JP2002287033A - 光学装置 - Google Patents

光学装置

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JP2002287033A
JP2002287033A JP2001221076A JP2001221076A JP2002287033A JP 2002287033 A JP2002287033 A JP 2002287033A JP 2001221076 A JP2001221076 A JP 2001221076A JP 2001221076 A JP2001221076 A JP 2001221076A JP 2002287033 A JP2002287033 A JP 2002287033A
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variable
mirror
optical
variable mirror
optical system
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JP2001221076A
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English (en)
Inventor
Kimihiko Nishioka
公彦 西岡
Tetsuo Nagata
哲生 永田
Tetsuei Takeyama
哲英 武山
Toshiyuki Nagaoka
利之 永岡
Kazuhito Hayakawa
和仁 早川
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば反射型の光学特性可変光学素子、光学
特性可変ミラー等を用いて機械的可動部なしで視度調節
等を実現する光学装置。 【解決手段】 光学特性可変ミラー9は、アルミコーテ
ィングされた薄膜9aと複数の電極9bからなる光学特
性可変ミラーであり、可変抵抗器11と電源スイッチ1
3を介して薄膜9aと電極9b間に電源12が接続さ
れ、可変抵抗器11の抵抗値は演算装置14により制御
される。反射面としての薄膜9aの形状は、結像性能が
最適になるように演算装置14からの信号により各可変
抵抗器11の抵抗値を変化させることにより制御され
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、光学装置に関し、
例えば眼で観察を行う光学系を備えた光学装置、あるい
は、撮像光学系を備えた光学装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】デジタルカメラのケプラー式ファインダ
ー等では、観察者の視度に合わせて視度調節を行う必要
がある。このため、図80に示すように、対物レンズ9
02、ポロII型プリズム903、接眼レンズ901か
らなる従来例のファインダーでは、接眼レンズ901を
前後に動かしている。しかし、レンズを前後に動かすた
めの機械的構造物が必要で、スペースをとる等の欠点が
あった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】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、例えば反射型の光学特性可変光学素子、光学特性可
変ミラー等を用いて機械的可動部なしで視度調節等を実
現する光学装置を提供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の光学装置は、例
えば次のようなものを含むものである。
【0005】〔1〕 光学特性可変光学素子。
【0006】〔2〕 光学特性可変ミラー。
【0007】〔3〕 静電気力を用いたことを特徴とす
る上記2記載の光学特性可変ミラー。
【0008】〔4〕 有機材料あるいは合成樹脂を用い
たことを特徴とする上記2記載の光学特性可変ミラー。
【0009】〔5〕 電磁気力を用いたことを特徴とす
る上記2記載の光学特性可変ミラー。
【0010】〔6〕 永久磁石を備え、電磁気力を用い
たことを特徴とする上記2記載の光学特性可変ミラー。
【0011】〔7〕 コイルと永久磁石とを備え、電磁
気力を用いたことを特徴とする上記2記載の光学特性可
変ミラー。
【0012】〔8〕 永久磁石と、ミラー基板と一体化
されたコイルとを備え、電磁気力を用いたことを特徴と
する上記2記載の光学特性可変ミラー。
【0013】
〔9〕 コイルと、ミラー基板と一体化さ
れた永久磁石とを備え、電磁気力を用いたことを特徴と
する上記2記載の光学特性可変ミラー。
【0014】〔10〕 複数のコイルと、ミラー基板と
一体化された永久磁石とを備え、電磁気力を用いたこと
を特徴とする上記2記載の光学特性可変ミラー。
【0015】〔11〕 複数のコイルと永久磁石とを備
え、電磁気力を用いたことを特徴とする上記2記載の光
学特性可変ミラー。
【0016】〔12〕 永久磁石と、ミラー基板と一体
化された複数のコイルとを備え、電磁気力を用いたこと
を特徴とする上記2記載の光学特性可変ミラー。
【0017】〔13〕 コイルを備え、電磁気力を用い
たことを特徴とする上記2記載の光学特性可変ミラー。
【0018】〔14〕 複数のコイルを備え、電磁気力
を用いたことを特徴とする上記2記載の光学特性可変ミ
ラー。
【0019】〔15〕 強磁性体を備え、電磁気力を用
いたことを特徴とする上記2記載の光学特性可変ミラ
ー。
【0020】〔16〕 強磁性体と対向配置されたコイ
ルを備え、電磁気力を用いたことを特徴とする上記2記
載の光学特性可変ミラー。
【0021】〔17〕 強磁性体のミラー基板とコイル
とを備え、電磁気力を用いたことを特徴とする上記2記
載の光学特性可変ミラー。
【0022】〔18〕 流体で駆動されることを特徴と
する可変ミラー。
【0023】〔19〕 流体で駆動されることを特徴と
する光学特性可変ミラー。
【0024】〔20〕 光学特性可変レンズとミラーを
組み合わせてなることを特徴とする光学特性可変ミラ
ー。
【0025】〔21〕 光学特性が可変で拡張曲面を備
えたことを特徴とする光学素子。
【0026】〔22〕 複数の電極を備えているとを特
徴とする光学特性可変光学素子。
【0027】〔23〕 複数の電極を備えているとを特
徴とする光学特性可変ミラー。
【0028】〔24〕 複数の電極が同一の平面にない
複数の電極を備えていることを特徴とする上記23記載
の光学特性可変ミラー。
【0029】〔25〕 複数の電極を備え、複数の電極
が曲面上に形成されていることを特徴とする上記23記
載の光学特性可変ミラー。
【0030】〔26〕 静電気力で駆動することを特徴
とする上記2、20〜23の何れか1項記載の光学特性
可変光学素子、光学特性可変ミラー、光学素子。
【0031】〔27〕 圧電物質を用いたことを特徴と
する上記2、20〜23の何れか1項記載の光学特性可
変光学素子、光学特性可変ミラー、光学素子。
【0032】〔28〕 複数の電極を備えたことを特徴
とする光学特性可変レンズ。
【0033】〔29〕 液晶を用いたことを特徴とする
上記1、20〜22、28の何れか1項記載の光学特性
可変光学素子、光学特性可変ミラー、光学特性可変レン
ズ。
【0034】〔30〕 周波数を変化させることで液晶
の配向を変えることを特徴とする上記29記載の光学特
性可変光学素子、光学特性可変ミラー、光学特性可変レ
ンズ。
【0035】〔31〕 ある状態での面形状が回転二次
曲面の一部に近い形状であることを特徴とする光学特性
可変ミラー。
【0036】〔32〕 ある状態での面形状の回転二次
曲面の一部からのズレが式(2)を満たすことを特徴と
する上記31記載の光学特性可変ミラー。
【0037】〔33〕 ある状態での面形状の回転二次
曲面の一部からのズレが1mm以内であることを特徴と
する上記31記載の光学特性可変ミラー。
【0038】〔34〕 反射面の一部に光を反射しない
部分を有することを特徴とする上記31記載の光学特性
可変ミラー。
【0039】〔35〕 光学特性可変ミラーに対向する
部材の表面に電極を設けたことを特徴とする上記31記
載の光学特性可変ミラー〔36〕 形状を制御する情報
をメモリに記憶していることを特徴とする上記31記載
の光学特性可変ミラー〔37〕 光学特性可変ミラーに
対向して設けられた光学素子の屈折率が式(1)を満た
すことを特徴とする光学系。
【0040】〔38〕 上記1から37の何れか1項記
載の光学特性可変光学素子、光学特性可変ミラー、可変
ミラー、光学素子、光学特性可変レンズ又は光学系を備
えたことを特徴とする光学系。
【0041】〔39〕 拡張曲面プリズムを含むことを
特徴とする上記38記載の光学系。
【0042】〔40〕 光学特性可変ミラーに対して光
線を斜入射させる光学特性可変ミラーを備えた上記38
記載の光学系。
【0043】〔41〕 合成樹脂を用いた光学素子、あ
るいは、合成樹脂を用いた枠を含むことを特徴とする上
記38から40の何れか1項記載の光学系。
【0044】〔42〕 光学特性可変光学素子の光学特
性を変化させることにより、光学系の結像状態の変化を
補償することを特徴とする光学系。
【0045】〔43〕 光学特性可変光学素子の光学特
性を変化させることにより、光学系の温度変化、湿度変
化、製作誤差、ブレ、ピント、視度の何れか1つ以上を
主に補償することを特徴とする光学系。
【0046】〔44〕 光学特性可変光学素子を備えた
ブレ防止を行うことを特徴とする光学系。
【0047】〔45〕 光学特性可変光学素子を備えて
おり解像力を向上させることを特徴とする光学系。
【0048】〔46〕 光学特性可変光学素子を備えた
ズーミング機能あるいは可変焦点機能を備えたことを特
徴とする光学系。
【0049】〔47〕 光学特性可変光学素子、又は、
拡張曲面プリズムの少なくとも1つ以上を備え、信号伝
達又は信号処理機能を備えたことを特徴とする光学系。
【0050】〔48〕 偶数個の光学特性可変ミラーを
有することを特徴とする光学系。
【0051】〔49〕 偶数個の反射面を持つ光学系に
おいて、偶数個の光学特性可変ミラーを有することを特
徴とする光学系。
【0052】〔50〕 偶数個の反射面を持つ光学系に
おいて、静電気力あるいは流体で駆動する光学特性可変
ミラーを偶数個有することを特徴とする光学系。
【0053】〔51〕 偶数、かつ、4個以上の反射面
を持つ光学系において、静電気力あるいは流体で駆動す
ることを特徴とする光学特性可変ミラーを偶数個有する
光学系。
【0054】〔52〕 複数の光学特性可変ミラーを備
え、かつ、式(8)を満たすことを特徴とする光学系。
【0055】〔53〕 上記38から41の何れか1項
記載の光学系を備えたことを特徴とする上記42から5
2の何れか1項記載の光学系。
【0056】〔54〕 可変ミラーを備えたブレ防止を
行うことを特徴とす光学系。
【0057】〔55〕 可変レンズを備えたブレ防止を
行うことを特徴とする光学系。
【0058】〔56〕 光学特性可変ミラーと回転対称
面を有する光学素子を備えたことを特徴とする結像光学
系。
【0059】〔57〕 光学特性可変ミラーと回転対称
面を有する光学素子を備えたことを特徴とする電子撮像
装置用光学系。
【0060】〔58〕 光学特性可変ミラーと回転対称
面を有する光学素子を備えたことを特徴とする側視ある
いは斜視の電子内視鏡用光学系。
【0061】〔59〕 光学特性可変ミラーと回転対称
面を有する光学素子とプリズムを備えたことを特徴とす
る側視あるいは斜視の電子内視鏡用光学系。
【0062】〔60〕 複数の光学特性可変ミラーと回
転対称面を有する光学素子を備えた結像光学系。
【0063】〔61〕 複数の光学特性可変ミラーと回
転対称面を有する光学素子を備えたことを特徴とする電
子撮像装置用光学系。
【0064】〔62〕 複数の光学特性可変ミラーと回
転対称面を有する光学素子を備え、ズーム機能を有する
ことを特徴とする電子撮像装置用光学系。
【0065】〔63〕 複数の焦点距離を切り換えるこ
とが可能な光学特性可変光学素子を備えたことを特徴と
する光学系。
【0066】〔64〕 上記38から63の何れか1項
記載の光学特性可変光学素子、光学特性可変ミラー、可
変ミラー、光学素子、光学特性可変レンズ、光学系又は
結像光学系を備えていることを特徴とする撮像装置。
【0067】〔65〕 上記38から63の何れか1項
記載の光学特性可変光学素子、光学特性可変ミラー、可
変ミラー、光学素子、光学特性可変レンズ、光学系又は
結像光学系を備えていることを特徴とする電子撮像装
置。
【0068】〔66〕 上記38から63の何れか1項
記載の光学特性可変光学素子、光学特性可変ミラー、可
変ミラー、光学素子、光学特性可変レンズ、光学系又は
結像光学系を備えていることを特徴とする観察装置。
【0069】〔67〕 上記38から63の何れか1項
記載の光学特性可変光学素子、光学特性可変ミラー、可
変ミラー、光学素子、光学特性可変レンズ、光学系又は
結像光学系を備えていることを特徴とする光学装置。
【0070】〔68〕 上記38から63の何れか1項
記載の光学特性可変光学素子、光学特性可変ミラー、可
変ミラー、光学素子、光学特性可変レンズ、光学系又は
結像光学系を備えていることを特徴とする結像装置。
【0071】〔69〕 奇数個の反射面を有する光学系
を備え、光学特性可変ミラーと画像の反転処理部とを備
えたことを特徴とする光学装置。
【0072】〔70〕 奇数個の反射面を有する光学系
を備え、光学特性可変ミラーと画像の反転処理部とを備
えたことを特徴とする撮像装置。
【0073】〔71〕 光学特性可変ミラーを用いたこ
とを特徴とするケプラー式の観察装置。
【0074】〔72〕 光学特性可変ミラーを用いたこ
とを特徴とするガリレオ式の観察装置。
【0075】〔73〕 光学特性可変ミラーを用いたこ
とを特徴とするファインダー。
【0076】〔74〕 観察方向がカメラ、デジタルカ
メラ、TVカメラ、VTRカメラ等の厚さ方向から20
°以内である光学特性可変ミラーを有することを特徴と
するカメラ、デジタルカメラ、TVカメラ、VTRカメ
ラ等のファインダー。
【0077】〔75〕 光学特性可変ミラーを用いたこ
とを特徴とするガリレオ式のファインダー又はガリレオ
式の望遠鏡。
【0078】〔76〕 光学特性可変ミラーを用いたこ
とを特徴とするケプラー式のファインダー又はケプラー
式の望遠鏡。
【0079】〔77〕 光学特性可変ミラーを用いたこ
とを特徴とする一眼レフ撮像装置。
【0080】〔78〕 光学特性可変ミラーを用いたこ
とを特徴とする望遠鏡。
【0081】〔79〕 光学特性可変ミラーを用いたこ
とを特徴とする観察装置。
【0082】〔80〕 部分的に視度を変えることがで
きることを特徴とする観察装置。
【0083】〔81〕 光学特性可変ミラーを用いたこ
とを特徴とするビューファインダー。
【0084】〔82〕 光学特性可変ミラーを用いたこ
とを特徴とするヘッドマウンテッドディスプレイ。
【0085】〔83〕 部分的に視度を変えることがで
きる光学特性可変ミラーを用いたことを特徴とするヘッ
ドマウンテッドディスプレイ。
【0086】〔84〕 視線検知機能を有することを特
徴とする上記83記載のヘッドマウンテッドディスプレ
イ。
【0087】〔85〕 光学素子の表面にフォトニック
結晶を有することを特徴とする光学素子。
【0088】〔86〕 拡張曲面プリズムあるいは光学
素子と透過あるいは反射型のフォトニック結晶を有する
ことを特徴とする光学素子。
【0089】〔87〕 透過あるいは反射型のフォトニ
ック結晶を用いたことを特徴とする光学装置。
【0090】〔88〕 透過あるいは反射型のフォトニ
ック結晶を用いたことを特徴とする観察装置。
【0091】〔89〕 透過あるいは反射型のフォトニ
ック結晶を用いたことを特徴とするヘッドマウンテッド
ディスプレイ。
【0092】
〔90〕 拡張曲面プリズムあるいはミラ
ーあるいは光学素子と透過あるいは反射型のフォトニッ
ク結晶を用いたことを特徴とするヘッドマウンテッドデ
ィスプレイ。
【0093】〔91〕 拡張曲面プリズムあるいはミラ
ーあるいは光学素子と透過あるいは反射型のフォトニッ
ク結晶を用いたことを特徴とする光学装置。
【0094】〔92〕 反転した波面で干渉を生じさ
せ、画像処理と組み合わせて拡張曲面を有する光学素子
あるいは光学系を測定することを特徴とする測定法、測
定器あるいは測定された物。
【0095】〔93〕 反転した波面で干渉を生じさ
せ、波面の一部を取り除き、画像処理と組み合わせて拡
張曲面を有する光学素子あるいは光学系を測定すること
を特徴とする測定法、測定器あるいは測定された物。
【0096】〔94〕 被検物の光学面と略逆の形状を
有するキャンセラーを用いることを特徴とする被検物の
光学測定法、光学測定器あるいは光学測定された物。
【0097】〔95〕 被検物の光学面と略逆の形状を
有するキャンセラーを用いる被検物の屈折率、屈折率分
布、屈折率変化の少なくとも1つを求めることを特徴と
する測定法、測定器あるいは測定された物。
【0098】〔96〕 被検物の光学面と略逆の形状を
有するキャンセラーを用い、複数回の測定結果から被検
物の屈折率、屈折率分布、屈折率変化、偏心の少なくと
も1つを求めることを特徴とする測定法、測定器あるい
は測定された物。
【0099】〔97〕 上記1から38の何れか1項記
載の可変ミラーを備えた光学系において、可変ミラーが
光学系の絞りの近傍に配置されていることを特徴とする
光学系。
【0100】〔98〕 可変ミラーを変形させること
で、焦点調節、変倍、ズーム、ぶれ補正、光学装置の変
化の補正、被写体の変化の補正、観察者の変化の補正を
行うことを特徴とする光学系。
【0101】
〔99〕 可変ミラーの周辺部を他の光学
素子の少なくとも1つに対して略固定し、可変ミラーを
変形させることで、焦点調節、変倍、ズーム、ぶれ補
正、光学装置の変化の補正、被写体の変化の補正、観察
者の変化の補正を行うことを特徴とする光学系。
【0102】〔100〕 可変ミラーの中心部を他の光
学素子の少なくとも1つに対して略固定し、可変ミラー
を変形させることで、焦点調節、変倍、ズーム、ぶれ補
正、光学装置の変化の補正、被写体の変化の補正、観察
者の変化の補正を行うことを特徴とする光学系。
【0103】〔101〕 自由曲面可変ミラーを有し、
可変ミラーを変形させることで、焦点調節、変倍、ズー
ム、ぶれ補正、光学装置の変化の補正、被写体の変化の
補正、観察者の変化の補正を行うことを特徴とする光学
系。
【0104】〔102〕 回転非対称面又は偏心した回
転対称面の可変ミラーを有し、可変ミラーを変形させる
ことで、焦点調節、変倍、ズーム、ぶれ補正、光学装置
の変化の補正、被写体の変化の補正、観察者の変化の補
正を行うことを特徴とする光学系。
【0105】〔103〕 回転非対称面又は回転対称面
の可変ミラーを有し、可変ミラーを変形させることで、
焦点調節、変倍、ズーム、ぶれ補正、光学装置の変化の
補正、被写体の変化の補正、観察者の変化の補正を行う
ことを特徴とする光学系。
【0106】〔104〕 1枚以上の可変ミラーを有
し、ピント合わせを行うことを特徴とする光学系。
【0107】〔105〕 2枚以上の可変ミラーを有
し、変倍と、ピント合わせを行うことを特徴とする光学
系。
【0108】〔106〕 1面以上の拡張曲面と、可変
ミラーを有することを特徴とする光学系。
【0109】〔107〕 自由曲面を有す光学素子と可
変ミラーとを有することを特徴とする光学系。
【0110】〔108〕 自由曲面プリズムと可変ミラ
ーとを有することを特徴とする光学系。
【0111】〔109〕 回転非対称面又は偏心した回
転対称面を持つ光学素子と可変ミラーとを有することを
特徴とする光学系。
【0112】〔110〕 回転非対称面又は偏心した回
転対称面を持つプリズム又はミラーと可変ミラーとを有
することを特徴とする光学系。
【0113】〔111〕 回転対称な面を持つプリズム
又はミラーと可変ミラーとを有することを特徴とする光
学系。
【0114】〔112〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して片側に可変ミラーを有することを特徴
とする光学系。
【0115】〔113〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して両側に可変ミラーを有することを特徴
とする光学系。
【0116】〔114〕 拡張曲面を有す光学素子にお
ける反射面の数が3以下であり、可変ミラーを有するこ
とを特徴とする光学系。
【0117】〔115〕 対称面が1面のみの光学面と
可変ミラーとを有することを特徴とする光学系。
【0118】〔116〕 対称面が2面のみの光学面と
可変ミラーとを有することを特徴とする光学系。
【0119】〔117〕 可変ミラーより前方に光束収
束あるいは発散作用のある光学素子を備えていないこと
を特徴とする光学系。
【0120】〔118〕 可変ミラーより前方に光束収
束あるいは発散作用のある光学素子を備えていることを
特徴とする光学系。
【0121】〔119〕 1面以上の拡張曲面を有す光
学素子と、1面以上の回転対称面と、可変ミラーとを備
えていることを特徴とする光学系。
【0122】〔120〕 1面以上の拡張曲面を有す光
学素子と、光学素子と、可変ミラーとを備えていること
を特徴とする光学系。
【0123】〔121〕 拡張曲面プリズム又は拡張曲
面反射面と、光学素子と、可変ミラーとを有することを
特徴とする光学系。
【0124】〔122〕 拡張曲面プリズム又は拡張曲
面反射面と、レンズと、可変ミラーとを有することを特
徴とする光学系。
【0125】〔123〕 拡張曲面を備えた光学素子
と、凸レンズと、凹レンズと、可変ミラーとを有するこ
とを特徴とする光学系。
【0126】〔124〕 拡張曲面を備えた光学素子
と、凹レンズと、可変ミラーとを有することを特徴とす
る光学系。
【0127】〔125〕 複数の可変ミラーを有する光
学系において、少なくとも2つの可変ミラーの法線方向
がねじれの関係になっていることを特徴とする光学系。
【0128】〔126〕 複数の可変ミラーを有する光
学系において、少なくとも2つの可変ミラーの法線方向
が略同一平面にあることを特徴とする光学系。
【0129】〔127〕 複数の可変ミラーの中の少な
くとも2つの間の光路に光学素子が存在することを特徴
とする光学系。
【0130】〔128〕 複数の可変ミラーの中の少な
くとも2つの間の光路に光学素子が存在しないことを特
徴とする光学系。
【0131】〔129〕 2枚の可変ミラーの間に光束
収束あるいは発散作用のある光学素子が存在することを
特徴とする光学系。
【0132】〔130〕 2枚の可変ミラーの間に光束
収束あるいは発散作用のある光学素子が存在しないこと
を特徴とする光学系。
【0133】〔131〕 2枚の可変ミラーの間に平行
平面板を有することを特徴とする光学系。
【0134】〔132〕 2枚の可変ミラーの間に平行
平面板が存在しないことを特徴とする光学系。
【0135】〔133〕 回転対称な面を持つプリズム
又はミラーと、可変ミラーと、1個以上の光学素子とを
有することを特徴とする光学系。
【0136】〔134〕 回転対称な面を持つプリズム
又はミラーと、可変ミラーと、2個以上の光学素子とを
有することを特徴とする光学系。
【0137】〔135〕 回転対称な面を持つプリズム
又はミラーと、可変ミラーと、1個以上のレンズとを有
することを特徴とする光学系。
【0138】〔136〕 回転対称な面を持つプリズム
又はミラーと、可変ミラーと、2個以上のレンズとを有
することを特徴とする光学系。
【0139】〔137〕 回転対称な非平面を持つプリ
ズム又はミラーと、可変ミラーとを有することを特徴と
する光学系。
【0140】〔138〕 回転対称な非平面を持つプリ
ズム又はミラーと、可変ミラーと、1個以上の光学素子
とを有することを特徴とする光学系。
【0141】〔139〕 回転対称な非平面を持つプリ
ズム又はミラーと、可変ミラーと、2個以上の光学素子
とを有することを特徴とする光学系。
【0142】〔140〕 回転対称な非平面を持つプリ
ズム又はミラーと、可変ミラーと、1個以上のレンズと
を有することを特徴とする光学系。
【0143】〔141〕 回転対称な非平面を持つプリ
ズム又はミラーと、可変ミラーと、2個以上のレンズと
を有することを特徴とする光学系。
【0144】〔142〕 回転対称な光学面を有す光学
素子と、可変ミラーとを有することを特徴とする光学
系。
【0145】〔143〕 回転対称な光学面を有す光学
素子と、複数の可変ミラーとを有することを特徴とする
光学系。
【0146】〔144〕 回転対称な光学面を有す複数
の光学素子と、可変ミラーとを有することを特徴とする
光学系。
【0147】〔145〕 可変ミラーと自由曲面プリズ
ムと光学素子とを備えたことを特徴とする光学系。
【0148】〔146〕 可変ミラーと自由曲面プリズ
ムとレンズとを備えたことを特徴とする光学系。
【0149】〔147〕 可変ミラーと自由曲面プリズ
ムと回転対称な光学素子とを備えたことを特徴とする光
学系。
【0150】〔148〕 可変ミラーと自由曲面プリズ
ムと回転対称なレンズとを備えたことを特徴とする光学
系。
【0151】〔149〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して片側にレンズを備えたことを特徴とす
る光学系。
【0152】〔150〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して片側に凹レンズを備えたことを特徴と
する光学系。
【0153】〔151〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して片側に凸レンズを備えたことを特徴と
する光学系。
【0154】〔152〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して片側に複数個のレンズを備えたことを
特徴とする光学系。
【0155】〔153〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して両側にレンズを備えたことを特徴とす
る光学系。
【0156】〔154〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して可変ミラーと反対側にレンズを備えた
ことを特徴とする光学系。
【0157】〔155〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して可変ミラーと同じ側にレンズを備えた
ことを特徴とする光学系。
