JP2010156988A - Optical system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学系に関し、特に、天頂付近の画像と360°全周画像とを同時に撮像したり、あるいは、天頂付近と360°全周に画像を投影することが可能な光学系に関し、例えば220°の全画角を有する全天カメラや全天プロジェクターに適した光学系に関するものである。 The present invention relates to an optical system, and more particularly, to an optical system capable of simultaneously capturing an image near the zenith and a 360 ° full circumference image, or projecting an image near the zenith and 360 ° full circumference. The present invention relates to an optical system suitable for an all-sky camera or an all-sky projector having a full angle of view of 220 °.
従来、1つの撮像素子を用いて天頂付近の画像と360°全周の画像を同時に撮影可能な光学系としては、360°全周の画像を取り込むのに凸面鏡又は双曲面ミラー等の回転体ミラーを用い、天頂付近の画像を取り込むのにこれら凸面鏡又は回転体ミラーの中心に開口を設けその中に配置したレンズ系を用い、取り込まれた360°全周の画像と天頂付近の画像とを共通のレンズ系を経て同一撮像面に同時に結像させるようにしたものが、特許文献1、特許文献2において知られていた。
Conventionally, as an optical system capable of simultaneously capturing an image near the zenith and an image of 360 ° all around using one image sensor, a rotating mirror such as a convex mirror or a hyperboloid mirror to capture an image of 360 ° all around In order to capture an image near the zenith, a lens system provided with an aperture in the center of the convex mirror or rotating mirror is used, and the captured 360 ° all-round image and the image near the zenith are shared.
しかし、上記従来例何れのものも、360°全周の画像を取り込むのに1面の回転体ミラーしか用いていないため、解像力の良い画像を得ることはできなかった。 However, none of the conventional examples described above can obtain an image with good resolving power because only one rotating mirror is used to capture an image of the entire 360 ° circumference.
さらに、大きな回転体ミラーを用いなければならず、結果的に光学系全体が大型化してしまう問題があった。 Furthermore, a large rotating mirror has to be used, resulting in a problem that the entire optical system becomes large.
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、天頂付近の画像と360°全周の画像を同時に撮影したり、逆に投影することが可能な光学系を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an optical system capable of simultaneously photographing an image near the zenith and an image around 360.degree. Is to provide a system.
上記目的を達成する本発明の光学系は、天頂付近の画像を撮像する第1の光学系と、その第1の光学系を囲み、360°全周の画像を撮像する第2の光学系とを備えており、第1の光学系と第2の光学系とは、中心軸の周りで回転対称な形状に構成され、第1の光学系と第2の光学系は、結像光学系の場合は光線の進む順に、その像面側に瞳を形成する開口と結像レンズとを共有しており、その2つの光学系により形成される像を共通の像面で受けるように構成されており、第2の光学系は、中心軸の周りで回転対称な透明媒体を含み、その透明媒体は、少なくとも1面の内面反射面と、少なくとも2面の屈折面を持ち、かつ、少なくとも1面の内面反射面は対称面を持たない線分を中心軸の周りで回転させて形成される回転対称な面から構成されていることを特徴とするものである。 The optical system of the present invention that achieves the above object includes a first optical system that captures an image in the vicinity of the zenith, and a second optical system that surrounds the first optical system and captures an image of 360.degree. The first optical system and the second optical system are configured in a rotationally symmetric shape around the central axis, and the first optical system and the second optical system are the imaging optical system. In this case, the aperture forming the pupil and the imaging lens are shared on the image plane side in the order in which the light beam advances, and the image formed by the two optical systems is received by a common image plane. The second optical system includes a transparent medium that is rotationally symmetric about the central axis, and the transparent medium has at least one internal reflection surface, at least two refractive surfaces, and at least one surface. The inner reflective surface of the lens consists of a rotationally symmetric surface formed by rotating a line segment that does not have a symmetric surface around the central axis. And it is characterized in that it is.
本発明のもう1の光学系は、天頂付近の画像を撮像する第1の光学系と、その第1の光学系を囲み、360°全周の画像を撮像する第2の光学系とを備えており、第1の光学系と第2の光学系とは、中心軸の周りで回転対称な形状に構成され、第1の光学系と第2の光学系は、投影光学系の場合は光線の進む順とは反対に、その像面側に瞳を形成する開口と結像レンズとを共有しており、その2つの光学系により形成される像を共通の像面で受
けるように構成されており、第2の光学系は、中心軸の周りで回転対称な透明媒体を含み、その透明媒体は、少なくとも1面の内面反射面と、少なくとも2面の屈折面を持ち、かつ、少なくとも1面の内面反射面は対称面を持たない線分を中心軸の周りで回転させて形成される回転対称な面から構成されていることを特徴とするものである。
Another optical system of the present invention includes a first optical system that captures an image in the vicinity of the zenith, and a second optical system that surrounds the first optical system and captures an image of the entire 360 ° circumference. The first optical system and the second optical system are configured in a rotationally symmetric shape around the central axis, and the first optical system and the second optical system are light beams in the case of a projection optical system. Contrary to the order of travel, the aperture and the imaging lens that form the pupil are shared on the image plane side, and the image formed by the two optical systems is received by a common image plane. The second optical system includes a transparent medium that is rotationally symmetric about the central axis, and the transparent medium has at least one internal reflection surface, at least two refractive surfaces, and at least one The internal reflection surface of the surface is composed of rotationally symmetric surfaces formed by rotating a line segment that does not have a symmetric surface around the central axis. And it is characterized in that they are.
これらの場合、前記第2の光学系の透明媒体の少なくとも1面の内面反射面は、多項式で表現した場合に奇数次項を含む任意形状の線分を中心軸の周りで回転させて形成される回転対称な面から構成されていることが望ましい。 In these cases, at least one internal reflection surface of the transparent medium of the second optical system is formed by rotating a line segment having an arbitrary shape including an odd-order term around the central axis when expressed by a polynomial expression. It is desirable that it is composed of rotationally symmetric surfaces.
また、前記透明媒体は、2面の内面反射面と、少なくとも2面の屈折面を持つことが望ましい。 The transparent medium preferably has two internal reflection surfaces and at least two refractive surfaces.
また、前記第2の光学系において、遠方から入射する光束は、中心軸を含む断面内で少なくとも1回結像され、かつ、その断面に対して直交し、その光束の中心光線を含む平面内では結像しないように構成されているものとすることができる。 In the second optical system, a light beam incident from a distance is imaged at least once within a cross section including the central axis, and is orthogonal to the cross section and includes a central ray of the light beam. Then, it can be configured not to form an image.
また、前記第2の光学系において、遠方から入射する光束が前記透明媒体内で中心軸に対して片側のみに位置する前記内面反射面と前記屈折面を通るようにすることができる。 Further, in the second optical system, a light beam incident from a distance can pass through the inner reflection surface and the refracting surface located only on one side with respect to the central axis in the transparent medium.
また、前記第2の光学系において、遠方から入射する光束は、中心軸を含む断面内、及び、その断面に対して直交し、その光束の中心光線を含む平面内で少なくとも1回結像されるように構成されているものとすることができる。 In the second optical system, a light beam incident from a distance is imaged at least once in a cross section including the central axis and in a plane orthogonal to the cross section and including the central light beam of the light beam. It can be configured as such.
その場合、前記第2の光学系において、遠方から入射する光束が前記透明媒体内で中心軸に対して両側に位置する前記内面反射面と前記屈折面を通るようにすることができる。 In that case, in the second optical system, a light beam incident from a distance can pass through the inner reflecting surface and the refracting surface located on both sides of the central axis in the transparent medium.
また、前記第2の光学系において、遠方から入射する中心光束の中心光線の前記内面反射面何れへもの入射角が45°以下であることが望ましい。 In the second optical system, it is desirable that an incident angle of a central light beam of a central light beam incident from a distance to any of the inner surface reflection surfaces is 45 ° or less.
また、前記第1の光学系は、中心軸の周りで回転対称な屈折光学系から構成されていることが望ましい。 The first optical system is preferably composed of a refractive optical system that is rotationally symmetric about a central axis.
その場合、前記第1の光学系の一部の屈折面は、前記第2の光学系の少なくとも1面の屈折面と兼用されていてもよい。 In that case, a part of the refracting surfaces of the first optical system may also be used as at least one refracting surface of the second optical system.
以上において、前記2つの光学系により形成される像が中心軸を挟んで全画角が180°を越える像とすることができる。 In the above, an image formed by the two optical systems can be an image having a total field angle exceeding 180 ° across the central axis.
本発明においては、天頂付近の画像と360°全周の画像を同時に撮影したり、逆に投影することが可能で、解像力が良く、小型の光学系を提供することができる。 In the present invention, an image in the vicinity of the zenith and an image of the entire 360 ° circumference can be taken at the same time or projected back, and a small optical system with high resolving power can be provided.
以下、実施例の基づいて本発明の光学系について説明する。 The optical system of the present invention will be described below based on examples.
図1は、本発明の後記の実施例1の光学系の中心軸(回転対称軸)に沿ってとった断面図であり、まず、この図に基づいて、本発明の光学系の基本構成を説明する。なお、図1では、天頂付近と360°全周を撮像する光学系として構成する場合は、上が地で下が天と逆になっているので、注意が必要である。 FIG. 1 is a sectional view taken along the central axis (rotation symmetry axis) of the optical system of Example 1 to be described later of the present invention. First, based on this figure, the basic configuration of the optical system of the present invention is shown. explain. In addition, in FIG. 1, when configuring as an optical system that captures the vicinity of the zenith and the entire 360 ° circumference, care is required because the top is the ground and the bottom is the opposite of the heavens.
図1を参照にして、本発明の光学系は、天頂付近の画像を撮像する第1の光学系50と、その第1の光学系50を囲み、360°全周の画像を撮像する第2の光学系60とを備えており、第1の光学系50と第2の光学系60とは、中心軸1の周りで回転対称な形状に構成され、第1の光学系50と第2の光学系60は、結像光学系の場合は光線の進む順に、投影光学系の場合は光線の進む順とは反対に、その像面側に瞳を形成する開口21と結像レンズ20とを共有しており、その2つの光学系により形成される像を共通の像面30上に結像するように構成されている。そして、第2の光学系60は、中心軸1の周りで回転対称な透明媒体10を含み、その透明媒体10は、少なくとも1面の内面反射面12、14、好ましくは2面以上の内面反射面と、少なくとも2面の屈折面11、13を持ち、かつ、少なくとも1面の内面反射面は対称面を持たない任意形状の線分を中心軸の周りで回転させて形成される回転対称な面から構成されているものである。
Referring to FIG. 1, the optical system of the present invention includes a first
このような構成により、小型で解像力の良い天頂付近の画像と360°全周の画像を同時に撮影したり、逆に投影することが可能な光学系を得ることができる。 With such a configuration, it is possible to obtain an optical system that is capable of simultaneously capturing or projecting a reverse image near the zenith and an image of the entire 360 ° circumference with good resolution.
特に、第2の光学系60において、開口21の像(入射瞳)5が透明媒体10の入射面11の近傍に結像するように、透明媒体10の面形状、面間隔等を構成すると(図1の場合は、透明媒体内の位置5近傍に結像されている。)、透明媒体10の回転対称軸1を含む断面内の光束径が絞られるため、第2の光学系60の入射面11の有効系を小さくすることが可能となり、光学系を小型にすることが可能となる。さらに、第2の光学系60の入射面11を小さくすることにより、不要な光線の光学系内への入射を防止することが可能となり、フレアーの少ない光学系を構成することに大変有効となる。
In particular, in the second
また、第1の光学系50により形成される天頂方向の画像の周辺に、第2の光学系60により結像される周辺の全周囲画像を1つの撮像素子上に形成することが可能となり、1つの撮像素子からの映像信号を処理することにより、後記の実施例では、全天の220°の範囲の画像を一度に取得することが可能となる。これは、カメラを複数台並べて取得した画像を画像処理で合成する手法に比べて、格段にシステムを簡素化することが可能となる。
In addition, it is possible to form a peripheral image of the entire periphery formed by the second
なお、第1の光学系50は、通常の軸対称な広角レンズ系からなり、中間像を結像しな
いもの、あるいは、途中で1回以上の中間像を結像するものであってもよい。第1の光学系50は、第2の光学系60と組み合わせるために、第2の光学系60と光路が干渉しないようにすることが重要である。
The first
本発明の光学系の実施例を説明する前に、第1の光学系50の実施例、第2の光学系60の実施例から説明する。それぞれ、第1の光学系の実施例11〜16、第2の光学系の実施例21〜32とする。これら光学系の構成パラメータは後記する。なお、これら実施例の構成パラメータは、例えば図2に示すように、無限遠の物体面からこれらの光学系を経て像面30に至る順光線追跡の結果に基づくものである。
Before describing the embodiment of the optical system of the present invention, the embodiment of the first
なお、第1の光学系の実施例11〜16中、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。 In Examples 11 to 16 of the first optical system, the aspherical surface is a rotationally symmetric aspherical surface given by the following defining formula.
Z=(Y2 /R)/[1+{1−(1+k)Y2 /R2 }1 /2]
+aY4 +bY6 +cY8 +dY10+・・・
・・・(a)
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。
Z = (Y 2 / R) / [1+ {1- (1 + k)
+ AY 4 + bY 6 + cY 8 + dY 10 +...
... (a)
However, Z is an optical axis (axial principal ray) with the light traveling direction being positive, and Y is a direction perpendicular to the optical axis. Here, R is a paraxial radius of curvature, k is a conic constant, a, b, c, d,... Are fourth-order, sixth-order, eighth-order, and tenth-order aspherical coefficients, respectively. The Z axis of this defining formula is the axis of a rotationally symmetric aspherical surface.
また、各実施例の光学系を構成する光学作用面の中、特定の面とそれに続く面が共軸光学系を構成する場合には面間隔が与えられており、その他、面の曲率半径、媒質の屈折率、アッベ数が慣用法に従って与えられている。 Further, among the optical action surfaces constituting the optical system of each embodiment, when a specific surface and a subsequent surface constitute a coaxial optical system, a surface interval is given, in addition, the curvature radius of the surface, The refractive index and Abbe number of the medium are given according to conventional methods.
