆動方法はこれに限定したものではなく、直線偏光方向を変化できさえすれば良い。また、偏光方向の異なる偏光板を切替えるようにしても行っても良い。
【００３９】
また、上記図３、図４及び図５に示した構成において、共通反射部材１２として使用が可能な反射部材はプリズムに限定されるものではなく、板厚が薄い半透過反射鏡を用いることも可能である。
【００４０】
＜光学装置の具象例＞
図６（ａ），（ｂ）は、図１に示した光学装置の第１の具象例を示す光路図である。
【００４１】
この光学装置においては、第１対物光学系１５−１に強い負の屈折作用を与えて大きな負の像面歪曲作用を起こしている。他方、第２対物光学系１３−１は正レンズ群と負レンズ群を組み合わせて配置することにより歪曲収差を補正しており、第１対物光学系１５−１より長焦点になるように構成されている。第１対物光学系１５−１及び第２対物光学系１３−１は共に、共通光学系１１−１を通過してほぼ光軸上同一の位置に結像を行うように設定されている。
【００４２】
また、望遠系の第２対物光学系１３−１によって得られる画界範囲が、広角な第２対物光学系１５−１により得られる画界範囲の一部分を効率良く取り込むような構成を採っている。即ち、光軸の偏向角度が鈍角となるように、共通反射部材１２−１の配置角度と、第１対物光学系１５−１及び第２対物光学系１３−１の光軸方向が設定されている。
【００４３】
さらには、図６（ｂ）に示すように第２対物光学系１３−１及び共通反射部材１２−１を回転駆動することにより異なる被写体方向を観察することが可能となる。次に、その詳細を図７を用いて説明する。
【００４４】
図７は、第２対物光学系及び共通反射部材の回転駆動機構を示す概略断面図である。
【００４５】
図７に示すように、仮に観察すべき被写体が、第２対物光学系１３の光軸方向（図７では左方向）から下方向に移動を行った場合を想定する。この場合、第２対物光学系１３は、回転中心点１２ａを中心として角度α分移動する。ここで、回転中心１２ａは共通反射部材１２と光軸とが交わる位置であり、角度αは第２対物光学系１３の被写体方向の角度変化である。
【００４６】
そして、共通反射部材１２が、第２対物光学系１３の光軸入射角変化に対応して偏向方向を第２対物光学系１３の移動前の状態に保つためには、その反射面に対して、前記回転中心点１２ａを中心として回転角度（α／２）分の変化を与えれば良いこととなる。
【００４７】
このように、第２対物光学系１３−１及び共通反射部材１２−１を回転駆動する機構を備えることにより、例えば図９の例で示すような垂直方向（チルト方向）の被写体位置変化が生じても、その追従を素早く行うことが可能な光学装置を実現することができる。
【００４８】
さらに水平方向（パンニング方向）の被写体位置変化に際しては、少なくとも反射部材１２と第２対物光学系１３を共通光学系１１の光軸周りに回転移動を行えば良いが、光学系全体を回転させることを行っても良い。
【００４９】
また、同一な被写体を複数の対物光学系にて撮影を行い同時に観察を行うに際して、形成される複数像の光軸上における最良結像位置のズレは、画像入力媒体を撮像素子とした場合は以下の関係を満たすと良い。
ΔＩＰ≧１０・Ｌ／２・Ｎ
Ｌ：撮像素子の画素ピッチ
Ｎ：ＮＡ値が大きい方の光学系のＮＡ値
ΔＩＰ：許容差分幅
この条件は、複数形成像を同時に撮像素子に鮮明に取り込むための条件であり、この条件式を外れると各形成像の取り込みごとにピント調整を行わなければならなくなる。そのため、複数形成像を共に尖鋭に取り込むためには各形成画像域を分割して取り込まなければならなくなるため、処理時間がかかる恐れがある。
【００５０】
また、各々の対物光学系１５，１３が互いに異なる物体距離の被写体を撮影する状態では、共通光学系１１内に、光軸方向へ移動を行うフォーカスレンズ群を配置する方法がある。即ち、複数光学系のうち、目的とする形成像が最良になるように前記フォーカスレンズ群の駆動を行う方法である。また、複数光学系の形成像を同時に最良にするために、それぞれの対物光学系１５，１３中にフォーカスレンズ群を配置してその駆動を行っても良い。
【００５１】
また、ピント調整を自動的に行うためには、撮像素子上に結像される形成像のコントラスト評価を用いたオートフォーカス方式や各対物光学系の撮影軸に合わせたアクティブ方式の外部オートフォーカス機構をそれぞれの光学系に独立して用いても良い。
【００５２】
図８は、後述する数値実施例１に示す数値が適用される上記第１の具象例に係る広角光学系の構成図であり、図９は、後述する数値実施例２に示す数値が適用される上記第１の具象例に係る望遠光学系の構成図である。
【００５３】
図８及び図９において、共通反射部材１２−１が共通光学系１１−１の光入射側の空気間隔中に配置されている。また、図８に示すように、第１対物光学系１５−１は、結像面側に強い凹面を向けた２枚の負レンズで構成され、これによって強い負の歪曲収差を与えて画角が９０°以上となる魚眼光学作用を得ている。一方、図９に示すように、第２対物光学系１３−１は、光入射側から正レンズと負レンズで構成され、歪曲収差を補正して全体として弱い負の屈折力とすることで図８の光学系に対し望遠である光学特性を得ている。
【００５４】
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は、図１に示した光学装置の第２の具象例を示す光路図である。
【００５５】
この光学装置は、ズームレンズ構成時の変倍光学系には５群構成のものを使用し、広角系の第１対物光学系１５−２として後述する数値実施例６に示す数値が適用される魚眼光学系を用いている。そして、望遠系の第２対物光学系１３−２には、後述する数値実施例７に示す数値が適用される光学系を用いたものである。また、本光学装置の構成では、共通反射部材１２−１にプリズムの替わりに薄型ミラーを用いている。そして、共通反射部材１２−１が、第１対物光学系１５−２からの被写体光を選択したときは、変倍光学系を規定の変倍状態に設定するようになっている。
【００５６】
図１１は、後述する数値実施例６に示す数値が適用される上記第２の具象例（図１０）に係る広角光学系の構成図であり、図１２は、後述する数値実施例７に示す数値が適用される上記第２の具象例（図１０）に係る望遠光学系の構成図である。
【００５７】
本例において配置されている広角光学系（第１対物光学系１５−２を含む光学系）は、変倍光学系の広角端で用いる仕様になっており、望遠側に変倍を行うと、第１対物光学系１５−２に配置された遮光部材１６によって形成像が徐々に遮光されるものである。
【００５８】
図１３（ａ）〜（ｄ）は、図１に示した光学装置の第３の具象例を示す光路図である。また、図１４は、数値実施例８に示す数値が適用される図１３に係る広角光学系の構成図であり、図１５は、数値実施例９に示す数値が適用される図１３における望遠光学系の構成図である。
【００５９】
本例において配置されている望遠光学系（第２対物光学系１３−２を含む光学系）は、図１５に示すように、全体として光入射側より負の第１レンズ群Ｂ１と正の第２レンズ群Ｂ２を有している。該第１レンズ群Ｂ１を光軸上固定として、広角から望遠側への変倍時には該第２レンズ群Ｂ２を該第１レンズ群Ｂ１との空気間隔が狭くなるように光軸移動を行う。そして、それに伴う像面移動を補正するように撮像媒体を光軸移動させるものである。
【００６０】
本例において、広角光学系と望遠変倍光学系の撮影切替え方法は、図１３（ａ）〜（ｄ）に示すように、反射鏡１２−１の挿入と退避を選択的に行うことで行っている。また、広角光学系によって得る画像は、該望遠光学系を広角端近傍位置にして反射鏡１２−１を退避することを前提としている。
【００６１】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、第１対物光学系として、結像面側に凸面形状を有した全方位反射部材（または頂点を結像面側に向けた円錐形状の反射部材でもよい）を配置し、その反射像を形成することにより広角な画角を得る光学装置について説明する。
【００６２】
＜光学装置の概略構成＞
図１６は、本発明の第２の実施の形態に係わる光学装置の概略構成を示す断面図であり、図１と共通の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６３】
図１６に示すように、この光学装置は、撮像素子ＩＰから、共通光学系１１及び共通反射部材１２を介して第２対物光学系１３までの構成が、図１に示した第１の実施の形態と同様である。即ち、図１と異なる点は、第１対物光学系１５Ａとして、その光入射側から順次、凸面形状を有した全方位反射部材１５Ａ−１、遮光部材１６、及びレンズ群１５Ａ−２を配置し、その反射像を形成することにより広角な画角を得るようにした点である。
【００６４】
全方位反射部材１５Ａ−１は、入射光の進行方向に凸面を向けた凸面形状の反射部材もしくは入射光の進行方向に頂点を向けた円錐形状の反射部材で構成される。
【００６５】
ここで、図１６中の遮光部材１６は、配置しなくても良いが、第１対物光学系１５Ａによる不要な写りこみを防止するものである。即ち、反射部材１５Ａ−１の凸面の頂点周りからの反射光の遮光を行い、それに対応した本来画面中央領域に形成される像に対して遮光領域を設けるものである。
【００６６】
本実施の形態における共通反射部材１２も、第１の実施の形態と同様の作用を有している。即ち、複数の対物光学系１５，１３からの入射光を選択的に偏向もしくは遮光するような作用を有している。
