JP2010224010A

JP2010224010A - 光学系

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Publication number: JP2010224010A
Application number: JP2009068400A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Mizusawa; 聖幸水澤
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2009-03-19
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2029-03-19
Also published as: JP5361480B2

Abstract

【課題】前方の物体と略側方の物体の観察を同時に行うことのできる光学系において、結像性能の劣化を抑えることができる光学系を提供する。
【解決手段】前方の物体側から順に、負の屈折力を持つ第一レンズ群と反射屈折レンズを含む第二レンズ群と開口絞りと正の屈折力を持つ第三レンズ群とが配置されており、前記反射屈折レンズは、前方の物体側に形成された第一面と像側に形成された第二面と前記第一面と前記第二面との間で全周面に形成された第三面とを有していて、前記第一面は光軸を中心に形成されている第一透過面と像側を向いていて前記第一透過面の周囲に形成されている第一反射面とを有していて、光軸近傍が凹面形状であり、かつ前記第一反射面近傍が凸面形状の非球面であり、前記第二面は光軸を中心に形成されている第二透過面と前方の物体側を向いていて前記第二透過面の周囲に形成されている第二反射面とを有し、前記第三面は透過面である。
【選択図】図１

Description

本発明は、前方の物体の観察と同時に、略側方の物体の観察を行うことが可能な光学系に関する。

従来から、前方の物体と略側方の物体の観察を同時に行うことのできる光学系が知られている。ここで、略側方とは、光学系自体の側方だけではなく、光学系の斜め前方や斜め後方も含むものとする。

そのような光学系の中には、略側方の物体側からの光を、内部で２回反射した後に、像側へ出射する構成のものが知られている。（例えば、特許文献１参照。）。

国際公開第２００３／０４２７４３号

しかし、特許文献１に記載されている光学系は、略側方の物体側からの光を、２つの部材によって反射した後に、像側へ出射している。そのため、それらの部材と、それらの部材を保持する鏡筒等との累積公差が大きくなった場合には、組立時に、一方の部材に対して他方の部材が偏心した状態となりやすく、結像性能が劣化しやすいという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、結像性能の劣化を抑えることができる光学系を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明の光学系は、前方の物体と略側方の物体とを観察する光学系であって、前方の物体側から順に、負の屈折力を持つ第一レンズ群と、反射屈折レンズを含む第二レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を持つ第三レンズ群とが配置されており、前記反射屈折レンズは、前方の物体側に形成された第一面と、像側に形成された第二面と、前記第一面と前記第二面との間で全周面に形成された第三面とを有していて、前記第一面は、光軸を中心に形成されている第一透過面と、像側を向いていて前記第一透過面の周囲に形成されている第一反射面とを有していて、光軸近傍が凹面形状であり、かつ、前記第一反射面近傍が凸面形状の非球面であり、前記第二面は、光軸を中心に形成されている第二透過面と、前方の物体側を向いていて前記第二透過面の周囲に形成されている第二反射面とを有し、前記第三面は、透過面であることを特徴とする。

また、本発明の光学系は、前方の物体側からの光が、前記第一透過面に入射した後に、前記第二透過面から像側へ出射され、略側方の物体側からの光が、前記第三面に入射した後に、前記第二反射面と前記第一反射面とで順に反射され、前記第二透過面から像側へ出射されることが好ましい。

また、本発明の光学系は、次の条件式を満足することが好ましい。
２＜Ｒ₂₁ ₁／ｆ_F ₂₁ ＜３０
但し、ｆ_F ₂₁は、前記前方の物体側からの光のうち近軸光線に対する前記反射屈折レンズの焦点距離であり、Ｒ₂₁ ₁は、前記反射屈折レンズの前記第一面の近軸曲率半径である。

また、本発明の光学系は、次の条件式を満足することが好ましい。
１／ｆ_S ₂₁ _Mid ＜１／ｆ_S ₂₁ _Max
但し、ｆ_S ₂₁ _Midは、前記略側方の物体側からの光のうち主光線が中間画角を通る光に対する前記反射屈折レンズの焦点距離であり、ｆ_S ₂₁ _Maxは、前記略側方の物体側からの光のうち主光線が最大画角を通る光に対する前記反射屈折レンズの焦点距離である。

また、本発明の光学系は、次の条件式を満足することが好ましい。
ｆ_S ₂₁ _Mid ＜０
但し、ｆ_S ₂₁ _Midは、前記略側方の物体側からの光のうち主光線が中間画角を通る光に対する前記反射屈折レンズの焦点距離である。

また、本発明の光学系は、次の条件式を満足することが好ましい。
ｆ_S _Mid ＜ｆ_S _Max
但し、ｆ_S _Midは、前記略側方の物体側からの光のうち主光線が中間画角を通る光に対する前記光学系の焦点距離であり、ｆ_S _Maxは、前記略側方の物体側からの光のうち主光線が最大画角を通る光に対する前記光学系の焦点距離である。

