JP2021081663A - 光学系及びそれを備える撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型でありながら良好な耐環境性を有する光学系を提供する。【解決手段】光学系１００は、拡大側に向かって凸形状の第１反射領域Ｇ１Ｍを含む第１光学素子Ｇ１と、拡大側に向かって凸形状の縮小側面を有する第２光学素子Ｇ２と、拡大側に向かって凸形状の拡大側面を有する第３光学素子Ｇ３とを備え、第２光学素子Ｇ２の縮小側面又は第３光学素子Ｇ３の拡大側面は第２反射領域Ｇ２Ｍを含み、拡大側からの光は、第２反射領域Ｇ２Ｍ、第１反射領域Ｇ１Ｍ、第２光学素子Ｇ２の屈折領域、及び第３光学素子Ｇ３の屈折領域を順に介して縮小側へ向かい、所定の条件式を満足する。【選択図】図１

Description

本発明は、屈折面及び反射面を有する光学系に関し、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、車載カメラ、携帯電話用カメラ、監視カメラ、ウェアラブルカメラ、医療用カメラ等の撮像装置に好適なものである。

反射面及び屈折面を用いることで小型化を図った反射屈折光学系が知られている。特許文献２には、反射面及び屈折面を含む反射屈折素子と反射面を含む反射素子とで構成される反射屈折光学系が開示されている。

特開２００３−２１５４５８号公報

反射屈折光学系においては、温度変化（環境変動）によって光学性能が変化してしまう可能性がある。しかしながら、特許文献１では光学系の耐環境性について一切考慮されていない。

本発明は、小型でありながら良好な耐環境性を有する光学系を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための、本発明の一側面としての光学系は、拡大側に向かって凸形状の第１反射領域を含む第１光学素子と、拡大側に向かって凸形状の縮小側面を有する第２光学素子と、拡大側に向かって凸形状の拡大側面を有する第３光学素子とを備え、前記第２光学素子の縮小側面又は前記第３光学素子の拡大側面は第２反射領域を含み、拡大側からの光は、前記第２反射領域、前記第１反射領域、前記第２光学素子の屈折領域、及び前記第３光学素子の屈折領域を順に介して縮小側へ向かい、前記第１光学素子の屈折率の温度係数をＤＮＤＴ１、前記第２光学素子の屈折率の温度係数をＤＮＤＴ２、前記第３光学素子の屈折率の温度係数をＤＮＤＴ３とするとき、ＤＮＤＴ１、ＤＮＤＴ１、及びＤＮＤＴ３の少なくとも一つは負の値であり、０．００＜｜ＤＮＤＴ１／ＤＮＤＴ２｜＜１２．００、０．００＜｜ＤＮＤＴ３／ＤＮＤＴ２｜＜８．００なる条件式を満足することを特徴とする。

本発明によれば、小型でありながら良好な耐環境性を有する光学系を提供することができる。

実施例１に係る撮像装置の要部概略図。 実施例１に係る光学系の横収差図。 実施例２に係る撮像装置の要部概略図。 実施例２に係る光学系の横収差図。 実施形態に係る車載システムの機能ブロック図。 実施形態に係る車両の要部概略図。 実施形態に係る車載システムの動作例を示すフローチャート。 実施形態に係る測距光学系の反射部の要部概略図。 撮像装置の保持部材に設けられる基準面を示す図。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面は、便宜的に実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。また、各図面において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。本実施形態において、「光学面」とは屈折面や反射面のことを指し、「光軸」とは光学系における各光学面の中心（面頂点）を通る軸を指し、「間隔」とは光軸上での面間隔のことを指すものとする。

図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る撮像装置１０００の光軸Ａを含むＹＺ断面（第１の断面）における要部概略図であり、図１（ｂ）は、撮像装置１０００をＹ方向から見たときの要部概略図である。撮像装置１０００は、光学系１００と、光学系１００を介して物体（被写体）を撮像する撮像素子１１０とを有する。なお、図１では、水平方向（Ｈ方向）において左側（−Ｈ側）が拡大側（物体側）であり、右側（＋Ｈ側）が縮小側（像側）である。また、図１（ｂ）では、Ｙ方向における中心像高に向かう光束を示している。