【００６７】
＜光学装置の具象例＞
図１７は、図１６に示した光学装置の第１の具象例を示す光路図であり、図１８は、後述する数値実施例３に示す数値が適用される第１の具象例（図１６）に係る広角光学系の構成図である。なお、本例で配置されている望遠光学系は、数値実施例２に示す数値が適用される望遠光学系と同様なものである。
【００６８】
本例の光学装置では、第１対物光学系１５Ａの最も光入射側に、凸面を結像面方向に向けた双曲面形状の反射部材１５Ａ−１ａを配置し、その結像面側に反射像を補正して共通光学系１１−３に導くための負レンズ群１５Ａ−２ａが配置された構成となっている。
【００６９】
このような反射光学系の構成とすることにより、光軸に対する３６０°周りの被写体を水平方向の画像範囲とすると、垂直方向の被写体像は光軸と直交する角度方向をまたがった被写体像を取り込める。そのため、前記した魚眼光学系においては設計が困難である被写体画界域を撮影することが容易となる。
【００７０】
図１９（ａ），（ｂ）（ｃ）は、図１６に示した光学装置の第２の具象例を示す光路図である。
【００７１】
この光学装置は、広角光学系を前記反射部材１５Ａ−１ａを有する反射光学系として、共通光学系１１−３を変倍構成にしている。また、望遠光学系（第２対物光学系１３−２を含む光学系）をより望遠側へ変倍させる変倍光学系とすることにより更なる詳細像の形成を行えるようにしたものである。
【００７２】
そして、共通反射部材１２として、ビーム・スプリットプリズム１２−２を用い、２面方向からの光線を１方向へ導光するように配置を行っている。そのために使用されるプリズムは、前記の図３〜図５で説明を行ったような、透過方向と反射方向特性を任意に選択することができるものを用いると良い。
【００７３】
図２０は、数値実施例４に示す数値が適用される図１９における広角光学系の構成図であり、図２１は、数値実施例５に示す数値が適用される第２の具象例（図１９）に係る望遠光学系の構成図である。
【００７４】
本例の変倍光学系は、光入射側より屈折力が正の第１レンズ群Ｂ１、負の第２レンズ群Ｂ２、正の第３レンズ群Ｂ３、正の第４レンズ群Ｂ４、及び負の第５レンズ群Ｂ５で構成されるものである。そして、広角から望遠への変倍に際しては、前記第２レンズ群Ｂ２を結像面側への移動を行い、第４レンズ群Ｂ４で結像面位置の補正を行うようにそれぞれ光軸移動を行っている。またフォーカスは、第４レンズＢ４を光軸移動させるのが好ましい。さらに防振機能が必要な際は第３レンズ群Ｂ３全体もしくは第３レンズ群Ｂ３中の一部のレンズ群を光軸と垂直な方向に移動させて像ブレを補正するように像面変位を与えると良い。
【００７５】
ここで、広角光学系（第１対物光学系１５Ａを含む光学系）は、前記変倍光学系の広角端で用いる仕様になっており、望遠側に変倍を行うと、第１対物光学系１５Ａに配置された遮光部材１６によって形成像が徐々に遮光されるものである。
【００７６】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態では、第２対物光学系と共通光学系を合成した光学系が２次結像光学系の作用を有している光学装置について説明する。
【００７７】
＜光学装置の概略構成＞
図２２は、本発明の第３の実施の形態に係わる光学装置の概略構成を示す断面図であり、図１と共通の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７８】
本実施の形態に係る望遠光学系は、光入射側に全体が正の屈折作用を有する第２対物光学系１３Ａと、その１次結像位置Ｒ１近傍に配置される正の屈折力を有する第２対物光学系１３Ｂとで構成される。そして、第１対物光学系１５Ｂと第２対物光学系１３Ａ，１３Ｂとのそれぞれの被写体光を共に介するような位置に共通反射部材１２が配置されている。共通反射部材１２は、広角な画角を得るための第１対物光学系１５からの被写体光とそれよりも望遠である第２対物光学系１３Ａ，１３Ｂの被写体光とに対して、選択的に一方を偏向、他方を遮光するような作用を有している。
【００７９】
＜光学装置の具象例＞
図２３は、図２２に示した光学装置の第１の具象例を示す光路図であり、図２４は、後述する数値実施例１０に示す数値が適用される第１の具象例（図２３）に係る望遠光学系の構成図である。
【００８０】
本例における望遠光学系（第２対物光学系１３Ａ−１，１３Ｂ−１を含む光学系）には、数値実施例１０に示す数値が適用される２次結像形式の光学系を配置する構成としている。また、広角光学系に前述した数値実施例１に示される魚眼光学系を用いている。そして、広角系の第１対物光学系１５−１には共通反射部材１２−１の反射特性を用い、望遠系の第２対物光学系１３Ａ−１，１３Ｂ−１には共通反射部材１２−１の透過特性を用いて、それぞれの被写体光を共通光学系１１−３へ導光するものである。
【００８１】
図２３の例では、２次結像光学系における１次結像光学系（第２対物光学系）１３Ａ−１と、フィールドレンズ群１３Ｂ−１との間に反射部材１７Ａを配置し、望遠側の第２対物光学系１３Ａ−１の被写体光を偏向させている。
【００８２】
また、光学装置を小型にするために、この第１具象例では、共通反射部材１２−１の結像面側に配置されている厚い肉厚の正レンズ１１−３ａを、９０°の偏向作用を持たせたプリズム形状とすることにより、光学系を畳んだような構成にしている。
【００８３】
さらに、前記反射部材１７Ａと第２対物光学系１３Ａ−１（１次結像光学系）を回転駆動（チルト駆動）することと光学装置全体を回転駆動（パン駆動）することを行うと、様々な方向の被写体を望遠光学系で捉えることが出来るようになる。
【００８４】
この際に、前述したチルト駆動は、前記反射部材１７Ａと光軸とが交わる点を回転中心（図２３の１７Ａ−１）として、前記第２対物光学系１３Ａ−１の撮影軸を目的被写体方向になるように回転駆動を行わせる。それに伴う結像位置の変位は、前記反射部材１７Ａを回転中心１７Ａ−１と等価な回転中心位置を基準として回転駆動を行わせることで補正する。
【００８５】
この場合、反射部材１７Ａと第２対物光学系１３Ａ−１それぞれの駆動角度は、反射部材１７Ａの反射面を平面としたとき、その反射部材１７Ａの駆動角度の変位に対して偏向角変位は２倍の関係になる。このことから、第２対物光学系１３Ａ−１の回転角をＡ、反射部材１７Ａの回転角をＢとした時に、
Ａ＝２・Ｂ
の関係にするのが望ましく、この関係を満足することにより第２対物光学系の位置変化による結像位置変位と結像性能変化を防止することが出来る。
【００８６】
なお、上記した反射部材１７Ａと第２対物光学系１３Ａ−１（１次結像光学系）の回転駆動関係は、共通反射部材１２−１と、それにより入射光が偏向される対物光学系においても同様な効果が得られるものである。
【００８７】
図２５は、図２２に示した光学装置の第２の具象例を示す光路図である。
【００８８】
この光学装置は、図２３の光学装置と同様な光学部材を用いたものであり、前述した反射部材１７Ａを省いてチルト駆動を無くす代わりに、広角光学系の撮影画界の一部を望遠光学系で観察できるように、共通反射部材１２の配置角度を偏向させている。そして、それに伴って、望遠側の第２対物光学系１３Ａ−１，１３Ｂ−１と共通光学系１１−３に、広角側の第１対物光学系１５−１に相対した傾きを与えたものである。
【００８９】
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態は、上記した第３の実施の形態と同様に、第２対物光学系と共通光学系を合成した光学系が２次結像光学系の作用をもつ光学装置の他の例である。
【００９０】
＜光学装置の概略構成＞
図２６は、本発明の第４の実施の形態に係わる光学装置の概略構成を示す断面図であり、図２２と共通の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９１】
この光学装置の特徴は、上記した第３の実施の形態と同様の作用を持ち、第１対物光学系１５Ａに、結像面側に凸面形状を有した全方位反射部材１５Ａ−１を配置し、その反射像を形成することにより広角な画角を得るように構成されている点である。
【００９２】
そして、第１対物光学系１５Ａにおける反射部材１５Ａ−１とレンズ１５Ａ−２との間には、遮光部材１６が配置されている。ここで、遮光部材１６は、図１６で説明したと同様に、第１対物光学系１５Ａによる不要な光学系の写りこみを防止するためのものである。
【００９３】
＜光学装置の具象例＞
図２７は、図２６に示した光学装置の具象例を示す光路図である。
【００９４】
望遠光学系（第２対物光学系１３Ａ−１，１３Ｂ−１を含む光学系）には、前述した図２５と同様な光学要素を用い、第１対物光学系１５Ａには、光入射側に凸面を結像面方向に向けた双曲面形状の反射部材１５Ａ−１ａを用いたものである。即ち、広角光学系には、数値実施例３と同様の光学要素を用いている。
【００９５】
［光学装置の変形例］
（１）上述した図２３、図２５及び図２７の光学装置のパン駆動は、装置全体を広角系の第１対物光学系の光軸を中心に回転させれば良いが、広角系の第１対物光学系は固定して、その他の光学系を回転させるようにしても良い。
【００９６】
（２）上記した各実施の形態における光学装置の構成は、上述した例に限らず、例えば、前記した反射と遮光の関係が逆になるように、第１対物光学系と第２対物光学系の配置を構成しても良い。
【００９７】