本発明によれば、結像性能の劣化を抑えることができる光学系を提供することができる。

略側方の物体側からの光の光路を示す模式図であり、（ａ）は従来例の光学系の反射屈折部材とその周辺における光路であり、（ｂ）は本実施例の光学系の反射屈折部材（反射屈折レンズ）とその周辺における光路である。本実施例の光学系が有する反射屈折レンズに対し、略側方の物体側から入射する光に関する画角を示す模式図である。本実施例の光学系が有する反射屈折レンズに対し、略側方の物体側から入射する光の主光線とその近傍光線との関係を示す模式図であり、（ａ）は反射屈折レンズが略側方の物体側からの光に対して正の焦点距離を持つ場合、（ｂ）は反射屈折レンズが略側方の物体側からの光に対して負の焦点距離を持つ場合を、それぞれ示している。略側方の物体側からの光のうち、主光線が最大画角を通る光の、本実施例の光学系の反射屈折レンズ周辺における光路を示す模式図であり、（ａ）は条件式（１）を満足する反射屈折レンズであり、（ｂ）は条件式（１）を満足しない反射屈折レンズである。実施例１に係る光学系の構成と光路を示す光軸に沿う断面図である。図５に示した光学系の面及び面間隔を示す光軸に沿う断面図である。図５及び図６に示した光学系の一部（第二レンズ群における反射屈折レンズ）の拡大図である。図５〜図７に示した光学系の前方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が６３°，５０°，４０°，３０°，０°の場合の収差を示している。図５〜図７に示した光学系の略側方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が１３４°，１２３°，１１２°，１０１°，９０°の場合の収差を示している。実施例２に係る光学系の構成と光路を示す光軸に沿う断面図である。図１０に示した光学系の面及び面間隔を示す光軸に沿う断面図である。図１０及び図１１に示した光学系の前方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が６３°，５０°，４０°，３０°，０°の場合の収差を示している。図１０及び図１１に示した光学系の略側方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が１２０°，１１２°，１０１°，９０°，８５°の場合の収差を示している。実施例３に係る光学系の構成と光路を示す光軸に沿う断面図である。図１４に示した光学系の面及び面間隔を示す光軸に沿う断面図である。図１４及び図１５に示した光学系の前方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が６３°，５０°，４０°，３０°，０°の場合の収差を示している。図１４及び図１５に示した光学系の略側方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が１２５°，１１６°，１０６°，９５°，８５°の場合の収差を示している。実施例４に係る光学系の構成と光路を示す光軸に沿う断面図である。図１８に示した光学系の面及び面間隔を示す光軸に沿う断面図である。図１８及び図１９に示した光学系の前方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が６３°，５０°，４０°，３０°，０°の場合の収差を示している。図１８及び図１９に示した光学系の略側方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が１２５°，１１６°，１０６°，９５°，８５°の場合の収差を示している。

本発明の光学系の実施例の説明に先立ち、本実施例の構成による作用効果を、図面を参照して説明する。

本実施例の光学系は、前方の物体側から順に、負の屈折力を持つ第一レンズ群と、反射屈折レンズを含む第二レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を持つ第三レンズ群と、が配置されている。

そして、第二レンズ群に含まれる反射屈折レンズは、前方の物体側に形成された第一面と、像側に形成された第二面と、第一面と第二面との間で全周面に形成された第三面とを有する。

なお、第一面は、光軸を中心に形成されている第一透過面と、像側を向いていて第一透過面の周囲に環状に形成されている第一反射面を有する。また、第一面は、光軸中心付近は凹面、第一反射面付近は凸面になるような非球面形状である。そのため、第一面は、中心付近を透過する光線に対しては負レンズの作用があり、第一反射面で反射される光線に対しては正レンズの作用がある。第二面は、光軸を中心に形成されている第二透過面と、前方の物体側を向いていて第二透過面の周囲に環状に形成されている第二反射面を有する。第三面は、透過面である。

なお、この反射屈折レンズに対し、前方の物体側から入射する光は、第一透過面に入射した後に、第二透過面から像側へ出射される。また、略側方の物体側から入射する光は、第三面に入射した後に、第二反射面と第一反射面とで順に反射され、第二透過面から像側へ出射されるようになっている。

このように、本実施例の光学系において、略側方の物体側からの光を反射屈折する部材は、従来例の光学系とは異なり、１つの部材によって構成されている。すなわち、本実施例の反射屈折する部材は、その反射面の間が空気ではなくガラス等となっている。

ここで、図１を用いて、本実施例の光学系の反射屈折部材と、従来例の光学系において略側方の物体側からの光を反射屈折部材との差異について説明する。この図１は、略側方の物体側からの光の光路を示す模式図であり、（ａ）は従来例の光学系の反射屈折部材とその周辺における光路であり、（ｂ）は本実施例の光学系の反射屈折部材とその周辺における光路である。ここで、反射屈折部材とは、光の反射作用と屈折作用とを利用する部材を意味する。

図１（ａ）に示すように、従来例の光学系の反射屈折部材ｒは、第一反射部材ｒａと、第二反射部材ｒｂとにより構成されている。なお、第一反射部材ｒａは、光軸を中心に形成されている透過面ｒａ₁と、透過面の周囲に環状に形成されていて像側を向いた反射面ｒａ₂とを有する。また、第二反射部材ｒｂは、光軸を中心に形成されている透過面ｒｂ₁と、透過面の周囲に環状に形成されていて前方の物体側を向いた反射面ｒｂ₂とを有する。このように、第一反射部材ｒａと、第二反射部材ｒｂとは、それぞれ１つの反射面のみを有するため、反射屈折部材ｒの有する２つの反射面が、異なる部材によって形成されている。

一方、図１（ｂ）に示すように、本実施例の光学系の反射屈折部材は、反射屈折レンズＲＬのみにより構成されている。すなわち、本実施例では、反射屈折レンズＲＬの有する２つの反射面が、１つの部材によって構成されている。なお、反射屈折レンズＲＬは、前方の物体側に形成されていて前方の物体側からの光が入射する第一面ＲＬａと、像側に形成された第二面ＲＬｂと、第一面と第二面との間で全周面に形成されていて略側方の物体側からの光が入射する第三面ＲＬｃとを有する。レンズＲＬの第一面ＲＬａは、光軸を中心に形成されている第一透過面ＲＬａ₁と、像側に向いていて第一透過面ＲＬａ₁の周囲に環状に形成されている第一反射面ＲＬａ₂とを有する。第二面ＲＬｂは、光軸を中心に形成されている第二透過面ＲＬｂ₁と、前方の物体側を向いていて第二透過面ＲＬｂ₁の周囲に環状に形成されている第二反射面ＲＬｂ₂とを有する。