本実施形態に係る光学系１００は、不図示の物体からの光束を集光して物体の像を形成するための結像光学系（撮像光学系）である。像面ＩＭＧの位置には、光学系１００によって形成された像の光電変換を行う撮像素子１１０の撮像面が配置されている。図１では、撮像素子１１０の撮像面のうち、被写体の結像に寄与する有効光束を受光する受光面のみを示している。撮像素子１１０としては、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子を採用することができる。

光学系１００は、第１光学素子Ｇ１、第２光学素子Ｇ２、第３光学素子Ｇ３を有する反射屈折光学系である。第１光学素子Ｇ１は拡大側（物体側）に向かって凸形状の第１反射領域Ｇ１Ｍを含み、第２光学素子Ｇ２は拡大側に向かって凸形状の縮小側面を含み、第３光学素子Ｇ３は拡大側に向かって凸形状の拡大側面を含んでいる。そして、第２光学素子Ｇ２の縮小側面は、第２反射領域Ｇ２Ｍを含んでいる。ただし、第２光学素子Ｇ２の縮小側面ではなく、第３光学素子Ｇ３の拡大側面に第２反射領域Ｇ２Ｍを設けてもよい。

このとき、拡大側からの光は、第１光学素子Ｇ１の屈折領域Ｇ１Ｔ、第２反射領域Ｇ２Ｍ、第１反射領域Ｇ１Ｍ、第２光学素子Ｇ２の屈折領域Ｇ２Ｔ、第３光学素子Ｇ３の屈折領域Ｇ３Ｔ、を順に介して縮小側（像側）へ向かい、像面ＩＭＧを形成する。このように、光学系１００は、正のパワーの反射面（凹反射面）である第１反射領域Ｇ１Ｍと負のパワーの反射面（凸反射面）である第２反射領域Ｇ２Ｍとを備えることで、光路を折り畳んで小型化を実現しつつ、収差の発生を抑制することができる。このとき、第１反射領域Ｇ１Ｍ及び第２反射領域Ｇ２Ｍの配置は、シュバルツシルト光学系と同様になるため、絞り値（Ｆ値）が小さく明るい光学系を実現することが可能になる。

なお、本実施形態に係る撮像素子１１０の受光面は、光軸Ａを含むＹＺ断面（第１の断面）において、光軸Ａに対して一方の側（＋Ｙ側）にのみ配置されている。言い換えると、撮像素子１１０の受光面は、光学系１００からの光束のうち、光軸Ａの上に集光される軸上光束を受光せず、光軸Ａに対して受光面とは反対側（−Ｙ側）から光学系１００に入射する軸外光束のみを受光するように配置されている。これにより、各反射面により光路を折り畳んで小型化を図りつつ、撮像素子１１０を光学系１００及びその光路と干渉しないように配置することができる。

上述したように、反射屈折光学系においては、温度変化によって光学性能が変化してしまう可能性がある。そこで、本実施形態に係る光学系１００では、温度変化が生じた場合のフォーカス変動を十分に抑制することができる構成を採っている。具体的には、第１光学素子Ｇ１、第２光学素子Ｇ２、及び第３光学素子Ｇ３の夫々の屈折率の温度係数（ｄｎ／ｄｔ）をＤＮＤＴ１、ＤＮＤＴ１、及びＤＮＤＴ３とするとき、そのうちの少なくとも一つを負の値としている。そして、光学系１００は、以下の条件式（１）及び（２）を満足している。
０．００＜｜ＤＮＤＴ１／ＤＮＤＴ２｜＜１２．００・・・（１）
０．００＜｜ＤＮＤＴ３／ＤＮＤＴ２｜＜８．００・・・ （２）

各光学素子のうち少なくとも一つを屈折率の温度係数が負の値である材料で構成し、かつ条件式（１）及び（２）を満足することで、各光学素子の温度変化によるフォーカス変動を相殺することができる。条件式（１）及び（２）を満たさない場合、各光学素子の屈折率の温度係数のバランスが崩れてしまい、温度変化が生じた際のフォーカス変動を十分に抑制することが困難になる。具体的には、条件式（１）の上限値を上回ると、第２光学素子Ｇ２の温度係数に対して第１光学素子Ｇ１の温度係数が大きくなり過ぎてしまう。また、条件式（２）の上限値を上回ると、第２光学素子Ｇ２の温度係数に対して第３光学素子Ｇ３の温度係数が大きくなり過ぎてしまう。

