JP2006126852A - ミラースキャン機能を有する電子撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の小型で安価なＮＴＳＣ，ＰＡＬ及びＨＤＴＶ規格の撮像デバイスを用いつつも、実質的画素数をＨＤＴＶ規格以上で銀塩並みにできるミラースキャン機能を有する電子撮像装置を提供する。
【解決手段】物体側から順に、最も物体側に負レンズ１１ａを含み且つ正レンズ１１ｂを含む負の第１レンズ群１１と回転ミラー１２と開口絞り１３と光軸上を一部又は全体が移動可能な正の第２レンズ群１４とからなる結像光学系２１と、結像光学系２１を通過した光を受ける電子撮像デバイス１８と、が配置され次の条件式を同時に満足する。
７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ
０．１＜ｎ₁−ｎ₂＜０．４
２＜（ｒ₁＋ｒ₂）／（ｒ₁−ｒ₂）＜１０
但し、ｄはミラー１２の回転中心位置と結像光学系２１の瞳位置との距離、ｎ₁は正レンズ１１ｂの屈折率、ｎ₂は負レンズ１１ａの屈折率、ｒ₁，ｒ₂は正レンズ１１ｂの物体側，像側の曲率半径。
【選択図】図５

Description

本発明は、高精細電子映像入力機器用のミラースキャン機能を有する電子撮像装置に関する。

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

本発明は、上記のような従来技術の有する問題点に鑑み、従来のスチルビデオカメラ並の小型で安価な高精細電子映像入力機器を得るために、従来のＮＴＳＣ，ＰＡＬ及びＨＤＴＶ規格の撮像デバイスを用いつつも、実質的画素数をＨＤＴＶ規格以上で銀塩並みにできるミラースキャン機能を有する電子撮像装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明によるミラースキャン機能を有する電子撮像装置は、物体側から順に、負の屈折力を有し最も物体側に負レンズを含み且つ正レンズを含む第１レンズ群と物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーと開口絞りと光軸上を一部又は全体が移動可能な正の屈折力を有する第２レンズ群とからなる結像光学系と、この結像光学系を通過した光を受ける電子撮像デバイスと、が配置されて構成され、以下に示す条件式を同時に満足するようにしたことを特徴とする。
７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
２＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜１０ ・・・・（３）
但し、ｄは前記回転可能のミラーの回転中心位置と該位置から見た前記結像光学系の瞳位置との距離、ｎ₁ は最も物体側に配置されている正レンズの屈折率、ｎ₂ は最も物体側に配置されている負レンズの屈折率、ｒ₁ ，ｒ₂ は最も物体側に配置されている正レンズの物体側，像側の曲率半径を夫々示している。

又、本発明のスキャン機能を有する電子撮像装置は、物体側から順に、物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーと負の屈折力を有し最も物体側に正レンズを含み且つ負レンズを含む第１レンズ群と開口絞りと光軸上を一部又は全体が移動可能な正の屈折力を有する第２レンズ群とからなる結像光学系と、この結像光学系を通過した光を受ける電子撮像デバイスと、が配置されて構成され、以下に示す条件式を同時に満足するようにしても上記目的を達成することができる。
７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
−３＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜１ ・・・・（１４）
但し、ｄは前記回転可能のミラーの回転中心位置と該位置から見た前記結像光学系の瞳位置との距離、ｎ₁ は最も物体側に配置されている正レンズの屈折率、ｎ₂ は最も物体側に配置されている負レンズの屈折率、ｒ₁ ，ｒ₂ は最も物体側に配置されている正レンズの物体側，像側の曲率半径を夫々示している。

更に、本発明のミラースキャン機能を有する電子撮像装置においては、物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーを含む結像光学系と電子撮像デバイスとの間に、光軸を折り曲げる方向と素通し方向とに光を分割する半透鏡を配したミラースキャン機能を有する電子撮像装置において、このミラースキャンを通じ、複数回のショットを行い各画像を電気的に貼り合わせて１画面を形成する際、ショット回数が３回以上の場合には、前記電子撮像デバイスの長辺方向を前記回転可能のミラーの回転軸に対してほぼ平行な方向に一致させたうえ、前記半透鏡による光軸の折り曲げ方向を前記回転可能のミラーの回転軸に対し垂直な方向になるように構成するのが好ましい。
又、ショット回数が３回以下の場合には、前記電子撮像デバイスの長辺方向を前記回転可能のミラーの回転軸に対してほぼ垂直な方向に一致させたうえ、前記半透鏡による光軸の折り曲げ方向を前記回転可能のミラーの回転軸に対し平行な方向になるように構成するのが好ましい。
又、本発明によるミラースキャン機能を有する電子撮像装置は、物体側から順に、負の単レンズで構成された負の屈折力を有する第１レンズ群と物点からの光軸を曲げるための回転可動のミラーと正レンズを含み正の屈折力を有する第２レンズ群と開口絞りと光軸上を一部又は全体が移動可能な正の屈折力を有する第３レンズ群とからなる結像光学系と、この結像光学系を通過した光を受ける電子撮像デバイスと、が配置されて構成され、以下に示す条件式を同時に満足するようにしたことを特徴とする。
７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
１＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜３ ・・・・（７）
但し、ｄは前記回転可能のミラーの回転の中心位置とこの位置から見た前記結像光学系の瞳位置との距離、ｎ₁ は最も物体側に配置されている正レンズの屈折率、ｎ₂ は最も物体側に配置されている負レンズの屈折率、ｒ₁ ，ｒ₂ は最も物体側に配置されている正レンズの物体側，像側の曲率半径を夫々示している。
又、本発明によるミラースキャン機能を有する電子撮像装置は、物体側から順に、物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーと２枚以下の負レンズと１枚の正レンズとからなり全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と開口絞りと光軸上を一部又は全体が移動可能な正の屈折力を有する第２レンズ群とからなる結像光学系と、この結像光学系を通過した光を受ける電子撮像デバイスと、が配置されて構成され、以下に示す条件式を同時に満足するようにしたことを特徴とする。
７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
−１＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜１ ・・・・（１１）
但し、ｄは前記回転可能のミラーの回転の中心位置とこの位置から見た前記結像光学系の瞳位置との距離、ｎ₁ は最も物体側に配置されている正レンズの屈折率、ｎ₂ は最も物体側に配置されている負レンズの屈折率、ｒ₁ ，ｒ₂ は最も物体側に配置されている正レンズの物体側，像側の曲率半径を夫々示している。

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

本発明によるミラースキャン機能を有する電子撮像装置では、電子撮像装置として画素数は少ないが、撮像面積の小さな２次元デバイスと、これに性能上適合した結像光学系と、回転ミラーとが組み込まれた撮像系を採用し、見込み角の大きな１つの物体（被写体）を幾つかの領域に分割し、夫々に対応して前記回転ミラーを回転しつつ一旦複数の画像として取り込み、それらを画像処理しつなぎ合わせて１つの画像を構成するようになっている。

即ち、図１は本発明のミラースキャン機能を有する電子撮像装置の構成を示す概念図であるが、本発明のミラースキャン機能を有する電子撮像装置は、図示しない物体側から順に、負の屈折力を有し最も物体側に負レンズを含む第１レンズ群（図示せず）と物点からの光軸Ｌ_C を曲げるための回転ミラー１と開口絞り２と光軸Ｌ_C 上を一部又は全体が移動可能な正の屈折力を有する第２レンズ群３とからなる結像光学系と、結晶の複屈折を利用した光学的ローパスフィルタ４と、折り曲げ方向と素通し方向とに光路を分割する半透鏡５と、半透鏡５により分割された光路上の夫々共役な位置に配置された電子撮像デバイス６，７とが配置されて構成されている。
尚、図１は概念を説明するための図であり、図示の制約上、回転ミラー１への入射光の進行方向は実際とは異なっている。