なお、この本実施例の光学系の反射屈折レンズＲＬは、接合レンズでも良い。また、この反射屈折レンズＲＬの第一反射面ＲＬａ₂や第二反射面ＲＬｂ₂は、蒸着法により形成されている。具体的には、例えば、第一透過面ＲＬａ₁に、第一透過面ＲＬａ₁と同形状のマスクをした上で、第一面ＲＬａ全体に対してミラーコーティングを施し、その後該マスクを剥がす。このような方法を用いれば、マスクされた部分はミラーコーティングされないため、第一反射面ＲＬａ₂を形成した後でも、第一透過面ＲＬａ₁を透過面として用いることができる。なお、第一反射面ＲＬａ₂や第二反射面ＲＬｂ₂の形成方法は、上記の方法に限定されるものではない。また、この反射屈折レンズＲＬの第三面ＲＬｃは、前方の物体側の径と像側の径と同じ大きさに形成しても良いし、前方の物体側の径よりも像側の径を小さく又は大きく形成しても良い。

この図１に示すように、本実施例の光学系の反射屈折部材は、単一の部材である反射屈折レンズＲＬにより構成されている。つまり、反射屈折レンズＲＬは、２面の反射面の間が、空気と異なる媒質で満たされている。従って、反射屈折レンズＲＬは、略側方の物体側からの光を、２面の反射面の間に形成された第三面ＲＬｃにおいて屈折させることができる。そのため、２面の反射面の間が、空気で満たされている場合に比して、２面の反射面の間隔を小さくすることができる。具体的には、例えば、従来例の一つである特許文献１に実施例１として記載されている光学系の場合、光軸上における２面の反射面間の距離は、前方の物体側からの光に対する焦点距離の約４．９倍程度にまで達するのに対し、本実施例の光学系の場合、約１．４倍程度に抑えることができる。

このように、本実施例の光学系の反射屈折レンズＲＬは、従来例の光学系の反射屈折部材ｒと同じ画角となるように構成した場合であっても、前方の物体側からの光の光軸に沿う方向の厚さを非常に薄くすることができる。

本実施例の光学系は、次の条件式（１）を満足するように構成することが好ましい。
２＜Ｒ₂₁ ₁／ｆ_F ₂₁ ＜３０・・・（１）
但し、ｆ_F ₂₁は、前方の物体側からの光のうち近軸光線に対する反射屈折レンズの焦点距離であり、Ｒ₂₁ ₁は、反射屈折レンズの第一面の近軸曲率半径である。

この条件式（１）は、反射屈折レンズの有する面の中で、中心付近が凹面形状、第一反射面付近は凸面形状となる非球面形状に形成された第一面の近軸曲率半径を規定するものである。条件式（１）の下限値を下回ると、反射屈折レンズの焦点距離に対して第一面の近軸曲率半径が小さくなり過ぎる。つまり、第一面の近軸曲率が大きくなり過ぎる。この場合、第一面の屈折力は、近軸位置から第一反射面にかけて、負から正に急激に変化する。すなわち、第一面において、凹面から凸面に変わる変曲点での傾きが大きくなり過ぎるため、反射屈折レンズに非球面の形状を加工することが困難になる。一方、条件式（１）の上限値を上回ると、第一面の近軸曲率半径が大きくなり過ぎる。つまり、第一面の近軸曲率が小さくなり過ぎる。この場合、第一面による負の屈折力が小さくなるため、第二面の負の屈折力と、第一レンズ群の負の屈折力をより大きくする必要が生じる。その結果、球面収差が悪化してしまう。

ここで、図２の模式図を用いて、本実施例の光学系の反射屈折レンズに対し、略側方の物体側から入射する光の画角の定義について説明する。

反射屈折レンズＲＬの第三面ＲＬｃに、略側方の物体側から入射する光の主光線が入射するが、その主光線と光軸ＬＣとが、前方の物体側でなす角度が、反射屈折レンズＲＬの略側方の物体側に対する半画角となる。

また、このような反射屈折レンズＲＬの場合、第三面ＲＬｃを介して、前方の物体、すなわち、光軸ＬＣ上に存在する物体を観察することはできない。そのため、画角には、最小画角θ_Minと最大画角θ_Maxが存在することになる。このとき、最小画角θ_Minとは、第三面ＲＬｃを介して観察できる範囲のうち、最も前方の物体側の光の主光線と光軸とがなす角度θ_Minのことである。一方、最大画角θ_Maxとは、第三面ＲＬｃを介して観察できる範囲のうち、最も像側の光の主光線と光軸とがなす角度θ_Maxのことである。なお、それらの中間となる角度は、中間画角θ_Midである。

次に、図３を用いて、本実施例の光学系の反射屈折レンズに対し、略側方の物体側から入射する光の焦点距離の定義について説明する。図３は、本実施例の光学系の反射屈折レンズに対し、略側方の物体側から入射する光の主光線とその近傍光線との関係を示す模式図であり、（ａ）は反射屈折レンズが略側方の物体側からの光に対して正の焦点距離を持つ場合、（ｂ）は反射屈折レンズが略側方の物体側からの光に対して負の焦点距離を持つ場合を、それぞれ示している。

まず、反射屈折レンズＲＬの略側方の第三面ＲＬｃに対し、略側方の物体側からの光の主光線Ｌ_Scと、その主光線Ｌ_Scとの距離がΔｈとなる平行な近傍光線Ｌ_Spが入射するものとする（図３（ａ）参照）。

このとき、反射屈折レンズＲＬが正の焦点距離を持っていれば、図３（ａ）に示すように、主光線Ｌ_Scと近傍光線Ｌ_Spは、反射屈折レンズＲＬの第二面ＲＬｂから出射された後に、反射屈折レンズＲＬの第二面ＲＬｂよりも像側の所定の点において集光する。そして、集光する際にそれらの光線がなす角度をθ’とした場合、ｔａｎθ’＝θ’が成り立つ範囲内であれば、焦点距離ｆ ₂₁は次の関係式により定義することができる。
ｆ_S ₂₁ ＝ Δｈ／θ’