なお、後記の構成パラメータ中にデータの記載されていない非球面に関する項は0である。屈折率、アッベ数については、d線(波長587.56nm)に対するものを表記してある。長さの単位はmmである。各面の偏心は、上記のように、像面30からの偏心量で表わす。
It should be noted that a term relating to an aspheric surface for which no data is described in the constituent parameters described later is zero. The refractive index and the Abbe number are shown for the d-line (wavelength 587.56 nm). The unit of length is mm. The eccentricity of each surface is expressed by the amount of eccentricity from the
また、第2の光学系の実施例21〜32中の、実施例21、26については、順光線追跡において、像面30の中心を偏心光学系の偏心光学面の原点とし、回転対称軸(中心軸)1の光の進行方向に沿う方向とは反対の方向をZ軸正方向とし、図8(実施例21)の紙面内をY−Z平面とする。そして、実施例21については、図8の紙面内の無限遠の物体面から光が進む方向と反対の方向をY軸正方向とし、実施例26については、図13の紙面内の無限遠の物体面から光が進む方向をY軸正方向とし、Y軸、Z軸と右手直交座標系を構成する軸をX軸正方向とする。また、実施例22〜25、27〜32については、例えば図9に示すように、像面30の中心を偏心光学系の偏心光学面の原点とし、回転対称軸(中心軸)1の光の進行方向に沿う方向をZ軸正方向とし、図9の紙面内をY−Z平面とする。そして、実施例22については、図9の紙面内の無限遠の物体面から光が進む方向と反対の方向をY軸正方向とし、実施例23〜25、27〜32については、例えば図10の紙面内の無限遠の物体面から光が進む方向をY軸正方向とし、Y軸、Z軸と右手直交座標系を構成する軸をX軸正方向とする。
In Examples 21 and 26 in Examples 21 to 32 of the second optical system, in forward ray tracing, the center of the
偏心面については、その面が定義される座標系の上記光学系の原点の中心からの偏心量(X軸方向、Y軸方向、Z軸方向をそれぞれX,Y,Z)と、光学系の原点に定義される座標系のX軸、Y軸、Z軸それぞれを中心とする各面を定義する座標系の傾き角(それぞれα,β,γ(°))とが与えられている。その場合、αとβの正はそれぞれの軸の正方向に対して反時計回りを、γの正はZ軸の正方向に対して時計回りを意味する。なお、面の中心軸のα,β,γの回転のさせ方は、各面を定義する座標系を光学系の原点に定義さ
れる座標系のまずX軸の回りで反時計回りにα回転させ、次に、その回転した新たな座標系のY軸の回りで反時計回りにβ回転させ、次いで、その回転した別の新たな座標系のZ軸の回りで時計回りにγ回転させるものである。
For the decentered surface, the amount of decentering from the center of the origin of the optical system in the coordinate system in which the surface is defined (X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are X, Y, and Z, respectively) and the optical system The inclination angles (α, β, γ (°), respectively) of the coordinate system defining each surface centered on the X axis, Y axis, and Z axis of the coordinate system defined at the origin are given. In this case, positive α and β mean counterclockwise rotation with respect to the positive direction of each axis, and positive γ means clockwise rotation with respect to the positive direction of the Z axis. Note that the α, β, and γ rotations of the central axis of the surface are performed by rotating the coordinate system defining each surface counterclockwise around the X axis of the coordinate system defined at the origin of the optical system. Then rotate it around the Y axis of the new rotated coordinate system by β and then rotate it around the Z axis of another rotated new coordinate system by γ. It is.
また、各実施例の光学系を構成する光学作用面の中、特定の面とそれに続く面が共軸光学系を構成する場合には面間隔が与えられており、その他、面の曲率半径、媒質の屈折率、アッベ数が慣用法に従って与えられている。 Further, among the optical action surfaces constituting the optical system of each embodiment, when a specific surface and a subsequent surface constitute a coaxial optical system, a surface interval is given, in addition, the curvature radius of the surface, The refractive index and Abbe number of the medium are given according to conventional methods.
なお、後記の構成パラメータ中にデータの記載されていない非球面に関する項は0である。屈折率、アッベ数については、d線(波長587.56nm)に対するものを表記してある。長さの単位はmmである。各面の偏心は、上記のように、像面30からの偏心量で表わす。
It should be noted that a term relating to an aspheric surface for which no data is described in the constituent parameters described later is zero. The refractive index and the Abbe number are shown for the d-line (wavelength 587.56 nm). The unit of length is mm. The eccentricity of each surface is expressed by the amount of eccentricity from the
なお、非球面は、上記の式(a)の定義式で与えられる回転対称非球面である。 The aspherical surface is a rotationally symmetric aspherical surface given by the above definition formula (a).
また、次の定義式(b)でY回転自由曲面が定義される。 Further, the Y-rotation free-form surface is defined by the following definition formula (b).
R(Y)=C1 +C2 Y2 +C3 Y2 +C4 Y3 +C5 Y4 +C6 Y5 +C7 Y6
+・・・・+C21Y20+・・・・+Cn+1 Yn +・・・・
Z=±R(Y)[1−{X/R(Y)}2 ]1/2 ・・・(b)
このY回転自由曲面は、Y軸の周りで曲線R(Y)を回転してできる回転対称面である。その結果、その面はY−Z面内で自由曲面(自由曲線)になり、X−Z面内で半径|C1 |の円になる。
R (Y) = C 1 + C 2 Y 2 + C 3 Y 2 + C 4 Y 3 + C 5 Y 4 + C 6 Y 5 + C 7 Y 6
+ ··· + C 21 Y 20 + ··· + C n + 1 Y n + ····
Z = ± R (Y) [1- {X / R (Y)} 2 ] 1/2 (b)
This Y rotation free-form surface is a rotationally symmetric surface formed by rotating the curve R (Y) around the Y axis. As a result, the surface becomes a free-form surface (free-form curve) in the YZ plane and a circle with a radius | C 1 | in the XZ plane.
まず、第1の光学系の実施例11〜16について説明する。 First, Examples 11 to 16 of the first optical system will be described.
図2に第1の光学系の実施例11の中心軸1に沿ってとった断面図を示す。この第1の光学系の実施例11は、物体(天頂)側から順に、平凹負レンズL1、絞り21の像面(絞り投影面)21’、両凸正レンズL2、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズL3、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL4、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL5、それに、絞り(開口)21、理想レンズで表された結像レンズ20からなり、両凸正レンズL2と接合レンズL3の間に1回中間像を結像する。そして、正メニスカスレンズL5の像面側の面に非球面を用いている。なお、第2の光学系の実施例22と組み合わせるために、構成パラメータ中の面番号12(正メニスカスレンズL5の像面側の面)は、第2の光学系の実施例22の射出面(屈折面)13と同一形状としている。
FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along the central axis 1 of Example 11 of the first optical system. In Example 11 of the first optical system, in order from the object (zenith) side, a plano-concave negative lens L1, an image surface (aperture projection surface) 21 ′ of the
この第1の光学系の実施例11の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
画角(半画角) 70°
入射瞳径 φ0.247mm
像高 0.791mm
焦点距離 −0.725mm
である。なお、焦点距離のマイナスは、中間像を1回結像していることによる。
The specifications of Example 11 of the first optical system are as follows:
Focal length of
Angle of view (half angle of view) 70 °
Entrance pupil diameter φ0.247mm
Image height 0.791mm
Focal length -0.725mm
It is. The minus focal length is due to the intermediate image being formed once.
図3に第1の光学系の実施例12の中心軸1に沿ってとった断面図を示す。この第1の光学系の実施例12は、物体(天頂)側から順に、平凹負レンズL1、絞り21の像面(絞り投影面)21’、両凸正レンズL2、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズL3、両凸正レンズL4、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズL5、両凸正レンズL6、物体側に凸面を向けた正メニ
スカスレンズL7、それに、絞り(開口)21、理想レンズで表された結像レンズ20からなり、接合レンズL3の像側の面の位置近傍、接合レンズL5と両凸正レンズL6の間に2回中間像を結像する。そして、正メニスカスレンズL7の像面側の面に非球面を用いている。なお、第2の光学系の実施例22と組み合わせるために、構成パラメータ中の面番号17(正メニスカスレンズL7の像面側の面)は、第2の光学系の実施例22の射出面(屈折面)13と同一形状としている。
FIG. 3 is a sectional view taken along the central axis 1 of the twelfth embodiment of the first optical system. In Example 12 of the first optical system, in order from the object (zenith) side, a plano-concave negative lens L1, an image surface (aperture projection surface) 21 ′ of the
この第1の光学系の実施例12の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
画角(半画角) 70°
入射瞳径 φ0.218mm
像高 0.920mm
焦点距離 0.887mm
である。
The specification of Example 12 of the first optical system is
Focal length of
Angle of view (half angle of view) 70 °
Entrance pupil diameter φ0.218mm
Image height 0.920mm
Focal length 0.887mm
It is.
図4に第1の光学系の実施例13の中心軸1に沿ってとった断面図を示す。この第1の光学系の実施例13は、物体(天頂)側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズと物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズL2、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3、両凸正レンズL4、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL5、それに、絞り(開口)21、理想レンズで表された結像レンズ20からなり、中間像は結像しない。そして、正メニスカスレンズL5の像面側の面に非球面を用いている。なお、第2の光学系の実施例22と組み合わせるために、構成パラメータ中の面番号11(正メニスカスレンズL5の像面側の面)は、第2の光学系の実施例22の射出面(屈折面)13と同一形状としている。 FIG. 4 is a sectional view taken along the central axis 1 of Example 13 of the first optical system. In Example 13 of the first optical system, in order from the object (zenith) side, a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side, a positive meniscus lens having a convex surface facing the object side, and a convex surface facing the object side. It is represented by a cemented lens L2 of a negative meniscus lens, a negative meniscus lens L3 having a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L4, a positive meniscus lens L5 having a convex surface facing the object side, an aperture (aperture) 21, and an ideal lens. An intermediate image is not formed. An aspherical surface is used as the image side surface of the positive meniscus lens L5. In order to combine with Example 22 of the second optical system, the surface number 11 (image surface side surface of the positive meniscus lens L5) in the configuration parameters is the exit surface (Example 22 of the second optical system). (Refractive surface) 13 and the same shape.
この第1の光学系の実施例13の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
画角(半画角) 70°
入射瞳径 φ0.526mm
像高 1.194mm
焦点距離 1.493mm
である。
The specifications of Example 13 of the first optical system are as follows:
Focal length of
Angle of view (half angle of view) 70 °
Entrance pupil diameter φ0.526mm
Image height 1.194mm
Focal length 1.493mm
It is.
図5に第1の光学系の実施例14の中心軸1に沿ってとった断面図を示す。この第1の光学系の実施例14は、物体(天頂)側から順に、平凹負レンズL1、絞り21の像面(絞り投影面)21’、両凸正レンズL2、両凸正レンズL3、両凸正レンズL4、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズL5、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズL6、両凸正レンズL7、それに、絞り(開口)21、理想レンズで表された結像レンズ20からなり、両凸正レンズL3中、接合レンズL5と接合レンズL6の間に2回中間像を結像する。なお、第2の光学系の実施例24、25、27と組み合わせるために、第2の光学系の光路と干渉しないように、最終レンズL7と共有して用いる絞り21の間隔を10mmとしている。
FIG. 5 is a sectional view taken along the central axis 1 of Example 14 of the first optical system. In Example 14 of the first optical system, in order from the object (zenith) side, a plano-concave negative lens L1, an image surface (aperture projection surface) 21 ′ of the
この第1の光学系の実施例14の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
画角(半画角) 70°
入射瞳径 φ0.249mm
像高 0.795mm
焦点距離 0.855mm
である。
The specifications of Example 14 of the first optical system are as follows:
Focal length of
Angle of view (half angle of view) 70 °
Entrance pupil diameter φ0.249mm
Image height 0.795mm
Focal length 0.855mm
It is.
図6に第1の光学系の実施例15の中心軸1に沿ってとった断面図を示す。この第1の光学系の実施例15は、物体(天頂)側から順に、平凹負レンズL1、絞り21の像面(絞り投影面)21’、両凸正レンズL2、両凸正レンズと像面側に凸面を向けた負メニスカスレンズの接合レンズL3、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズL4、両凸正レンズL5、それに、絞り(開口)21、理想レンズで表された結像レンズ20からなり、接合レンズL3と接合レンズL4の間に1回中間像を結像する。なお、第2の光学系の実施例29と組み合わせるために、第2の光学系の光路と干渉しないように、最終レンズL5と共有して用いる絞り21の間隔を6mmとしている。さらに、第2の光学系から第1の光学系が突出しないように、光学系の第1面から像面30まので全長を23mmと短くしている。
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the central axis 1 of Example 15 of the first optical system. In Example 15 of the first optical system, in order from the object (zenith) side, a plano-concave negative lens L1, an image surface (aperture projection surface) 21 ′ of a
この第1の光学系の実施例15の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
画角(半画角) 70°
入射瞳径 φ0.297mm
像高 0.894mm
焦点距離 −0.906mm
である。なお、焦点距離のマイナスは、中間像を1回結像していることによる。
The specifications of Example 15 of the first optical system are as follows:
Focal length of
Angle of view (half angle of view) 70 °
Entrance pupil diameter φ0.297mm
Image height 0.894mm
Focal length -0.906mm
It is. The minus focal length is due to the intermediate image being formed once.
図7に第1の光学系の実施例16の中心軸1に沿ってとった断面図を示す。この第1の光学系の実施例16は、物体(天頂)側から順に、平凹負レンズL1、絞り21の像面(絞り投影面)21’、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2、両凸正レンズと両凹負レンズの接合レンズL3、像面側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4、両凸正レンズL5、それに、絞り(開口)21、理想レンズで表された結像レンズ20からなり、接合レンズL3と正メニスカスレンズL4の間に1回中間像を結像する。そして、両凸正レンズL5の像面側の面に非球面を用いている。なお、第2の光学系の実施例31と組み合わせるために、第2の光学系の光路と干渉しないように、最終レンズL5を15mmの厚さとしている。さらに、最終レンズL5の最終面を第2の光学系と共有するために第2の光学系の射出面(屈折面)13と同一形状としている。
FIG. 7 is a sectional view taken along the central axis 1 of Example 16 of the first optical system. In Example 16 of the first optical system, in order from the object (zenith) side, a plano-concave negative lens L1, an image surface (aperture projection surface) 21 'of the
この第1の光学系の実施例16の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
画角(半画角) 70°
入射瞳径 φ0.345mm
像高 0.890mm
焦点距離 −1.011mm
である。なお、焦点距離のマイナスは、中間像を1回結像していることによる。
The specification of Example 16 of the first optical system is
Focal length of
Angle of view (half angle of view) 70 °
Entrance pupil diameter φ0.345mm
Image height 0.890mm
Focal length -1.011mm
It is. The minus focal length is due to the intermediate image being formed once.
次に、第2の光学系の実施例21〜32について説明する。 Next, Examples 21 to 32 of the second optical system will be described.