【0158】〔156〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して1つの側に可変ミラーを、その反対側
に撮像素子を有することを特徴とする撮像系。
【0159】〔157〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して片側に可変ミラーと撮像素子を有する
ことを特徴とする撮像系。
【0160】〔158〕 撮像素子と可変ミラーの間の
光路中に光束収束あるいは発散作用のある光学素子が存
在しないことを特徴とする光学系。
【0161】〔159〕 撮像素子と可変ミラーの間の
光路中に光束収束あるいは発散作用のある光学素子が存
在することを特徴とする光学系。
【0162】〔160〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して撮像素子と反対側に光学素子を備えた
ことを特徴とする撮像系。
【0163】〔161〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して撮像素子と同じ側に光学素子を備えた
ことを特徴とする撮像系。
【0164】〔162〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して、撮像素子と拡張曲面を備えた光学素
子との間に光学素子を備えたことを特徴とする撮像系。
【0165】〔163〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して、撮像素子と反対側にレンズを備えた
ことを特徴とする撮像系。
【0166】〔164〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して、撮像素子と同じ側にレンズを備えた
ことを特徴とする撮像系。
【0167】〔165〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して、撮像素子と拡張曲面を備えた光学素
子との間にレンズを備えたことを特徴とする撮像系。
【0168】〔166〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して、片側に可変ミラーと撮像素子を有
し、その反対側に光学素子を有することを特徴とする撮
像系。
【0169】〔167〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して、片側に光学素子と撮像素子を有し、
その反対側に可変ミラーを有することを特徴とする撮像
系。
【0170】〔168〕 拡張曲面を備えた光学素子の
長手方向に対して、片側に光学素子と可変ミラーを有
し、その反対側に撮像素子を有することを特徴とする撮
像系。
【0171】〔169〕 撮像素子の長手方向が光学系
の対称面と平行でないことを特徴とする可変ミラーを有
する撮像系。
【0172】〔170〕 撮像素子の長手方向が光学系
の対称面と直角でないことを特徴とする可変ミラーを有
する撮像系。
【0173】〔171〕 可変ミラーのミラー面形状を
近似する主曲率がある状態で正から負、又は、負から正
に変化する可変ミラーを有することを特徴とする光学
系。
【0174】〔172〕 可変ミラーのミラー面形状を
近似する主曲率がある状態で正から負、又は、負から正
に変化する可変ミラーと他の光学素子を有することを特
徴とする光学系。
【0175】〔173〕 可変ミラーのミラー面形状を
近似する主曲率がある状態で略0からマイナス(凹の
形)に変化する可変ミラーを有することを特徴とする光
学系。
【0176】〔174〕 可変ミラーのミラー面形状を
近似する主曲率がある状態で略0からマイナス(凹の
形)に変化する可変ミラーと他の光学素子を有すること
を特徴とする光学系。
【0177】〔175〕 複数の可変ミラーを備え、そ
の中の少なくとも2つについて、ある状態で可変ミラー
のミラー面形状の変化が逆向きであることを特徴とする
光学系。
【0178】〔176〕 複数の可変ミラーを備え、そ
の中の少なくとも2つについて、ある状態で可変ミラー
のミラー面形状の変化が逆向きであることを特徴とする
変倍光学系。
【0179】〔177〕 複数の可変ミラーを備え、そ
の中の少なくとも2つについて、ある状態で可変ミラー
のミラー面形状の変化が同じ向きであることを特徴とす
る光学系。
【0180】〔178〕 複数の可変ミラーを備え、そ
の中の少なくとも2つについて、ある状態で可変ミラー
のミラー面形状の変化が同じ向きであることを特徴とす
る変倍光学系。
【0181】〔179〕 ある動作状態において、式
(12)乃至式(13−1)の何れか1つ以上を満たす
ことを特徴とする可変ミラーを備えた光学系。
【0182】〔180〕 ある動作状態において、式
(14)乃至式(15−1)の何れか1つ以上を満たす
ことを特徴とする可変ミラーを備えた光学系。
【0183】〔181〕 ある動作状態において、式
(16)乃至式(17−2)の何れか1つ以上を満たす
ことを特徴とする可変ミラーを備えた光学系。
【0184】〔182〕 ある動作状態において、式
(18)乃至式(19−2)の何れか1つ以上を満たす
ことを特徴とする可変ミラーを備えた光学系。
【0185】〔183〕 式(20)又は(20−1)
を満たすことを特徴とする可変ミラーを備えた光学系。
【0186】〔184〕 ある動作状態において、式
(21)を満たすことを特徴とする可変ミラーを備えた
光学系。
【0187】〔185〕 式(22)乃至式(22−
1)の何れか1つ以上を満たすことを特徴とする可変ミ
ラーを備えた光学系。
【0188】〔186〕 ある動作状態において、式
(16−3)又は式(17−3)の何れか1つ以上を満
たすことを特徴とする可変ミラーを備えた光学系。
【0189】〔187〕 ある動作状態において、式
(23)乃至式(24−1)の何れか1つ以上を満たす
ことを特徴とする可変ミラーを備えた光学系。
【0190】〔188〕 ある状態での面形状が2次曲
面の一部に近い形状であることを特徴とする光学特性可
変ミラー。
【0191】〔189〕 ある状態での面形状を近似し
た2次曲面からのズレが式(2)を満たすことを特徴と
する光学特性可変ミラー。
【0192】〔190〕 ある状態での面形状を近似し
た2次曲面からのズレが1mm以内であることを特徴と
する光学特性可変ミラー。
【0193】〔191〕 ある状態での面形状を近似し
た2次曲面からのズレが10mm以内であることを特徴
とする光学特性可変ミラー。
【0194】〔192〕 可変ミラーを絞りの前側、後
側、絞り位置近傍の何れかに配置しフォーカス時に可変
ミラーを動作させることを特徴とする光学系。
【0195】〔193〕 可変ミラーを絞りの前側、後
側、絞り位置近傍の何れかに配置し変倍時に可変ミラー
を動作させることを特徴とする光学系。
【0196】〔194〕 複数の可変ミラーの内の少な
くとも2つの間の光路に絞りがあることを特徴とする光
学系。
【0197】〔195〕 主光線の高さがマージナル光
線より高い位置に可変ミラーを有することを特徴とする
光学系。
【0198】〔196〕 主光線の高さがマージナル光
線より低い位置に可変ミラーを有することを特徴とする
光学系。
【0199】〔197〕 可変ミラーの周辺部に絞りを
形成したことを特徴とする可変ミラー。
【0200】〔198〕 移動群の中に少なくとも1つ
の可変ミラーを有することを特徴とする光学系。
【0201】〔199〕 ズーム時に可変ミラーの変形
あるいは光学素子の移動の少なくとも1つを行い、ピン
ト合わせ時に光学素子の移動又は可変ミラーの変形の少
なくとも1つを行うことを特徴とする可変ミラーを含む
光学系。
【0202】〔200〕 ズーム時に光学素子を移動
し、ピント合わせ時に光学素子の移動又は可変ミラーの
変形の少なくとも1つを行うことを特徴とする可変ミラ
ーを含む光学系。
【0203】〔201〕 ズーム時に可変ミラーを変形
し、ピント合わせ時に光学素子の移動又は可変ミラーの
変形の少なくとも1つを行うことを特徴とする可変ミラ
ーを含む光学系。
【0204】〔202〕 ズーム時に可変ミラーの変形
あるいはレンズの移動あるいは可変ミラーの移動の少な
くとも1つを行い、ピント合わせ時にレンズあるいは可
変ミラーの移動又は可変ミラーの変形の少なくとも1つ
を行うことを特徴とする可変ミラーを含む光学系。
【0205】〔203〕 ズーム時にレンズを移動し、
ピント合わせ時にレンズの移動又は可変ミラーの変形の
少なくとも1つを行うことを特徴とする可変ミラーを含
む光学系。
【0206】〔204〕 ズーム時に可変ミラーを変形
し、ピント合わせ時にレンズの移動又は可変ミラーの移
動又は可変ミラーの変形の少なくとも1つを行うことを
特徴とする可変ミラーを含む光学系。
【0207】〔205〕 ズーム時に可変ミラーを変形
し、ピント合わせ時にレンズの移動又は可変ミラーの変
形の少なくとも1つを行うことを特徴とする可変ミラー
を含む光学系。
【0208】〔206〕 ズーム時にレンズを移動し、
ピント合わせ時に可変ミラーの変形を行うことを特徴と
する可変ミラーを含む光学系。
【0209】〔207〕 ズーム時にレンズの移動と可
変ミラーの変形を行い、ピント合わせ時に可変ミラーの
変形を行うことを特徴とする可変ミラーを含む光学系。
【0210】〔208〕 静電気力を用いて可変ミラー
の面形状を変化させることを特徴とする光学特性可変ミ
ラー。
【0211】〔209〕 電磁気力を用いて可変ミラー
の面形状を変化させることを特徴とする光学特性可変ミ
ラー。
【0212】〔210〕 永久磁石を備え、電磁気力を
用いて可変ミラーの面形状を変化させることを特徴とす
る光学特性可変ミラー。
【0213】〔211〕 コイルと永久磁石とを備え、
電磁気力を用いて可変ミラーの面形状を変化させること
を特徴とする光学特性可変ミラー。
【0214】〔212〕 永久磁石とミラー基板と一体
化されたコイルとを備え、電磁気力を用いて可変ミラー
の面形状を変化させることを特徴とする光学特性可変ミ
ラー。
【0215】〔213〕 コイルとミラー基板と一体化
された永久磁石とを備え、電磁気力を用いて可変ミラー
の面形状を変化させることを特徴とする光学特性可変ミ
ラー。
【0216】〔214〕 複数のコイルとミラー基板と
一体化された永久磁石とを備え、電磁気力を用いて可変
ミラーの面形状を変化させることを特徴とする光学特性
可変ミラー。
【0217】〔215〕 複数のコイルと永久磁石とを
備え、電磁気力を用いて可変ミラーの面形状を変化させ
ることを特徴とする光学特性可変ミラー。
【0218】〔216〕 永久磁石とミラー基板と一体
化された複数のコイルとを備え、電磁気力を用いて可変
ミラーの面形状を変化させることを特徴とする光学特性
可変ミラー。
【0219】〔217〕 コイルを備え、電磁気力を用
いて可変ミラーの面形状を変化させることを特徴とする
光学特性可変ミラー。
【0220】〔218〕 複数のコイルを備え、電磁気
力を用いて可変ミラーの面形状を変化させることを特徴
とする光学特性可変ミラー。
【0221】〔219〕 強磁性体を備え、電磁気力を
用いて可変ミラーの面形状を変化させることを特徴とす
る光学特性可変ミラー。
【0222】〔220〕 強磁性体と対向配置されたコ
イルを備え、電磁気力を用いて可変ミラーの面形状を変
化させることを特徴とする光学特性可変ミラー。
【0223】〔221〕 強磁性体のミラー基板とコイ
ルとを備え、電磁気力を用いて可変ミラーの面形状を変
化させることを特徴とする光学特性可変ミラー。
【0224】〔222〕 複数の反射面を有し、その中
の少なくとも1面が可変ミラーで、入射光軸と射出光軸
とのなす角が30度以内であることを特徴とする光学
系。
【0225】〔223〕 複数の反射面を有し、その中
の少なくとも1面が可変ミラーで、入射光軸と射出光軸
とのなす角が30度以内であり、かつ、両光軸の距離が
20mm以内であることを特徴とする光学系。
【0226】〔224〕 複数の反射面を有し、その中
の少なくとも1面が可変ミラーで、結像倍率の絶対値が
0.5以上2以下であることを特徴とする光学系。
【0227】〔225〕 複数の可変ミラーとレンズと
を有することを特徴とする焦点距離可変の光学系。
【0228】〔226〕 可変ミラーとレンズとからな
ることを特徴とする焦点距離可変の光学系。
【0229】〔227〕 複数の可変ミラーとレンズと
からなり、ズームあるいは変倍を行うことを特徴とする
光学系。
【0230】〔228〕 可変ミラーを有し、可変ミラ
ーへの光軸の入射角が5度以上60度以下であることを
特徴とする可変ミラーを有す光学系。
【0231】〔229〕 可変ミラーとレンズを有し、
可変ミラーへの光軸の入射角が5度以上60度以下であ
ることを特徴とする可変ミラーを有す光学系。
【0232】〔230〕 可変ミラーを有し、可変ミラ
ーへの光軸の入射角が44度以下であることを特徴とす
る可変ミラーを有す光学系。
【0233】〔231〕 可変ミラーとレンズを有し、
可変ミラーへの光軸の入射角が44度以下であることを
特徴とする可変ミラーを有す光学系。
【0234】〔232〕 複数の可変ミラーとレンズを
有し、可変ミラーへの光軸の入射角が5度以上60度以
下であることを特徴とする可変ミラーを複数有する光学
系。
【0235】〔233〕 複数の可変ミラーとレンズを
有し、可変ミラーへの光軸の入射角が5度以上60度以
下である可変ミラーを複数有し、ズームあるいは変倍を
行うことを特徴とする光学系。
【0236】〔234〕 複数の可変ミラーとレンズを
有し、可変ミラーへの光軸の入射角が5度以上44度以
下であることを特徴とする可変ミラーを複数有す光学
系。
【0237】〔235〕 複数の可変ミラーとレンズを
有し、可変ミラーへの光軸の入射角が5度以上44度以
下である可変ミラーを複数有することを特徴とするズー
ムあるいは変倍を行う光学系。
【0238】〔236〕 可変ミラーを含む光学系ある
いは光学系の一部分への入射光軸と射出光軸とをある平
面に投影したとき、それらが交叉することを特徴とする
光学系。
【0239】〔237〕 物体側より順に、負の屈折力
の第1群と、正の屈折力の第2群で構成され、第1群と
第2群間に1面の反射面を有し、該反射面が形状を変え
ることで焦点距離を変化させる形状可変ミラーであるこ
とを特徴とする光学系。
【0240】〔238〕 物点が略無限遠の際に、形状
可変ミラーの形状が略平面であることを特徴とする上記
237記載の光学系。
【0241】〔239〕 形状可変ミラーの面形状が自
由曲面であることを特徴とする上記237記載の光学
系。
【0242】〔240〕 物体側より順に、負の屈折力
の第1群と、複数の反射面を有する第2群と、正の屈折
力の第3群とからなり、第2群の少なくとも1つの反射
面が形状を変えることで焦点距離を変化させる形状可変
ミラーであることを特徴とする光学系。
【0243】〔241〕 物点が略無限遠の際に、形状
可変ミラーの形状が略平面であることを特徴とする上記
240記載の光学系。
【0244】〔242〕 形状可変ミラーの面形状が自
由曲面であることを特徴とする上記240記載の光学
系。
【0245】〔243〕 第2群は、物体側より順に、
第1の反射面と第2の反射面と第3の反射面を有し、第
2反射面が形状を変えることで焦点距離を変化させる形
状可変ミラーであることを特徴とする上記240記載の
光学系。
【0246】〔244〕 レンズ媒質中に屈折率分布を
有する屈折率分布レンズと、少なくとも1面の反射面を
有し、該少なくとも1つの反射面が形状を変えることで
焦点距離を変化させる形状可変ミラーであることを特徴
とする光学系。
【0247】〔245〕 屈折率分布レンズが正の屈折
力を有することを特徴とする上記244記載の光学系。
【0248】〔246〕 光学系中に少なくとも1面の
反射面を有し、光学系を収納する際に前記反射面が移動
し、少なくとも1枚の形状可変ミラーを用いたことを特
徴とする光学系。
【0249】〔247〕 前記反射面が形状を変えるこ
とで焦点距離を変化させる形状可変ミラーであることを
特徴とする上記246記載の光学系。
【0250】〔248〕 反射面を少なくとも3面有
し、少なくとも1つの反射面が形状を変えることで焦点
距離を変化させる形状可変ミラーであり、結像位置にお
ける画面中心を通過する光線を光軸とした際に、該光軸
が光学系第1面へ入射する入射方向と結像位置へ入射す
る方向とが略一致していることを特徴とする光学系。
【0251】〔249〕 レンズ作用を有するプリズム
と反射面とで構成されたことを特徴とする上記248記
載の光学系。
【0252】〔250〕 反射面を少なくとも3面有
し、少なくとも1つの反射面が形状を変えることで焦点
距離を変化させる形状可変ミラーであり、光ファイバー
からの入射光線を他の光ファイバーへ導くことを特徴と
する光学系。
【0253】〔251〕 レンズ作用を有するプリズム
と反射面とで構成されたことを特徴とする上記250記
載の光学系。
【0254】〔252〕 反射面を少なくとも3面有
し、少なくとも1つの反射面が形状を変えることで焦点
距離を変化させる形状可変ミラーであり、略等倍結像す
ることを特徴とする光学系。
【0255】〔253〕 レンズ作用を有するプリズム
と反射面とで構成されたことを特徴とする上記252記
載の光学系。
【0256】〔254〕 複数のレンズ群と、反射面が
形状を変えることで焦点距離を変化させる少なくとも1
面の形状可変ミラーを有し、少なくとも1つのレンズ群
が光軸上を移動することで変倍作用を行い、変倍に伴う
ピント位置のずれを前記形状可変ミラーで補正すること
を特徴とする光学系。
【0257】〔255〕 物体側より順に、負の第1群
と、正の第2群と、それ以降の群で構成され、第2群が
光軸上を移動することで変倍作用を行うことを特徴とす
る上記254記載の光学系。
【0258】〔256〕 第1群と第2群間に反射面を
有することを特徴とする上記254記載の光学系。
【0259】〔257〕 物点が略無限遠の際に、形状
可変ミラーの形状が略平面であることを特徴とする上記
254記載の光学系。
【0260】〔258〕 形状可変ミラーの面形状が自
由曲面であることを特徴とする上記254記載の光学
系。
【0261】〔259〕 レンズ群と可変ミラーを有
し、少なくとも1つのレンズ群が光軸上を移動すること
で変倍作用を行い、物体距離変化あるいは変倍に伴うピ
ント位置のずれ、あるいは、物体距離変化あるいは変倍
に伴う収差の変動を前記可変ミラーで補正することを特
徴とする光学系。
【0262】〔260〕 レンズ群と可変ミラーを有
し、ズーム時には少なくとも1つのレンズ群が光軸上を
移動し、ピント合わせを行う場合には前記可変ミラーの
光線反射作用が変化することを特徴とする光学系。
【0263】〔261〕 レンズ群と可変ミラーを有
し、少なくとも1つのレンズ群が移動することで変倍作
用を行い、物体距離変化あるいは変倍に伴うピント位置
のずれ、あるいは、物体距離変化あるいは変倍に伴う収
差の変動を前記可変ミラーで補正することを特徴とする
光学系。
【0264】〔262〕 レンズ群と可変ミラーを有
し、ズーム時には少なくとも1つのレンズ群が移動し、
ピント合わせを行う場合には前記可変ミラーの光線反射
作用が変化することを特徴とする光学系。
【0265】以上の中で、条件式は数学的に同値であれ
ば、他の表現を用いた条件式でもよい。
【0266】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光学装置の実施例
について説明する。
【0267】図1は、本発明の1例の光学装置の構成を
示す図であり、光学特性可変ミラー9を用いたデジタル
カメラのファインダーの例を示している。もちろん、銀
塩フィルムカメラにも使える。まず、光学特性可変ミラ
ー9について説明する。
【0268】光学特性可変ミラー9は、アルミコーティ
ングされた薄膜(反射面)9aと複数の電極9bからな
る光学特性可変ミラー(以下、単に可変ミラーと言
う。)であり、11は各電極9bにそれぞれ接続された
複数の可変抵抗器、12は可変抵抗器11と電源スイッ
チ13を介して薄膜9aと電極9b間に接続された電
源、14は複数の可変抵抗器11の抵抗値を制御するた
めの演算装置、15、16及び17はそれぞれ演算装置
14に接続された温度センサー、湿度センサー及び距離
センサーで、これらは図示のように配設されて1つの光
学装置を構成している。
【0269】なお、対物レンズ902、接眼レンズ90
1、及び、プリズム4、二等辺直角プリズム5、ミラー
6の各面は、平面でなくてもよく、球面、回転対称非球
面の他、光軸に対して偏心した球面、平面、回転対称非
球面、あるいは、対称面を有する非球面、対称面を1つ
だけ有する非球面、対称面のない非球面、自由曲面、微
分不可能な点又は線を有する面等、いかなる形状をして
いてもよく、さらに、反射面でも屈折面でも光に何らか
の影響を与え得る面ならばよい。以下、これらの面を総
称して拡張曲面という。
【0270】また、薄膜9aは、例えば、P.Rai-choudh
ury 編、Handbook of Michrolithography,Michromachin
ing and Michrofabrication,Volume 2:Michromachining
andMichrofabrication,P495,Fig.8.58,SPIE PRESS 刊
やOptics Communication,140巻 (1997年)P187 〜190 に
記載されているメンブレインミラーのように、複数の電
極9bとの間に電圧が印加されると、静電気力により薄
膜9aが変形してその面形状が変化するようになってお
り、これにより、観察者の視度に合わせたピント調整が
できるだけでなく、さらに、レンズ901、902及び
/又はプリズム4、二等辺直角プリズム5、ミラー6の
温度や湿度変化による変形や屈折率の変化、あるいは、
レンズ枠の伸縮や変形及び光学素子、枠等の部品の組立
誤差による結像性能の低下が抑制され、常に適性にピン
ト調整並びにピント調整で生じた収差の補正が行われ得
る。
【0271】本実施例によれば、物体からの光は、対物
レンズ902及びプリズム4の各入射面と射出面で屈折
され、可変ミラー9で反射され、プリズム4を透過し
て、二等辺直角プリズム5でさらに反射され(図1中、
光路中の+印は、紙面の裏側へ向かって光線が進むこと
を示している。)、ミラー6で反射され、接眼レンズ9
01を介して眼に入射するようになっている。このよう
に、レンズ901、902、プリズム4、5、及び、可
変ミラー9によって、本実施例の光学装置の観察光学系
を構成しており、これらの各光学素子の面形状と肉厚を
最適化することにより、物体像の収差を最小にすること
ができるようになっている。
【0272】すなわち、反射面としての薄膜9aの形状
は、結像性能が最適になるように演算装置14からの信
号により各可変抵抗器11の抵抗値を変化させることに
より制御される。すなわち、演算装置14へ、温度セン
サー15、湿度センサー16及び距離センサー17から
周囲温度及び湿度並びに物体までの距離に応じた大きさ
の信号が入力され、演算装置14は、これらの入力信号
に基づき周囲の温度及び湿度条件と物体までの距離によ
る結像性能の低下を補償すべく、薄膜9aの形状が決定
されるような電圧を電極9bに印加するように、可変抵
抗器11の抵抗値を決定するための信号を出力する。こ
のように、薄膜9aは電極9bに印加される電圧すなわ
ち静電気力で変形させられるため、その形状は状況によ
り非球面を含む様々な形状をとる。なお、距離センサー
17はなくてもよく、その場合、固体撮像素子8からの
像の信号の高周波成分が略最大になるように、デジタル
カメラの撮像レンズ3を動かし、その位置から逆に物体
距離を算出し、可変ミラーを変形させて観察者の眼にピ
ントが合うようにすればよい。
【0273】また、薄膜9aをポリイミド等の合成樹脂
で製作すれば、低電圧でも大きな変形が可能であるので
好都合である。なお、プリズム4と可変ミラー9を一体
的に形成してユニット化することができるが、このユニ
ットは本発明による光学装置の1例である。
【0274】また、図示を省略したが、可変ミラー9の
基板上に固体撮像素子8をリソグラフィープロセスによ
り一体的に形成してもよい。
【0275】また、レンズ901、902、プリズム
4、5、ミラー6は、プラスチックモールド等で形成す
ることにより任意の所望形状の曲面を容易に形成するこ
とができ、製作も簡単である。なお、本実施例の撮像装
置では、レンズ901、902がプリズム4から離れて
形成されているが、レンズ901、902を設けること
なく収差を除去することができるようにプリズム4、
5、ミラー6、可変ミラー9を設計すれば、プリズム
4、5、可変ミラー9は1つの光学ブロックとなり、組
立が容易となる。また、レンズ901、902、プリズ
ム4、5、ミラー6の一部あるいは全部をガラスで作製
してもよく、このように構成すれば、さらに精度の良い
撮像装置が得られる。
【0276】なお、図1の例では、演算装置14、温度
センサー15、湿度センサー16、距離センサー17を
設け、温湿度変化、物体距離の変化等も可変ミラー9で
補償するようにしたが、そうではなくてもよい。つま
り、演算装置14、温度センサー15、湿度センサー1
6、距離センサー17を省き、観察者の視度変化のみを
可変ミラー9で補正するようにしてもよい。
【0277】また、可変ミラー9がプリズム4のプリズ
ム面4Aと対向して設けられる場合、光線はプリズム面
4Aで全反射せずに透過して可変ミラー9に入射する必
要がある。プリズム4の屈折率をnとすると、 1/n>sinθ ・・・(1) を満たす必要がある。ここで、θは、プリズム4内の面
4Aに対する光線の入射角である。式(1)は、可変ミ
ラー9に対向して設けられたプリズム4以外の光学素子
についても成り立つ。
【0278】また、可変ミラー9の面形状であるが、電
圧が印加されていない場合は平面であるが、電圧が印加
された場合、図2の太線部で示すような回転双曲面の一
部であるとよい。その理由は、以下に述べる通りであ
る。
【0279】図2で、P1 、P2 は双曲線面の焦点であ
る。対物レンズ902からの光束が焦点P2 へ向かって
進むとき、この光束を無収差で点P1 に結像させるに
は、可変ミラー9の形状は、点P1 、P2 を焦点とする
回転双曲面であればよいからである(久保田広著「光
学」P136〜137(岩波書店 1965年12月2
0日刊)参照)。
【0280】また、対物レンズ902がない場合、平行
光束が可変ミラー9に入射することになるので、可変ミ
ラー9の形状は回転放物面の一部とすればよい。
【0281】また、対物レンズ902が凹レンズの場合
は、図3に示すように、可変ミラー9の左方P2 に凹レ