一方、反射屈折レンズＲＬが負の焦点距離を持っていれば、図３（ｂ）に示すように、主光線Ｌ_Scと近傍光線Ｌ_Spは、反射屈折レンズＲＬの第二面ＲＬｂから出射されると発散する。この時、主光線Ｌ_Scが第二面ＲＬｂから出射された後の光路と近傍光線Ｌ_Spが第二面ＲＬｂから出射された後の光路を、それぞれ物体側に延長すると、所定の点において交わる。そして、それらの延長した光路が交わる際になす角度をθ”とした場合、ｔａｎθ”＝θ”が成り立つ範囲内であれば、焦点距離ｆ ₂₁は次の関係式により定義することができる。
ｆ_S ₂₁ ＝ −Δｈ／θ”

また、本実施例の光学系は、次の条件式（２）を満足するように構成することが好ましい。
１／ｆ_S ₂₁ _Mid ＜１／ｆ_S ₂₁ _Max ・・・（２）
但し、ｆ_S ₂₁ _Midは、略側方の物体側からの光のうち主光線が中間画角を通る光に対する反射屈折レンズの焦点距離であり、ｆ_S ₂₁ _Maxは、略側方の物体側からの光のうち主光線が最大画角を通る光に対する反射屈折レンズの焦点距離である。

この条件式（２）は、略側方の物体側からの光のうち最大画角の光に対する、反射屈折レンズの屈折力を規定するものである。この条件式（２）を満足しない場合、反射屈折レンズは、最大画角で入射する光に対する屈折力が、中間画角で入射する光に対する屈折力よりも、負の方向に大きくなる。

ここで、図４を用いて、条件式（２）を満足することによる作用効果について説明する。この図４は、略側方の物体側からの光のうち、主光線が最大画角を通る光の、本実施例の光学系の反射屈折レンズ周辺における光路を示す模式図である。なお、図４（ａ）に示す反射屈折レンズは条件式（２）を満足するものであり、図４（ｂ）に示す反射屈折レンズは条件式（２）を満足しないものである。また、図１と同一のものについては、同じ符号を付し、説明を省略する。

図４に示すように、反射屈折レンズＲＬを、条件式（２）を満たすように構成（図４（ａ）参照）すると、条件式（２）を満たさないように構成（図４（ｂ）参照）した場合に比べ、第二反射面ＲＬｂ₂を形成する範囲を小さくすることができる。

また、本実施例の光学系は、次の条件式（３）を満足するように構成することが好ましい。
ｆ_S ₂₁ _Mid ＜０・・・（３）
但し、ｆ_S ₂₁ _Midは、略側方の物体側からの光のうち主光線が中間画角を通る光に対する反射屈折レンズの焦点距離である。

この条件式（３）は、略側方の物体側からの光に対する、反射屈折レンズの屈折力を規定するための条件式であり、具体的には、反射屈折レンズが、略側方の物体側からの光に対して、負の屈折力を持つことを規定する条件式である。

本実施例の光学系は、開口絞りよりも像側の第三レンズ群が正の屈折力を持つことを特徴としている。また、略側方の物体側からの光は、第一レンズ群を透過しない。そこで、第三レンズ群の正の屈折力に対して、バランスをとるためには、第二レンズ群に負の屈折力を持たせる必要がある。従って、反射屈折レンズを、条件式（３）を満足するように構成すれば、略側方の物体側からの光に対して、光学系が、負レンズ群と正レンズ群の組み合わせとなるため、収差補正のバランスをとることができる。

また、本実施例の光学系は、次の条件式（４）を満足するように構成することが好ましい。
ｆ_S _Mid ＜ｆ_S _Max ・・・（４）
但し、ｆ_S _Midは、略側方の物体側からの光のうち主光線が中間画角を通る光に対する光学系の焦点距離であり、ｆ_S _Maxは、略側方の物体側からの光のうち主光線が最大画角を通る光に対する光学系の焦点距離である。

この条件式（４）は、略側方の物体側からの光に対する、反射屈折レンズの焦点距離を規定するための条件式である。より具体的には、反射屈折レンズの焦点距離のうち、最大画角付近の物体からの光に対する焦点距離が、中間画角付近の物体からの光に対する焦点距離よりも長いことを規定する条件式である。

本実施例の光学系を用いて、前方の物体側からの光の光軸とほぼ平行な側壁等を、略側方の物体として観察する場合、必然的に、反射屈折レンズの略側方に対する最大画角の方向に位置する物体は、中間画角の方向に位置する物体よりも、反射屈折レンズから離れた位置となる。そこで、この条件式（４）を満足するように構成すれば、ピントのずれを防ぎやすい。

以下に、実施例１から実施例４に係る光学系ついて図面を参照して説明する。

なお、光学系断面図のｒ₁，ｒ₂，・・・及びｄ₁，ｄ₂，・・・において下付き文字として示した数字は、数値データにおける面番号１，２，・・・に対応している。

また、数値データにおいて、ｓは面番号、ｒは各面の曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄはｄ線（波長５８７．５６００ｎｍ）における屈折率、νｄはｄ線におけるアッベ数、Ｋは円錐係数、Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀は非球面係数をそれぞれ示している。

また、数値データの非球面係数において、Ｅは１０のべき乗を表している。例えば、「Ｅ−１０」は、１０のマイナス１乗を表している。また、各非球面形状は、各実施例における各非球面係数を用いて以下の式で表される。但し、光軸に沿う方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。
Ｚ＝（Ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）・（Ｙ／ｒ）²｝^1/2］
＋Ａ₄Ｙ⁴＋Ａ₆Ｙ⁶＋Ａ₈Ｙ⁸＋Ａ₁₀Ｙ¹⁰＋・・・

図５は、光軸に沿う断面図であって、本実施例に係る光学系の構成と光路を示している。図６は、光軸に沿う断面図であって、図５に示した光学系の面及び面間隔を示している。図７は、本実施例に示した光学系の一部（第二レンズ群における反射屈折レンズ）の拡大図である。

