JP2000231060A

JP2000231060A - 結像光学系

Info

Publication number: JP2000231060A
Application number: JP11034314A
Authority: JP
Inventors: Kokichi Kenno; 研野孝吉
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2000-08-22
Also published as: US20020163742A1; US20040212905A1; US6829113B2; US6850370B2

Abstract

(57)【要約】【課題】少ない反射回数の反射面を用いて光路を折り
畳むことにより小型化、薄型化された高性能な結像光学
系。【解決手段】プリズム部材１０が第１入射面１１と第
１乃至第４反射面１２〜１５と第１射出面１６とを有
し、第１反射面１２に入射する光路と第２反射面１３か
らの反射光路とが交差光路を形成すると共に、第３反射
面１４に入射する光路と第４反射面１５からの反射光路
とが交差光路が形成し、第１反射面１２と第２反射面１
３の少なくとも一方、及び、第３反射面１４と第４反射
面１５の少なくとも一方が光束にパワーを与え、偏心に
よって発生する収差を補正する回転非対称な曲面形状を
有し、第１反射面１２と第４反射面１５との間に中間像
面を形成するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、結像光学系に関
し、その中でも特に、ビデオカメラやデジタルスチルカ
メラ、フィルムスキャナー、内視鏡等、小型の撮像素子
を用いた光学装置用の反射面にパワーを有する偏心光学
系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラやデジタルスチルカ
メラ、フィルムスキャナー、内視鏡等用の結像光学系で
は、撮像素子の小型化に伴い、光学系自身も小型軽量、
低コスト化が求められている。

【０００３】しかし、一般の回転対称共軸光学系では、
光学系の厚みは光学素子を光軸方向に配列するため、そ
の小型化にも限界がある。また、同時に、回転対称な屈
折レンズを用いることにより発生する色収差を補正する
ために、レンズ枚数の増加は避けられず、低コスト化も
困難な状況である。そこで、最近では、特に色収差の発
生しない反射面にパワーを持たせ、光軸方向の光路を折
り畳むことで、小型化を図った光学系が提案されてい
る。

【０００４】特開平７−３３３５０５号のものは、偏心
した反射面にパワーを付けて光路を折り畳み、光学系の
厚みを小さくすることを提案しているが、実施例では、
構成する光学部材が５個と多い上、実際の光学性能が不
明である。また、その反射面の形状までは言及されてい
ない。

【０００５】また、特開平８−２９２３７１号、特開平
９−５６５０号、特開平９−９０２２９号のものでは、
プリズム１個あるいは複数のミラーを１つの部材として
ブロック化することで光路を折り畳み、その光学系内部
で像をリレーしながら最終像を形成する光学系が示され
ている。しかし、これらの例では、像をリレーするため
に反射の回数が多くなり、その面精度誤差、偏心精度誤
差が積算され転送されることから、個々の精度が厳しく
なり、コストアップにつながり好ましくない。また、同
時に、像をリレーするために光学系全体の体積も大きく
なり好ましくない。

【０００６】また、特開平９−２２２５６３号では、複
数のプリズムを用いた例を示しているが、像をリレーす
るために同様の理由からコストアップ、光学系の大型化
につながり好ましくない。また、特開平９−２１１３３
１号では、プリズム１個を用いて光路を折り畳み光学系
の小型化を図った例であるが、収差の補正が十分ではな
い。

【０００７】また、特開平８−２９２３６８号、特開平
８−２９２３７２号、特開平９−２２２５６１号、特開
平９−２５８１０５号、特開平９−２５８１０６号のも
のでは、何れもズームレンズの例である。しかし、これ
らの例も、プリズム内部で像をリレーしているために反
射の回数が多く、反射面の面精度誤差、偏心精度誤差が
積算され転送され好ましくない。同時に、光学系の大型
化も避けられず好ましくない。

【０００８】また、特開平１０−２０１９６号のもの
は、正負の２群ズームレンズの正の前群を、絞りを挟ん
で物体側に負のパワーのプリズムで、像側を正のパワー
のプリズムで構成した例である。また、負のプリズムと
正のプリズムから構成される正の前群を２つに分割し、
負正負の３群ズームレンズに構成した例も開示されてい
る。しかし、これらの例で用いられるプリズムは、２つ
の透過面、２つの反射面が独立の面であるためにそのス
ペースを確保する必要上、また同時に、撮像面がライカ
サイズのフィルムフォーマットと大きいため、プリズム
自体の大型化が避けられない。また、像側にテレセント
リックの構成でないため、ＣＣＤ等の撮像素子への対応
が難しい。また、何れのズームレンズの例も、プリズム
を移動させることで変倍を行っているため、全ての変倍
領域で性能を維持するために反射面の偏心精度が厳しく
なり、コスト高になるという問題を有している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一般の屈折光学系で所
望の屈折力を得ようとすると、その境界面で光学素子の
色分散特性のために色収差が発生する。それを補正する
目的と、他の光線収差を補正するために、屈折光学系は
多くの構成要素を必要としてコスト高になるという問題
を有している。また、同時に、光路が光軸に沿って直線
になるために、光学系全体が光軸方向に長くなってしま
い、撮像装置が大型になってしまうという問題があっ
た。

【００１０】また、従来技術について述べたような偏心
光学系では、結像された像の収差が良好に補正され、な
おかつ、特に回転非対称なディストーションが良好に補
正されていないと、結像された図形等が歪んで写ってし
まい、正しい形状を再現することができないという問題
があった。

【００１１】さらに、偏心光学系に反射面を用いる場合
は、屈折面に比してその偏心誤差感度は２倍になり、反
射回数を増やせば増やすだけ偏心誤差が積算され転送さ
れる結果となり、反射面の面精度や偏心精度等の製作精
度、組み立て精度が厳しくなるという問題もあった。

【００１２】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、少ない光学素子
の構成枚数で高性能、低コストな結像光学系を提供する
ことである。

【００１３】また、本発明のもう１つの目的は、少ない
反射回数の反射面を用いて光路を折り畳むことにより小
型化、薄型化された高性能な結像光学系を提供すること
である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の結像光学系は、物体像を形成する全体として正の屈
折力を有する結像光学系において、前記結像光学系が、
屈折率（ｎ）が１よりも大きい（ｎ＞１）媒質で形成さ
れたプリズム部材を有し、前記プリズム部材が、物体か
らの光束をプリズム内に入射させる第１入射面と、プリ
ズム内で光束を反射する第１反射面と第２反射面と第３
反射面と第４反射面と、前記光束をプリズム外に射出す
る第１射出面とを有し、前記第２反射面と前記第３反射
面とを結ぶ光路が前記第１入射面と前記第１反射面とを
結ぶ光路と交差すると共に、前記第２反射面と前記第３
反射面とを結ぶ光路が前記第４反射面と前記第１射出面
とを結ぶ光路と交差するように構成され、前記第１反射
面と前記第２反射面との少なくとも一方の面が、光束に
パワーを与える曲面形状を有し、前記曲面形状が偏心に
よって発生する収差を補正する回転非対称な面形状にて
構成され、前記第３反射面と前記第４反射面との少なく
とも一方の面が、光束にパワーを与える曲面形状を有
し、前記曲面形状が偏心によって発生する収差を補正す
る回転非対称な面形状にて構成され、かつ、前記第１反
射面と前記第４反射面との間に中間像面を形成するよう
に構成されていることを特徴とするものである。

【００１５】以下、本発明において上記構成をとる理由
と作用について順に説明する。上記目的を達成するため
の本発明の結像光学系は、物体像を形成する全体として
正の屈折力を有する結像光学系において、前記結像光学
系が、屈折率（ｎ）が１よりも大きい（ｎ＞１）媒質で
形成されたプリズム部材を有し、前記プリズム部材が、
物体からの光束をプリズム内に入射させる第１入射面
と、プリズム内で光束を反射する第１反射面と第２反射
面と第３反射面と第４反射面と、前記光束をプリズム外
に射出する第１射出面とを有し、前記第２反射面と前記
第３反射面とを結ぶ光路が前記第１入射面と前記第１反
射面とを結ぶ光路と交差すると共に、前記第２反射面と
前記第３反射面とを結ぶ光路が前記第４反射面と前記第
１射出面とを結ぶ光路と交差するように構成されされて
いることを特徴とするものである。

【００１６】レンズのような屈折光学素子は、その境界
面に曲率を付けることにより始めてパワーを持たせるこ
とができる。そのため、レンズの境界面で光線が屈折す
る際に、屈折光学素子の色分散特性による色収差の発生
が避けられない。その結果、色収差を補正する目的で別
の屈折光学素子が付加されるのが一般的である。

【００１７】一方、ミラーやプリズム等のような反射光
学素子は、その反射面にパワーを持たせても原理的に色
収差の発生はなく、色収差を補正する目的だけのために
別の光学素子を付加する必要はない。そのため、反射光
学素子を用いた光学系は、屈折光学素子を用いた光学系
に比べて、色収差補正の観点から光学素子の構成枚数の
削減が可能である。

【００１８】同時に、反射光学素子を用いた反射光学系
は、光路を折り畳むことになるために、屈折光学系に比
べて光学系自身を小さくすることが可能である。

【００１９】また、反射面は屈折面に比して偏心誤差感
度が高いため、組み立て調整に高い精度を要求される。
しかし、反射光学素子の中でも、プリズムはそれぞれの
面の相対的な位置関係が固定されているので、プリズム
単体として偏心を制御すればよく、必要以上の組み立て
精度、調整工数が不要である。

【００２０】さらに、プリズムは、屈折面である入射面
と射出面、それと反射面を有しており、反射面しかもた
ないミラーに比べて、収差補正の自由度が大きい。特
に、反射面に所望のパワーの大部分を分担させ、屈折面
である入射面と射出面のパワーを小さくすることで、ミ
ラーに比べて収差補正の自由度を大きく保ったまま、レ
ンズ等のような屈折光学素子に比べて、色収差の発生を
非常に小さくすることが可能である。また、プリズム内
部は空気よりも屈折率の高い透明体で満たされているた
めに、空気に比べ光路長を長くとることができ、空気中
に配置されるレンズやミラー等よりは、光学系の薄型
化、小型化が可能である。

【００２１】本発明では、１個あるいは２個の偏心プリ
ズムからなるプリズム部材を配置し、その物体側部分と
像側部分により偏心収差をお互いに補正することによ
り、中心ばかりでなく軸外収差も良好に補正することを
可能にしている。反射回数が各部分で１回の配置だと、
偏心収差を完全に補正することは不可能である。

【００２２】本発明は、以上の理由から、光束をプリズ
ム部材内部で４回反射させるように構成し、その第１反
射面と第４反射面との間の光路中に中間像面を形成する
ように構成されているものである。

【００２３】また、本発明においては、軸上主光線はプ
リズム内（一体の１つのプリズム、あるいは、別体の２
つのプリズムでもよい。）で２回略交差することが重要
である。軸上主光線が光学系内で２回略交差することに
より、光学系を折り曲げて小型にすることが可能とな
る。

【００２４】本発明プリズム部材の物体側部分におい
て、第１入射面と第１反射面と第２反射面とからなり、
第２反射面と第３反射面とを結ぶ光路が第１入射面と第
１反射面とを結ぶ光路と交差するようになっている。

【００２５】このような形状のプリズム物体側部分は、
収差補正の自由度が高くなり、収差の発生が少ない。さ
らに、プリズム物体側部分の２つの反射面（第１反射
面、第２反射面）の配置の対称性が高いので、この２つ
の反射面で発生する収差が２つの反射面相互で補正し合
い、収差発生が少ない。また、光路がプリズム物体側部
分内で交差光路を形成する構成のために、単に光路を折
り返す構造のプリズム形状に比較して光路長を長く取る
ことが可能で、光路長の長さの割にプリズム物体側部分
を小型化することができる。さらに好ましくは、プリズ
ム物体側部分の２つの反射面が異なる符号のパワーを持
つことにより、収差の相互の補正効果を大きくすること
が可能となり、高い解像力を得ることが可能となる。

【００２６】また、プリズム物体側部分として、上記の
ように交差光路を形成するものを用いることにより、プ
リズム物体側部分を小型に構成することが可能となる。
これは、同じ光路長をとる場合に、同じ２回反射タイプ
であってプリズム内でＺ字型光路をとるプリズムよりス
ペースの利用効率が良いからである。Ｚ字型光路をとる
プリズム形状ではプリズム内の光線は必ず別の領域を通
過して進んで行くが、プリズム内で光路が交差するプリ
ズム形状では、同じ領域を２回通過することになり、プ
リズム形状を小型にすることが可能であるからである。

【００２７】また、本発明プリズム部材の像側（結像面
側）部分において、第３反射面と第４反射面と第１射出
面とからなり、第２反射面と第３反射面とを結ぶ光路が
第４反射面と第１射出面とを結ぶ光路と交差するように
なっている。