ンズの像ができるので、可変ミラー9の形状は回転楕円
面の太線部で示す一部であればよい。
【0282】もちろん、可変ミラー9で反射後、光束が
発散光束となる場合は、回転双曲面とすればよい。
【0283】高精度を要求しない用途、あるいは、他の
光学素子で収差のキャンセルが可能な場合、軸外物点の
結像性能を考慮する場合等では、上記3つの非球面(回
転楕円面、回転放物面、回転双曲面)を球面、トーリッ
ク面、非回転対称な二次曲面(例えば、双曲放物面、楕
円放物面、アナモルフィック面、等)で近似してもよ
い。
【0284】球面、回転楕円面、回転放物面、回転双曲
面の4つを合わせて回転二次曲面と呼ぶが、何れも回転
の軸はX軸である。X軸とは、図2、図3に示すよう
に、焦点が位置する軸のことである。
【0285】なお、回転対称二次曲面と回転非対称な二
次曲面を合わせて二次曲面と呼ぶことにする。二次曲面
とは、x,y,zについての二次式で表される曲面のこ
とである。つまり、方程式で表せば、 i=0 j=0 k=0を満たす曲面を指す。i、j、kは0、
1、2の何れかである。
【0286】以上は、光軸上の物点からの光束を無収差
で結像するための条件であるので、実際には光軸外の物
点からの光束の結像及び他の光学素子の収差も考慮する
必要があり、最良の可変ミラー9の形状は回転二次曲面
からずれてくる。このズレ量は、光学系にもよるが、最
小二乗法等で可変ミラー9の形状を近似する二次曲面を
求めたとき、光束透過範囲内で、その二次曲面からのズ
レΔは、最大でも1mm以内になるのがよい。これ以上
ズレ量が大きくなると、光軸上の光束の結像性能が低下
したりして、問題が増える。
【0287】ただし、光学系に高性能を要求しな用途で
は、Δは10mm以内であればよい。
【0288】あるいは、同じ理由で、 Δ<(1/5)×D ・・・(2) を満たすとよい。ここで、Dは可変ミラー9の光束通過
部分の面積と等面積の円の直径である。
【0289】なお、本発明について略全般に言えること
であるが、可変ミラー9に入射する光線は面に対して斜
めに入射するのがよい。つまり、斜入射の状態である。
なぜなら、面に垂直に光線が入射すると、反射光は面に
垂直に進むことになり、既に通過した光学系を逆進する
だけだからである。
【0290】次に、可変ミラー9の構成について述べ
る。
【0291】図4は、可変ミラー9の別の実施例を示し
ており、この実施例では、薄膜9aと電極9bとの間に
電圧素子9cが介装されていて、これらが支持台23上
に設けられている。そして、圧電素子9cに加わる電圧
を各電極9b毎に変えることにより、圧電素子9cに部
分的に異なる伸縮を生じさせて、薄膜9aの形状を変え
ることができるようになっている。電極9bの形は、図
5に示すように、同心分割であってもよいし、図6に示
すように、矩形分割であってもよく、その他、適宜の形
のものを選択することができる。図中、24は演算装置
14に接続された振れ(ブレ)センサーであって、例え
ばデジタルカメラの振れを検知し、振れによる像の乱れ
を補償するように薄膜9aを変形させるべく、演算装置
14及び可変抵抗器11を介して電極9bに印加される
電圧を変化させる。このとき、温度センサー15、湿度
センサー16及び距離センサー17からの信号も同時に
考慮され、ピント合わせ、温湿度補償等が行われる。こ
の場合、薄膜9aには圧電素子9cの変形に伴う応力が
加わるので、薄膜9aの厚さはある程度厚めに作られて
相応の強度を持たせるようにするのがよい。
【0292】図7は、可変ミラー9のさらに他の実施例
を示している。この実施例は、薄膜9aと電極9bの間
に介置される圧電素子が逆方向の圧電特性を持つ材料で
作られた2枚の圧電素子9c及び9c’で構成されてい
る点で、図4に示された実施例とは異なる。すなわち、
圧電素子9cと9c’が強誘電性結晶で作られていると
すれば、結晶軸の向きが互いに逆になるように配置され
る。この場合、圧電素子9cと9c’は電圧が印加され
ると逆方向に伸縮するので、薄膜9aを変形させる力が
図4に示した実施例の場合よりも強くなり、結果的にミ
ラー表面の形を大きく変えることができるという利点が
ある。
【0293】圧電素子9c、9c’に用いる材料として
は、例えばチタン酸バリウム、ロッシエル塩、水晶、電
気石、リン酸二水素カリウム(KDP)、リン酸二水素
アンモニウム(ADP)、ニオブ酸リチウム等の圧電物
質、同物質の多結晶体、同物質の結晶、PbZrO3
PbTiO3 の固溶体の圧電セラミックス、二フッ化ポ
リビニール(PVDF)等の有機圧電物質、上記以外の
強誘電体等があり、特に有機圧電物質はヤング率が小さ
く、低電圧でも大きな変形が可能であるので、好まし
い。なお、これらの圧電素子を利用する場合、厚さを不
均一にすれば、上記実施例において薄膜9aの形状を適
切に変形させることも可能である。
【0294】図8は、可変ミラー9のさらに他の実施例
を示している。この変形例では、圧電素子9cが薄膜9
aと電極9dとにより挟持され、薄膜9aと電極9d間
に演算装置14により制御される駆動回路25を介して
電圧が印加されるようになっており、さらにこれとは別
に、支持台23上に設けられた電極9bにも演算装置1
4により制御される駆動回路25を介して電圧が印加さ
れるように構成されている。したがって、この実施例で
は、薄膜9aは電極9dとの間に印加される電圧と電極
9bに印加される電圧による静電気力とにより二重に変
形され得、上記実施例に示した何れのものよりもより多
くの変形パターンが可能であり、かつ、応答性も速いと
いう利点がある。
【0295】図9は、可変ミラー9のさらに他の実施例
を示している。この実施例は、電磁気力を利用して反射
面の形状を変化させ得るようにしたもので、支持台23
の内部底面上には永久磁石26が、頂面上には窒化シリ
コン又はポリイミド等からなる基板9eの周縁部が載置
固定されており、基板9eの表面にはアルミニウム等の
金属コートで作られた薄膜9aが付設されていて、可変
ミラー9を構成している。基板9eの下面には複数のコ
イル27が配設されており、これらのコイル27はそれ
ぞれ駆動回路28を介して演算装置14に接続されてい
る。したがって、各センサー15、16、17、24か
らの信号によって演算装置14において求められる光学
系の変化に対応した演算装置14からの出力信号によ
り、各駆動回路28から各コイル27にそれぞれ適当な
電流が供給されると、永久磁石26との間に働く電磁気
力で各コイル27は反発又は吸着され、基板9e及び薄
膜9aを変形させる。
【0296】この場合、各コイル27にはそれぞれ異な
る量の電流を流すようにすることもできる。また、コイ
ル27は1個でもよいし、永久磁石26を基板9eに付
設しコイル27を支持台23の内部底面側に設けるよう
にしてもよい。また、コイル27はリソグラフィー等の
手法で作るとよく、さらに、コイル27には強磁性体よ
りなる鉄心を入れるようにしてもよい。
【0297】図10は、可変ミラー9のさらに他の実施
例を示している。この実施例では、基板9eの下面に薄
膜コイル28’が設けられ、これに対向して支持体23
の内部底面上にコイル27が設けられている。そして、
薄膜コイル28’には必要に応じて適切な電流を供給す
るための可変抵抗器11、電源12及び電源スイッチ1
3が接続されている。また、各コイル27にはそれぞれ
可変抵抗器11が接続されており、さらに、各コイル2
7と可変抵抗器11に電流を供給するための電源12と
コイル27に流す電流の方向を変えるための切換え兼電
源開閉用のスイッチ29が設けられている。したがっ
て、この実施例によれば、可変抵抗器11の抵抗値をそ
れぞれ変えることにより、各コイル27と薄膜コイル2
8’との間に働く電磁気力を変化させ、基板9eと薄膜
9aを変形させて、可動ミラーとして動作させることが
できる。また、スイッチ29を反転しコイル27に流れ
る電流の方向を変えることにより、薄膜9aを凹面にも
凸面にも変えることができる。
【0298】この場合、薄膜コイル28’の巻密度を、
図11に示すように、場所によって変化させることによ
り、基板9e及び薄膜9aに所望の変形を与えるように
することもできる。また、図12に示すように、コイル
27は1個でもよいし、また、これらのコイル27には
強磁性よりなる鉄心を挿入してよい。また、支持台23
により形成される空間内へ磁性流体を充填すれば、電磁
気力はさらに強くなる。
【0299】図13は、可変ミラー9のさらに他の実施
例を示している。この実施例では、基板9eは鉄等の強
磁性体で作られており、反射膜としての薄膜9aはアル
ミニウム等からなっている。この場合、薄膜コイルを設
けなくてもすむから、例えば図10に示した実施例に比
べると、構造が簡単で、製造コストを低減することがで
きる。また、電源スイッチ13を切換え兼電源開閉用ス
イッチ29(図10参照)に置換すれば、コイル27に
流れる電流の方向を変えることができ、基板9e及び薄
膜9aの形状を自由に変えることができる。図14はこ
の実施例におけるコイル27の配置を示し、図15はコ
イル27の他の配置例を示しているが、これらの配置
は、図9及び図10に示した実施例にも適用することが
できる。なお、図16は、図9に示した実施例におい
て、コイル27の配置を図15に示したようにした場合
に適する永久磁石26の配置を示している。すなわち、
図16に示すように、永久磁石26を放射状に配置すれ
ば、図9に示した実施例に比べて、微妙な変形を基板9
e及び薄膜9aに与えることができる。また、このよう
に電磁気力を用いて基板9e及び薄膜9aを変形させる
場合(図9、図10及び図13の実施例)は、静電気力
を用いた場合よりも低電圧で駆動できるという利点があ
る。
【0300】図17は、本発明による光学装置の第2実
施例を示す図で、電子ビューファインダーの例である。
この実施例は、LCD(液晶ディスプレイ)45からの
光をプリズム30を介して眼へ導くのに、液晶可変焦点
レンズをミラーの前面に配置してなる液晶可変ミラー3
1を用いた点で、前記の実施例とは異なる。液晶可変ミ
ラー31は、可変ミラーの1例である。液晶可変ミラー
31は、透明電極31aと、曲面形状の基板31bの表
面に塗布されたミラーを兼ねた分割電極31cとの間
に、ツイストネマチック液晶31dを充填することによ
り構成されている。ツイストネマチック液晶31dの螺
旋ピッチPは、 P<5λ ・・・(3) を満たすようになっている。ここで、λは光の波長で、
可視光であればλ=380nm〜700nm程度であ
る。ツイストネマチック液晶31dは、上記式(3)を
満たすとき、入射光の偏光方向に関係なく屈折率が略等
方的になるので、偏光板を設けなくてもボケのない可変
焦点ミラーが得られる。
【0301】なお、この光学装置を低コストのデジタル
カメラの電子ビューファインダーとして用いる場合に
は、ツイストネマチック液晶31dの螺旋ピッチPは、 P<15λ ・・・(4) であっても、実用上使用できる場合もある。ツイストネ
マチック液晶の代わりに上記式(3)、(4)を満たす
螺旋構造を持つ液晶、例えばコレステリック液晶やスメ
クティック液晶等を用いてもよい。また、ツイストネマ
チック液晶の代わりに、高分子分散液晶、高分子安定化
液晶を用いてもよい。液晶の代わりに電気によって屈折
率の変わる物質を用いてもよい。
【0302】液晶として用いることができる液晶物質の
例としては、コレステリック液晶、スメクチック液晶、
スメクチックC* 液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液
晶、トラン系液晶、ジフルオロスチルベン系低粘性化合
物、バナナ型液晶、ディスコッチック液晶、並びに、そ
れらを用いた高分子安定化液晶、高分子分散液晶があ
り、特に高分子安定化液晶は液晶分子の配向を制御しや
すいのでよい。
【0303】また、強誘電性液晶、反強誘電性液晶は応
答速度が上げられるので、速いブレも補正できてよい。
【0304】上記液晶可変ミラー31において、電極3
1a、31c間に電圧を印加すると、図18に示される
ように、液晶31dの方向が変わり、入射光に対する屈
折率が低下するので、液晶可変ミラー31の反射作用、
例えば焦点距離が変化する。したがって、視度調整と共
に、各可変抵抗器11の抵抗値を温度変化や撮影時のブ
レに対応して適宜調整するようにすれば、プリズム30
の温度変化に対する補償や観察時の振れ防止を行うこと
が可能となる。また、電極31a、31c間に加わる電
圧を変化させる代わりに、印加する電圧の周波数を変化
させてもよい。液晶分子配列を変えることができ、可変
焦点が実現できる。
【0305】図19は、本発明に用いる1例の静電駆動
ミラー9Tを示す図であり、電極9b1、9b2、9b
3、9b4、9b5が同一平面にないのが特徴である。
電極9b1、9b2、9b3、9b4、9b5は異なる
基板23A、23B、23C上に形成されており、異な
る平面上に配置されている。このようにすると、静電駆
動ミラー9Tに電圧が加わり、薄膜9aが凹んだ場合で
も、中央部の電極9b3との距離がそれほど縮まらない
ので、薄膜9aと電極9b3の間の電場が強くなりすぎ
ず、薄膜9aの形状の制御がしやすいメリットがある。
【0306】いま、静電駆動ミラー9Tに加わる正負電
極間の電位差は一定値に固定されているとする。電極9
b1、9b2、9b3、9b4、9b5の最大の高さを
ΔBとすれば、 ΔB=(1/2)×H ・・・(5) であれば、薄膜9aが変形したときの電場の変化が最も
少ない。なお、Hは形状変化の最大量を示すものであ
る。
【0307】実用的には、 (1/1000)×H≦ΔB≦10H ・・・(6) の範囲で電極9b1、9b2、9b3、9b4、9b5
の配置と共に、適宜Δを選べばよい。
【0308】また、 (1/10)×H≦ΔB≦2H ・・・(7) を満たすようにΔBを選べば、大体の場合において制御
しやすくなる。
【0309】式(6)、(7)でΔBが上限を越える
と、薄膜9aの制御がし難くなり、ΔBが下限を下回る
と、電極9b1、9b2、9b3、9b4、9b5の高
さに差を付ける効果が減少してしまう。
【0310】図20は、電極9b1、9b2、9b3、
9b4、9b5を曲面上に形成した静電駆動ミラー9U
で、図19と効果は同様である。式(5)〜(7)もそ
のまま適用できる。また、複数の電極9b1、9b2、
9b3、9b4、9b5の位置を同一平面からずらすこ
とで、薄膜9aの変形の仕方をコントロールしてもよ
い。
【0311】図21はその1例で、薄膜9aの中間部の
変形量を大きく、中心部の変形量を少なくした例であ
る。この場合、ΔBは電極9b1、9b2、9b3、9
b4、9b5の平均の高さからの最大の電極のズレ量と
定義する。式(5)〜(7)は同様に当てはまる。
【0312】このように複数の電極の位置を平面からず
らして可変ミラーの形状を制御しやすくすることは、本
発明の他の可変ミラー、つまり、電磁ミラー、液晶可変
ミラー、圧電素子を利用したミラー等にも適用でき、式
(5)〜(7)は同様に当てはまる。
【0313】なお、本発明のいくつかの実施例では、拡
張曲面プリズム4、5、30等を用いるが、それらの代
わりに、図22に示したような拡張曲面を有する反射鏡
60を用いてもよい。反射鏡60の反射面の形状は拡張
曲面になっている。この場合には、拡張曲面プリズムに
比べて中空のため重量が軽くなるという利点がある。図
22は、電子撮像装置(デジタルカメラ又はテレビカメ
ラ)の例である。可変ミラー9でピント調整、ブレ防止
等が可能である。また、図23に示すように、本発明の
可変ミラー9を2つ以上用いて光学系を形成してもよ
い。この場合には、例えば振れ防止とピント調整とを別
々の可変ミラー9で行うことができ、光学設計の自由度
が増す。また、1つの光学系で本発明の可変ミラー9を
2つ以上用いて、光学系のズーミングとピント調整と振
れ防止等を行うようにすることもできる。図23はデジ
タルカメラの例であり、符号20は、拡張曲面プリズム
であり、33はレンズである。
【0314】また、撮影時に可変ミラー9の反射面を1
つの形状に固定して1つの画像を撮影し、次に可変ミラ
ー9の反射面を変化させてもう1枚の画像を撮影し、2
枚をずらして重ね合わせ、解像力を向上させた画像を撮
影してもよい。このとき、2枚の画像のずらし量は撮像
素子の1画素の1/2程度とするのがよい。2枚以上の
画像を同様にずらして撮影し、合成してもよい。
【0315】本発明の光学装置に共通して言えることで
あるが、可変ミラーは光学系の絞りの近傍に置くとよ
い。絞り近傍では光線高が低いので、可変ミラーを小型
にすることができ、応答速度、コスト、重量の点で有利
である。
【0316】図24は、本発明の1例で、カメラ又はデ
ジタルカメラ又は動画記録装置、例えばカムコーダカメ
ラ用のズームファインダー61の例であり、−x方向か
ら見た図である。図25は+y方向から見たズームファ
インダー61である。
【0317】プリズム62、63と2つの可変ミラー9
1、92とで、ポロI型プリズムのような折曲光路を形
成している。ケプラー式光学系を用いた観察装置の1例
である。プリズム62、63は平面で構成された通常の
三角プリズムでもよいし、何れかの面を拡張曲面として
もよい。
【0318】可変ミラー91、92の面の形を変化させ
ることで、ズーミングと視度調整の両方を実現できる。
レンズを動かすことなしに、ズーミング、視度調整がで
きるメリットがある。また、ズーミング時にレンズを移
動させる音が発生しないメリットがあり、これは特に音
声も収録するカムコーダのファインダーの場合にメリッ
トがある。
【0319】カムコーダの撮像系に可変ミラーを用いて
ズーミングを行う場合にも、音の出ないメリットがあ
る。
【0320】カムコーダ以外の動画記録装置、電子動画
記録装置においても同様のメリットがある。
【0321】図26は、本発明の1例で、デジタルカメ
ラ用の一眼レフ光学系である。自由曲面プリズムの長手
方向の両側に可変ミラーを配置し、さらに長手方向の両
側に光学素子を配置した例である。また、長手方向の片
側に撮像素子があり、その反対側に光学素子と可変ミラ
ーが配置されている。可変ミラー93、94でズーミン
グとオートフォーカスを行い、固体撮像素子8上に像を
結ぶ。可変ミラー93、94にズーミングの代わりに可
変焦点調節機能を持たせ、ピントは別途合わせてもよ
い。
【0322】可変ミラー93、95でケプラー式ファイ
ンダーのズームと視度調整を行う。ファインダー光路
は、レンズ64→可変ミラー93→プリズム20→プリ
ズム65(ここで光路はプリズム20の裏側へ曲が
る。)→可変ミラー95→接眼レンズ901の順であ
る。
【0323】符号66は半透過コーティングであり、撮
像系光路は、レンズ64→可変ミラー93→プリズム2
0→可変ミラー94→レンズ67→水晶ローパスフィル
ター68→赤外カットフィルター69→固体撮像素子8
の順である。符号70は透明電極で、薄膜9aとの間に
電圧を加えることによって薄膜9aを凸面にすることも
できるし、あるいはすでにに説明した可変ミラー9のよ
うに凹面にすることもできる。
【0324】このように、可変ミラー93は形状変化の
大きい可変ミラーとして動作可能である。プリズム20
の各面は拡張曲面となっている。プリズム65の各面は
平面でもよいし、拡張曲面でもよい。
【0325】図26の例は、ズーミングを行っても音が
発生しないメリットもある。図26の光学系は、カムコ
ーダ、テレビカメラにも使える。
【0326】なお、本発明に共通して言えることである
が、拡張曲面プリズム、レンズ、プリズム、ミラー、拡
張曲面ミラー、あるいは、それらを支える枠、撮像素子
を支える枠は、プラスチック等の合成樹脂で作ると、安
価にできよい。そして、合成樹脂の温湿度変化による光
学性能の低下は、可変ミラー等の光学特性可変光学素子
の光偏向作用を変化させて補正してしまうとよい。
【0327】図27は、本発明の別の1例で、一部に光
透過部分を有する可変ミラー96を用いたグレゴリー式
反射望遠鏡の例である。可変ミラー96の反射膜96a
には、一部反射コーティングを行わない部分72が設け
てある。電極96bの中央にも透明部73が設けてあ
る。この部分には電極を設けなくてもよいし、あるいは
透明電極を設けてもよい。可変ミラー9と96とで、ズ
ーミング、フォーカシングの両方が可能な望遠鏡を形成
している。焦点面74に撮像素子を置けば、撮像できる
し、接眼レンズ901を焦点面74の後方に置けば、眼
視観察もできる。
【0328】図28は、静電駆動の可変ミラー9J、9
Kを用いたズーム式ガリレオ式ファインダーの1例であ
り、ガリレオ式光学系を用いた観察装置の1例である。
カメラ、デジタルカメラ、オペラグラス等に用いられ
る。凹レンズ76→可変ミラー9J→可変ミラー9K→
凸レンズ77と物体からの光が進み、眼に入る。可変ミ
ラー9K、9Jの電源12Bは液晶表示装置45Bの照
明装置78と共用で、共通電源が使えるので、コンパク
トになり便利である。照明装置78の代わりにストロボ
等他の電気装置の電源と可変ミラー9J、9Kの電源を
共用してもよい。図28の光学系は、眼から見ると、観
察者の視度、例えばマイナス2ディオプターになるよう
に可変ミラー9J、9Kは演算装置14によって制御さ
れる。
【0329】そして、可変ミラー9Jの凹反射面として
の作用が弱く、可変ミラー9Kの凹反射面としての作用
が強いとき、広角の、可変ミラー9Jの凹反射面として
の作用が強く、可変ミラー9Kの凹反射面としての作用
が弱いとき、望遠の、ガリレオ式ファインダーとして働
く。
【0330】図28のファインダー光学系は、図29に
示すように、観察方向(図28のマイナスz方向)がカ
メラ又はデジタルカメラ79の厚さ方向(図29のz’
方向)と20°以内で平行になるように設置すれば、カ
メラ又はデジタルカメラ79は小型にでき便利である。
【0331】図30は、光学特性可変ミラー9J、9K
を用いた撮像装置、デジタルカメラ、VTRカメラ用の
撮像光学系の例である。2つの拡張曲面プリズム20
J、20Kと、可変ミラー9J、9Kとで5回、つま
り、奇数回反射面を有する撮像系を構成している。これ
までの例と同様、拡張曲面プリズム20J、20Kでズ
ーミング(可変焦点のみ)とフォーカシングを実現して
いる。奇数回反射のため、裏像(鏡像)が固体撮像素子
8には形成されるが、電子回路あるいは情報処理装置よ
って出来た反転処理部14Bを経ることでその画像は反
転され、正像となってLCD45あるいはプリンタ45
Jに出力される。
【0332】ここで、可変ミラー9J、9Kの最大の変
形量をHJ、HKとするとき、 0.0001≦|HJ/HK|<10000 ・・・(8) を満たすとよい。なぜなら、この範囲を越えると一方の
可変ミラーの変形量が大きくなりすぎ、ミラーの製作、
制御困難になってくるからである。
【0333】したがって、 0.001≦|HJ/HK|<1000 ・・・(8−1) を満たすと、製作が容易になりよい。また、 0.1≦|HJ/HK|<10 ・・・(9) を満たすようにすればさらによい。この範囲なら、同一
の可変ミラーを2個用いることも可能になってくるから
である。
【0334】3つ以上の可変ミラーがある場合は、それ
らの中で最大の変形量をHK、最小の変形量をHJとす
れば、式(8)、(9)は同様に成り立つ。
【0335】可変ミラー9J、9Kの形状の制御は、演
算装置14によって行われるが、焦点距離、物体距離で
決まる可変ミラー9J、9Kの形状の情報をメモリ14
Mにルックアップテーブル等で蓄えておき、それに従っ
て形状を制御するとよい。
【0336】図31は、本発明の1例で、静電駆動の可
変ミラー9Jを用いたデジタルカメラあるいは側視の電
子内視鏡用の撮像装置である。図中、符号81、82は
何れも回転対称な曲面を持つ光学素子である。つまり、
例えば、通常の球面レンズ、非球面レンズ等である。物
体距離の変動に伴って薄膜9aの形状を変化させること
で、ピント調整、ピント調整に伴う収差変動の補正等を
行うことができる。従来の光学系に比べ、レンズを機械
的に駆動しなくてよいメリットがある。また、反射面が
1面のため、固体撮像素子8上の像は裏像になるが、電
気的にあるいは画像処理で反転させればよい。
【0337】図32は、本発明の1例で、静電駆動の可
変ミラー9Tを用いてピント合わせを行う斜視の電子内
視鏡の例である。プリズム83の透過面83Aに対向し
て可変ミラー9Tが設けられている。プリズム83の面
83Bは全反射するので、アルミコートは不要である。
この例では、機械的レンズ駆動が不要で、かつ、偶数回
反射なので裏像にならないメリットがある。
【0338】図33は、本発明の別の1例で、2つの静
電気駆動の可変ミラー9J、9Kを用いたズームのデジ
タルカメラあるいは電子内視鏡用の撮像装置である。V
TRカメラ、TVカメラにも用いることができる。図
中、符号81、82、84は何れも回転対称な面を持つ
レンズである。可変ミラー9J、9Kの反射面の形状を
変えることで、撮像する画角の変化とピント合わせを同
時に行うことができる。なお、図33では、可変ミラー
9Jの面の法線と可変ミラー9Kの面の法線とは略平行
であるが、2つの法線の方向がねじれの関係になるよう
に可変ミラー9J、9Kを配置してもよい。つまり、こ
のとき、図33の光学系は面対称でなくなる。そのと
き、固体撮像素子8の撮像面は紙面に直交しなくなる。
図31、図32の例ではその光学系は紙面について対称
になっている。
【0339】なお、本発明に共通して言えることである
が、可変ミラーとして、流体、例えば空気、流体等を用
いて反射面を変形させる図34に示したような可変ミラ
ー85を用いてもよい。ピストン86を動かすことで流
体87の量が変わり、反射面88の形状を変化させるこ
とができる。これは凹凸両面に変形できるメリットがあ
る。
【0340】また、本発明に共通して言えることである
が、可変ミラーを用いてテレビカメラ、デジタルカメラ
等の固体撮像素子を用いた撮像装置でオートフォーカス
を行う場合、距離センサー等で得た距離情報に基づき、
可変ミラーに加わる電流あるいは電圧を変化させてオー
トフォーカスを行うとよい。
【0341】また、あるいは、可変ミラーに加わる電流
あるいは電圧を変化させつつ、物体を撮像して得られた
画像のコントラストを検出し、コントラストが最大にな
った状態をもってピントが合ったと考え、オートフォー
カスを行ってもよい。この場合、特に、画像の高周波成
分のコントラストに着目してコントラストのピークを検
出するとよい。
【0342】また、本発明に共通して言えることである
が、静電駆動の可変ミラーの形状を制御する場合、正負
2つの電極間の静電容量を調べてそれから正負の電極間
の距離情報を得て、それから可変ミラーの形状を求めて
設計値の形状に近づくように可変ミラーを制御するとよ
い。2つの電極間の静電容量を調べるには、例えば2つ