図８は、図５〜図７に示した光学系の前方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が６３°，５０°，４０°，３０°，０°の場合の収差を示している。図９は、図５〜図７に示した光学系の略側方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が１３４°，１２３°，１１２°，１０１°，９０°の場合の収差を示している。なお、メリジオナル面とは、光学系の光軸と主光線とを含む面（紙面に平行な面）、サジタル面とは、光軸を含みメリジオナル面に垂直な面（紙面に垂直な面）を意味する。本実施例の光学系は、メリジオナル面に対して対称であるため、サジタル面についての収差量は、横軸について、負の値を省略している。コマ収差を示す図における、縦軸は収差量（単位ｍｍ）、横軸は開口比（−１〜１）をそれぞれ表している。各線に対応する波長は、図中の右端に記載されている。例えば、実線に対応する波長は、６５６．２７ｎｍである。非点収差を示す図における、縦軸は角度（単位ｄｅｇ）、横軸は焦点位置（単位ｍｍ）をそれぞれ表している。また、実線（図中のｙ）はサジタル面に関して、破線（図中のｘ）はメリジオナル面に関して、５４６．０７ｎｍの波長での収差量を表している。

まず、図５及び図６を用いて、本実施例の光学系の構成を説明する。本実施例の光学系は、前方の物体側からの光の光軸ＬＣ上に、前方の物体側から順に、負の屈折力を持つ第一レンズ群Ｇ₁と、第二レンズ群Ｇ₂と、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ第三レンズ群Ｇ₃と、が配置されている。

第一レンズ群Ｇ₁は、前方の物体側から順に、像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₁₁を有する。

第二レンズ群Ｇ₂は、前方の物体側から順に、反射屈折レンズであるレンズＬ₂₁と、平板レンズであるレンズＬ₂₂とを有する。なお、開口絞りＳは、レンズＬ₂₂の像側の面に、レンズＬ₂₂と一体的に配置されている。

第三レンズ群Ｇ₃は、前方の物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズＬ₃₁と、接合レンズと、像側の面が非球面の両凸レンズであるレンズＬ₃₄と、平板レンズであるレンズＬ₃₅とを有する。接合レンズは、両凸レンズであるレンズＬ₃₂と両凹レンズであるレンズＬ₃₃からなる。

なお、これらのレンズの形状は、前方の物体側からの光の光軸近傍における形状である。

反射屈折レンズであるレンズＬ₂₁は、前方の物体側に形成されていて前方の物体側からの光が入射する第一面Ｌ₂₁ａと、像側に形成された第二面Ｌ₂₁ｂと、第三面Ｌ₂₁ｃとを有する。第三面Ｌ₂₁ｃは、第一面Ｌ₂₁ａと第二面Ｌ₂₁ｂとの間で全周面に形成されていて、略側方の物体側からの光が入射する。

第一面Ｌ₂₁ａは、光軸を中心に形成されている第一透過面Ｌ₂₁ａ₁と、像側を向いていて第一透過面Ｌ₂₁ａ₁の周囲に環状に形成されている第一反射面Ｌ₂₁ａ₂を有する。第二面Ｌ₂₁ｂは、光軸を中心に形成されている第二透過面Ｌ₂₁ｂ₁と、前方の物体側を向いていて第二透過面Ｌ₂₁ｂ₁の周囲に環状に形成されている第二反射面Ｌ₂₁ｂ₂を有する。

次に、図５及び図７を用いて本実施例の光学系に入射した光の辿る経路を説明する。本実施例の光学系に前方の物体側から入射する光Ｌ_Fは、まず、レンズＬ₁₁を通過する。そして、レンズＬ₁₁を通過した光Ｌ_Fは、レンズＬ₂₁の第一透過面Ｌ₂₁ａ₁に入射する。その後、第一透過面Ｌ₂₁ａ₁に入射した光Ｌ_Fは、レンズＬ₂₁の第二透過面Ｌ₂₁ｂ₁から出射する。第二透過面Ｌ₂₁ｂ₁から出射した光Ｌ_Fは、レンズＬ₂₂，開口絞りＳ、レンズＬ₃₁〜レンズＬ₃₅を順に通過し、撮像素子等に入射する。

他方、本実施例の光学系に略側方の物体側から入射する光Ｌ_Sは、まず、レンズＬ₂₁の第三面Ｌ₂₁ｃに入射する。そして、第三面Ｌ₂₁ｃに入射した光Ｌ_Sは、レンズＬ₂₁の第二反射面Ｌ₂₁ｂ₂で反射される。次に、第二反射面Ｌ₂₁ｂ₂で反射された光Ｌ_Sは、レンズＬ₂₁の第一反射面Ｌ₂₁ａ₂で反射される。その後、第一反射面Ｌ₂₁ａ₂で反射された光Ｌ_Sは、レンズＬ₂₁の第二透過面Ｌ₂₁ｂ₁から出射される。第二透過面Ｌ₂₁ｂ₁から出射した光Ｌ_Sは、レンズＬ₂₂，開口絞り_S、レンズＬ₃₁〜レンズＬ₃₅を順に通過し、撮像素子等に入射する。

次に、本実施例に係る光学系を構成するレンズの構成及び数値データを示す。

数値データ１
単位ｍｍ
面データ
面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
ｓｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞ 8.493
1 ∞ 0.7 1.8830 40.8
2 1.588 0.7
3 （非球面） -107.841 0.85 1.5163 64.1
4 （非球面） 2.131 2.157
5 2.700 2.700
6 ∞ 0.4 1.5163 64.1
7 （開口絞り） ∞ 1.234
8 ∞ 1.25 1.7725 49.6
9 -2.330 0.1
10 8.269 1.5 1.7292 54.7
11 -1.967 0.4 1.8467 23.8
12 6.730 0.1
13 2.85 1 1.5163 64.1
14 （非球面） -8.822 0.75
15 ∞ 2 1.5163 64.1
16 ∞ 0
像面 ∞ 0
なお、面番号５に係る曲率半径は、反射屈折レンズであるレンズＬ₂₁の第三面、すなわち、光軸を中心とした筒状の面の曲率半径であり、また、面番号５に係る面間隔は、光軸から面番号５の面までの距離である。