（３）像形成媒体は撮像素子に限ったものではなく、必要に応じては銀塩フィルムやピント板を配置してその投影像の観察や、形成像を空中像としてその像をフィールドスコープにて観察を行うようにしても良い。
【００９８】
なお、各実施の形態における各光路図は、第１対物光学系と第２対物光学系からの入射光が共に共通光学系１１を通過して結像する様子を示している。
【００９９】
［第５の実施の形態］
次に、上記第１〜第４実施の形態に係る光学装置の適用例について、図２８〜図３２を参照して説明する。
【０１００】
図２８は、上記第１〜第４実施の形態の何れに係る光学装置を搭載した撮像装置の設置例を示す概念図である。
【０１０１】
図２８において、上述した光学装置４０を搭載した撮像装置４１は、撮像装置内の撮像素子ＩＰが下向きとなるように天井面４２に設置することで、斜め下方向の被写体（人物）４３を観察できるように構成されている。
【０１０２】
また、図２８中の符号４４と符号４５は、前述したように遮光、透過、偏向特性を変化させる共通反射部材１２により２つの対物光学系から入射されるそれぞれの被写体光線を任意に選択して結像を行わせたものである。
【０１０３】
符号４４で示す画像は、光学装置４０における広角系の第１対物光学系１５と共通光学系１１の合成光学系で取り込まれた画像であり、符号４５で示す画像は、望遠系の第２対物光学系１３と共通光学系１１の合成光学系で取り込まれた画像である。また、図中のＷ１，Ｗ２は画角範囲を示し、図２９で後述する。また、図示のωは被写体方向角度を概略的に表したものであり、図３０及び図３２で後述する。
【０１０４】
図２９は、図２８中の撮像装置の機構の概略構成を示す断面図である。
【０１０５】
図２９において、撮像装置４１は、筐体内部に光学装置４０と撮像素子を備えると共に、パン駆動機構４１ａ、チルト駆動機構４１ｂ、及び保護ドーム４１ｃを備える。パン駆動機構４１ａは、図中矢印Ｙａ方向（パンニング方向）に駆動し、チルト駆動機構４１ｂは図中矢印Ｙｂ方向（チルト方向）に駆動する。
【０１０６】
また、符号Ｗ１で示す範囲は、光学装置４０の第１対物光学系１５と共通光学系１１を合成した合成光学系による画角範囲であり、符号Ｗ２で示す範囲は光学装置の第２対物光学系１３と共通光学系１１を合成した合成光学系による画角範囲である。
【０１０７】
撮像装置４１においては、光学装置４０における第２対物光学系１３中の反射部材（図示省略）もしくは第１対物光学系１５及び第２対物光学系１３がともに介する共通反射部材１２を回転駆動することで、これら反射部材を任意の偏向角度に設定する。つまり、チルト駆動を行う。これにより、被写体の距離に合わせて第２対物光学系１３による撮影軸調整を行う。さらに、少なくとも第２対物光学系１３中の光入射側に配置される光学系を含むように、光軸を回転軸として回転駆動する。つまり、パンニング駆動を行う。これにより、被写体の方向に合わせて第２対物光学系１３の撮影方向を変化させる。
【０１０８】
尚、図２９に示す構成では、撮像素子を含む光学系全体を光軸周りに回転可能とする構成としているが、これに限定されるものではない。少なくとも、第２対物光学系１３からの入射光を偏向させる共通反射部材１２による光偏向後の光軸を回転中心として回転駆動させればよい。
【０１０９】
また、図２８に示すように、撮像装置４１で歩行中の被写体（人物）４３の上半身像を撮影するためには、先ず第１対物光学系１５で取り込まれる画像から被写体方向を識別し、パンニング駆動により第２対物光学系１３の水平方向への撮影軸を合わせる。その後、被写体４３の距離に合わせてチルト駆動を行い、前述したように共通反射部材１２の透過、遮光作用を変化させることで、第２対物光学系１３により被写体４３の上半身の撮影を行う。その後、被写体を見失った際は、この動作を繰り返し行うことで、動体（歩行中の被写体４３）の追尾を精度良く行うことが可能となる。
【０１１０】
以上のような動作は、被写体追尾の目的に限ったものではなく、広範囲の観察において素早く目的被写体を検知して例えば静止画の詳細像を撮影するような用途にも用いることができる。
【０１１１】
ここで、被写体４３の方向検知及び補正移動を行う方法の例について説明する。
【０１１２】
まず、光学装置において現在設定されている光学系の撮影軸のチルト方向及びパン方向の位置検知を行う。次に、第１対物光学系１５により捉えられて形状認識部（不図示）等で判別される目的被写体が、イメージサークル（像範囲）中での同心円方向にて補正移動を行うパンニング回転角を算出する。同時に、イメージサークル中心から放射状方向への目的被写体までの距離により、チルト補正駆動量を算出する。そして、算出結果に応じてパン駆動機構及びチルト駆動機構を駆動する。
【０１１３】
図３０は、本実施の形態に係る撮像装置による被写体認識時の初期画像状態を示す概念図である。
【０１１４】
図３０において、光学装置の制御部（図３１参照）は、目的被写体６１を認識（検知）し、第２対物光学系１３で目的被写体６１の詳細画像を取り込むために必要なパン方向及びチルト方向の駆動量を算出する。尚、本実施の形態に係る光学装置を搭載した撮像装置の制御部を含む電気的構成については、図３１により後述する。
【０１１５】
今、光学装置における第２対物光学系１３のパン（水平）方向が図示の（Ｐ）方向を向いていると想定する。まず、（Ｐ）方向を基準として、そこからの第１対物光学系１５で撮影したイメージサークルの外周側領域の画像を基に、目的被写体６１の同心円方向の角度θを判別する。次に、第１対物光学系１５に入射する光線の角度ωとその光線が撮像素子ＩＰの結像面に結像する像高Ｙとの関係を、例えば、
ω＝Ａ・Ｙ＋Ｂ・Ｙ２＋Ｃ・Ｙ３＋・・・
但しＡ，Ｂ，Ｃ，・・・は、使用される光学系に固有となる係数
と表すような多項次式を、駆動アルゴリズム中に取り入れる。
【０１１６】
次に、イメージサークル中心（画面中心）から目的被写体中心までの距離（画面像高）Ｙを算出し、距離Ｙから上記したような多項次式を用いて被写体方向角度ωを算出する。これにより、第２対物光学系１３におけるチルト移動群（反射部材を含む被写体側の光学構成）の必要チルト駆動角度を得ることができる。
【０１１７】
この際、前述したパンニングとチルト駆動は必ずしも双方の駆動を行う必要は無く、例えば廊下の奥行き、手前方向のみを移動する人物を監視するような場合においてはチルト駆動のみを行えば良い。また、光学装置の周りをあまり距離を変化させずに移動を行う人物等の撮影においては、詳細画像を取り込む第２対物光学系１３は必要チルト角に固定しておいてパンニング駆動のみを行えば良いこととなる。
【０１１８】
以上が、本実施の形態に係る光学装置の適用例において、動体の追尾動作や高視野観察による目標被写体判別と高速な詳細像取りこみに関する説明である。なお、第２対物光学系１３のチルト角を第１対物光学系１５の画角範囲外を取り込むように設定することで、異方向の被写体を同時に観察することも可能である。
【０１１９】
次に、本実施の形態に係る撮像装置の電気的構成例と制御例を、図３１及び図３２を参照して説明する。
【０１２０】
図３１は、本実施の形態に係る撮像装置の電気的構成例を示すブロック図である。
【０１２１】
図３１において、この撮像装置は、上述した第１〜第４の実施の形態に係る光学装置の何れで構成される光学装置１０１を有している。さらに、撮像素子ＩＰ、信号処理部１０３、記憶部１０４、操作部１０５、制御部１０６、格納部１０７、表示部１０８、パン駆動機構１０９、チルト駆動機構１１０、及び透過・遮光切替え機構１１１を備えている。
【０１２２】
撮像素子ＩＰは、光学装置１０１により結像された被写体像を電気信号に光電変換する。信号処理部１０３は、撮像素子ＩＰから出力される電気信号に信号処理を施し、画像データとして記憶部１０４に記憶する。記憶部１０４は、画像データの記憶領域の他に、制御部１０６の作業領域やデータ一時記憶領域を有する。操作部１０５は、光学装置１０１に対する各種指示の入力に使用される。
【０１２３】
制御部１０６は、光学装置１０１を含む撮像装置全体の制御を司ると共に、信号処理部１０３の出力画像信号から被写体形状等の特徴を検出する機能を備え、パン駆動機構１０９、チルト駆動機構１１０を駆動制御する。パン駆動機構１０９は、制御部１０６の制御に基づきパンニング動作を行う。チルト駆動機構１１０は、制御部１０６の制御に基づきチルト動作を行う。透過・遮光切替え機構１１１は、制御部１０６の制御に基づき、第１対物光学系１５及び第２対物光学系１３からの入射光の透過又は遮光の規制を行う。
【０１２４】
また、制御部１０６は、格納部１０７に格納された制御プログラムに基づき図３２のフローチャートに示す処理を実行する。表示部１０８は、撮影画像を表示するものであり、撮像装置本体の設置箇所から離間した場所（撮像装置を監視用カメラとして使用する場合は監視センター等）に設置可能である。
【０１２５】
図３２は、光学装置１０１を搭載した撮像装置による被写体認識を行った後の動体追尾動作の流れを示すフローチャートである。
【０１２６】
図３２において、撮像装置の制御部１０６は、操作部１０５を介して光学装置１０１の第２対物光学系１３に設定されているパン角度（パン方向に駆動する角度）、チルト角度（チルト方向に駆動する角度）を検出し、記憶部１０４に記憶する（ステップＳ１）。
【０１２７】
