JPH07264459A

JPH07264459A - ミラースキャン機能を有する電子撮像装置のための光学系

Info

Publication number: JPH07264459A
Application number: JP6049186A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Mihara; 伸一三原
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1994-03-18
Publication date: 1995-10-13

Abstract

(57)【要約】【目的】従来のスチルビデオカメラ並の小型で安価な
高精細電子映像入力機器を得るために、従来のＮＴＳ
Ｃ，ＰＡＬ及びＨＤＴＶ規格の撮像デバイスを用いつつ
も、実質的画素数がＨＤＴＶ規格以上で銀塩並みにでき
る光学系を提供すること。【構成】本発明の光学系は、物体側から順に、物点か
らの光軸Ｌ_Cを曲げるための回転ミラー１と、開口絞り
２と、光軸Ｌ_C上を一部又は全体が移動可能な結像光学
系３と、結晶の複屈折を利用した光学的ローパスフィル
タ４と、折り曲げ方向と素通し方向とに光路を分割する
半透鏡５と、半透鏡５により分割された光軸上の夫々共
役な位置に電子撮像デバイス６，７とが配設されて構成
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高精細電子映像入力機
器用光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子画像は、多種多様な処理が可能であ
り、近年、写真としてばかりではなく、コンピュータの
入力情報としての利用が益々盛んになりつつある。しか
しながら、従来の電子撮像装置により得られる電子画像
は、撮像デバイスの画素数が銀塩写真と比較して非常に
少ないため、文字や細かいパターン等の撮像が不可能で
あった。このため、ＨＤＴＶ規格の撮像デバイスを用い
ることも考えられるが、撮像面積が増加し、それに伴っ
て光学系も大型となるが、画素数がまだ不十分である。
又、ラインセンサによるスキャナでは、取り込み速度が
非常に遅く、而も立体的な物体を撮影することが困難で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術の有する問題点に鑑み、従来のスチルビデオ
カメラ並の小型で安価な高精細電子映像入力機器を得る
ために、従来のＮＴＳＣ，ＰＡＬ及びＨＤＴＶ規格の撮
像デバイスを用いつつも、実質的画素数をＨＤＴＶ規格
以上で銀塩並みにできる光学系を提供することを目的と
している。

【０００４】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため、本発明によるミラースキャン機能を有する電
子撮像装置のための光学系は、物体側から順に、物点か
らの光軸を曲げるための回転ミラーと、開口絞りと、光
軸上を一部又は全体が移動可能な結像光学系と、電子撮
像デバイスとを配設して構成されていることを特徴とし
ている。又、本発明の光学系は、前記結像光学系と前記
電子撮像デバイスとの間に、光軸を折り曲げる方向と素
通し方向とに光路を分割する半透鏡が配設されているこ
とを特徴としており、更に、前記電子撮像デバイスの長
辺方向を前記ミラーの回転方向に対し垂直な方向にほぼ
一致させ、前記半透鏡による光軸の折り曲げ方向を前記
ミラーの回転方向を含む平面に対して平行な方向にする
ようにしたことも特徴としている。

【０００５】即ち、本発明の光学系は、図１に示すよう
に、物体（図示せず）側から順に、物点からの光軸Ｌ_C
を曲げるための回転ミラー１と、開口絞り２と、光軸Ｌ
_C上を一部又は全体が移動可能な結像光学系３と、結晶
の複屈折を利用した光学的ローパスフィルタ４と、折り
曲げ方向と素通し方向とに光路を分割する半透鏡５と、
半透鏡５により分割された光路上の夫々共役な位置に電
子撮像デバイス６，７とが配設されて構成されている。
このように、本発明の光学系は、電子撮像装置として画
素数は少ないが、撮像面積の小さな二次元デバイスと、
これに性能上適合した結像光学系と、回転ミラーとが組
み込まれた撮像系を採用し、見込み角の大きな一つの物
体を幾つかの領域に分割し、夫々に対応して前記回転ミ
ラーを回転しつつ、一旦複数の画像として取り込み、そ
れらを画像処理してつなぎ合わせて一つの画像を構成す
るようになっている。

【０００６】従って、本発明による光学系は、安価な撮
像デバイスを用いることができ、更に必要なイメージサ
ークルを小さくできることにより、小型の結像光学系を
実現できる。しかし、本発明の光学系では、画像をつな
ぎ合わせる上で、以下に示す大きな問題点を有してい
る。（１）分割された画像毎に撮影あおり角が異なるた
め、画像をつなぎ合わせた後に図形歪みが発生する。
又、撮影する物体が平面であっても、ミラーの回転と共
に微妙に物体距離がずれ、画面全体に一様にピントを合
わせることができない。（２）結像光学系による歪曲が発生すると、画像のつ
なぎ合わせが不可能になる。（３）隣合った画像の互いに接する部分に視差が発生
すると、画像のつなぎ合わせが不可能になる。