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

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

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

一方、結像光学系と電子撮像デバイスとの間には、各種フィルタ等様々な光学素子が挿入される場合が多く、且つ、電子撮像デバイスの有効撮像面のサイズが近年徐々に小さくなってきているため、結像光学系はバックフォーカス長の対焦点距離比の大きいものが求められている。従って、本発明においては、所謂レトロフォーカス型レンズに対しどのように開口絞りと回転ミラーとを配置するかを構成上のポイントとしている。

第１の方式としては、物体側から順に、（負の屈折力を有し最も物体側に負レンズを含み且つ正レンズを含む第１レンズ群としての）負レンズ及び正レンズの２枚のレンズからなり全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と、前記物体のスキャンを行うために物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーと、開口絞りと、光軸上を一部又は全体が移動可能な正の屈折力を有する第２レンズ群と、が配置されてなるミラースキャン機能を有するレトロフォーカス型の結像光学系を採用した電子撮像装置とした。レトロフォーカス型レンズでは、フロント絞りにすることは極めて困難であり、よって、通常のレトロフォーカスタイプが、負の屈折力を有する第１レンズ群と正の屈折力を有する第２レンズ群との間隔が広いことを利用して、ここに回転ミラー及び開口絞りを設けた。このように構成されたミラースキャン機能を有する電子撮像装置では、以下に示す条件式を同時に満足するようにする。
７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
２＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜１０ ・・・・（３）
但し、ｄは前記回転可能のミラーの回転中心位置と該位置から見た前記結像光学系の瞳位置との距離、ｎ₁ は最も物体側に配置されている正レンズの屈折率、ｎ₂ は最も物体側に配置されている負レンズの屈折率、ｒ₁ ，ｒ₂ は最も物体側に配置されている正レンズの物体側，像側の曲率半径を夫々示している（以下、同様）。

更に、上記ｄ，ｎ₁ −ｎ₂ ，又は（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）の値の何れかが以下に示す条件を満足していればより好ましい。
１２ｍｍ＜ｄ＜２３ｍｍ ・・・・（４）
０．１５＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（５）
３＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜８ ・・・・（６）

上記条件式（１）は、回転ミラーの回転の中心位置とその位置から見た結像光学系の瞳像位置との距離を規定したものであるが、ｄの値が上記条件式（１）の取り得る値の範囲の下限を下回ると、回転ミラーが回転するためのスペースが不足し、ミラースキャンが不可能になる。一方、ｄの値がその上限を超えた場合には、貼り合わせて画像を形成する個々の画像が有する相互視差を許容できなくなる。
条件式（２）は最も物体側に配置されている正レンズと負レンズとの屈折率の差を規定したものであり、往々にして大きな正のペッツバール和が発生し易い本発明のミラースキャン機能を有する電子撮像装置においては、ｎ₁ −ｎ₂ の値が大きくなるように設定することが好ましい。ｎ₁ −ｎ₂ の値が条件式（２）の取り得る値の範囲の下限を下回ると、大きなペッツバール和が発生し易くなり不適である。一方、ｎ₁ −ｎ₂ の値の上限値は本発明のミラースキャン機能を有する電子撮像装置を構成するレンズ材質特有の最大値でよい。
条件式（３）は、最も物体側に配置されている正レンズのシェープファクタを規定したものであり、（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）の値が条件式（３）の取り得る値の範囲の下限を下回ると、歪曲収差の補正が困難となる。一方、（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）の値がその上限を超えた場合には、球面収差やコマ収差の補正が困難になる。

又、本発明の第２の方式としては、物体側から順に、負の単レンズで構成された負の屈折力を有する第１レンズ群と、物体のスキャンを行うために物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーと、（正レンズを含み正の屈折力を有する第２レンズ群としての）正の単レンズを有する第２レンズ群と、開口絞りと、光軸上を一部又は全体が移動可能な正の屈折力を有する第３レンズ群と、が配置されてなるミラースキャン機能を有するレトロフォーカス型の結像光学系を採用した電子撮像装置とした。これにより、第１の方式よりも光学系の全長及び前玉径を小さくすることができる。又、このように構成されたミラースキャン機能を有する電子撮像装置では、以下に示す条件式を同時に満足するようにする。
７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
１＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜３ ・・・・（７）
更に、上記ｄ，ｎ₁ −ｎ₂ ，又は（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）の値の何れかが以下に示す条件を満足していればより好ましい。
１０ｍｍ＜ｄ＜２０ｍｍ ・・・・（８）
０．２＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（９）
１．２＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜２ ・・・・（１０）
尚、条件式（１），（２）が規定される理由は前述の通りであり、条件式（７）が規定される理由は条件式（３）の場合と同様である。

第３の方式としては、物体側から順に、物体のスキャンを行うために物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーと、２枚以下の負レンズと１枚の正レンズとからなり全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、光軸上を一部又は全体が移動可能な正の屈折力を有する第２レンズ群と、が配置されてなるミラースキャン機能を有するレトロフォーカス型の結像光学系を採用した電子撮像装置とした。これにより、第２の方式よりも更に光学系の全長及び前玉径を小さくすることができる。又、このように構成されたミラースキャン機能を有する電子撮像装置では、以下に示す条件式を同時に満足するようにする。
７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
−１＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜１ ・・・・（１１）
更に、上記ｄ，ｎ₁ −ｎ₂ ，又は（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）の値の何れかが以下に示す条件を満足していればより好ましい。
１５ｍｍ＜ｄ＜２３ｍｍ ・・・・（１２）
０．１５＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（５）
０＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜１ ・・・・（１３）
尚、条件式（１），（２）が規定される理由は前述の通りであり、条件式（１１）が規定される理由は条件式（３）の場合と同様である。

更に、上記第３の方式において採用した結像光学系を、物体側から順に、物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーと、（負の屈折力を有し最も物体側に正レンズを含み且つ負レンズを含む第１レンズとしての）正レンズと前記物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と、開口絞りと、負レンズと３枚の正レンズとからなり最も物体側に配置された正レンズが光軸上を移動可能で全体として正の屈折力を有する第２レンズ群と、を配置して構成すれば、小型で結像性能も第３の方式に示したものと同様であるうえ、結像光学系としての機能を備えた部分がよりシンプルなものとなる。このように構成されたミラースキャン機能を有する電子撮像装置では、以下に示す条件式を同時に満足するようにする。
７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
−３＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜１ ・・・・（１４）
更に、上記ｄ，ｎ₁ −ｎ₂ ，又は（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）の値の何れかが以下に示す条件を満足していればより好ましい。
１２ｍｍ＜ｄ＜２０ｍｍ ・・・・（１５）
０．２＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（９）
−１．５＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜−０．６ ・・・・（１６）
尚、条件式（１），（２）が規定される理由は前述の通りであり、条件式（１４）が規定される理由は条件式（３）の場合と同様である。

尚、本発明のようなミラースキャン機能を有する電子撮像装置においては、視差を発生させないために規定された条件式（１）が特徴であり、ミラースキャン機能を採用するのみを目的とすれば、収差補正の完成度を向上させるという副次的目的を規定した条件式（２），（３）は特に必要ではない。

又、本発明によるミラースキャン機能を有する電子撮像装置は、上記のように、回転ミラーの配置位置とその位置から見た結像光学系の瞳像位置との差を極力少なくするように構成されている。従って、前記視差を実用上問題のないレベルにまで抑制できる。

