(57)【要約】【課題】  簡単な構成で物体の全周を観察又は撮像することが可能であり、反射面で発生する収差を補正することが可能な光学系を提供する。【解決手段】  中心軸２に対して回転対称な断面円環状の反射光学素子３と、反射光学素子３と同軸に配置され、中心軸２に対して回転対称な広角結像光学系４と、から構成される光学系１において、反射光学素子３の内側に配置された物体Ｍの全周の映像は、反射光学素子３で反射され、広角結像光学系４に入り、広角結像光学系４を経て収差を補正され、全体として平面からなる像面５に輪帯状に結像される。【選択図】図３
2009276385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸に対して回転対称な断面が円環状の反射光学素子と、
前記反射光学素子と同軸に配置され、中心軸に対して回転対称な広角結像光学系と、
から構成される光学系において、
前記反射光学素子の内側に配置された物体の全周の映像は、
前記反射光学素子で反射され、
前記広角結像光学系に入り、前記広角結像光学系を経て収差を補正され、全体として平面からなる像面に輪帯状に結像される
ことを特徴とする光学系。
【請求項２】
前記広角結像光学系は、少なくとも２つの反射面を有することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
前記広角結像光学系は、前記広角結像光学系内で１回結像することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学系。
【請求項４】
前記広角結像光学系の少なくとも１面は、中心軸上で不連続な回転対称な面で構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の光学系。
【請求項５】
前記反射光学素子は、外側面を反射コーティングしたパイプ状の中空透明媒質からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の光学系。
【請求項６】
前記反射光学素子内に前記物体を保持する保持手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の光学系。
【請求項７】
前記反射光学素子は円錐状の面の一部からなることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の光学系。
【請求項８】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の光学系。
Ｄｏ＜Ｄｒ＜１０×Ｄｏ                          ・・・（１）
ただし、Ｄｏは、物体の外径の直径、
Ｄｒは、反射光学素子の直径、
である。
【請求項９】
以下の条件式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１つに記載の光学系。
２×Ｄｏ＜Ｄｒ＜５×Ｄｏ                        ・・・（２）
ただし、Ｄｏは、物体の外径の直径、
Ｄｒは、反射光学素子の直径、
である。
【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、物体の全周を１つの平面画像として撮像する機能を有する光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、多方向から見た画面を一画像として取得する事ができ、被写体とそれを写す画像取込装置との位置関係を比較的容易に特定することができる光学系があった。
【特許文献１】特開２０００−４３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載された光学系は、反射面で発生する収差を考慮していなかった。
【０００４】
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、簡単な構成で物体の全周を観察又は撮像することが可能であり、反射面で発生する収差を補正することが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】
【０００５】
上記目的を達成する本発明の光学系は、中心軸に対して回転対称な断面が円環状の反射光学素子と、反射光学素子と同軸に配置され、中心軸に対して回転対称な広角結像光学系と、から構成される光学系において、前記反射光学素子の内側に配置された物体の全周の映像は、前記反射光学素子で反射され、前記広角結像光学系に入り、前記広角結像光学系を経て収差を補正され、全体として平面からなる像面に輪帯状に結像されることを特徴とする。
【０００６】
また、前記広角結像光学系は、前記広角結像光学系内で１回結像することを特徴とする。
【０００７】
また、前記広角結像光学系の少なくとも１面は、中心軸上で不連且つ回転対称な面で構成されることを特徴とする。
【０００８】
また、前記反射光学素子は、外側面を反射コーティングしたパイプ状の中空透明媒質からなることを特徴とする。
【０００９】