非球面データ
面番号曲率半径円錐係数非球面係数
ｓｒｋＡ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
3 -107.841 0 2.62089E-02 -3.58125E-03 -6.23702E-06 3.69654E-05
4 2.131 0 1.86065E-02 -1.38914E-03 1.08439E-03 -4.17585E-04
14 -8.822 0 -1.02784E-02 4.71739E-02 -1.54701E-02 2.96788E-03

全系焦点距離（前方）：０．６０２ｍｍ
Ｆナンバー：５．６
半画角
前方の物体側：７０°
略側方の物体側（最小画角〜最大画角）：９０〜１３５°
像高：１．３５ｍｍ
レンズ全長：１３．１４ｍｍ
バックフォーカス：０ｍｍ

次に、本実施例の光学系における上記条件式に係るデータを示す。
Ｒ₂₁ ₁／ｆ_F ₂₁：２６．８２６
ｆ_S _Mid：０．８３０
ｆ_S _Max：２．０４７
１／ｆ_S ₂₁ _Mid：−０．６０５
１／ｆ_S ₂₁ _Max：−０．２０４

図１０は、光軸に沿う断面図であって、本実施例に係る光学系の構成と光路を示している。図１１は、光軸に沿う断面図であって、図１０に示した光学系の面及び面間隔を示している。

図１２は、図１０及び図１１に示した光学系の前方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が６３°，５０°，４０°，３０°，０°の場合の収差を示している。図１３は、図１０及び図１１に示した光学系の略側方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が１２０°，１１２°，１０１°，９０°，８５°の場合の収差を示している。

まず、図１０及び図１１を用いて、本実施例の光学系の構成を説明する。本実施例の光学系は、前方の物体側からの光の光軸ＬＣ上に、前方の物体側から順に、負の屈折力を持つ第一レンズ群Ｇ₁と、第二レンズ群Ｇ₂と、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ第三レンズ群Ｇ₃と、が配置されている。

第一レンズ群Ｇ₁は、像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズＬ₁₁を有する。

第二レンズ群Ｇ₂は、反射屈折レンズであるレンズＬ₂₁を有する。

第三レンズ群Ｇ₃は、前方の物体側から順に、像側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズＬ₃₁と、両凸レンズであるレンズＬ₃₂と、接合レンズと、平板レンズであるレンズＬ₃₅とを有する。接合レンズは、前方の物体側から順に、両凹レンズであるレンズＬ₃₃と、像側の面が非球面の両凸レンズであるレンズＬ₃₄からなる。

その他、本実施例の光学系の光路や反射屈折レンズの形状は、実施例１の光学系とほぼ同じであるため、それらの説明は省略する。

数値データ２
単位ｍｍ
面データ
面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
ｓｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞ 8.517
1 ∞ 0.7 1.8830 40.8
2 1.498 0.7
3 （非球面） -8.407 0.85 1.5163 64.1
4 （非球面） 2.290 2.605
5 2.500 2.500
6 （開口絞り） ∞ 1.145
7 -8.957 1.25 1.7725 49.6
8 -2.209 0.1
9 3.795 1.45 1.7292 54.7
10 -3.196 0.1
11 -3.131 0.4 1.8467 23.8
12 2.098 1.2 1.5163 64.1
13 （非球面） -6.267 0.75
14 ∞ 2 1.5163 64.1
15 ∞ 0
像面 ∞ 0
なお、面番号５に係る曲率半径は、反射屈折レンズであるレンズＬ₂₁の第三面、すなわち、光軸を中心とした筒状の面の曲率半径であり、また、面番号５に係る面間隔は、光軸から面番号５の面までの距離である。

非球面データ
面番号曲率半径円錐係数非球面係数
ｓｒｋＡ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
3 -8.407 0 4.18039E-02 -7.90749E-03 3.92149E-04 6.03174E-05
4 2.290 0 3.46914E-02 -2.63649E-02 7.09801E-03 -7.50164E-04
13 -6.267 0 2.07916E-02 2.02383E-02 4.69558E-02 -1.46362E-02

全系焦点距離（前方）：０．６１０ｍｍ
Ｆナンバー：５．６
半画角
前方の物体側：７０°
略側方の物体側（最小画角〜最大画角）：８０〜１２５°
像高：１．３５ｍｍ
レンズ全長：１３．２５ｍｍ
バックフォーカス：０ｍｍ

次に、本実施例の光学系における上記条件式に係るデータを示す。
Ｒ₂₁ ₁／ｆ_F ₂₁：２．４８７
ｆ_S _Mid：０．８０２
ｆ_S _Max：１．７３４
１／ｆ_S ₂₁ _Mid：−０．８２２
１／ｆ_S ₂₁ _Max：−０．４３７

図１４は、光軸に沿う断面図であって、本実施例に係る光学系の構成と光路を示している。図１５は、光軸に沿う断面図であって、図１４に示した光学系の面及び面間隔を示している。

図１６は、図１４及び図１５に示した光学系の前方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が６３°，５０°，４０°，３０°，０°の場合の収差を示している。図１７は、図１４及び図１５に示した光学系の略側方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が１２５°，１１６°，１０６°，９５°，８５°の場合の収差を示している。

まず、図１４及び図１５を用いて、本実施例の光学系の構成を説明する。本実施例の光学系は、前方の物体側からの光の光軸ＬＣ上に、前方の物体側から順に、負の屈折力を持つ第一レンズ群Ｇ₁と、第二レンズ群Ｇ₂と、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ第三レンズ群Ｇ₃と、が配置されている。