更に、以下の条件式（１ａ）及び（２ａ），（１ｂ）及び（２ｂ）を順に満足することがより好ましい。
０．０５＜｜ＤＮＤＴ１／ＤＮＤＴ２｜＜１０．０・・・（１ａ）
０．０２＜｜ＤＮＤＴ３／ＤＮＤＴ２｜＜６．００・・・（２ａ）
０．１０＜｜ＤＮＤＴ１／ＤＮＤＴ２｜＜９．００・・・（１ｂ）
０．０５＜｜ＤＮＤＴ３／ＤＮＤＴ２｜＜５．００・・・（２ｂ）

また、第１反射領域Ｇ１Ｍを含む光学面と第２反射領域Ｇ２Ｍを含む光学面との間隔をＬ１、第１反射領域Ｇ１Ｍを含む光学面と撮像素子１１０の受光面との間隔をＬ２とするとき、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
１．５≦Ｌ２／Ｌ１≦６．５・・・（３）

条件式（３）を満足することにより、光学系１００を撮像装置に適用した場合に、光学系１００の全長の増大を抑制しつつ、ゴーストの発生を抑制することが可能になる。条件式（３）の下限値を下回ると、第１反射領域Ｇ１Ｍを含む光学面と撮像素子１１０の受光面との間隔が小さくなり過ぎてしまい、不要光が撮像素子１１０の受光面に到達し易くなってしまう。また、条件式（３）の上限値を上回ると、第１反射領域Ｇ１Ｍを含む光学面と撮像素子１１０の受光面との間隔が大きくなり過ぎてしまい、光学系１００の全長を短くすることが難しくなる。更に、以下の条件式（３ａ），（３ｂ）を順に満足することがより好ましい。
１．６≦Ｌ２／Ｌ１≦４．０・・・（３ａ）
１．７≦Ｌ２／Ｌ１≦３．０・・・（３ｂ）

また、第１反射領域Ｇ１Ｍを含む光学面の曲率半径をＲ１とするとき、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
１．３≦｜Ｒ１／Ｌ１｜≦４．０・・・（４）

条件式（４）を満足することにより、撮像素子１１０と各光路との干渉を回避しつつ、像面湾曲を良好に補正することが可能になる。条件式（４）の下限値を下回ると、撮像素子１１０が各光路と干渉してしまう可能性が生じる。また、条件式（４）の上限値を上回ると、像面湾曲の補正が不十分になり良好な結像性能を得ることが難しくなる。更に、以下の条件式（４ａ），（４ｂ）を順に満足することがより好ましい。
１．５≦｜Ｒ１／Ｌ１｜≦３．０・・・（４ａ）
１．６≦｜Ｒ１／Ｌ１｜≦２．５・・・（４ｂ）

また、光学系１００の全長をＬａ、光学系１００の（全系の）焦点距離をｆとするとき、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。ただし、本実施形態に係る光学系１００の全長とは、光軸方向（Ｚ方向）において像面ＩＭＧから最も離れた光学面と像面ＩＭＧとの間隔を指している。すなわち、本実施形態においては、第１光学素子Ｇ１の拡大側面と像面ＩＭＧとの間隔が光学系１００の全長である。
Ｌａ／ｆ≦３．０・・・（５）

条件式（５）を満足するように、光学系１００の焦点距離で正規化した全長を小さくすることで、全系の小型化を実現することが可能になる。更に、以下の条件式（５ａ），（５ｂ）を順に満足することがより好ましい。
Ｌａ／ｆ≦２．８・・・（５ａ）
Ｌａ／ｆ≦２．７・・・（５ｂ）

［実施例１］
以下、本発明の実施例１に係る撮像装置１０００について説明する。本実施例に係る撮像装置１０００は、上述した実施形態に係る撮像装置１０００と同様の構成を採っているため、重複する説明を省略する。

本実施例に係る光学系１００は、正のパワーの屈折領域Ｇ１Ｔを含む第１光学素子Ｇ１と、負のパワーの屈折領域Ｇ２Ｔを含む第２光学素子Ｇ２と、正のパワーの屈折領域Ｇ３Ｔを含む第３光学素子Ｇ３とを備えている。また、第２光学素子Ｇ２の像側面に設けられた第２反射領域Ｇ２Ｍが開口絞りの役割を果たしている。この構成により、開口絞りの前後における各屈折領域のパワー配置の対称性を確保し、倍率色収差などの諸収差を良好に補正することができる。