また、前記反射光学素子内に前記物体を保持する保持手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、前記反射光学素子は円錐状の面の一部からなることを特徴とする。
【００１１】
また、以下の条件式を満足することを特徴とする。
Ｄｏ＜Ｄｒ＜１０×Ｄｏ                          ・・・（１）
ただし、Ｄｏは、物体の外径の直径、
Ｄｒは、反射光学素子の直径、
である。
【００１２】
また、以下の条件式を満足することを特徴とする。
２×Ｄｏ＜Ｄｒ＜５×Ｄｏ                        ・・・（２）
ただし、Ｄｏは、物体の外径の直径、
Ｄｒは、反射光学素子の直径、
である。
【発明の効果】
【００１３】
以上の本発明の光学系においては、簡単な構成で物体の全周を観察又は撮像することが可能であり、反射面で発生する収差を補正することが可能な解像力の良い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、実施例に基づいて本発明にかかる光学系について説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態の光学系の斜視図である。
【００１６】
本発明にかかる光学系１は、図１（ａ）に示すように、中心軸２に対して回転対称な円環状の反射光学素子３と、反射光学素子３と同軸に配置され、中心軸２に対して回転対称な広角結像光学系４と、から構成される光学系において、反射光学素子３の内側に配置された物体Ｍの全周の映像は、反射光学素子３で反射され、広角結像光学系４に入り、広角結像光学系４を経て、図１（ｂ）に示すように、全体として平面からなる像面５に輪帯状に結像されるものである。
【００１７】
中心軸２に対して回転対称な円環状の反射光学素子３は、中心軸２上から射出された光束を反射し、中心軸２上の任意の位置を通過させる作用を有する。したがって、中心軸２から仮想的に射出され、物体Ｍの表面の全周を通過する光束は、反射光学素子３で反射され、中心軸２上の任意の位置を通過する。そして、中心軸２上に開口を有する広角結像光学系４を配置することにより、物体Ｍの全周の画像を１度に像面５に輪帯状の映像として結像することが可能となる。
【００１８】
また、中心軸２に対して回転対称な円環状の反射光学素子３において光束が反射されるために、物体Ｍと広角結像光学系４のそれぞれが、観察光路を遮らないように、反射光学素子３の大きさを決定することが観察上好ましい。そのために、反射光学素子３の大きさを物体Ｍの２倍の大きさとすることが好ましい。なお、必ずしも２倍である必要はなく、略２倍であればよい。
【００１９】
また、中心軸２に対して回転対称な円環状の反射光学素子３において光束が斜めに入射し反射されるために、偏心収差が発生する。さらに、反射光学素子３の曲率がメリジオナル断面とサジタル断面とで異なるために、非点収差が発生する。これらの反射光学素子３で発生する収差を補正するように広角結像光学系４を設計することが好ましい。
【００２０】
また、広角結像光学系４は、少なくとも２つの反射面を有することが好ましい。２つ以上の反射面を使用することにより、傾斜して配置される反射面で発生する偏心収差を、２つの反射面で互いに補正することが可能となり、より鮮明な映像を撮影することが可能となる。
【００２１】
さらに、広角結像光学系４は、広角結像光学系４内で１回結像することが好ましい。一般に広画角な光学系は焦点距離が短くなるが、短くなりすぎると必要な像高を得ることができなくなり、撮像素子よりはるかに小さい像しか形成できない。そこで、広角結像光学系４内で１回結像することにより、広画角が可能となり、適切な大きさの像を得ることが可能となる。
【００２２】
また、広角結像光学系４の少なくとも１面は、中心軸２上で不連続且つ回転対称な面で構成されることが好ましい。中心軸２上で不連続とすることにより、反射面のメリジオナル面の曲率と、サジタル面の曲率が完全に自由に設定することが可能となるので、非点収差の強力な補正が可能となる。
【００２３】
さらに、反射光学素子３は、外側面を反射コーティングしたパイプ状の中空透明媒質からなることが好ましい。外側面を反射コーティングしたパイプ状の中空透明媒質とすることにより、コーティングが容易となり、安価に反射光学素子３を得ることが可能となる。
【００２４】
また、反射光学素子３内に物体Ｍを保持する保持手段を備えることが好ましい。保持手段を備えることにより、周囲の振動の影響を低減させることが可能となる。
【００２５】
また、反射光学素子３は円錐状の面の一部からなることが好ましい。物体Ｍの外周面を中心軸２上の任意の方向から観察することが可能となり、特に凹凸のある物体Ｍの場合に影になる部分が少なくなり、好ましい。
【００２６】
また、以下の条件式を満足することが好ましい。
Ｄｏ＜Ｄｒ＜１０×Ｄｏ                          ・・・（１）
ただし、Ｄｏは、物体の外径の直径、
Ｄｒは、反射光学素子の直径、
である。
【００２７】
条件式（１）は、反射光学素子３の直径を規定する条件式である。条件式（１）の下限を下回ると、反射光学素子３と物体Ｍとが干渉してしまう。条件式（１）の上限を上回ると、反射光学素子３により発生する非点収差が大きくなり、鮮明な画像を観察することができなくなり、好ましくない。