【０００７】しかし、上記（１），（２）の歪みの発生
の問題は、画像信号をディジタル化して、座標変換等の
処理を施すことにより補正が可能であり、その補正処理
後、各画像のつなぎ合わせを行うことにより前記問題は
解決できる。又、あおりによるピントずれのうち、画面
全体でのピントずれに関しては、そのずれが微量である
ため焦点深度内となるように、仕様設定を行うことで対
処可能である。ミラーの回転と共に被写体距離がずれる
問題に関しては、ミラーの回転毎にフォーカス調整を行
えばよいが、その際フォーカシングにより像の大きさが
変化し、同様に仕様設定の変更による補正が必要にな
る。尚、この場合、フォーカス調整量が微量であるため
に、像側主光線が光軸に対しほぼ平行となるようにすれ
ば、補正は事実上不要になる。

【０００８】上記（３）の視差の問題に関しては、上記
（１），（２）の問題とは異なり、電気的補正が不可能
であるため、これについては第一優先で解決されなけれ
ばならない。視差が発生する原因は、結像光学系の入射
瞳に対しミラーの回転の中心が離れているためである。
従って、結像光学系として通常のレンズ系が用いられて
いる限り、この問題は解決され得ない。そこで、本発明
では、撮影する物体のスキャンを行うために、図１に示
したように、物点からの光軸を曲げるための回転ミラー
に続いて、フロント絞りの光学系、即ち結像光学系より
も物体側に開口絞りを設けた光学系を配置できるように
光学系全体を構成し、ミラーの回転中心とその光学系の
入射瞳とが極力接近した形に構成できるようにした。こ
れによって、前記視差を実用上影響のないレベルにまで
補正できるようになる。

【０００９】ところで、前記回転ミラーの回転方向が一
方向に限定されている場合、その方向にのみ広画角が得
られるが、その垂直方向に対する画角は狭いままであ
る。従って、前記ミラーの回転方向に対する垂直方向に
は、二枚の電子撮像デバイス（以下、ＣＣＤという）を
配設することにより対処している。しかしながら、前記
ＣＣＤを同一平面上に並べて配設した場合、有効画像を
連結することができない。そこで、本発明では、前記結
像光学系とその結像点との間に、光を分割する半透鏡を
配設し、又、それにより二分割された夫々の光軸上の共
役な位置にＣＣＤを配設し、更に、各々のＣＣＤにより
得られた画像をつなぎ合わせることによって、回転ミラ
ーの回転軸方向に対し垂直な方向の画角を確保して、画
像の縦横の比のバランスがとれるようしている。即ち、
図２（ａ）に示すように、ＣＣＤ６とＣＣＤ７とを二つ
並べて配置しても、その受光部７ａと７ｂとが接するこ
とはできないため、このＣＣＤ６とＣＣＤ７とを図１に
示したように二つの方向に分割された光軸上の共役な位
置に配設し、ＣＣＤ６及び７夫々により撮像された画像
を合成することにより、結果として、二つのＣＣＤ６，
７の受光部が接するように位置関係を設定している。従
って、図２（ｂ）に示すように、合成された縦長の受光
部が形成されるようになっている。

【００１０】又、ＣＣＤの有効撮像面は通常矩形状であ
るが、その長辺方向を画面分割数の少なくなる回転ミラ
ーの回転方向に対して垂直な方向に一致させるのが好ま
しい。その場合、前記半透鏡による光軸の折り曲げ方向
は、前記ミラーの回転方向を含む平面に対して平行な方
向にした方が、ミラーの光軸方向に対するスペースが少
なくて済むため、効率がよい。尚、ＣＣＤを使用する以
上、折り返し歪みを防止するためのフィルタが必要であ
り、通常、結像光学系とＣＣＤとの間に挿入されるが、
その場合、前記半透鏡よりも物体側に前記フィルタを挿
入すれば、前記フィルタは一セットで済む。又、前記フ
ィルタ及び前記半透鏡の有する偏光作用は、半透鏡によ
る光分割比に影響を及ぼす。従って、前記光学的ローパ
スフィルタのうち最も前記半透鏡に近い位置に配置され
ているものの前記結晶軸の前記結像光学系による結像面
への正射影像の方位角が、前記ミラーの回転方向を含む
平面に対しほぼ４５度になるように前記光学的ローパス
フィルタを配設する必要がある。