具体的に、本実施例に係る第１光学素子Ｇ１は、物体側面及び像側面の両方が物体側に向かって凸形状である正メニスカスレンズであって、屈折領域Ｇ１Ｔ及び第１反射領域Ｇ１Ｍを有する反射屈折素子（反射屈折レンズ）である。本実施例に係る第１反射領域Ｇ１Ｍは、第１光学素子Ｇ１の像側面に設けられた表面鏡であるが、第１光学素子Ｇ１の物体側面に設けられた裏面鏡であってもよい。ただし、倍率色収差等の諸収差の補正のために、後述する開口絞りの前後での光の屈折回数の対称性を持たせるには、第１反射領域Ｇ１Ｍを表面鏡とすることが望ましい。

本実施例に係る第２光学素子Ｇ２は、物体側面及び像側面の両方が物体側に向かって凸形状である負メニスカスレンズであって、屈折領域Ｇ２Ｔ及び第２反射領域Ｇ２Ｍを有する反射屈折素子である。また、本実施例に係る第３光学素子Ｇ３は、正のパワーの両凸レンズであって、反射領域を持たない屈折素子（屈折レンズ）である。なお、第１光学素子Ｇ１、第２光学素子Ｇ２、及び第３光学素子Ｇ３の夫々の形状は、図１に示したものに限られず、必要に応じて適宜変更可能である。

このように、本実施例に係る光学系１００では、第１光学素子Ｇ１及び第２光学素子Ｇ２を反射屈折素子としているため、光学素子の枚数の増大を抑制して全系を小型化しつつ、収差を良好に補正することができる。また、本実施例に係る第３光学素子Ｇ３は正のパワーの屈折領域Ｇ３Ｔを含んでいる。これにより、凸反射面である第２反射領域Ｇ２Ｍを有する第２光学素子Ｇ２の縮小側面における屈折領域Ｇ２Ｔで発生するコマ収差等の収差を良好に補正することができる。よって、第１光学素子Ｇ１及び第２光学素子Ｇ２を反射屈折素子とした小型な構成においても、高い結像性能を実現することが可能になる。

また、本実施例に係る第１光学素子Ｇ１において、第１反射領域Ｇ１Ｍは光軸Ａに対して一方の側（＋Ｙ側）にのみ配置されている。ただし、本実施形態における反射領域とは、光学素子において結像に寄与する有効光を反射させる有効領域のことを指している。すなわち、仮に第１光学素子Ｇ１の有効領域外に反射面が形成されていたとしても、それは第１反射領域Ｇ１Ｍには含まれない。この構成によれば、上述したようにＹＺ断面において光路を光軸Ａに対して非対称にすることで、光路同士の干渉を回避しつつ全系を小型化することができる。

そして、本実施例に係る第２反射領域Ｇ２Ｍは、有効光を反射する反射部と、それ以外の光を遮光する遮光部とで構成されており、開口絞りの役割を果たしている。反射部は反射膜（蒸着膜）などで構成され、遮光部は吸光部材で構成される。なお、第２光学素子Ｇ２の像側面ではなく、第３光学素子Ｇ３の物体側面に第２反射領域Ｇ２Ｍを設けてもよい。その場合は第２光学素子Ｇ２が屈折素子となり、第３光学素子Ｇ３が反射屈折素子となる。

ただし、第３光学素子Ｇ３の物体側面に第２反射領域Ｇ２Ｍを設けた場合、第２光学素子Ｇ２の像側面から光が出射する際に収差が発生してしまう可能性が生じる。よって、本実施例のように、第２光学素子Ｇ２の像側面に第２反射領域Ｇ２Ｍを設けることが好ましい。また、第３光学素子Ｇ３の物体側面に第２反射領域Ｇ２Ｍを設ける場合は、第２光学素子Ｇ２の像側面と第３光学素子Ｇ３の物体側面とを接合するか、あるいは各面を非球面とすることで、上述した収差の発生を抑制することが望ましい。

不図示の物体からの光は、第１光学素子Ｇ１の物体側面に入射し、第１光学素子Ｇ１の像側面における屈折領域Ｇ１Ｔ及び第２光学素子Ｇ２の物体側面における屈折領域Ｇ２Ｔを透過して、第２反射領域Ｇ２Ｍにおける反射部で反射される。このとき、光の一部は第２反射領域Ｇ２Ｍの遮光部により遮光される。第２反射領域Ｇ２Ｍの反射部で反射された光は、第２光学素子Ｇ２の物体側面を透過して、第１光学素子Ｇ１の像側面における第１反射領域Ｇ１Ｍで反射される。