【００２８】
また、以下の条件式を満足することを特徴とする。
２×Ｄｏ＜Ｄｒ＜５×Ｄｏ                        ・・・（２）
ただし、Ｄｏは、物体の外径の直径、
Ｄｒは、反射光学素子の直径、
である。
【００２９】
条件式（２）は、反射光学素子３の直径を規定する条件式である。条件式（２）の下限を下回ると、反射光学素子３と物体Ｍとが干渉してしまう。条件式（２）の上限を上回ると、反射光学素子３により発生する非点収差が大きくなり、鮮明な画像を観察することができなくなり、好ましくない。
【００３０】
以下に、本発明にかかる光学系の実施例１及び実施例２を説明する。これら光学系の構成パラメータは後記する。
【００３１】
座標系は、順光線追跡において、例えば図２に示すように、広角結像光学系４の絞り面Ｓが中心軸２と交差する点を偏心光学面の原点Ｏとし、中心軸２に直交する方向をＹ軸方向とし、図２の紙面内をＹ−Ｚ平面とする。そして、図２の像面５と反対の方向をＺ軸正方向とし、Ｙ軸、Ｚ軸と右手直交座標系を構成する軸をＸ軸正方向とする。
【００３２】
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１の原点Ｏ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１の原点Ｏ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。
【００３３】
また、各実施例の光学系を構成する光学作用面の中、特定の面とそれに続く面が共軸光学系を構成する場合には面間隔が与えられており、その他、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。
【００３４】
また、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、基準面からの偏心量で表わす。
【００３５】
なお、非球面は、以下の定義式で与えられる回転対称非球面である。
Ｚ＝（Ｙ2 ／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）Ｙ2 ／Ｒ2 ｝1 /2］
＋ａＹ4 ＋ｂＹ6 ＋ｃＹ8 ＋ｄＹ10＋・・・
・・・（ａ）
ただし、Ｚを軸とし、Ｙを軸と垂直な方向にとる。ここで、Ｒは近軸曲率半径、ｋは円錐定数、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、…はそれぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。この定義式のＺ軸が回転対称非球面の軸となる。
【００３６】
また、拡張回転自由曲面ＥＲＦＳは、以下の定義で与えられる回転対称面である。
【００３７】
図３に示すように、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Ｙ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。
【００４３】
なお、Ｚ軸を中心軸に持つ円錐面は拡張回転自由曲面の１つとして与えられ、ＲＹ＝∞，Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 ，Ｃ4 ，Ｃ5 ，…＝０とし、θ＝（円錐面の傾き角）、Ｒ＝（Ｘ−Ｚ面内での底面の半径）として与えられる。
【００４４】
実施例１の光学系１の中心軸２に沿ってとった断面図を図４、広角光学系の拡大断面図を図５に示す。また、この実施例の光学系全体の横収差図を図６に示す。この横収差図において、中央に示された角度は、（水平方向画角、垂直方向の画角）を示し、その画角における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。なお、マイナスの画角は、水平方向画角については、Ｙ軸正方向を向いて右回りの角度、垂直方向画角については、Ｘ軸正方向を向いて右回りの角度を意味する。以下、同じ。
【００４５】
光学系１は、反射光学素子３と、広角光学系４と、からなる。
【００４６】
反射光学素子３は、その外側面３ａを反射コーティングしたパイプ状の中空透明媒質からなり、物体Ｍの外側に配置される。
【００４７】
広角光学系４は、前群Ｇｆと、後群Ｇｂと、前群Ｇｆと後群Ｇｂの間で中心軸２に同軸に配置された開口Ｓとからなる。
【００４８】
前群Ｇｆは、中心軸２の周りで回転対称な屈折率が１より大きい前群透明媒体Ｌｆからなる。前群透明媒体Ｌｆは、中心軸２の周りで回転対称な屈折率が１より大きい樹脂等からなり、遠方からの光束が入射し拡張回転自由曲面からなる前群第１透過面１１と、前群第１透過面１１と中心軸２を挟んで反対側で前群第１透過面１１より像面５側に配置されていて、前群第１透過面１１から入射した光束が入射し拡張回転自由曲面からなる前群第１反射面１２と、前群第１反射面１２と中心軸１を挟んで反対側で前群第１反射面１２より像面５と反対側に配置され、前群第１反射面１２で反射された光束が入射し拡張回転自由曲面からなる前群第２反射面１３と、中心軸２上で後群Ｇｂに面していて前群第２反射面１３より像面５側に配置され、前群第２反射面１３で反射された光束が入射し球面からなる前群第２透過面１４とからなる。