【００２８】このプリズム像側部分の構成は上記のプリ
ズム物体側部分の構成と同様であり、同様に、収差補正
の自由度が高くなり、収差の発生が少ない。さらに、プ
リズム像側部分の２つの反射面（第３反射面、第４反射
面）の配置の対称性が高いので、この２つの反射面で発
生する収差が２つの反射面相互で補正し合い、収差発生
が少ない。また、光路がプリズム像側部分内で交差光路
を形成する構成のために、単に光路を折り返す構造のプ
リズム形状に比較して光路長を長く取ることが可能で、
光路長の長さの割にプリズム像側部分を小型化すること
ができる。さらに好ましくは、プリズム像側部分の２つ
の反射面が異なる符号のパワーを持つことにより、収差
の相互の補正効果を大きくすることが可能となり、高い
解像力を得ることが可能となる。

【００２９】また、プリズム像側部分として、上記のよ
うに交差光路を形成するものを用いることにより、プリ
ズム像側部分を小型に構成することが可能となる。これ
は、同じ光路長をとる場合に、同じ２回反射タイプであ
ってプリズム内でＺ字型光路をとるプリズムよりスペー
スの利用効率が良いからである。Ｚ字型光路をとるプリ
ズム形状ではプリズム内の光線は必ず別の領域を通過し
て進んで行くが、プリズム内で光路が交差するプリズム
形状では、同じ領域を２回通過することになり、プリズ
ム形状を小型にすることが可能であるからである。

【００３０】ところで、本発明において、後記するよう
に、プリズム部材を接合又は一体成形による１つのプリ
ズムにて構成しても、また、プリズム物体側部分を構成
する第１プリズムと、プリズム像側部分を構成する第２
プリズムとから構成してもよい。

【００３１】ここで、物点中心を通り、絞り中心を通過
して像面中心に到達する光線を軸上主光線としたとき、
本発明のプリズム部材の物体側部分の少なくとも１つの
反射面、その像側部分の少なくとも１つの反射面が軸上
主光線に対して偏心していないと、軸上主光線の入射光
線と反射光線が同一の光路をとることとなり、軸上主光
線が光学系中で遮断されてしまう。その結果、中心部が
遮光された光束のみで像を形成することになり、中心が
暗くなったり、中心では全く像を結ばなくなったりして
しまう。

【００３２】また、本発明のプリズム部材の物体側部分
の第１反射面と第２反射面との少なくとも一方の面が、
光束にパワーを与える曲面形状を有し、その曲面形状が
偏心によって発生する収差を補正する回転非対称な面形
状にて構成され、かつ、その像側部分の第３反射面と第
４反射面との少なくとも一方の面が、光束にパワーを与
える曲面形状を有し、その曲面形状が偏心によって発生
する収差を補正する回転非対称な面形状にて構成されて
いるものである。

【００３３】その理由を以下に詳述する。まず、用いる
座標系、回転非対称な面について説明する。軸上主光線
が、光学系の第１面に交差するまでの直線によって定義
される光軸をＺ軸とし、そのＺ軸と直交し、かつ、撮像
光学系を構成する各面の偏心面内の軸をＹ軸と定義し、
前記光軸と直交し、かつ、前記Ｙ軸と直交する軸をＸ軸
とする。光線の追跡方向は、物体から像面に向かう順光
線追跡で説明する。

【００３４】一般に、球面レンズでのみ構成された球面
レンズ系では、球面により発生する球面収差と、コマ収
差、像面湾曲等の収差をいくつかの面でお互いに補正し
あい、全体として収差を少なくする構成になっている。

【００３５】一方、少ない面数で収差を良好に補正する
ためには、回転対称非球面等が用いられる。これは、球
面で発生する各種収差自体を少なくするためである。し
かし、偏心した光学系においては、偏心により発生する
回転非対称な収差を回転対称光学系で補正することは不
可能である。この偏心により発生する回転非対称な収差
は、歪曲収差、像面湾曲、さらに、軸上でも発生する非
点収差、コマ収差がある。

【００３６】まず、回転非対称な像面湾曲について説明
する。例えば、無限遠の物点から偏心した凹面鏡に入射
した光線は、凹面鏡に当たって反射結像されるが、光線
が凹面鏡に当たって以降、像面までの後側焦点距離は、
像界側が空気の場合、光線が当たった部分の曲率半径の
半分になる。すると、図１７に示すように、軸上主光線
に対して傾いた像面を形成する。このように、回転非対
称な像面湾曲を補正するには回転対称な光学系では不可
能である。

【００３７】この傾いた像面湾曲をその発生源である凹
面鏡Ｍ自身で補正するには、凹面鏡Ｍを回転非対称な面
で構成し、この例ではＹ軸正の方向に対して曲率を強く
（屈折力を強く）し、Ｙ軸負の方向に対して曲率を弱く
（屈折力を弱く）すれば、補正することができる。ま
た、上記構成と同様な効果を持つ回転非対称な面を、凹
面鏡Ｍとは別に光学系中に配置することにより、少ない
構成枚数でフラットの像面を得ることが可能となる。ま
た、回転非対称な面は、その面内及び面外共に回転対称
軸を有しない回転非対称面形状の面とすることが、自由
度が増え収差補正上は好ましい。

【００３８】次に、回転非対称な非点収差について説明
する。上記説明と同様に、偏心して配置された凹面鏡Ｍ
では、軸上光線に対しても図１８に示すような非点収差
が発生する。この非点収差を補正するためには、上記説
明と同様に、回転非対称面のＸ軸方向の曲率とＹ軸方向
の曲率を適切に変えることによって可能となる。

【００３９】さらに、回転非対称なコマ収差について説
明する。上記説明と同様に、偏心して配置された凹面鏡
Ｍでは、軸上光線に対しても図１９に示すようなコマ収
差が発生する。このコマ収差を補正するためには、回転
非対称面のＸ軸の原点から離れるに従って面の傾きを変
えると共に、Ｙ軸の正負によって面の傾きを適切に変え
ることによって可能となる。

【００４０】また、本発明の結像光学系では、前述の反
射作用を有する少なくとも１つの面が軸上主光線に対し
偏心し、回転非対称な面形状でパワーを有する構成も可
能である。このような構成をとれば、その反射面にパワ
ーを持たせることで発生する偏心収差をその面自体で補
正することが可能となり、プリズムの屈折面のパワーを
緩めることで、色収差の発生自体を小さくすることがで
きる。

【００４１】また、本発明で用いる上記の回転非対称面
は、対称面を１面のみ有する面対称自由曲面であること
が好ましい。ここで、本発明で使用する自由曲面とは、
以下の式（ａ）で定義されるものである。なお、その定
義式のＺ軸が自由曲面の軸となる。

【００４２】ここで、（ａ）式の第１項は球面項、第２項は自由曲面
項である。

【００４３】球面項中、ｃ：頂点の曲率ｋ：コーニック定数（円錐定数）ｒ＝√（Ｘ²＋Ｙ²）である。

【００４４】自由曲面項は、ただし、Ｃ_j（ｊは２以上の整数）は係数である。

【００４５】上記自由曲面は、一般的には、Ｘ−Ｚ面、
Ｙ−Ｚ面共に対称面を持つことはないが、本発明ではＸ
の奇数次項を全て０にすることによって、Ｙ−Ｚ面と平
行な対称面が１つだけ存在する自由曲面となる。例え
ば、上記定義式（ａ）においては、Ｃ₂、Ｃ₅、Ｃ₇、
Ｃ₉、Ｃ₁₂、Ｃ₁₄、Ｃ₁₆、Ｃ₁₈、Ｃ₂₀、Ｃ₂₃、Ｃ₂₅、Ｃ
₂₇、Ｃ₂₉、Ｃ₃₁、Ｃ₃₃、Ｃ₃₅・・・の各項の係数を０に
することによって可能である。

【００４６】また、Ｙの奇数次項を全て０にすることに
よって、Ｘ−Ｚ面と平行な対称面が１つだけ存在する自
由曲面となる。例えば、上記定義式においては、Ｃ₃、
Ｃ₅、Ｃ₈、Ｃ₁₀、Ｃ₁₂、Ｃ₁₄、Ｃ₁₇、Ｃ₁₉、Ｃ₂₁、Ｃ
₂₃、Ｃ₂₅、Ｃ₂₇、Ｃ₃₀、Ｃ₃₂、Ｃ₃₄、Ｃ₃₆・・・の各項
の係数を０にすることによって可能である。

【００４７】また上記対称面の方向の何れか一方を対称
面とし、それに対応する方向の偏心、例えば、Ｙ−Ｚ面
と平行な対称面に対して光学系の偏心方向はＹ軸方向
に、Ｘ−Ｚ面と平行な対称面に対しては光学系の偏心方
向はＸ軸方向にすることで、偏心により発生する回転非
対称な収差を効果的に補正しながら同時に製作性をも向
上させることが可能となる。

【００４８】また、上記定義式（ａ）は、前述のように
１つの例として示したものであり、本発明は、対称面を
１面のみ有する回転非対称面を用いることで偏心により
発生する回転非対称な収差を補正し、同時に製作性も向
上させるということが特徴であり、他のいかなる定義式
に対しても同じ効果が得られることは言うまでもない。

【００４９】また、本発明の結像光学系は、第１反射面
と第４反射面との間に中間像面を形成する中間像結像タ
イプの結像光学系であり、第１入射面と第１反射面と第
２反射面とによって三角形状の軌道で光束が回転して第
１の交差光路を形成すると共に、第３反射面と第４反射
面と第１射出面とによって三角形状の軌道で光束が回転
して第２の交差光路を形成するものである。この際、第
１の交差光路を形成する三角軌道の光束の回転方向と、
第２の交差光路を形成する三角軌道の光束の回転方向と
が同一方向であっても、逆方向であってもよい。もちろ
ん、その回転面が相互に平行でなく交差するように構成
することもできる。

【００５０】また、第１反射面と第２反射面とを共に、
光束にパワーを与える曲面形状を有し、その曲面形状が
偏心によって発生する収差を補正する回転非対称な面形
状にて構成することが望ましい。

【００５１】また、第３反射面と第４反射面とを共に、
光束にパワーを与えかつ偏心によって発生する収差を補
正する回転非対称な面形状を有するように構成すること
が望ましい。

【００５２】また、第１入射面を、光束にパワーを与え
かつ偏心により発生する収差を補正する回転非対称な面
形状を有するように構成することが望ましい。

【００５３】また、第１射出面を、光束にパワーを与え
かつ偏心により発生する収差を補正する回転非対称な面
形状を有するように構成することが望ましい。

【００５４】また、以上において、回転非対称な面形状
としては、唯一の対称面を１面のみ有した面対称自由曲
面形状にて構成することが望ましい。

【００５５】その場合に、その面対称自由曲面の唯一の
対称面が、第１の交差光路の軸上主光線によって形成さ
れる面と一致するように構成することができる。

【００５６】また、その面対称自由曲面の唯一の対称面
が、第２の交差光路の軸上主光線によって形成される面
と一致するように構成することができる。

【００５７】また、中間像面が第２反射面と第３反射面
との間に形成されるように構成することができる。

【００５８】その場合に、中間像面が略平面形状に構成
されるように、プリズム部材の中間像面よりも物体側の
光学作用面が全体として偏心収差を補正すると共に、中
間像面よりも結像面側の光学作用面が全体として偏心収
差を補正するように構成することが望ましい。

【００５９】さて、ここで偏心光学系及び光学面のパワ
ーを定義する。図２０に示すように、偏心光学系Ｓの偏
心方向をＹ軸方向に取った場合に、偏心光学系Ｓの軸上
主光線と平行なＹ−Ｚ面内の微小な高さｄの光線を物体
側から入射し、偏心光学系Ｓから射出したその光線と軸
上主光線のＹ−Ｚ面に投影したときのなす角をδｙと
し、δｙ／ｄをＹ方向の偏心光学系ＳのパワーＰｙ、偏
心光学系の軸上主光線と平行でＹ−Ｚ面と直交するＸ方
向の微小な高さｄの光線を物体側から入射し、偏心光学
系Ｓから射出したその光線と軸上主光線のＹ−Ｚ面に直
交する面であって軸上主光線を含む面に投影したときの
なす角をδｘとし、δｘ／ｄをＸ方向の偏心光学系Ｓの
パワーＰｘとする。同様に偏心光学系Ｓを構成する偏心
光学面ｎのＹ方向のパワーＰｙｎ、Ｘ方向のパワーＰｘ
ｎが定義される。

【００６０】さらに、これらのパワーの逆数がそれぞれ
偏心光学系のＹ方向の焦点距離Ｆｙ、偏心光学系のＸ方
向の焦点距離Ｆｘ、偏心光学面ｎのＹ方向の焦点距離Ｆ
ｙｎ、Ｘ方向の焦点距離Ｆｘｎと定義される。

【００６１】プリズム物体側部分の交差する光路を構成
する２つの反射面（第１反射面、第２反射面）のＸ方向
のパワー、Ｙ方向のパワーを物体側から順にＰｘ1-1 、
Ｐｙ1-1 とＰｘ1-2 、Ｐｙ1-2 とし、全光学系のＸ方向
のパワーをＰｘ、Ｙ方向のパワーをＰｙとするとき、０．４＜Ｐｘ1-1 ／Ｐｘ＜１．１・・・（１）なる条件を満足することが重要である。この条件は、第
１反射面の全系に対するＸ方向のパワーの比を規定する
ものであり、下限の０．４を越えると、第１反射面での
正パワーが小さくなりすぎ、他の面に正のパワーを負担
させるために、収差性能が悪くなる。また、上限の１．
１を越えると、今度は第１反射面が負担する正のパワー
が強くなりすぎ、この面で発生する偏心収差が大きくな
りすぎ、他の面で補正することが難しくなる。