第2の光学系の実施例21の回転対称軸(中心軸)1を含むY−Z断面図を図8に示す。なお、図8のY−Z断面図には像面30に対してとる座標系を記入してある。以下、同じ。
FIG. 8 shows a YZ sectional view including the rotational symmetry axis (center axis) 1 of Example 21 of the second optical system. In addition, the coordinate system taken with respect to the
この実施例の第2の光学系は、理想レンズからなる結像レンズ20の入射側に回転対称の透明媒体10を装着して、例えば360°全方位(全周)の画像であって、天頂方向が画像の中心方向に向き、地平線が外側の円になるような画像を像面30に結像させるものであり、中心軸1の周りで回転対称で、Y回転自由曲面からなる1面の内面反射面12と
Y回転自由曲面からなる入射面(屈折面)11と非球面からなる射出面(屈折面)13とからなる透明媒体10からなる。そして、中心軸1が垂直方向に向き、光学系が天頂に向いている場合、水平方向の遠方から入射する中心光束2は入射面の屈折面11を経て透明媒体10内に入り、内面反射面12で1回反射されて、射出面の屈折面13を経て透明媒体10から外に出て、結像レンズ20の絞り21を介して像面30の中心軸1から外れた半径方向の所定位置に結像する。
In the second optical system of this embodiment, the rotationally symmetric
そして、この実施例においては、中心軸1に対して片側のみに位置する反射面12と屈折面11、13を通る。また、遠方から入射する光束2、3U、3Lは図8の回転対称軸1を含む断面図内の位置4近傍で1回結像し、その断面に対して直交し、中心光束2の中心光線20 を含む平面内では結像しない。また、結像レンズ20の絞り21の像(入射瞳)は、屈折面11近傍の位置5に結像している。
In this embodiment, the light passes through the reflecting
この実施例21の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
水平画角 360°
垂直画角 ±20°
入射瞳径 0.58mm
像の大きさ φ2.10〜φ5.23mm
である。
The specification of this Example 21 is
Focal length of
Horizontal field of view 360 °
Vertical angle of view ± 20 °
Entrance pupil diameter 0.58mm
Image size φ2.10 to φ5.23mm
It is.
この実施例21は、透明媒体10を構成する面が3面11、12、13なので、加工性が良い。回転対称軸1と直交する方向では、光学系のパワーがないので、回転対称軸1を含む面内でも無限遠の虚像を結像レンズ20に伝達することが収差補正上好ましい。そこで、この光学系の第1面11は透過面で構成すると同時に、強い正のパワーを有することが好ましい。これにより、透明媒体10内より物体側に、物体の回転対称軸方向の一次像を配置することが可能となり、他の面で無限遠の物体像を伝達することが容易になる。さらに、第2面である反射面12は瞳をリレーすることが主な目的となり、この面で入射瞳5を第1面11である透過面近傍に配置することが可能となる。そのためには、比較的強い正のパワーを有することが好ましい。第3面13は透明媒体10中に形成された物体の一次像をアフォーカル(無限遠像)として結像レンズ20に伝達するために正のパワーを有する透過面で構成することが、収差補正上好ましい。
In Example 21, since the surfaces constituting the
第2の光学系の実施例22の図8と同様の図を図9に示す。この実施例の第2の光学系は、理想レンズからなる結像レンズ20の入射側に回転対称の透明媒体10を装着して、例えば360°全方位(全周)の画像であって、像面30を地上を見下ろす配置として、天頂方向が画像の中心方向に向き、地平線が外側の円になるような画像を像面30に結像させるものであり、中心軸1の周りで回転対称で、Y回転自由曲面からなる内面反射面12と、非球面からなる内面反射面14と、Y回転自由曲面からなるからなる入射面(屈折面)11と、非球面からなる射出面(屈折面)13とからなる透明媒体10からなる。そして、中心軸1が垂直方向に向き、この光学系が天頂に向いている場合、水平方向の遠方から入射する中心光束2は入射面の屈折面11を経て透明媒体10内に入り、内面反射面12と内面反射面14で順に2回反射されて、射出面の屈折面13を経て透明媒体10から外に出て、結像レンズ20の絞り21を介して像面30の中心軸1から外れた半径方向の所定位置に結像する。
FIG. 9 is a view similar to FIG. 8 of the embodiment 22 of the second optical system. The second optical system of this embodiment is a 360-degree omnidirectional (all-round) image obtained by mounting the rotationally symmetric transparent medium 10 on the incident side of the
そして、この実施例においては、中心軸1に対して片側のみに位置する反射面12、14と屈折面11、13を通る。また、遠方から入射する光束2、3U、3Lは図9の回転対称軸1を含む断面図内の位置4近傍で1回結像し、その断面に対して直交し、中心光束2の中心光線20 を含む平面内では結像しない。また、結像レンズ20の絞り21の像(
入射瞳)は、屈折面11近傍の位置5に結像している。
In this embodiment, the light passes through the reflecting
The entrance pupil) is imaged at a
この実施例22の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
水平画角 360°
垂直画角 ±20°
入射瞳径 0.57mm
像の大きさ φ2.33〜φ6.25mm
である。
The specification of this Example 22 is
Focal length of
Horizontal field of view 360 °
Vertical angle of view ± 20 °
Entrance pupil diameter 0.57mm
Image size φ2.33 to φ6.25mm
It is.
本実施例は、透過面である第1面11近傍に入射瞳5を配置する構成であり、さらに、第2面12である反射面12で光路を約90°折り曲げることにより、光学系を小型にすることに成功したものである。また、この反射面12では光路が大きく曲がるために、偏心により発生する瞳収差が発生しやすいために、比較的強い正のパワーを与えることができない。そのため、次の第3面に当たる反射面14に比較的大きなパワーを与えることが偏心収差を良好に保つために好ましい。その理由は、この第3面14の反射面は光路の折り曲げ角が比較的小さいために、偏心収差の発生が少ないためである。また、物体の一次像は第1反射面12近傍に配置することにより、第2反射面14により無限遠に投影され、結像レンズ20に伝達することにより良好な収差補正を行うことが可能となる。
In this embodiment, the
第2の光学系の実施例23の図8と同様の図を図10に示す。この実施例の第2の光学系は、理想レンズからなる結像レンズ20の入射側に回転対称の透明媒体10を装着して、例えば360°全方位(全周)の画像であって、像面30を天頂を見上げる配置として、天頂方向が中心から離れる方向に向き、地平線が内側の円になるような画像を像面30に結像させるものであり、中心軸1の周りで回転対称で、Y回転自由曲面からなる内面反射面12と、非球面からなる内面反射面14と、Y回転自由曲面からなるからなる入射面(屈折面)11と、非球面からなる射出面(屈折面)13とからなる透明媒体10からなる。そして、中心軸1が垂直方向に向き、光学系が天頂に向いている場合、水平方向の遠方から入射する中心光束2は入射面の屈折面11を経て透明媒体10内に入り、内面反射面12と内面反射面14で順に2回反射されて、射出面の屈折面13を経て透明媒体10から外に出て、結像レンズ20の絞り21を介して像面30の中心軸1から外れた半径方向の所定位置に結像する。
FIG. 10 is a view similar to FIG. 8 of Embodiment 23 of the second optical system. The second optical system of this embodiment is a 360-degree omnidirectional (all-round) image obtained by mounting the rotationally symmetric transparent medium 10 on the incident side of the
そして、この実施例においては、透明媒体10内で、中心軸1に対して片側のみに位置する反射面12、14と屈折面11、13を通る。また、遠方から入射する光束2、3U、3Lは図21の回転対称軸1を含む断面図内の位置4近傍で1回結像し、その断面に対して直交し、中心光束2の中心光線20 を含む平面内では結像しない。また、結像レンズ20の絞り21の像(入射瞳)は、透明媒体10外の屈折面11近傍の位置5に結像している。
In this embodiment, the transparent medium 10 passes through the reflecting
この実施例23の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
水平画角 360°
垂直画角 ±20°
入射瞳径 0.59mm
像の大きさ φ2.57〜φ5.93mm
である。
The specification of this Example 23 is
Focal length of
Horizontal field of view 360 °
Vertical angle of view ± 20 °
Entrance pupil diameter 0.59mm
Image size φ2.57 to φ5.93 mm
It is.
本実施例は、透過面である第1面11近傍に入射瞳5を配置する構成であり、さらに、第2面12である反射面12で光路を約90°折り曲げることにより、光学系を小型にす
ることに成功したものである。また、この反射面12では光路が大きく曲がるために、偏心により発生する瞳収差が発生しやすいために、比較的強い正のパワーを与えることができない。そのため、次の第3面に当たる反射面14に比較的大きなパワーを与えることが偏心収差を良好に保つために好ましい。その理由は、この第3面14の反射面は光路の折り曲げ角が比較的小さいために、偏心収差の発生が少ないためである。また、物体の一次像は第1反射面12近傍に配置することにより、第2反射面14により無限遠に投影され、結像レンズ20に伝達することにより良好な収差補正を行うことが可能となる。
In this embodiment, the
第2の光学系の実施例24の図8と同様の図を図11に示す。この実施例の第2の光学系は、理想レンズからなる結像レンズ20の入射側に回転対称の透明媒体10を装着して、例えば360°全方位(全周)の画像であって、天頂方向が中心から離れる方向に向き、地平線が内側の円になるような画像を像面30に結像させるものであり、中心軸1の周りで回転対称で、Y回転自由曲面からなる2面の内面反射面12、14と、Y回転自由曲面からなるからなる入射面(屈折面)11と射出面(屈折面)13とからなる透明媒体10からなる。そして、中心軸1が垂直方向に向き、光学系が天頂に向いている場合、水平方向の遠方から入射する中心光束2は入射面の屈折面11を経て透明媒体10内に入り、内面反射面12と内面反射面14で順に2回反射されて、射出面の屈折面13を経て透明媒体10から外に出て、結像レンズ20の絞り21を介して像面30の中心軸1から外れた半径方向の所定位置に結像する。
A view similar to FIG. 8 of the embodiment 24 of the second optical system is shown in FIG. In the second optical system of this embodiment, the rotationally symmetric
そして、この実施例においては、透明媒体10内で、中心軸1に対して片側のみに位置する反射面12、14と屈折面11、13を通る。また、遠方から入射する光束2、3U、3Lは図23の回転対称軸1を含む断面図内の位置4近傍で1回結像し、その断面に対して直交し、中心光束2の中心光線20 を含む平面内では結像しない。また、結像レンズ20の絞り21の像(入射瞳)は、透明媒体10内の反射面12近傍の位置5に結像している。
In this embodiment, the transparent medium 10 passes through the reflecting
この実施例24の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
水平画角 360°
垂直画角 ±20°
入射瞳径 0.59mm
像の大きさ φ2.98〜φ5.13mm
である。
The specification of this Example 24 is
Focal length of
Horizontal field of view 360 °
Vertical angle of view ± 20 °
Entrance pupil diameter 0.59mm
Image size φ2.98 to φ5.13mm
It is.
第2の光学系の実施例25の図8と同様の図を図12に示す。この実施例は実施例24に類似した光学系であるが、光路が透明媒体10内で交差しない点で異なっている。
FIG. 12 is a view similar to FIG. 8 of the embodiment 25 of the second optical system. This embodiment is an optical system similar to the embodiment 24, but differs in that the optical paths do not intersect within the
この実施例の第2の光学系は、理想レンズからなる結像レンズ20の入射側に回転対称の透明媒体10を装着して、例えば360°全方位(全周)の画像であって、天頂方向が中心から離れる方向に向き、地平線が内側の円になるような画像を像面30に結像させるものであり、中心軸1の周りで回転対称で、Y回転自由曲面からなる2面の内面反射面12、14と、Y回転自由曲面からなるからなる入射面(屈折面)11と射出面(屈折面)13とからなる透明媒体10からなる。そして、中心軸1が垂直方向に向き、光学系が天頂に向いている場合、水平方向の遠方から入射する中心光束2は入射面の屈折面11を経て透明媒体10内に入り、内面反射面12と内面反射面14で順に2回反射されて、射出面の屈折面13を経て透明媒体10から外に出て、結像レンズ20の絞り21を介して像面30の中心軸1から外れた半径方向の所定位置に結像する。
In the second optical system of this embodiment, the rotationally symmetric
そして、この実施例においては、透明媒体10内で、中心軸1に対して片側のみに位置
する反射面12、14と屈折面11、13を通る。また、遠方から入射する光束2、3U、3Lは図25の回転対称軸1を含む断面図内の位置4近傍で1回結像し、その断面に対して直交し、中心光束2の中心光線20 を含む平面内では結像しない。また、結像レンズ20の絞り21の像(入射瞳)は、透明媒体10内の反射面12近傍の位置5に結像している。
In this embodiment, the transparent medium 10 passes through the reflecting
この実施例25の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
水平画角 360°
垂直画角 ±20°
入射瞳径 0.59mm
像の大きさ φ2.83〜φ4.64mm
である。
The specification of this Example 25 is
Focal length of
Horizontal field of view 360 °
Vertical angle of view ± 20 °
Entrance pupil diameter 0.59mm
Image size φ2.83 to φ4.64mm
It is.
第2の光学系の実施例26の図8と同様の図を図13に示す。この実施例の第2の光学系は、理想レンズからなる結像レンズ20の入射側に回転対称の透明媒体10を装着して、例えば360°全方位(全周)の画像であって、像面30を地上を見下ろす配置として、天頂方向が中心から離れる方向に向き、地平線が内側の円になるような画像を像面30に結像させるものであり、中心軸1の周りで回転対称で、Y回転自由曲面からなる2面の内面反射面12、14と、非球面からなる内面反射面15と、Y回転自由曲面からなるからなる入射面(屈折面)11と、Y回転自由曲面からなる射出面(屈折面)13とからなる透明媒体10からなる。そして、中心軸1が垂直方向に向き、光学系が天頂に向いている場合、水平方向の遠方から入射する中心光束2は入射面の屈折面11を経て透明媒体10内に入り、内面反射面12と内面反射面14と内面反射面15で順に3回反射されて、射出面の屈折面13を経て透明媒体10から外に出て、結像レンズ20の絞り21を介して像面30の中心軸1から外れた半径方向の所定位置に結像する。
FIG. 13 is a view similar to FIG. 8 of the embodiment 26 of the second optical system. The second optical system of this embodiment is a 360-degree omnidirectional (all-round) image obtained by mounting the rotationally symmetric transparent medium 10 on the incident side of the
そして、この実施例においては、透明媒体10内で、中心軸1に対して片側のみに位置する反射面12、14、15と屈折面11、13を通る。また、遠方から入射する光束2、3U、3Lは図13の回転対称軸1を含む断面図内の位置4近傍で1回結像し、その断面に対して直交し、中心光束2の中心光線20 を含む平面内では結像しない。また、結像レンズ20の絞り21の像(入射瞳)は、透明媒体10の屈折面11近傍の位置5に結像している。
In this embodiment, the transparent medium 10 passes through the reflecting
この実施例26の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
水平画角 360°
垂直画角 ±20°
入射瞳径 0.65mm
像の大きさ φ2.24〜φ5.90mm
である。
The specification of this Example 26 is
Focal length of
Horizontal field of view 360 °
Vertical angle of view ± 20 °
Entrance pupil diameter 0.65mm
Image size φ2.24 to φ5.90mm
It is.