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

又、ＣＣＤの有効撮像面は通常矩形状であるが、ミラースキャンを通じ４ショット（１ショットとは１回の撮影動作の意味）以上で１画面を形成する場合、１つのＣＣＤの長辺方向を画面分割数が少なくなる回転ミラーの回転方向に対して平行な方向に一致させるのが好ましい。一方、２ショットの場合には、むしろイメージサークルを効率よく使用する観点から、ＣＣＤの長辺方向を回転ミラーの回転軸に対しほぼ垂直な方向に一致させるのがよい。この場合、前記半透鏡による光軸の折り曲げ方向は、前記ミラーの回転方向を含む平面に対して平行な方向にする方が、前記半透鏡の厚みが少なくなるため、効率がよい。尚、３ショットの場合には、効率的には殆ど差がないので、前記何れでもよい。

次に、ＣＣＤを使用する以上、折り返し歪みを防止するためのフィルタが必要であり、通常、結像光学系とＣＣＤとの間に挿入されるが、その場合、前記半透鏡よりも物体側に前記フィルタを挿入すれば、フィルタは１セットで済む。又、この場合、前記フィルタ及び前記半透鏡の有する偏光作用は、半透鏡による光分割比に影響を及ぼす。従って、前記光学的ローパスフィルタのうち最も前記半透鏡に近い位置に配置されているものの結晶軸の前記結像光学系による結像面への正射影像の方位角が、前記ミラーの回転軸に対し４０乃至５０度になるように前記光学的ローパスフィルタを配設する必要がある。

前記光学的ローパスフィルタは結晶性物質から構成されており、本発明では、このローパスフィルタへの入射光線を互いに垂直に偏光した常光線と異常光線とに分離することを利用している。一方、前記半透鏡も偏光作用を有している。従って、前記半透鏡の反射光のＰ偏光，Ｓ偏光を同量発生させるためには、前記常光線と異常光線とが前記回転ミラーの回転軸に対し４０乃至５０度の角度を有して前記光学的ローパスフィルタから射出されるように設定することが必要である。このようにすることで、前記半透鏡のような偏光作用を有する光学素子が本発明の光学系の光路中に挿入されても、光学的ローパスフィルタとして正常に機能するようになる。

以下、本発明の基本構成を図３に基づき説明する。

図３は、本発明によるミラースキャン機能を有する電子撮像装置を構成する光学系のレンズ構成図であり、（ａ）は光学系の光軸に沿う断面図，（ｂ）は上から見た場合の回転ミラーの回転軸を含む断面を示す図（尚、図示の制約上、ミラー１の方向が実際とは異なっている），（ｃ）は横から見た回転ミラーの回転軸に垂直な断面を示す図である。図４は、本発明のミラースキャン機能を有する電子撮像装置に備わる結像光学系により形成された物体像のＣＣＤでの撮像状態を説明するための図である。

図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、本発明のミラースキャン機能を有する電子撮像装置に備わる光学系では、図示しない物体側から順に、負の屈折力を有し最も物体側に負レンズを含む第１レンズ群（図示せず），回転ミラー１，開口絞り２，第２レンズ群３，光学的ローパスフィルタ４及び半透鏡５が配置され、更に、半透鏡５の射出方向にＣＣＤ６，７が設けられている。第２レンズ群３は、前記物体側から順に、正レンズと負レンズとの接合負レンズ３ａと、負レンズと正レンズとの整合正レンズ３ｂと、正レンズと負レンズとの接合正レンズ３ｃとが配置されて構成され、これらのレンズの一部又は全体が光軸Ｌ_C 上を移動してフォーカシングが行えるようになっている。又、ＣＣＤ６，７への入射光の直角度の制限が厳しい場合や、半透鏡５を第２レンズ群３の像側に挿入し光路を分割する場合には、当該レンズ群の射出瞳に関して、極力テレセントリックとなるように、半透鏡５とＣＣＤ６との間及び半透鏡５とＣＣＤ７との間には、夫々正の屈折力を有するレンズ８，９を追加挿入して構成することが好ましい。これにより、本発明のミラースキャン機能を有する電子撮像装置に備わる光学系からの射出光線が、撮像面に対しほぼ直角に入射するようになるばかりではなく、フォーカシングによる像の大きさの変化も抑えることができる。

本発明のミラースキャン機能を有する電子撮像装置は、図３（ｂ）に示したように、半透鏡５により光路がＣＣＤ６の方向とＣＣＤ７の方向とに分割される。そして、図４は結像光学系の第２レンズ群３により形成された物体像を示しているが、この物体像の上段部Ａは半透鏡５を素通りしてＣＣＤ６により撮像され、又、下段部Ｂは半透鏡５により折り曲げられてＣＣＤ７により撮像されるようになっている。図中の矢印Ｃは、回転ミラー１によるスキャンの方向を示している。

以下、図示した実施例に基づき本発明を具体的に説明する。

第１実施例
図５は、本実施例にかかるミラースキャン機能を有する電子撮像装置を構成する光学系の回転ミラーの回転軸に垂直な断面を示す図である。本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置では、まず、図示しない物体側から順に、（負の屈折力を有し最も物体側に負レンズを含み且つ正レンズを含む第１レンズ群としての）物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ１１ａと物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズ１１ｂとからなり全体として負の屈折力を有する第１レンズ群１１，回転ミラー１２，開口絞り１３，及び負レンズと正レンズとの接合負レンズ１４ａと、負レンズと正レンズとの接合正レンズ１４ｂと、正レンズ１４ｃと、正レンズと負レンズとの接合正レンズ１４ｄとからなり全体として正の屈折力を有する第２レンズ群１４が配置されて結像光学系２１が構成されている。又、第２レンズ群１４を構成している各レンズは、その一部又は全体が光軸Ｌ_C 上を移動できるようになっている。更に、第２レンズ群１４の射出側には赤外カットフィルタ若しくはλ／４板１５，水晶板等の複屈折板からなる光学的ローパスフィルタ１６，及び半透過面を含むビームスプリッタからなるプリズム１７が配置されている。プリズム１７の射出方向にＣＣＤ１８，１９が設けられ、プリズム１７とＣＣＤ１８との間にはカバーガラス（若しくは正レンズ）２０が配置されている（尚、図示されていないが、プリズム１７とＣＣＤ１９との間にも同様のカバーガラス若しくは正レンズが配置されている）。

又、回転ミラー１２の回転軸は紙面に垂直な方向にあり、第２レンズ群１４の光軸Ｌ_C の延長線がミラー面と交わる位置にある。光学的ローパスフィルタ１６は、１枚若しくは結晶軸方向の異なる複数のフィルタの貼り合わせからなるが、その最もプリズム１７に近いフィルタの結晶軸はその板面に対しておよそ４５度をなすと共に、図６に示すように、結晶軸の板面への正射影が回転ミラー１２の回転軸に対して実質４５度をなしており、入射光を常光線と異常光線とに分けてＣＣＤ１８，１９上に微小にずれた二重像を形成する作用を有している。

本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置は、２ショット（２回の撮影動作）で物体像全体を撮影するようになっており、プリズム１７を素通りした光が入射するＣＣＤ１８はその受光面の長辺が回転ミラー１２と垂直になるように配置されており、一方、ＣＣＤ１９はそれに合わせて受光面の向きが決定される。従って、図７は結像光学系２１により形成された物体像を示しているが、この物体像の上段部Ａはプリズム１７を素通りしてＣＣＤ１８により撮像されたものであり、又、下段部Ｂはプリズム１７により折り曲げられてＣＣＤ１９により撮像されたものである。図中の矢印Ｃは、回転ミラー１２によるスキャンの方向を示している。
このようにして、本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置では、４つの画面を合成して物体像が再生されることになる。