第１反射領域Ｇ１Ｍで反射された光は、再び第２光学素子Ｇ２の物体側面に入射して、第２光学素子Ｇ２の屈折領域Ｇ２Ｔ及び第３光学素子Ｇ３の屈折領域Ｇ３Ｔを透過し、光学ブロックＣＧを介して平面形状の像面ＩＭＧを形成する。なお、光学ブロックＣＧは、カバーガラスや光学フィルター等に相当するパワーを持たない（結像に寄与しない）光学素子である。

図１（ｂ）に示すように、Ｘ方向において、光学系１００は光軸Ａに対して対称な形状であり、物体側からの光は光軸Ａに対して両側から第１光学素子Ｇ１に入射する。すなわち、Ｙ方向の各位置でのＺＸ断面において、光学系１００は光軸Ａに対して対称な形状である。一方、図１（ａ）に示すＹＺ断面においても、光学系１００は光軸Ａに対して対称な形状であるが、物体側からの光は光軸Ａに対して下側（−Ｙ側）のみから第１光学素子Ｇ１に入射し、光軸Ａに対して上側（＋Ｙ側）に像面が形成される。このように、光学系１００は、ＹＺ断面において光が各光学面に斜入射する構成を採っている。

本実施例に係る光学系１００の光軸Ａを含むＺＸ断面（第２の断面）での画角（水平画角）は５０°である。光軸Ａを基準（０°）として＋Ｘ側を正、−Ｘ側を負とするとき、水平画角内の角度θｘの範囲は−２５°≦θｘ≦＋２５°である。また、光学系１００の光軸Ａを含むＹＺ断面での画角（垂直画角）は２９°である。第１光学素子Ｇ１の物体側面に入射する中心光線を基準（０°）として＋Ｙ側を正、−Ｙ側を負とするとき、垂直画角内の角度θｙの範囲は−１４．５°≦θｙ≦＋１４．５°である。なお、この中心光線と光軸Ａとのなす角度は４０°である。

本実施例に係る光学系１００では、水平画角が光軸Ａの両側に対称に設定されているのに対して、垂直画角は光軸Ａに対して−Ｙ側にのみ設定されている。そして、光学系１００では、光軸Ａを含むＺＸ断面での画角よりも、光軸Ａを含みＺＸ断面に垂直なＹＺ断面での画角の方が小さくなっている。また、本実施例に係る光学系１００は、全ての光学面の面頂点及び曲率中心が光軸Ａの上に存在する共軸系であり、かつ全ての光学面が光軸Ａに対して回転対称な形状である回転対称系である。このように、光学系１００を共軸系かつ回転対称系とすることで、ＺＸ断面及びＹＺ断面の夫々で諸収差を良好に補正することができる。

第２光学素子Ｇ２の物体側面における光軸Ａに対して下側の領域は、物体側から入射する光に向かって凸形状であるため、光軸Ａの近傍を通過する光よりも、光軸Ａから離れた位置を通過する光の方を大きく屈折させる。よって、第２光学素子Ｇ２の物体側面における下側の領域に入射する各光の角度は不均一になり、コマ収差、倍率色収差、及び歪曲収差が発生してしまう。一方、第２光学素子Ｇ２の物体側面における光軸Ａに対して上側の領域は、第１光学素子Ｇ１の方へ出射する光に向かって凹形状であるため、光軸Ａの近傍を通過する光よりも、光軸Ａから離れた位置を通過する光の方を大きく屈折させる。

ここで、第２光学素子Ｇ２の物体側面における下側の領域と上側の領域との間の光路には第２反射領域Ｇ２Ｍが配置されているため、光束内の各光線の配置（光軸Ａからの距離の長短）は、下側の領域に入射する時と上側の領域から出射する時とで反対になる。よって本実施例に係る光学系１００は、第２光学素子Ｇ２の物体側面における下側の領域で発生したコマ収差、倍率色収差、及び歪曲収差を、第２光学素子Ｇ２の物体側面における上側の領域によってキャンセルすることができる。