この実施例26は、3つの反射面12、14、15で構成されているものであり、反射面が多いため収差発生を少なくすることが可能となる。さらに好ましくは、3つの反射面12、14、15は正、負、正の配置をとることにより、一般的なトリプレットの配置をとることになり、像面湾曲(偏心によらない主光線周りの像面湾曲)を少なくすることが可能となる。さらに好ましくは、透明媒体10内で交差しているため、各反射面12、14、15の反射角を略等しくすることにより、偏心収差の発生も少なくすることが可能となる。また、反射面で十分な収差補正が可能となるため、第5面に相当する透過面12のパワーを小さくすることが可能となる。これは、色収差が発生しやすい透過面に強いパワ
ーを与えることがないので、収差補正上好ましい結果が生ずる。
This Example 26 is composed of three reflecting
第2の光学系の実施例27の図8と同様の図を図14に示す。この実施例の第2の光学系は、理想レンズからなる結像レンズ20の入射側に回転対称の透明媒体10を装着して、例えば360°全方位(全周)の画像であって、天頂方向が中心から離れる方向に向き、地平線が内側の円になるような画像を像面30に結像させるものであり、中心軸1の周りで回転対称で、Y回転自由曲面からなる1面の内面反射面12と、Y回転自由曲面からなる入射面(屈折面)11と内面反射面14とを兼用した面と、Y回転自由曲面からなる射出面(屈折面)13とからなる透明媒体10からなる。そして、中心軸1が垂直方向に向き、光学系が天頂に向いている場合、水平方向の遠方から入射する中心光束2は入射面の屈折面11を経て透明媒体10内に入り、内面反射面12と屈折面11が兼ねる内面反射面14で順に2回反射されて、射出面の屈折面13を経て透明媒体10から外に出て、結像レンズ20の絞り21を介して像面30の中心軸1から外れた半径方向の所定位置に結像する。
FIG. 14 is a view similar to FIG. 8 of the embodiment 27 of the second optical system. In the second optical system of this embodiment, the rotationally symmetric
そして、この実施例においては、透明媒体10内で、中心軸1に対して片側のみに位置する反射面12、14と屈折面11、13を通る。また、遠方から入射する光束2、3U、3Lは図14の回転対称軸1を含む断面図内の屈折面11近傍の位置4で1回結像し、その断面に対して直交し、中心光束2の中心光線20 を含む平面内では結像しない。また、結像レンズ20の絞り21の像(入射瞳)は、透明媒体10のの屈折面11より物体側の空中の位置5に結像している。
In this embodiment, the transparent medium 10 passes through the reflecting
この実施例27の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
水平画角 360°
垂直画角 ±20°
入射瞳径 0.58mm
像の大きさ φ2.94〜φ5.18mm
である。
The specification of this Example 27 is
Focal length of
Horizontal field of view 360 °
Vertical angle of view ± 20 °
Entrance pupil diameter 0.58mm
Image size φ2.94 to φ5.18mm
It is.
この実施例27は、透明媒体10の第1面である透過面11と第3面である反射面14を同一形状同一位置に配置した1つの面で兼用するものであり、反射面として作用する場合には臨界角を超えた角度で面に入射するように配置し、全反射作用を利用することにより、反射コーティングすることなく光線を反射するようにすることが可能となる。
In Example 27, the
第2の光学系の実施例28の図8と同様の図を図15に示す。この実施例の第2の光学系は、理想レンズからなる結像レンズ20の入射側に回転対称の透明媒体10を装着して、例えば360°全方位(全周)の画像であって、天頂方向が中心から離れる方向に向き、地平線が内側の円になるような画像を像面30に結像させるものであり、中心軸1の周りで回転対称で、Y回転自由曲面からなる4面の内面反射面12、14、15、16と、Y回転自由曲面からなる入射面(屈折面)11と、Y回転自由曲面からなる射出面(屈折面)13とからなる透明媒体10からなる。そして、中心軸1が垂直方向に向き、光学系が天頂に向いている場合、水平方向の遠方から入射する中心光束2は入射面の屈折面11を経て透明媒体10内に入り、内面反射面12と内面反射面14と内面反射面15と内面反射面16で順に4回反射されて、射出面の屈折面13を経て透明媒体10から外に出て、結像レンズ20の絞り21を介して像面30の中心軸1から外れた半径方向の所定位置に結像する。
FIG. 15 is a view similar to FIG. 8 of the embodiment 28 of the second optical system. In the second optical system of this embodiment, the rotationally symmetric
そして、この実施例においては、透明媒体10内で、中心軸1に対して片側のみに位置する反射面12、14、15、16と屈折面11、13を通る。また、遠方から入射する
光束2、3U、3Lは図15の回転対称軸1を含む断面図内の位置4近傍で1回結像し、その断面に対して直交し、中心光束2の中心光線20 を含む平面内では結像しない。また、結像レンズ20の絞り21の像(入射瞳)は、透明媒体10の屈折面11近傍の位置5に結像している。
In this embodiment, the transparent medium 10 passes through the reflecting
この実施例28の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
水平画角 360°
垂直画角 ±20°
入射瞳径 0.59mm
像の大きさ φ3.07〜φ5.60mm
である。
The specification of this Example 28 is
Focal length of
Horizontal field of view 360 °
Vertical angle of view ± 20 °
Entrance pupil diameter 0.59mm
Image size φ3.07 to φ5.60mm
It is.
この実施例28は4つの反射面12、14、15、16で構成されている実施例である。本実施例では、物体の一次像は反射面間に配置することにより一次像の形成を反射面で主に行うことが可能となり、第1面である透過面11のパワーの負担が軽くなり、特に色収差の発生上好ましい。また、特に各反射面を12、14、15、16を略平行に配置することが可能となり、本光学系を介さずに像面30の垂線方向(天頂方向)を結像する別光学系を配置する本発明の場合に好ましい。
The twenty-eighth embodiment is an embodiment having four reflecting
第2の光学系の実施例29の図8と同様の図を図16に示す。この実施例は内面反射面を2面有し、その中の1面が全反射面で透過面との兼用する意味で実施例27と類似した光学系であり、この実施例の第2の光学系は、理想レンズからなる結像レンズ20の入射側に回転対称の透明媒体10を装着して、例えば360°全方位(全周)の画像であって、天頂方向が中心から離れる方向に向き、地平線が内側の円になるような画像を像面30に結像させるものであり、中心軸1の周りで回転対称で、Y回転自由曲面からなる射出面(屈折面)13と内面反射面12とを兼用した面と、Y回転自由曲面からなる内面反射面14と、Y回転自由曲面からなる入射面(屈折面)11とからなる透明媒体10からなる。そして、中心軸1が垂直方向に向き、光学系が天頂に向いている場合、水平方向の遠方から入射する中心光束2は入射面の屈折面11を経て透明媒体10内に入り、屈折面13が兼ねる内面反射面12と内面反射面14で順に2回反射されて、反射面面12が兼ねる射出面の屈折面13を経て透明媒体10から外に出て、結像レンズ20の絞り21を介して像面30の中心軸1から外れた半径方向の所定位置に結像する。
FIG. 16 is a view similar to FIG. 8 of the embodiment 29 of the second optical system. This example has two internal reflection surfaces, and one of them is a total reflection surface and is an optical system similar to Example 27 in the sense that it also serves as a transmission surface. The system is equipped with a rotationally symmetric transparent medium 10 on the incident side of the
そして、この実施例においては、透明媒体10内で、中心軸1に対して片側のみに位置する反射面12、14と屈折面11、13を通る。また、遠方から入射する光束2、3U、3Lは図33の回転対称軸1を含む断面図内の位置4で1回結像し、その断面に対して直交し、中心光束2の中心光線20 を含む平面内では結像しない。また、結像レンズ20の絞り21の像(入射瞳)は、透明媒体10の屈折面11より物体側の空中の位置5に結像している。
In this embodiment, the transparent medium 10 passes through the reflecting
この実施例29の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
水平画角 360°
垂直画角 ±20°
入射瞳径 0.58mm
像の大きさ φ2.69〜φ6.12mm
である。
The specification of this Example 29 is
Focal length of
Horizontal field of view 360 °
Vertical angle of view ± 20 °
Entrance pupil diameter 0.58mm
Image size φ2.69 to φ6.12mm
It is.
第2の光学系の実施例30の図8と同様の図を図17に示す。この実施例の第2の光学
系は、理想レンズからなる結像レンズ20の入射側に回転対称の透明媒体10を装着して、例えば360°全方位(全周)の画像であって、天頂方向が中心から離れる方向に向き、地平線が内側の円になるような画像を像面30に結像させるものであり、中心軸1の周りで回転対称で、Y回転自由曲面からなる2面の内面反射面12、14と、Y回転自由曲面からなる入射面(屈折面)11と、球面からなる射出面(屈折面)13とからなる透明媒体10からなる。そして、中心軸1が垂直方向に向き、光学系が天頂に向いている場合、水平方向の遠方から入射する中心光束2は入射面の屈折面11を経て透明媒体10内に入り、中心軸1を横切って入射面11と反対側の内面反射面12で反射されて、入射面11と同じ側の内面反射面14で再度反射され、射出面の屈折面13を経て透明媒体10から外に出て、結像レンズ20の絞り21を介して像面30の中心軸1から外れた半径方向の所定位置に結像する。
FIG. 17 is a view similar to FIG. 8 of the
この実施例においては、第2反射面14を第1反射面12と中心軸1を挟んで反対側に配置することにより、同じ大きさの場合光路全体が長くとれ、収差補正上好ましい。また、透過面である第1面11近傍に入射瞳5が位置しているため、第1面11の有効径を小さくすることが可能となり、フレアー光の原因となる不要光の光学系内への入射を最小限にすることが可能となる。さらに、第1反射面12への光線の入射角が小さくすることが可能となり、この面で発生する偏心収差を最小にすることが可能となる。
In this embodiment, by disposing the second reflecting
また、この実施例においては、入射面11と2つの内面反射面12、14にY回転自由曲面を用いて偏心収差を補正している。
In this embodiment, the decentration aberration is corrected by using a Y-rotation free-form surface for the
この実施例の第2の光学系において、透明媒体10の天頂側の第2反射面14とその間の非光学面に遮光吸収膜8を施すことにより、回転対称軸1に沿った天頂側から入射するフレアーやゴーストを形成する不要光を遮光することが可能となり、フレアーのより少ない映像を観察(撮像)することが可能となる。
In the second optical system of this embodiment, the light-shielding
この実施例30の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
水平画角 360°
垂直画角 ±20°
入射瞳径 0.57mm
像の大きさ φ3.18〜φ5.34mm
である。
The specification of this Example 30 is
Focal length of
Horizontal field of view 360 °
Vertical angle of view ± 20 °
Entrance pupil diameter 0.57mm
Image size φ3.18 to φ5.34mm
It is.
第2の光学系の実施例31の図8と同様の図を図18に示す。この実施例の第2の光学系は、理想レンズからなる結像レンズ20の入射側に回転対称の透明媒体10を装着して、例えば360°全方位(全周)の画像であって、天頂方向が画像の中心方向に向き、地平線が外側の円になるような画像を像面30に結像させるものであり、中心軸1の周りで回転対称で、Y回転自由曲面からなる2面の内面反射面12、14と、Y回転自由曲面からなる入射面(屈折面)11と、非球面からなる射出面(屈折面)13とからなる透明媒体10からなる。そして、中心軸1が垂直方向に向き、光学系が天頂に向いている場合、水平方向の遠方から入射する中心光束2は入射面の屈折面11を経て透明媒体10内に入り、中心軸1を横切って入射面11と反対側の内面反射面12で上方へ反射されて、内面反射面12と同じ側の内面反射面14で再度反射され、射出面の屈折面13を経て透明媒体10から外に出て、結像レンズ20の絞り21を介して像面30の中心軸1から外れた半径方向の所定位置に結像する。
FIG. 18 is a view similar to FIG. 8 of the
この実施例においては、第2反射面14を透過面である入射面11と中心軸1を挟んで反対側(第1反射面12と同一側)に配置することにより、全体の光路長は短くなるが、
第1反射面12と第2反射面14での光線の反射角を略同一に、しかも45°以下にすることが可能となり、特に偏心収差の発生を少なくすることが可能となる。
In this embodiment, by arranging the second reflecting
The reflection angles of the light beams on the first reflecting
また、この実施例においては、入射面11と2つの内面反射面12、14にY回転自由曲面を用いて偏心収差を補正している。
In this embodiment, the decentration aberration is corrected by using a Y-rotation free-form surface for the
この実施例の第2の光学系において、透明媒体10の天頂側の第2反射面14に遮光吸収膜8を施すことにより、回転対称軸1に沿った天頂側から入射するフレアーやゴーストを形成する不要光を遮光することが可能となり、フレアーのより少ない映像を観察(撮像)することが可能となる。
In the second optical system of this embodiment, a flare and a ghost incident from the zenith side along the rotational symmetry axis 1 are formed by applying the light-shielding
また、この実施例においては、2つの内面反射面12、14のY方向のパワーを何れも正にすることにより、焦点距離を短くして高画角化が可能になる。また、同じ画角でも、像高を大きくとることが可能になったり、結像レンズ20に対して透明媒体10の主点を寄せることができ、光学系を小型化することができ、同時に、Y方向の瞳のリレーが容易になり、高性能を出しやすくなる。
Further, in this embodiment, by making the powers in the Y direction of the two inner reflecting
なお、X方向のパワーはY軸に対して回転対称なので、面の配置位置で決まってしまい、自由度が少ない。そのため、Y方向のパワー配置がさらに重要になってくる。
Since the power in the X direction is rotationally symmetric with respect to the Y axis, it is determined by the position of the surface, and the degree of freedom is small. Therefore, the power arrangement in the Y direction becomes even more important.
この実施例31の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
水平画角 360°
垂直画角 ±20°
入射瞳径 0.58mm
像の大きさ φ2.14〜φ6.02mm
である。
The specification of this Example 31 is
Focal length of
Horizontal field of view 360 °
Vertical angle of view ± 20 °
Entrance pupil diameter 0.58mm
Image size φ2.14 to φ6.02mm
It is.
第2の光学系の実施例32の図8と同様の図を図19に示す。この実施例の第2の光学系は実施例31に類似したものであり、理想レンズからなる結像レンズ20の入射側に回転対称の透明媒体10を装着して、例えば360°全方位(全周)の画像であって、天頂方向が画像の中心方向に向き、地平線が外側の円になるような画像を像面30に結像させるものであり、中心軸1の周りで回転対称で、Y回転自由曲面からなる2面の内面反射面12、14と、Y回転自由曲面からなる入射面(屈折面)11と、球面からなる射出面(屈折面)13とからなる透明媒体10からなる。そして、中心軸1が垂直方向に向き、光学系が天頂に向いている場合、水平方向の遠方から入射する中心光束2は入射面の屈折面11を経て透明媒体10内に入り、中心軸1を横切って入射面11と反対側の内面反射面12で上方へ反射されて、内面反射面12と同じ側の内面反射面14で再度反射され、射出面の屈折面13を経て透明媒体10から外に出て、結像レンズ20の絞り21を介して像面30の中心軸1から外れた半径方向の所定位置に結像する。
A view similar to FIG. 8 of the
この実施例においては、第2反射面14を透過面である入射面11と中心軸1を挟んで反対側(第1反射面12と同一側)に配置することにより、全体の光路長は短くなるが、第1反射面12と第2反射面14での光線の反射角を略同一に、しかも45°以下にすることが可能となり、特に偏心収差の発生を少なくすることが可能となる。さらに、第1面である透過面11が第1反射面12及び第2反射面14より像面30側に配置されるため、光学系の中心軸1方向の高さを低く抑えることが可能となる。
In this embodiment, by arranging the second reflecting
また、この実施例においては、入射面11と2つの内面反射面12、14にY回転自由
曲面を用いて偏心収差を補正している。
In this embodiment, the decentration aberration is corrected by using a Y-rotation free-form surface for the
この実施例の第2の光学系において、透明媒体10の入射面11より天頂側全てに遮光吸収膜8を施すことにより、回転対称軸1に沿った天頂側から入射するフレアーやゴーストを形成する不要光を遮光することが可能となり、フレアーのより少ない映像を観察(撮像)することが可能となる。
In the second optical system of this embodiment, the light shielding / absorbing
この実施例32の仕様は、
理想レンズ20の焦点距離 3.5mm
水平画角 360°
垂直画角 ±20°
入射瞳径 0.52mm
像の大きさ φ2.17〜φ5.09mm
である。
The specification of this Example 32 is
Focal length of
Horizontal field of view 360 °
Vertical angle of view ± 20 °
Entrance pupil diameter 0.52mm
Image size φ 2.17 to φ 5.09 mm
It is.