尚、図５に示した本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置において、回転ミラー１２は、破線で示されている位置（光軸Ｌ_C に対するミラー面の角度が４５度となる位置）を標準状態としており、この状態で光軸Ｌ_C を９０度回転ミラー１２の下方へ曲げることができる。又、実線で示した位置が回転ミラー１２を最大に回転させた状態であり、最大像高の主光線が光軸Ｌ_C となす角度の大きさの半分だけ回転させた状態である。又、回転ミラー１２は当然図示した方向と反対の方向に回転させることも可能である。

以下、本実施例にかかるスキャン機能を有する電子撮像装置を構成しているレンズ等の光学素子の数値データを示す。
ｄ＝１５ｍｍ，ｎ₁ −ｎ₂ ＝０．２０２０７
（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＝６．３７５

ｒ₁ ＝42.8695
ｄ₁ ＝1.5000 ｎ₁ ＝1.60311 ν₁ ＝60.70
ｒ₂ ＝19.0755
ｄ₂ ＝10.1431
ｒ₃ ＝-38.0797
ｄ₃ ＝2.1000 ｎ₃ ＝1.80518 ν₃ ＝25.43
ｒ₄ ＝-27.7527
ｄ₄ ＝28.0000
ｒ₅(開口絞り１３) ＝∞
ｄ₅ ＝4.5000

ｒ₆ ＝-10.5481
ｄ₆ ＝0.9000 ｎ₆ ＝1.60311 ν₆ ＝60.70
ｒ₇ ＝7.5000
ｄ₇ ＝3.0000 ｎ₇ ＝1.59270 ν₇ ＝35.30
ｒ₈ ＝275.3552
ｄ₈ ＝0.7533
ｒ₉ ＝-124.5995
ｄ₉ ＝1.0000 ｎ₉ ＝1.84666 ν₉ ＝23.78
ｒ₁₀＝33.1292
ｄ₁₀＝3.1000 ｎ₁₀＝1.51633 ν₁₀＝64.15

ｒ₁₁＝-14.8105
ｄ₁₁＝0.1500
ｒ₁₂＝57.3145
ｄ₁₂＝2.5000 ｎ₁₂＝1.69680 ν₁₂＝55.53
ｒ₁₃＝-29.3496
ｄ₁₃＝0.1500
ｒ₁₄＝32.6981
ｄ₁₄＝4.2000 ｎ₁₄＝1.69680 ν₁₄＝55.53
ｒ₁₅＝-14.0000
ｄ₁₅＝1.2000 ｎ₁₅＝1.84666 ν₁₅＝23.78

ｒ₁₆＝-28.9975
ｄ₁₆＝2.0000
ｒ₁₇＝∞
ｄ₁₇＝5.0000 ｎ₁₇＝1.54771 ν₁₇＝62.84
ｒ₁₈＝∞
ｄ₁₈＝2.2400 ｎ₁₈＝1.54771 ν₁₈＝62.84
ｒ₁₉＝∞
ｄ₁₉＝10.0000 ｎ₁₉＝1.51633 ν₁₉＝64.15
ｒ₂₀＝∞
ｄ₂₀＝3.6100

ｒ₂₁＝∞
ｄ₂₁＝0.7500 ｎ₂₁＝1.48749 ν₂₁＝70.21
ｒ₂₂＝∞
ｄ₂₂＝1.4000
ｒ₂₃（ＣＣＤ１８，１９）＝∞

第２実施例
図８は、本実施例にかかるミラースキャン機能を有する電子撮像装置を構成する光学系の回転ミラーの回転軸に垂直な断面を示す図である。本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置では、まず、図示しない物体側から順に、（負の単レンズで構成された負の屈折力を有する第１レンズとしての）物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第１レンズ群２２，回転ミラー１２，（正レンズを含み正の屈折力を有する第２レンズ群としての）正レンズからなる第２レンズ群２３，開口絞り１３，及び負レンズと正レンズとの接合負レンズ２４ａと、正レンズ２４ｂと、正レンズと負レンズとの接合正レンズ２４ｃとからなり全体として正の屈折力を有する第３レンズ群２４が配置されて結像光学系２１が構成されている。又、第３レンズ群２４を構成している各レンズは、その一部又は全体が光軸Ｌ_C 上を移動できるようになっている。更に、第３レンズ群２４の射出側には赤外カットフィルタ若しくはλ／４板１５，水晶板等の複屈折板からなる光学的ローパスフィルタ１６，及び半透過面を含むビームスプリッタからなるプリズム１７が配置されている。プリズム１７の射出方向にＣＣＤ１８，１９が設けられ、プリズム１７とＣＣＤ１８との間にはカバーガラス（若しくは正レンズ）２０が配置されている（尚、図示されていないが、プリズム１７とＣＣＤ１９との間にも同様のカバーガラス若しくは正レンズが配置されている）。

又、回転ミラー１２の回転軸は紙面に垂直な方向にあり、第３レンズ群２４の光軸Ｌ_C の延長線がミラー面と交わる位置にある。光学的ローパスフィルタ１６は、１枚若しくは結晶軸方向の異なる複数のフィルタの貼り合わせからなるが、その最もプリズム１７に近いフィルタの結晶軸はその板面に対しておよそ４５度をなすと共に、図９に示すように、結晶軸の板面への正射影が回転ミラー１２の回転軸に対して実質４５度をなしており、入射光を常光線と異常光線とに分けてＣＣＤ１８，１９上に微小にずれた二重像を形成する作用を有している。

本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置も、２ショット（２回の撮影動作）で物体像全体を撮影するようになっており、プリズム１７を素通りした光が入射するＣＣＤ１８はその受光面の長辺が回転ミラー１２と垂直になるように配置されており、一方、ＣＣＤ１９はそれに合わせて受光面の向きが決定される。従って、図１０は結像光学系２１により形成された物体像を示しているが、この物体像の上段部Ａはプリズム１７を素通りしてＣＣＤ１８により撮像されたものであり、又、下段部Ｂはプリズム１７により折り曲げられてＣＣＤ１９により撮像されたものである。又、図中の矢印Ｃは、回転ミラー１２によるスキャンの方向を示している。
このようにして、本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置では、４つの画面を合成して物体像が再生されることになる。

尚、本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置は、図８に示すように、回転ミラー１２は光軸Ｌ_C に対し４５度状態でかかる光軸を９０度回転ミラー１２の下方へ曲げることができる。又、回転ミラー１２は、第１実施例に示したミラースキャン機能を有する電子撮像装置と同様に、図示した位置から最大像高の主光線が光軸Ｌ_C となす角度の大きさの半分の範囲内を回転することができるようになっている。

以下、本実施例にかかるミラースキャン機能を有する電子撮像装置を構成するレンズ等の光学素子の数値データを示す。
ｄ＝１２．８７２ｍｍ，ｎ₁ −ｎ₂ ＝０．３１７６９
（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＝１．５４０

ｒ₁ ＝58.8822
ｄ₁ ＝1.2000 ｎ₁ ＝1.48749 ν₁ ＝70.21
ｒ₂ ＝12.8873
ｄ₂ ＝20.0000
ｒ₃ ＝-77.2783
ｄ₃ ＝1.9000 ｎ₃ ＝1.80518 ν₃ ＝25.43
ｒ₄ ＝-16.4251
ｄ₄ ＝4.0000
ｒ₅(開口絞り１３) ＝∞
ｄ₅ ＝4.5000