このとき、第１光学素子Ｇ１と第２光学素子Ｇ２との間の媒質と第２光学素子Ｇ２とに十分な屈折率差を生じさせるためには、その媒質の屈折率をできるだけ小さくすることが望ましい。具体的には、第１光学素子Ｇ１と第２光学素子Ｇ２との間の媒質を第２光学素子Ｇ２よりも小さい屈折率の材料とすることが望ましく、特に本実施例のように空気とすることがより好ましい。なお、必要に応じて、第１光学素子Ｇ１と第２光学素子Ｇ２との間に他の媒質（光学素子）を配置してもよい。ただし、その場合は、第１光学素子Ｇ１とそれに隣接する光学素子との間に、空気などの屈折率が小さい媒質を配置することが望ましい。

本実施例に係る第２反射領域Ｇ２Ｍは、上述したように凸形状の反射面であり、かつ開口絞りとしての機能を備えている。このように、負のパワーの第２反射領域Ｇ２Ｍを開口絞りとすることにより、像面湾曲や非点収差への影響を抑えつつ、球面収差を良好に補正することができる。また、第２反射領域Ｇ２Ｍに負のパワーを持たせることによって、第１反射領域Ｇ１Ｍと像面ＩＭＧとの間隔を適切に確保することができ、光学系１００と撮像素子１１０との干渉を回避することが容易になる。なお、本実施例では、第２反射領域Ｇ２Ｍを、光軸Ａから離れるに従ってパワーが小さくなる非球面とすることによって、球面収差をより良好に補正することを可能にしている。

また、本実施例に係る第２反射領域Ｇ２Ｍの反射部は楕円形状であり、その長軸はＺＸ断面に平行、短軸はＹＺ断面に平行となっている。言い換えると、第２反射領域Ｇ２Ｍの反射部の光軸Ａに垂直かつＺＸ断面に平行なＸ方向（第１の方向）の直径は、反射部の光軸Ａ及び第１の方向に垂直なＹ方向（第２の方向）の直径よりも大きくなっている。具体的に、本実施例に係る光学系１００の絞り値は、Ｘ方向においてはＦ＝１．２、Ｙ方向においてはＦ＝３．０である。

すなわち、本実施例に係る光学系１００の絞り値は、光学系１００の画角が光軸Ａに対して対称であるＺＸ断面よりも、光学系１００の画角が光軸Ａに対して非対称であるＹＺ断面の方が大きく（暗く）なるように設定されている。これにより、ＺＸ断面において明るさと解像度を向上させつつ、ＹＺ断面において光束幅を狭めて光路干渉を回避し易くすることができ、各光学面の配置の自由度を向上させることが可能になる。なお、第２反射領域Ｇ２Ｍの反射部は楕円形状に限られるものではなく、必要に応じて矩形などにしてもよい。

本実施例に係る第１反射領域Ｇ１Ｍは、主に像面湾曲を補正する役割を果たしている。一般的に、光学系において像面湾曲を補正するためには、正のパワーと負のパワーとの打ち消し合いによって各光学面のペッツバール和を小さくし、ペッツバール像面が平面に近づくように光学設計が行われる。それに対して、本実施例に係る光学系１００では、第１光学素子Ｇ１の第１反射領域Ｇ１Ｍのサグ量を適切に設定することで像面湾曲を補正している。これについて、以下で詳細に説明する。

本実施例に係る光学系１００は、全体として正のパワーを有しているため、像面近傍に結像した際のペッツバール像面は、光軸Ａから周辺部へ向かうに従って物体側に変位した湾曲形状となる傾向がある。一方、第１反射領域Ｇ１Ｍは、凹形状、すなわち光軸Ａから周辺部へ向かうに従って像側に変位した形状であるため、第１反射領域Ｇ１Ｍと像面ＩＭＧとの間隔は光軸Ａから周辺部へ向かうに従って短くなる。

よって、第１反射領域Ｇ１Ｍが生じさせた像高毎の光路差により、光学系１００の像面湾曲を良好に補正することができる。さらに、第１反射領域Ｇ１Ｍを非球面とすることで、第１反射領域Ｇ１Ｍが球面である場合に補正しきれない像面湾曲を、第１反射領域Ｇ１Ｍの非球面成分によって補正することができる。これにより、第１反射領域Ｇ１Ｍのサグ量の設計自由度を向上させることができ、像面湾曲をより良好に補正することが可能になる。