【００４９】
後群Ｇｂは、両凸正レンズからなる後群第１レンズ成分Ｌｂ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズからなる後群第２レンズ成分Ｌｂ２と、両凸正レンズからなる後群第３レンズ成分Ｌｂ３とを有する。
【００５０】
光学系１において、物体Ｍから反射光学素子３で反射されて入射する光束は、前群第１透過面１１を経て前群透明媒体Ｌｆ内に入り、中心軸２を横切って前群第１透過面１１と反対側の前群第１反射面１２で後群Ｇｂから離れるように像面５と反対側に反射され、前群第１反射面１２と中心軸２に対して反対側で後群Ｇｂからより離れた側に位置している前群第２反射面１３で像面５側に反射され、射出面の前群第２透過面１４を経て前群透明媒体Ｌｆから外に出る。
【００５１】
その後、前群Ｇｆと後群Ｇｂの間で中心軸２に同軸に配置された開口Ｓとを経て、両凸正レンズからなる後群第１レンズ成分Ｌｂ１と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズからなる後群第２レンズ成分Ｌｂ２と、両凸正レンズからなる後群第３レンズ成分Ｌｂ３とを経て、像面５の中心軸２から外れた半径方向の所定位置に輪帯状に結像する。
【００５２】
この実施例１の仕様は、
全系の画角        -10.00°〜-50.00°×360°
円筒の物体高      140.87mm
像の大きさ        φ2.39mm〜φ8.38mm
である。
【００５３】
実施例２の光学系１の中心軸２に沿ってとった断面図を図７、広角光学系の拡大断面図を図８に示す。また、この実施例の光学系全体の横収差図を図９に示す。この横収差図において、中央に示された角度は、（水平方向画角、垂直方向の画角）を示し、その画角における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。
【００５４】
光学系１は、反射光学素子３と、広角光学系４と、からなる。
【００５５】
反射光学素子３は、その外側面３ａを反射コーティングしたパイプ状の中空透明媒質からなり、物体Ｍの外側に配置される。
【００５６】
広角光学系４は、前群Ｇｆと、後群Ｇｂと、前群Ｇｆと後群Ｇｂの間で中心軸２に同軸に配置された開口Ｓとからなる。
【００５７】
前群Ｇｆは、中心軸２の周りで回転対称な屈折率が１より大きい前群透明媒体Ｌｆからなる。前群透明媒体Ｌｆは、中心軸２の周りで回転対称な屈折率が１より大きい樹脂等からなり、遠方からの光束が入射し拡張回転自由曲面からなる前群第１透過面１１と、前群第１透過面１１と中心軸２を挟んで反対側で前群第１透過面１１より像面５側に配置されていて、前群第１透過面１１から入射した光束が入射し拡張回転自由曲面からなる前群第１反射面１２と、前群第１反射面１２と中心軸２に対して同じ側で前群第１反射面１２より像面５と反対側に配置され、前群第１反射面１２で反射された光束が入射し拡張回転自由曲面からなる前群第２反射面１３と、後群Ｇｂに面していて、前群第２反射面１３で反射された光束が入射し球面からなる前群第２透過面１４と、を有する。
【００５８】
後群Ｇｂは、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる後群第１レンズ成分Ｌｂ１と、両凸正レンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズからなる後群第２レンズ成分Ｌｂ２と、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズからなる後群第３レンズ成分Ｌｂ３と、を有する。
【００５９】
光学系１において、物体Ｍから反射光学素子３で反射されて入射する光束は、前群透明媒体Ｌｆの前群第１透過面１１を経て、中心軸２を横切って前群第１透過面１１と反対側の前群第１反射面１２で後群Ｇｂから離れるように反射されて、前群第１反射面１２と中心軸２に対して同じ側で後群Ｇｂからより離れた側に位置している前群第２反射面１３で後群Ｇｂ方向へ再度反射され、射出面の前群第２透過面１４を経て前群透明媒体Ｌｆから外に出る。
【００６０】
その後、前群Ｇｆと後群Ｇｂの間で中心軸２に同軸に配置された開口Ｓとを経て、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズからなる後群第１レンズ成分Ｌｂ１と、両凸正レンズと像側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズからなる後群第２レンズ成分Ｌｂ２と、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズからなる後群第３レンズ成分Ｌｂ３とを経て、像面５の中心軸２から外れた半径方向の所定位置に輪帯状に結像する。
【００６１】
この実施例２の仕様は、
全系の画角        -10.00°〜-50.00°×360°