次に制御部１０６は、透過・遮光切替え機構１１１を制御し、広角系の第１対物光学系１５からの被写体光が共通光学系１１へ導光されるように共通反射部材１２を動作させる（ステップＳ２）。次に制御部１０６は、光学装置１０１の第１対物光学系１５により得られる第１の画像範囲（図２８中の４４に示されるイメージサークル領域）から目的被写体を認識する（ステップＳ３）。そして、第１の画像範囲から目的被写体の同心円方向の角度θ（図３０）を判定する（ステップＳ４）。
【０１２８】
次に制御部１０６は、前記第１の画像範囲から、目的被写体の画像中心からの放射状方向の長さＹ（図３０参照）を検出し（ステップＳ５）、長さＹを基に被写体方向角度ωを算出する（ステップＳ６）。つまり、撮影方向と目的被写体方向との相対的な位置関係を検出する。
【０１２９】
次に制御部１０６は、現在設定されているパン角度及びチルト角度と、目的被写体の同心円方向の角度θと被写体方向角度ωから、必要駆動角度を算出する（ステップＳ７）。そして、必要駆動角度が予め設定された規定値以上か否かを判定する（ステップＳ８）。ここで、必要駆動角度とは、目的被写体（動体）の追尾に必要なパン方向及びチルト方向の駆動角度である。
【０１３０】
上記算出した必要駆動角度が予め設定された規定値未満の場合は、ステップＳ２へ戻る。他方、上記算出した必要駆動角度が予め設定された規定値以上の場合は、制御部１０６は、パン駆動機構１０９によるパン方向の駆動とチルト駆動機構１１０によるチルト方向の駆動を行う（ステップＳ９）。この後、制御部１０６は、前記パン方向の駆動に伴うパン角度と前記チルト方向の駆動に伴うチルト角度を記憶部１０４に記憶する（ステップＳ１０）。
【０１３１】
次に制御部１０６は、透過・遮光切替え機構１１１を制御し、望遠系の第２対物光学系１３からの被写体光が共通光学系１１へ導光されるように共通反射部材１２を動作させる。これによって、第２対物光学系１３により得られる第２の画像範囲（図２８中の４５に示されるイメージサークル領域）を拾得する。
【０１３２】
その後、信号処理部１０３からの画像信号により、目的とする被写体を捉えているか否かの解析と判断を行い（ステップＳ１２）、もし目的被写体を見失って再認識が必要と判断した場合には、ステップＳ２へ戻る。
【０１３３】
以上、本実施の形態に係る撮像装置による動体追尾動作のフローを説明したが、上記した動作ステップは、パン方向とチルト方向の２方向の駆動を共に行う必要はなく、必要に応じてどちらか一方向のみの駆動でも良いものである。
【０１３４】
従来では、例えば、任意の位置にいる被写体を認識してその詳細像の取り込みや、動体の追尾撮影に際して素早く正確に行うには複数台の撮像装置を使用するのが一般的であった。この点について、本実施の形態の撮像装置においては、１台の撮像装置で上記のような撮影が可能となり、その結果、小型で且つ低コストの光学装置を実現することが可能となる。
【０１３５】
［数値実施例］
次に、数値実施例１乃至１０における光学装置の収差図を図３３乃至図４８に示す。
【０１３６】
図３３は、数値実施例１の魚眼光学系の縦収差を示す図である。
【０１３７】
図３４は、数値実施例２の望遠光学系の縦収差を示す図である。
【０１３８】
図３５は、数値実施例３の広角反射光学系の横収差を示す図である。
【０１３９】
図３６は、数値実施例４の広角反射光学系の広角端における横収差を示す図である。
【０１４０】
図３７は、数値実施例５の望遠変倍光学系の広角端における縦収差を示す図である。
【０１４１】
図３８は、数値実施例５の望遠変倍光学系の中間における縦収差を示す図である。
【０１４２】
図３９は、数値実施例５の望遠変倍光学系の望遠端における縦収差を示す図である。
【０１４３】
図４０は、数値実施例６の魚眼光学系の広角端における縦収差を示す図である。
【０１４４】
図４１は、数値実施例７の望遠変倍光学系の広角端における縦収差を示す図である。
【０１４５】
図４２は、数値実施例７の望遠変倍光学系の中間における縦収差を示す図である。
【０１４６】
図４３は、数値実施例７の望遠変倍光学系の望遠端における縦収差を示す図である。
【０１４７】
図４４は、数値実施例８の魚眼光学系の広角端における縦収差を示す図である。
【０１４８】
図４５は、数値実施例９の望遠変倍光学系の広角端における縦収差を示す図である。
【０１４９】
図４６は、数値実施例９の望遠変倍光学系の中間における縦収差を示す図である。
【０１５０】
図４７は、数値実施例９の望遠変倍光学系の望遠端における縦収差を示す図である。
【０１５１】
図４８は、数値実施例１０の望遠２次結像光学系の縦収差を示す図である。
【０１５２】
なお、図３３乃至図４８において、ΔＳはサジタル像面であることを示し、ΔＭはメリディオナル像面であることを示す。
【０１５３】
各数値実施例において、Ｒｉは光入射側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々光入射側より順に第ｉ番目のレンズのガラスの屈折率とアッベ数である。
また非球面係数Ｋ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ、Ｅは、図４９に示す式（１）で与えるものとする。
但し、Ｘはレンズ頂点から光軸方向への変位量、Ｈは光軸からの距離、Ｒは曲率半径である。
【０１５４】
＜数値実施例１＞
ｆ＝ 1.08  Ｆｎｏ＝1.48  ＮＡ＝0.34  ２ω＝168.3° 
Ｒ 1＝   18.885   Ｄ 1＝  1.20    Ｎ 1＝ 1.83481   ν 1＝ 42.7 
Ｒ 2＝    6.573   Ｄ 2＝  3.63 
Ｒ 3＝  466.090   Ｄ 3＝  1.80    Ｎ 2＝ 1.88300   ν 2＝ 40.8 
Ｒ 4＝    4.664   Ｄ 4＝ 12.85 
Ｒ 5＝   64.434   Ｄ 5＝  8.09    Ｎ 3＝ 1.84666   ν 3＝ 23.9 
Ｒ 6＝  -15.593   Ｄ 6＝  4.55 
Ｒ 7＝   27.039   Ｄ 7＝  1.80    Ｎ 4＝ 1.77250   ν 4＝ 49.6 
Ｒ 8＝  -78.220   Ｄ 8＝  1.00 
Ｒ 9＝    絞り    Ｄ 9＝  1.50 
Ｒ10＝   -6.568   Ｄ10＝  2.20    Ｎ 5＝ 1.84666   ν 5＝ 23.9 
Ｒ11＝    6.366   Ｄ11＝  2.00    Ｎ 6＝ 1.77250   ν 6＝ 49.6 
Ｒ12＝  -14.479   Ｄ12＝  0.10 
Ｒ13＝   12.093   Ｄ13＝  1.82    Ｎ 7＝ 1.60311   ν 7＝ 60.6 
Ｒ14＝  -12.636   Ｄ14＝  0.10 
Ｒ15＝    7.498   Ｄ15＝  1.50    Ｎ 8＝ 1.83481   ν 8＝ 42.7 
Ｒ16＝   21.068   Ｄ16＝  1.50 
Ｒ17＝     ∞     Ｄ17＝  4.00    Ｎ 9＝ 1.51633   ν 9＝ 64.1
＜数値実施例２＞
ｆ＝ 2.51   Ｆｎｏ＝ 1.5  ＮＡ=0.33   ２ω＝35.4°
Ｒ 1＝   59.690   Ｄ 1＝  1.70    Ｎ 1＝ 1.77250   ν 1＝ 49.6 
Ｒ 2＝  -35.198   Ｄ 2＝  0.15 
* Ｒ 3＝ -114.351   Ｄ 3＝  1.00    Ｎ 2＝ 1.80610   ν 2＝ 40.9 
* Ｒ 4＝    4.627   Ｄ 4＝ 10.00 
Ｒ 5＝   64.434   Ｄ 5＝  8.09    Ｎ 3＝ 1.84666   ν 3＝ 23.9 
Ｒ 6＝  -15.593   Ｄ 6＝  4.46 
Ｒ 7＝   27.039   Ｄ 7＝  1.80    Ｎ 4＝ 1.77250   ν 4＝ 49.6 
Ｒ 8＝  -78.220   Ｄ 8＝  1.00 
Ｒ 9＝    絞り    Ｄ 9＝  1.50 
Ｒ10＝   -6.568   Ｄ10＝  2.20    Ｎ 5＝ 1.84666   ν 5＝ 23.9 
Ｒ11＝    6.366   Ｄ11＝  2.00    Ｎ 6＝ 1.77250   ν 6＝ 49.6 
Ｒ12＝  -14.479   Ｄ12＝  0.10 
Ｒ13＝   12.093   Ｄ13＝  1.82    Ｎ 7＝ 1.60311   ν 7＝ 60.6 
Ｒ14＝  -12.636   Ｄ14＝  0.10 
Ｒ15＝    7.498   Ｄ15＝  1.50    Ｎ 8＝ 1.83481   ν 8＝ 42.7 
Ｒ16＝   21.068   Ｄ16＝  1.50 
Ｒ17＝     ∞     Ｄ17＝  4.00    Ｎ 9＝ 1.51633   ν 9＝ 64.1 
Ｒ18＝     ∞    
・非球面係数
第3面  : Ｋ＝-3.05503e+002  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝-4.12397e-004 
Ｃ＝ 1.97036e-005  Ｄ＝-1.79480e-007  Ｅ＝ 0.00000e+000 
第4面 : Ｋ＝ 1.10373e-001  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝-7.40181e-004 
Ｃ＝-5.07705e-005  Ｄ＝ 3.38928e-006  Ｅ＝ 0.00000e+000
＜数値実施例３＞
Ｆｎｏ＝ 2.1   ＮＡ＝0.24 