の電極間に電圧を加えたとき以後の電流の時間変化を調
べるとよい。
【0343】また、本発明に共通して言えることである
が、可変ミラーを駆動する電源は液晶ディスプレイ等の
表示装置の電源あるいはストロボの電源と共用してもよ
い。共用すればコスト、軽量化等で有利である。
【0344】図35は、ヘッドマウンテッドディスプレ
イ(HMDと略記)142に可変ミラー9を用いた例で
ある。電極9bに加わる電圧を変化させることで、視度
調整に用いることができるが、そればかりでなく、LC
D45に表示される画像の部分に応じた遠近感を与える
ことができるものである。図36に示すような花と山の
画像が表示用電子回路192によってLCD45上に表
示されているとする。花は近距離、山は遠距離にある。
したがって、花の視度はマイナス、山の視度は略0とな
るように、駆動回路193で電極9bに加わる電圧を制
御して薄膜9aを変形させれば、画像の部分に応じた遠
近感を得ることができる。
【0345】図37は、本発明の1例で、拡張曲面プリ
ズム101の表面にフォトニック結晶102で作ったホ
ログラム反射鏡103を形成したものである。HMD1
42の1例である。ホログラム反射鏡103は、通常の
反射の法則に従わない光線の反射が可能なため、HMD
のデザインの自由度を増やすこと、収差の補正等に有効
に使えて便利である。
【0346】フォトニック結晶102は、図38に示す
ように、異なる波長と同程度がそれ以下の大きさ単位
(図の白丸、黒丸、斜線丸)を規則的に並べたもので、
リソグラフィー、モールド等の手法で作ることができ
る。フォトニック結晶102は、写真感光材料、フォト
ポリマー等に比べて大量に正確にホログラムを作ること
ができる点等で優れている。
【0347】図39は、拡張曲面プリズム101の代わ
りに、拡張曲面ミラー104を用いたもので、図37の
例に比べて軽量にできるメリットがある。拡張曲面プリ
ズム101の上のフォトニック結晶102は透過型のフ
ォトニック結晶であり、反射型のフォトニック結晶と略
同様の特徴を有する。
【0348】以上の他、フォトニック結晶を有する光学
素子をデジタルカメラ、内視鏡等の撮像光学系、ビュー
ファインダーのような表示光学系、光信号処理又は伝送
を行う光学系顕微鏡のような観察光学系等に用いてもよ
いのは言うまでもない。
【0349】フォトニック結晶は、レンズ、フィルタ等
の光学素子の表面に形成してもよい。レンズ表面に形成
すれば、ホログラム型光学素子(HOE)等と同様の機
能を併せ持つ光学素子が得られる。フォトニック結晶の
屈折率が光学素子の屈折率より小さくなるようにすれ
ば、反射防止効果も得られる。
【0350】また、図35、図37、図39の例に共通
に言えることであるが、左右の眼に入る画像を異ならせ
て立体的に見せるHMDにおいて視線検知装置107を
設け、両眼視野で生ずる物体距離にHMDの視度が合う
ようにするとよい。このようにすれば、両眼の観察像が
融像し、自然な立体像が見られる。
【0351】図40は、例えば本発明の実施例に用いら
れている非球面レンズ、拡張曲面を有する光学素子の測
定法の改良に関するものである。図40は、マッハツェ
ンダー型干渉計200で非球面レンズの形状、屈折率分
布、偏心等を測定する例で、基準レンズ201に対する
被検レンズ202の形状、屈折率の差等がスクリーン2
03上に干渉縞として記録される。このとき、非球面レ
ンズの形状によっては、図41に示すように、レンズ2
01、202の周辺部の光束Fがスクリーン203上で
反転して結像する場合がある。反転するというのは、光
束Fの上光線F1がスクリーン203上では光軸(Z
軸)に近くなり、光束Fの下光線F2がスクリーン20
3上では光軸から離れてしまうことである。このように
なると、被検レンズ202の面形状等は従来測定できな
いと考えられてきた。
【0352】そこで、本発明では、コンピュータ205
によってテレビカメラ204で取り込んだ光束Fの信号
を画像処理によって反転させ、かつ、歪曲収差等も補正
するようにする。そのような干渉縞に対して通常の処理
を行えば、被検レンズ202の面形状、屈折率分布、屈
折率、偏心等の基準レンズ201に対する差を求めるこ
とができる。なお、図40中、符号206は干渉計の光
源のレーザー、207はモニターTVを示す。
【0353】図42に○と×で光束F内の光線のスクリ
ーン203上での位置を示したが、上記の画像処理は、
これをコンピュータ205で画像処理を行って、図43
で示すように、反転させるのである。
【0354】なお、内側の光束G、H等がスクリーン2
03上で光束Fと重なって困るときには、図41のよう
に、遮蔽208を光軸に置けばよい。
【0355】図44は、本発明に用いられることもある
非球面レンズ、あるいは、自由曲面レンズ、自由曲面プ
リズム、あるいは、拡張曲面レンズ、あるいは、拡張曲
面プリズム、拡張曲面光学素子801の屈折率、屈折率
の変化、屈折率の分布を測定する方法の説明図である。
干渉測定時、被検レンズ801の表面の屈折の影響を軽
減するため、片面が被検レンズ801の非球面804の
略逆の形状をしたキャンセラー802と、片面が被検レ
ンズ801の球面806の略逆の形状をしたキャンセラ
ー803で被検レンズ801を両側から挟んである。図
中、符号805は被検レンズ801の屈折率に略等しい
屈折率を持つマッチングオイルで、必ずしも設けなくて
もよい。なお、キャンセラー802、803の外側の面
810は平面である。
【0356】このキャンセラー802、被検レンズ80
1、キャンセラー803の組み合わせを、図45に示す
ように、フィゾー型干渉計807の光路中に置き、ミラ
ー808で反射してきた透過波面W(x,y)をフィゾ
ー型干渉計807で測定する。図中、符号809は参照
面である。すると、z方向の被検レンズ801の厚さを
t(x,y)、被検レンズ801の屈折率のz方向平均
値を(x,y)、キャンセラー802、803の屈折
率をnC 、キャンセラー802、被検レンズ801、キ
ャンセラー803の総厚をtT とすると、 W(x,y)≒2{(tT −t)nC +t} ・・・(10) となる。ここで、マッチングオイル805の厚さは薄い
ので無視した。
【0357】式(1)をについて解いて、 ≒(W/2−tT C )/t+nC ・・・(11) を得る。
【0358】したがって、式(11)より被検レンズ8
01の(x,y)を求めることができる。
【0359】同様にして、キャンセラー802、被検レ
ンズ801、キャンセラー803の組み合わせをを、図
46に示すように、βだけz軸に対して傾け、測定を行
い、式(11)と同じ考え方で波面の解析を行い、光線
mに沿った方向についての被検レンズの屈折率の平均値
m (β)を求めることができる。
【0360】様々なβについて m (β)を求めること
で、X線CTの手法、例えばラドン変換を行い、被検レ
ンズ801の屈折率分布n(x,y,z)を求めること
ができる。
【0361】この他、透過波面の解析から被検レンズあ
るいは光学素子の偏心を求めることもできる。
【0362】次に、実施例A〜Xとして、可変ミラーを
用いた光学系の具体例及び具体的数値例について説明す
る。
【0363】(実施例A)この実施例は、図47に広角
端(a)、望遠端(b)の断面を示すように、4つの自
由曲面の屈折面111〜114からなる自由曲面プリズ
ム110を挟んで自由曲面プリズム110の長手方向の
両側で屈折面112、113に面して2枚の自由曲面可
変ミラー115、116を設け、小型化を達成し、ズー
ムとピント合わせの両方を行う電子撮像系用の光学系で
ある。なお、図中、117はフィルター等の平行平面
板、118は撮像面(結像面)である。絞りは第1の可
変ミラー115の面あるいはその近傍に配置されてい
る。可変ミラー115の反射面の周辺に黒いコーティン
グを施すことで絞りを構成することができる。
【0364】2つの可変ミラー115、116はズーム
時に、一方115は平面から凹に、もう一方116は凹
から平面へと逆向きに変化する。この2枚の可変ミラー
115、116は凸から凹、凹から凸と変化してももち
ろんよい。逆向きに変化しているからである。
【0365】撮像面118は、自由曲面プリズム110
を挟んで一方の可変ミラー116とは自由曲面プリズム
110の長手方向に対して反対側に、もう一方の可変ミ
ラー115とは自由曲面プリズムの長手方向に対して同
じ側に位置している。このように配置すると、全体の光
学系を小型にできてよい。
【0366】なお、第1の可変ミラー115はフォーカ
ス時にも変形する。この可変ミラー115は絞り面にあ
るので、変形しても画角が変化し難いメリットがある。
第2の可変ミラー116はズーム時に変形する。主光線
の高さが光束半径より高いので、フォーカスをあまり変
化させることなくズーム(あるいは変倍)を行うことが
できる。ズーム時には、第1の可変ミラー115も変形
してよい(後記の数値データ参照)。
【0367】この実施例の数値データは後記するが、F
ナンバーは、広角端で4.6、望遠端で5.8、焦点距
離fTOT は、広角端で5.8mm、望遠端で9.4m
m、撮像面サイズは、3.86×2.9mm、画角は、
広角端で、対角画角が45°、短辺方向画角が28°、
長辺方向画角が36.8°、望遠端で、対角画角が28
°、短辺方向画角が18°、長辺方向画角が23°であ
る。
【0368】この実施例の場合も含めて、本発明の可変
ミラーは、動作時の少なくとも1つの状態において、可
変ミラーの少なくとも1つは、下式(12)又は(1
3)を満たすことが望ましい。
【0369】 0≦|PI /PTOT |<1000 ・・・(12) 0≦|PV /PTOT |<1000 ・・・(13) ここで、PI は可変ミラーの光軸近傍の主曲率半径の
中、入射面に近い方の主曲率半径の逆数、PV は可変ミ
ラーの光軸近傍の主曲率半径の中、入射面に遠い方の主
曲率半径の逆数(後記の式(a)で自由曲面が表される
場合であって、Y−Z面と平行な対称面が1つだけ存在
する自由曲面の場合には、例えばPI =2C 6 、PV
2C4 で計算できる。)、PTOT =1/fTOT であり、
TOT は全系の焦点距離である。
【0370】なぜなら、|PI /PTOT |あるいは|P
V /PTOT |が式(12)又は(13)の下限の0に近
づく程面形状は平面あるいはシリンドリカル面に近づく
ので、面形状の制御がしやすくなり、一方、上限の10
00を越えると、収差の補正及び可変ミラーの製作が困
難になってくるからである。
【0371】より高精度の用途には、式(12)、式
(13)の代わりに、 0≦|PI /PTOT |<100 ・・・(12−1) 0≦|PV /PTOT |<100 ・・・(13−1) を満たすとよい。
【0372】本発明の光学系に用いられる可変ミラー
は、この実施例の場合も含めて、動作時の少なくとも1
つの状態において、可変ミラーの少なくとも1つは、下
記の2つの式(14)、(15)の何れかを満たすこと
が望ましい。
【0373】 0.00001<|ΔPI /PTOT |<1000 ・・・(14) 0.00001<|ΔPV /PTOT |<1000 ・・・(15) ここで、ΔPI 、ΔPV はそれぞれPI 、PV の変化量
である。
【0374】両式の|ΔPI /PTOT |、|ΔPV /P
TOT |の値が下限の0.00001を下回ると、可変ミ
ラーとしての効果が小さくなり、一方、上限の1000
を越えると、収差の補正、ミラーの製作が困難になる。
【0375】さらに高精度を望む場合等には、式(1
4)、式(15)の代わりに、 0.00001<|ΔPI /PTOT |<100 ・・・(14−1) 0.00001<|ΔPV /PTOT |<100 ・・・(15−1) を満たすとよい。
【0376】本発明の光学系に用いられる可変ミラー
は、この実施例の場合も含めて、次の2式の少なくとも
何れかをある動作状態で満たしていることが望ましい。
【0377】 0.00001<|PI |<100 (mm-1) ・・・(16) 0.00001<|PV |<100 (mm-1) ・・・(17) |PI |又は|PV |がそれそれの式の上限の100を
越えると、ミラーは小さくなりすぎて製作が困難にな
り、下限の0.00001を下回ると、可変ミラーの効
果がなくなる。
【0378】高精度を望む用途等では、式(16)、式
(17)の代わりに、 0.001<|PI |<10 (mm-1) ・・・(16−1) 0.001<|PV |<10 (mm-1) ・・・(17−1) を満たすとよい。
【0379】また、式(16−1)、(17−1)に代
わって、 0.005<|PI |<10 (mm-1) ・・・(16−2) 0.005<|PV |<10 (mm-1) ・・・(17−2) を満たせばさらによい。
【0380】本発明の光学系に用いられる可変ミラーの
少なくとも1つは、この実施例の場合も含めて、ある動
作状態で次の2式の少なくとも一方を満たしていること
が望ましい。
【0381】 0.0001<|ΔPI |<100 (mm-1) ・・・(18) 0.0001<|ΔPV |<100 (mm-1) ・・・(19) |ΔPI |又は|ΔPV |の値が各式の上限の100を
越えると、ミラーの変形量が大きくなりすぎ破壊する場
合がある。一方、下限の0.0001を下回ると、可変
ミラーとしての効果が減る。
【0382】より高精度を望む用途では、式(18)、
式(19)の代わりに、 0.0005<|ΔPI |<10 (mm-1) ・・・(18−1) 0.0005<|ΔPV |<10 (mm-1) ・・・(19−1) を満たすとよい。
【0383】さらに、式(18−1)、(19−1)の
代わりに、 0.002<|ΔPI |<10 (mm-1) ・・・(18−2) 0.002<|ΔPV |<10 (mm-1) ・・・(19−2) を満たせばさらによい。
【0384】本発明の光学系に用いられる可変ミラーの
少なくとも1つは、この実施例の場合も含めて、ある動
作状態で次の式を満たしていることが望ましい。
【0385】 0≦|PI /(PV cosφ)|<100 ・・・(20) ここで、φはミラー面への軸上光線の入射角である。
【0386】|PI /(PV cosφ)|が上限の10
0を越えると、非点収差の補正が困難になる。なお、下
限の0に近づくのは、面の形がシリンドリカル面に近づ
くときである。
【0387】より精密な用途では、(20)の代わり
に、 0≦|PI /(PV cosφ)|<25 ・・・(20−1) を満たすのがよい。
【0388】なお、式(20)、(20−1)でPV
0かつPI =0、つまり、平面の場合は、PI /(PV
cosφ)を1/cosφで置き換えるものとする。
【0389】また、式(20)、(20−1)でPI
0かつPV =0の場合は、PV cosφを1で置き換え
るものとする。
【0390】同様に非点収差を補正する目的で、可変ミ
ラーの何れか1つ以上がある動作状態で、 |PV |≧|PI | ・・・(21) を満たすとよい。
【0391】以上の式(12)〜(15−1)は本発明
の実施例A〜D、G〜Oの何れにも当てはまるものであ
る。また、以上の式(16)〜(21)は本発明の実施
例A〜Oにも当てはまるものである。
【0392】(実施例B)この実施例は、図48に断面
を示すように、3つの自由曲面の屈折面111〜113
からなる自由曲面プリズム110の長手方向を挟んで1
枚の可変ミラー115と撮像素子の撮像面118を配置
し、フォーカスを行う電子撮像系の例である。フィルム
カメラ等にも利用できるのは言うまでもない。
【0393】この実施例は、自由曲面プリズム110の
物体例に凹レンズ119、自由曲面プリズム110の像
側に凸レンズ120を配置することで、66°の広角を
実現している。絞りは、自由曲面プリズム110の第2
面112あるいはその近傍に配置している。なお、自由
曲面プリズム110の第1面111は、凹レンズ119
からの光を屈折してプリズム内に入射させる作用と、第
2面112で反射した光を全反射する作用と、第3面1
13から再度プリズム内に入射した光を屈折してプリズ
ム外に射出する作用を兼用している。
【0394】この実施例では、絞りより後方に可変ミラ
ー115を配置することでフォーカスを行っている。
【0395】この例では、可変ミラー115の光束収束
力が強く、収差の少ない光学系が得られる。また、自由
曲面プリズム110の長手方向に対して撮像素子と同じ
側に凹レンズ119と凸レンズ120を配置すること
で、小型化、薄型化を達成している。
【0396】この実施例の数値データは後記するが、F
ナンバーは2.2、焦点距離fTOTは3.8mm、撮像
面サイズは3.64×2.85mm、画角は、対角画角
66°、短辺方向画角40°、長辺方向画角52°であ
る。
【0397】(実施例C)この実施例は、図49に断面
を示すように、4つの自由曲面の屈折面111〜114
からなる自由曲面プリズム110の長手方向に対して両
側に凹レンズ119と凸レンズ120を配置し、かつ、
自由曲面プリズム110の長手方向に対して撮像素子の
撮像面118と可変ミラー115を片側に配置した撮像
系の例である。可変ミラー115でフォーカスを行う。
【0398】なお、自由曲面プリズム110の第1面1
11は、凹レンズ119からの光を屈折してプリズム内
に入射させる作用と、第2面112から再度プリズム内
に入射した光を全反射する作用を兼用しており、第3面
113は第1面111で全反射した光を全反射する作用
と、第4面114で反射した光を屈折してプリズム外に
射出する作用を兼用している。
【0399】この例は、絞りを可変ミラー115面に置
き、かつ、像面118へ入射する主光線が像面に略垂直
なため、ピント合わせをしても画角が変わらないメリッ
トがある。
【0400】また、可変ミラー115、撮像面118を
自由曲面プリズム110の長手方向の同じ例に配置し、
かつ、凹レンズ119をその反対側に配置して、デジタ
ルカメラ等のカバーガラスを兼ねるように配置すること
で、薄型化を達成している。
【0401】この実施例の数値データは後記するが、F
ナンバーは2.6、焦点距離fTOTは4.8mm、撮像
面サイズは3.5×2.67mm、画角は、対角画角5
0°、短辺方向画角32°、長辺方向画角40°であ
る。
【0402】(実施例D)この実施例は、図50に断面
を示すように、3つの自由曲面の屈折面111〜113
からなる自由曲面プリズム110の長手方向の物体側に
1個の凹レンズ119を置き、かつ、そのレンズ119
と同じ側に撮像素子の撮像面118を、反対側に可変ミ
ラー115を配置したことで、小型化を実現した撮像光
学系の例である。画角が63°と広角なこと、レンズの
構成枚数が少ない点で優れている。
【0403】平行平面板117は赤外カットフィルタ
ー、ローパスフィルター、撮像素子のカバー、ガラス等
をまとめて描いたものである。
【0404】なお、自由曲面プリズム110の第1面1
11は、凹レンズ119からの光を屈折してプリズム内
に入射させる作用と、第2面112で反射された光を全
反射する作用を兼用している。
【0405】この実施例の数値データは後記するが、F
ナンバーは2.8、焦点距離fTOTは4.2mm、撮像
面サイズは4.1×3.2mm、画角は、対角画角63
°、短辺方向画角40.4°、長辺方向画角52.2°
である。
【0406】実施例A〜D、G〜Mに共通に言えること
であるが、自由曲面光学素子以外のN番目の光学素子1
個(接合レンズの場合は分離しないで考える。また、可
変ミラーを含めてもよい。)の焦点距離をfN とすると
き、全系焦点距離fTOT に対する比の絶対値は、少なく
とも1つの光学素子に対して、 0.1<|fN /fTOT | ・・・(22) を満たすことが望ましい。|fN /fTOT |の値が下限
の0.1を下回ると、収差の補正が困難になる。
【0407】高性能を望む場合は、 0.5<|fN /fTOT | ・・・(22−1) とするとよい。
【0408】(実施例E)この実施例は、図51に広角
端(a)、望遠端(b)の断面を示すように、2つの可
変ミラー115、116を用いたズームのガリレオ式フ
ァインダーの例である。凹パワーの対物レンズ121と
凸パワーの接眼レンズ122の間に第1の可変ミラー1
15と第2の可変ミラー116がZ字状の折り返し光路
を形成している。ズームのときに、可変ミラー115、
116の一方はトーリク面からなる凹面から平面、もう
一方は平面からトーリク面からなる凹面と逆方向に変形
する。これによってレンズ系の中でパワーを移動させて
ズームを実現している。このとき、可変ミラー115、
116以外の光学素子121、122はその位置を変え
ないのが特徴で、機械的構造が簡単になるメリットがあ
る。
【0409】また、ズームのみならず、2つの可変ミラ
ー115、116の曲率を変化させることで異なる距離
の物体に対してフォーカスすることもできる。
【0410】この実施例の数値データは後記するが、広
角端で、物体側半画角14.5°、角倍率0.38、瞳
径φ5.25mm、望遠端で、物体側半画角8.7°、
角倍率0.6、瞳径φ5.25mmである。
【0411】|fm |を、このような光学系中の焦点距
離の絶対値が最も短い光学素子(接合レンズの場合は接
合した状態での焦点距離に対して定義する。)の焦点距
離の絶対値とし、|Pm |=1/|fm |とすると、光
学系を構成する何れかの可変ミラー115、116に対
して、ある可変ミラーの動作状態で、 0.0001<|PI |/|Pm |<100 ・・・(23) 又は、 0.0001<|PV |/|Pm |<100 ・・・(24) が成り立つことが望ましい。
【0412】|PI |/|Pm |又は|PV |/|Pm
|がこれらの式の下限の0.0001を下回ると、可変
ミラーの変形量が少なすぎて、ズームあるいはフォーカ
ス等の効果が減り、上限の100を上回ると、可変ミラ
ーで発生する収差の補正が困難になるからである。
【0413】さらに、可変ミラーを用いた効果の大きい
収差の良い光学系を得るには、式(23)、(24)に
代わりに、 0.001<|PI |/|Pm |<10 ・・・(23−1) 又は、 0.001<|PV |/|Pm |<10 ・・・(24−1) の一方を少なくとも満たすとよい。
【0414】(実施例F)この実施例は、図52に断面
を示すように、1つの可変焦点ミラー115を用いたガ
リレオ式ファインダーの例で、凹パワーの対物レンズ1
21と凸パワーの接眼レンズ122の間に可変ミラー1
15と固定ミラー123がZ字状の折り返し光路を形成
しており、物体が遠点から近点に近づくにつれて絞り
(瞳)の前側に置かれた可変ミラー115は平面からト
ーリク面からなる凹面へと変化する。
【0415】式(23)〜(24−1)は、実施例A〜
Mに対しても成り立つ。
【0416】この実施例の数値データは後記するが、物
体側半画角20°、角倍率0.34、瞳径φ6mmであ
る。
【0417】(実施例G)この実施例は、図53に広角
端(a)、望遠端(b)の断面を示すように、絞り12
4を挟んで、2枚接合レンズからなる負パワーの前群1
25と、2枚接合レンズと1枚のレンズとからなる正パ
ワーの後群126とからなる回転対称レンズ系の物体側
に第1の可変ミラー115を、結像面118とそのレン
ズ系の間に第2の可変ミラー116を配置して、2つの
可変ミラー115、116の非球面形状を連携して変え
ることでズーミングする例である。
【0418】この実施例においては、自由曲面を用いず
にレンズには専ら球面を、可変ミラー115、116に
は回転対称非球面を用いてデジタルカメラ等の可変焦点
対物光学系を構成している。
【0419】この実施例の数値データは後記するが、像
高は2mmで、Fナンバーは3.1〜3.5、焦点距離
は6.76〜8.73mmである。
【0420】(実施例H)この実施例は、図54に広角
端(a)、望遠端(b)の断面を示すように、絞り12
4を挟んで、2枚の凹レンズからなる負パワーの前群1
25と、2枚接合レンズと1枚の正レンズとからなる正
パワーの後群126とからなる回転対称レンズ系の前群
125のレンズ間に第1の可変ミラー115を、結像面
118と後群126の間に第2の可変ミラー106を配
置して、2つの可変ミラー115、116の非球面形状
を連携して変えることでズーミングする例である。
【0421】この実施例においては、自由曲面を用いず
にレンズには専ら球面を、可変ミラー115、116に
は回転対称非球面を用いてデジタルカメラ等の可変焦点
対物光学系を構成している。
【0422】この実施例の数値データは後記するが、像
高は2mmで、Fナンバーは3.6〜4.48、焦点距
離は4.51〜6.49mmである。
【0423】(実施例I)この実施例は、図55に広角
端(a)、望遠端(b)の断面を示すように、絞り12
4を挟んで、第2面がアナモルフィック面からなるレン
ズ125aと2枚接合レンズとからなる負パワーの前群
125と、2枚接合レンズと1枚の正レンズとからなる
正パワーの後群126とからなるレンズ系の前群125
のレンズ間に第1の可変ミラー115を、結像面118
と後群126の間に第2の可変ミラー106を配置し
て、2つの可変ミラー115、116の非球面形状を連
携して変えることでズーミングする例である。
【0424】この実施例においては、自由曲面を用いず
にレンズにはアナモルフィック面あるいは球面を、可変
ミラー115、116には回転対称非球面を用いてデジ
タルカメラ等の可変焦点対物光学系を構成している。
【0425】この実施例の数値データは後記するが、像
高は2mmで、Fナンバーは4.38〜5.43、焦点
距離は5.89〜8.86mmである。
【0426】(実施例J)この実施例は、図56に広角
端(a)、望遠端(b)の断面を示すように、絞り12
4を挟んで、負レンズと正レンズからなる負パワーの前
群125と絞り124の間に第1の可変ミラー115を
配置し、絞り124と結像面118の間の後群126を
凸レンズ、2枚接合レンズ、凸レンズから構成し、その
凸レンズと2枚接合レンズの間に第2の可変ミラー11
6を、2枚接合レンズと最後の凸レンズの間に第3の可
変ミラー127を配置し、合計で光路をそれぞれ90°
ずつ偏向する3枚の可変ミラー115、116、127
を配置してこれら3枚の可変ミラーの自由曲面形状を連
携して独立に変えることでズーミングする例である。
【0427】この実施例においては、可変ミラー以外の
レンズには球面と回転対称非球面を用いており、デジタ
ルカメラ等の可変焦点対物光学系を構成している。
【0428】なお、後群126と結像面118の間の平
行平面板群128はフィルター、カバーガラス等であ
る。
【0429】この実施例の数値データは後記するが、撮
像面のアスペクト比は3:4で、最大像高は2.8mm
で、Fナンバーは2.56〜8.34、焦点距離は4.