以下に、上記実施例11〜16、21〜32の構成パラメータを示す。なお、以下の表中の“YRFS”はY回転自由曲面、“ASS”は非球面をそれぞれ示す。また、“IDL”は理想レンズを示す。 The configuration parameters of Examples 11 to 16, 21 to 32 are shown below. In the table below, “YRFS” indicates a Y rotation free-form surface, and “ASS” indicates an aspheric surface. “IDL” indicates an ideal lens.
[第1の光学系]
実施例11
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 ∞ 0.70 1.4875 70.4
2 0.68 0.82
3 ∞(絞り投影面) 0.20
4 7.91 0.75 1.6317 58.1
5 -1.18 0.20
6 2.75 0.50 1.7502 33.2
7 1.01 1.00 1.5665 43.7
8 -2.75 3.83
9 -21.15 1.28 1.5163 64.1
10 -3.23 0.20
11 3.98 5.00 1.5163 64.1
12 ASS[1] 3.52
13 ∞(絞り) 3.50
14 IDL 4.36
像 面 ∞
ASS[1]
R 5.64
k 0.0000
a 1.0508 ×10-2 。
[First optical system]
Example 11
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ ∞
1 ∞ 0.70 1.4875 70.4
2 0.68 0.82
3 ∞ (aperture projection plane) 0.20
4 7.91 0.75 1.6317 58.1
5 -1.18 0.20
6 2.75 0.50 1.7502 33.2
7 1.01 1.00 1.5665 43.7
8 -2.75 3.83
9 -21.15 1.28 1.5163 64.1
10 -3.23 0.20
11 3.98 5.00 1.5163 64.1
12 ASS [1] 3.52
13 ∞ (Aperture) 3.50
14 IDL 4.36
Image plane ∞
ASS [1]
R 5.64
k 0.0000
a 1.0508 × 10 −2 .
実施例12
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 ∞ 0.70 1.6020 46.8
2 0.57 1.62
3 ∞(絞り投影面) 0.20
4 15.02 0.70 1.6482 55.4
5 -1.22 2.29
6 1.62 0.50 1.7552 27.6
7 0.95 1.00 1.5441 48.7
8 -3.09 2.90
9 2.15 0.70 1.5163 64.1
10 -23.22 0.38
11 2.46 0.74 1.7468 27.9
12 0.66 0.73 1.5914 61.9
13 -2.71 7.14
14 50.34 1.17 1.5163 64.1
15 -4.05 0.20
16 3.63 5.00 1.5163 64.1
17 ASS[1] 3.52
18 ∞(絞り) 3.50
19 IDL 4.36
像 面 ∞
ASS[1]
R 5.64
k 0.0000
a 1.0508 ×10-2 。
Example 12
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ ∞
1 ∞ 0.70 1.6020 46.8
2 0.57 1.62
3 ∞ (aperture projection plane) 0.20
4 15.02 0.70 1.6482 55.4
5 -1.22 2.29
6 1.62 0.50 1.7552 27.6
7 0.95 1.00 1.5441 48.7
8 -3.09 2.90
9 2.15 0.70 1.5163 64.1
10 -23.22 0.38
11 2.46 0.74 1.7468 27.9
12 0.66 0.73 1.5914 61.9
13 -2.71 7.14
14 50.34 1.17 1.5163 64.1
15 -4.05 0.20
16 3.63 5.00 1.5163 64.1
17 ASS [1] 3.52
18 ∞ (Aperture) 3.50
19 IDL 4.36
Image plane ∞
ASS [1]
R 5.64
k 0.0000
a 1.0508 × 10 −2 .
実施例13
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 30.00 1.00 1.6049 48.0
2 12.00 3.00
3 18.00 4.00 1.7552 27.6
4 50.00 1.00 1.5317 51.8
5 5.00 3.00
6 20.00 1.00 1.5163 64.1
7 3.00 5.00
8 15.00 1.50 1.5163 64.1
9 -15.00 0.50
10 5.00 5.00 1.5163 64.1
11 ASS[1] 3.52
12 ∞(絞り) 3.50
13 IDL 4.36
像 面 ∞
ASS[1]
R 5.64
k 0.0000
a 1.0508 ×10-2 。
Example 13
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ ∞
1 30.00 1.00 1.6049 48.0
2 12.00 3.00
3 18.00 4.00 1.7552 27.6
4 50.00 1.00 1.5317 51.8
5 5.00 3.00
6 20.00 1.00 1.5163 64.1
7 3.00 5.00
8 15.00 1.50 1.5163 64.1
9 -15.00 0.50
10 5.00 5.00 1.5163 64.1
11 ASS [1] 3.52
12 ∞ (Aperture) 3.50
13 IDL 4.36
Image plane ∞
ASS [1]
R 5.64
k 0.0000
a 1.0508 × 10 −2 .
実施例14
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 ∞ 0.70 1.4875 70.4
2 0.47 1.29
3 ∞(絞り投影面) 0.20
4 5.74 0.70 1.6307 58.3
5 -1.10 0.97
6 2.02 2.58 1.6684 32.2
7 -2.31 1.83
8 2.44 0.70 1.6161 60.5
9 -3.68 0.20
10 2.67 0.70 1.7552 27.6
11 0.55 1.28 1.6204 60.3
12 -1.75 5.86
13 -20.84 0.70 1.7552 27.6
14 4.76 1.97 1.4875 70.4
15 -4.13 0.20
16 7.36 1.63 1.7130 47.5
17 -11.61 10.00
18 ∞(絞り) 3.50
19 IDL 2.68 像 面 ∞ 。
Example 14
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ ∞
1 ∞ 0.70 1.4875 70.4
2 0.47 1.29
3 ∞ (aperture projection plane) 0.20
4 5.74 0.70 1.6307 58.3
5 -1.10 0.97
6 2.02 2.58 1.6684 32.2
7 -2.31 1.83
8 2.44 0.70 1.6161 60.5
9 -3.68 0.20
10 2.67 0.70 1.7552 27.6
11 0.55 1.28 1.6204 60.3
12 -1.75 5.86
13 -20.84 0.70 1.7552 27.6
14 4.76 1.97 1.4875 70.4
15 -4.13 0.20
16 7.36 1.63 1.7130 47.5
17 -11.61 10.00
18 ∞ (Aperture) 3.50
19 IDL 2.68 Image plane ∞.
実施例15
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 ∞ 0.70 1.6093 37.5
2 0.68 1.09
3 ∞(絞り投影面) 0.20
4 6.49 0.70 1.6302 58.4
5 -1.40 0.20
6 1.85 0.94 1.6136 60.7
7 -1.06 0.70 1.7552 27.6
8 -5.28 1.44
9 -1.98 0.70 1.7552 27.6
10 4.10 1.49 1.6204 60.3
11 -2.30 0.20
12 12.34 1.14 1.7357 45.5
13 -4.65 6.00
14 ∞(絞り) 3.50
15 IDL 4.07
像 面 ∞ 。
Example 15
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ ∞
1 ∞ 0.70 1.6093 37.5
2 0.68 1.09
3 ∞ (aperture projection plane) 0.20
4 6.49 0.70 1.6302 58.4
5 -1.40 0.20
6 1.85 0.94 1.6136 60.7
7 -1.06 0.70 1.7552 27.6
8 -5.28 1.44
9 -1.98 0.70 1.7552 27.6
10 4.10 1.49 1.6204 60.3
11 -2.30 0.20
12 12.34 1.14 1.7357 45.5
13 -4.65 6.00
14 ∞ (Aperture) 3.50
15 IDL 4.07
Image plane ∞.
実施例16
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ∞
2 3.00 0.89
3 ∞(絞り投影面) 0.54
4 -5.89 0.86 1.7440 44.8
5 -1.41 1.40
6 3.49 1.50 1.7440 44.8
7 -16.10 0.43 1.4875 70.4
8 2.26 1.97
9 -21.61 2.00 1.5163 64.1
10 -3.32 0.20
11 5.73 15.00 1.5163 64.1
12 ASS[1] 0.00
13 ∞(絞り) 3.50
14 IDL 3.79
像 面 ∞ 0.00
ASS[1]
R -22.80
k 0.0000
a -3.8350 ×10-5 。
Example 16
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ ∞
2 3.00 0.89
3 ∞ (aperture projection plane) 0.54
4 -5.89 0.86 1.7440 44.8
5 -1.41 1.40
6 3.49 1.50 1.7440 44.8
7 -16.10 0.43 1.4875 70.4
8 2.26 1.97
9 -21.61 2.00 1.5163 64.1
10 -3.32 0.20
11 5.73 15.00 1.5163 64.1
12 ASS [1] 0.00
13 ∞ (Aperture) 3.50
14 IDL 3.79
Image plane ∞ 0.00
ASS [1]
R-22.80
k 0.0000
a -3.8350 × 10 -5 .
[第2の光学系]
実施例21
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞(物体面) 偏心(1)
1 ∞(入射瞳) 偏心(2)
2 YRFS[1] 偏心(3) 1.5163 64.1
3 YRFS[2] 偏心(4) 1.5163 64.1
4 ASS[1] 偏心(5)
5 ∞(絞り) 偏心(6)
6 IDL 偏心(7)
像 面 ∞
YRFS[1]
C1 -3.5383 ×10 C2 8.7111 ×10-1 C3 1.7567 ×10-1
YRFS[2]
C1 -1.4169 ×10 C2 -1.0078 C3 -1.8279 ×10-2
C4 -2.8146 ×10-4
ASS[1]
R 0.03
k -1.7097 ×1023
a 2.1865 ×10-5
偏心[1]
X 0.00 Y ∞ Z 43.60
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y 35.20 Z 43.60
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 0.00 Z 43.60
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 0.00 Z 37.75
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[5]
X 0.00 Y 0.00 Z 27.31
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[6]
X 0.00 Y 0.00 Z 7.37
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[7]
X 0.00 Y 0.00 Z 3.87
α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
[Second optical system]
Example 21
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ (Object surface) Eccentricity (1)
1 ∞ (entrance pupil) Eccentricity (2)
2 YRFS [1] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
3 YRFS [2] Eccentricity (4) 1.5163 64.1
4 ASS [1] Eccentricity (5)
5 ∞ (diaphragm) Eccentricity (6)
6 IDL eccentricity (7)
Image plane ∞
YRFS [1]
C 1 -3.5383 × 10 C 2 8.7111 × 10 -1 C 3 1.7567 × 10 -1
YRFS [2]
C 1 -1.4169 × 10 C 2 -1.0078 C 3 -1.8279 × 10 -2
C 4 -2.8146 × 10 -4
ASS [1]
R 0.03
k -1.7097 × 10 23
a 2.1865 × 10 -5
Eccentric [1]
X 0.00 Y ∞ Z 43.60
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y 35.20 Z 43.60
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 0.00 Z 43.60
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 0.00 Z 37.75
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [5]
X 0.00 Y 0.00 Z 27.31
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [6]
X 0.00 Y 0.00 Z 7.37
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [7]
X 0.00 Y 0.00 Z 3.87
α 0.00 β 0.00 γ 0.00.
実施例22
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞(物体面) 偏心(1)
1 ∞(入射瞳) 偏心(2)
2 YRFS[1] 偏心(3) 1.5163 64.1
3 YRFS[2] 偏心(3) 1.5163 64.1
4 ASS[1] 偏心(4) 1.5163 64.1
5 ASS[2] 偏心(5)
6 ∞(絞り) 偏心(6)
7 IDL 偏心(7)
像 面 ∞
YRFS[1]
C1 -1.2852 ×10 C3 4.5019 ×10-1
YRFS[2]
C1 -6.2300 C2 -8.6484 ×10-1 C3 -5.6275 ×10-2
C4 -4.3710 ×10-3
ASS[1]
R 30.63
k -9.9408 ×10-1
a 1.7365 ×10-5
ASS[2]
R 5.64
k 0.0000
a 1.0508 ×10-2
偏心[1]
X 0.00 Y ∞ Z -7.26
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y 11.69 Z -7.26
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.26
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 0.00 Z -25.47
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[5]
X 0.00 Y 0.00 Z -11.39
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[6]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.86
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[7]
X 0.00 Y 0.00 Z -4.36
α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
Example 22
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ (Object surface) Eccentricity (1)
1 ∞ (entrance pupil) Eccentricity (2)
2 YRFS [1] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
3 YRFS [2] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
4 ASS [1] Eccentricity (4) 1.5163 64.1
5 ASS [2] Eccentricity (5)
6 ∞ (diaphragm) Eccentricity (6)
7 IDL eccentricity (7)
Image plane ∞
YRFS [1]
C 1 -1.2852 × 10 C 3 4.5019 × 10 -1
YRFS [2]
C 1 -6.2300 C 2 -8.6484 × 10 -1 C 3 -5.6275 × 10 -2
C 4 -4.3710 × 10 -3
ASS [1]
R 30.63
k -9.9408 × 10 -1
a 1.7365 × 10 -5
ASS [2]
R 5.64
k 0.0000
a 1.0508 × 10 -2
Eccentric [1]
X 0.00 Y ∞ Z -7.26
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y 11.69 Z -7.26
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.26
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 0.00 Z -25.47
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [5]
X 0.00 Y 0.00 Z -11.39
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [6]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.86
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [7]
X 0.00 Y 0.00 Z -4.36
α 0.00 β 0.00 γ 0.00.