第二レンズ群Ｇ₂は、前方の物体側から順に、反射屈折レンズであるレンズＬ₂₁と、前方の物体側に凸面を向けた平板レンズであるレンズＬ₂₂とを有する。開口絞りＳは、レンズＬ２２の像側の面に、レンズＬ２２と一体的に配置されている。

第三レンズ群Ｇ₃は、前方の物体側から順に、像側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズＬ₃₁と、接合レンズと、像側の面が非球面の両凸レンズであるレンズＬ₃₄と、平レンズであるレンズＬ₃₅とを有する。接合レンズは、前方の物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズＬ₃₂と、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズであるレンズＬ₃₃からなる。

その他、本実施例の光学系の光路や反射屈折レンズの形状は、実施例１，実施例２の光学系とほぼ同じであるため、それらの説明は省略する。

数値データ３
単位ｍｍ
面データ
面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
ｓｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞ 8.464
1 ∞ 0.7 1.8830 40.8
2 1.6 0.7
3 （非球面） -30.168 0.85 1.5163 64.1
4 （非球面） 2.188 2.072
5 2.700 2.700
6 ∞ 0.4 1.5163 64.1
7 （開口絞り） ∞ 1.086
8 ∞ 1.25 1.7725 49.6
9 -2.247 0.1
10 9.804 0.4 1.8467 23.8
11 1.618 1.5 1.7292 54.7
12 10.502 0.1
13 2.857 1 1.5163 64.1
14 （非球面） -16.622 0.75
15 ∞ 2 1.5163 64.1
16 ∞ 0
像面 ∞ 0
なお、面番号５に係る曲率半径は、反射屈折レンズであるレンズＬ₂₁の第三面、すなわち、光軸を中心とした筒状の面の曲率半径であり、また、面番号５に係る面間隔は、光軸から面番号５の面までの距離である。

非球面データ
面番号曲率半径円錐係数非球面係数
ｓｒｋＡ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
3 -30.168 0 2.78649E-02 -3.89274E-03 -3.12008E-05 4.63052E-05
4 2.188 0 5.22849E-04 -6.91877E-04 1.51793E-03 -4.32471E-04
14 -16.622 0 -1.47489E-02 5.53106E-02 -2.17956E-02 3.97374E-03

全系焦点距離（前方）：０．５９６ｍｍ
Ｆナンバー：５．６
半画角
前方の物体側：７０°
略側方の物体側（最小画角〜最大画角）：８５〜１２５°
像高：１．３５ｍｍ
レンズ全長：１２．９１ｍｍ
バックフォーカス：０ｍｍ

次に、本実施例の光学系における上記条件式に係るデータを示す。
Ｒ₂₁ ₁／ｆ_F ₂₁：７．７３５
ｆ_S _Mid：０．７９８
ｆ_S _Max：１．９６１
１／ｆ_S ₂₁ _Mid：−０．６４６
１／ｆ_S ₂₁ _Max：−０．１９４

図１８は、光軸に沿う断面図であって、本実施例に係る光学系の構成と光路を示している。図１９は、光軸に沿う断面図であって、図１８に示した光学系の面及び面間隔を示している。

図２０は、図１８及び図１９に示した光学系の前方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が６３°，５０°，４０°，３０°，０°の場合の収差を示している。図２１は、図１８及び図１９に示した光学系の略側方の物体側から撮像面へ向かう光線を追跡した場合の収差曲線図であり、（ａ）はメリジオナル面に関するコマ収差、（ｂ）はサジタル面に関するコマ収差、（ｃ）は非点収差を示している。また、各図は、上から順に、半画角が１２５°，１１６°，１０６°，９５°，８５°の場合の収差を示している。

まず、図１８及び図１９を用いて、本実施例の光学系の構成を説明する。本実施例の光学系は、前方の物体側からの光の光軸ＬＣ上に、前方の物体側から順に、負の屈折力を持つ第一レンズ群Ｇ₁と、第二レンズ群Ｇ₂と、開口絞りＳと、正の屈折力を持つ第三レンズ群Ｇ₃と、が配置されている。

第二レンズ群Ｇ₂は、前方の物体側から順に、反射屈折レンズであるレンズＬ₂₁と、像側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズＬ₂₂とを有する。

第三レンズ群Ｇ₃は、前方の物体側から順に、両凸レンズであるレンズＬ₃₁と、接合レンズと、像側の面が非球面の両凸レンズであるレンズＬ₃₄と、平レンズであるレンズＬ₃₅とを有する。接合レンズは、前方の物体側から順に、両凸レンズであるレンズＬ₃₂と、両凹レンズであるレンズＬ₃₃からなる。

その他、本実施例の光学系の光路や反射屈折レンズの形状は、実施例１〜実施例３の光学系とほぼ同じであるため、それらの説明は省略する。

数値データ４
単位ｍｍ
面データ
面番号曲率半径面間隔屈折率アッベ数
ｓｒｄｎｄ νｄ
物面 ∞ 8.836
1 ∞ 0.7 1.8830 40.8
2 1.611 0.7
3 （非球面） -50.750 0.85 1.5163 64.1
4 （非球面） 2.179 1.396
5 2.700 2.700
6 -0.828 0.4 1.5163 64.1
7 -1.161 0.1
8 （開口絞り） ∞ 0.863
9 21.240 1.35 1.8040 46.6
10 -2.513 0.285
11 7.223 1.5 1.7292 54.7
12 -3.444 0.4 1.9229 18.9
13 7.489 0.1
14 3.922 1 1.5163 64.1
15 （非球面） -3.548 0.75
16 ∞ 2 1.5163 64.1
17 ∞ 0
像面 ∞ 0
なお、面番号５に係る曲率半径は、反射屈折レンズであるレンズＬ₂₁の第三面、すなわち、光軸を中心とした筒状の面の曲率半径であり、また、面番号５に係る面間隔は、光軸から面番号５の面までの距離である。