69〜9.33mmで、画角は、X方向画角25.50
°〜13.50°、Y方向画角19.70°〜10.2
0°である。
【0430】(実施例K)この実施例は、図57に広角
端(a)、望遠端(b)の断面を示すように、絞り12
4を挟んで、負レンズと正レンズからなる負パワーの前
群125と絞り124の間に第1の可変ミラー115を
配置し、絞り124と結像面118の間の後群126を
凸レンズ、2枚接合レンズ、凸レンズから構成し、その
凸レンズと2枚接合レンズの間に第2の可変ミラー11
6を、2枚接合レンズと最後の凸レンズの間に第3の可
変ミラー127を配置し、光路を偏向する3枚の可変ミ
ラー115、116、127を配置してこれら3枚の可
変ミラーの自由曲面形状を連携して独立に変えることで
ズーミングする例である。この例では、可変ミラー11
5、127では光路を90°偏向してはおらず、実施例
Jとはこの点で異なる。
【0431】この実施例においては、可変ミラー以外の
レンズには球面と回転対称非球面を用いており、デジタ
ルカメラ等の可変焦点対物光学系を構成している。
【0432】なお、後群126と結像面118の間の平
行平面板群128はフィルター、カバーガラス等であ
る。
【0433】この実施例の数値データは後記するが、撮
像面のアスペクト比は3:4で、最大像高は2.8mm
で、Fナンバーは3.67〜6.69、焦点距離は4.
69〜9.33mmで、画角は、X方向画角25.50
°〜13.50°、Y方向画角19.70°〜10.2
0°である。
【0434】(実施例L)この実施例は、図58に広角
端(a)、望遠端(b)の断面を示すように、回転対称
な主鏡115と副鏡116からなるカセグレン望遠鏡あ
るいはリッチェ・クレチアン望遠鏡の像側に2枚接合レ
ンズ129を加えてなるカタデオプトリック光学系の2
枚の鏡に可変ミラーを用いてズーム系としたものであ
り、絞り124から結像面118の間の距離は固定さ
れ、可変ミラー115、116には回転対称非球面を用
いており、その変形と連携して、可変ミラー116、2
枚接合レンズ129が軸方向に移動することによって可
変焦点対物光学系を構成している。ピント合わせは、可
変ミラー116の形状を変化させて行ってもよいし、可
変ミラー116あるいは2枚接合レンズ129を移動さ
せて行ってもよいし、可変ミラー116の形状を変化さ
せつつ、2枚接合レンズ129を移動させて行ってもよ
い。この例では、ズーム時に光学素子を光軸方向に移動
させ、ピント合わせ時に可変ミラーの変形あるいは光学
素子の移動が行われるのが特徴である。なお、可変ミラ
ーは光学素子の1つである。ズームには変倍も含むもの
とする。また、光学素子の移動は、モータ等で行っても
よいし、手動で行ってもよい。
【0435】この実施例の数値データは後記するが、撮
像面のアスペクト比は3:4で、最大像高は2.8mm
で、Fナンバーは3.08〜4.62、焦点距離は4
0.0〜60.0mmで、画角は、X方向画角3.20
°〜2.14°、Y方向画角2.40°〜1.60°で
ある。
【0436】(実施例M)この実施例は、図59に断面
を示すように、絞り124を挟んで、正レンズと2枚接
合レンズからなる前群125と2枚接合レンズと2枚の
正レンズとからなる後群126とからなるいわゆるダブ
ルガウスタイプのレンズ系の後群126の2枚の正レン
ズ間に可変ミラー115を配置して、フォーカスを行う
電子撮像系等の撮像光学系の例である。
【0437】この実施例は、可変ミラー115を平面か
ら自由曲面に変形することで近距離物体に合焦してい
る。
【0438】この実施例の数値データは後記するが、撮
像面のアスペクト比は3:4で、最大像高は2.8mm
で、Fナンバーは3.5、焦点距離は6.4mmで、X
方向画角21.58°、Y方向画角16.52°であ
る。
【0439】(実施例N)この実施例は、図60に広角
端(a)、標準状態(b)、望遠端(c)の断面を示す
ように、物体側から順に、両面が自由曲面形状の第1レ
ンズ151、変倍に対して形状が変化する第1の可変ミ
ラー115、開口絞り124、変倍に対して形状が変化
する第2の可変ミラー116、変倍に対して形状が変化
する第3の可変ミラー127を配置し、3枚の可変ミラ
ー115、116、127の自由曲面形状を連携して独
立に変えることでズーミングする例である。光路は、第
1の可変ミラー115で上方へ偏向され、第2の可変ミ
ラー116で斜め前方へ偏向され、第3の可変ミラー1
27で第2の可変ミラー116に入射する光路と交差し
て後方へ向かうように偏向される。
【0440】後記する構成パラメータ中において、軸上
主光線を、順光線追跡で、物体中心から絞り124の中
心を通り、像面118中心に至る光線で定義し、光学系
の最も物体側の第1面と軸上主光線とが交差する位置を
偏心光学系の偏心光学面の原点として表示してある。
【0441】この実施例の数値データは後記するが、撮
像面のサイズは3.6mm×2.7mmであり、画角
は、広角端で水平画角50°、垂直画角39°、標準状
態で水平画角35°、垂直画角27°、望遠端で水平画
角26°、垂直画角20°で、各状態共入射瞳径φ1.
41mmである。
【0442】また、本実施例の可変ミラー115、11
6、127は中央付近を固定し、周辺部が動くようにし
てあるため、可変ミラー115、116、127の座標
原点の値は変化していない。
【0443】本実施例は、2倍相当のズームレンズであ
りながら、撮像素子の垂直方向に非常に薄型化した高性
能な結像光学系を提供することができる。
【0444】(実施例O)この実施例は、図61に広角
端(a)、標準状態(b)、望遠端(c)の断面を示す
ように、物体側から順に、両面が自由曲面形状の第1レ
ンズ151、変倍に対して形状が変化する第1の可変ミ
ラー115、両面が自由曲面形状の第2レンズ152、
開口絞り124、両面が自由曲面形状の第3レンズ15
3、変倍に対して形状が変化する第2の可変ミラー11
6、変倍に対して形状が変化する第3の可変ミラー12
7を配置し、3枚の可変ミラー115、116、127
の自由曲面形状を連携して独立に変えることでズーミン
グする例である。光路は、第1の可変ミラー115で上
方へ偏向され、第2の可変ミラー116で斜め前方へ偏
向され、第3の可変ミラー127で第2の可変ミラー1
16に入射する光路と交差して後方へ向かうように偏向
される。
【0445】後記する構成パラメータ中において、軸上
主光線を、順光線追跡で、物体中心から絞り124の中
心を通り、像面118中心に至る光線で定義し、光学系
の最も物体側の第1面と軸上主光線とが交差する位置を
偏心光学系の偏心光学面の原点として表示してある。
【0446】この実施例の数値データは後記するが、撮
像面のサイズは3.6mm×2.7mmであり、画角
は、広角端で水平画角50°、垂直画角39°、標準状
態で水平画角35°、垂直画角27°、望遠端で水平画
角26°、垂直画角20°で、各状態共入射瞳径φ1.
41mmである。
【0447】また、本実施例の可変ミラー115、11
6、127は中央付近を固定し、周辺部が動くようにし
てあるため、可変ミラー115、116、127の座標
原点の値は変化していない。
【0448】本実施例は、2倍相当のズームレンズであ
りながら、撮像素子の垂直方向に非常に薄型化した高性
能な結像光学系を提供することができる。
【0449】(実施例P)この実施例は、図62に断面
を示すように、物体側より順に、負の第1群130、絞
り124、正の第2群131で構成し、第1群130と
第2群131の間に反射面115を有し、その反射面1
15が形状を変えることで焦点距離を変化させる形状可
変ミラー115である。
【0450】なお、第2群131と結像面118の間の
平行平面板群128はフィルター、カバーガラス等であ
る。
【0451】この構成において、形状可変ミラー115
の焦点距離を変化させることでフォーカスの機能を有す
る。そのため、フォーカシングのためにレンズの位置を
移動させる必要がなく、駆動機構を省くことが可能であ
り、小型化、低コスト化のメリットがある。
【0452】無限遠物点にフォーカスする場合に、形状
可変ミラー115は略平面の形状となり、至近物点にフ
ォーカスする場合は、形状可変ミラー115は自由曲面
の凹面形状となる。
【0453】第1群130は、負レンズ、負レンズの2
枚構成で、第2群131は、正レンズ、正負の接含レン
ズ、正レンズの3群4枚構成である。
【0454】この実施例の結像面118に配置される撮
像素子の受光面形状は長方形であり、短辺方向が紙面と
平行になるように配置されている。このように配置する
と、形状可変ミラー115の反射面の非対称な方向がそ
の短辺と一致するため、収差補正上有利である。
【0455】なお、形状可変ミラー115は製造誤差に
よる結像性能の劣化を補正するような面形状とすること
も可能である。また、形状可変ミラー115は製造誤差
によるピント位置ずれを補正するような面形状とするこ
とも可能である。
【0456】この実施例の数値データは後記するが、像
高は2.8mmで、Fナンバーは2.85、焦点距離は
4.90mmで、画角は66.3°である。
【0457】(実施例Q)この実施例は、図63に断面
を示すように、物体側より順に、負の第1群130、形
状可変ミラー115が兼ねる絞り124、正の第2群1
31で構成し、第1群130と第2群131の間に、物
体側より順に、固定ミラー132、形状可変ミラー11
5、固定ミラー133の3面の反射面を有し、形状可変
ミラー115の形状を変えることで焦点距離を変化させ
る。
【0458】なお、第2群131と結像面118の間の
平行平面板群128はフィルター、カバーガラス等であ
る。
【0459】この構成において、形状可変ミラー115
の焦点距離を変化させることでフォーカスの機能を有す
る。そのため、フォーカシングのためにレンズの位置を
移動させる必要がなく、駆動機構を省くことが可能であ
り、小型化、低コスト化のメリットがある。
【0460】無限遠物点にフォーカスする場合に、形状
可変ミラー115は略平面の形状となり、至近物点にフ
ォーカスする場合は、形状可変ミラー115は自由曲面
の凹面形状となる。
【0461】固定ミラー132、133は平面形状の反
射面であり、形状を変えない反射面を2面用いること
で、撮像面の画面中心へ入射する光線の方向と光学系へ
入射する光線の方向を略一致させることが可能となって
いる。もちろん、固定ミラー132、133を形状可変
ミラーとすることも可能である。
【0462】なお、上記のように、形状可変ミラー11
5の位置は光学系の明るさ絞り124の位置と略一致し
ている。
【0463】第1群130は、負レンズ、負レンズの2
枚構成で、第2群131は、正レンズ、正負の接含レン
ズ、正レンズの3群4枚構成である。
【0464】この実施例の結像面118に配置される撮
像素子の受光面形状は長方形であり、短辺方向が紙面と
平行になるように配置されている。このように配置する
と、形状可変ミラー115の反射面の非対称な方向がそ
の短辺と一致するため、収差補正上有利である。
【0465】なお、形状可変ミラー115は製造誤差に
よる結像性能の劣化を補正するような面形状とすること
も可能である。また、形状可変ミラー115は製造誤差
によるピント位置ずれを補正するような面形状とするこ
とも可能である。
【0466】また、形状可変ミラー115の位置を移動
させることで変倍作用を持たせることも可能である。さ
らに、形状可変ミラー115の位置を移勤させること
と、その面形状を変化させることで、変倍作用、フォー
カシング作用、製造誤差の補正作用を併せ持つようにす
ることも可能である。
【0467】この実施例の数値データは後記するが、像
高は2.82mmで、Fナンバーは2.78、焦点距離
は4.49mmで、画角は69.7°である。また、形
状可変ミラー115は光軸に平行でY方向(光軸と直交
方向)の9.333mmの位置に配置されている。
【0468】(実施例R)この実施例は、図64に断面
を示すように、物体側より順に、形状可変ミラー11
5、絞り124、正のレンズ群で構成し、形状可変ミラ
ー115の形状を変えるが形状を変えることで焦点距離
を変化させる。
【0469】正のレンズ群は、屈折率分布を有する屈折
率分布レンズ134の1枚で構成されており、屈折率分
布レンズ134は光軸から半径方向に屈折率の分布を有
することで、媒質に屈折力を有し、両面の面形状が平面
であるにもかかわらずレンズ作用を有している。
【0470】この構成において、形状可変ミラー115
の焦点距離を変化させることでフォーカスの機能を有す
る。そのため、フォーカシングのためにレンズの位置を
移動させる必要がなく、駆動機構を省くことが可能であ
り、小型化、低コスト化のメリットがある。
【0471】無限遠物点にフォーカスする場合に、形状
可変ミラー115は略平面の形状となり、至近物点にフ
ォーカスする場合は、形状可変ミラー115は自由曲面
の凹面形状となる。
【0472】この実施例は、屈折率分布レンズ134と
形状可変ミラー115を用いたことで、簡単な構成の撮
像系を実現している。
【0473】この実施例の数値データは後記するが、像
高は2.82mmで、Fナンバーは2.82、焦点距離
は6.1mmで、画角は52.5°である。
【0474】(実施例S)この実施例は、図65(a)
に断面を示すように、実施例Pの光学系と略同様の構成
で、物体側より順に、負の第1群130、絞り124、
正の第2群131で構成し、第1群130と第2群13
1の間に反射面115を有し、その反射面115が形状
を変えることで焦点距離を変化させる形状可変ミラー1
15である。第2群131と結像面118の間にフィル
ター、カバーガラス等の平行平面板群128が配置され
ている。
【0475】そして、光学系収納の際は、図65(b)
に示すように、形状可変ミラー115が水平の状態に移
動することで、第1群130の収納スペースを確保す
る。すなわち、形状可変ミラー115の面が水平の状態
になった後に、第1群130が沈胴する。
【0476】このように、この実施例においては、収納
時にコンパクトな光学系が実現可能である。
【0477】(実施例T)この実施例は、図66(a)
に断面を示すように、実施例Qの光学系と略同様の構成
で、物体側より順に、負の第1群130、形状可変ミラ
ー115が兼ねる絞り124、正の第2群131で構成
し、第1群130と第2群131の間に、物体側より順
に、固定ミラー132、形状可変ミラー115、固定ミ
ラー133の3面の反射面を有し、形状可変ミラー11
5の形状を変えることで焦点距離を変化させる。第2群
131と結像面118の間にフィルター、カバーガラス
等の平行平面板群128が配置されている。
【0478】そして、光学系収納の際は、図66(b)
に示すように、固定ミラー132、形状可変ミラー11
5、固定ミラー133が水平の状態に移動することで、
第1群130の収納スペースを確保する。すなわち、3
つのミラーの面が水平の状態になった後に、第1群13
0が沈胴する。この実施例は、実施例Sとは異なり、光
軸方向に沈胴する。このようにして、収納時にコンパク
トな光学系が実現可能である。
【0479】(実施例U)この実施例は図67(a)に
断面を示す光学系であり、レンズ作用を有するプリズム
136と形状可変ミラー115と撮像素子137を含む
光学系である。形状可変ミラー115はその形状を変え
ることで焦点距離を変化させる形状可変ミラーである。
また、プリズム136は2つの反射面1361 、136
2 を有している。
【0480】この光学系においては、反射面を3面用い
ることで、撮像素子137の撮像面の画面中心へ入射す
る光線の方向と光学系へ入射する光線の方向を略一致さ
せることが可能となっている。
【0481】この実施例のような光学系は、デジタルカ
メラ、内視鏡、携帯電話、携帯情報端末(PDA)への
適用が可能である。
【0482】(実施例V)この実施例は図67(b)に
断面を示す光学系であり、レンズ作用を有するプリズム
136と形状可変ミラー115と光ファイバー13
1 、1382 とから構成されている。この光学系は、
光ファイバー1381 からの入射光線を他の光ファイバ
ー1382 へ導く光学系であり、形状可変ミラー115
はその形状を変えることで焦点距離を変化させる形状可
変ミラーである。また、プリズム136は2つの反射面
1361 、1362 を有している。
【0483】この光学系においては、製造誤差により光
ファイバー1382 への集光位置がずれるのを形状可変
ミラー115の形状を変化させることで補正する。
【0484】この光学系においては、反射面を3面用い
ることで、光ファイバー1382 へ入射する光線の方向
と光ファイバー1381 から射出する光線の方向を略一
致させることが可能となっている。
【0485】(実施例W)この実施例は図67(c)に
断面を示す光学系であり、レンズ作用を有するプリズム
136と形状可変ミラー115とから構成されている。
この光学系は、物体139を結像位置140に略等倍で
結像させる光学系であり、形状可変ミラー115はその
形状を変えることで焦点距離を変化させる形状可変ミラ
ーである。また、プリズム136は2つの反射面136
1 、1362 を有している。
【0486】この光学系においては、組み立て誤差等に
より結像位置140に対する結像がずれるのを形状可変
ミラー115の形状を変化させることで補正する。
【0487】この光学系においては、反射面を3面用い
ることで、結像位置140へ入射する光線の方向と物体
139から射出する光線の方向を略一致させることが可
能となっている。また、形状可変ミラー115の形状を
変え、結像位置140へ結像させないようにしてスイッ
テングをすることも可能である。
【0488】(実施例X)この実施例は、図68に広角
端(a)、望遠端(b)の断面を示すように、物体側よ
り順に、負の第1群130、正の第2群131、正の第
3群135で構成し、第1群130と第2群131の間
に反射面115を有し、その反射面115が形状を変え
ることで焦点距離を変化させる形状可変ミラー115で
ある。そして、正の第2群131を光軸上を移動させる
ことで変倍作用を有する。
【0489】形状可変ミラー115の焦点距離を変化さ
せることでフォーカスの機能を有する。そのため、フォ
ーカシングのためにレンズの位置を移動させる必要がな
く、駆動機構を省くことが可能であり、小型化、低コス
ト化のメリットがある。
【0490】無限遠物点にフォーカスする場合に、形状
可変ミラー115は略平面の形状となり、至近物点にフ
ォーカスする場合は、形状可変ミラー115は自由曲面
の凹面形状となる。
【0491】このズーム光学系において、第1群130
は負レンズ1枚で構成し、第2群131は、正レンズ、
正負の接合レンズ、負レンズの3群4枚で構成し、第3
群135は正レンズ1枚で構成している。なお、第3群
135と結像面118の間の平行平面板群128はフィ
ルター、カバーガラス等である。
【0492】この実施例の結像面118に配置される撮
像素子の受光面形状は長方形であり、短辺方向が紙面と
平行になるように配置されている。このように配置する
と、形状可変ミラー115の反射面の非対称な方向がそ
の短辺と一致するため、収差補正上有利である。
【0493】なお、形状可変ミラー115は製造誤差に
よる結像性能の劣化を補正するような面形状とすること
も可能である。また、形状可変ミラー115は製造誤差
によるピント位置ずれを補正するような面形状とするこ
とも可能である。
【0494】さらに、形状可変ミラー115により、第
2群131の移動に伴うピント位置ずれを補正するよう
な面形状とすることも可能である。
【0495】以上のように、可変ミラーは、物体距離が
変化したとき、ピント位置あるいは収差変動を補正する
ように光線反射作用が変化する。例えば、形状可変ミラ
ーであれば、可変ミラーは、物体距離が変化したとき
に、ピント位置あるいは収差変動を補正するように形状
が変化する。
【0496】また、レンズ系の一部を挿脱あるいは退避
あるいは偏心させることで変倍を行い、それに伴って生
ずるピントの移動あるいは収差の変動を可変ミラーで補
正してもよい。
【0497】この実施例の数値データは後記するが、像
高は2.82mmで、Fナンバーは2.77〜4.0
5、焦点距離は4.58mm〜8.94mmで、画角は
72.8°〜34.6°である。
【0498】以上の実施例A〜R、Xを示す図47〜図
64、図68は何れもY−Z面の断面図である。この例
で、レンズ系全体を1つの移動する群と考えて、上方
(結像面118から離れる方向)に移動させつつ可変ミ
ラー115の形状を変えて、変倍を行ってもよい。
【0499】なお、本発明全体にわたって言えることで
あるが、一般にズーム光学系は変倍光学系の1つであ
る。ただし、ズーム光学系という言葉を変倍光学系と同
義に用いることもある。
【0500】実施例の単位は何れもmmである。
【0501】また、上記実施例A〜Xまでの実施例は、
何れも可変ミラーはズーミング又はフォーカシングに伴
い連続的に形状を変えるが、何個所かで不連続的にズー
ミング、フォーカシングを行ってもよい。
【0502】例えば、実施例A、C、E、Fでは、可変
ミラーの周辺部が他の光学素子に対して固定されてい
て、中央部が変形するように設計してある。したがっ
て、可変ミラーの面頂域は可変ミラーの変形と共に変化
している。
【0503】また、例えば、実施例B、D、N、Oで
は、可変ミラーの中央付近を固定し、周辺部が動くよう
にしてある。この場合、レンズデータでは可変ミラー座
標原点の値は変化していない。
【0504】また、例えば、実施例G〜Kでは、少なく
とも2つの可変ミラーの法線同志がねじれの関係になる
ように可変ミラー及び他の光学素子を配置してもよい
(収差は変わらないので)。
【0505】この外、可変ミラーの中間部あるいはそれ
以外のところを固定しても、あるいは、可変ミラーに固
定点がなくても、ミラーが変形すれば、これらの実施例
と略同様の設計でフォーカス、変倍等を実現することが
できる。これは、可変ミラーの位置の誤差は面形状の誤
差程結像性能に影響しないからである。
【0506】また、可変ミラーを用いた光学系では、あ
る動作状態で次式の何れかを満たすとよい。
【0507】 0≦|PI |≦0.01 (mm-1) ・・・(16−3) 0≦|PV |≦0.01 (mm-1) ・・・(17−3) この2式はその動作状態で一方の曲率が平面に近いこと
を示しており、平面は形状制御が容易で、電力を消費し
難い等の点で優れている。上記2式は実施例A〜Mに対
して成り立つ。
【0508】以下に、上記実施例A〜R、Xの構成パラ
メータを示すが、本発明で使用する自由曲面とは以下の
式で定義されるものである。この定義式のZ軸が自由曲
面の軸となる。
【0509】 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。
【0510】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。
【0511】自由曲面項は、 ただし、Cj (jは2以上の整数)は係数である。
【0512】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、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。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。
【0513】また、上記の回転非対称な曲面形状の面で
ある自由曲面の他の定義式として、Zernike多項
式により定義できる。この面の形状は以下の式(b)に
より定義する。その定義式(b)のZ軸がZernik
e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。
【0514】 x=R×cos(A) y=R×sin(A) Z=D2 +D3 Rcos(A)+D4 Rsin(A) +D5 2 cos(2A)+D6 (R2 −1)+D7 2 sin(2A) +D8 3 cos(3A) +D9 (3R3 −2R)cos(A) +D10(3R3 −2R)sin(A)+D113 sin(3A) +D124cos(4A)+D13(4R4 −3R2 )cos(2A) +D14(6R4 −6R2 +1)+D15(4R4 −3R2 )sin(2A) +D164 sin(4A) +D175 cos(5A) +D18(5R5 −4R3 )cos(3A) +D19(10R5 −12R3 +3R)cos(A) +D20(10R5 −12R3 +3R)sin(A) +D21(5R5 −4R3 )sin(3A) +D225 sin(5A) +D236cos(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) +D296sin(6A)・・・・・ ・・・・(b) ただし、Dm (mは2以上の整数)は係数である。な
お、X軸方向に対称な光学系として設計するには、
4 ,D5 ,D6 、D10,D11,D12,D13,D14,D
20,D21,D22…を利用する。
【0515】上記定義式は、回転非対称な曲面形状の面
の例示のために示したものであり、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。
数学的に同値ならば他の定義で曲面形状を表してもよ
い。
【0516】なお、自由曲面の他の定義式の例として、
次の定義式(c)があげられる。
【0517】Z=ΣΣCnmXY 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。
【0518】 Z=C2 +C3 Y+C4 |X| +C5 2 +C6 Y|X|+C7 2 +C8 3 +C9 2 |X|+C10YX2 +C11|X3 | +C124 +C133 |X|+C142 2 +C15Y|X3 |+C164 +C175 +C184 |X|+C193 2 +C202 |X3 | +C21YX4 +C22|X5 | +C236 +C245 |X|+C254 2 +C263 |X3 | +C272 4 +C28Y|X5 |+C296 +C307 +C316 |X|+C325 2 +C334 |X3 | +C343 4 +C352 |X5 |+C36YX6 +C37|X7 | ・・・(c) また、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。
【0519】 Z=(Y2 /R)/[1+{1−(1+K)Y2 /R2 1 /2] +AY4 +BY6 +CY8 +DY10+…… ・・・(d) ただし、Zを光の進行方向を正とした光軸(軸上主光
線)とし、Yを光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。
【0520】また、アナモルフィック面の形状は以下の
式により定義する。面形状の原点を通り、光学面に垂直
な直線がアナモルフィック面の軸となる。
【0521】 Z=(Cx・X2 +Cy・Y2 )/[1+{1−(1+Kx)Cx2 ・X2 −(1+Ky)Cy2 ・Y2 1/2 ] +ΣRn{(1−Pn)X2 +(1+Pn)Y2 (n+1) ここで、例としてn=4(4次項)を考えると、展開し
たとき、以下の式(a)で表すことができる。
【0522】 Z=(Cx・X2 +Cy・Y2 )/[1+{1−(1+Kx)Cx2 ・X2 −(1+Ky)Cy2 ・Y2 1/2 ] +R1{(1−P1)X2 +(1+P1)Y2 2 +R2{(1−P2)X2 +(1+P2)Y2 3 +R3{(1−P3)X2 +(1+P3)Y2 4 +R4{(1−P4)X2 +(1+P4)Y2 5 ・・・(e) ただし、Zは面形状の原点に対する接平面からのズレ
量、CxはX軸方向曲率、CyはY軸方向曲率、Kxは
X軸方向円錐係数、KyはY軸方向円錐係数、Rnは非
球面項回転対称成分、Pnは非球面項回転非対称成分で
ある。なお、X軸方向曲率半径Rx、Y軸方向曲率半径
Ryと曲率Cx、Cyとの間には、 Rx=1/Cx,Ry=1/Cy の関係にある。
【0523】また、トーリック面にはXトーリック面と
Yトーリック面があり、それぞれ以下の式により定義す
る。面形状の原点を通り、光学面に垂直な直線がトーリ
ック面の軸となる。Xトーリック面は、 F(X)=Cx・X2 /[1+{1−(1+K)Cx2 ・X2 1/2 ] +AX4 +BX6 +CX8 +DX10・・・ Z=F(X)+(1/2)Cy{Y2 +Z2 −F(X)2 }・・・(f) 次いで、Y方向の曲率中心を通ってX軸の周りで回転す
る。その結果、その面はX−Z面内で非球面になり、Y
−Z面内で円になる。Yトーリック面は、 F(Y)=Cy・Y2 /[1+{1−(1+K)Cy2 ・Y2 1/2 ] +AY4 +BY6 +CY8 +DY10・・・ Z=F(Y)+(1/2)Cx{X2 +Z2 −F(Y)2 }・・・(g) 次いで、X方向の曲率中心を通ってY軸の周りで回転す
る。その結果、その面はY−Z面内で非球面になり、X
−Z面内で円になる。
【0524】ただし、Zは面形状の原点に対する接平面