【００６２】さらに好ましくは、０．６＜Ｐｘ1-1 ／Ｐｘ＜１．０・・・（１−１）なる条件を満足することが重要である。

【００６３】次に、０．１＜Ｐｘ1-2 ／Ｐｘ＜０．６・・・（２）なる条件を満足することが好ましい。この条件は、第２
反射面の全系に対するＸ方向のパワーの比を規定するも
のであり、下限の０．１を越えると、第２反射面での正
パワーが小さくなりすぎ、他の面に正のパワーを負担さ
せるために、収差性能が悪くなる。また、上限の０．６
を越えると、今度は第２反射面が負担する正のパワーが
強くなりすぎ、この面で発生する偏心収差が大きくなり
すぎ、他の面で補正することが難しくなる。

【００６４】さらに好ましくは、０．１＜Ｐｘ1-2 ／Ｐｘ＜０．４・・・（２−１）なる条件を満足することが重要である。

【００６５】次に、プリズム像側部分の交差する光路を
構成する２つの反射面（第３反射面、第４反射面）のＸ
方向のパワー、Ｙ方向のパワーを物体側から順にＰｘ2-
1 、Ｐｙ2-1 とＰｘ2-2 、Ｐｙ2-2 とし、全光学系のＸ
方向のパワーをＰｘ、Ｙ方向のパワーをＰｙとすると
き、０．２＜Ｐｘ2-1 ／Ｐｘ＜１・・・（３）なる条件を満足することが好ましい。この条件は、第３
反射面の全系に対するＸ方向のパワーの比を規定するも
のであり、下限の０．２を越えると、第３反射面での正
パワーが小さくなりすぎ、他の面に正のパワーを負担さ
せるために、収差性能が悪くなる。また、上限の１を越
えると、今度は第３反射面が負担する正のパワーが強く
なりすぎ、この面で発生する偏心収差が大きくなりす
ぎ、他の面で補正することが難しくなる。

【００６６】さらに好ましくは、０．２＜Ｐｘ2-1 ／Ｐｘ＜０．８・・・（３−１）なる条件を満足することが重要である。

【００６７】また、さらに好ましくは上記条件を全て満
足することが良好な収差補正状態を得るには好ましい。

【００６８】さらに、第３反射面のＸ方向のパワーＰｘ
2-1 とＹ方向のパワーＰｙ2-1 の比をＰｘ2-1 ／Ｐｙ2-
1 とするとき、０．５＜Ｐｘ2-1 ／Ｐｙ2-1 ＜２．０・・・（４）なる条件を満足することが好ましい。この条件は第３反
射面のＸ方向とＹ方向のパワーの比を決めるものであ
り、下限の０．５を越えると、Ｘ方向のパワーがＹ方向
に対して小さくなりすぎ、大きな偏心による非点収差が
発生する。一方、上限の２．０を越えると、今度はＸ方
向のパワーがＹ方向に対して大きくなりすぎ、逆方向の
偏心により非点収差が発生してしまう。

【００６９】さらに好ましくは、０．５＜Ｐｘ2-1 ／Ｐｙ2-1 ＜１．５・・・（４−１）なる条件を満足することが好ましい。

【００７０】なお、本発明の結像光学系において、結像
光学系のフォーカシングは、全体繰り出しやプリズムを
移動することにより可能なのは言うまでもないが、最も
像側の面（第１射出面）から射出した軸上主光線の方向
に結像面を移動させることによりフォーカシングするこ
とが可能である。これにより、結像光学系が偏心するこ
とで物体からの軸上主光線の入射方向と最も像側の面か
ら射出する軸上主光線の方向とが一致していなくても、
フォーカシングによる軸上主光線の入射側のずれを防ぐ
ことができる。また、平行平面板を複数の楔状のプリズ
ムに分割し、それをＺ軸と垂直方向に移動させることで
フォーカシングすることも可能である。この場合も、結
像光学系の偏心にはよらずフォーカシングが可能であ
る。

【００７１】また、本発明において、プリズム物体側部
分とプリズム像側部分の材質を異なるもので構成するこ
とにより温度補償をすることができる。特に、プリズム
の材質にプラスチックを用いた場合に問題になる、温度
変化による焦点ずれを防ぐためには、それらのプリズム
部分に異符号のパワーを持たせることでそれが可能とな
る。

【００７２】また、本発明において、２つのプリズム部
分を接合して構成する場合に、光学作用を有さない面に
それぞれの相対的位置決め部を設けていることが望まし
い。特に、本発明のような反射面にパワーを持たせたプ
リズム部分を２個接合する場合、その相対的な位置精度
のずれが性能劣化の原因となる。そこで、本発明では、
プリズムの光学作用を有さない面に相対的位置決め部を
設けることで、位置精度の確保を行い、所望の性能を確
保することが可能となる。特に、その位置決め部を用
い、連結部材により２個のプリズムを一体化すれば、組
み立て調整が不要となり、さらに、コストダウンが図ら
れる。

【００７３】また、本発明の結像光学系の入射面より物
体側にミラー等の反射光学部材を用いて、本発明の結像
光学系の偏心方向とは異なった向きに光路を折り畳むこ
とも可能である。これにより、さらに結像光学系のレイ
アウトの自由度が増え、結像光学装置全体の小型化が図
られる。

【００７４】また、本発明において、結像光学系をプリ
ズムのみから構成することも可能である。これにより部
品点数が減り、コストダウンが図られる。さらに、絞り
の前後で２個のプリズムを一体化し、１つのプリズムと
することも当然可能である。これにより、さらなるコス
トダウンが可能である。

【００７５】また、本発明において、プリズム以外に、
その物体側あるいは像側の何れかあるいは両側に他のレ
ンズ（正レンズ、負レンズ）を構成要素として含んでい
てもよい。

【００７６】また、本発明の結像光学系は、明るい単焦
点レンズであることが可能である。また、プリズムの物
体側、２つのプリズム間、あるいは、像側に単数あるい
は複数の屈折光学系を組み合わせてズームレンズ（変倍
結像光学系）とすることもできる。

【００７７】また、本発明において、結像光学系の屈折
面、反射面を球面あるいは回転対称非球面で構成するこ
とも当然可能である。

【００７８】また、本発明のプリズムの全反射面以外の
反射面は、アルミニウム又は銀等の金属薄膜を表面に形
成した反射面、又は、誘電体多層膜の形成された反射面
で構成することが好ましい。金属薄膜で反射作用を有す
る場合は、手軽に高反射率を得ることが可能となる。ま
た、誘電体反射膜の場合は、波長選択性や吸収の少ない
反射膜を形成する場合に有利となる。これにより、プリ
ズムの製作精度が緩和された低コストな小型の結像光学
系を得ることが可能である。

【００７９】なお、本発明の以上の結像光学系を撮像装
置の撮像部に配置する場合、あるいは、その撮影装置が
カメラ機構を備えいる場合に、プリズム部材を光学作用
を持つ光学素子の中で最も物体側に配置し、そのプリズ
ム部材の入射面を光軸に対して偏心して配置し、そのプ
リズム部材よりも物体側に光軸に対して垂直に配置した
カバー部材を配置する構成にすることができ、また、プ
リズム部材が物体側に光軸に対して偏心配置された入射
面を備えるように構成し、その入射面と空気間隔を挟ん
で光軸と同軸上に配置されたパワーを有するカバーレン
ズをその入射面よりも物体側に配置する構成にすること
ができる。

【００８０】このように、プリズム部材が最も物体側に
配置され、偏心入射面が撮影装置前面に備えられると、
被写体からは斜めに傾いた入射面が見えるため、被写体
からずれた位置を中心に撮影しているかのような違和感
を与えてしまうことになる。そこで、光軸に垂直なカバ
ー部材又はカバーレンズを配置して、一般の撮影装置と
同様、撮影する被写体に違和感を感じない撮影ができ
る。

【００８１】以上のような本発明の何れかの結像光学系
をファインダー対物光学系として配置し、さらに、その
ファインダー対物光学系によって形成された物体像を正
立正像させる像正立光学系と、接眼光学系とからファイ
ンダー光学系を構成することができる。

【００８２】また、そのファインダー光学系と、それと
併設された撮影用対物光学系とを備えてカメラ装置を構
成することができる。

【００８３】また、以上のような本発明の何れかの結像
光学系と、その結像光学系によって形成される像面上に
配置された撮像素子とを備えて撮像光学系を構成するこ
とができる。

【００８４】また、以上のような本発明の何れかの結像
光学系を撮影用対物光学系として配置し、その撮影用光
学系とは別の光路、又は、その撮影用対物光学系の光路
から分割された光路の何れかの中に配置されたファイン
ダー光学系を備えてカメラ装置を構成することができ
る。

【００８５】また、以上のような本発明の何れかの結像
光学系と、その結像光学系によって形成される像面上に
配置された撮像素子と、その撮像素子で受光された像情
報を記録する記録媒体と、その記録媒体又は撮像素子か
らの像情報を受けて観察像を形成する画像表示素子とを
備えて電子カメラ装置を構成することができる。

【００８６】また、以上のような本発明の何れかの結像
光学系と、その結像光学系によって形成される像を長軸
方向に沿って伝達する像伝達部材とを有する観察系と、
照明光源及びその照明光源からの照明光を前記長軸方向
に沿って伝達する照明光伝達部材を有する照明系とを備
えて内視鏡装置を構成することができる。

【００８７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の結像光学系の実施
例１〜８について説明する。なお、各実施例の構成パラ
メータは後に示す。実施例１〜４においては、図１に示
すように、軸上主光線１を物体中心を出て、絞り２の中
心を通り、像面３中心に到る光線で定義する。そして、
軸上主光線１とプリズム１０の第１入射面（第１面）１
１と第１射出面１６との交点を通り、第１入射面１１に
ついてはその面に入射する軸上主光線１に垂直に、第１
射出面１６についてはその面から射出する軸上主光線１
に垂直に、それぞれ仮想面をとる。各仮想面の交点を、
その交点を通る光学面から次の仮想面（最後の仮想面に
ついて像面）までの間の偏心光学面の原点として、入射
面の交点について定められた仮想面の場合は、入射する
軸上主光線１、射出面の交点について定められた仮想面
の場合は、射出する軸上主光線１に沿う方向をＺ軸方向
とし、軸上主光線１とプリズム１０の第１入射面（第１
面）１１との交点を通る第１仮想面に関しては、軸上主
光線１の進行方向に沿った方向をＺ軸正方向とし、第１
射出面１６に関する仮想面とについては、第１仮想面か
らその仮想面に到る光路中の反射回数が偶数回の場合に
は軸上主光線１の進行方向に沿った方向をＺ軸正方向と
し、反射回数が奇数回の場合には軸上主光線１の進行方
向と反対方向をＺ軸正方向とし、このＺ軸と像面中心を
含む平面をＹ−Ｚ平面とし、原点を通りＹ−Ｚ平面に直
交し、紙面の手前から裏面側に向かう方向を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
とする。図１には、各仮想面と第１入射面１１の交点に
ついて定められた第１仮想面に関する座標系とを図示し
てある。図２〜図４については、これら仮想面と座標系
の図示は省く。

【００８８】また、実施例５〜８においては、図５に示
すように、軸上主光線１を物体中心を出て、絞り２の中
心を通り、像面３中心に到る光線で定義する。そして、
軸上主光線１と第１プリズム２１の第１入射面（第１
面）１１、第１プリズム２１の射出面１７、第２プリズ
ム２２の入射面１８、第１射出面１６との交点を通り、
第１入射面１１、第２プリズム２２の入射面１８につい
てはその面に入射する軸上主光線１に垂直に、第１プリ
ズム２１の射出面１７、第２プリズム２２の第１射出面
１６についてはその面から射出する軸上主光線１に垂直
に、それぞれ仮想面をとる。各仮想面の交点を、その交
点を通る光学面から次の仮想面（最後の仮想面について
像面）までの間の偏心光学面の原点として、入射面の交
点について定められた仮想面の場合は、入射する軸上主
光線１、射出面の交点について定められた仮想面の場合
は、射出する軸上主光線１に沿う方向をＺ軸方向とし、
軸上主光線１と第１プリズム２１の第１入射面（第１
面）１１との交点を通る第１仮想面に関しては、軸上主
光線１の進行方向に沿った方向をＺ軸正方向とし、その
他の仮想面については、第１仮想面からその仮想面に到
る光路中の反射回数が偶数回の場合には軸上主光線１の
進行方向に沿った方向をＺ軸正方向とし、反射回数が奇
数回の場合には軸上主光線１の進行方向と反対方向をＺ
軸正方向とし、このＺ軸と像面中心を含む平面をＹ−Ｚ
平面とし、原点を通りＹ−Ｚ平面に直交し、紙面の手前
から裏面側に向かう方向を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軸とする。図５に
は、各仮想面と第１入射面１１の交点について定められ
た第１仮想面に関する座標系とを図示してある。図６〜
図８については、これら仮想面と座標系の図示は省く。