円筒の物体高      140.05mm
像の大きさ        φ2.40mm〜φ8.40mm
である。
【００６２】
以下に、上記実施例１及び実施例２の構成パラメータを示す。なお、以下の表中の “
ＲＥ”は反射面を示す。
【００６３】
なお、像面に対する面間隔は、基準面（絞り面）からの間隔とする。
【００６４】
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      シリンドリカル面[1]  0.00  偏心(1)
1（ＲＥ）シリンドリカル面[2]  0.00  偏心(2)
2        ＥＲＦＳ[1]          0.00  偏心(3)   1.5247    56.2
3（ＲＥ）ＥＲＦＳ[2]          0.00  偏心(4)   1.5247    56.2
4（ＲＥ）ＥＲＦＳ[3]          0.00  偏心(5)   1.5247    56.2
5        非球面[1]            0.00  偏心(6)
6          ∞（絞り）        -0.30 
8        -19.36              -3.00            1.5455    48.2
9          6.29              -0.20 
10        -40.60              -2.00            1.8467    23.8
11         -6.05              -5.00            1.6230    58.1
12         12.36              -0.20 
13        -13.58              -5.00            1.4970    81.5
14         12.63              -4.01
像  面      ∞
ＥＲＦＳ[1] 
ＲＹ -16.93
θ   -34.83
Ｒ   -11.42
ＥＲＦＳ[2] 
ＲＹ  19.19
θ   -43.18
Ｒ     8.37
Ｃ4    7.5341e-006
ＥＲＦＳ[3] 
ＲＹ -13.91
θ   -24.52
Ｒ    -5.85
Ｃ4   -9.9872e-005
非球面[1]
曲率半径     16.97
k   0.0
a  -1.9596e-003 
シリンドリカル面[1]
Ｘ方向曲率半径    -50.00    Ｙ方向曲率半径   ∞
シリンドリカル面[2]
Ｘ方向曲率半径   -100.00    Ｙ方向曲率半径   ∞
偏心[1] 
Ｘ    0.00  Ｙ  -50.00  Ｚ    0.00
α  -90.00  β    0.00  γ    0.00
偏心[2] 
Ｘ    0.00  Ｙ -100.00  Ｚ    0.00
α  -90.00  β    0.00  γ    0.00
偏心[3] 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ   19.82
α    0.00  β    0.00  γ    0.00
偏心[4] 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ    3.79
α    0.00  β    0.00  γ    0.00
偏心[5] 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ   23.83
α    0.00  β    0.00  γ    0.00
偏心[6] 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ    0.30
α    0.00  β    0.00  γ    0.00
【００６５】
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      シリンドリカル面[1]  0.00  偏心(1)
1（ＲＥ）シリンドリカル面[2]  0.00  偏心(2)
2        ＥＲＦＳ[1]          0.00  偏心(3)   1.5247    56.2
3（ＲＥ）ＥＲＦＳ[2]          0.00  偏心(4)   1.5247    56.2
4（ＲＥ）ＥＲＦＳ[3]          0.00  偏心(5)   1.5247    56.2
5        非球面[1]            0.00  偏心(6)
6          ∞（絞り）        -1.52 
8         12.70              -4.00            1.6385    55.4
9          9.49              -0.20
10       -113.78              -5.50            1.6230    58.1
11          6.67              -2.00            1.7552    27.5