【００１１】

【実施例】以下、図示した実施例に基づき、本発明を詳
細に説明する。第一実施例図３は、本実施例にかかる光学系のレンズ構成図であ
り、（ａ）は光学系の光軸に沿う断面図，（ｂ）は上か
ら見た場合の回転ミラーの回転方向を含む面での光軸に
沿う断面図，（ｃ）は横から見た回転ミラーの回転方向
を含む面での光軸に沿う断面図である。図４は、本実施
例の光学系により結像された物体像のＣＣＤでの撮像状
態を説明するための図である。図５は、本実施例にかか
る光学系の収差曲線図であり、（ａ）は球面収差，
（ｂ）は非点収差，（ｃ）は歪曲収差，（ｄ）は倍率の
色収差，（ｅ）はコマ収差を夫々示した図である。

【００１２】図３（ａ）〜（ｃ）において、１は回転ミ
ラー、２は開口絞り、３は結像光学系、４は光学的ロー
パスフィルタ、５は半透鏡、６，７はＣＣＤである。
又、結像光学系３は、正の屈折力を有する第一レンズ群
３ａと、負の屈折力を有する第二レンズ群３ｂと、負の
屈折力を有する第三レンズ群３ｃと、正の屈折力を有す
る第四レンズ群３ｄと、正の屈折力を有する第五レンズ
群３ｅとの五群により構成されている。又、ＣＣＤ７，
８への入射光の直角度の制限が厳しい場合や、半透鏡５
を結像光学系３の像側に挿入し光路を分割する場合に
は、当該光学系の射出瞳に関して、極力テレセントリッ
クとなるように、半透鏡５とＣＣＤ６との間及び半透鏡
５とＣＣＤ７との間には、夫々正の屈折力を有するレン
ズ８，９を追加挿入して構成することが好ましい。これ
により、本発明の光学系からの射出光線が、撮像面に対
しほぼ直角に入射するようになるばかりではなく、フォ
ーカシングによる像の大きさの変化も抑えることができ
る。本発明の光学系は、図３（ｂ）に示したように、半
透鏡５により光路がＣＣＤ６の方向とＣＣＤ７の方向と
に分割される。そして、図４は結像光学系３により形成
された物体像を示しているが、この物体像の上段部Ａは
半透鏡５を素通りしてＣＣＤ６により撮像され、また、
下段部Ｂは半透鏡５により折り曲げられてＣＣＤ７によ
り撮像されるようになっている。図中の矢印Ｃは、回転
ミラー１によるスキャンの方向を示している。

【００１３】又、歪曲収差が発生すると、ＣＣＤ６及び
７により撮像される各画像をつなぎ合わせるために、電
気的に歪曲を補正する必要があるが、光学系による歪曲
の程度は小さい程電気的にも補正し易いので、結像光学
系３の像側に、物体側に凹面を向けた負のメニスカスレ
ンズを第六レンズ群１０として付加すれば、光学系によ
る歪曲収差の発生量を極力小さく抑えることができる。
この場合、光学系全体の屈折力のパワーバランスの関係
上、第三レンズ群３ｃから第五レンズ群３ｅまでのレン
ズ群の正の合成屈折力を強くすることが好ましい。

【００１４】結像光学系３の像側に、光学的ローパスフ
ィルタ４や半透鏡５等の光学部材が挿入されることを考
慮した場合、そのために必要となるスペースを確保する
ために、大きなバックフォーカス長が得られなくてはな
らない。そのためには、本発明の光学系は、第一レンズ
群３ａと第二レンズ群３ｂとの合成屈折力をｆ₁₂、第三
レンズ群３ｃから最終レンズ群までの合成屈折力をｆ₃
とすると、以下に示す条件式（１）を満足することが好
ましい。０．５＜ｆ₃／ｆ₁₂＜４．０・・・・（１）尚、（ｆ₃／ｆ₁₂）の値が上記条件式（１）の取り得る
値の範囲の上限を越えると、必要とされるバックフォー
カス長を得ることが困難となる。又、（ｆ₃／ｆ₁₂）の
値が条件式（１）の取り得る値の範囲の下限を下回る
と、コマ収差や樽型の歪曲収差が発生し易くなる。歪曲
収差も余り大きくなりすぎると、電気的な補正が困難と
なる。