* Ｒ 1＝  -12.000   Ｄ 1＝ 20.00 
Ｒ 2＝   72.840   Ｄ 2＝  1.80    Ｎ 1＝ 1.77250   ν 1＝ 49.6 
Ｒ 3＝-2228.821   Ｄ 3＝  0.12 
Ｒ 4＝   27.317   Ｄ 4＝  1.60    Ｎ 2＝ 1.77250   ν 2＝ 49.6 
Ｒ 5＝   88.452   Ｄ 5＝  0.30 
* Ｒ 6＝   96.287   Ｄ 6＝  0.80    Ｎ 3＝ 1.80518   ν 3＝ 25.4 
* Ｒ 7＝    5.285   Ｄ 7＝ 10.00 
Ｒ 8＝   64.434   Ｄ 8＝  8.09    Ｎ 4＝ 1.84666   ν 4＝ 23.9 
Ｒ 9＝  -15.593   Ｄ 9＝  4.46 
Ｒ10＝   27.039   Ｄ10＝  1.80    Ｎ 5＝ 1.77250   ν 5＝ 49.6 
Ｒ11＝  -78.220   Ｄ11＝  1.00 
Ｒ12＝    絞り    Ｄ12＝  1.50 
Ｒ13＝   -6.568   Ｄ13＝  2.20    Ｎ 6＝ 1.84666   ν 6＝ 23.9 
Ｒ14＝    6.366   Ｄ14＝  2.00    Ｎ 7＝ 1.77250   ν 7＝ 49.6 
Ｒ15＝  -14.479   Ｄ15＝  0.10 
Ｒ16＝   12.093   Ｄ16＝  1.82    Ｎ 8＝ 1.60311   ν 8＝ 60.6 
Ｒ17＝  -12.636   Ｄ17＝  0.10 
Ｒ18＝    7.498   Ｄ18＝  1.50    Ｎ 9＝ 1.83481   ν 9＝ 42.7 
Ｒ19＝   21.068   Ｄ19＝  1.50 
Ｒ20＝     ∞     Ｄ20＝  4.00    Ｎ10＝ 1.51633   ν10＝ 64.1 
Ｒ21＝     ∞    
・非球面係数 
第1面 : Ｋ＝-2.00000e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 0.00000e+000 
Ｃ＝ 0.00000e+000  Ｄ＝ 0.00000e+000  Ｅ＝ 0.00000e+000 
第6面 : Ｋ＝-3.05503e+002  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝-1.12677e-003 
Ｃ＝-3.27765e-005  Ｄ＝-2.22188e-006  Ｅ＝ 0.00000e+000 
第7面 : Ｋ＝ 1.15723e-001  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝-1.16248e-003 
Ｃ＝-1.50088e-004  Ｄ＝-3.68542e-006  Ｅ＝ 0.00000e+000 
＜数値実施例４＞
Ｆｎｏ＝ 2.5  ＮＡ＝ 0.19 
* Ｒ 1＝  -12.000   Ｄ 1＝ 19.77 
Ｒ 2＝   21.137   Ｄ 2＝  3.60    Ｎ 1＝ 1.77250   ν 1＝ 49.6 
Ｒ 3＝  787.493   Ｄ 3＝  0.80 
* Ｒ 4＝ -132.870   Ｄ 4＝  1.00    Ｎ 2＝ 1.84666   ν 2＝ 23.9 
* Ｒ 5＝   17.021   Ｄ 5＝  6.11 
Ｒ 6＝     ∞     Ｄ 6＝ 13.50    Ｎ 3＝ 1.83400   ν 3＝ 37.2 
Ｒ 7＝     ∞     Ｄ 7＝  0.15 
* Ｒ 8＝   17.745   Ｄ 8＝  3.20    Ｎ 4＝ 1.58913   ν 4＝ 61.2 
* Ｒ 9＝  -21.515   Ｄ 9＝  0.00 
Ｒ10＝ -189.656   Ｄ10＝  0.60    Ｎ 5＝ 1.72916   ν 5＝ 54.7 
Ｒ11＝    9.663   Ｄ11＝  1.28 
Ｒ12＝  -10.856   Ｄ12＝  0.50    Ｎ 6＝ 1.60311   ν 6＝ 60.6 
Ｒ13＝   13.442   Ｄ13＝  1.50    Ｎ 7＝ 1.84666   ν 7＝ 23.9 
Ｒ14＝  108.847   Ｄ14＝  0.00 
Ｒ15＝    絞り    Ｄ15＝  0.60 
* Ｒ16＝   13.949   Ｄ16＝  2.00    Ｎ 8＝ 1.69350   ν 8＝ 53.2 
* Ｒ17＝  -55.208   Ｄ17＝  0.00 
Ｒ18＝  -92.686   Ｄ18＝  0.60    Ｎ 9＝ 1.64769   ν 9＝ 33.8 
Ｒ19＝    9.042   Ｄ19＝  1.60    Ｎ10＝ 1.80518   ν10＝ 25.4 
Ｒ20＝   22.476   Ｄ20＝  0.00 
Ｒ21＝   13.130   Ｄ21＝  0.60    Ｎ11＝ 1.84666   ν11＝ 23.9 
Ｒ22＝    7.714   Ｄ22＝  3.50    Ｎ12＝ 1.48749   ν12＝ 70.2 
Ｒ23＝  -15.054   Ｄ23＝  0.15 
* Ｒ24＝   11.585   Ｄ24＝  1.80    Ｎ13＝ 1.52280   ν13＝ 62.3 
Ｒ25＝   16.756   Ｄ25＝  0.00 
Ｒ26＝   23.806   Ｄ26＝  1.25    Ｎ14＝ 1.88300   ν14＝ 40.8 
Ｒ27＝    6.466   Ｄ27＝  3.77    Ｎ15＝ 1.48749   ν15＝ 70.2 
Ｒ28＝  258.606   Ｄ28＝  0.00 
Ｒ29＝     ∞     Ｄ29＝  2.00    Ｎ16＝ 1.51633   ν16＝ 64.1 
Ｒ30＝     ∞    
・非球面係数 
第1面 : Ｋ＝-2.20000e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 0.00000e+000 
Ｃ＝ 0.00000e+000  Ｄ＝ 0.00000e+000  Ｅ＝ 0.00000e+000 
第4面 : Ｋ＝ 7.30117e-004  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝-1.63313e-004 
Ｃ＝ 1.09260e-006  Ｄ＝ 0.00000e+000  Ｅ＝ 0.00000e+000 
第5面 : Ｋ＝-3.12547e-002  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝-2.45102e-004 
Ｃ＝ 2.00934e-006  Ｄ＝ 0.00000e+000  Ｅ＝ 0.00000e+000 
第8面 : Ｋ＝ 2.89732e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝-9.11558e-005 
Ｃ＝ 2.46766e-006  Ｄ＝-8.04498e-008  Ｅ＝ 1.50874e-009 
第9面 : Ｋ＝ 2.27135e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 4.75217e-005 
Ｃ＝ 3.52674e-006  Ｄ＝-9.84940e-008  Ｅ＝ 2.04550e-009 
第16面 : Ｋ＝ 2.61714e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 5.08672e-005 
Ｃ＝-2.05979e-005  Ｄ＝ 3.83826e-006  Ｅ＝-1.84585e-007 
第17面 : Ｋ＝-1.25046e+002  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 2.53545e-004 
Ｃ＝-2.29193e-005  Ｄ＝ 4.38482e-006  Ｅ＝-1.97983e-007
＜数値実施例５＞
ｆ＝ 6.35 〜 29.98  Ｆｎｏ＝ 3.55 〜 4.47  ＮＡ＝0.14〜0.11
２ω＝31.6°〜  6.9° 
Ｒ 1＝   27.233   Ｄ 1＝  1.00    Ｎ 1＝ 1.84666   ν 1＝ 23.9 
Ｒ 2＝   12.108   Ｄ 2＝  3.37 
Ｒ 3＝     ∞     Ｄ 3＝ 13.50    Ｎ 2＝ 1.83400   ν 2＝ 37.2 
Ｒ 4＝     ∞     Ｄ 4＝  0.15 
* Ｒ 5＝   17.745   Ｄ 5＝  3.20    Ｎ 3＝ 1.58913   ν 3＝ 61.2 
* Ｒ 6＝  -21.515   Ｄ 6＝  可変 
Ｒ 7＝ -189.656   Ｄ 7＝  0.60    Ｎ 4＝ 1.72916   ν 4＝ 54.7 
Ｒ 8＝    9.663   Ｄ 8＝  1.28 
Ｒ 9＝  -10.856   Ｄ 9＝  0.50    Ｎ 5＝ 1.60311   ν 5＝ 60.6 
Ｒ10＝   13.442   Ｄ10＝  1.50    Ｎ 6＝ 1.84666   ν 6＝ 23.9 
Ｒ11＝  108.847   Ｄ11＝  可変 
Ｒ12＝    絞り    Ｄ12＝  0.60 