12         10.17              -0.20
13        -10.52              -5.50            1.6230    58.1
14         11.47              -2.00            1.7552    27.5
15        -25.11              -5.00
像  面        ∞
ＥＲＦＳ[1] 
ＲＹ -10.49
θ   -37.78
Ｒ   -12.07
ＥＲＦＳ[2] 
ＲＹ  35.76
θ   -34.07
Ｒ    11.02
Ｃ4   -2.8801e-005
ＥＲＦＳ[3] 
ＲＹ 226.14
θ    -1.73
Ｒ     5.40
Ｃ4   -7.0712e-005
非球面[1]
曲率半径    227.23
k   0.0000e+000
a  -1.0091e-003 
シリンドリカル面[1]
Ｘ方向曲率半径    -50.00    Ｙ方向曲率半径   ∞
シリンドリカル面[2]
Ｘ方向曲率半径   -100.00    Ｙ方向曲率半径   ∞
偏心[1] 
Ｘ    0.00  Ｙ  -50.00  Ｚ    0.00
α  -90.00  β    0.00  γ    0.00
偏心[2] 
Ｘ    0.00  Ｙ -100.00  Ｚ    0.00
α  -90.00  β    0.00  γ    0.00
偏心[3] 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ   22.30
α    0.00  β    0.00  γ    0.00
偏心[4] 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ    4.34
α    0.00  β    0.00  γ    0.00
偏心[5] 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ   23.91
α    0.00  β    0.00  γ    0.00
偏心[6] 
Ｘ    0.00  Ｙ    0.00  Ｚ    0.60
α    0.00  β    0.00  γ    0.00
【００６６】
図１０は、反射光学素子３を円錐状の面の一部から構成した例を示す図である。反射光学素子３は円錐状の面の一部からなることが好ましい。物体Ｍの外周面を中心軸２上の任意の方向から観察することが可能となり、特に凹凸のある物体Ｍの場合に影になる部分が少なくなり、好ましい。
【００６７】
また、図１１に示すように、反射光学素子３は球面やトーリック面から構成されてもよい。
【００６８】
図１２及び図１３は、広角結像光学系４の他の例を示す図である。図１２（ａ）及び図１３（ａ）はそれぞれの断面図、図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）はそれぞれの平面図である。広角結像光学系４は、反射光学素子３で発生する収差を補正するものが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】（ａ）は本発明にかかる光学系の斜視図、（ｂ）は像面での結像状態を示す図である。
【図２】本発明の実施例１の光学系の座標系を説明するための図である。
【図３】拡張回転自由曲面の原理を示す図である。
【図４】本発明の実施例１の光学系の中心軸に沿ってとった断面図である。
【図５】本発明の実施例１の広角結像光学系の中心軸に沿ってとった断面図である。
【図６】実施例１の光学系全体の横収差図を示す図である。
【図７】本発明の実施例２の光学系の中心軸に沿ってとった断面図である。
【図８】本発明の実施例１の広角結像光学系の中心軸に沿ってとった断面図である。
【図９】実施例２の光学系全体の横収差図を示す図である。
【図１０】反射光学素子の他の例を示す図である。
【図１１】反射光学素子の他の例を示す図である。
【図１２】広角結像光学系の他の例を示す図である。
【図１３】広角結像光学系の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１…光学系
２…中心軸
３…反射光学素子
４…広角結像光学系
５…像面
【図１】
2009276385.tif 000003
【図２】
2009276385.tif 000004
【図３】
2009276385.tif 000005
【図４】
2009276385.tif 000006
【図５】
2009276385.tif 000007
【図６】
2009276385.tif 000008
【図７】
2009276385.tif 000009
【図８】
2009276385.tif 000010
【図９】
2009276385.tif 000011
【図１０】
2009276385.tif 000012
【図１１】
2009276385.tif 000013
【図１２】
2009276385.tif 000014
【図１３】
2009276385.tif 000015