【００８９】実施例１〜８では、このＹ−Ｚ平面内で各
面の偏心を行っており、また、各回転非対称自由曲面の
唯一の対称面をＹ−Ｚ面としている。

【００９０】偏心面については、対応する座標系の原点
から、その面の面頂位置の偏心量（Ｘ軸方向、Ｙ軸方
向、Ｚ軸方向をそれぞれＸ，Ｙ，Ｚ）と、その面の中心
軸（自由曲面については、前記（ａ）式のＺ軸）のＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれを中心とする傾き角（それぞれ
α，β，γ（°））とが与えられている。なお、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。

【００９１】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（仮想面を含む。）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、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。なお、面間隔の符号については、第
１仮想面からその基準の光学面（仮想面を含む。）に到
る光路中の反射回数が偶数回の場合には正の値、奇数回
の場合には負の値として示されているが、軸上主光線１
の進行方向に沿っての距離は、何れも正の値である。

【００９２】また、本発明で用いられる自由曲面の面の
形状は前記（ａ）式により定義し、その定義式のＺ軸が
自由曲面の軸となる。

【００９３】なお、データの記載されていない自由曲面
に関する項は０である。屈折率については、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。

【００９４】また、自由曲面の他の定義式として、以下
の（ｂ）式で与えられるＺｅｒｎｉｋｅ多項式がある。
この面の形状は以下の式により定義する。その定義式の
Ｚ軸がＺｅｒｎｉｋｅ多項式の軸となる。回転非対称面
の定義は、Ｘ−Ｙ面に対するＺの軸の高さの極座標で定
義され、ＡはＸ−Ｙ面内のＺ軸からの距離、ＲはＺ軸回
りの方位角で、Ｚ軸から測った回転角で表せられる。

【００９５】ｘ＝Ｒ×cos(A) ｙ＝Ｒ×sin(A) Ｚ＝Ｄ₂ ＋Ｄ₃Ｒcos(A)＋Ｄ₄Ｒsin(A) ＋Ｄ₅Ｒ² cos(2A)＋Ｄ₆（Ｒ²−１）＋Ｄ₇Ｒ² sin(2A) ＋Ｄ₈Ｒ³cos(3A) ＋Ｄ₉（３Ｒ³−２Ｒ）cos(A) ＋Ｄ₁₀（３Ｒ³−２Ｒ）sin(A)＋Ｄ₁₁Ｒ³sin(3A) ＋Ｄ₁₂Ｒ⁴cos(4A)＋Ｄ₁₃（４Ｒ⁴−３Ｒ²）cos(2A) ＋Ｄ₁₄（６Ｒ⁴−６Ｒ²＋１）＋Ｄ₁₅（４Ｒ⁴−３Ｒ²）sin(2A) ＋Ｄ₁₆Ｒ⁴sin(4A) +D₁₇Ｒ⁵cos(5A) ＋Ｄ₁₈（５Ｒ⁵−４Ｒ³）cos(3A) ＋Ｄ₁₉（１０Ｒ⁵−１２Ｒ³＋３Ｒ）cos(A) ＋Ｄ₂₀（１０Ｒ⁵−１２Ｒ³＋３Ｒ）sin(A) ＋Ｄ₂₁（５Ｒ⁵−４Ｒ³）sin(3A) ＋Ｄ₂₂Ｒ⁵sin(5A) ＋Ｄ₂₃Ｒ⁶cos(6A)＋Ｄ₂₄（６Ｒ⁶−５Ｒ⁴）cos(4A) ＋Ｄ₂₅（１５Ｒ⁶−２０Ｒ⁴＋６Ｒ²）cos(2A) ＋Ｄ₂₆（２０Ｒ⁶−３０Ｒ⁴＋１２Ｒ²−１）＋Ｄ₂₇（１５Ｒ⁶−２０Ｒ⁴＋６Ｒ²）sin(2A) ＋Ｄ₂₈（６Ｒ⁶−５Ｒ⁴）sin(4A) ＋Ｄ₂₉Ｒ⁶sin(6A)・・・・・・・・（ｂ）なお、Ｘ軸方向に対称な光学系として設計するには、Ｄ
₄，Ｄ₅，Ｄ₆、Ｄ₁₀０，Ｄ₁₁，Ｄ₁₂，Ｄ₁₃，Ｄ₁₄，Ｄ
₂₀，Ｄ₂₁，Ｄ₂₂…を利用する。

【００９６】その他の面の例として、次の定義式（ｃ）
があげられる。Ｚ＝ΣΣＣ_nmＸＹ例として、ｋ＝７（７次項）を考えると、展開したと
き、以下の式で表せる。Ｚ＝Ｃ₂ ＋Ｃ₃ｙ＋Ｃ₄｜ｘ｜＋Ｃ₅ｙ²＋Ｃ₆ｙ｜ｘ｜＋Ｃ₇ｘ² ＋Ｃ₈ｙ³＋Ｃ₉ｙ²｜ｘ｜＋Ｃ₁₀ｙｘ²＋Ｃ₁₁｜ｘ³｜＋Ｃ₁₂ｙ⁴＋Ｃ₁₃ｙ³｜ｘ｜＋Ｃ₁₄ｙ²ｘ²＋Ｃ₁₅ｙ｜ｘ³｜＋Ｃ₁₆ｘ⁴ ＋Ｃ₁₇ｙ⁵＋Ｃ₁₈ｙ⁴｜ｘ｜＋Ｃ₁₉ｙ³ｘ²＋Ｃ₂₀ｙ²｜ｘ³｜＋Ｃ₂₁ｙｘ⁴＋Ｃ₂₂｜ｘ⁵｜＋Ｃ₂₃ｙ⁶＋Ｃ₂₄ｙ⁵｜ｘ｜＋Ｃ₂₅ｙ⁴ｘ²＋Ｃ₂₆ｙ³｜ｘ³｜＋Ｃ₂₇ｙ²ｘ⁴＋Ｃ₂₈ｙ｜ｘ⁵｜＋Ｃ₂₉ｘ⁶ ＋Ｃ₃₀ｙ⁷＋Ｃ₃₁ｙ⁶｜ｘ｜＋Ｃ₃₂ｙ⁵ｘ²＋Ｃ₃₃ｙ⁴｜ｘ³｜＋Ｃ₃₄ｙ³ｘ⁴＋Ｃ₃₅ｙ²｜ｘ⁵｜＋Ｃ₃₆ｙｘ⁶＋Ｃ₃₇｜ｘ⁷｜・・・（ｃ）なお、本発明の実施例では、前記（ａ）式を用いた自由
曲面で面形状が表現されているが、上記（ｂ）式、
（ｃ）式を用いても同様の作用効果を得られるのは言う
までもない。

【００９７】実施例１〜８は何れも、撮影画角が、水平
半画角２６．３°、垂直半画角２０．３°、像高は１．
６×１．２ｍｍであり、入射瞳径１．１５ｍｍ、焦点距
離３．２４ｍｍ、Ｆナンバーは２．８、銀塩カメラに換
算すると、焦点距離３５ｍｍに相当する。また、本発明
は、本発明の結像光学系を用いた撮像光学系のみなら
ず、その光学系を組み込んだ撮像装置等も含むものであ
る。

【００９８】実施例１、３実施例１、３の軸上主光線を含むＹ−Ｚ断面図をそれぞ
れ図１、図３に示す。これらの実施例の構成パラメータ
は後記するが、自由曲面はＦＦＳで、仮想面はＨＲＰ
（仮想基準面）で示してあり、これ以外の実施例につい
ても同様である。

【００９９】実施例１、３は、物体側から光の通る順
に、絞り２、プリズム１０の物体側部分、プリズム１０
の像側部分、像面（結像面）３からなり、プリズム１０
の物体側部分は、第１入射面１１と、第１反射面１２
と、第２反射面１３とからなり、その順に光線は透過、
反射する。第１反射面１２へ入射する光線と第２反射面
１３から反射された光線がプリズム１０中で交差してい
る。この物体側部分による中間像面４（ただし、図１〜
図８の中間像面４は中間像点を通り軸上主光線１に垂直
に形式的にとっているが、実際にはこの中間像点を通る
回転非対称な曲面形状をしている。）が第２反射面１３
の後に形成される。中間像面４はプリズム１０の像側部
分により像面３に結像されるが、そのプリズム１０の像
側部分は、第３反射面１４と、第４反射面１５と、第１
射出面１６とからなり、その順に光線は反射、透過す
る。また、第３反射面１４へ入射する光線と第４反射面
１５から反射された光線がプリズム１０中で交差してい
る。これらの実施例では、第１入射面１１と第１反射面
１２と第２反射面１３とによって形成される三角形状の
交差光路の光束の回転方向と、第３反射面１４と第４反
射面１５と第１射出面１６とによって形成される三角形
状の交差光路の光束の回転方向とは逆方向になってい
る。

【０１００】また、後記する構成パラメータの第３面か
ら第９面までは第２面の仮想面１を基準とした偏心量で
表されており、像面は第９面の仮想面２からの軸上主光
線に沿った面間隔のみによって表されている。

【０１０１】実施例２、４実施例２、４の軸上主光線を含むＹ−Ｚ断面図をそれぞ
れ図２、図４に示す。これらの実施例の構成パラメータ
は後記する。実施例２、４は、物体側から光の通る順
に、絞り２、プリズム１０の物体側部分、プリズム１０
の像側部分、像面（結像面）３からなり、プリズム１０
の物体側部分は、第１入射面１１と、第１反射面１２
と、第２反射面１３とからなり、その順に光線は透過、
反射する。第１反射面１２へ入射する光線と第２反射面
１３から反射された光線がプリズム１０中で交差してい
る。この物体側部分による中間像面４が第２反射面１３
の後に形成される。中間像面４はプリズム１０の像側部
分により像面３に結像されるが、そのプリズム１０の像
側部分は、第３反射面１４と、第４反射面１５と、第１
射出面１６とからなり、その順に光線は反射、透過す
る。また、第３反射面１４へ入射する光線と第４反射面
１５から反射された光線がプリズム１０中で交差してい
る。これらの実施例では、第１入射面１１と第１反射面
１２と第２反射面１３とによって形成される三角形状の
交差光路の光束の回転方向と、第３反射面１４と第４反
射面１５と第１射出面１６とによって形成される三角形
状の交差光路の光束の回転方向とは同方向になってい
る。

【０１０２】また、後記する構成パラメータの第３面か
ら第９面までは第２面の仮想面１を基準とした偏心量で
表されており、像面は第９面の仮想面２からの軸上主光
線に沿った面間隔のみによって表されている。

【０１０３】実施例５、７実施例５、７の軸上主光線を含むＹ−Ｚ断面図をそれぞ
れ図５、図７に示す。これらの実施例の構成パラメータ
は後記する。実施例５、７は、物体側から光の通る順
に、絞り２、第１プリズム２１、第２プリズム２２、像
面（結像面）３からなり、第１プリズム２１は、第１入
射面１１と、第１反射面１２と、第２反射面１３と、第
２射出面１７とからなり、その順に光線は透過、反射、
透過する。第１反射面１２へ入射する光線と第２反射面
１３から反射された光線が第１プリズム２１中で交差し
ている。この第１入射面１１と第１反射面１２と第２反
射面１３による中間像面４が第２反射面１３と第２透過
面１７の間に形成される。中間像面４は第２透過面１７
と第２プリズム２２により像面３に結像されるが、その
第２プリズム２２は、第２入射面１８と、第３反射面１
４と、第４反射面１５と、第１射出面１６とからなり、
その順に光線は透過、反射、透過する。また、第３反射
面１４へ入射する光線と第４反射面１５から反射された
光線が第２プリズム２２中で交差している。これらの実
施例では、第１入射面１１と第１反射面１２と第２反射
面１３とによって形成される三角形状の交差光路の光束
の回転方向と、第３反射面１４と第４反射面１５と第１
射出面１６とによって形成される三角形状の交差光路の
光束の回転方向とは逆方向になっている。

【０１０４】また、後記する構成パラメータの第３面か
ら第７面までは第２面の仮想面１を基準とした偏心量で
表されており、第８面（仮想面３）の面頂位置は第７面
の仮想面２からの軸上主光線に沿った面間隔のみによっ
て表されており、第９面から第１３面までは第８面の仮
想面３を基準とした偏心量で表されており、像面は第１
３面の仮想面４からの軸上主光線に沿った面間隔のみに
よって表されている。