ｒ₆ ＝-4.3475
ｄ₆ ＝1.0000 ｎ₆ ＝1.84666 ν₆ ＝23.78
ｒ₇ ＝66.2120
ｄ₇ ＝4.1982 ｎ₇ ＝1.59270 ν₇ ＝35.30
ｒ₈ ＝-7.2243
ｄ₈ ＝0.1500
ｒ₉ ＝-44.6467
ｄ₉ ＝2.9000 ｎ₉ ＝1.80610 ν₉ ＝40.95
ｒ₁₀＝-10.0511
ｄ₁₀＝0.1500

ｒ₁₁＝29.7815
ｄ₁₁＝4.1000 ｎ₁₁＝1.48749 ν₁₁＝70.21
ｒ₁₂＝-9.6246
ｄ₁₂＝1.0000 ｎ₁₂＝1.80100 ν₁₂＝34.97
ｒ₁₃＝-33.0347
ｄ₁₃＝2.0000
ｒ₁₄＝∞
ｄ₁₄＝5.0000 ｎ₁₄＝1.54771 ν₁₄＝62.84
ｒ₁₅＝∞
ｄ₁₅＝2.2400 ｎ₁₅＝1.54771 ν₁₅＝62.84

ｒ₁₆＝∞
ｄ₁₆＝10.0000 ｎ₁₆＝1.51633 ν₁₆＝64.15
ｒ₁₇＝∞
ｄ₁₇＝3.6100
ｒ₁₈＝∞
ｄ₁₈＝0.7500 ｎ₁₈＝1.48749 ν₁₈＝70.21
ｒ₁₉＝∞
ｄ₁₉＝1.3990
ｒ₂₀ (ＣＣＤ１８，１９)＝∞

第３実施例
図１１は、本実施例にかかるミラースキャン機能を有する電子撮像装置を構成する光学系の回転ミラーの回転軸に垂直な断面を示す図である。本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置では、まず、図示しない物体側から順に、回転ミラー１２，（２枚以下の負レンズと１枚の正レンズとからなり全体として負の屈折力を有する第１レンズ群としての）回転ミラー１２側に凸面を向けた負メニスカスレンズ３１ａと正レンズ３１ｂと負レンズ３１ｃとからなり全体として負の屈折力を有する第１レンズ群３１，開口絞り１３，及び正レンズと負レンズとの接合負レンズ３２ａと、正レンズ３２ｂと、正レンズと負レンズとの接合正レンズ３２ｃとからなり全体として正の屈折力を有する第２レンズ群３２が配置されて結像光学系２１が構成されている。又、第２レンズ群３２を構成している各レンズは、その一部又は全体が光軸Ｌ_C 上を移動できるようになっている。更に、第２レンズ群３２の射出側には赤外カットフィルタ若しくはλ／４板１５，水晶板等の複屈折板からなる光学的ローパスフィルタ１６，及び半透過面を含むビームスプリッタからなるプリズム１７が配置されている。プリズム１７の射出方向にＣＣＤ１８，１９が設けられ、プリズム１７とＣＣＤ１８との間にはカバーガラス（若しくは正レンズ）２０が配置されている（尚、図示されていないが、プリズム１７とＣＣＤ１９との間にも同様のカバーガラス若しくは正レンズが配置されている）。

又、回転ミラー１２の回転軸は紙面に垂直な方向にあり、第２レンズ群３２の光軸Ｌ_C の延長線がミラー面と交わる位置にある。光学的ローパスフィルタ１６は、１枚若しくは結晶軸方向の異なる複数のフィルタの貼り合わせからなるが、その最もプリズム１７に近いフィルタの結晶軸はその板面に対しておよそ４５度をなすと共に、図１２に示すように、結晶軸の板面への正射影が回転ミラー１２の回転軸に対して実質４５度をなしており、入射光を常光線と異常光線とに分けてＣＣＤ１８，１９上に微小にずれた二重像を形成する作用を有している。

本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置も、２ショット（２回の撮影動作）で物体像全体を撮影するようになっており、プリズム１７を素通りした光が入射するＣＣＤ１８はその受光面の長辺が回転ミラー１２と垂直になるように配置されており、一方、ＣＣＤ１９はそれに合わせて受光面の向きが決定される。従って、図１３は結像光学系２１により形成された物体像を示しているが、この物体像の上段部Ａはプリズム１７を素通りしてＣＣＤ１８により撮像されたものであり、又、下段部Ｂはプリズム１７により折り曲げられてＣＣＤ１９により撮像されたものである。又、図中の矢印Ｃは、回転ミラー１２によるスキャンの方向を示している。
このようにして、本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置では、４つの画面を合成して物体像が再生されることになる。

尚、図１１に示した本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置において、回転ミラー１２は、破線で示す位置が標準状態であり、この状態で光軸Ｌ_C を９０度回転ミラー１２の下方へ曲げることができる。又、実線で示した位置が回転ミラー１２を最大に回転した状態を示しており、最大像高の主光線が光軸Ｌ_C となす角度の大きさの半分だけ回転させた状態である。又、回転ミラー１２を当然図示した方向と反対の方向に回転させることも可能である。

以下、本実施例にかかるミラースキャン機能を有する電子撮像装置を構成しているレンズ等の光学素子の数値データを示す。
ｄ＝２０．３３２ｍｍ，ｎ_１−ｎ_２ ＝０．１８２６２
（ｒ_１＋ｒ２ ）／（ｒ_１−ｒ_２ ）＝０．６８４

ｒ₁ ＝19.6266
ｄ₁ ＝0.9000 ｎ₁ ＝1.51633 ν₁ ＝64.15
ｒ₂ ＝7.7614
ｄ₂ ＝1.6100
ｒ₃ ＝115.0208
ｄ₃ ＝2.0000 ｎ₃ ＝1.69895 ν₃ ＝30.12
ｒ₄ ＝-21.5499
ｄ₄ ＝0.6000
ｒ₅ ＝337.7486
ｄ₅ ＝0.8000 ｎ₅ ＝1.51633 ν₅ ＝64.15

ｒ₆ ＝7.1085
ｄ₆ ＝5.000
ｒ₇(開口絞り１３) ＝∞
ｄ₇ ＝9.2634
ｒ₈ ＝11.3375
ｄ₈ ＝3.1000 ｎ₈ ＝1.70154 ν₈ ＝41.24
ｒ₉ ＝-16.7193
ｄ₉ ＝0.0300
ｒ₁₀＝-15.8998
ｄ₁₀＝0.9000 ｎ₁₀＝1.80100 ν₁₀＝34.97

ｒ₁₁＝12.8490
ｄ₁₁＝0.8900
ｒ₁₂＝-137.9874
ｄ₁₂＝2.5000 ｎ₁₂＝1.65844 ν₁₂＝50.86
ｒ₁₃＝-11.5502
ｄ₁₃＝2.0000
ｒ₁₄＝18.9077
ｄ₁₄＝4.4000 ｎ₁₄＝1.51742 ν₁₄＝52.41
ｒ₁₅＝-9.8436
ｄ₁₅＝1.0000 ｎ₁₅＝1.80518 ν₁₅＝25.43

ｒ₁₆＝-23.9131
ｄ₁₆＝2.0000
ｒ₁₇＝∞
ｄ₁₇＝5.0000 ｎ₁₇＝1.54771 ν₁₇＝62.84
ｒ₁₈＝∞
ｄ₁₈＝2.2400 ｎ₁₈＝1.54771 ν₁₈＝62.84
ｒ₁₉＝∞
ｄ₁₉＝10.0000 ｎ₁₉＝1.51633 ν₁₉＝64.15
ｒ₂₀＝∞
ｄ₂₀＝3.6100