実施例23
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞(物体面) 偏心(1)
1 ∞(入射瞳) 偏心(2)
2 YRFS[1] 偏心(3) 1.5163 64.1
3 YRFS[2] 偏心(3) 1.5163 64.1
4 ASS[1] 偏心(4) 1.5163 64.1
5 ASS[2] 偏心(5)
6 ∞(絞り) 偏心(6)
7 IDL 偏心(7)
像 面 ∞
YRFS[1]
C1 -2.6070 ×10 C3 1.4404 ×10-1
YRFS[2]
C1 -1.2742 ×10 C2 9.7226 ×10-1 C3 -1.8719 ×10-2
ASS[1]
R 60.70
k 0.0000
a 5.5059 ×10-6
ASS[2]
R 10.59
k 0.0000
a -1.6602 ×10-4
偏心[1]
X 0.00 Y ∞ Z -12.76
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y -26.77 Z -12.76
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 0.00 Z -12.76
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 0.00 Z -32.60
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[5]
X 0.00 Y 0.00 Z -19.84
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[6]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.32
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[7]
X 0.00 Y 0.00 Z -3.82
α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
Example 23
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ (Object surface) Eccentricity (1)
1 ∞ (entrance pupil) Eccentricity (2)
2 YRFS [1] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
3 YRFS [2] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
4 ASS [1] Eccentricity (4) 1.5163 64.1
5 ASS [2] Eccentricity (5)
6 ∞ (diaphragm) Eccentricity (6)
7 IDL eccentricity (7)
Image plane ∞
YRFS [1]
C 1 -2.6070 × 10 C 3 1.4404 × 10 -1
YRFS [2]
C 1 -1.2742 × 10 C 2 9.7226 × 10 -1 C 3 -1.8719 × 10 -2
ASS [1]
R 60.70
k 0.0000
a 5.5059 × 10 -6
ASS [2]
R 10.59
k 0.0000
a -1.6602 × 10 -4
Eccentric [1]
X 0.00 Y ∞ Z -12.76
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y -26.77 Z -12.76
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 0.00 Z -12.76
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 0.00 Z -32.60
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [5]
X 0.00 Y 0.00 Z -19.84
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [6]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.32
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [7]
X 0.00 Y 0.00 Z -3.82
α 0.00 β 0.00 γ 0.00.
実施例24
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞(物体面) 偏心(1)
1 ∞(入射瞳) 偏心(2)
2 YRFS[1] 偏心(3) 1.5163 64.1
3 YRFS[2] 偏心(3) 1.5163 64.1
4 YRFS[3] 偏心(4) 1.5163 64.1
5 YRFS[4] 偏心(5)
6 ∞(絞り) 偏心(6)
7 IDL 偏心(7)
像 面 ∞
YRFS[1]
C1 -3.0440 ×10 C2 -5.3356 ×10-16 C3 1.0000 ×10-2
YRFS[2]
C1 -1.3822 ×10 C2 3.2869 ×10-1 C3 -5.0144 ×10-2
YRFS[3]
C1 -2.7077 ×10 C2 1.0779 C3 4.5428 ×10-2
C4 1.2867 ×10-3
YRFS[4]
C1 -1.7361 ×10 C2 1.3428 C3 -1.2568 ×10-1
C4 7.1725 ×10-3
偏心[1]
X 0.00 Y ∞ Z -43.04
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y -18.69 Z -43.04
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 0.00 Z -43.04
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 0.00 Z -52.81
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[5]
X 0.00 Y 0.00 Z -37.32
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[6]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.02
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[7]
X 0.00 Y 0.00 Z -3.52
α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
Example 24
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ (Object surface) Eccentricity (1)
1 ∞ (entrance pupil) Eccentricity (2)
2 YRFS [1] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
3 YRFS [2] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
4 YRFS [3] Eccentricity (4) 1.5163 64.1
5 YRFS [4] Eccentricity (5)
6 ∞ (diaphragm) Eccentricity (6)
7 IDL eccentricity (7)
Image plane ∞
YRFS [1]
C 1 -3.0440 × 10 C 2 -5.3356 × 10 -16 C 3 1.0000 × 10 -2
YRFS [2]
C 1 -1.3822 × 10 C 2 3.2869 × 10 -1 C 3 -5.0144 × 10 -2
YRFS [3]
C 1 -2.7077 × 10 C 2 1.0779 C 3 4.5428 × 10 -2
C 4 1.2867 × 10 -3
YRFS [4]
C 1 -1.7361 × 10 C 2 1.3428 C 3 -1.2568 × 10 -1
C 4 7.1725 × 10 -3
Eccentric [1]
X 0.00 Y ∞ Z -43.04
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y -18.69 Z -43.04
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 0.00 Z -43.04
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 0.00 Z -52.81
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [5]
X 0.00 Y 0.00 Z -37.32
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [6]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.02
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [7]
X 0.00 Y 0.00 Z -3.52
α 0.00 β 0.00 γ 0.00.
実施例25
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞(物体面) 偏心(1)
1 ∞(入射瞳) 偏心(2)
2 YRFS[1] 偏心(3) 1.5163 64.1
3 YRFS[2] 偏心(4) 1.5163 64.1
4 YRFS[3] 偏心(5) 1.5163 64.1
5 YRFS[4] 偏心(6)
6 ∞(絞り) 偏心(7)
7 IDL 偏心(8)
像 面 ∞
YRFS[1]
C1 -1.6405 ×10 C2 6.6473 ×10-1 C3 2.0000 ×10-1
YRFS[2]
C1 -1.1082 ×10 C2 -3.7446 ×10-1 C3 -7.7055 ×10-2
C4 4.7531 ×10-2
YRFS[3]
C1 -1.7643 ×10 C2 2.5415 ×10-2 C3 1.1674 ×10-2
C4 2.5568 ×10-4
YRFS[4]
C1 -1.4545 ×10 C2 1.1254 C3 -8.0058 ×10-2
偏心[1]
X 0.00 Y ∞ Z -47.29
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y -12.73 Z -47.29
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 0.00 Z -47.29
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 0.00 Z -46.14
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[5]
X 0.00 Y 0.00 Z -37.34
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[6]
X 0.00 Y 0.00 Z -32.71
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[7]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.08
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[8]
X 0.00 Y 0.00 Z -3.58
α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
Example 25
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ (Object surface) Eccentricity (1)
1 ∞ (entrance pupil) Eccentricity (2)
2 YRFS [1] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
3 YRFS [2] Eccentricity (4) 1.5163 64.1
4 YRFS [3] Eccentricity (5) 1.5163 64.1
5 YRFS [4] Eccentricity (6)
6 ∞ (aperture) Eccentricity (7)
7 IDL eccentricity (8)
Image plane ∞
YRFS [1]
C 1 -1.6405 × 10 C 2 6.6473 × 10 -1 C 3 2.0000 × 10 -1
YRFS [2]
C 1 -1.1082 × 10 C 2 -3.7446 × 10 -1 C 3 -7.7055 × 10 -2
C 4 4.7531 × 10 -2
YRFS [3]
C 1 -1.7643 × 10 C 2 2.5415 × 10 -2 C 3 1.1674 × 10 -2
C 4 2.5568 × 10 -4
YRFS [4]
C 1 -1.4545 × 10 C 2 1.1254 C 3 -8.0058 × 10 -2
Eccentric [1]
X 0.00 Y ∞ Z -47.29
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y -12.73 Z -47.29
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 0.00 Z -47.29
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 0.00 Z -46.14
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [5]
X 0.00 Y 0.00 Z -37.34
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [6]
X 0.00 Y 0.00 Z -32.71
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [7]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.08
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [8]
X 0.00 Y 0.00 Z -3.58
α 0.00 β 0.00 γ 0.00.
実施例26
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞(物体面) 偏心(1)
1 ∞(入射瞳) 偏心(2)
2 YRFS[1] 偏心(3) 1.5163 64.1
3 YRFS[2] 偏心(4) 1.5163 64.1
4 YRFS[3] 偏心(5) 1.5163 64.1
5 ASS[1] 偏心(6) 1.5163 64.1
6 YRFS[4] 偏心(7)
7 ∞(絞り) 偏心(8)
8 IDL 偏心(9)
像 面 ∞
YRFS[1]
C1 -2.3906 ×10 C2 1.2749 ×10-1 C3 2.3851 ×10-1
YRFS[2]
C1 -2.4035 C2 4.2282 ×10-1 C3 -2.1995 ×10-2
C4 2.6644 ×10-4
YRFS[3]
C1 -1.2146 ×10 C2 2.2395 C3 -1.5821 ×10-1
C4 1.1353 ×10-2
YRFS[4]
C1 -2.6985 C2 -1.3266 C3 6.2969 ×10-2
ASS[1]
R 42.83
k -1.0252
a 2.1854 ×10-6
偏心[1]
X 0.00 Y ∞ Z 17.94
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y -23.77 Z 17.94
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 0.00 Z 17.94
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 0.00 Z 18.88
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[5]
X 0.00 Y 0.00 Z 9.68
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[6]
X 0.00 Y 0.00 Z 25.32
α -180.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[7]
X 0.00 Y 0.00 Z 10.05
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[8]
X 0.00 Y 0.00 Z 5.68
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[9]
X 0.00 Y 0.00 Z 2.18
α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
Example 26
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ (Object surface) Eccentricity (1)
1 ∞ (entrance pupil) Eccentricity (2)
2 YRFS [1] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
3 YRFS [2] Eccentricity (4) 1.5163 64.1
4 YRFS [3] Eccentricity (5) 1.5163 64.1
5 ASS [1] Eccentricity (6) 1.5163 64.1
6 YRFS [4] Eccentricity (7)
7 ∞ (aperture) Eccentricity (8)
8 IDL eccentricity (9)
Image plane ∞
YRFS [1]
C 1 -2.3906 × 10 C 2 1.2749 × 10 -1 C 3 2.3851 × 10 -1
YRFS [2]
C 1 -2.4035 C 2 4.2282 × 10 -1 C 3 -2.1995 × 10 -2
C 4 2.6644 × 10 -4
YRFS [3]
C 1 -1.2146 × 10 C 2 2.2395 C 3 -1.5821 × 10 -1
C 4 1.1353 × 10 -2
YRFS [4]
C 1 -2.6985 C 2 -1.3266 C 3 6.2969 × 10 -2
ASS [1]
R 42.83
k -1.0252
a 2.1854 × 10 -6
Eccentric [1]
X 0.00 Y ∞ Z 17.94
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y -23.77 Z 17.94
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 0.00 Z 17.94
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 0.00 Z 18.88
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [5]
X 0.00 Y 0.00 Z 9.68
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [6]
X 0.00 Y 0.00 Z 25.32
α -180.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [7]
X 0.00 Y 0.00 Z 10.05
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [8]
X 0.00 Y 0.00 Z 5.68
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [9]
X 0.00 Y 0.00 Z 2.18
α 0.00 β 0.00 γ 0.00.
実施例27
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞(物体面) 偏心(1)
1 ∞(入射瞳) 偏心(2)
2 YRFS[1] 偏心(3) 1.5163 64.1
3 YRFS[2] 偏心(4) 1.5163 64.1
4 YRFS[1] 偏心(3) 1.5163 64.1
5 YRFS[3] 偏心(5)
6 ∞(絞り) 偏心(6)
7 IDL 偏心(7)
像 面 ∞
YRFS[1]
C1 -2.0957 ×10 C2 -1.4367 ×10-1 C3 -8.4858 ×10-3
C4 3.1420 ×10-4
YRFS[2]
C1 -1.8248 ×10 C2 -7.4474 ×10-1 C3 -3.1827 ×10-2
C4 -5.1999 ×10-4
YRFS[3]
C1 -1.6800 ×10 C2 7.7566 ×10-1 C3 -7.4491 ×10-2
C4 6.8835 ×10-3
偏心[1]
X 0.00 Y ∞ Z -49.80
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y -36.45 Z -49.80
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 0.00 Z -42.97
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 0.00 Z -50.09
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[5]
X 0.00 Y 0.00 Z -37.49
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[6]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.36
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[7]
X 0.00 Y 0.00 Z -3.86
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
実施例28
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞(物体面) 偏心(1)
1 ∞(入射瞳) 偏心(2)
2 YRFS[1] 偏心(3) 1.5163 64.1
3 YRFS[2] 偏心(4) 1.5163 64.1
4 YRFS[3] 偏心(5) 1.5163 64.1
5 YRFS[4] 偏心(6) 1.5163 64.1
6 YRFS[5] 偏心(7) 1.5163 64.1
7 YRFS[6] 偏心(8)
8 ∞(絞り) 偏心(9)
9 IDL 偏心(10)
像 面 ∞
YRFS[1]
C1 -3.0515 ×10 C2 1.5355 C3 2.0000 ×10-1
YRFS[2]
C1 -2.5421 ×10 C2 -1.6454 ×10-1 C3 -1.6776 ×10-2
C4 9.4176 ×10-4
YRFS[3]
C1 -3.0605 ×10 C2 -2.1550 ×10-1 C3 -7.1384 ×10-2
C4 -7.6576 ×10-3
YRFS[4]
C1 -2.3115 ×10 C2 -3.8354 ×10-1 C3 -1.4435 ×10-2
C4 -2.2044 ×10-4
YRFS[5]
C1 -2.9802 ×10 C2 -1.0856 ×10-1 C3 3.9619 ×10-3
C4 8.1575 ×10-5
YRFS[6]
C1 -2.3262 ×10 C2 4.6529 ×10-1 C3 -1.1954 ×10-2
C7 -2.5168 ×10-8
偏心[1]
X 0.00 Y ∞ Z -75.86
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y -30.46 Z -75.86
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 0.00 Z -75.86
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 0.00 Z -73.65
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[5]
X 0.00 Y 0.00 Z -68.96
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[6]
X 0.00 Y 0.00 Z -66.56
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[7]
X 0.00 Y 0.00 Z -55.09
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[8]
X 0.00 Y 0.00 Z -47.99
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[9]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.05
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[10]
X 0.00 Y 0.00 Z -3.55
α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
Example 27
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ (Object surface) Eccentricity (1)
1 ∞ (entrance pupil) Eccentricity (2)
2 YRFS [1] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
3 YRFS [2] Eccentricity (4) 1.5163 64.1
4 YRFS [1] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
5 YRFS [3] Eccentricity (5)
6 ∞ (diaphragm) Eccentricity (6)
7 IDL eccentricity (7)
Image plane ∞
YRFS [1]
C 1 -2.0957 × 10 C 2 -1.4367 × 10 -1 C 3 -8.4858 × 10 -3
C 4 3.1420 × 10 -4
YRFS [2]
C 1 -1.8248 × 10 C 2 -7.4474 × 10 -1 C 3 -3.1827 × 10 -2
C 4 -5.1999 × 10 -4
YRFS [3]
C 1 -1.6800 × 10 C 2 7.7566 × 10 -1 C 3 -7.4491 × 10 -2
C 4 6.8835 × 10 -3
Eccentric [1]
X 0.00 Y ∞ Z -49.80
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y -36.45 Z -49.80
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 0.00 Z -42.97
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 0.00 Z -50.09
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [5]
X 0.00 Y 0.00 Z -37.49
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [6]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.36
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [7]
X 0.00 Y 0.00 Z -3.86
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Example 28
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ (Object surface) Eccentricity (1)
1 ∞ (entrance pupil) Eccentricity (2)
2 YRFS [1] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
3 YRFS [2] Eccentricity (4) 1.5163 64.1
4 YRFS [3] Eccentricity (5) 1.5163 64.1
5 YRFS [4] Eccentricity (6) 1.5163 64.1
6 YRFS [5] Eccentricity (7) 1.5163 64.1
7 YRFS [6] Eccentricity (8)
8 ∞ (diaphragm) Eccentricity (9)
9 IDL eccentricity (10)
Image plane ∞
YRFS [1]
C 1 -3.0515 × 10 C 2 1.5355 C 3 2.0000 × 10 -1
YRFS [2]
C 1 -2.5421 × 10 C 2 -1.6454 × 10 -1 C 3 -1.6776 × 10 -2
C 4 9.4176 × 10 -4
YRFS [3]
C 1 -3.0605 × 10 C 2 -2.1550 × 10 -1 C 3 -7.1384 × 10 -2
C 4 -7.6576 × 10 -3
YRFS [4]
C 1 -2.3115 × 10 C 2 -3.8354 × 10 -1 C 3 -1.4435 × 10 -2
C 4 -2.2044 × 10 -4
YRFS [5]
C 1 -2.9802 × 10 C 2 -1.0856 × 10 -1 C 3 3.9619 × 10 -3
C 4 8.1575 × 10 -5
YRFS [6]
C 1 -2.3262 × 10 C 2 4.6529 × 10 -1 C 3 -1.1954 × 10 -2
C 7 -2.5168 × 10 -8
Eccentric [1]
X 0.00 Y ∞ Z -75.86
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y -30.46 Z -75.86
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 0.00 Z -75.86
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 0.00 Z -73.65
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [5]
X 0.00 Y 0.00 Z -68.96
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [6]
X 0.00 Y 0.00 Z -66.56
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [7]
X 0.00 Y 0.00 Z -55.09
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [8]
X 0.00 Y 0.00 Z -47.99
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [9]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.05
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [10]
X 0.00 Y 0.00 Z -3.55
α 0.00 β 0.00 γ 0.00.