【００１５】加えて、本発明の光学系は、第二レンズ群
３ｂと第三レンズ３ｃとのレンズ間隔をＤ₂₃、光学系全
長の長さをｆとすると、以下に示す条件式（２）を満足
することが好ましい。０．１３＜Ｄ₂₃／ｆ＜０．５・・・・（２）尚、（Ｄ₂₃／ｆ）の値が条件式（２）の取り得る値の範
囲の上限を越えると、当該光学系の全長が長くなりす
ぎ、前記値が条件式（２）の下限値を下回ると、第三レ
ンズ群３ｃから最終レンズ群までの屈折力が強くなりす
ぎて、球面収差やコマ収差を補正しきれなくなる。本発
明の光学系と一体で使用される電子撮像装置は、高精細
画像を得ることが目的であるため、結像光学系として
は、画面周辺部に至るまでかなりの高品質な画像が要求
される。しかしながら、前記撮像装置と一体で使用され
ている従来の光学系は、像面湾曲（ペッツバール和）が
大きくなり易いという欠点を有していた。そこで、本発
明の光学系では、軸外収差の発生を抑制するために、第
一レンズ群３ａと第二レンズ群３ｂとの屈折率の差が極
力大きくなるように構成されている。そのため、本発明
の光学系では、第一レンズ群の屈折率をｎ₁、第二レン
ズ群の屈折率をｎ₂とすると、以下に示す条件式（３）
を満足していることが好ましい。０．２＜ｎ₁−ｎ₂＜０．４３・・・・（３）尚、（ｎ₁−ｎ₂）の値が、条件式（３）の取り得る値
の範囲の下限を下回ると、ペッツバール和を十分に小さ
くすることができず、好ましくない。

【００１６】更に、開口絞り２から離れている第三レン
ズ群３ｃから最終群までの正の合成屈折力があまり強く
なりすぎると、発生する倍率の色収差を補正することが
困難となる。そこで、結像光学系３の最終群に第六レン
ズ群１０として使用される負のメニスカスレンズのアッ
ベ数ν_nを、以下に示す条件式（４）を満足するように
定めることが必要とされる。５＜ν_p−ν_n＜５０・・・・（４）但し、ν_pは結像光学系の第五レンズ群のアッベ数であ
る。尚、（ν_p−ν_n）の値が条件式（４）が取り得る
値の範囲から逸脱すると、発生する倍率の色収差の補正
不足となり易くなる。

【００１７】以下、本実施例にかかる光学系のレンズの
数値データを示す。ｆ₃／ｆ₁₂＝０．６７０２，Ｄ₂₃／ｆ＝０．１４７
６，ｎ₁−ｎ₂＝０．２３１７８，ν_p−ν_n＝２５．
４０

【００１８】ｒ₁＝∞ ｄ₁＝5.3000 ｒ₂＝10.7547 ｄ₂＝2.3500 ｎ₂＝1.77250 ν₂＝49.66 ｒ₃＝-24.4181 ｄ₃＝0.0800 ｒ₄＝-18.3665 ｄ₄＝0.8000 ｎ₄＝1.54072 ν₄＝47.20 ｒ₅＝9.1058 ｄ₅＝3.5431

【００１９】ｒ₆＝-20.2918 ｄ₆＝0.8000 ｎ₆＝1.54814 ν₆＝45.78 ｒ₇＝14.1893 ｄ₇＝2.6210 ｒ₈＝29.8342 ｄ₈＝2.3500 ｎ₈＝1.69680 ν₈＝55.52 ｒ₉＝-29.8342 ｄ₉＝0.1500 ｒ₁₀＝31.5186 ｄ₁₀＝3.6500 ｎ₁₀＝1.69680 ν₁₀＝55.52

【００２０】ｒ₁₁＝-11.6000 ｄ₁₁＝1.0000 ｎ₁₁＝1.69895 ν₁₁＝30.12 ｒ₁₂＝-49.9851 ｄ₁₂＝2.0000 ｒ₁₃＝∞ ｄ₁₃＝0.7700 ｎ₁₃＝1.54771 ν₁₃＝62.83 ｒ₁₄＝∞ ｄ₁₄＝2.1000 ｎ₁₄＝1.52420 ν₁₄＝70.20 ｒ₁₅＝∞ ｄ₁₅＝1.8600 ｎ₁₅＝1.54771 ν₁₅＝62.83

【００２１】ｒ₁₆＝∞ ｄ₁₆＝2.0000 ｎ₁₆＝1.54771 ν₁₆＝62.83 ｒ₁₇＝∞ ｄ₁₇＝8.0000 ｎ₁₇＝1.51633 ν₁₇＝64.15 ｒ₁₈＝∞ ｄ₁₈＝5.0000 ｒ₁₉＝∞ ｄ₁₉＝0.7500 ｎ₁₉＝1.48749 ν₁₉＝70.20 ｒ₂₀＝∞