【０１０５】実施例６、８実施例６、８の軸上主光線を含むＹ−Ｚ断面図をそれぞ
れ図６、図８に示す。これらの実施例の構成パラメータ
は後記する。実施例６、８は、物体側から光の通る順
に、絞り２、第１プリズム２１、第２プリズム２２、像
面（結像面）３からなり、第１プリズム２１は、第１入
射面１１と、第１反射面１２と、第２反射面１３と、第
２射出面１７とからなり、その順に光線は透過、反射、
透過する。第１反射面１２へ入射する光線と第２反射面
１３から反射された光線が第１プリズム２１中で交差し
ている。この第１入射面１１と第１反射面１２と第２反
射面１３による中間像面４が第２反射面１３と第２透過
面１７の間に形成される。中間像面４は第２透過面１７
と第２プリズム２２により像面３に結像されるが、その
第２プリズム２２は、第２入射面１８と、第３反射面１
４と、第４反射面１５と、第１射出面１６とからなり、
その順に光線は透過、反射、透過する。また、第３反射
面１４へ入射する光線と第４反射面１５から反射された
光線が第２プリズム２２中で交差している。これらの実
施例では、第１入射面１１と第１反射面１２と第２反射
面１３とによって形成される三角形状の交差光路の光束
の回転方向と、第３反射面１４と第４反射面１５と第１
射出面１６とによって形成される三角形状の交差光路の
光束の回転方向とは同方向になっている。

【０１０６】また、後記する構成パラメータの第３面か
ら第７面までは第２面の仮想面１を基準とした偏心量で
表されており、第８面（仮想面３）の面頂位置は第７面
の仮想面２からの軸上主光線に沿った面間隔のみによっ
て表されており、第９面から第１３面までは第８面の仮
想面３を基準とした偏心量で表されており、像面は第１
３面の仮想面４からの軸上主光線に沿った面間隔のみに
よって表されている。以下に上記実施例１〜８の構成パ
ラメータを示す。これら表中の“ＦＦＳ”は自由曲面、
“ＨＲＰ”は仮想面を示す。

【０１０７】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 ∞ -1000.00 1 ∞（絞り面） 0.10 2 ∞（ＨＲＰ１） 3 ＦＦＳ偏心(1) 1.4924 57.6 4 ＦＦＳ偏心(2) 1.4924 57.6 5 ＦＦＳ偏心(3) 1.4924 57.6 6 ＦＦＳ偏心(4) 1.4924 57.6 7 ＦＦＳ偏心(5) 1.4924 57.6 8 ＦＦＳ偏心(6) 9 ∞（ＨＲＰ２） 2.60 偏心(7) 像面 ∞ ＦＦＳＣ₄ 1.4745×10^-1 Ｃ₆ 7.9582×10^-2 ＦＦＳＣ₄ -3.9949×10^-2 Ｃ₆ -1.8820×10^-2 ＦＦＳＣ₄ 3.7493×10^-2 Ｃ₆ 3.8549×10^-2 ＦＦＳＣ₄ -7.7376×10^-3 Ｃ₆ -7.8124×10^-3 ＦＦＳＣ₄ 3.9556×10^-2 Ｃ₆ 3.7486×10^-2 ＦＦＳＣ₄ 1.8864×10^-3 Ｃ₆ 1.4064×10^-2 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α 13.83 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ -1.06 Ｚ 6.53 α 13.29 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ -3.99 Ｚ 2.47 α 58.29 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 9.94 α -22.50 β 0.00 γ ０．００偏心（５）Ｘ 0.00 Ｙ 3.16 Ｚ 6.79 α -67.50 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) Ｘ 0.00 Ｙ -1.73 Ｚ 6.79 α -105.63 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) Ｘ 0.00 Ｙ -1.73 Ｚ 6.79 α -81.92 β 0.00 γ 0.00 。

【０１０８】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 ∞ -1000.00 1 ∞（絞り面） 0.10 2 ∞（ＨＲＰ１） 3 ＦＦＳ偏心(1) 1.4924 57.6 4 ＦＦＳ偏心(2) 1.4924 57.6 5 ＦＦＳ偏心(3) 1.4924 57.6 6 ＦＦＳ偏心(4) 1.4924 57.6 7 ＦＦＳ偏心(5) 1.4924 57.6 8 ＦＦＳ偏心(6) 9 ∞（ＨＲＰ２） 3.48 偏心(7) 像面 ∞ ＦＦＳＣ₄ 1.1940×10^-2 Ｃ₆ -1.0089×10^-2 ＦＦＳＣ₄ -3.9281×10^-2 Ｃ₆ -3.8396×10^-2 ＦＦＳＣ₄ 2.2247×10^-2 Ｃ₆ 2.7872×１０^−２ＦＦＳＣ_４ −２．７５６３×10^-2 Ｃ₆ -3.4063×10^-2 ＦＦＳＣ₄ 2.2540×10^-2 Ｃ₆ 2.6264×10^-3 ＦＦＳＣ₄ -4.4925×10^-2 Ｃ₆ -3.3645×10^-2 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α -31.21 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 1.69 Ｚ 4.55 α 42.82 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ -1.46 Ｚ 3.11 α 87.82 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 10.15 α 22.50 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) Ｘ 0.00 Ｙ -3.49 Ｚ 6.66 α 67.50 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) Ｘ 0.00 Ｙ 2.18 Ｚ 6.66 α 110.74 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) Ｘ 0.00 Ｙ 2.18 Ｚ 6.66 α 78.84 β 0.00 γ 0.00 。

【０１０９】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 ∞ -1000.00 1 ∞（絞り面） 0.10 2 ∞（ＨＲＰ１） 3 ＦＦＳ偏心(1) 1.4924 57.6 4 ＦＦＳ偏心(2) 1.4924 57.6 5 ＦＦＳ偏心(3) 1.4924 57.6 6 ＦＦＳ偏心(4) 1.4924 57.6 7 ＦＦＳ偏心(5) 1.4924 57.6 8 ＦＦＳ偏心(6) 9 ∞（ＨＲＰ２） 2.03 偏心(7) 像面 ∞ ＦＦＳＣ₄ 8.5814×10^-2 Ｃ₆ 9.7753×10^-3 Ｃ₈ 4.9999×10^-3 Ｃ₁₃ -5.7617×10^-4 ＦＦＳＣ₄ -4.0084×10^-2 Ｃ₆ -1.4944×10^-2 Ｃ₈ 1.9913×10^-3 Ｃ₁₀ -7.0248×10^-6 Ｃ₁₁ 6.2670×10^-4 Ｃ₁₃ -1.9283×10^-4 Ｃ₁₅ -9.5320×10^-5 ＦＦＳＣ₄ 1.0574×10^-2 Ｃ₆ 3.7396×10^-2 Ｃ₈ 6.2001×10^-3 Ｃ₁₀ 6.0873×10^-4 Ｃ₁₁ 4.6910×10^-4 Ｃ₁₃ -9.8193×10^-4 Ｃ₁₅ -2.9008×10^-4 ＦＦＳＣ₄ -2.8107×10^-2 Ｃ₆ -2.1096×10^-2 Ｃ₈ 3.3309×10^-4 Ｃ₁₀ 1.2654×10^-3 Ｃ₁₁ 1.3182×10^-4 Ｃ₁₃ 5.2249×10^-4 Ｃ₁₅ 1.8213×10^-4 ＦＦＳＣ₄ 2.8668×10^-2 Ｃ₆ 3.3258×10^-2 Ｃ₈ -6.3656×10^-4 C₁₀ -4.3304×10^-4 Ｃ₁₁ 1.7981×10^-5 Ｃ₁₃ 4.1170×10^-4 Ｃ₁₅ 1.1474×10^-4 ＦＦＳＣ₄ 4.5920×10^-3 Ｃ₆ 3.4434×10^-3 Ｃ₈ -2.4885×10^-2 Ｃ₁₃ 7.8349×10^-3 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α 2.31 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ -0.17 Ｚ 6.18 α 25.20 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ -3.90 Ｚ 3.25 α 70.97 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 8.46 α -19.10 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) Ｘ 0.00 Ｙ 2.63 Ｚ 5.11 α -68.53 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) Ｘ 0.00 Ｙ -2.08 Ｚ 4.38 α -100.20 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) Ｘ 0.00 Ｙ -2.08 Ｚ 4.38 α -98.20 β 0.00 γ 0.00 。

【０１１０】実施例４面番号曲率半径面間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ -1000.00 1 ∞（絞り面） 0.10 2 ∞（ＨＲＰ１） 3 ＦＦＳ偏心(1) 1.4924 57.6 4 ＦＦＳ偏心(2) 1.4924 57.6 5 ＦＦＳ偏心(3) 1.4924 57.6 6 ＦＦＳ偏心(4) 1.4924 57.6 7 ＦＦＳ偏心(5) 1.4924 57.6 8 ＦＦＳ偏心(6) 9 ∞（ＨＲＰ２） 2.84 偏心(7) 像面 ∞ ＦＦＳＣ₄ 5.0413×10^-2 Ｃ₆ -3.7336×10^-2 Ｃ₈ 4.9418×10^-2 Ｃ₁₀ -1.4142×10^-2 Ｃ₁₁ 1.3334×10^-2 Ｃ₁₃ 2.3396×10^-2 Ｃ₁₅ -1.8589×10^-4 ＦＦＳＣ₄ -4.0862×10^-2 Ｃ₆ -3.8025×10^-2 Ｃ₈ 1.5530×10^-4 Ｃ₁₀ -1.3834×10^-3 Ｃ₁₁ 3.2358×10^-4 Ｃ₁₃ -2.4997×10^-4 Ｃ₁₅ -1.5955×10^-4 ＦＦＳＣ₄ 1.2784×10^-2 Ｃ₆ 3.6059×10^-2 Ｃ₈ 7.7983×10^-3 Ｃ₁₀ 2.9294×10^-3 ＦＦＳＣ₄ -1.6942×10^-2 Ｃ₆ -2.7882×10^-2 Ｃ₈ -1.8823×10^-3 Ｃ₁₀ 4.5839×10^-4 Ｃ₁₁ 1.7036×10^-4 Ｃ₁₃ 5.5053×10^-5 Ｃ₁₅ 4.1621×10^-5 ＦＦＳＣ₄ 3.7553×10^-2 Ｃ₆ 2.0240×10^-2 Ｃ₈ -9.7555×10^-4 Ｃ₁₀ 1.7498×10^-3 Ｃ₁₁ 5.4919×10^-5 Ｃ₁₃ -4.5536×10^-5 C₁₅ 1.2522×10^-4 ＦＦＳＣ₄ 8.8112×10^-2 Ｃ₆ 1.2154×10^-1 Ｃ₈ -7.5941×10^-2 Ｃ₁₀ -5.8052×10^-3 Ｃ₁₁ 9.6458×10^-3 Ｃ₁₃ -2.7619×10^-3 Ｃ₁₅ 1.4379×10^-2 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α -15.02 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.89 Ｚ 5.03 α 32.50 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ -2.26 Ｚ 2.83 α 77.50 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 10.89 α 22.50 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) Ｘ 0.00 Ｙ -3.21 Ｚ 7.68 α 67.50 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) Ｘ 0.00 Ｙ 1.90 Ｚ 7.68 α 102.09 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) Ｘ 0.00 Ｙ 1.90 Ｚ 7.68 α 83.87 β 0.00 γ 0.00 。

【０１１１】実施例５面番号曲率半径面間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ -1000.00 1 ∞（絞り面） 0.10 2 ∞（ＨＲＰ１） 3 ＦＦＳ偏心(1) 1.4924 57.6 4 ＦＦＳ偏心(2) 1.4924 57.6 5 ＦＦＳ偏心(3) 1.4924 57.6 6 ＦＦＳ偏心(4) 7 ∞（ＨＲＰ２） 1.07 偏心(5) 8 ∞（ＨＲＰ３） 9 ＦＦＳ偏心(6) 1.4924 57.6 10 ＦＦＳ偏心(7) 1.4924 57.6 11 ＦＦＳ偏心(8) 1.4924 57.6 12 ＦＦＳ偏心(9) 13 ∞（ＨＲＰ４） 2.07 偏心(10) 像面 ∞ ＦＦＳＣ₄ 9.9415×10^-2 Ｃ₆ -1.0251×10^-2 ＦＦＳＣ₄ -3.1777×10^-2 Ｃ₆ -4.1381×10^-2 ＦＦＳＣ₄ 1.0921×10^-2 Ｃ₆ 1.9864×10^-3 ＦＦＳＣ₄ -1.3947×10^-1 Ｃ₆ -8.2631×10^-2 ＦＦＳＣ₄ -1.7628×10^-2 Ｃ₆ 8.3247×10^-2 ＦＦＳＣ₄ -1.3188×10^-2 Ｃ₆ -2.2426×10^-2 ＦＦＳＣ₄ 3.3408×10^-2 Ｃ₆ 1.6172×１０^−２ＦＦＳＣ_４ −２．０１７９×10^-2 Ｃ₆ -7.7184×10^-2 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α 0.45 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ -0.03 Ｚ 5.39 α 19.49 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ -2.43 Ｚ 2.46 α 63.66 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 2.62 Ｚ 2.63 α 93.65 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) Ｘ 0.00 Ｙ 2.62 Ｚ 2.63 α 85.26 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α -0.10 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 7.03 α -26.24 β 0.00 γ 0.00 偏心(8) Ｘ 0.00 Ｙ 3.27 Ｚ 4.52 α -71.85 β 0.00 γ 0.00 偏心(9) Ｘ 0.00 Ｙ -2.68 Ｚ 4.39 α -97.19 β 0.00 γ ０．００偏心（１０）Ｘ 0.00 Ｙ -2.68 Ｚ 4.39 α -88.32 β 0.00 γ 0.00 。