ｒ₂₁＝∞
ｄ₂₁＝0.7500 ｎ₂₁＝1.48749 ν₂₁＝70.21
ｒ₂₂＝∞
ｄ₂₂＝1.4055
ｒ₂₃（ＣＣＤ１８，１９）＝∞

第４実施例
図１４は、本実施例にかかるミラースキャン機能を有する電子撮像装置を構成する光学系の回転ミラーの光軸に垂直な断面を示す図である。本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置では、図示しない物体側から順に、回転ミラー１２，（負の屈折力を有し最も物体側に正レンズを含み且つ負レンズを含む第１レンズ群としての）正レンズ４１ａと回転ミラー１２側に凸面を向けた負メニスカスレンズ４１ｂとからなり全体として負の屈折力を有する第１レンズ群４１，開口絞り１３，及び負レンズ４２ａと、正レンズ４２ｂと、正レンズ４２ｃと、正レンズ４２ｄとからなり全体として正の屈折力を有する第２レンズ群４２が配置されて結像光学系２１が構成されている。又、第２レンズ群４２を構成しているレンズのうち、正レンズ４２ｄは光軸Ｌ_C 上を移動できるようになっている。更に、第２レンズ群４２の射出側には赤外カットフィルタ若しくはλ／４板１５，水晶板等の複屈折板からなる光学的ローパスフィルタ１６，及び半透過面を含むビームスプリッタからなるプリズム１７が配置されている。プリズム１７の射出方向にＣＣＤ１８，１９が設けられ、プリズム１７とＣＣＤ１８との間にはカバーガラス（若しくは正レンズ）２０が配置されている（尚、図示されていないが、プリズム１７とＣＣＤ１９との間にも同様のカバーガラス若しくは正レンズが配置されている）。

又、回転ミラー１２の回転軸は紙面に垂直な方向にあり、第２レンズ群４２の光軸Ｌ_Cの延長線がミラー面と交わる位置にある。光学的ローパスフィルタ１６は、１枚若しくは結晶軸方向の異なる複数のフィルタの貼り合わせからなるが、その最もプリズム１７に近いフィルタの結晶軸はその板面に対しておよそ４５度をなすと共に、図１５に示すように、結晶軸の板面への正射影が回転ミラー１２の回転軸に対して実質４５度をなしており、入射光を常光線と異常光線とに分けてＣＣＤ１８，１９上に微小にずれた二重像を形成する作用を有している。

本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置も、２ショット（２回の撮影動作）で物体像全体を撮影するようになっており、プリズム１７を素通りした光が入射するＣＣＤ１８はその受光面の長辺が回転ミラー１２と垂直になるように配置されており、一方、ＣＣＤ１９はそれに合わせて受光面の向きが決定される。従って、図１６は結像光学系２１により形成された物体像を示しているが、この物体像の上段部Ａはプリズム１７を素通りしてＣＣＤ１８により撮像されたものであり、又、下段部Ｂはプリズム１７により折り曲げられてＣＣＤ１９により撮像されたものである。又、図中の矢印Ｃは、回転ミラー１２によるスキャンの方向を示している。
このようにして、本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置では、４つの画面を合成して物体像が再生されることになる。

尚、図１４に示した本実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置において、回転ミラー１２は、破線で示す位置が標準状態であり、この状態で光軸Ｌ_C を９０度回転ミラー１２の下方へ曲げることができる。又、実線で示した位置は回転ミラー１２を最大に回転させた状態を示しており、最大像高の主光線が光軸Ｌ_C となす角度の大きさの半分だけ回転させた状態である。又、回転ミラー１２は当然図示した方向と反対の方向に回転させることも可能である。

以下、本実施例にかかるミラースキャン機能を有する電子撮像装置を構成しているレンズ等の光学素子の数値データを示す。
ｄ＝１４．７７１ｍｍ，ｎ_１−ｎ_２ ＝０．３３０３３
（ｒ_１＋ｒ_２ ）／（ｒ_１−ｒ_２ ）＝−１．１４２

ｒ₁ ＝19.7495
ｄ₁ ＝2.2000 ｎ₁ ＝1.84666 ν₁ ＝23.78
ｒ₂ ＝298.3938
ｄ₂ ＝0.6000
ｒ₃ ＝47.3674
ｄ₃ ＝0.9000 ｎ₃ ＝1.51633 ν₃ ＝64.15
ｒ₄ ＝4.9415
ｄ₄ ＝4.5000
ｒ₅(開口絞り１３) ＝∞
ｄ₅ ＝6.5000

ｒ₆ ＝-15.1388
ｄ₆ ＝0.9000 ｎ₆ ＝1.84666 ν₆ ＝23.78
ｒ₇ ＝104.4931
ｄ₇ ＝0.2500
ｒ₈ ＝-36.0058
ｄ₈ ＝2.2000 ｎ₈ ＝1.56873 ν₈ ＝63.16
ｒ₉ ＝-10.4558
ｄ₉ ＝0.1500
ｒ₁₀＝107.1696
ｄ₁₀＝3.1000 ｎ₁₀＝1.56873 ν₁₀＝63.16

ｒ₁₁＝-11.4135
ｄ₁₁＝1.6000
ｒ₁₂＝30.9530
ｄ₁₂＝2.3000 ｎ₁₂＝1.51633 ν₁₂＝64.15
ｒ₁₃＝-44.2824
ｄ₁₃＝2.0000
ｒ₁₄＝∞
ｄ₁₄＝5.0000 ｎ₁₄＝1.54771 ν₁₄＝62.84
ｒ₁₅＝∞
ｄ₁₅＝1.6000 ｎ₁₅＝1.51633 ν₁₅＝64.15

ｒ₁₆＝∞
ｄ₁₆＝2.2400 ｎ₁₆＝1.54771 ν₁₆＝62.84
ｒ₁₇＝∞
ｄ₁₇＝13.0000 ｎ₁₇＝1.51633 ν₁₇＝64.15
ｒ₁₈＝∞
ｄ₁₈＝1.5000
ｒ₁₉＝∞
ｄ₁₉＝0.7500 ｎ₁₉＝1.48749 ν₁₉＝70.21
ｒ₂₀＝∞
ｄ₂₀＝1.3953
ｒ₂₁（ＣＣＤ１８，１９）＝∞

但し、上記各実施例において、ｒ_１，ｒ_２，・・・・はレンズ等の光学素子面の曲率半径、ｄ_１，ｄ_２，・・・・は各光学素子の肉厚又は光学素子の間隔、ｎ_１ ，ｎ_２ ，・・・・は各光学素子の屈折率、ν_１，ν_２，・・・・は各光学素子のアッベ数を夫々示している。
なお、上記各実施例の数値データにおけるｎ_１，ｎ_２、ｒ_１，ｒ_２は、物体側から光学素子に対して順番に示した符号であり、本発明の上記各条件式におけるパラメータｎ₁ −ｎ₂ 、（ｒ₁ ＋_r2 ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）におけるｎ_１，ｎ_２、ｒ_１，ｒ_２とは必ずしも一致しない。

以上説明したように、本発明によるミラースキャン機能を有する電子撮像装置のための光学系は、請求項１乃至４に記載の特徴と合わせ、以下の（１）〜（９）に示す特徴も備えている。