* Ｒ13＝   13.949   Ｄ13＝  2.00    Ｎ 7＝ 1.69350   ν 7＝ 53.2 
* Ｒ14＝  -55.208   Ｄ14＝  可変 
Ｒ15＝  -92.686   Ｄ15＝  0.60    Ｎ 8＝ 1.64769   ν8＝ 33.8 
Ｒ16＝    9.042   Ｄ16＝  1.60    Ｎ 9＝ 1.80518   ν 9＝ 25.4 
Ｒ17＝   22.476   Ｄ17＝  可変 
Ｒ18＝   13.130   Ｄ18＝  0.60    Ｎ10＝ 1.84666   ν10＝ 23.9 
Ｒ19＝    7.714   Ｄ19＝  3.50    Ｎ11＝ 1.48749   ν11＝ 70.2 
Ｒ20＝  -15.054   Ｄ20＝  0.15 
* Ｒ21＝   11.585   Ｄ21＝  1.80    Ｎ12＝ 1.52280   ν12＝ 62.3 
Ｒ22＝   16.756   Ｄ22＝  可変 
Ｒ23＝   23.806   Ｄ23＝  1.25    Ｎ13＝ 1.88300   ν13＝ 40.8 
Ｒ24＝    6.466   Ｄ24＝  3.77    Ｎ14＝ 1.48749   ν14＝ 70.2 
Ｒ25＝  258.606   Ｄ25＝  可変 
Ｒ26＝     ∞     Ｄ26＝  2.00    Ｎ15＝ 1.51633   ν15＝ 64.1 
Ｒ27＝     ∞    
＼焦点距離    6.35      12.39      29.98
可変間隔＼ 
D 6         0.50       7.04      13.59 
D11        13.69       7.14       0.60 
D14         0.45       0.45       0.45 
D17         6.76       4.23       1.62 
D22         0.75       3.28       5.89 
D25         6.00       6.00       6.00 
・非球面係数 
第5面 : Ｋ＝ 2.89732e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝-9.11558e-005 
Ｃ＝ 2.46766e-006  Ｄ＝-8.04498e-008  Ｅ＝ 1.50874e-009 
第6面 : Ｋ＝ 2.27135e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 4.75217e-005 
Ｃ＝ 3.52674e-006  Ｄ＝-9.84940e-008  Ｅ＝ 2.04550e-009 
第13面 : Ｋ＝ 2.61714e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 5.08672e-005 
Ｃ＝-2.05979e-005  Ｄ＝ 3.83826e-006  Ｅ＝-1.84585e-007 
第14面 : Ｋ＝-1.25046e+002  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 2.53545e-004 
Ｃ＝-2.29193e-005  Ｄ＝ 4.38482e-006  Ｅ＝-1.97983e-007 
第21面 : Ｋ＝ 2.54164e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝-1.85457e-004 
Ｃ＝-7.88873e-006  Ｄ＝ 3.08221e-007  Ｅ＝-9.96643e-009 
＜数値実施例６＞
ｆ＝ 2.19  Ｆｎｏ＝ 3.26  ＮＡ＝0.15   ２ω＝171.0°
Ｒ 1＝   36.775   Ｄ 1＝  2.50    Ｎ 1＝ 1.77250   ν 1＝ 49.6 
Ｒ 2＝   18.294   Ｄ 2＝ 16.74 
Ｒ 3＝  -97.434   Ｄ 3＝  2.00    Ｎ 2＝ 1.80610   ν 2＝ 40.9 
Ｒ 4＝   20.684   Ｄ 4＝  2.98 
Ｒ 5＝   43.550   Ｄ 5＝  3.00    Ｎ 3＝ 1.69680   ν 3＝ 55.5 
Ｒ 6＝   81.881   Ｄ 6＝ 12.22 
Ｒ 7＝  -28.470   Ｄ 7＝  3.00    Ｎ 4＝ 1.84666   ν 4＝ 23.9 
Ｒ 8＝  -25.016   Ｄ 8＝ 21.15 
* Ｒ 9＝   21.335   Ｄ 9＝  2.50    Ｎ 5＝ 1.61800   ν 5＝ 63.3 
* Ｒ10＝  -49.105   Ｄ10＝  可変 
Ｒ11＝   77.468   Ｄ11＝  0.60    Ｎ 6＝ 1.72916   ν 6＝ 54.7 
Ｒ12＝    9.706   Ｄ12＝  1.24 
Ｒ13＝  -11.629   Ｄ13＝  0.50    Ｎ 7＝ 1.60311   ν 7＝ 60.6 
Ｒ14＝   15.020   Ｄ14＝  1.50    Ｎ 8＝ 1.84666   ν 8＝ 23.9 
Ｒ15＝   53.093   Ｄ15＝  可変 
Ｒ16＝    絞り    Ｄ16＝  0.60 
* Ｒ17＝   13.385   Ｄ17＝  2.00    Ｎ 9＝ 1.69350   ν 9＝ 53.2 
* Ｒ18＝  -56.781   Ｄ18＝  0.45
Ｒ19＝-1410.339   Ｄ19＝  0.60    Ｎ10＝ 1.64769   ν10＝ 33.8 
Ｒ20＝    8.666   Ｄ20＝  1.60    Ｎ11＝ 1.80518   ν11＝ 25.4 
Ｒ21＝   18.656   Ｄ21＝  可変 
Ｒ22＝   13.719   Ｄ22＝  0.60    Ｎ12＝ 1.84666   ν12＝ 23.9 
Ｒ23＝    7.523   Ｄ23＝  3.50    Ｎ13＝ 1.48749   ν13＝ 70.2 
Ｒ24＝  -19.369   Ｄ24＝  0.15 
* Ｒ25＝   11.357   Ｄ25＝  1.80    Ｎ14＝ 1.52280   ν14＝ 62.3 
Ｒ26＝   19.903   Ｄ26＝  可変 
Ｒ27＝   16.278   Ｄ27＝  1.42    Ｎ15＝ 1.88300   ν15＝ 40.8 
Ｒ28＝    6.564   Ｄ28＝  3.52    Ｎ16＝ 1.48749   ν16＝ 70.2 
Ｒ29＝   37.624   Ｄ29＝  6.00 
Ｒ30＝     ∞     Ｄ30＝  3.00    Ｎ17＝ 1.51633   ν17＝ 64.1 
Ｒ31＝     ∞    
＼焦点距離    2.19       3.94      10.54
可変間隔＼ 
D10         0.50       7.04      13.59 
D15        13.70       7.15       0.61 
D21        10.30       6.99       0.61 
D26         0.78       4.10      10.48 
・非球面係数 
第9面 : Ｋ＝ 2.92618e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝-5.16439e-005 
Ｃ＝ 1.92101e-006  Ｄ＝-1.05228e-007  Ｅ＝ 9.50325e-010 
第10面 : Ｋ＝ 2.21227e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 1.06599e-006 
Ｃ＝ 2.05150e-006  Ｄ＝-1.17857e-007  Ｅ＝ 1.32070e-009 
第17面 : Ｋ＝ 1.10143e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 1.00738e-004 
Ｃ＝-1.39131e-005  Ｄ＝ 4.21520e-006  Ｅ＝-1.57702e-007 
第18面 : Ｋ＝-1.24713e+002  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 2.21519e-004 
Ｃ＝-1.31403e-005  Ｄ＝ 4.80345e-006  Ｅ＝-1.82939e-007 
第25面 : Ｋ＝ 2.15826e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝-1.22398e-004 
Ｃ＝-6.06877e-006  Ｄ＝ 4.07232e-007  Ｅ＝-1.46126e-00
＜数値実施例７＞ 
ｆ＝ 6.35 〜 29.71  Ｆｎｏ＝3.30 〜 5.15 ＮＡ＝ 0.15〜0.10
２ω＝31.6°〜  6.9° 
Ｒ 1＝   25.467   Ｄ 1＝  1.00    Ｎ 1＝ 1.80809   ν 1＝ 22.8 
Ｒ 2＝   15.992   Ｄ 2＝ 21.15 
* Ｒ 3＝   21.335   Ｄ 3＝  2.50    Ｎ 2＝ 1.61800   ν 2＝ 63.3 