【００２２】第二実施例図６は、本実施例にかかる光学系のレンズ構成図であ
り、（ａ）は光学系の光軸に沿う断面図，（ｂ）は上か
ら見た回転ミラーの回転方向を含む面での光軸に沿う断
面図，（ｃ）は横から見た回転ミラーの回転方向を含む
面での光軸に沿う断面図である。図７は、本実施例にか
かる光学系の収差曲線図であり、（ａ）は球面収差，
（ｂ）は非点収差，（ｃ）は歪曲収差，（ｄ）は倍率の
色収差，（ｅ）はコマ収差を夫々示した図である。尚、
本実施例における光学系は、第一実施例において示した
光学系の結像光学系を構成しているレンズの設計データ
が異なるのみで、その他の構成は第一実施例の光学系と
同様である。

【００２３】以下、本実施例にかかる光学系のレンズの
数値データを示す。ｆ₃／ｆ₁₂＝２．５１８，Ｄ₂₃／ｆ＝０．１４７
３，ｎ₁−ｎ₂＝０．２５５４４，ν_p−ν_n＝１０．
０９

【００２４】ｒ₁＝∞ ｄ₁＝5.3000 ｒ₂＝11.6527 ｄ₂＝2.6000 ｎ₂＝1.78800 ν₂＝47.38 ｒ₃＝-11.6527 ｄ₃＝0.8000 ｎ₃＝1.53256 ν₃＝45.91 ｒ₄＝11.6527 ｄ₄＝3.5349 ｒ₅＝-5.7149 ｄ₅＝0.8000 ｎ₅＝1.83400 ν₅＝37.16

【００２５】ｒ₆＝30.9492 ｄ₆＝0.3020 ｒ₇＝19.7222 ｄ₇＝4.6000 ｎ₇＝1.60311 ν₇＝60.70 ｒ₈＝-7.6167 ｄ₈＝0.1500 ｒ₉＝57.8307 ｄ₉＝3.1000 ｎ₉＝1.67003 ν₉＝47.25 ｒ₁₀＝-10.7252 ｄ₁₀＝0.4200

【００２６】ｒ₁₁＝-8.5095 ｄ₁₁＝0.9000 ｎ₁₁＝1.83400 ν₁₁＝37.16 ｒ₁₂＝-17.5084 ｄ₁₂＝2.0000 ｒ₁₃＝∞ ｄ₁₃＝0.7700 ｎ₁₃＝1.54771 ν₁₃＝62.83 ｒ₁₄＝∞ ｄ₁₄＝2.1000 ｎ₁₄＝1.52420 ν₁₄＝70.20 ｒ₁₅＝∞ ｄ₁₅＝1.8600 ｎ₁₅＝1.54771 ν₁₅＝62.83

【００２７】ｒ₁₆＝∞ ｄ₁₆＝2.0000 ｎ₁₆＝1.54771 ν₁₆＝62.83 ｒ₁₇＝∞ ｄ₁₇＝8.0000 ｎ₁₇＝1.51633 ν₁₇＝64.15 ｒ₁₈＝∞ ｄ₁₈＝5.0000 ｒ₁₉＝∞ ｄ₁₉＝0.7500 ｎ₁₉＝1.48749 ν₁₉＝70.20 ｒ₂₀＝∞

【００２８】第三実施例図８は、本実施例にかかる光学系のレンズ構成図であ
り、（ａ）は光学系の光軸に沿う断面図，（ｂ）は上か
ら見た回転ミラーの回転方向を含む面での光軸に沿う断
面図，（ｃ）は横から見た回転ミラーの回転方向を含む
面での光軸に沿う断面図である。図９は、本実施例に掛
かる光学系の収差曲線図であり、（ａ）は球面収差，
（ｂ）は非点収差，（ｃ）は歪曲収差，（ｄ）は倍率の
色収差，（ｅ）はコマ収差を夫々示した図である。本実
施例における光学系は、第一実施例に示した光学系とは
結像光学系３に第六レンズ群１０を含んでいない点で異
なっている。

【００２９】以下、本実施例にかかる光学系のレンズの
数値データを示す。ｆ₃／ｆ₁₂＝１．７１０，Ｄ₂₃／ｆ＝０．１５８
４，ｎ₁−ｎ₂＝０．３２０２７

【００３０】ｒ₁＝∞ ｄ₁＝5.3000 ｒ₂＝9.0705 ｄ₂＝2.6000 ｎ₂＝1.83481 ν₂＝42.72 ｒ₃＝-25.9001 ｄ₃＝0.0300 ｒ₄＝-22.0543 ｄ₄＝0.8000 ｎ₄＝1.51454 ν₄＝54.69 ｒ₅＝7.3023 ｄ₅＝3.8005