（１）物体側から順に、負レンズと正レンズとの２枚のレンズからなり全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーと開口絞りと光軸上を一部又は全体が移動可能な正の屈折力を有する第２レンズ群とからなる結像光学系と、この結像光学系を通過した光を受ける電子撮像デバイスと、が配置されて構成され、以下に示す条件式を同時に満足するようにしたことを特徴とするミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
２＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜１０ ・・・・（３）
但し、ｄは前記回転可能のミラーの回転の中心位置とこの位置から見た前記結像光学系の瞳位置との距離、ｎ_１は最も物体側に配置されている正レンズの屈折率、ｎ_２は最も物体側に配置されている負レンズの屈折率、ｒ_１，ｒ_２は最も物体側に配置されている正レンズの物体側，像側の曲率半径を夫々示している。

（２）物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と物点からの光軸を曲げるための回転可動のミラーと正の屈折力を有する第２レンズ群と開口絞りと光軸上を一部又は全体が移動可能な正の屈折力を有する第３レンズ群とからなる結像光学系と、この結像光学系を通過した光を受ける電子撮像デバイスと、が配置されて構成され、以下に示す条件式を同時に満足するようにしたことを特徴とするミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
１＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜３ ・・・・（７）
但し、ｄは前記回転可能のミラーの回転の中心位置とこの位置から見た前記結像光学系の瞳位置との距離、ｎ_１は最も物体側に配置されている正レンズの屈折率、ｎ_２は最も物体側に配置されている負レンズの屈折率、ｒ_１，ｒ_２は最も物体側に配置されている正レンズの物体側，像側の曲率半径を夫々示している。

（３）物体側から順に、物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーと２枚以下の負レンズと１枚の正レンズとからなり全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と開口絞りと光軸上を一部又は全体が移動可能な正の屈折力を有する第２レンズ群とからなる結像光学系と、この結像光学系を通過した光を受ける電子撮像デバイスと、が配置されて構成され、以下に示す条件式を同時に満足するようにしたことを特徴とするミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
−１＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜１ ・・・・（１１）
但し、ｄは前記回転可能のミラーの回転の中心位置とこの位置から見た前記結像光学系の瞳位置との距離、ｎ_１は最も物体側に配置されている正レンズの屈折率、ｎ_２は最も物体側に配置されている負レンズの屈折率、ｒ_１，ｒ_２は最も物体側に配置されている正レンズの物体側，像側の曲率半径を夫々示している。

（４）物体側から順に、物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーと正レンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとからなり全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と開口絞りと負レンズと３枚の正レンズとからなり最も像側の正レンズが光軸上を移動可能で全体として正の屈折力を有する第２レンズ群とからなる結像光学系と、この結像光学系を通過した光を受ける電子撮像デバイスと、が配置されて構成され、以下に示す条件式を同時に満足するようにしたことを特徴とするミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
−３＜（ｒ_１＋ｒ_２ ）／（ｒ_１−ｒ_２ ）＜０
但し、ｄは前記回転可能のミラーの回転の中心位置とこの位置から見た前記結像光学系の瞳位置との距離、ｎ_１は最も物体側に配置されている正レンズの屈折率、ｎ_２は最も物体側に配置されている負レンズの屈折率、ｒ_１，ｒ_２は最も物体側に配置されている正レンズの物体側，像側の曲率半径を夫々示している。

（５）前記結像光学系と前記電子撮像デバイスとの間に光軸を折り曲げる方向と素通し方向とに光を分割する半透鏡が配置されていることを特徴とする請求項１，２及び上記（１）乃至（４）の何れかに記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。

（６）前記電子撮像デバイスの長辺方向を前記回転可能のミラーの回転軸に対しほぼ平行な方向に一致させ、前記半透鏡による光軸の折り曲げ方向を前記回転可能のミラーの回転軸に対し垂直になるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。

（７）前記電子撮像デバイスの長辺方向を前記回転可能のミラーの回転軸に対しほぼ垂直な方向に一致させ、前記半透鏡による光軸の折り曲げ方向を前記回転可能のミラーの回転軸に対し平行な方向になるようにしたことを特徴とする請求項４に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。

（８）前記結像光学系と前記半透鏡との間に結晶の複屈折を利用した光学的ローパスフィルタが配置されていることを特徴とする請求項１乃至２又は上記（１）乃至（７）の何れかに記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。

（９）前記光学的ローパスフィルタのうち最も前記半透鏡に近い位置に配置されたフィルタの結晶軸の前記結像光学系による結像面への正射影像の方位角が、前記回転可能のミラーの回転軸に対し４０乃至５０度となるようにしたことを特徴とする上記（８）に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。

本発明によるミラースキャン機能を有する電子撮像装置の構成を示す概略図である。 本発明によるミラースキャン機能を有する電子撮像装置において使用されるＣＣＤの配置構成を説明するための図である。 本発明のミラースキャン機能を有する電子撮像装置を構成する光学系のレンズ構成図であり、（ａ）は光学系の光軸に沿う断面図，（ｂ）は上から見た回転ミラーの回転軸を含む面の断面を示す図，（ｃ）は横から見た回転ミラーの回転軸に垂直な断面を示す図である。 本発明のミラースキャン機能を有する電子撮像装置に備わる結像光学系により形成される物体像のＣＣＤでの撮像状態を説明するための図である。 本発明の第１実施例にかかるミラースキャン機能を有する電子撮像装置を構成する光学系の回転ミラーの回転軸に垂直な断面を示す図である。 第１実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置に用いられる光学的ローパスフィルタの結晶軸の板面への正射影と回転ミラーの回転軸との方位を説明するための図である。 第１実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置に備わる結像光学系により形成される物体像のＣＣＤでの撮像状態を説明するための図である。 第２実施例にかかるミラースキャン機能を有する電子撮像装置を構成する光学系の回転ミラーの回転軸に垂直な断面を示す図である。 第２実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置に用いられる光学的ローパスフィルタの結晶軸の板面への正射影と回転ミラーの回転軸との方位を説明するための図である。 第２実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置に備わる結像光学系により形成される物体像のＣＣＤでの撮像状態を説明するための図である。 第３実施例にかかるミラースキャン機能を有する電子撮像装置を構成する光学系の回転ミラーの回転軸に垂直な断面を示す図である。 第３実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置に用いられる光学的ローパスフィルタの結晶軸の板面への正射影と回転ミラーの回転軸との方位を説明するための図である。 第３実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置に備わる結像光学系により形成される物体像のＣＣＤでの撮像状態を説明するための図である。 第４実施例にかかるミラースキャン機能を有する電子撮像装置を構成する光学系の回転ミラーの回転軸に垂直な断面を示す図である。 第４実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置に用いられる光学的ローパスフィルタの結晶軸の板面への正射影と回転ミラーの回転軸との方位を説明するための図である。 第４実施例のミラースキャン機能を有する電子撮像装置に備わる結像光学系により形成される物体像のＣＣＤでの撮像状態を説明するための図である。

符号の説明

１，１２ 回転ミラー
２，１３ 開口絞り
３，１４，２３，３２，４２ 第２レンズ群
４，１６ 光学的ローパスフィルタ
５，１７ 半透鏡（プリズム）
６，７，１８，１９ ＣＣＤ
８，９，１４ｃ，２４ｂ，３１ｂ，３２ｂ，４１ａ，４２ｂ，４２ｃ 正レンズ
１０，２１ 結像光学系
１１，２２，３１，４１ 第１レンズ群
１１ａ，３１ａ，４１ｂ 負メニスカスレンズ
１１ｂ，３１ｃ 正メニスカスレンズ
１４ａ，１４ｂ，１４ｄ，２４ｃ，３２ｃ 接合正レンズ
２４ａ，３２ａ，４２ａ 接合負レンズ
１５ 赤外カットフィルタ
２０ カバーガラス
２４ 第３レンズ群