【０１１２】実施例６面番号曲率半径面間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ -1000.00 1 ∞（絞り面） 0.10 2 ∞（ＨＲＰ１） 3 ＦＦＳ偏心(1) 1.4924 57.6 4 ＦＦＳ偏心(2) 1.4924 57.6 5 ＦＦＳ偏心(3) 1.4924 57.6 6 ＦＦＳ偏心(4) 7 ∞（ＨＲＰ２） 0.97 偏心(5) 8 ∞（ＨＲＰ３） 9 ＦＦＳ偏心(6) 1.4924 57.6 10 ＦＦＳ偏心(7) 1.4924 57.6 11 ＦＦＳ偏心(8) 1.4924 57.6 12 ＦＦＳ偏心(9) 13 ∞（ＨＲＰ４） 2.40 偏心(10) 像面 ∞ ＦＦＳＣ₄ 1.1706×10^-1 Ｃ₆ -5.6558×10^-2 ＦＦＳＣ₄ -2.0385×10^-2 Ｃ₆ -3.1632×10^-2 ＦＦＳＣ₄ 1.2591×10^-2 Ｃ₆ 2.8642×10^-2 ＦＦＳＣ₄ -1.3808×10^-1 Ｃ₆ -9.3678×１０^−２ＦＦＳＣ_４ −４．４２８９×10^-2 Ｃ₆ 3.3935×10^-2 ＦＦＳＣ₄ -2.1843×10^-2 Ｃ₆ -3.2128×10^-2 ＦＦＳＣ₄ 2.0501×10^-2 Ｃ₆ 3.0838×10^-3 ＦＦＳＣ₄ -1.1510×10^-1 Ｃ₆ -1.6756×10^-3 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α -13.86 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.78 Ｚ 4.77 α 35.40 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ -2.16 Ｚ 3.18 α 82.52 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 4.33 Ｚ 1.62 α 104.75 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) Ｘ 0.00 Ｙ 4.33 Ｚ 1.62 α 102.85 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α 0.80 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) Ｘ 0.00 Ｙ 0.03 Ｚ 7.09 α 25.76 β 0.00 γ 0.00 偏心(8) Ｘ 0.00 Ｙ -2.36 Ｚ 5.16 α 78.05 β 0.00 γ 0.00 偏心(9) Ｘ 0.00 Ｙ 3.60 Ｚ 3.58 α 117.95 β 0.00 γ 0.00 偏心(10) Ｘ 0.00 Ｙ 3.60 Ｚ 3.58 α 98.20 β 0.00 γ 0.00 。

【０１１３】実施例７面番号曲率半径面間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ -1000.00 1 ∞（絞り面） 0.11 2 ∞（ＨＲＰ１） 3 ＦＦＳ偏心(1) 1.4924 57.6 4 ＦＦＳ偏心(2) 1.4924 57.6 5 ＦＦＳ偏心(3) 1.4924 57.6 6 ＦＦＳ偏心(4) 7 ∞（ＨＲＰ２） 1.31 偏心(5) 8 ∞（ＨＲＰ３） 9 ＦＦＳ偏心(6) 1.4924 57.6 10 ＦＦＳ偏心(7) 1.4924 57.6 11 ＦＦＳ偏心(8) 1.4924 57.6 12 ＦＦＳ偏心(9) 13 ∞（ＨＲＰ４） 2.11 偏心(10) 像面 ∞ ＦＦＳＣ₄ 7.9718×10^-2 Ｃ₆ -1.1269×10^-2 Ｃ₈ -1.0176×10^-2 C₁₀ -2.6805×10^-2 Ｃ₁₁ 1.6790×10^-3 Ｃ₁₃ 1.5078×10^-3 Ｃ₁₅ -6.3750×10^-3 ＦＦＳＣ₄ -4.6138×10^-2 Ｃ₆ -4.8462×10^-2 Ｃ₈ -4.4935×10^-5 Ｃ₁₀ -7.7648×10^-4 Ｃ₁₁ 5.4654×10^-4 Ｃ₁₃ -2.2718×10^-4 Ｃ₁₅ -1.4747×10^-4 ＦＦＳＣ₄ 1.3369×10^-2 Ｃ₆ 9.0659×10^-3 Ｃ₈ 9.7824×10^-3 Ｃ₁₀ -1.7847×10^-3 Ｃ₁₁ -1.0220×10^-3 Ｃ₁₃ -2.0190×10^-3 Ｃ₁₅ -1.2885×10^-3 ＦＦＳＣ₄ -1.5289×10^-1 Ｃ₆ -1.4219×10^-1 Ｃ₈ 5.0554×10^-3 Ｃ₁₀ -8.5660×10^-3 Ｃ₁₁ -1.4963×10^-3 Ｃ₁₃ 8.8480×10^-4 Ｃ₁₅ -7.7840×10^-4 ＦＦＳＣ₄ -8.6606×10^-2 Ｃ₆ -3.9618×10^-2 Ｃ₈ -5.2433×10^-3 Ｃ₁₀ -2.0308×10^-2 Ｃ₁₁ -1.6410×10^-4 Ｃ₁₃ 7.6935×10^-4 Ｃ₁₅ -5.7553×10^-4 ＦＦＳＣ₄ -1.8763×10^-2 Ｃ₆ -2.2577×10^-2 Ｃ₈ -5.4033×10^-4 Ｃ₁₀ -3.6774×10^-4 Ｃ₁₁ 5.2947×10^-5 Ｃ₁₃ -5.7964×10^-5 Ｃ₁₅ -7.9440×10^-6 ＦＦＳＣ₄ 3.1927×10^-2 Ｃ₆ 1.6149×10^-2 Ｃ₈ -1.5527×10^-3 Ｃ₁₀ -9.9188×10^-4 Ｃ₁₁ 6.7759×10^-5 Ｃ₁₃ -8.4522×10^-5 Ｃ₁₅ 1.1927×10^-5 ＦＦＳＣ₄ 8.2308×10^-2 Ｃ₆ 4.6678×10^-2 Ｃ₈ -2.7504×10^-2 Ｃ₁₀ 4.9285×10^-3 Ｃ₁₁ 3.1889×10^-4 Ｃ₁₃ 1.4557×10^-3 C₁₅ 6.0455×10^-3 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α -0.81 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.05 Ｚ 5.52 α 19.05 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ -2.55 Ｚ 2.14 α 62.09 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 2.65 Ｚ 2.45 α 96.69 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) Ｘ 0.00 Ｙ 2.65 Ｚ 2.45 α 81.57 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α 13.38 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) Ｘ 0.00 Ｙ 0.55 Ｚ 7.02 α -25.04 β 0.00 γ 0.00 偏心(8) Ｘ 0.00 Ｙ 3.04 Ｚ 5.24 α -79.35 β 0.00 γ 0.00 偏心(9) Ｘ 0.00 Ｙ -2.83 Ｚ 3.76 α -102.06 β 0.00 γ 0.00 偏心(10) X 0.00 Ｙ -2.83 Ｚ 3.76 α -105.20 β 0.00 γ 0.00 。

【０１１４】実施例８面番号曲率半径面間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ -1000.00 1 ∞（絞り面） 0.10 2 ∞（ＨＲＰ１） 3 ＦＦＳ偏心(1) 1.4924 57.6 4 ＦＦＳ偏心(2) 1.4924 57.6 5 ＦＦＳ偏心(3) 1.4924 57.6 6 ＦＦＳ偏心(4) 7 ∞（ＨＲＰ２） 1.08 偏心(5) 8 ∞（ＨＲＰ３） 9 ＦＦＳ偏心(6) 1.4924 57.6 10 ＦＦＳ偏心(7) 1.4924 57.6 11 ＦＦＳ偏心(8) 1.4924 57.6 12 ＦＦＳ偏心(9) 13 ∞（ＨＲＰ４） 2.05 偏心(10) 像面 ∞ ＦＦＳＣ₄ 4.6940×10^-2 Ｃ₆ -5.4801×10^-2 Ｃ₈ 2.4076×10^-2 Ｃ₁₀ -2.5017×10^-2 Ｃ₁₁ 7.6467×10^-3 Ｃ₁₃ 2.4375×10^-2 Ｃ₁₅ -2.6368×10^-3 ＦＦＳＣ₄ -3.8851×10^-2 Ｃ₆ -4.5014×10^-2 Ｃ₈ -2.0800×10^-4 Ｃ₁₀ -1.3013×10^-3 Ｃ₁₁ -5.5109×10^-5 Ｃ₁₃ -4.1175×10^-5 Ｃ₁₅ -4.3413×10^-5 ＦＦＳＣ₄ 1.5483×10^-2 Ｃ₆ 5.8148×10^-3 Ｃ₈ 7.2040×10^-3 Ｃ₁₀ -1.0978×10^-3 Ｃ₁₁ -2.5074×10^-4 Ｃ₁₃ 7.1064×10^-4 Ｃ₁₅ -4.0019×10^-4 ＦＦＳＣ₄ -4.2258×10^-2 Ｃ₆ -1.6036×10^-1 Ｃ₈ -4.3143×10^-2 Ｃ₁₀ -2.0643×10^-4 Ｃ₁₁ 2.9217×10^-3 Ｃ₁₃ 2.9462×10^-3 Ｃ₁₅ -7.6527×10^-4 ＦＦＳＣ₄ -4.9187×10^-2 Ｃ₆ -8.3739×10^-2 Ｃ₈ -4.6136×10^-2 Ｃ₁₀ -2.3379×10^-2 Ｃ₁₁ 1.6330×10^-4 Ｃ₁₃ -3.2823×10^-3 Ｃ₁₅ 1.2878×10^-3 ＦＦＳＣ₄ -2.7971×10^-2 Ｃ₆ -2.9992×10^-2 Ｃ₈ -1.1174×10^-3 Ｃ₁₀ -1.3738×10^-5 Ｃ₁₁ 9.6373×10^-5 Ｃ₁₃ 3.9779×10^-5 Ｃ₁₅ 3.1647×10^-5 ＦＦＳＣ₄ 2.8295×10^-2 Ｃ₆ 9.2540×10^-3 Ｃ₈ 9.1533×10^-4 Ｃ₁₀ 1.2919×10^-3 Ｃ₁₁ 6.1071×10^-5 Ｃ₁₃ -5.1722×10^-5 Ｃ₁₅ 1.6654×10^-4 ＦＦＳＣ₄ 1.2536×10^-1 Ｃ₆ 6.8961×10^-3 Ｃ₈ -7.0960×10^-2 Ｃ₁₀ -8.5531×10^-3 Ｃ₁₁ 2.4529×10^-2 Ｃ₁₃ -9.8519×10^-3 Ｃ₁₅ 3.0143×10^-4 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α -11.36 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.74 Ｚ 5.54 α 30.35 β 0.00 γ 0.00 偏心（３）Ｘ 0.00 Ｙ -1.96 Ｚ 3.51 α 79.66 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 4.73 Ｚ 1.56 α 117.16 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) Ｘ 0.00 Ｙ 4.73 Ｚ 1.56 α 100.69 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.00 α 4.88 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) Ｘ 0.00 Ｙ 0.18 Ｚ 6.51 α 29.22 β 0.00 γ 0.00 偏心(8) Ｘ 0.00 Ｙ -2.40 Ｚ 4.82 α 84.33 β 0.00 γ 0.00 偏心(9) Ｘ 0.00 Ｙ 2.98 Ｚ 2.66 α 113.54 β 0.00 γ 0.00 偏心(10) Ｘ 0.00 Ｙ 2.98 Ｚ 2.66 α 111.00 β 0.00 γ 0.00 。

【０１１５】次に、上記実施例１の横収差図を図９に示
す。この横収差図において、括弧内に示された数字は
（水平（Ｘ方向）画角、垂直（Ｙ方向）画角）を表し、
その画角における横収差を示す。

【０１１６】なお、上記実施例１〜８の条件式（１）〜
（４）の値は次の通りである。条件式実施例１２３４５６７８（１） 0.86 0.87 0.77 0.80 0.71 0.47 0.90 0.77 （２） 0.80 0.49 0.20 0.25 0.24 0.29 0.26 0.30 （３） 0.17 0.61 0.54 0.33 0.30 0.50 0.37 0.55 （４） 0.99 0.81 1.33 0.61 0.59 0.68 0.83 0.93

【０１１７】さて、以上のような本発明の結像光学系
は、物体像を形成しその像をＣＣＤや銀塩フィルムとい
った撮像素子に受光させて撮影を行う撮影装置、とりわ
けカメラに用いることができる。また、物体像を接眼レ
ンズを通して観察する観察装置、とりわけカメラのファ
インダー部の対物光学系としても用いることが可能であ
る。また、内視鏡等の小型の撮像素子を用いた光学装置
用の撮像光学系としても用いることができる。以下に、
その実施形態を例示する。