* Ｒ 4＝  -49.105   Ｄ 4＝  可変 
Ｒ 5＝   77.468   Ｄ 5＝  0.60    Ｎ 3＝ 1.72916   ν 3＝ 54.7 
Ｒ 6＝    9.706   Ｄ 6＝  1.24 
Ｒ 7＝  -11.629   Ｄ 7＝  0.50    Ｎ 4＝ 1.60311   ν 4＝ 60.6 
Ｒ 8＝   15.020   Ｄ 8＝  1.50    Ｎ 5＝ 1.84666   ν 5＝ 23.9 
Ｒ 9＝   53.093   Ｄ 9＝  可変 
Ｒ10＝    絞り    Ｄ10＝  0.60 
* Ｒ11＝   13.385   Ｄ11＝  2.00    Ｎ 6＝ 1.69350   ν 6＝ 53.2 
* Ｒ12＝  -56.781   Ｄ12＝  0.45
Ｒ13＝-1410.339   Ｄ13＝  0.60    Ｎ 7＝ 1.64769   ν 7＝ 33.8 
Ｒ14＝    8.666   Ｄ14＝  1.60    Ｎ 8＝ 1.80518   ν 8＝ 25.4 
Ｒ15＝   18.656   Ｄ15＝  可変 
Ｒ16＝   13.719   Ｄ16＝  0.60    Ｎ 9＝ 1.84666   ν 9＝ 23.9 
Ｒ17＝    7.523   Ｄ17＝  3.50    Ｎ10＝ 1.48749   ν10＝ 70.2 
Ｒ18＝  -19.369   Ｄ18＝  0.15 
* Ｒ19＝   11.357   Ｄ19＝  1.80    Ｎ11＝ 1.52280   ν11＝ 62.3 
Ｒ20＝   19.903   Ｄ20＝  可変 
Ｒ21＝   16.278   Ｄ21＝  1.42    Ｎ12＝ 1.88300   ν12＝ 40.8 
Ｒ22＝    6.564   Ｄ22＝  3.52    Ｎ13＝ 1.48749   ν13＝ 70.2 
Ｒ23＝   37.624   Ｄ23＝  6.00
Ｒ24＝     ∞     Ｄ24＝  3.00    Ｎ14＝ 1.51633   ν14＝ 64.1 
Ｒ25＝     ∞    
＼焦点距離    6.35      11.46      29.71
可変間隔＼ 
D 4         0.50       7.04      13.59 
D 9        13.70       7.15       0.61 
D15        10.30       7.04       0.61 
D20         0.78       4.05      10.48 
・非球面係数 
第3面 : Ｋ＝ 2.92618e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝-5.16439e-005 
Ｃ＝ 1.92101e-006  Ｄ＝-1.05228e-007  Ｅ＝ 9.50325e-010 
第4面 : Ｋ＝ 2.21227e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 1.06599e-006 
Ｃ＝ 2.05150e-006  Ｄ＝-1.17857e-007  Ｅ＝ 1.32070e-009 
第11面 : Ｋ＝ 1.10143e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 1.00738e-004 
Ｃ＝-1.39131e-005  Ｄ＝ 4.21520e-006  Ｅ＝-1.57702e-007 
第12面 : Ｋ＝-1.24713e+002  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 2.21519e-004 
Ｃ＝-1.31403e-005  Ｄ＝ 4.80345e-006  Ｅ＝-1.82939e-007 
第19面 : Ｋ＝ 2.15826e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝-1.22398e-004 
Ｃ＝-6.06877e-006  Ｄ＝ 4.07232e-007  Ｅ＝-1.46126e-008
＜数値実施例８＞
ｆ＝ 1.99   Ｆｎｏ＝ 4.0  ＮＡ＝0.13   ２ω＝ 170.0° 
Ｒ 1＝   35.000   Ｄ 1＝  1.50    Ｎ 1＝ 1.77250   ν 1＝ 49.6 
Ｒ 2＝    4.995   Ｄ 2＝  5.20 
Ｒ 3＝  -13.672   Ｄ 3＝  1.20    Ｎ 2＝ 1.88300   ν 2＝ 40.8 
Ｒ 4＝   62.615   Ｄ 4＝  3.07 
Ｒ 5＝   16.055   Ｄ 5＝  2.20    Ｎ 3＝ 1.74400   ν 3＝ 44.8 
Ｒ 6＝  310.414   Ｄ 6＝  2.00 
Ｒ 7＝   19.406   Ｄ 7＝  2.20    Ｎ 4＝ 1.69680   ν 4＝ 55.5 
Ｒ 8＝   47.737   Ｄ 8＝ 14.08 
* Ｒ 9＝  -10.328   Ｄ 9＝  1.40    Ｎ 5＝ 1.84666   ν 5＝ 23.9 
Ｒ10＝   -8.641   Ｄ10＝  0.70    Ｎ 6＝ 1.48749   ν 6＝ 70.2 
Ｒ11＝   42.143   Ｄ11＝  8.03 
Ｒ12＝    絞り    Ｄ12＝  0.30 
* Ｒ13＝    4.336   Ｄ13＝  2.20    Ｎ 7＝ 1.74320   ν 7＝ 49.3 
* Ｒ14＝  -13.726   Ｄ14＝  0.30 
Ｒ15＝   -8.403   Ｄ15＝  0.60    Ｎ 8＝ 1.69895   ν 8＝ 30.1 
Ｒ16＝    4.277   Ｄ16＝  0.24 
Ｒ17＝    7.720   Ｄ17＝  1.70    Ｎ 9＝ 1.60311   ν 9＝ 60.6 
Ｒ18＝  -16.517   Ｄ18＝  5.00 
Ｒ19＝     ∞     Ｄ19＝  1.25    Ｎ10＝ 1.51633   ν10＝ 64.1 
Ｒ20＝     ∞    
・非球面係数 
第9面 : Ｋ＝-6.36822e-001  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝-7.06419e-005 
Ｃ＝-6.56359e-006  Ｄ＝ 1.58657e-007  Ｅ＝ 5.20652e-010 
第13面 : Ｋ＝-1.12637e-001  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 3.20201e-004 
Ｃ＝ 4.61140e-004  Ｄ＝-1.25420e-004  Ｅ＝ 1.74047e-005 
第14面 : Ｋ＝ 1.18881e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 2.34714e-003 
Ｃ＝ 2.10460e-004  Ｄ＝-4.03980e-005  Ｅ＝ 1.65917e-005 
＜数値実施例９＞
ｆ＝ 6.54 〜 11.78  Ｆｎｏ＝3.54 〜4.78  ＮＡ＝0.14 〜 0.10
２ω＝57.0°〜 33.5° 
Ｒ 1＝ -152.692   Ｄ 1＝  1.00    Ｎ 1＝ 1.69680   ν 1＝ 55.5 
Ｒ 2＝   46.600   Ｄ 2＝ 14.08 
* Ｒ 3＝  -10.328   Ｄ 3＝  1.40    Ｎ 2＝ 1.84666   ν 2＝ 23.9 
Ｒ 4＝   -8.641   Ｄ 4＝  0.70    Ｎ 3＝ 1.48749   ν 3＝ 70.2 
Ｒ 5＝   42.143   Ｄ 5＝  可変 
Ｒ 6＝    絞り    Ｄ 6＝  0.30 
* Ｒ 7＝    4.336   Ｄ 7＝  2.20    Ｎ 4＝ 1.74320   ν 4＝ 49.3 
* Ｒ 8＝  -13.726   Ｄ 8＝  0.30 
Ｒ 9＝   -8.245   Ｄ 9＝  0.60    Ｎ 5＝ 1.69895   ν 5＝ 30.1 
Ｒ10＝    4.277   Ｄ10＝  0.24 
Ｒ11＝    7.720   Ｄ11＝  1.70    Ｎ 6＝ 1.60311   ν 6＝ 60.6 
Ｒ12＝  -16.517   Ｄ12＝  可変 
Ｒ13＝     ∞     Ｄ13＝  1.25    Ｎ 7＝ 1.51633   ν 7＝ 64.1 
Ｒ14＝     ∞    
＼焦点距離    6.54       9.81      11.78
可変間隔＼ 
D 5         8.03       2.74       0.98 
D12         5.00       7.37       8.79 
・非球面係数 
第3面 : Ｋ＝-6.36822e-001  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝-7.06419e-005 
Ｃ＝-6.56359e-006  Ｄ＝ 1.58657e-007  Ｅ＝ 5.20652e-010 
第7面 : Ｋ＝-1.12637e-001  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 3.20201e-004 