【００３１】ｒ₆＝-7.4362 ｄ₆＝0.8000 ｎ₆＝1.84666 ν₆＝23.78 ｒ₇＝11.5559 ｄ₇＝4.2000 ｎ₇＝1.51454 ν₇＝54.69 ｒ₈＝-9.1593 ｄ₈＝0.1500 ｒ₉＝21.2403 ｄ₉＝2.7500 ｎ₉＝1.68893 ν₉＝31.08 ｒ₁₀＝-25.4015 ｄ₁₀＝2.0000

【００３２】ｒ₁₁＝∞ ｄ₁₁＝0.7700 ｎ₁₁＝1.54771 ν₁₁＝62.83 ｒ₁₂＝∞ ｄ₁₂＝2.1000 ｎ₁₂＝1.52420 ν₁₂＝70.20 ｒ₁₃＝∞ ｄ₁₃＝1.8600 ｎ₁₃＝1.54771 ν₁₃＝62.83 ｒ₁₄＝∞ ｄ₁₄＝2.0000 ｎ₁₄＝1.54771 ν₁₄＝62.83 ｒ₁₅＝∞ ｄ₁₅＝8.0000 ｎ₁₅＝1.51633 ν₁₅＝64.15 ｒ₁₆＝∞ ｄ₁₆＝5.0000 ｒ₁₇＝∞ ｄ₁₇＝0.7500 ｎ₁₇＝1.48749 ν₁₇＝70.20 ｒ₁₈＝∞

【００３３】第四実施例図１０は、本実施例にかかる光学系のレンズ構成図であ
り、（ａ）は光学系の光軸に沿う断面図，（ｂ）は上か
ら見た回転ミラーの回転方向を含む面での光軸に沿う断
面図，（ｃ）は横から見た回転ミラーの回転方向を含む
面での光軸に沿う断面図である。図１１は、本実施例に
かかる光学系の収差曲線図であり、（ａ）は球面収差，
（ｂ）は非点収差，（ｃ）は歪曲収差，（ｄ）は倍率の
色収差，（ｅ）はコマ収差を夫々示した図である。尚、
本実施例の光学系は、第三実施例において示した光学系
と同様な構成であり、レンズの設計データのみ異なって
いる。

【００３４】以下、本実施例にかかる光学系のレンズの
数値データを示す。ｆ₃／ｆ₁₂＝２．２０９，Ｄ₂₃／ｆ＝０．１４６
５，ｎ₁−ｎ₂＝０．３１６５８

【００３５】ｒ₁＝∞ ｄ₁＝5.3000 ｒ₂＝8.1121 ｄ₂＝2.4000 ｎ₂＝1.83481 ν₂＝42.72 ｒ₃＝-35.8827 ｄ₃＝0.8000 ｎ₃＝1.51823 ν₃＝58.96 ｒ₄＝6.7529 ｄ₄＝3.5158 ｒ₅＝-6.6602 ｄ₅＝0.8000 ｎ₅＝1.84666 ν₅＝23.78

【００３６】ｒ₆＝9.9736 ｄ₆＝4.5000 ｎ₆＝1.51454 ν₆＝54.69 ｒ₇＝-8.6830 ｄ₇＝0.1500 ｒ₈＝19.4410 ｄ₈＝2.8000 ｎ₈＝1.68893 ν₈＝31.08 ｒ₉＝-28.3164 ｄ₉＝2.0000 ｒ₁₀＝∞ ｄ₁₀＝0.7700 ｎ₁₀＝1.54771 ν₁₀＝62.83

【００３７】ｒ₁₁＝∞ ｄ₁₁＝2.1000 ｎ₁₁＝1.52420 ν₁₁＝70.20 ｒ₁₂＝∞ ｄ₁₂＝1.8600 ｎ₁₂＝1.54771 ν₁₂＝62.83 ｒ₁₃＝∞ ｄ₁₃＝2.0000 ｎ₁₃＝1.54771 ν₁₃＝62.83 ｒ₁₄＝∞ ｄ₁₄＝8.0000 ｎ₁₄＝1.51633 ν₁₄＝64.15 ｒ₁₅＝∞ ｄ₁₅＝5.0000 ｒ₁₆＝∞ ｄ₁₆＝0.7500 ｎ₁₆＝1.48749 ν₁₆＝70.20 ｒ₁₇＝∞