【０１１８】図１０〜図１２は、本発明の結像光学系を
電子カメラのファインダー部の対物光学系に組み込んだ
構成の概念図を示す。図１０は電子カメラ４０の外観を
示す前方斜視図、図１１は同後方斜視図、図１２は電子
カメラ４０の構成を示す断面図である。電子カメラ４０
は、この例の場合、撮影用光路４２を有する撮影光学系
４１、ファインダー用光路４４を有するファインダー光
学系４３、シャッター４５、フラッシュ４６、液晶表示
モニター４７等を含み、カメラ４０の上部に配置された
シャッター４５を押圧すると、それに連動して撮影用対
物光学系４８を通して撮影が行われる。撮影用対物光学
系４８によって形成された物体像が、ローパスフィルタ
ー、赤外カットフィルター等のフィルター５１を介して
ＣＣＤ４９の撮像面５０上に形成される。このＣＣＤ４
９で受光された物体像は、処理手段５２を介し、電子画
像としてカメラ背面に設けられた液晶表示モニター４７
に表示される。また、この処理手段５２にはメモリ等が
配置され、撮影された電子画像を記録することもでき
る。なお、このメモリは処理手段５２と別体に設けらて
もよいし、フロッピーディスク等により電子的に記録書
込を行うように構成してもよい。また、ＣＣＤ４９に代
わって銀塩フィルムを配置した銀塩カメラとして構成し
てもよい。

【０１１９】さらに、ファインダー用光路４４上には、
ファインダー用対物光学系５３が配置されており、この
ファインダー用対物光学系５３は、カバーレンズ５４、
絞り２、プリズム１０、フォーカス用レンズ６６からな
り、絞り２からプリズム１０までの結像光学系として実
施例１と同様のタイプの光学系を用いている。また、カ
バー部材として用いられているカバーレンズ５４は、負
のパワーを有するレンズであり、画角を拡大している。
また、プリズム１０の後方に配置されているフォーカス
用レンズ６６は光軸の前後方向へ位置調節可能になって
おり、ファインダー用対物光学系５３のピント調節に用
いられる。このファインダー用対物光学系５３によって
結像面６７上に形成された物体像は、像正立部材である
ポロプリズム５５の視野枠５７上に形成される。なお、
視野枠５７は、ポロプリズム５５の第１反射面５６と第
２反射面５８との間を分離し、その間に配置されてい
る。このポリプリズム５５の後方には、正立正像にされ
た像を観察者眼球Ｅに導く接眼光学系５９が配置されて
いる。

【０１２０】このように構成されたカメラ４０は、ファ
インダー用対物光学系５３を少ない光学部材で構成で
き、高性能・低コスト化が実現できると共に、対物光学
系５３の光路自体を折り曲げて構成できるため、カメラ
内部での配置の自由度が増し、設計上有利となる。

【０１２１】なお、図１２の構成において、撮影用対物
光学系４８の構成については言及しなかったが、撮影用
対物光学系４８としては屈折型同軸光学系の他に、本発
明の１つのプリズム１０あるいは２つのプリズム２１、
２２からなる何れかのタイプの結像光学系を用いること
も当然可能である。

【０１２２】次に、図１３は、本発明の結像光学系を電
子カメラ４０の撮影部の対物光学系４８に組み込んだ構
成の概念図を示す。この例の場合は、撮影用光路４２上
に配置された撮影用対物光学系４８は、実施例５と同様
の結像光学系を用いている。この撮影用対物光学系によ
り形成された物体像は、ローパスフィルター、赤外カッ
トフィルター等のフィルター５１を介してＣＣＤ４９の
撮像面５０上に形成される。このＣＣＤ４９で受光され
た物体像は、処理手段５２を介し、液晶表示素子（ＬＣ
Ｄ）６０上に電子像として表示される。また、この処理
手段５２は、ＣＣＤ４９で撮影された物体像を電子情報
として記録する記録手段６１の制御も行う。ＬＣＤ６０
に表示された画像は、接眼光学系５９を介して観察者眼
球Ｅに導かれる。この接眼光学系５９は偏心プリズムか
らなり、この例では、入射面６２と、反射面６３と、反
射と屈折の兼用面６４の３面から構成されている。ま
た、２つの反射作用を持った面６３、６４の中、少なく
とも一方の面、望ましくは両方の面が、光束にパワーを
与え、かつ、偏心収差を補正する唯一の対称面を持つ面
対称自由曲面にて構成されている。そして、この唯一の
対称面は、撮影用対物光学系４８のプリズム２１、２２
が有する面対称自由曲面の唯一の対称面と略同一平面上
に形成されている。また、この撮影用対物光学系４８は
他のレンズ（正レンズ、負レンズ）をプリズム２１、２
２の物体側、プリズム間あるいは像側にその構成要素と
して含んでいてもよい。

【０１２３】このように構成されたカメラ４０は、撮影
用対物光学系４８を少ない光学部材で構成でき、高性能
・低コスト化が実現できると共に、光学系全体を同一平
面上に並べて配置できるため、この配置平面と垂直方向
の厚みの簿型化が実現できる。

【０１２４】なお、本例では、撮影用対物光学系４８の
カバー部材６５はとして、平行平面板を配置している
が、前例と同様に、パワーを持ったレンズを用いてもよ
い。

【０１２５】ここで、カバー部材を設けずに、本発明の
結像光学系中の最も物体側に配置された面をカバー部材
と兼用することもできる。本例ではその最も物体側の面
はプリズム１０の入射面となる。しかし、この入射面が
光軸に対して偏心配置されているため、この面がカメラ
前面に配置されてしまうと、被写体側から見た場合、カ
メラ４０の撮影中心が自分からずれているように錯覚し
てしまい（一般的なカメラ同様、入射面の垂直方向を撮
影していると感じるのが通常である。）、違和感を与え
てしまう。そこで、本例のように、結像光学系の最も物
体側の面が偏心面である場合には、カバー部材６５（又
は、カバーレンズ５４）を設けることが、被写体側から
見た場合に違和感を感じずに、既存のカメラと同じ感覚
で撮影を受けることができ望ましい。

【０１２６】次に、図１４は、本発明による結像光学系
を電子内視鏡の観察系の対物光学系８２に、本発明によ
る結像光学系を電子内視鏡の観察系の接眼光学系８７に
組み込んだ構成の概念図を示す。この例の場合、観察系
の対物光学系８２は実施例１と同様の形態の光学系を用
いており、接眼光学系８７も実施例５と同様の形態の光
学系を用いている。この電子内視鏡は、図１４（ａ）に
示すように、電子内視鏡７１と、照明光を供給する光源
装置７２と、その電子内視鏡７１に対応する信号処理を
行うビデオプロセッサ７３と、このビデオプロセッサ７
３から出力される映像信号を表示するモニター７４と、
このビデオブロセッサ７３と接続され映像信号等に記録
するＶＴＲデッキ７５、及び、ビデオディスク７６と、
映像信号を映像としてプリントアウトするビデオプリン
タ７７と、頭部装着型画像表示装置（ＨＭＤ）７８と共
に構成されており、電子内視鏡７１の挿入部７９の先端
部８０と、その接眼部８１は、図１４（ｂ）に示すよう
に構成されている。光源装置７２から照明さた光束は、
ライトガイドファイバー束８８を通って照明用対物光学
系８９により、観察部位を照明する。そして、この観察
部位からの光が、カバー部材８５を介して、観察用対物
光学系８２によって物体像として形成される。この物体
像は、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等の
フィルター８３を介してＣＣＤ８４の撮像面上に形成さ
れる。さらに、この物体像は、ＣＣＤ８４によって映像
信号に変換され、その映像信号は、図１４（ａ）に示す
ビデオプロセッサ７３により、モニター７４上に直接表
示されると共に、ＶＴＲデッキ７５、ビデオディスク７
６中に記録され、また、ビデオプリンタ７７から映像と
してプリントアウトされる。また、ＨＭＤ７８の画像表
示素子に表示されＨＭＤ７８の装着者に表示される。同
時に、ＣＣＤ８４によって変換された映像信号は接眼部
８１の液晶表示素子（ＬＣＤ）８６上に電子像として表
示され、その表示像は本発明の観察光学系からなる接眼
光学系８７を経て観察者眼球Ｅに導かれる。

【０１２７】このように構成された内視鏡は、少ない光
学部材で構成でき、高性能・低コスト化が実現できると
共に、対物光学系８０が内視鏡の長軸方向に並ぶため、
細径化を阻害することなく上記効果を得ることができ
る。

【０１２８】ところで、結像光学系は光路を逆にするこ
とにより投影光学系としても用いることができる。図１
５に、パソコン９０と液晶プロジェクタ９１とを組み合
わせたプレゼンテーションシステムの投影光学系９６に
本発明によるプリズム光学系を用いた構成の概念図を示
す。この例の場合は、投影光学系９６に実施例１と同様
の結像光学系を光路を逆にして用いている。同図におい
て、パソコン９０上で作成された画像・原稿データは、
モニタ出力から分岐して液晶プロジェクタ９１の処理制
御部９８に出力される。液晶プロジェクタ９１の処理制
御部９８では、この入力されたデータが処理され、液晶
パネル（ＬＣＰ）９３に出力される。液晶パネル９３で
は、この入力画像データに応じた画像が表示される。そ
して、光源９２からの光は、液晶パネル９３に表示した
画像の階調によってその透過量が決定された後、液晶パ
ネル９３直前に配置したフィールドレンズ９５と本発明
の結像光学系を構成するプリズム１０と正レンズのカバ
ーレンズ９４とからなる投影光学系９６を介してスクリ
ーン９７に投影される。

【０１２９】このように構成されたプロジェクタは、少
ない光学部材で構成でき、高性能・低コスト化が実現で
きると共に、小型化が可能である。

【０１３０】次に、本発明による結像光学系をＣＣＤや
フィルター等の撮像素子前方に配置するときの望ましい
構成を図１６に示す。図中、偏心プリズムＰは、本発明
の結像光学系中に含まれるプリズム部材の像側部分ある
いは第２プリズムである。いま、撮像素子の撮像面Ｃ
が、図のように四角形を形成するとき、偏心プリズムＰ
に配置された面対称自由曲面の対称面Ｆが、この撮像面
Ｃの四角形を形成する辺の少なくとも１つと平行になる
ように配置することが、美しい像形成の上で望ましい。

【０１３１】さらに、この撮像面Ｃが正方形や長方形と
いった４つの内角がそれぞれ略９０°にて形成されてい
る場合には、面対称自由曲面の対称面Ｆは、撮像面Ｃの
互いに平行関係にある２辺に対して平行に配置され、よ
り望ましくは、この２辺の中間に配置され、この対称面
Ｆが撮像面Ｃを左右又は上下対称にする位置に一致して
いる構成であることが好ましい。このように構成すれ
ば、装置に組み込むときの組み込み精度が出しやすく、
量産性に効果的である。

【０１３２】さらに、偏心プリズムＰを構成する光学面
である第３反射面、第４反射面、第１射出面の中、複数
の面又は全ての面が面対称自由曲面の場合には、複数の
面又は全ての面の対称面が同一面Ｆ上に配置されるよう
に構成することが、設計上も、収差性能上も望ましい。
そして、この対称面Ｆと撮像面Ｃとの関係は、上述と同
様の関係にあることが望ましい。

【０１３３】以上の本発明の結像光学系及は、例えば次
のように構成することができる。

【０１３４】〔１〕物体像を形成する全体として正の
屈折力を有する結像光学系において、前記結像光学系
が、屈折率（ｎ）が１よりも大きい（ｎ＞１）媒質で形
成されたプリズム部材を有し、前記プリズム部材が、物
体からの光束をプリズム内に入射させる第１入射面と、
プリズム内で光束を反射する第１反射面と第２反射面と
第３反射面と第４反射面と、前記光束をプリズム外に射
出する第１射出面とを有し、前記第２反射面と前記第３
反射面とを結ぶ光路が前記第１入射面と前記第１反射面
とを結ぶ光路と交差すると共に、前記第２反射面と前記
第３反射面とを結ぶ光路が前記第４反射面と前記第１射
出面とを結ぶ光路と交差するように構成され、前記第１
反射面と前記第２反射面との少なくとも一方の面が、光
束にパワーを与える曲面形状を有し、前記曲面形状が偏
心によって発生する収差を補正する回転非対称な面形状
にて構成され、前記第３反射面と前記第４反射面との少
なくとも一方の面が、光束にパワーを与える曲面形状を
有し、前記曲面形状が偏心によって発生する収差を補正
する回転非対称な面形状にて構成され、かつ、前記第１
反射面と前記第４反射面との間に中間像面を形成するよ
うに構成されていることを特徴とする結像光学系。

【０１３５】〔２〕上記１において、前記プリズム部
材が、第１入射面と第１反射面と第２反射面と第３反射
面と第４反射面と第１射出面とを備えた接合又は一体型
の１つのプリズムにて構成されていることを特徴とする
結像光学系。

【０１３６】〔３〕上記１において、前記プリズム部
材が、前記第２反射面と前記第３反射面との間の光路中
で分離された２つのプリズムから構成されていることを
特徴とする結像光学系。

【０１３７】〔４〕上記１から３の何れか１項におい
て、前記プリズム部材が、前記第１入射面と前記第１反
射面と前記第２反射面とによって三角形状の軌道で光束
が回転して第１の交差光路を形成すると共に、前記第３
反射面と前記第４反射面と前記第１射出面とによって三
角形状の軌道で光束が回転して第２の交差光路を形成
し、前記第１の交差光路を形成する三角軌道の光束の回
転方向が、前記第２の交差光路を形成する三角軌道の光
束の回転方向と同一方向であるように構成されているこ
とを特徴とする結像光学系。