からのズレ量、CxはX軸方向曲率、CyはY軸方向曲
率、Kは円錐係数、A、B、C、Dは非球面係数であ
る。なお、X軸方向曲率半径Rx、Y軸方向曲率半径R
yと曲率Cx、Cyとの間には、 Rx=1/Cx,Ry=1/Cy の関係にある。
【0525】なお、偏心面については、光学系の基準面
の中心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、非球
面については、前記の(d)式のZ軸、アナモルフィッ
ク面については、前記の(e)式のZ軸、トーリック面
については、前記の(f)式又は(g)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。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、
面の中心軸とそのXYZ直交座標系を、まずX軸の回り
で反時計回りにα回転させ、次に、その回転した面の中
心軸を新たな座標系のY軸の回りで反時計回りにβ回転
させると共に1度回転した座標系もY軸の回りで反時計
回りにβ回転させ、次いで、その2度回転した面の中心
軸を新たな座標系の新たな座標系のZ軸の回りで時計回
りにγ回転させるものである。
【0526】なお、反射面の傾きだけを示す場合も、偏
心量としてその面の中心軸の傾き角が与えられている。
【0527】また、ラジアル型屈折率分布レンズはの屈
折率分布n(r)は、以下の式にて表される。
【0528】 (A) n(r)=N0 +N1 2 +N2 4 +N3
6 +・・・・・ ここで、N0 は基準とする波長での光軸上の屈折率、N
i (i=1,2,3,・・・・)は基準とする波長での
屈折率分布を表す係数、rは光軸から垂直方向への距離
である。ここで、基準波長はdラインとし、そのときの
0 、N1 、N23 をN0d、N1d、N2d、N3dとす
る。
【0529】また、ラジアル型屈折率分布レンズのアッ
ベ数は、次の式で与えられる。
【0530】 (B) V0 =(N0d−1)/(N0F−N0C) (C) Vi =(Nid−1)/(NiF−NiC) (i=1,2,3,・・・・) ここで、N0d,N0F,N0C及びNid,NiF,NiC(i=
1,2,3,・・・・)は波長λにおける屈折率分布を
表す係数であり、添字のd,C,Fはそれぞれdライ
ン、Cライン、Fラインを表す。
【0531】なお、データの記載されていない自由曲
面、非球面等に関する項は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。
【0532】以下に、上記実施例A〜R、Xの構成パラ
メータを示す。なお、以下の表中の“FFS”は自由曲
面、“ASS”は非球面、“RP”は基準面、“HR
P”は仮想面、“RE”は反射面、“DM”は可変ミラ
ー、“XTR”はXトーリック面、“ANM”はアナモ
ルフィック面、“GRIN”は屈折率分布レンズをそれ
ぞれ示す。また、面形状、偏心に関して、“WE”、
“ST”、“TE”はそれぞれ広角端、標準状態、望遠
端を示し、“OD”は物体距離を示す。また、“f”は
焦点距離を示す。
【0533】 (実施例A) 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 ∞(HRP,RP) 偏心(1) 2 FFS 偏心(2) 1.5254 56.2 3 FFS 偏心(3) 4 FFS(絞り)(DM1) 偏心(4) 5 FFS 偏心(3) 1.5254 56.2 6 FFS 偏心(5) 7 FFS(DM2) 偏心(6) 8 FFS 偏心(5) 1.5254 56.2 9 FFS 偏心(7) 10 ∞ 偏心(8) 1.5163 64.1 11 ∞ 偏心(9) 像 面 ∞ 偏心(10) FFS C4 -6.7765×10-26 -6.2321×10-28 -2.2954×10-210 -1.9491×10-211 -3.1101×10-313 -6.5957×10-315 -2.9764×10-3 FFS C4 -7.7519×10-26 -6.0590×10-28 -5.9666×10-310 -2.6208×10-311 -7.4511×10-413 -4.5909×10-415 -4.2617×10-5 FFS WE:∞(平面) TE: C4 -1.7971×10-26 -1.8050×10-28 3.0008×10-510 -1.3132×10-311 -3.4160×10-413 -7.3683×10-415 -3.1388×10-4 FFS C4 -6.8810×10-26 -5.6218×10-28 1.0316×10-310 -4.5924×10-411 -3.0583×10-313 5.7663×10-415 8.8386×10-4 FFS WE: C4 5.1461×10-26 3.7863×10-28 -3.0012×10-310 -6.4390×10-411 1.8790×10-313 2.5101×10-315 6.3665×10-4 TE:∞(平面) FFS C4 -4.1970×10-26 -7.0058×10-28 -1.5784×10-210 -1.6308×10-211 -2.8968×10-313 4.4919×10-315 -1.1667×10-3 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) X 0.00 Y -0.03 Z 0.33 α 1.73 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) X 0.00 Y -0.10 Z 2.94 α 19.43 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) WE: X 0.00 Y -0.26 Z 4.08 α 16.93 β 0.00 γ 0.00 TE: X 0.00 Y -0.26 Z 4.12 α 16.93 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) X 0.00 Y -3.83 Z 1.02 α 8.48 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) WE: X 0.00 Y -4.80 Z -0.22 α 8.00 β 0.00 γ 0.00 TE: X 0.00 Y -4.80 Z 0.20 α 8.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) X 0.00 Y -4.33 Z 2.61 α -34.51 β 0.00 γ 0.00 偏心(8) X 0.00 Y -6.16 Z 3.17 α -13.93 β 0.00 γ 0.00 偏心(9) X 0.00 Y -6.40 Z 4.14 α -13.93 β 0.00 γ 0.00 偏心(10) X 0.00 Y -6.46 Z 4.39 α -13.93 β 0.00 γ 0.00 。
【0534】 (実施例B) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 ∞(RP) 偏心(1) 1.5168 64.1 2 10.00 偏心(2) 3 FFS 偏心(3) 1.5254 56.2 4 FFS(絞り)(RE) 偏心(4) 1.5254 56.2 5 FFS(RE) 偏心(3) 1.5254 56.2 6 FFS 偏心(5) 7 FFS(DM) 偏心(6) 8 FFS 偏心(5) 1.5254 56.2 9 FFS 偏心(3) 10 -17.00 偏心(7) 1.8080 40.6 11 ∞ 偏心(8) 像 面 ∞ 偏心(9) FFS C4 -4.7020×10-26 -1.8559×10-28 -2.1989×10-310 -1.3752×10-311 6.3011×10-413 -2.3538×10-415 -1.2872×10-4 FFS C4 -3.5411×10-26 -2.2443×10-28 -4.5396×10-410 -6.6517×10-411 4.4891×10-413 2.2297×10-415 -9.9027×10-5 FFS C4 -6.3691×10-26 -5.2302×10-28 2.0046×10-310 -1.4613×10-311 -5.9788×10-413 2.5449×10-415 1.5212×10-4 FFS OD:∞ C4 -3.2044×10-26 -3.4056×10-28 -1.1269×10-310 9.3234×10-411 -8.2793×10-513 -9.5598×10-415 -4.0391×10-4 OD:100 C4 -3.9028×10-26 -3.7848×10-28 -1.0212×10-310 1.0709×10-311 2.4511×10-413 -5.0708×10-415 -3.2267×10-4 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) X 0.00 Y 0.00 Z 0.50 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) X 0.00 Y -3.37 Z 3.23 α 12.78 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) X 0.00 Y 0.37 Z 4.59 α 39.33 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) X 0.00 Y -5.99 Z 5.91 α -13.67 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) OD:∞ X 0.00 Y -6.78 Z 6.28 α -24.23 β 0.00 γ 0.00 OD:100 X 0.00 Y -6.82 Z 6.28 α -24.23 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) X 0.00 Y -7.10 Z 3.60 α 1.02 β 0.00 γ 0.00 偏心(8) X 0.00 Y -7.11 Z 2.80 α 1.02 β 0.00 γ 0.00 偏心(9) X 0.00 Y -7.15 Z 0.80 α 1.02 β 0.00 γ 0.00 。
【0535】 (実施例C) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 100.00(RP) 偏心(1) 1.5168 64.1 2 7.00 偏心(2) 3 FFS 偏心(3) 1.5254 56.2 4 FFS 偏心(4) 5 FFS(絞り)(DM) 偏心(5) 6 FFS 偏心(4) 1.5254 56.2 7 FFS(RE) 偏心(3) 1.5254 56.2 8 FFS(RE) 偏心(6) 1.5254 56.2 9 FFS(RE) 偏心(7) 1.5254 56.2 10 FFS 偏心(6) 11 10.00 偏心(8) 1.5163 64.1 12 ∞ 偏心(9) 像 面 ∞ 偏心(10) FFS C4 1.8163×10-26 1.1651×10-28 3.0002×10-310 -3.5383×10-411 -3.3122×10-413 1.2716×10-415 9.7268×10-6 FFS C4 -4.5005×10-36 9.0138×10-48 4.5271×10-310 -1.5303×10-311 3.3446×10-413 5.9680×10-415 2.3049×10-4 FFS OD:∞ C4 5.0000×10-36 0 C8 2.1463×10-310 1.5585×10-311 -4.7817×10-413 1.3106×10-415 -1.0174×10-4 OD:200 C4 3.9639×10-36 -2.1776×10-38 2.1463×10-310 1.5585×10-311 -4.7817×10-413 1.3106×10-415 -1.0174×10-4 FFS C4 4.3696×10-26 1.0430×10-28 7.1557×10-310 -1.2829×10-311 -9.5494×10-513 4.0730×10-515 6.5262×10-5 FFS C4 4.4714×10-26 2.5659×10-28 1.9530×10-310 -2.1893×10-311 1.9650×10-413 -9.0025×10-515 2.2762×10-4 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) X 0.00 Y 0.00 Z 1.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) X 0.00 Y -3.33 Z 3.14 α -9.55 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) X 0.00 Y -0.13 Z 5.47 α 15.33 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) OD:∞ X 0.00 Y -0.35 Z 6.415 α 20.19 β 0.00 γ 0.00 OD:200 X 0.00 Y -0.35 Z 6.42 α 20.19 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) X 0.00 Y -8.71 Z 6.22 α -3.45 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) X 0.00 Y -11.69 Z 4.00 α 30.06 β 0.00 γ 0.00 偏心(8) X 0.00 Y -11.39 Z 6.60 α 9.61 β 0.00 γ 0.00 偏心(9) X 0.00 Y -11.22 Z 7.59 α 9.61 β 0.00 γ 0.00 偏心(10) X 0.00 Y -10.77 Z 10.25 α 9.61 β 0.00 γ 0.00 。
【0536】 (実施例D) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 ∞(RP) 偏心(1) 1.5168 64.1 2 10.00 偏心(2) 3 ∞ 偏心(3) 4 FFS 偏心(4) 1.5254 56.2 5 FFS(絞り)(RE) 偏心(5) 1.5254 56.2 6 FFS(RE) 偏心(4) 1.5254 56.2 7 FFS 偏心(6) 8 FFS(DM) 偏心(7) 9 FFS 偏心(6) 1.5254 56.2 10 FFS 偏心(4) 11 ∞ 偏心(8) 1.5163 64.1 12 ∞ 偏心(9) 像 面 ∞ 偏心(10) FFS C4 -4.7148×10-26 -1.8559×10-28 -2.1989×10-310 -1.3752×10-311 6.3011×10-413 -2.3538×10-415 -1.2872×10-4 FFS C4 -3.5411×10-26 -2.2443×10-28 -4.5396×10-410 -6.6517×10-411 4.4891×10-413 2.2297×10-415 -9.9027×10-5 FFS C4 -6.3691×10-26 -5.2302×10-28 2.0046×10-310 -1.4613×10-311 -5.9788×10-413 2.5449×10-415 1.5212×10-4 FFS OD:∞ C4 -3.2044×10-26 -3.4056×10-28 -1.1269×10-310 9.3234×10-411 -8.2793×10-513 -9.5598×10-415 -4.0391×10-4 OD:100 C4 -3.6403×10-26 -3.5596×10-28 -9.3276×10-410 1.0425×10-311 1.7142×10-413 -6.2756×10-415 -3.7675×10-4 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) X 0.00 Y 0.00 Z 0.50 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) X 0.00 Y 0.00 Z 4.20 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) X 0.00 Y -3.37 Z 3.23 α 12.78 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) X 0.00 Y 0.37 Z 4.59 α 39.33 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) X 0.00 Y -5.99 Z 5.91 α -13.67 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) OD:∞ X 0.00 Y -6.78 Z 6.28 α -24.23 β 0.00 γ 0.00 OD:100 X 0.00 Y -6.78 Z 6.28 α -24.23 β 0.00 γ 0.00 偏心(8) X 0.00 Y -7.10 Z 2.99 α 1.02 β 0.00 γ 0.00 偏心(9) X 0.00 Y -7.11 Z 2.44 α 1.02 β 0.00 γ 0.00 偏心(10) X 0.00 Y -7.15 Z 0.44 α 1.02 β 0.00 γ 0.00 。
【0537】 (実施例E) 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 -30.00(RP) 偏心(1) 1.5168 64.1 2 -19.75 偏心(2) 1.6727 32.2 3 30.00 偏心(3) 4 XTR(DM1) 偏心(4) 5 XTR(DM2) 偏心(5) 6 100.0 偏心(6) 1.5168 64.1 7 -20.0 偏心(7) 1.6727 32.2 8 -120.0 偏心(8) 9 ∞(絞り面) 偏心(9) 像 面 ∞ XTR WE:∞(平面) TE:Ry -70.0 Rx -60.622 XTR WE:Ry 125.0 Rx 108.253 TE:∞(平面) 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) X 0.00 Y 0.00 Z 3.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) X 0.00 Y 0.00 Z 4.30 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) WE: X 0.00 Y 0.00 Z 14.30 α -30.00 β 0.00 γ 0.00 TE: X 0.00 Y 0.00 Z 15.009 α -30.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) WE: X 0.00 Y -17.465 Z 4.217 α -30.00 β 0.00 γ 0.00 TE: X 0.00 Y -17.934 Z 4.6546 α -30.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) X 0.00 Y -17.934 Z 13.655 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) X 0.00 Y -17.934 Z 17.655 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(8) X 0.00 Y -17.934 Z 18.655 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(9) X 0.00 Y -17.934 Z 20.655 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
【0538】 (実施例F) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ 10000.00 1 -30.00(RP) 偏心(1) 1.5168 64.1 2 -19.75 偏心(2) 1.6727 32.2 3 30.00 偏心(3) 4 XTR(DM) 偏心(4) 5 ∞(RE) 偏心(5) 6 50.0 偏心(6) 1.5168 64.1 7 -20.0 偏心(7) 1.6727 32.2 8 -60.0 偏心(8) 9 ∞(絞り面) 偏心(9) 像 面 ∞ XTR OD:10000.00 ∞(平面) OD:1000.00 TE:Ry -400 Rx -346.4 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) X 0.00 Y 0.00 Z 3.00 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) X 0.00 Y 0.00 Z 4.30 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) OD:10000.00 X 0.00 Y 0.00 Z 14.176 α -30.00 β 0.00 γ 0.00 OD:1000.00 X 0.00 Y 0.00 Z 14.300 α -30.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) X 0.00 Y -17.32 Z 4.30 α -30.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) X 0.00 Y -17.32 Z 13.30 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) X 0.00 Y -17.32 Z 17.30 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(8) X 0.00 Y -17.32 Z 18.30 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(9) X 0.00 Y -17.32 Z 20.30 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
【0539】 (実施例G) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 ASS(DM1) 5.5000 偏心(1) 2 5.2581 3.8903 1.88300 40.76 3 15.4927 3.4495 1.72151 29.23 4 0.9691 1.0000 5 ∞(絞り面) 0.2000 6 -40.7277 1.0035 1.88300 40.76 7 1.9125 2.2294 1.83481 42.72 8 -2.6031 0.1000 9 17.9219 0.9949 1.88300 40.76 10 8.8386 2.9405 11 ASS(DM2) d1 偏心(2) 像 面 ∞ ASS WE: R 106.39172 K 0.0000 A -6.5400×10-5 B 1.8807×10-6 C -2.1512×10-8 D 1.0292×10-10 TE: R 240.85450 K 0.0000 A 2.8699×10-5 B -7.6530×10-7 C 1.8985×10-8 D -1.5367×10-10 ASS WE: R -24.73983 K 0.0000 A 2.0754×10-3 B -2.7716×10-4 C 1.7647×10-5 TE: R -49.19751 K 0.0000 A -6.0663×10-4 B 1.8049×10-4 C -1.0921×10-5 可変間隔d1 WE: 5.54732 TE: 5.54510 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 45.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 45.00 β 0.00 γ 0.00 。
【0540】 (実施例H) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 ∞ 1.0000 1.51633 64.14 2 8.4105 5.5000 3 ASS(DM1) 4.0000 偏心(1) 4 3.2414 3.2454 1.88300 40.76 5 1.5926 0.8213 6 ∞(絞り面) 0.2000 7 32.9618 7.0342 1.84666 23.78 8 11.5062 2.7774 1.51633 64.14 9 -4.4027 1.8078 10 36.1618 1.2403 1.72916 54.68 11 -13.6093 4.1642 12 ASS(DM2) d1 偏心(2) 像 面 ∞ ASS WE: R 109.58316 K 0.0000 A -6.1107×10-4 B 6.6969×10-5 C -3.1575×10-6 D 5.5493×10-8 TE: R -175.10236 K 0.0000 A 3.7168×10-4 B -3.0985×10-5 C 1.1219×10-6 D -7.0811×10-27 ASS WE: R -89.25156 K 0.0000 A 5.9040×10-4 B -3.5468×10-5 C 9.0208×10-7 TE: R 91.42433 K 0.0000 A -4.5028×10-4 B 5.5916×10-5 C -2.4949×10-6 可変間隔d1 WE: 5.49484 TE: 5.50021 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 45.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α -34.372 β 0.00 γ 0.00 。
【0541】 (実施例I) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 ∞ 1.0000 1.51633 64.14 2 ANM 5.0000 3 ASS(DM1) 4.0000 偏心(1) 4 3.0102 3.0708 1.51633 64.14 5 -24.9459 1.5539 1.88300 40.76 6 1.9584 1.0818 7 ∞(絞り面) 0.2000 8 -295.2763 6.3253 1.84666 23.78 9 15.8702 2.6272 1.51633 64.14 10 -4.2027 1.7630 11 -206.7394 1.2972 1.72916 54.68 12 -9.3156 4.1451 13 ASS(DM2) d1 偏心(2) 像 面 ∞ ANM Ry 41.4008 Rx 61.2166 Ky 0.0000 Kx 0.0000 R1 -1.5273×10-3 R2 1.1686×10-4 R3 -3.7464×10-6 R4 4.7549×10-8 P1 2.4721×10-2 P2 -3.8239×10-3 P3 -5.9130×10-3 P4 1.1138×10-2 ASS WE: R 149.96177 K 0.0000 A -7.0601×10-5 B 2.2751×10-6 C -4.7356×10-8 D 3.6529×10-10 TE: R -186.85340 K 0.0000 A 3.7389×10-4 B -1.6633×10-5 C 2.5291×10-7 D -7.0811×10-27 ASS WE: R -51.51621 K 0.0000 A 7.0673×10-4 B -3.4212×10-5 C 7.2662×10-7 TE: R 196.67374 K 0.0000 A -1.0661×10-3 B 1.3376×10-4 C -5.2193×10-6 可変間隔d1 WE: 5.43122 TE: 5.45627 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 45.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 45.00 β 0.00 γ 0.00 。