実施例29
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞(物体面) 偏心(1)
1 ∞(入射瞳) 偏心(2)
2 YRFS[1] 偏心(3) 1.5163 64.1
3 YRFS[2] 偏心(4) 1.5163 64.1
4 YRFS[3] 偏心(5) 1.5163 64.1
5 YRFS[2] 偏心(4)
6 ∞(絞り) 偏心(6)
7 IDL 偏心(7)
像 面 ∞
YRFS[1]
C1 -2.5486 ×10 C2 2.5415 ×10-1 C3 1.5770 ×10-1
YRFS[2]
C1 -9.8843 C2 1.3864 C3 -3.8493 ×10-2
C5 7.5808 ×10-4
YRFS[3]
C1 -8.4191 C2 6.0188 C3 2.0124
C4 5.2928 ×10-1
偏心[1]
X 0.00 Y ∞ Z -17.54
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y -28.19 Z -17.54
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 0.00 Z -17.54
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 0.00 Z -16.20
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[5]
X 0.00 Y 0.00 Z -22.32
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[6]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.57
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[7]
X 0.00 Y 0.00 Z -4.07
α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
Example 29
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ (Object surface) Eccentricity (1)
1 ∞ (entrance pupil) Eccentricity (2)
2 YRFS [1] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
3 YRFS [2] Eccentricity (4) 1.5163 64.1
4 YRFS [3] Eccentricity (5) 1.5163 64.1
5 YRFS [2] Eccentricity (4)
6 ∞ (diaphragm) Eccentricity (6)
7 IDL eccentricity (7)
Image plane ∞
YRFS [1]
C 1 -2.5486 × 10 C 2 2.5415 × 10 -1 C 3 1.5770 × 10 -1
YRFS [2]
C 1 -9.8843 C 2 1.3864 C 3 -3.8493 × 10 -2
C 5 7.5808 × 10 -4
YRFS [3]
C 1 -8.4191 C 2 6.0188 C 3 2.0124
C 4 5.2928 × 10 -1
Eccentric [1]
X 0.00 Y ∞ Z -17.54
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y -28.19 Z -17.54
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 0.00 Z -17.54
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 0.00 Z -16.20
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [5]
X 0.00 Y 0.00 Z -22.32
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [6]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.57
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [7]
X 0.00 Y 0.00 Z -4.07
α 0.00 β 0.00 γ 0.00.
実施例30
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞(物体面) 偏心(1)
1 ∞(入射瞳) 偏心(2)
2 YRFS[1] 偏心(3) 1.5163 64.1
3 YRFS[2] 偏心(4) 1.5163 64.1
4 YRFS[3] 偏心(5) 1.5163 64.1
5 -42.01 偏心(6)
6 ∞(絞り) 偏心(7)
7 IDL 偏心(8)
像 面 ∞
YRFS[1]
C1 -2.3758 ×10+1 C2 5.3748 ×10-1 C3 -8.3939 ×10-2
YRFS[2]
C1 2.3501 ×10+1 C2 2.6380 ×10-1 C3 -9.0150 ×10-3
YRFS[3]
C1 -1.8844 ×10+1 C2 1.1812 C3 -1.1301 ×10-2
C4 1.4163 ×10-3
偏心[1]
X 0.00 Y -∞ Z -53.96
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y -21.11 Z -53.96
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 0.00 Z -53.96
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 0.00 Z -45.56
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[5]
X 0.00 Y 0.00 Z -60.52
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[6]
X 0.00 Y 0.00 Z -30.87
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[7]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.63
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[8]
X 0.00 Y 0.00 Z -4.13
α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
Example 30
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ (Object surface) Eccentricity (1)
1 ∞ (entrance pupil) Eccentricity (2)
2 YRFS [1] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
3 YRFS [2] Eccentricity (4) 1.5163 64.1
4 YRFS [3] Eccentricity (5) 1.5163 64.1
5 -42.01 Eccentricity (6)
6 ∞ (aperture) Eccentricity (7)
7 IDL eccentricity (8)
Image plane ∞
YRFS [1]
C 1 -2.3758 × 10 +1 C 2 5.3748 × 10 -1 C3 -8.3939 × 10 -2
YRFS [2]
C 1 2.3501 × 10 +1 C 2 2.6380 × 10 -1 C3 -9.0150 × 10 -3
YRFS [3]
C 1 -1.8844 × 10 +1 C 2 1.1812 C3 -1.1301 × 10 -2
C 4 1.4163 × 10 -3
Eccentric [1]
X 0.00 Y -∞ Z -53.96
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y -21.11 Z -53.96
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 0.00 Z -53.96
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 0.00 Z -45.56
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [5]
X 0.00 Y 0.00 Z -60.52
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [6]
X 0.00 Y 0.00 Z -30.87
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [7]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.63
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [8]
X 0.00 Y 0.00 Z -4.13
α 0.00 β 0.00 γ 0.00.
実施例31
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞(物体面) 偏心(1)
1 ∞(入射瞳) 偏心(2)
2 YRFS[1] 偏心(3) 1.5163 64.1
3 YRFS[2] 偏心(4) 1.5163 64.1
4 YRFS[3] 偏心(5) 1.5163 64.1
5 ASS[1] 偏心(6)
6 ∞(絞り) 偏心(6)
7 IDL 偏心(7)
像 面 ∞
YRFS[1]
C1 -2.0020 ×10+1 C2 9.8828 ×10-1 C3 2.6987 ×10-2
C4 3.5206 ×10-4
YRFS[2]
C1 -1.9861 ×10+1 C2 -7.7597 ×10-1 C3 3.2442 ×10-2
C4 -4.6428 ×10-4
YRFS[3]
C1 8.3456 C2 9.0198 C3 2.1793
C4 -2.8553 ×10-1
ASS[1]
R -22.80
k 0.0000
a -3.8350 ×10-5
偏心[1]
X 0.00 Y -∞ Z -25.23
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y -7.70 Z -25.23
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 0.00 Z -25.23
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 0.00 Z -12.97
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[5]
X 0.00 Y 0.00 Z -31.97
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[6]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.29
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[7]
X 0.00 Y 0.00 Z -3.79
α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
Example 31
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ (Object surface) Eccentricity (1)
1 ∞ (entrance pupil) Eccentricity (2)
2 YRFS [1] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
3 YRFS [2] Eccentricity (4) 1.5163 64.1
4 YRFS [3] Eccentricity (5) 1.5163 64.1
5 ASS [1] Eccentricity (6)
6 ∞ (diaphragm) Eccentricity (6)
7 IDL eccentricity (7)
Image plane ∞
YRFS [1]
C 1 -2.0020 × 10 +1 C 2 9.8828 × 10 -1 C 3 2.6987 × 10 -2
C 4 3.5206 × 10 -4
YRFS [2]
C 1 -1.9861 × 10 +1 C 2 -7.7597 × 10 -1 C 3 3.2442 × 10 -2
C 4 -4.6428 × 10 -4
YRFS [3]
C 1 8.3456 C 2 9.0198 C 3 2.1793
C 4 -2.8553 × 10 -1
ASS [1]
R-22.80
k 0.0000
a -3.8350 × 10 -5
Eccentric [1]
X 0.00 Y -∞ Z -25.23
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y -7.70 Z -25.23
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 0.00 Z -25.23
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 0.00 Z -12.97
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [5]
X 0.00 Y 0.00 Z -31.97
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [6]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.29
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [7]
X 0.00 Y 0.00 Z -3.79
α 0.00 β 0.00 γ 0.00.
実施例32
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞(物体面) 偏心(1)
1 ∞(入射瞳) 偏心(2)
2 YRFS[1] 偏心(3) 1.5163 64.1
3 YRFS[2] 偏心(4) 1.5163 64.1
4 YRFS[3] 偏心(5) 1.5163 64.1
5 -14.90 偏心(6)
6 ∞(絞り) 偏心(7)
7 IDL 偏心(8)
像 面 ∞
YRFS[1]
C1 -2.0818 ×10+1 C2 -1.0233 C3 2.1440 ×10-2
YRFS[2]
C1 2.8934 ×10+1 C2 1.6091 ×10-2 C3 -1.7026 ×10-2
C4 1.5915 ×10-4
YRFS[3]
C1 7.1506 C2 1.9136 C3 -4.7004 ×10-2
偏心[1]
X 0.00 Y -∞ Z -8.63
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y -4.47 Z -8.63
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 0.00 Z -8.63
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 0.00 Z -24.37
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[5]
X 0.00 Y 0.00 Z -32.04
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[6]
X 0.00 Y 0.00 Z -8.63
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[7]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.20
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[8]
X 0.00 Y 0.00 Z -3.70
α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
Example 32
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ (Object surface) Eccentricity (1)
1 ∞ (entrance pupil) Eccentricity (2)
2 YRFS [1] Eccentricity (3) 1.5163 64.1
3 YRFS [2] Eccentricity (4) 1.5163 64.1
4 YRFS [3] Eccentricity (5) 1.5163 64.1
5 -14.90 Eccentricity (6)
6 ∞ (aperture) Eccentricity (7)
7 IDL eccentricity (8)
Image plane ∞
YRFS [1]
C 1 -2.0818 × 10 +1 C 2 -1.0233 C 3 2.1440 × 10 -2
YRFS [2]
C 1 2.8934 × 10 +1 C 2 1.6091 × 10 -2 C 3 -1.7026 × 10 -2
C 4 1.5915 × 10 -4
YRFS [3]
C 1 7.1506 C 2 1.9136 C 3 -4.7004 × 10 -2
Eccentric [1]
X 0.00 Y -∞ Z -8.63
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y -4.47 Z -8.63
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 0.00 Z -8.63
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 0.00 Z -24.37
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [5]
X 0.00 Y 0.00 Z -32.04
α 90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [6]
X 0.00 Y 0.00 Z -8.63
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [7]
X 0.00 Y 0.00 Z -7.20
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [8]
X 0.00 Y 0.00 Z -3.70
α 0.00 β 0.00 γ 0.00.