Ｃ＝ 4.61140e-004  Ｄ＝-1.25420e-004  Ｅ＝ 1.74047e-005 
第8面 : Ｋ＝ 1.18881e+000  Ａ＝ 0.00000e+000  Ｂ＝ 2.34714e-003 
Ｃ＝ 2.10460e-004  Ｄ＝-4.03980e-005  Ｅ＝ 1.65917e-005
＜数値実施例１０＞
ｆ＝-2.55   Ｆｎｏ＝ 2.50  ＮＡ＝0.20   ２ω＝34.8° 
Ｒ 1＝   -5.590   Ｄ 1＝  1.10    Ｎ 1＝ 1.88300   ν 1＝ 40.8 
Ｒ 2＝  -12.089   Ｄ 2＝  0.12 
Ｒ 3＝    3.848   Ｄ3＝  1.80    Ｎ 2＝ 1.48749   ν 2＝ 70.2 
Ｒ 4＝   17.036   Ｄ 4＝  1.00 
Ｒ 5＝   副絞り   Ｄ 5＝  1.00 
Ｒ 6＝   13.806   Ｄ 6＝  2.00    Ｎ 3＝ 1.84666   ν 3＝ 23.9 
Ｒ 7＝    3.849   Ｄ 7＝  1.36 
Ｒ 8＝   21.513   Ｄ 8＝  1.70    Ｎ 4＝ 1.71300   ν 4＝ 53.9 
Ｒ 9＝   -4.104   Ｄ 9＝  8.75 
Ｒ10＝   54.980   Ｄ10＝  1.40    Ｎ 5＝ 1.48749   ν 5＝ 70.2 
Ｒ11＝  -13.136   Ｄ11＝  0.12 
Ｒ12＝    3.641   Ｄ12＝  2.80    Ｎ 6＝ 1.48749   ν 6＝ 70.2 
Ｒ13＝  -17.920   Ｄ13＝  0.36 
Ｒ14＝   -5.925   Ｄ14＝  0.80    Ｎ 7＝ 1.88300   ν 7＝ 40.8 
Ｒ15＝  -90.733   Ｄ15＝ 13.86 
Ｒ16＝   64.434   Ｄ16＝  8.09    Ｎ 8＝ 1.84666   ν 8＝ 23.9 
Ｒ17＝  -15.593   Ｄ17＝  4.55 
Ｒ18＝   27.039   Ｄ18＝  1.80    Ｎ 9＝ 1.77250   ν 9＝ 49.6 
Ｒ19＝  -78.220   Ｄ19＝  1.00 
Ｒ20＝    絞り    Ｄ20＝  1.50 
Ｒ21＝   -6.568   Ｄ21＝  2.20    Ｎ10＝ 1.84666   ν10＝ 23.9 
Ｒ22＝    6.366   Ｄ22＝  2.00    Ｎ11＝ 1.77250   ν11＝ 49.6 
Ｒ23＝  -14.479   Ｄ23＝  0.10 
Ｒ24＝   12.093   Ｄ24＝  1.82    Ｎ12＝ 1.60311   ν12＝ 60.6 
Ｒ25＝  -12.636   Ｄ25＝  0.10 
Ｒ26＝    7.498   Ｄ26＝  1.50    Ｎ13＝ 1.83481   ν13＝ 42.7 
Ｒ27＝   21.068   Ｄ27＝  1.50 
Ｒ28＝     ∞     Ｄ28＝  4.00    Ｎ14＝ 1.51633   ν14＝ 64.1 
Ｒ29＝     ∞    
なお、本発明の目的は、以下の処理を実行することによっても達成される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。
【０１５５】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１５６】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【０１５７】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１５８】
さらに、前述した実施形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】第１の実施の形態に係わる光学装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】回転駆動機構を備えた反射鏡を用いた共通反射部材の例を示す断面模式図である。
【図３】プリズムを用いた共通反射部材の例を示す断面模式図である。
【図４】プリズムを用いた共通反射部材の例を示す断面模式図である。
【図５】プリズムを用いた共通反射部材の例を示す断面模式図である。
【図６】図１に示した光学装置の第１の具象例を示す光路図である。
【図７】第２対物光学系及び共通反射部材の回転駆動機構を示す概略断面図である。
【図８】数値実施例１に示す数値が適用される第１の具象例に係る広角光学系の構成図である。
【図９】数値実施例２に示す数値が適用される第１の具象例に係る望遠光学系の構成図である。
【図１０】図１に示した光学装置の第２の具象例を示す光路図である。
【図１１】数値実施例６に示す数値が適用される第２の具象例（図１０）に係る広角光学系の構成図である。
【図１２】数値実施例７に示す数値が適用される第２の具象例（図１０）に係る望遠光学系の構成図である。
【図１３】図１に示した光学装置の第３の具象例を示す光路図である。
【図１４】数値実施例８に示す数値が適用される図１３に係る広角光学系の構成図である。
【図１５】数値実施例９に示す数値が適用される図１３における望遠光学系の構成図である。
【図１６】第２の実施の形態に係わる光学装置の概略構成を示す断面図である。
【図１７】図１６に示した光学装置の第１の具象例を示す光路図である。
【図１８】数値実施例３に示す数値が適用される第１の具象例（図１６）に係る広角光学系の構成図である。
【図１９】図１６に示した光学装置の第２の具象例を示す光路図である。
【図２０】数値実施例４に示す数値が適用される図１９における広角光学系の構成図である。
【図２１】数値実施例５に示す数値が適用される第２の具象例（図１９）に係る望遠光学系の構成図である。
【図２２】第３の実施の形態に係わる光学装置の概略構成を示す断面図である。
【図２３】図２２に示した光学装置の第１の具象例を示す光路図である。
【図２４】数値実施例１０に示す数値が適用される第１の具象例（図２３）に係る望遠光学系の構成図である。
【図２５】図２２に示した光学装置の第２の具象例を示す光路図である。
【図２６】第４の実施の形態に係わる光学装置の概略構成を示す断面図である。
【図２７】図２６に示した光学装置の具象例を示す光路図である。
【図２８】第１〜第４実施の形態の何れに係る光学装置を搭載した撮像装置の設置例を示す概念図である。
【図２９】図２８中の撮像装置の機構の概略構成を示す断面図である。
【図３０】撮像装置による被写体認識時の初期画像状態を示す概念図である。
【図３１】撮像装置の電気的構成例を示すブロック図である。
【図３２】撮像装置による被写体認識を行った後の動体追尾動作の流れを示すフローチャートである。
【図３３】数値実施例１の魚眼光学系の縦収差を示す図である。
【図３４】数値実施例２の望遠光学系の縦収差を示す図である。
【図３５】数値実施例３の広角反射光学系の横収差を示す図である。
【図３６】数値実施例４の広角反射光学系の広角端における横収差を示す図である。
【図３７】数値実施例５の望遠変倍光学系の広角端における縦収差を示す図である。
【図３８】数値実施例５の望遠変倍光学系の中間における縦収差を示す図である。
【図３９】数値実施例５の望遠変倍光学系の望遠端における縦収差を示す図である。
【図４０】数値実施例６の魚眼光学系の広角端における縦収差を示す図である。
【図４１】数値実施例７の望遠変倍光学系の広角端における縦収差を示す図である。
【図４２】数値実施例７の望遠変倍光学系の中間における縦収差を示す図である。
【図４３】数値実施例７の望遠変倍光学系の望遠端における縦収差を示す図である。
【図４４】数値実施例８の魚眼光学系の広角端における縦収差を示す図である。
【図４５】数値実施例９の望遠変倍光学系の広角端における縦収差を示す図である。
【図４６】数値実施例９の望遠変倍光学系の中間における縦収差を示す図である。
【図４７】数値実施例９の望遠変倍光学系の望遠端における縦収差を示す図である。
【図４８】数値実施例１０の望遠２次結像光学系の縦収差を示す図である。
【図４９】レンズ頂点から光軸方向への変位量を算出する数式を示す図である。
【符号の説明】
【０１６０】
ＩＰ  撮像素子
１１  共通光学系
１２  共通反射部材
１２−１  反射部材
１２−２  プリズム
１２−３  遮光板
１２−４  濃度可変部材
１２−５  直線偏光板
１３  第２対物光学系
１５  第１対物光学系
１６  遮光部材
１５Ａ  第１対物光学系
１５Ａ−１  反射部材
１３Ａ  第２対物光学系
１３Ｂ  第２対物光学系
【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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【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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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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