【００３８】但し、上記各実施例において、ｒ₁，
ｒ₂，・・・・は各レンズ面の曲率半径、ｄ₁，ｄ₂，
・・・・は各レンズの肉厚又はレンズ間隔、ｎ₁，
ｎ₂，・・・・は各レンズの屈折率、ν₁，ν₂，・・
・・は各レンズのアッベ数である。

【００３９】更に、本発明による光学系は、上記実施例
において説明したように、以下のように構成することも
可能である。（１）前記光学的ローパスフィルタのうち最も前記半透
鏡側に配置されているものの結晶軸の前記結像光学系に
よる結像面への正射影像の方位角が、前記ミラーの回転
方向を含む平面に対しほぼ４５度になるようにしたこと
を特徴とする請求項４に記載のミラースキャン機能を有
する電子撮像装置のための光学系。（２）前記結像光学系は、物体側から順に、正の屈折力
を有する第一レンズ群と、負の屈折力を有する第二レン
ズ群と、負の屈折力を有する第三レンズ群と、正の屈折
力を有する第四レンズ群と、正の屈折力を有する第五レ
ンズ群とにより構成されていることを特徴とする請求項
１乃至４及び前記（１）に記載のミラースキャン機能を
有する電子撮像装置のための光学系。

【００４０】（３）前記結像光学系と前記光学的ローパ
スフィルタとの間には、第六レンズ群として物体側に凹
面を向けた負のメニスカスレンズが配設されていること
を特徴とする請求項１乃至４及び前記（１），（２）に
記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置のため
の光学系。（４）前記結像光学系は、その像側に光学部材を挿入可
能なように、以下に示す条件式を満足するようにしたこ
とを特徴とする前記（２）又は（３）に記載のミラース
キャン機能を有する電子撮像装置のための光学系。０．
５＜ｆ₃／ｆ₁₂＜４．０但し、ｆ₃は前記結像光学系の
第三レンズ群から最終群までの合成屈折力、ｆ ₁₂は前記
結像光学系の第一レンズ群と第二レンズ群との合成屈折
力である。（５）前記結像光学系は、発生するコマ収差及び歪曲収
差の補正のために、以下に示す条件式を満足するように
したことを特徴とする前記（４）に記載のミラースキャ
ン機能を有する電子撮像装置のための光学系。０．１３＜Ｄ₂₃／ｆ＜０．５但し、Ｄ₂₃は前記結像光学系の第二レンズ群と第三レン
ズ群との間隔、ｆは前記結像光学系の全長の長さであ
る。

【００４１】（６）前記結像光学系は、像面収差（ペッ
ツバール和）を最適に補正するために、以下に示す条件
式を満足するようにしたことを特徴とする前記（５）に
記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置のため
の光学系。０．２＜ｎ₁−ｎ₂＜０．４３但し、ｎ₁は前記結像光学系の第一レンズ群の屈折率、
ｎ₂は前記結像光学系の第二レンズ群の屈折率である。（７）前記結像光学系は、発生する倍率の色収差を補正
するために、以下に示す条件式を満足するようにしたこ
とを特徴とする前記（６）に記載のミラースキャン機能
を有する電子撮像装置のための光学系。５＜ν_p−ν_n＜５０但し、ν_pは結像光学系の第五レンズ群のアッベ数、ν
_nは前記第六レンズ群のアッベ数である。

【００４２】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、安価で
画素数が少なく、又、有効撮像面積の小さな従来のＣＣ
Ｄと、それに見合った性能であり大きさである安価で小
型の光学系を用いつつも、実質画素数がＨＤＴＶ規格以
上で銀塩並みの高精細な画像を容易に得ることができ
る。これにより、従来の簡易な電子撮像装置では不可能
であった細かい文字やパターン等の撮像が手軽に行え、
操作性の良好な情報処理システムの画像入力機器を実現
できる。そして、このようなミラースキャン機能を有す
る装置において、従来の結像光学系を用いた場合に生じ
るスキャンニング中の視差を、本発明の光学系を用いる
ことにより解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学系の原理構成図である。

【図２】本発明による光学系において使用されるＣＣＤ
の配置構成を説明するための図である。

【図３】本発明の第一実施例にかかる光学系のレンズ構
成図であり、（ａ）は光学系の光軸に沿う断面図，
（ｂ）は上から見た回転ミラーの回転方向を含む面での
光軸に沿う断面図，（ｃ）は横から見た回転ミラーの回
転方向を含む面での光軸に沿う断面図である。