次に、以上のような実施例11〜16の第1の光学系50と、実施例21〜32の第2の光学系60とを組み合わせて、天頂方向を中心として全天の220°の範囲の画像を一度に取得することが可能となる本発明の光学系の実施例1〜9について説明する。
Next, the first
実施例1の光学系は、図1に光学系の回転対称軸1に沿ってとった断面図を示すように、第1の光学系50として実施例11の光学系(図2)を用い、第2の光学系60として実施例22の光学系(図9)を用いて、回転対称軸1を中心に、第1の光学系50を囲むように第2の光学系60を配置し、第2の光学系60の透明媒体10の射出面(屈折面)13と第1の光学系50の正メニスカスレンズL5の像面側の面とを兼用させている。なお、図1では、上が地で下が天と逆になっている。また、実施例22の光学系は、図9の場合は、像面30が地上を見下ろす配置としていたが、この場合は、天頂方向を見上げる配置にしている。そのため、像面30では、天頂方向が中心から離れる方向に向き、地平線が内側の円になるような画像が像面30に結像される。
The optical system of Example 1 uses the optical system of Example 11 (FIG. 2) as the first
この実施例1において、天頂を中心に半画角70°の範囲の画像を第1の光学系50が像面30の中心に結像し、360°全周の水平線の上下20°の範囲の画像を第2の光学系60が像面30の第1の光学系50による画像の周りに結像する。したがって、天頂方向を中心として全天の220°の範囲の画像を一度に取得することができる。以下の実施例2〜9も同じである。
In the first embodiment, the first
この実施例1では、第1の光学系50は中間像を1回結像しており、第2の光学系60は中心軸1の片側に入射して同じ片側で2回反射を行っているものである。
In the first embodiment, the first
実施例2の光学系は、図20に光学系の回転対称軸1に沿ってとった断面図を示すように、第1の光学系50として実施例12の光学系(図3)を用い、第2の光学系60として実施例22の光学系(図9)を用いて、回転対称軸1を中心に、第1の光学系50を囲むように第2の光学系60を配置し、第2の光学系60の透明媒体10の射出面(屈折面)13と第1の光学系50の正メニスカスレンズL7の像面側の面とを兼用させている。なお、図20では、上が地で下が天と逆になっている。また、実施例22の光学系は、図9の場合は、像面30が地上を見下ろす配置としていたが、この場合は、天頂方向を見上げる配置にしている。そのため、像面30では、天頂方向が中心から離れる方向に向き、地平線が内側の円になるような画像が像面30に結像される。
The optical system of Example 2 uses the optical system of Example 12 (FIG. 3) as the first
この実施例2では、第1の光学系50は中間像を2回結像しており、第2の光学系60は中心軸1の片側に入射して同じ片側で2回反射を行っているものである。
In the second embodiment, the first
実施例3の光学系は、図21に光学系の回転対称軸1に沿ってとった断面図を示すように、第1の光学系50として実施例13の光学系(図4)を用い、第2の光学系60として実施例22の光学系(図9)を用いて、回転対称軸1を中心に、第1の光学系50を囲むように第2の光学系60を配置し、第2の光学系60の透明媒体10の射出面(屈折面)13と第1の光学系50の正メニスカスレンズL5の像面側の面とを兼用させている。なお、図21では、上が地で下が天と逆になっている。また、実施例22の光学系は、図9の場合は、像面30が地上を見下ろす配置としていたが、この場合は、天頂方向を見上げる配置にしている。そのため、像面30では、天頂方向が中心から離れる方向に向き、地平線が内側の円になるような画像が像面30に結像される。
The optical system of Example 3 uses the optical system of Example 13 (FIG. 4) as the first
この実施例3では、第1の光学系50は中間像を結像せず、第2の光学系60は中心軸1の片側に入射して同じ片側で2回反射を行っているものである。
In the third embodiment, the first
実施例4の光学系は、図22に光学系の回転対称軸1に沿ってとった断面図を示すように、第1の光学系50として実施例14の光学系(図5)を用い、第2の光学系60として実施例24の光学系(図11)を用いて、回転対称軸1を中心に、第1の光学系50を囲むように第2の光学系60を配置している。この実施例の第2の光学系60は、像面30が天頂方向を見上げる配置にしており、天頂方向が中心から離れる方向に向き、地平線が内側の円になるような画像が像面30に結像される。
The optical system of Example 4 uses the optical system of Example 14 (FIG. 5) as the first
この実施例4では、第1の光学系50は中間像を2回結像しており、第2の光学系60は中心軸1の片側に入射して同じ片側で2回反射を行っているものである。
In Example 4, the first
実施例5の光学系は、図23に光学系の回転対称軸1に沿ってとった断面図を示すように、第1の光学系50として実施例14の光学系(図5)を用い、第2の光学系60として実施例25の光学系(図12)を用いて、回転対称軸1を中心に、第1の光学系50を囲むように第2の光学系60を配置している。この実施例の第2の光学系60は、像面30が天頂方向を見上げる配置にしており、天頂方向が中心から離れる方向に向き、地平線が内側の円になるような画像が像面30に結像される。
The optical system of Example 5 uses the optical system of Example 14 (FIG. 5) as the first
この実施例5では、第1の光学系50は中間像を2回結像しており、第2の光学系60は中心軸1の片側に入射して同じ片側で2回反射を行っているものである。
In the fifth embodiment, the first
実施例6の光学系は、図24に光学系の回転対称軸1に沿ってとった断面図を示すように、第1の光学系50として実施例14の光学系(図5)を用い、第2の光学系60として実施例27の光学系(図14)を用いて、回転対称軸1を中心に、第1の光学系50を
囲むように第2の光学系60を配置している。この実施例の第2の光学系60は、像面30が天頂方向を見上げる配置にしており、天頂方向が中心から離れる方向に向き、地平線が内側の円になるような画像が像面30に結像される。
The optical system of Example 6 uses the optical system of Example 14 (FIG. 5) as the first
この実施例6では、第1の光学系50は中間像を2回結像しており、第2の光学系60は中心軸1の片側に入射して同じ片側で2回反射を行っているものである。
In the sixth embodiment, the first
実施例7の光学系は、図25に光学系の回転対称軸1に沿ってとった断面図を示すように、第1の光学系50として実施例15の光学系(図6)を用い、第2の光学系60として実施例29の光学系(図16)を用いて、回転対称軸1を中心に、第1の光学系50を囲むように第2の光学系60を配置している。この実施例の第2の光学系60は、像面30が天頂方向を見上げる配置にしており、天頂方向が中心から離れる方向に向き、地平線が内側の円になるような画像が像面30に結像される。
The optical system of Example 7 uses the optical system of Example 15 (FIG. 6) as the first
この実施例7では、第1の光学系50は中間像を1回結像しており、第2の光学系60は中心軸1の片側に入射して同じ片側で2回反射を行っているものである。
In Example 7, the first
実施例8の光学系は、図26に光学系の回転対称軸1に沿ってとった断面図を示すように、第1の光学系50として実施例16の光学系(図7)を用い、第2の光学系60として実施例31の光学系(図18)を用いて、回転対称軸1を中心に、第1の光学系50を囲むように第2の光学系60を配置し、第2の光学系60の透明媒体10の射出面(屈折面)13と第1の光学系50の両凸正レンズL5の像面側の面とを兼用させている。この実施例の第2の光学系60は、像面30が天頂方向を見上げる配置にしており、天頂方向が中心方向に向き、地平線が外側の円になるような画像が像面30に結像される。
The optical system of Example 8 uses the optical system of Example 16 (FIG. 7) as the first
この実施例8では、第1の光学系50は中間像を1回結像しており、第2の光学系60は中心軸1の一方の側に入射して反対側で2回反射を行っているものである。
In Example 8, the first
実施例9の光学系は、図27に光学系の回転対称軸1に沿ってとった断面図を示すように、第1の光学系50として実施例12の光学系(図3)を用い、第2の光学系60として実施例21の光学系(図8)を用いて、回転対称軸1を中心に、第1の光学系50を囲むように第2の光学系60を配置している。この実施例の第2の光学系60は、像面30が天頂方向を見上げる配置にしており、天頂方向が中心方向に向き、地平線が外側の円になるような画像が像面30に結像される。
The optical system of Example 9 uses the optical system of Example 12 (FIG. 3) as the first
この実施例9では、第1の光学系50は中間像を1回結像しており、第2の光学系60は中心軸1の片側に入射して同じ片側で1回反射を行っているものである。
In the ninth embodiment, the first
なお、以上では、第2の光学系60として、図10(実施例23)、図13(実施例26)、図15(実施例28)、図17(実施例30)、図19(実施例32)の光学系を用いた例は示していないが、これらの場合も、実施例1〜9と同様に、実施例11〜16の第1の光学系、あるいは、同様の光学系と組み合わせることにより、天頂方向を中心として全天の220°の範囲の画像を一度に取得することが可能となる光学系を構成することができる。
In the above, as the second
以下に、上記実施例21〜23の遠方から入射する中心光束2の中心光線20 の各内面反射面への入射角(°)を示す。
The following shows the incident angle to the internal reflecting surface of the
実施例 第1反射面 第2反射面 第3反射面 第4反射面
21 60.647
22 40.855 9.934
23 44.194 13.766
24 18.195 10.755
25 32.758 54.742
26 20.432 22.586 17.606
27 32.489 60.989
28 32.772 29.955 38.778 53.570
29 49.275 22.905
30 4.690 30.280
31 20.728 25.135
32 18.477 43.011
。
Example 1st reflective surface 2nd reflective surface 3rd reflective surface 4th
22 40.855 9.934
23 44.194 13.766
24 18.195 10.755
25 32.758 54.742
26 20.432 22.586 17.606
27 32.489 60.989
28 32.772 29.955 38.778 53.570
29 49.275 22.905
30 4.690 30.280
31 20.728 25.135
32 18.477 43.011
.
ところで、本発明の光学系を天頂に向け周囲の画像、例えば図28のような画像を撮像する場合の第1の光学系50、第2の光学系60を通して得られる画像について説明する。撮像して得られる画像は、第1の光学系50により、図29に示すような天頂近傍の画像が撮像される。また、第2の光学系60により、図30に示すような地平線近傍の画像が撮像される。
By the way, an image obtained through the first
像面30に配置した撮像素子上には、実施例毎に異なるが、例えば図31に示すような中心部の第1の光学系50による画像(図29)と、その周辺の第2の光学系60による画像(図30)とが形成されることとなる。
On the image pickup device arranged on the
これらの画像を、極座標系から直交座標系に座標変換することにより、第1の光学系50による画像は図32のようになり、第2の光学系60による画像は図33のようになり、それらの画像をつなぎ合わせることにより、図28のような天頂方向を中心として全天の220°の範囲の画像が得られる。
By converting these images from the polar coordinate system to the orthogonal coordinate system, the image by the first
そのためには、第1の光学系50の結像回数と第2の光学系60の反射回数に応じて、極座標系を直交座標系に座標変換すると同時に、上下左右に像反転変換が行うことが重要である。
For this purpose, the polar coordinate system is transformed into an orthogonal coordinate system according to the number of times of image formation of the first
この関係は、第1の光学系50を基準に考える。図34に360°全周の画像を示す。図34(a)に360°全周の画像70と本発明の光学系71、その像面の撮像素子72との配置関係を示し、図34(b)に360°全周の画像70を展開した画像を示す。
This relationship is considered based on the first
図35(A)〜(H)に、全周の画像70が図34(b)のような場合に、第1の光学系50により像面の中心部に結像される画像と、その周辺に第2の光学系60により結像される画像との考えられる配置関係を示す。上記実施例1〜9と図35の対応図、及び、第1の光学系50の中間像結像回数、第2の光学系60の絞り21より物体側の光路が中心軸の片側か両側かの区別と、反射回数を以下に示す。
実施例 図35 第1の光学系 第2の光学系光路片側 第2の光学系光路両側
9 A 2回結像 1回反射
2 B 2回結像 2回反射
3 B 0回結像 2回反射
4 B 2回結像 2回反射
5 B 2回結像 2回反射
6 B 2回結像 2回反射
− C
1 D 1回結像 2回反射
− E
7 F 1回結像 2回反射
8 G 1回結像 2回反射
− H のようになるが、AとG、BとH、CとE、DとFは像の中心に対して180°回転すると同じになるので、上の表は、
実施例 図35 第1の光学系 第2の光学系光路片側 第2の光学系光路両側
9 A 2回結像 1回反射
8 A 1回結像 2回反射
2 B 2回結像 2回反射
3 B 0回結像 2回反射
4 B 2回結像 2回反射
5 B 2回結像 2回反射
6 B 2回結像 2回反射
− C
1 D 1回結像 2回反射
7 D 1回結像 2回反射
となる。
35A to 35H, when the
Example FIG. 35 First Optical System Second Optical System Optical Path One Side Second Optical System Optical Path Both Sides 9 A Two-time imaging One-time reflection 2 B Two-time imaging Two-time reflection 3 B Zero-time imaging Two-time reflection 4
1D 1
7 F One-time image formation Two-time reflection 8 G One-time image formation Two-time reflection − As H, A and G, B and H, C and E, D and F are 180 ° with respect to the center of the image. Since it becomes the same when rotating, the table above is
Example FIG. 35 First Optical System Second Optical System Optical Path One Side Second Optical System Optical Path Both Sides 9 A Two-time imaging One-time reflection 8 A One-time imaging Two-time reflection 2 B Two-time imaging Two-time reflection 3 B 0 times imaging 2 times reflection 4
1 D 1
これにより、図35(A)の場合は、例えば上を基準に円周像を切り開いて展開するように、極座標を直交座標系に座標変換すればよい。 Thus, in the case of FIG. 35A, for example, polar coordinates may be transformed into an orthogonal coordinate system so that a circumferential image is cut open and developed with reference to the top.
図35(B)の場合は、さらに第2の光学系の円周像を上下反転することが必要である。 In the case of FIG. 35 (B), it is further necessary to flip the circumferential image of the second optical system upside down.
図35(C)の場合は、第1の光学系の円周像を切り開く位置と第2の光学系の円周像を切り開く位置を円周上で180°ずらすことが必要になる。 In the case of FIG. 35C, it is necessary to shift the position for opening the circumferential image of the first optical system and the position for opening the circumferential image of the second optical system by 180 ° on the circumference.
図35(D)の場合は、図35(C)の場合に、さらに第2の光学系の円周像を上下反転することが必要になる。 In the case of FIG. 35D, it is necessary to vertically invert the circumferential image of the second optical system in the case of FIG.
以上、本発明の光学系を中心軸(回転対称軸)を垂直方向に向けて天頂を含む360°全方位(全周)の画像を得る撮像あるいは観察光学系として説明してきたが、本発明は撮影光学系、観察光学系に限定されず、光路を逆にとって天頂を含む360°全方位(全周)に画像を投影する投影光学系として用いることもできる。また、内視鏡は管内観察装置の全周観察光学系として用いることもできる。 The optical system of the present invention has been described above as an imaging or observation optical system that obtains 360 ° omnidirectional (all circumference) images including the zenith with the central axis (rotation symmetry axis) in the vertical direction. The projection optical system is not limited to the photographing optical system and the observation optical system, and may be used as a projection optical system that projects an image in all 360 ° directions (all circumferences) including the zenith with the optical path reversed. The endoscope can also be used as an all-round observation optical system of an in-tube observation apparatus.
以下に、本発明の光学系の適用例として、パノラマ撮影光学系31又はパノラマ投影光学系32の使用例を説明する。図36は、内視鏡先端の撮影光学系として本発明によるパノラマ撮影光学系31を用いた例を示すための図であり、図36(a)は、硬性内視鏡41の先端に本発明によるパノラマ撮影光学系31を取り付けて360°全方位の画像を撮像観察する例である。また、図36(b)は、軟性電子内視鏡42の先端に本発明によるパノラマ撮影光学系31を取り付けて、表示装置43に撮影された画像を画像処理を施して歪みを補正して表示するようにした例である。
Below, the usage example of the panorama imaging
図37は、自動車48の各コーナや頂部に撮影光学系として本発明によるパノラマ撮影光学系31を複数取り付けて、車内の表示装置に各パノラマ撮影光学系31を経て撮影された画像を画像処理を施して歪みを補正して同時に表示するようにした例である。
In FIG. 37, a plurality of panoramic photographing
図38は、投影装置44の投影光学系として本発明によるパノラマ投影光学系32を用い、その像面に配置した表示素子にパノラマ画像を表示し、パノラマ投影光学系32を通して360°全方位に配置したスクリーン45に360°全方位画像を投影表示する例である。
In FIG. 38, the panorama projection
図39は、建物47の外部に本発明によるパノラマ撮影光学系31を用いた撮影装置49を取り付け、屋内に本発明によるパノラマ投影光学系32を用いた投影装置44を配置し、撮影装置49で撮像された映像を電線46を介して投影装置44に送るように接続している。このような配置において、屋外の360°全方位の被写体Oをパノラマ撮影光学系31を経て撮影装置49で撮影し、その映像信号を電線46を介して投影装置44に送り、像面に配置した表示素子にその映像を表示して、パノラマ投影光学系32を通して屋内の壁面等に被写体Oの映像O’を投影表示するようにしている例である。
In FIG. 39, an
本発明においては、天頂付近の画像と360°全周の画像を同時に撮影したり、逆に投影することが可能で、解像力が良く、小型の光学系を提供することができる。 In the present invention, an image in the vicinity of the zenith and an image of the entire 360 ° circumference can be taken at the same time or projected back, and a small optical system with high resolving power can be provided.
1…中心軸(回転対称軸)
2…遠方から入射する中心光束
20 …中心光束の中心光線
3U…遠方の空側から入射する光束
3L…遠方の地側から入射する光束
4…光束の結像位置
5…入射瞳の結像位置
10…透明媒体
11…屈折面(入射面)
12、14、15、16…内面反射面
13…屈折面(射出面)
20…結像レンズ(理想レンズ)
21…結像レンズの絞り
21’…絞りの像面
30…像面
41…硬性内視鏡
42…軟性電子内視鏡
43…表示装置
44…投影装置
45…スクリーン
46…電線
47…建物
48…自動車
49…撮影装置
50…第1の光学系
60…第2の光学系
70…360°全周の画像
71…本発明の光学系
72…撮像素子
O…被写体
O’…被写体の像
L1…第1レンズ
L2…第2レンズ
L3…第3レンズ
L4…第4レンズ
L5…第5レンズ
L6…第6レンズ
L7…第7レンズ
1 ... Center axis (axis of rotational symmetry)
2.
12, 14, 15, 16 ... inner
20 ... Imaging lens (ideal lens)
21 ... Imaging lens aperture 21 '...
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