非球面データ
面番号曲率半径円錐係数非球面係数
ｓｒｋＡ₄ Ａ₆ Ａ₈ Ａ₁₀
3 -50.750 0 2.66474E-02 -3.53765E-03 2.86303E-04 -4.91689E-06
4 2.179 0 5.85590E-02 -4.50177E-02 1.08714E-02 -8.24111E-04
15 -3.548 0 -4.87606E-02 1.36108E-01 -8.85664E-02 2.36820E-02

全系焦点距離（前方）：０．６１４ｍｍ
Ｆナンバー：５．６
半画角
前方の物体側：７０°
略側方の物体側（最小画角〜最大画角）：８０〜１２５°
像高：１．３５ｍｍ
レンズ全長：１２．３９ｍｍ
バックフォーカス：０ｍｍ

次に、本実施例の光学系における上記条件式に係るデータを示す。
Ｒ₂₁ ₁／ｆ_F ₂₁：１２．６５９
ｆ_S _Mid：０．６９７
ｆ_S _Max：１．４１４
１／ｆ_S ₂₁ _Mid：−０．１３７
１／ｆ_S ₂₁ _Max：０．８２４

また、本発明の光学系のレンズ群を構成するレンズは、上記実施例により示された形状や枚数に限定されるものではなく、反射屈折レンズを含む種々の光学系も含まれる。

また、上記実施例においては配置されていないが、光学系と撮像素子との間に、ＩＲカットコートを施したローパスフィルターや、ＣＣＤカバーガラス等を配置しても良い。

また、上記実施例においては、光学系は、３つのレンズ群により構成されているが、本発明の光学系は、これらの例に限定されるものではなく、２つのレンズ群又は４つ以上のレンズ群により構成しても良い。

Ｇ₁ 第一レンズ群
Ｇ₂ 第二レンズ群
Ｇ₃ 第三レンズ群
ＬＣ光軸
Ｌ_F 反射屈折レンズに前方の物体側から入射する光
Ｌ_S 反射屈折レンズに略側方の物体側から入射する光
Ｌ_Sc 反射屈折レンズに略側方の物体側から入射する光の主光線
Ｌ_Sp 反射屈折レンズに略側方の物体側から入射する光の主光線と平行な近傍光線
Ｌ₁₁，Ｌ₂₁，Ｌ₂₂，Ｌ₃₁，Ｌ₃₂，Ｌ₃₃，Ｌ₃₄，Ｌ₃₅ レンズ
Ｌ₂₁ａ，ＲＬａ第一面
Ｌ₂₁ａ₁，ＲＬａ₁ 第一透過面
Ｌ₂₁ａ₂，ＲＬａ₂ 第一反射面
Ｌ₂₁ｂ，ＲＬｂ第二面
Ｌ₂₁ｂ₁，ＲＬｂ₁ 第二透過面
Ｌ₂₁ｂ₂，ＲＬｂ₂ 第二反射面
Ｌ₂₁ｃ，ＲＬｃ第三面
ＲＬ反射屈折レンズ
ｒ反射屈折部材
ｒａ第一反射部材
ｒｂ第二反射部材
ｒａ₁，ｒｂ₁ 透過面
ｒａ₂，ｒｂ₂ 反射面
Ｓ開口絞り

Claims

前方の物体と略側方の物体とを観察する光学系であって、
前方の物体側から順に、負の屈折力を持つ第一レンズ群と、反射屈折レンズを含む第二レンズ群と、開口絞りと、正の屈折力を持つ第三レンズ群とが配置されており、
前記反射屈折レンズは、前方の物体側に形成された第一面と、像側に形成された第二面と、前記第一面と前記第二面との間で全周面に形成された第三面とを有していて、
前記第一面は、光軸を中心に形成されている第一透過面と、像側を向いていて前記第一透過面の周囲に形成されている第一反射面とを有していて、光軸近傍が凹面形状であり、かつ、前記第一反射面近傍が凸面形状の非球面であり、
前記第二面は、光軸を中心に形成されている第二透過面と、前方の物体側を向いていて前記第二透過面の周囲に形成されている第二反射面とを有し、
前記第三面は、透過面であることを特徴とする光学系。
前方の物体側からの光が、前記第一透過面に入射した後に、前記第二透過面から像側へ出射され、
略側方の物体側からの光が、前記第三面に入射した後に、前記第二反射面と前記第一反射面とで順に反射され、前記第二透過面から像側へ出射されることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
次の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学系。
２＜Ｒ₂₁ ₁／ｆ_F ₂₁ ＜３０
但し、ｆ_F ₂₁は、前記前方の物体側からの光のうち近軸光線に対する前記反射屈折レンズの焦点距離であり、Ｒ₂₁ ₁は、前記反射屈折レンズの前記第一面の近軸曲率半径である。
次の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光学系。
１／ｆ_S ₂₁ _Mid ＜１／ｆ_S ₂₁ _Max
但し、ｆ_S ₂₁ _Midは、前記略側方の物体側からの光のうち主光線が中間画角を通る光に対する前記反射屈折レンズの焦点距離であり、ｆ_S ₂₁ _Maxは、前記略側方の物体側からの光のうち主光線が最大画角を通る光に対する前記反射屈折レンズの焦点距離である。
次の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光学系。
ｆ_S ₂₁ _Mid ＜０
但し、ｆ_S ₂₁ _Midは、前記略側方の物体側からの光のうち主光線が中間画角を通る光に対する前記反射屈折レンズの焦点距離である。
次の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の光学系。
ｆ_S _Mid ＜ｆ_S _Max
但し、ｆ_S _Midは、前記略側方の物体側からの光のうち主光線が中間画角を通る光に対する前記光学系の焦点距離であり、ｆ_S _Maxは、前記略側方の物体側からの光のうち主光線が最大画角を通る光に対する前記光学系の焦点距離である。