【０１３８】〔５〕上記１から３の何れか１項におい
て、前記プリズム部材が、前記第１入射面と前記第１反
射面と前記第２反射面とによって三角形状の軌道で光束
が回転して第１の交差光路を形成すると共に、前記第３
反射面と前記第４反射面と前記第１射出面とによって三
角形状の軌道で光束が回転して第２の交差光路を形成
し、前記第１の交差光路を形成する三角軌道の光束の回
転方向が、前記第２の交差光路を形成する三角軌道の光
束の回転方向と逆方向であるように構成されていること
を特徴とする結像光学系。

【０１３９】〔６〕上記１から５の何れか１項におい
て、前記第１反射面と前記第２反射面とが共に光束にパ
ワーを与える曲面形状を有し、前記曲面形状が偏心によ
って発生する収差を補正する回転非対称な面形状にて構
成されていることを特徴とする結像光学系。

【０１４０】〔７〕上記１から６の何れか１項におい
て、前記第３反射面と前記第４反射面とが共に光束にパ
ワーを与える曲面形状を有し、前記曲面形状が偏心によ
って発生する収差を補正する回転非対称な面形状にて構
成されていることを特徴とする結像光学系。

【０１４１】〔８〕上記１から７の何れか１項におい
て、前記第１入射面が光束にパワーを与える曲面形状を
有し、前記曲面形状が偏心によって発生する収差を補正
する回転非対称な面形状にて構成されていることを特徴
とする結像光学系。

【０１４２】

〔９〕上記１から８の何れか１項におい
て、前記第１射出面が光束にパワーを与える曲面形状を
有し、前記曲面形状が偏心によって発生する収差を補正
する回転非対称な面形状にて構成されていることを特徴
とする結像光学系。

【０１４３】〔１０〕上記１から９の何れか１項にお
いて、前記プリズム部材の有する回転非対称な面形状
が、唯一の対称面を１面のみ有した面対称自由曲面形状
にて構成されていることを特徴とする結像光学系。

【０１４４】〔１１〕上記１０において、前記プリズ
ム部材の有する面対称自由曲面の唯一の対称面が、前記
第１の交差光路の軸上主光線によって形成される面と一
致するように構成されていることを特徴とする結像光学
系。

【０１４５】〔１２〕上記１１において、前記プリズ
ム部材の有する面対称自由曲面の唯一の対称面が、前記
第２の交差光路の軸上主光線によって形成される面と一
致するように構成されていることを特徴とする結像光学
系。

【０１４６】〔１３〕上記１から１２の何れか１項に
おいて、前記中間像面が、前記第２反射面と前記第３反
射面との間に形成されるように前記プリズム部材が構成
されていることを特徴とする結像光学系。

【０１４７】〔１４〕上記１３において、前記中間像
面が略平面形状に構成されるように、前記プリズム部材
の前記中間像面よりも物体側の光学作用面が全体として
偏心収差を補正すると共に、前記プリズム部材の前記中
間像面よりも結像面側の光学作用面が全体として偏心収
差を補正するように構成されていることを特徴とする結
像光学系。

【０１４８】〔１５〕上記１から１４の何れか１項に
おいて、全光学系のＸ方向のパワーをＰｘ、Ｙ方向のパ
ワーをＰｙ、第１反射面、第２反射面、第３反射面、第
４反射面のＸ方向のパワーをそれぞれＰｘ1-1 、Ｐｘ1-
2 、Ｐｘ2-1 、Ｐｘ2-2 、Ｙ方向のパワーをそれぞれＰ
ｙ1-1 、Ｐｙ1-2 、Ｐｙ2-1 、Ｐｙ2-2 とするとき、０．４＜Ｐｘ1-1 ／Ｐｘ＜１．１・・・（１）を満足するように構成されていることを特徴とする結像
光学系。

【０１４９】〔１６〕上記１から１５の何れか１項に
おいて、全光学系のＸ方向のパワーをＰｘ、Ｙ方向のパ
ワーをＰｙ、第１反射面、第２反射面、第３反射面、第
４反射面のＸ方向のパワーをそれぞれＰｘ1-1 、Ｐｘ1-
2 、Ｐｘ2-1 、Ｐｘ2-2 、Ｙ方向のパワーをそれぞれＰ
ｙ1-1 、Ｐｙ1-2 、Ｐｙ2-1 、Ｐｙ2-2 とするとき、０．１＜Ｐｘ1-2 ／Ｐｘ＜０．６・・・（２）を満足するように構成されていることを特徴とする結像
光学系。

【０１５０】〔１７〕上記１から１６の何れか１項に
おいて、全光学系のＸ方向のパワーをＰｘ、Ｙ方向のパ
ワーをＰｙ、第１反射面、第２反射面、第３反射面、第
４反射面のＸ方向のパワーをそれぞれＰｘ1-1 、Ｐｘ1-
2 、Ｐｘ2-1 、Ｐｘ2-2 、Ｙ方向のパワーをそれぞれＰ
ｙ1-1 、Ｐｙ1-2 、Ｐｙ2-1 、Ｐｙ2-2 とするとき、０．２＜Ｐｘ2-1 ／Ｐｘ＜１・・・（３）を満足するように構成されていることを特徴とする結像
光学系。

【０１５１】〔１８〕上記１から１７の何れか１項に
おいて、全光学系のＸ方向のパワーをＰｘ、Ｙ方向のパ
ワーをＰｙ、第１反射面、第２反射面、第３反射面、第
４反射面のＸ方向のパワーをそれぞれＰｘ1-1 、Ｐｘ1-
2 、Ｐｘ2-1 、Ｐｘ2-2 、Ｙ方向のパワーをそれぞれＰ
ｙ1-1 、Ｐｙ1-2 、Ｐｙ2-1 、Ｐｙ2-2 とするとき、０．５＜Ｐｘ2-1 ／Ｐｙ2-1 ＜２．０・・・（４）を満足するように構成されていることを特徴とする結像
光学系。

【０１５２】〔１９〕上記１から１８の何れか１項記
載の結像光学系をファインダー対物光学系として配置
し、さらに、前記ファインダー対物光学系によって形成
された物体像を正立正像させる像正立光学系と、接眼光
学系とから構成されていることを特徴とするファインダ
ー光学系。

【０１５３】〔２０〕上記１９記載のファインダー光
学系と、前記ファインダー光学系と併設された撮影用対
物光学系とを備えて構成されていることを特徴とするカ
メラ装置。

【０１５４】〔２１〕上記１から１８の何れか１項記
載の結像光学系と、前記結像光学系によって形成される
像面上に配置された撮像素子とを備えて構成されている
ことを特徴とする撮像光学系。

【０１５５】〔２２〕上記１から１８の何れか１項記
載の結像光学系を撮影用対物光学系として配置し、前記
撮影用光学系とは別の光路、又は、前記撮影用対物光学
系の光路から分割された光路の何れかの中に配置された
ファインダー光学系を備えて構成されていることを特徴
とするカメラ装置。

【０１５６】〔２３〕上記１から１８の何れか１項記
載の結像光学系と、前記結像光学系によって形成される
像面上に配置された撮像素子と、前記撮像素子で受光さ
れた像情報を記録する記録媒体と、前記記録媒体又は前
記撮像素子からの像情報を受けて観察像を形成する画像
表示素子とを備えて構成されていることを特徴とする電
子カメラ装置。

【０１５７】〔２４〕上記１から１８の何れか１項記
載の結像光学系と、前記結像光学系によって形成される
像を長軸方向に沿って伝達する像伝達部材とを有する観
察系と、照明光源及び前記照明光源からの照明光を前記
長軸方向に沿って伝達する照明光伝達部材を有する照明
系とを備えて構成されていることを特徴とする内視鏡装
置。

【０１５８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、少ない光学素子の構成枚数で高性能、低コス
トな結像光学系を提供することができる。また、少ない
反射回数の反射面を用いて光路を折り畳むことにより小
型化、薄型化された高性能な結像光学系を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の結像光学系の断面図であ
る。

【図２】本発明の実施例２の結像光学系の断面図であ
る。

【図３】本発明の実施例３の結像光学系の断面図であ
る。

【図４】本発明の実施例４の結像光学系の断面図であ
る。

【図５】本発明の実施例５の結像光学系の断面図であ
る。

【図６】本発明の実施例６の結像光学系の断面図であ
る。

【図７】本発明の実施例７の結像光学系の断面図であ
る。

【図８】本発明の実施例８の結像光学系の断面図であ
る。

【図９】実施例１の結像光学系の横収差図である。

【図１０】本発明の結像光学系を適用した電子カメラの
外観を示す前方斜視図である。

【図１１】図１０の電子カメラの後方斜視図である。

【図１２】図１０の電子カメラの構成を示す断面図であ
る。

【図１３】本発明の結像光学系を適用した別の電子カメ
ラの概念図である。

【図１４】本発明の結像光学系を適用した電子内視鏡の
概念図である。

【図１５】プレゼンテーションシステムの投影光学系に
本発明によるプリズム光学系を用いた構成の概念図であ
る。

【図１６】本発明による結像光学系を撮像素子前方に配
置するときの望ましい構成を示す図である。

【図１７】偏心した反射面により発生する像面湾曲を説
明するための概念図である。

【図１８】偏心した反射面により発生する非点収差を説
明するための概念図である。

【図１９】偏心した反射面により発生するコマ収差を説
明するための概念図である。

【図２０】偏心光学系及び光学面のパワーの定義を説明
するための図である。

【符号の説明】

１…軸上主光線２…絞り（瞳）３…像面４…中間像面１０…プリズム１１…第１入射面１２…第１反射面１３…第２反射面１４…第３反射面１５…第４反射面１６…第１射出面１７…第２射出面１８…第２入射面２１…第１プリズム２２…第２プリズム４０…電子カメラ４１…撮影光学系４２…撮影用光路４３…ファインダー光学系４４…ファインダー用光路４５…シャッター４６…フラッシュ４７…液晶表示モニター４８…撮影用対物光学系４９…ＣＣＤ５０…撮像面５１…フィルター５２…処理手段５３…ファインダー用対物光学系５４…カバーレンズ５５…ポロプリズム５６…第１反射面５７…視野枠５８…第２反射面５９…接眼光学系６０…液晶表示素子（ＬＣＤ）６１…記録手段６２…入射面６３…反射面６４…反射と屈折の兼用面６５…カバー部材６６…フォーカス用レンズ６７…結像面７１…電子内視鏡７２…光源装置７３…ビデオプロセッサ７４…モニター７５…ＶＴＲデッキ７６…ビデオディスク７７…ビデオプリンタ７８…頭部装着型画像表示装置（ＨＭＤ）７９…挿入部８０…先端部８１…接眼部８２…観察用対物光学系８３…フィルター８４…ＣＣＤ８５…カバー部材８６…液晶表示素子（ＬＣＤ）８７…接眼光学系８８…ライトガイドファイバー束８９…照明用対物光学系９０…パソコン９１…液晶プロジェクタ９２…光源９３…液晶パネル（ＬＣＰ）９４…カバーレンズ９５…フィールドレンズ９６…投影光学系９７…スクリーン９８…処理制御部Ｍ…凹面鏡Ｓ…偏心光学系Ｅ…観察者眼球Ｐ…偏心プリズムＣ…撮像面Ｆ…面対称自由曲面の対称面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体像を形成する全体として正の屈折力
を有する結像光学系において、前記結像光学系が、屈折率（ｎ）が１よりも大きい（ｎ
＞１）媒質で形成されたプリズム部材を有し、前記プリズム部材が、物体からの光束をプリズム内に入
射させる第１入射面と、プリズム内で光束を反射する第
１反射面と第２反射面と第３反射面と第４反射面と、前
記光束をプリズム外に射出する第１射出面とを有し、前記第２反射面と前記第３反射面とを結ぶ光路が前記第
１入射面と前記第１反射面とを結ぶ光路と交差すると共
に、前記第２反射面と前記第３反射面とを結ぶ光路が前
記第４反射面と前記第１射出面とを結ぶ光路と交差する
ように構成され、前記第１反射面と前記第２反射面との少なくとも一方の
面が、光束にパワーを与える曲面形状を有し、前記曲面
形状が偏心によって発生する収差を補正する回転非対称
な面形状にて構成され、前記第３反射面と前記第４反射
面との少なくとも一方の面が、光束にパワーを与える曲
面形状を有し、前記曲面形状が偏心によって発生する収
差を補正する回転非対称な面形状にて構成され、かつ、前記第１反射面と前記第４反射面との間に中間像面を形
成するように構成されていることを特徴とする結像光学
系。
【請求項２】請求項１において、前記プリズム部材が、第１入射面と第１反射面と第２反
射面と第３反射面と第４反射面と第１射出面とを備えた
接合又は一体型の１つのプリズムにて構成されているこ
とを特徴とする結像光学系。
【請求項３】請求項１において、前記プリズム部材が、前記第２反射面と前記第３反射面
との間の光路中で分離された２つのプリズムから構成さ
れていることを特徴とする結像光学系。