【図４】本発明による光学系により結像された物体像の
ＣＣＤでの撮像状態を説明するための図である。

【図５】本発明の第一実施例にかかる光学系の収差曲線
図であり、（ａ）は球面収差，（ｂ）は非点収差，
（ｃ）は歪曲収差，（ｄ）は倍率の色収差，（ｅ）はコ
マ収差を夫々示している。

【図６】本発明の第二実施例にかかる光学系のレンズ構
成図であり、（ａ）は光学系の光軸に沿う断面図，
（ｂ）は上から見た回転ミラーの回転方向を含む面での
光軸に沿う断面図，（ｃ）は横から見た回転ミラーの回
転方向を含む面での光軸に沿う断面図である。

【図７】本発明の第二実施例にかかる光学系の収差曲線
図であり、（ａ）は球面収差，（ｂ）は非点収差，
（ｃ）は歪曲収差，（ｄ）は倍率の色収差，（ｅ）はコ
マ収差を夫々示している。

【図８】本発明の第三実施例にかかる光学系のレンズ構
成図であり、（ａ）は光学系の光軸に沿う断面図，
（ｂ）は上から見た回転ミラーの回転方向を含む面での
光軸に沿う断面図，（ｃ）は横から見た回転ミラーの回
転方向を含む面での光軸に沿う断面図である。

【図９】本発明の第三実施例にかかる光学系の収差曲線
図であり、（ａ）は球面収差，（ｂ）は非点収差，
（ｃ）は歪曲収差，（ｄ）は倍率の色収差，（ｅ）はコ
マ収差を夫々示している。

【図１０】本発明の第四実施例にかかる光学系のレンズ
構成図であり、（ａ）は光学系の光軸に沿う断面図，
（ｂ）は上から見た回転ミラーの回転方向を含む面での
光軸に沿う断面図，（ｃ）は横から見た回転ミラーの回
転方向を含む面での光軸に沿う断面図である。

【図１１】本発明の第四実施例にかかる光学系の収差曲
線図であり、（ａ）は球面収差，（ｂ）は非点収差，
（ｃ）は歪曲収差，（ｄ）は倍率の色収差，（ｅ）はコ
マ収差を夫々示している。

【符号の説明】

１回転ミラー２開口絞り３結像光学系３ａ第一レンズ群３ｂ第二レンズ群３ｃ第三レンズ群３ｄ第四レンズ群３ｅ第五レンズ群４光学的ローパスフィルタ５半透鏡６，７ＣＣＤ８，９正レンズ１０第六レンズ群

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【手続補正書】

【提出日】平成６年１２月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため、本発明によるミラースキャン機能を有する電
子撮像装置のための光学系は、物体側から順に、物点か
らの光軸を曲げるための回転ミラーと、開口絞りと、光
軸上を一部又は全体が移動可能な結像光学系と、電子撮
像デバイスとを配設して構成されていることを特徴とし
ている。又、本発明の光学系は、前記結像光学系と前記
電子撮像デバイスとの間に、光軸を折り曲げる方向と素
通し方向とに光路を分割する半透鏡が配設されているこ
とを特徴としており、更に、前記電子撮像デバイスの長
辺方向を前記ミラーの回転方向を含む平面に対し垂直な
方向にほぼ一致させ、前記半透鏡による光軸の折り曲げ
方向を前記ミラーの回転方向を含む平面に対して平行な
方向にするようにしたことも特徴としている。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から順に、物点からの光軸を曲げ
るための回転ミラーと、開口絞りと、光軸上を一部又は
全体が移動可能な結像光学系と、電子撮像デバイスとを
配設して構成されていることを特徴とするミラースキャ
ン機能を有する電子撮像装置のための光学系。
【請求項２】前記結像光学系と前記電子撮像デバイス
との間に、光軸を折り曲げる方向と素通し方向とに光路
を分割する半透鏡が配設されていることを特徴とする請
求項１に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装
置のための光学系。
【請求項３】前記電子撮像デバイスの長辺方向を前記
ミラーの回転方向に対し垂直な方向にほぼ一致させ、
又、前記半透鏡による光軸の折り曲げ方向を前記ミラー
の回転方向を含む平面に対して平行な方向にするように
したことを特徴とする請求項１又は２に記載のミラース
キャン機能を有する電子撮像装置のための光学系。
【請求項４】前記結像光学系と前記半透鏡との間に、
結晶の複屈折を利用した光学的ローパスフィルタが配設
されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のミ
ラースキャン機能を有する電子撮像装置のための光学
系。