【0542】 (実施例J) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 188.01 4.86 1.7093 54.3 2 ASS 7.00 3 -16.52 5.00 1.5268 65.8 4 -7.53 4.00 5 FFS(DM1) 5.00 偏心(1) 6 ∞(絞り面) 0.50 7 ASS 2.00 1.4875 70.2 8 -728.98 4.00 9 FFS(DM2) 4.00 偏心(2) 10 118.60 1.95 1.4875 70.2 11 -5.57 4.53 1.8467 23.8 12 -26.99 4.00 13 FFS(DM3) 4.00 偏心(3) 14 -9.15 3.00 1.5263 65.9 15 ASS 1.00 16 ∞ 0.80 1.5163 64.1 17 ∞ 1.80 1.5477 62.8 18 ∞ 0.50 19 ∞ 0.50 1.5163 64.1 20 ∞ 1.00 像 面 ∞ ASS R 3.68 K 0.0000 A -3.0236×10-4 B -2.4721×10-4 C 1.9293×10-5 D -1.7320×10-6 ASS R -9.14 K 0.0000 A 4.7221×10-6 B 2.5368×10-6 C -2.0457×10-7 D 6.2856×10-9 ASS R 12.33 K 0.0000 A -5.7706×10-4 B 1.6455×10-5 C -2.7671×10-6 D 9.5513×10-8 FFS WE: C4 1.3195×10-36 1.6555×10-48 2.5372×10-510 -2.9788×10-611 9.7932×10-613 3.8809×10-615 1.2337×10-6 TE: C4 -1.1656×10-26 -9.1985×10-48 4.6664×10-510 4.0729×10-511 3.4607×10-613 -2.1879×10-615 -1.0285×10-6 FFS WE: C4 1.8423×10-36 -1.4463×10-48 1.5642×10-410 -2.5385×10-511 -1.3512×10-613 4.2397×10-615 -2.8277×10-6 TE: C4 -2.5101×10-26 1.7952×10-38 -1.3478×10-310 2.2259×10-411 4.1435×10-613 -9.2639×10-515 8.7872×10-6 FFS WE: C4 -7.6689×10-56 -1.1461×10-38 1.0248×10-410 -2.2888×10-511 -3.2560×10-513 2.3921×10-615 -5.6394×10-6 TE: C4 7.4185×10-36 1.7664×10-28 -8.0810×10-410 5.1976×10-411 -4.7072×10-513 -1.8546×10-415 2.7899×10-5 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 45.00 β 0.00 γ 0.00 。
【0543】 偏心(3) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 45.00 β 0.00 γ 0.00 。
【0544】 (実施例K) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 99.38 4.38 1.6480 57.6 2 ASS 7.00 3 -23.52 4.38 1.5272 49.3 4 -8.83 4.00 5 FFS(DM1) 5.00 偏心(1) 6 ∞(絞り面) 0.50 7 ASS 2.00 1.4875 70.2 8 27.63 4.00 9 FFS(DM2) 4.00 偏心(2) 10 -88.03 2.33 1.6162 59.3 11 -5.12 2.97 1.8467 23.8 12 -13.95 4.00 13 FFS(DM3) 4.00 偏心(3) 14 -13.06 3.00 1.4875 70.2 15 ASS 1.00 16 ∞ 0.80 1.5163 64.1 17 ∞ 1.80 1.5477 62.8 18 ∞ 0.50 19 ∞ 0.50 1.5163 64.1 20 ∞ 1.00 像 面 ∞ ASS R 3.78 K 0.0000 A -9.9411×10-4 B -1.2686×10-4 C 7.9744×10-6 D -1.1175×10-6 ASS R -17.37 K 0.0000 A 1.9221×10-5 B -4.7245×10-5 C 1.4660×10-5 D -1.6412×10-6 ASS R 9.37 K 0.0000 A -1.1445×10-3 B 7.2645×10-5 C -4.4423×10-6 D 9.7740×10-8 FFS WE: C4 -1.0242×10-36 -2.9132×10-38 -1.7482×10-510 -5.8646×10-611 -6.7499×10-613 -1.6480×10-515 -5.3516×10-6 TE: C4 -1.1888×10-26 -2.5578×10-38 7.4643×10-510 3.3620×10-511 -5.6066×10-613 -1.4296×10-515 -5.1085×10-6 FFS WE: C4 -1.2349×10-36 -4.8627×10-38 -9.3065×10-510 -2.7168×10-411 1.3448×10-513 -1.6792×10-515 -2.3260×10-5 TE: C4 -2.1788×10-26 1.6763×10-38 -9.0487×10-410 1.7415×10-411 -1.0766×10-413 -9.6712×10-515 4.3032×10-6 FFS WE: C4 3.6425×10-46 -3.3124×10-38 -6.6428×10-510 -1.4832×10-411 1.7998×10-613 5.7814×10-615 -5.4564×10-6 TE: C4 1.0084×10-26 2.0630×10-28 -6.9625×10-410 3.5904×10-411 -3.6557×10-513 -1.3505×10-415 2.8988×10-5 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α -36.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 45.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 39.00 β 0.00 γ 0.00 。
【0545】 (実施例L) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 ∞(絞り面) 17.00 2 ASS(DM1) d1 3 ASS(DM2) d2 4 10.17 1.80 1.5713 52.9 5 -9.11 1.00 1.7725 49.6 6 18.98 d3 像 面 ∞ ASS WE: R -56.07 K -6.6587×10-1 A 1.4016×10-6 B 5.4841×10-9 C -7.2045×10-11 D 4.8599×10-13 TE: R -57.25 K -2.3246×10-1 A 8.4461×10-7 B -4.0454×10-10 C 5.5081×10-12 D 1.6847×10-15 ASS WE: R -83.86 K -2.4760×10 A 1.5233×10-5 B 3.3907×10-7 C -2.8012×10-8 D 8.0957×10-10 TE: R -41.56 K -2.5160×10 A -2.4200×10-5 B 1.1173×10-6 C -8.1069×10-8 D 2.5583×10-9 可変間隔d1 WE:-13.268 TE:-17.000 可変間隔d2 WE: 15.000 TE: 19.457 可変間隔d3 WE: 5.000 TE: 4.275 。
【0546】 (実施例M) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 14.04 1.85 1.8467 23.8 2 24.90 2.21 3 21.02 1.94 1.7891 25.4 4 -16.31 1.00 1.7725 49.6 5 3.88 6.18 6 ∞(絞り面) 1.33 7 -7.30 1.11 1.8204 28.8 8 9.09 2.12 1.6698 56.6 9 -7.00 0.50 10 29.43 3.00 1.6835 56.0 11 -10.92 5.50 12 FFS(DM) 5.50 偏心(1) 13 -7.85 3.00 1.5568 63.2 14 -37.04 5.43 像 面 ∞ FFS OD:∞(平面) OD:100 C4 -1.0215×10-36 -5.3693×10-48 7.2810×10-610 9.5760×10-611 3.2283×10-613 4.2419×10-615 5.7400×10-7 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 45.00 β 0.00 γ 0.00 。
【0547】 (実施例N) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 FFS(RP) 1.5163 64.1 2 FFS 偏心(1) 3 FFS(DM1) 偏心(2) 4 ∞(絞り面) 偏心(3) 5 FFS(DM2) 偏心(4) 6 FFS(DM3) 偏心(5) 像 面 ∞ 偏心(6) FFS C4 -2.7232×10-26 -9.0100×10-311 -7.5054×10-413 2.1618×10-315 1.4549×10-5 FFS C4 9.4468×10-36 -2.8157×10-311 -8.9741×10-413 1.9448×10-315 -3.3780×10-4 FFS WE: C4 1.9919×10-36 1.2928×10-28 1.5372×10-310 1.0348×10-311 1.0484×10-413 1.4866×10-415 1.9176×10-417 -1.7543×10-419 -3.2877×10-521 2.0962×10-5 ST: C4 -5.6151×10-36 3.8192×10-38 -1.3772×10-410 3.0595×10-411 -3.0302×10-513 3.0639×10-415 1.1915×10-417 2.6589×10-519 2.5239×10-521 1.4172×10-5 TE: C4 -1.0483×10-26 -5.4008×10-48 -6.4000×10-410 -9.2325×10-511 -6.8142×10-513 3.1459×10-415 9.0778×10-517 1.4915×10-419 1.4624×10-421 9.0719×10-6 FFS WE: C4 2.1674×10-26 2.0348×10-28 1.1708×10-310 1.0584×10-311 -9.7033×10-513 1.7073×10-515 -8.8757×10-517 -8.4597×10-519 -1.0497×10-421 1.0517×10-5 ST: C4 2.1396×10-26 1.4238×10-28 -1.6385×10-410 7.9385×10-411 3.9764×10-513 -1.9831×10-515 -6.5284×10-517 3.1492×10-519 -1.9969×10-521 8.3870×10-6 TE: C4 2.1691×10-26 1.3825×10-28 -2.0053×10-310 -5.6071×10-411 1.2464×10-413 6.5649×10-515 1.2384×10-417 1.9740×10-419 3.4085×10-421 -2.0413×10-5 FFS WE: C4 2.4519×10-26 2.0736×10-28 1.1245×10-310 5.6883×10-411 1.9501×10-413 -6.5199×10-515 6.9428×10-517 -1.0562×10-419 -1.1938×10-421 8.1141×10-6 ST: C4 1.8684×10-26 2.3160×10-28 -9.6757×10-410 7.3922×10-511 9.3663×10-613 6.9280×10-515 8.6884×10-517 3.0229×10-519 -2.3266×10-521 4.7456×10-6 TE: C4 1.1252×10-26 1.7687×10-28 -4.0478×10-310 -1.4871×10-311 -1.9722×10-413 1.2636×10-515 -9.7565×10-517 3.0055×10-419 3.9212×10-421 -3.3346×10-5 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 1.53 α -0.90 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) X 0.00 Y 0.02 Z 4.40 α -39.83 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) X 0.00 Y 4.95 Z 3.54 α 90.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) X 0.00 Y 11.79 Z 2.35 α -104.17 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) X 0.00 Y 8.47 Z -0.26 α 25.90 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) X 0.00 Y 8.47 Z 6.22 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
【0548】 (実施例O) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 FFS(RP) 1.5163 64.1 2 FFS 偏心(1) 3 FFS(DM1) 偏心(2) 4 FFS 偏心(3) 1.5254 56.2 5 FFS 偏心(4) 6 ∞(絞り面) 偏心(5) 7 FFS 偏心(6) 1.5254 56.2 8 FFS 偏心(7) 9 FFS(DM2) 偏心(8) 10 FFS(DM3) 偏心(9) 像 面 ∞ 偏心(10) FFS C4 -9.2951×10-36 8.0409×10-411 -7.0817×10-413 1.7646×10-315 4.2842×10-5 FFS C4 -1.5539×10-26 5.6025×10-311 -5.3551×10-413 1.6951×10-315 2.3094×10-4 FFS WE: C4 2.2236×10-36 1.5264×10-28 7.8902×10-410 5.3881×10-411 -6.3868×10-513 2.1726×10-515 -7.6546×10-617 -3.2425×10-519 -2.6274×10-621 1.0399×10-6 ST: C4 -2.0803×10-36 9.4434×10-38 -1.0580×10-410 2.3347×10-411 -7.9920×10-513 8.9948×10-615 -3.5464×10-517 -6.7409×10-619 -4.7506×10-621 -1.8168×10-6 TE: C4 -5.1698×10-36 6.7279×10-38 -5.2491×10-410 1.0527×10-411 -1.0392×10-413 2.6594×10-515 -2.8093×10-517 1.5735×10-519 9.5770×10-621 -2.1426×10-6 FFS C4 1.2336×10-26 1.8353×10-311 1.2800×10-313 3.0975×10-315 -8.2651×10-4 FFS C4 -1.7592×10-26 7.8216×10-311 2.3713×10-313 1.9223×10-315 -6.2229×10-4 FFS C4 1.7395×10-26 -5.5055×10-311 -8.2336×10-413 -2.9848×10-315 -1.1571×10-4 FFS C4 -1.5934×10-26 6.8262×10-311 -2.2743×10-313 -2.8081×10-315 -3.7139×10-4 FFS WE: C4 1.7994×10-26 1.2425×10-28 5.8439×10-410 4.9538×10-411 1.8489×10-513 -2.1534×10-515 -3.6774×10-517 -8.6604×10-619 -1.5870×10-521 4.6424×10-6 ST: C4 1.8435×10-26 1.0069×10-28 2.0087×10-410 3.4157×10-411 4.7497×10-513 -2.2192×10-615 2.8412×10-617 9.9176×10-619 -6.6908×10-621 2.9090×10-6 TE: C4 1.8396×10-26 1.2332×10-28 -4.9320×10-410 -7.8112×10-511 9.0357×10-513 3.2904×10-515 4.4914×10-517 5.0928×10-519 3.3220×10-521 1.3764×10-6 FFS WE: C4 2.4903×10-26 1.8053×10-28 -3.9393×10-510 2.5539×10-411 4.1462×10-513 7.0562×10-515 4.7991×10-517 -1.4088×10-519 -1.8766×10-521 4.9410×10-6 ST: C4 2.2500×10-26 1.8790×10-28 -6.1360×10-410 -6.0596×10-611 1.6537×10-513 6.5442×10-515 1.8884×10-517 4.5767×10-619 -8.1477×10-621 3.4001×10-6 TE: C4 2.0449×10-26 1.2722×10-28 -1.7221×10-310 -5.1330×10-411 -3.4927×10-513 4.5005×10-515 -2.7393×10-517 5.5827×10-519 4.7122×10-521 2.6247×10-6 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.66 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) X 0.00 Y -0.00 Z 6.28 α -39.68 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) X 0.00 Y 4.82 Z 5.37 α -81.82 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) X 0.00 Y 5.92 Z 5.18 α -64.50 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) X 0.00 Y 8.68 Z 5.12 α -88.89 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) X 0.00 Y 9.59 Z 5.11 α -72.61 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) X 0.00 Y 10.44 Z 5.00 α -88.36 β 0.00 γ 0.00 偏心(8) X 0.00 Y 18.47 Z 3.66 α -108.37 β 0.00 γ 0.00 偏心(9) X 0.00 Y 14.62 Z -0.37 α 21.87 β 0.00 γ 0.00 偏心(10) X 0.00 Y 14.62 Z 8.19 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
【0549】 (実施例P) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 15.6075 0.8002 1.48749 70.23 2 5.1199 1.4597 3 30.3986 0.8004 1.48749 70.23 4 7.5347 4.1718 5 FFS(DM) 6.9621 偏心(1) 6 ∞(絞り面) 0.3360 7 626.6718 2.1758 1.69680 55.53 8 ASS 3.6686 9 5.0635 3.3883 1.61272 58.72 10 -18.3551 0.8253 1.80518 25.42 11 4.0990 0.8955 12 15.5062 2.5511 1.58913 61.14 13 ASS 0.5731 14 ∞ 1.0000 1.51633 64.14 15 ∞ 1.2900 1.54771 62.84 16 ∞ 0.8000 17 ∞ 0.7500 1.51633 64.14 18 ∞ 0.1510 像 面 ∞ ASS R -8.6614 K 0 A 2.3478×10-4 B -1.0108×10-6 C 2.4614×10-7 D 0 ASS R -6.9955 K 0 A 1.1406×10-3 B -1.5164×10-5 C 4.0125×10-6 D -3.1897×10-7 FFS OD:∞(平面) OD:200 C4 6.2652×10-46 3.1632×10-48 -8.9706×10-610 -3.8433×10-611 -1.1125×10-513 -4.8135×10-615 -1.9722×10-617 3.0915×10-619 1.3352×10-621 9.3039×10-7 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 。
【0550】 (実施例Q) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 36.5899 1.0000 1.48749 70.23 2 12.1684 2.7677 3 -341.4943 1.0000 1.48749 70.23 4 18.2089 11.0000 偏心(1) 5 ∞(RP) 5.3891 偏心(2) 6 FFS(DM、絞り面)5.3891 偏心(3) 7 ∞(RP) 12.0000 8 41.9025 2.6878 1.72916 54.68 9 ASS 1.0662 10 10.1322 8.0670 1.61272 58.72 11 -11.8044 0.8000 1.80518 25.42 12 8.4876 3.5437 13 -41.3432 2.2642 1.65160 58.55 14 ASS 0.1000 15 ∞ 1.5000 1.51633 64.14 16 ∞ 2.0000 1.54771 62.84 17 ∞ 1.0000 18 ∞ 1.4000 1.51633 64.14 19 ∞ 1.1889 像 面 ∞ ASS R -24.4119 K 0 A 2.2044×10-5 B 5.6822×10-9 C -2.9191×10-9 D 0 ASS R -7.7623 K 0 A 8.7558×10-4 B -3.4464×10-5 C 2.0637×10-6 D -4.6864×10-8 FFS OD:∞(平面) OD:100 C4 -4.7587×10-46 -3.5628×10-48 1.3013×10-511 3.3631×10-613 8.7671×10-619 -1.4865×10-6 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α -60.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α 30.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α -60.00 β 0.00 γ 0.00 。
【0551】 (実施例R) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 FFS(DM) 5.0000 偏心(1) 2 ∞(絞り) 1.0000 3 ∞(GRIN) 10.4196 1.70000 45.00 4 ∞ 2.7002 像 面 ∞ GRIN i Nidi 0 1.700000 45.00 1 -9.7233×10-3 2.0000×10+2 2 4.9818×10-5 2.0000×10+2 FFS OD:∞(平面) OD:100 C4 3.5663×10-36 1.7743×10-38 -2.8386×10-410 -2.2509×10-411 1.4302×10-513 -8.7736×10-515 1.9729×10-517 1.3450×10-619 1.9968×10-521 -1.2486×10-6 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 。
【0552】 (実施例X) 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 476.8290 0.8277 1.72916 54.68 2 10.7073 6.0011 3 FFS(DM) d1 4 ∞(絞り面) 0.3360 5 -40.5577 9.3684 偏心(1) 1.84666 23.78 6 ASS 0.1208 7 5.6560 4.1371 1.74400 44.78 8 -4.8138 0.7991 1.84666 23.78 9 4.5743 0.8756 10 25.1834 0.7990 1.48749 70.23 11 7.2677 d2 12 9.5169 3.9925 1.48749 70.23 13 ASS 0.1082 14 ∞ 1.0000 1.51633 64.14 15 ∞ 1.0000 1.54771 62.84 16 ∞ 0.8000 17 ∞ 0.7000 1.51633 64.14 18 ∞ 1.1481 像 面 ∞ ASS R -11.2460 K 0 A 2.6399×10-5 B -1.2889×10-6 C -2.9976×10-7 D 0 ASS R -6.7051 K 0 A 2.1356×10-3 B -8.1548×10-5 C 5.2649×10-6 D -1.4375×10-7 FFS OD:∞(平面)(望遠端、広角端で共通) OD:200 (望遠端、広角端で共通) C4 7.9679×10-46 3.9819×10-48 -1.4844×10-510 4.5528×10-611 2.5483×10-613 5.2212×10-615 1.0676×10-617 2.7915×10-619 -2.9692×10-621 6.4967×10-7 偏心(1) X 0.00 Y 0.00 Z 0.00 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 可変間隔d1 WE: 3.79978 TE: 12.3435 可変間隔d2 WE: 8.7426 TE: 0.2000 。
【0553】次に、上記実施例B、E、K、L、Nの横
収差図を図69〜図79に示す。この中、図69、図7
0は実施例Bの遠点、近点合焦時の横収差、図71、図
72は実施例Eの広角端、望遠端の横収差、図73、図
74は実施例Kの広角端、望遠端の横収差、図75、図
76は実施例Lの広角端、望遠端の横収差、図77、図
78、図79は実施例Nの広角端、標準状態、望遠端の
横収差であり、これらの横収差図において、括弧内に示
された数字は画角であり、括弧内に示された2つの数字
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。なお、実施例Eの
横収差は虚像面での収差である。
【0554】次に、上記実施例A〜Oの前記条件式
(2)、(8)、(12)〜(24)の値を示す。Dは
可変ミラーの光束通過部分と等面積の円の直径である。
【0555】 (実施例A) 可変ミラー 1 2 状態 TE−WE TE−WE 光束通過部分の形状 1.63×1.7 3.6×3.6 の楕円形 の正方形 Δ 0.0016 0.0740 (1/5)×D 0.332 0.8 H 0.04 0.042 HJ/HK 0.0952 φ 27 40 PI -0.0361 0.0757 PV -0.0359 0.1029 ΔPI -0.0361 -0.0757 ΔPV -0.0359 -0.1029 |PI /(PV cosφ)| 1.1273 0.9604 |PI /PTOT | 0.2094 0.4392 |PV /PTOT | 0.2085 0.5969 |ΔPI /PTOT | 0.2094 0.4392 |ΔPV /PTOT | 0.2085 0.5969 。