Claims (20)

1. 物体側から順に、
   負の屈折力を有し最も物体側に負レンズを含み且つ正レンズを含む第１レンズ群と物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーと開口絞りと光軸上を一部又は全体が移動可能な正の屈折力を有する第２レンズ群とからなる結像光学系と、
   該結像光学系を通過した光を受ける電子撮像デバイスと、が配置されて構成され、以下に示す条件式を同時に満足するようにしたことを特徴とするミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
   ７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
   ０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
   ２＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜１０ ・・・・（３）
   但し、ｄは前記回転可能のミラーの回転中心位置と該位置から見た前記結像光学系の瞳位置との距離、ｎ₁ は最も物体側に配置されている正レンズの屈折率、ｎ₂ は最も物体側に配置されている負レンズの屈折率、ｒ₁ ，ｒ₂ は最も物体側に配置されている正レンズの物体側，像側の曲率半径を夫々示している。
2. 物体側から順に、物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーと負の屈折力を有し最も物体側に正レンズを含み且つ負レンズを含む第１レンズ群と開口絞りと光軸上を一部又は全体が移動可能な正の屈折力を有する第２レンズ群とからなる結像光学系と、
   該結像光学系を通過した光を受ける電子デバイスと、が配置されて構成され、以下に示す条件式を同時に満足するようにしたことを特徴とするミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
   ７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
   ０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
   −３＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜１ ・・・・（１４）
   但し、ｄは前記回転可能のミラーの回転中心位置と該位置から見た前記結像光学系の瞳位置との距離、ｎ₁ は最も物体側に配置されている正レンズの屈折率、ｎ₂ は最も物体側に配置されている負レンズの屈折率、ｒ₁ ，ｒ₂ は最も物体側に配置されている正レンズの物体側，像側の曲率半径を夫々示している。
3. 物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーを含む結像光学系と電子撮像デバイスとの間に、光軸を折り曲げる方向と素通し方向とに光を分割する半透鏡を配したミラースキャン機能を有する電子撮像装置において、
   該ミラースキャンを通じ、複数回のショットを行い各画像を電気的に貼り合わせて１画面を形成する際、該ショット回数が３回以上の場合には、前記電子撮像デバイスの長辺方向を前記回転可能のミラーの回転軸に対してほぼ平行な方向に一致させたうえ、前記半透鏡による光軸の折り曲げ方向を前記回転可能のミラーの回転軸に対し垂直な方向になるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
4. 物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーを含む結像光学系と電子撮像デバイスとの間に、光軸を折り曲げる方向と素通し方向とに光を分割する半透鏡を配したミラースキャン機能を有する電子撮像装置において、
   該ミラースキャンを通じ、複数回のショットを行い各画像を電気的に貼り合わせて１画面を形成する際、該ショット回数が３回以下の場合には、前記電子撮像デバイスの長辺方向を前記回転可能のミラーの回転軸に対してほぼ垂直な方向に一致させたうえ、前記半透鏡による光軸の折り曲げ方向を前記回転可能のミラーの回転軸に対し平行な方向になるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
5. 条件式（１）に変えて以下に示す条件式を満足するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
   １２ｍｍ＜ｄ＜２３ｍｍ ・・・・（４）
6. 条件式（２）に変えて以下に示す条件式を満足するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
   ０．１５＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（５）
7. 条件式（３）に変えて以下に示す条件式を満足するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
   ３＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜８ ・・・・（６）
8. 物体側から順に、負の単レンズで構成された負の屈折力を有する第１レンズ群と物点からの光軸を曲げるための回転可動のミラーと正レンズを含み正の屈折力を有する第２レンズ群と開口絞りと光軸上を一部又は全体が移動可能な正の屈折力を有する第３レンズ群とからなる結像光学系と、この結像光学系を通過した光を受ける電子撮像デバイスと、が配置されて構成され、以下に示す条件式を同時に満足するようにしたことを特徴とするミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
   ７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
   ０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
   １＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜３ ・・・・（７）
   但し、ｄは前記回転可能のミラーの回転の中心位置とこの位置から見た前記結像光学系の瞳位置との距離、ｎ₁ は最も物体側に配置されている正レンズの屈折率、ｎ₂ は最も物体側に配置されている負レンズの屈折率、ｒ₁ ，ｒ₂ は最も物体側に配置されている正レンズの物体側，像側の曲率半径を夫々示している。
9. 条件式（１）に変えて以下に示す条件式を満足するようにしたことを特徴とする請求項８に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
   １０ｍｍ＜ｄ＜２０ｍｍ ・・・・（８）
10. 条件式（２）に変えて以下に示す条件式を満足するようにしたことを特徴とする請求項８に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
    ０．２＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（９）
11. 条件式（７）に変えて以下に示す条件式を満足するようにしたことを特徴とする請求項８に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
    １．２＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜２ ・・・・（１０）
12. 物体側から順に、物点からの光軸を曲げるための回転可能のミラーと２枚以下の負レンズと１枚の正レンズとからなり全体として負の屈折力を有する第１レンズ群と開口絞りと光軸上を一部又は全体が移動可能な正の屈折力を有する第２レンズ群とからなる結像光学系と、この結像光学系を通過した光を受ける電子撮像デバイスと、が配置されて構成され、以下に示す条件式を同時に満足するようにしたことを特徴とするミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
    ７ｍｍ＜ｄ＜２５ｍｍ ・・・・（１）
    ０．１＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（２）
    −１＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜１ ・・・・（１１）
    但し、ｄは前記回転可能のミラーの回転の中心位置とこの位置から見た前記結像光学系の瞳位置との距離、ｎ₁ は最も物体側に配置されている正レンズの屈折率、ｎ₂ は最も物体側に配置されている負レンズの屈折率、ｒ₁ ，ｒ₂ は最も物体側に配置されている正レンズの物体側，像側の曲率半径を夫々示している。
13. 条件式（１）に変えて以下に示す条件式を満足するようにしたことを特徴とする請求項１２に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
    １５ｍｍ＜ｄ＜２３ｍｍ ・・・・（１２）
14. 条件式（２）に変えて以下に示す条件式を満足するようにしたことを特徴とする請求項１２に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
    ０．１５＜ｎ₁ −ｎ₂ ＜０．４ ・・・・（５）
15. 条件式（７）に変えて以下に示す条件式を満足するようにしたことを特徴とする請求項１２に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
    ０＜（ｒ₁ ＋ｒ₂ ）／（ｒ₁ −ｒ₂ ）＜１ ・・・・（１３）
16. 前記結像光学系と前記電子撮像デバイスとの間に光軸を折り曲げる方向と素通し方向とに光を分割する半透鏡が配置されていることを特徴とする請求項５乃至１５の何れかに記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
17. 前記結像光学系と前記半透鏡との間に結晶の複屈折を利用した光学的ローパスフィルタが配置されていることを特徴とする請求項３，４，１６の何れかに記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
18. 前記光学的ローパスフィルタのうち最も前記半透鏡に近い位置に配置されたフィルタの結晶軸の前記結像光学系による結像面への正射影像の方位角が、前記回転可能のミラーの回転軸に対し４０乃至５０度となるようにしたことを特徴とする請求項１７に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
19. 前記ショット回数が４ショット以上であることを特徴とする請求項３に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。
20. 前記ショット回数が２ショットであることを特徴とする請求項３に記載のミラースキャン機能を有する電子撮像装置。

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