【0556】 (実施例B) 状態 近点 遠点 光束通過部分の形状 角の丸い長方形 角の丸い長方形 Δ 0.006 0.01 (1/5)×D 1.42 1.42 H 0.09 0.09 φ 40 40 PI -0.0757 -0.0681 PV -0.0781 -0.0641 ΔPI -0.0078 ΔPV -0.0140 |PI /(PV cosφ)| 1.2659 1.3877 |PI /PTOT | 0.2876 0.2589 |PV /PTOT | 0.2966 0.2435 |ΔPI /PTOT | 0.0288 |ΔPV /PTOT | 0.0531 |f1 /fTOT | 5.0919 |f2 /fTOT | 5.5366 。
【0557】 (実施例C) 状態 近点 遠点 光束通過部分の形状 2.3×2.8 2.3×2.8 の楕円形 の楕円形 Δ 0.005 0.007 (1/5)×D 0.508 0.508 H 0.005 0.005 φ 37 37 PI -0.0044 0 PV 0.0079 0.01 ΔPI -0.0044 ΔPV -0.0021 |PI /(PV cosφ)| 0.6879 0 |PI /PTOT | 0.0209 0 |PV /PTOT | 0.0381 0.048 |ΔPI /PTOT | 0.0209 |ΔPV /PTOT | 0.0099 |f1 /fTOT | 3.0454 |f2 /fTOT | 4.0348 。
【0558】 (実施例D) 状態 近点 遠点 光束通過部分の形状 角の丸い正方形 角の丸い正方形 Δ 0.01 0.1 (1/5)×D 1.46 1.46 H 0.06 0.06 φ 41 41 PI -0.0712 -0.0681 PV -0.0728 -0.0641 ΔPI -0.0031 ΔPV -0.0087 |PI /(PV cosφ)| 1.2956 1.4082 |PI /PTOT | 0.2990 0.2861 |PV /PTOT | 0.3058 0.2692 |ΔPI /PTOT | 0.0129 |ΔPV /PTOT | 0.0366 |f1 /fTOT | 4.607 。
【0559】 (実施例E) 可変ミラー 1 2 状態 TE−WE TE−WE 光束通過部分の形状 楕円形 楕円形 Δ 0.001 0.00003 (1/5)×D 2.6 1.72 H 0.62 0.14 φ 30 30 HJ/HK 4.4286 PI -0.0143 -0.008 PV -0.0165 -0.0092 ΔPI -0.0143 0.008 ΔPV -0.0165 0.0092 |PI /(PV cosφ)| 1.0007 0.9997 |PI |/|Pm | -0.2917 -0.1632 |PV |/|Pm | -0.3366 -0.1885 。
【0560】 (実施例F) 状態 近点 遠点 光束通過部分の形状 11.1×12.8 11.1×12.8 の楕円形 の楕円形 Δ 0.000003 0.000003 (1/5)×D 2.38 2.38 H 0.05 0.05 φ 30 30 PI -0.0025 0 PV -0.0029 0 ΔPI -0.0025 ΔPV -0.0029 |PI /(PV cosφ)| 0.9954 1.1547 |PI |/|Pm | -0.051 0 |PV |/|Pm | -0.0592 0 。
【0561】 (実施例G) 可変ミラー 1 2 状態 TE−WE TE−WE Δ 0.0041 0.0818 (1/5)×D 1.62 0.54 H 0.1534 0.0200 HJ/HK 7.684 φ 45.0 45.0 PI 0.0094 -0.0404 PV 0.0094 -0.0404 ΔPI 0.0094 -0.0404 ΔPV 0.0094 -0.0404 |PI /(PV cosφ)| 1.4142 1.4142 |PI /PTOT | 0.0639 0.3517 |PV /PTOT | 0.0639 0.3517 |ΔPI /PTOT | 0.0639 0.3517 |ΔPV /PTOT | 0.0639 0.3517 |fm | 3.4 3.4 |PI |/|Pm | 0.0318 0.1367 |PV |/|Pm | 0.0318 0.1367 |f1 /fTOT | 1.74 1.36 |f2 /fTOT | 7.82 6.11 |f3 /fTOT | 0.50 0.39 |f4 /fTOT | 3.06 2.39 |f5 /fTOT | 1.82 1.42 。
【0562】 (実施例H) 可変ミラー 1 2 状態 TE−WE TE−WE Δ 0.0365 0.0650 (1/5)×D 1.00 1.60 H 0.0300 0.0625 HJ/HK 0.480 φ 45.0 34.4 PI 0.0091 -0.0112 PV 0.0091 -0.0112 ΔPI 0.0091 -0.0112 ΔPV 0.0091 -0.0112 |PI /(PV cosφ)| 1.4142 1.2116 |PI /PTOT | 0.0411 0.0728 |PV /PTOT | 0.0411 0.0728 |ΔPI /PTOT | 0.0411 0.0728 |ΔPV /PTOT | 0.0411 0.0728 |fm | 9.5 9.5 |PI |/|Pm | 0.0864 0.1061 |PV |/|Pm | 0.0864 0.1061 |f1 /fTOT | 3.62 2.51 |f2 /fTOT | 12.18 8.43 |f3 /fTOT | 10.23 7.08 |f4 /fTOT | 2.10 1.46 |f5 /fTOT | 3.05 2.11 |f6 /fTOT | 9.92 6.87 。
【0563】 (実施例I) 可変ミラー 1 2 状態 TE−WE TE−WE Δ 0.0562 0.1279 (1/5)×D 1.22 0.82 H 0.0210 0.0836 HJ/HK 0.251 φ 45.0 45.0 PI 0.0067 -0.0194 PV 0.0067 -0.0194 ΔPI 0.0067 -0.0194 ΔPV 0.0067 -0.0194 |PI /(PV cosφ)| 1.4142 1.4142 |PI /PTOT | 0.0393 0.1728 |PV /PTOT | 0.0393 0.1728 |ΔPI /PTOT | 0.0393 0.1728 |ΔPV /PTOT | 0.0393 0.1728 |fm | 9.5 9.5 |PI |/|Pm | 0.0634 0.1844 |PV |/|Pm | 0.0634 0.1844 |f1 /fTOT | 13.59 9.01 |f2 /fTOT | 12.71 8.42 |f3 /fTOT | 2.35 1.56 |f4 /fTOT | 1.61 1.07 |f5 /fTOT | 2.26 1.50 |f6 /fTOT | 4.37 2.89 。
【0564】 (実施例J) 可変ミラー 1 2 3 状態 TE−WE TE−WE TE−WE Δ 0.0012 0.0101 0.0111 (1/5)×D 2.12 1.84 1.96 H 0.3300 0.4740 0.3470 HI/HJ 0.696 HJ/HK 1.366 HK/HI 1.052 φ 45.0 45.0 45.0 PI 0.0003 -0.0003 -0.0023 PV 0.0026 0.0037 -0.0002 ΔPI 0.0003 0.0003 -0.0023 ΔPV 0.0026 -0.0037 -0.0002 |PI /(PV cosφ)| 0.1774 0.1110 21.1351 |PI /PTOT | 0.0016 0.0014 0.0108 |PV /PTOT | 0.0124 0.0173 0.0007 |ΔPI /PTOT | 0.0016 0.0014 0.0108 |ΔPV /PTOT | 0.0124 0.0173 0.0007 |fm | 5.4 5.4 5.4 |PI |/|Pm | 0.0018 0.0016 0.0124 |PV |/|Pm | 0.0143 0.0199 0.0008 |f1 /fTOT | 1.14 1.14 1.14 |f2 /fTOT | 4.70 4.70 4.70 |f3 /fTOT | 4.05 4.05 4.05 |f4 /fTOT | 8.82 8.82 8.82 |f5 /fTOT | 2.24 2.24 2.24 。
【0565】 (実施例K) 可変ミラー 1 2 3 状態 TE−WE TE−WE TE−WE Δ 0.0012 0.0101 0.0111 (1/5)×D 1.36 1.28 1.68 H 0.0980 0.1960 0.4290 HI/HJ 0.500 HJ/HK 0.457 HK/HI 4.378 φ 36.0 45.0 39.0 PI -0.0058 -0.0097 -0.0066 PV -0.0020 -0.0025 0.0007 ΔPI -0.0058 -0.0097 -0.0066 ΔPV -0.0020 -0.0025 0.0007 |PI /(PV cosφ)| 3.5158 5.5688 11.7015 |PI /PTOT | 0.0273 0.0456 0.0311 |PV /PTOT | 0.0096 0.0116 0.0034 |ΔPI /PTOT | 0.0273 0.0456 0.0311 |ΔPV /PTOT | 0.0096 0.0116 0.0034 |fm | 6.2 6.2 6.2 |PI |/|Pm | 0.0361 0.0603 0.0411 |PV |/|Pm | 0.0127 0.0153 0.0045 |f1 /fTOT | 1.32 1.32 1.32 |f2 /fTOT | 5.18 5.18 5.18 |f3 /fTOT | 4.73 4.73 4.73 |f4 /fTOT | 15.24 15.24 15.24 |f5 /fTOT | 2.50 2.50 2.50 。
【0566】 (実施例L) 可変ミラー 1 2 状態 TE−WE TE−WE Δ 0.0037 0.0025 (1/5)×D 2.80 1.40 H 0.0067 0.0970 HJ/HK 0.069 φ 0.0 0.00 PI -0.0178 -0.0119 PV -0.0178 -0.0119 ΔPI -0.0178 -0.0119 ΔPV -0.0178 -0.0119 |PI /(PV cosφ)| 1.0000 1.0000 |PI /PTOT | 0.7135 0.4770 |PV /PTOT | 0.7135 0.4770 |ΔPI /PTOT | 0.7135 0.4770 |ΔPV /PTOT | 0.7135 0.4770 |fm | 28.0 28.6 |PI |/|Pm | 0.5000 0.3414 |PV |/|Pm | 0.5000 0.3414 |f1 /fTOT | 0.70 0.70 |f2 /fTOT | 1.05 1.05 |f3 /fTOT | 14.17 14.17 。
【0567】 (実施例M) 状態 近点 遠点 Δ 0 0.0015 (1/5)×D 1.86 1.86 H 0.0000 0.0177 φ 45.0 45.0 PI 0.0000 -0.0011 PV 0.0000 -0.0020 ΔPI -0.0011 ΔPV -0.0020 |PI /(PV cosφ)| 1.4142 0.7434 |PI /PTOT | 0.0000 0.0069 |PV /PTOT | 0.0000 0.0131 |ΔPI /PTOT | 0.0000 0.0069 |ΔPV /PTOT | 0.0000 0.0131 |fm | 6.7 6.7 |PI |/|Pm | 0.0000 0.0072 |PV |/|Pm | 0.0000 0.0138 |f1 /fTOT | 5.51 5.51 |f2 /fTOT | 1.05 1.05 |f3 /fTOT | 13.09 13.09 |f4 /fTOT | 1.88 1.88 |f5 /fTOT | 2.70 2.70 。
【0568】 (実施例N) 可変ミラー 1 2 3 状態 TE−WE TE−WE TE−WE 光束通過部分の形状 5.6×4.7 6.8×6.8 7.1×7.5 角の丸い 角の丸い 角の丸い 台形 正方形 長方形 Δ(WE) 0.035 0.058 0.078 Δ(TE) 0.038 0.176 0.169 (1/5)×D 1.16 1.54 1.66 H 0.1917 0.1388 0.4527 HI/HJ 1.3804 HJ/HK 0.3067 HK/HI 2.3620 φ 40.2 24.0 25.9 PI (WE) 0.0259 0.0407 0.0415 PV (WE) 0.0040 0.0433 0.0490 PI (TE) -0.0210 0.0434 0.0225 PV (TE) -0.0011 0.0277 0.0354 ΔPI -0.0468 0.0027 -0.0190 ΔPV -0.0051 -0.0157 -0.0137 |PI /(PV cosφ)| 8.4974 1.0277 0.9401 |PI /PTOT | 0.1179 0.1856 0.1891 |PV /PTOT | 0.0182 0.1977 0.2236 |ΔPI /PTOT | 0.2135 0.0122 0.0865 |ΔPV /PTOT | 0.0006 0.0029 0.0026 。
【0569】 (実施例O) 可変ミラー 1 2 3 状態 TE−WE TE−WE TE−WE 光束通過部分の形状 6.3×8.0 8.0×11.5 7.9×12.4 角の丸い 角の丸い 角の丸い 台形 長方形 長方形 Δ(WE) 0.043 0.059 0.227 Δ(TE) 0.032 0.352 0.178 (1/5)×D 1.60 2.16 2.24 H 0.2503 0.3219 0.6600 HI/HJ 0.7775 HJ/HK 0.4878 HK/HI 2.6368 φ 39.7 27.9 21.8 PI (WE) 0.0305 0.0249 0.0361 PV (WE) 0.0044 0.0360 0.0498 PI (TE) -0.0103 0.0368 0.0409 PV (TE) 0.0135 0.0247 0.0254 ΔPI -0.0409 0.0119 0.0048 ΔPV 0.0090 -0.0113 -0.0244 |PI /(PV cosφ)| 8.9219 0.7813 0.7808 |PI /PTOT | 0.1569 0.1277 0.1856 |PV /PTOT | 0.0229 0.1850 0.2560 |ΔPI /PTOT | 0.2101 0.0614 0.0246 |ΔPV /PTOT | 0.0014 0.0014 0.0045 。
【0570】以上、いくつかの実施例では可変ミラーの
中心部を固定して形状を変化させているが、可変ミラー
周辺部を固定して略同じ面形状の変化をさせてもよい。
【0571】最後に、本発明で用いる用語の定義を述べ
ておく。
【0572】光学装置とは、光学系あるいは光学素子を
含む装置のことである。光学装置単独で機能しなくても
よい。つまり、装置の一部でもよい。
【0573】光学装置には、撮像装置、観察装置、表示
装置、照明装置、信号処理装置等が含まれる。
【0574】撮像装置の例としては、フィルムカメラ、
デジタルカメラ、テレビカメラ、動画記録装置、電子動
画記録装置、カムコーダ、VTRカメラ、電子内視鏡等
がある。
【0575】観察装置の例としては、顕微鏡、望遠鏡、
眼鏡、双眼鏡、ルーペ、ファイバースコープ、ファイン
ダー、ビューファインダー等がある。
【0576】表示装置の例としては、液晶ディスプレ
イ、ビューファインダー、頭部装着型画像表示装置(h
ead mounted display:HMD)、
PDA(携帯情報端末)等がある。
【0577】照明装置の例としては、カメラのストロ
ボ、自動車のヘッドライト、内視鏡光源、顕微鏡光源等
がある。
【0578】信号処理装置の例としては、光ディスクの
読取・書込装置、光計算機の演算装置等がある。
【0579】撮像素子は、例えばCCD、撮像管、固体
撮像素子、写真フィルム等を指す。また、平行平面板は
プリズムの1つに含まれるものとする。観察者の変化に
は、視度の変化を含むものとする。被写体の変化には、
被写体となる物体距離の変化、物体の移動、物体の動
き、振動、物体のぶれ等を含むものとする。
【0580】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば光学特性、例えば焦点距離の変わる光学素子を実
現でき、それらを活用することで、機械的な光学素子の
移動を行うことなく、フォーカシング機能、ズーミング
機能、小型化、ブレ防止、各種補正等を実現できる光学
装置を実現することがてきる。また、フォトニック結晶
を用いることで、より優れたHMDを実現することがで
きる。また、本発明によれば、光学素子、光学系の形
状、偏心、あるいは、光学素子の屈折率、屈折率分布等
の測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1例の光学装置の構成を示す図であ
る。
【図2】可変ミラーの面形状に用いる回転双曲面を示す
図である
【図3】可変ミラーの面形状に用いる回転回転楕円面を
示す図である
【図4】可変ミラーの別の実施例を示す図である。
【図5】電極を同心分割することを示す図である。
【図6】電極を矩形分割することを示す図である。
【図7】可変ミラーのさらに他の実施例を示す図であ
る。
【図8】可変ミラーのさらに他の実施例を示す図であ
る。
【図9】可変ミラーのさらに他の実施例を示す図であ
る。
【図10】可変ミラーのさらに他の実施例を示す図であ
る。
【図11】薄膜コイルの巻密度が場所によって変化して
いる様子を示す図である。
【図12】コイルを1個用いる構成を示す図である。
【図13】可変ミラーのさらに他の実施例を示す図であ
る。
【図14】コイルの配置を示す別の例の構成を示す図で
ある。
【図15】コイルの他の配置例を示す図である。
【図16】図9の実施例における永久磁石の配置を示す
図である。
【図17】本発明による光学装置の第2実施例の構成を
示す図である。
【図18】液晶可変ミラーの構成を示す図である。
【図19】本発明に用いる1例の静電駆動ミラーを示す
図である。
【図20】電極を曲面上に形成した静電駆動ミラーを示
す図である。
【図21】複数の電極を同一平面からずらして薄膜の変
形の仕方をコントロールする例を示す図である。
【図22】拡張曲面を有する反射鏡を用いた光学装置の
例の構成を示す図である。
【図23】可変ミラーを2つ以上用いて光学系を形成し
た例の構成を示す図である。
【図24】本発明の1例のズームファインダーの構成を
示す図である。
【図25】図24の別の方向から見た図である。
【図26】本発明の1例のデジタルカメラ用の一眼レフ
光学系の構成を示す図である。
【図27】本発明の別の1例のグレゴリー式反射望遠鏡
の構成を示す図である。
【図28】静電駆動の可変ミラーを用いたズーム式ガリ
レオ式ファインダーの例の構成を示す図である。
【図29】図28のファインダー光学系の観察方向を説
明するための図である。
【図30】光学特性可変ミラーを用いた撮像光学系の例
の構成を示す図である。
【図31】本発明の1例で静電駆動の可変ミラーを用い
たデジタルカメラあるいは側視の電子内視鏡用の撮像装
置の構成を示す図である。
【図32】本発明の1例で静電駆動の可変ミラーを用い
てピント合わせを行う斜視の電子内視鏡の構成を示す図
である。
【図33】本発明の別の1例で2つの静電気駆動の可変
ミラーを用いたズームのデジタルカメラあるいは電子内
視鏡用の撮像装置の構成を示す図である。
【図34】流体可変ミラーの1例の構成を示す図であ
る。
【図35】ヘッドマウンテッドディスプレイに可変ミラ
ーを用いた例の構成を示す図である。
【図36】図35のLCDに表示する遠近物体を含む画
像の例を示す図である。
【図37】本発明の1例で拡張曲面プリズムの表面にフ
ォトニック結晶で作ったホログラム反射鏡を形成したも
のの構成を示す図である。
【図38】フォトニック結晶の構成を模式的に示す図で
ある。
【図39】拡張曲面ミラーを用いた図37の変形例を示
す図である。
【図40】本発明の実施例に用いられている非球面レン
ズ、拡張曲面を有する光学素子の測定法を示す図であ
る。
【図41】図40の測定における画像処理を説明するた
めの図である。
【図42】図41の光線のスクリーン上での位置を示す
図である。
【図43】図42の場合の画像処理を説明するための図
である。
【図44】本発明に用いられる非球面レンズ等の屈折
率、屈折率の変化、屈折率の分布を測定する方法を説明
するための図である。
【図45】図44の場合の測定の配置を示す図である。
【図46】被検物を傾けて配置して測定する様子を示す
図である。
【図47】本発明の実施例Aの光学系の広角端と望遠端
の断面図である。
【図48】本発明の実施例Bの光学系の遠方合焦時の断
面図である。
【図49】本発明の実施例Cの光学系の近方合焦時の断
面図である。
【図50】本発明の実施例Dの光学系の遠方合焦時の断
面図である。
【図51】本発明の実施例Eの光学系の広角端と望遠端
の断面図である。
【図52】本発明の実施例Fの光学系の近方合焦時の断
面図である。
【図53】本発明の実施例Gの光学系の広角端と望遠端
の断面図である。
【図54】本発明の実施例Hの光学系の広角端と望遠端
の断面図である。
【図55】本発明の実施例Iの光学系の広角端と望遠端
の断面図である。
【図56】本発明の実施例Jの光学系の広角端と望遠端
の断面図である。
【図57】本発明の実施例Kの光学系の広角端と望遠端
の断面図である。
【図58】本発明の実施例Mの光学系の広角端と望遠端
の断面図である。
【図59】本発明の実施例Mの光学系の遠方合焦時の断
面図である。
【図60】本発明の実施例Nの光学系の広角端、標準状
態、望遠端の断面図である。
【図61】本発明の実施例Oの光学系の広角端、標準状
態、望遠端の断面図である。
【図62】本発明の実施例Pの光学系の断面図である。
【図63】本発明の実施例Qの光学系の断面図である。
【図64】本発明の実施例Rの光学系の断面図である。
【図65】本発明の実施例Sの光学系の使用時と収納時
の断面図である。
【図66】本発明の実施例Tの光学系の使用時と収納時
の断面図である。
【図67】本発明の実施例U、V、Wの光学系の断面図
である。
【図68】本発明の実施例Xの光学系の広角端と望遠端
の断面図である。
【図69】本発明の実施例Bの遠点合焦時の横収差図で
ある。
【図70】本発明の実施例Bの近点合焦時の横収差図で
ある。
【図71】本発明の実施例Eの広角端での横収差図であ
る。
【図72】本発明の実施例Eの望遠端での横収差図であ
る。
【図73】本発明の実施例Kの広角端での横収差図であ
る。
【図74】本発明の実施例Kの望遠端での横収差図であ
る。
【図75】本発明の実施例Lの広角端での横収差図であ
る。
【図76】本発明の実施例Lの望遠端での横収差図であ
る。
【図77】本発明の実施例Nの広角端での横収差図であ
る。
【図78】本発明の実施例Nの標準状態での横収差図で
ある。
【図79】本発明の実施例Nの広角端での横収差図であ
る。
【図80】従来のファインダーで視度調節のために接眼
レンズを移動させる様子を示す図である。
【符号の説明】
3…撮像レンズ 4…プリズム 4A…プリズム面 5…二等辺直角プリズム 6…ミラー 8…固体撮像素子 9…光学特性可変ミラー 9a…薄膜(反射面) 9b…電極 9c…電圧素子 9c’…圧電素子 9d…電極 9e…基板 9b1、9b2、9b3、9b4、9b5…電極 9J、9K…静電駆動可変ミラー 9T…静電駆動可変ミラー 9U…静電駆動可変ミラー 11…可変抵抗器 12…電源 12B…電源 14…演算装置 14B…反転処理部 14M…メモリ 13…電源スイッチ 15…温度センサー 16…湿度センサー 17…距離センサー 20…拡張曲面プリズム 20J、20K…拡張曲面プリズム 23…支持台 23A、23B、23C…基板 24…振れ(ブレ)センサー 25…駆動回路 26…永久磁石 27…コイル 28…駆動回路 28’…薄膜コイル 29…切換え兼電源開閉用のスイッチ 30…プリズム 31…液晶可変ミラー 31a…透明電極 31b…基板 31c…分割電極 31d…ツイストネマチック液晶 33…レンズ 45…LCD(液晶ディスプレイ) 45B…液晶表示装置 45J…プリンタ 60…反射鏡 61…ズームファインダー 62、63…プリズム 64…レンズ 65…プリズム 66…半透過コーティング 67…レンズ 68…水晶ローパスフィルター 69…赤外カットフィルター 70…透明電極 72…反射コーティングなし部分 73…透明部 74…焦点面 76…凹レンズ 77…凸レンズ 78…照明装置 79…カメラ、デジタルカメラ 81、82、84…回転対称な曲面を持つ光学素子(レ
ンズ) 83…プリズム 83A…透過面 83B…プリズムの面 85…流体可変ミラー 86…ピストン 87…流体 88…反射面 91、92、93、94、95、96…可変ミラー 96a…反射膜 96b…電極 101…拡張曲面プリズム 102…フォトニック結晶 103…ホログラム反射鏡 104…拡張曲面ミラー 107…視線検知装置 110…自由曲面プリズム 111…第1面 112…第2面 113…第3面 114…第4面 115、116…可変ミラー 117…平行平面板 118…撮像面(結像面) 119…凹レンズ 120…凸レンズ 121…対物レンズ 122…接眼レンズ 123…固定ミラー 124…絞り 125…前群 125a…アナモルフィック面を持つレンズ 126…後群 127…可変ミラー 128…平行平面板群 129…2枚接合レンズ 130…第1群 131…第2群 132、133…固定ミラー 134…屈折率分布レンズ 135…第3群 136…プリズム 1361 、1362 …反射面 137…撮像素子 1381 、1382 …光ファイバー 139…物体 140…結像位置 142…ヘッドマウンテッドディスプレイ(HMD) 151…第1レンズ 152…第2レンズ 153…第3レンズ 192…表示用電子回路 193…駆動回路 200…マッハツェンダー型干渉計 201…基準レンズ 202…被検レンズ 203…スクリーン 204…テレビカメラ 205…コンピュータ 206…レーザー 207…モニターTV 208…遮蔽 801…被検レンズ 802、803…キャンセラー 804…非球面 805…マッチングオイル 806…球面 807…フィゾー型干渉計 808…ミラー 809…参照面 810…平面 901…接眼レンズ 902…対物レンズ 903…ポロII型プリズム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 25/00 G02B 26/08 E 2K008 26/08 G03B 5/00 F 5C022 G03B 5/00 J 13/06 13/06 G03H 1/02 G03H 1/02 H04N 5/225 B H04N 5/225 101:00 // H04N 101:00 G02B 7/04 D (72)発明者 武山 哲英 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 永岡 利之 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 早川 和仁 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Fターム(参考) 2H018 BB01 2H041 AA12 AB12 AB38 AC06 AC08 AZ01 AZ05 AZ08 2H042 DA02 DA21 DD11 DD12 DD13 DE00 2H044 BD01 BF01 DA01 DA02 DB00 DC00 2H087 KA03 KA10 KA14 KA15 LA12 MA00 NA07 RA27 RA28 RA41 RA42 SA00 TA01 TA02 TA03 TA04 TA05 UA01 2K008 AA14 DD23 EE04 5C022 AA13 AC02 AC51 AC69

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可変ミラーを変形させることで、焦点調
    節、変倍、ズーム、ぶれ補正、光学装置の変化の補正、
    被写体の変化の補正、観察者の変化の補正の何れかを行
    うことを特徴とする光学系。
  2. 【請求項2】 自由曲面可変ミラーを有し、可変ミラー
    を変形させることで、焦点調節、変倍、ズーム、ぶれ補
    正、光学装置の変化の補正、被写体の変化の補正、観察
    者の変化の補正の何れかを行うことを特徴とする光学
    系。
  3. 【請求項3】 1面以上の拡張曲面と可変ミラーを有す
    ことを特徴とする光学系。
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