なお、光学系の像面湾曲を補正するためには、光軸上と比較して周辺部の方でパワーが小さくなるように非球面を構成することが一般的である。一方、本実施例では、一般的な光学系とは異なり第１反射領域Ｇ１Ｍのサグ量により像面湾曲を補正しているため、第１反射領域Ｇ１Ｍの非球面量は光軸Ａ上と比較して周辺部でパワーが大きくなるように設定されている。

本実施例では、第１光学素子Ｇ１における屈折領域Ｇ１Ｔ及び第１反射領域Ｇ１Ｍによって、上述したような良好な収差補正を可能にしている。このとき、屈折領域Ｇ１Ｔ及び第１反射領域Ｇ１Ｍを一つの光学素子に設けることで、これらを互いに異なる光学素子に設ける場合と比較して、光学素子の枚数の増大や各光学素子の相対的な配置誤差の発生を抑制することができる。そして、第１光学素子Ｇ１を物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとすることで、光学系１００を広角化した場合にも、屈折領域Ｇ１Ｔによって倍率色収差を良好に補正することができる。

上述したように、本実施例に係る第３光学素子Ｇ３は、正パワーを有することで、凸反射面である第２反射領域Ｇ２Ｍを有する第２光学素子Ｇ２の像側面における屈折領域Ｇ２Ｔで発生するコマ収差等の諸収差を良好に補正している。このとき、本実施例のように第３光学素子Ｇ３の像側面を物体側に向かって凹形状とすることが望ましい。光学系１００における最も像側に配置された光学面（最終面）を物体側に向かって凹形状の屈折面とすることで、他の光学面で補正しきれなかった像面湾曲や非点収差を良好に補正することができる。ただし、必要に応じて第３光学素子Ｇ３の像側面を物体側に向かって凸形状としてもよいが、この場合は第３光学素子Ｇ３よりも像側に、物体側に向かって凹形状の屈折面を更に配置することが望ましい。

そして、後述する表１に示す通り、本実施例に係る光学系１００は、上述した条件式（１）及び（２）を満足している。これにより、例えば環境温度が２０℃から３０℃に変化した場合の全系のフォーカス変動を、０．３μｍに抑えることができる。

図２は、本実施例に係る光学系１００の横収差図である。図２では、光学系１００の５つの画角におけるＣ線（波長６５６．３ｎｍ）、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、及びｇ線（波長４３５．８ｎｍ）の夫々に対する横収差を示しており、数値の単位はｍｍである。図２を見て分かる通り、各収差（球面収差、コマ収差、倍率色収差、軸上色収差、像面湾曲、非点収差）が良好に補正されている。また、光学系１００の開口率（ビネッティング）は全画角において１００％であるため、第２反射領域Ｇ２Ｍによるケラレが生じておらず、軸上から軸外にかけて明るい光学系が実現できている。

［実施例２］
以下、本発明の実施例２に係る撮像装置２０００について説明する。本実施例に係る撮像装置２０００において、上述した実施例１に係る撮像装置１０００と同等の構成については説明を省略する。図３（ａ）は、撮像装置２０００の光軸Ａを含むＹＺ断面における要部概略図であり、図３（ｂ）は、撮像装置２０００をＹ方向から見たときの要部概略図である。

後述する表１に示す通り、本実施例に係る光学系２００は、上述した条件式（１）及び（２）を満足している。これにより、例えば環境温度が２０℃から３０℃に変化した場合の全系のフォーカス変動を、０．０μｍに抑えることができる。

図４は、本実施例に係る光学系２００の横収差図である。図４を見て分かる通り、各収差が良好に補正されている。また、光学系２００の開口率は全画角において１００％であり、軸上から軸外にかけて明るい光学系が実現できている。

［数値実施例］
以下、上述した実施例１及び２に係る各光学系に対応する数値実施例１及び２を示す。各数値実施例において、面番号は拡大側から数えたときの光学面の番号（ｉ）を示し、ｒは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径［ｍｍ］を示し、ｄは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間隔［ｍｍ］を示す。Ｎｄ及びνｄの夫々は、第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の媒質のｄ線に対する屈折率及びアッベ数を示す。また、Ｆｎｏは絞り値を示し、焦点距離の単位は［ｍｍ］である。ただし、面間隔ｄは、光路に沿って像側に向かうときに正、物体側に向かうときに負としている。なお、「Ｅ±Ｎ」は「×１０^±Ｎ」を意味している。

また、表１において、面番号の横に「＊」が付いている光学面は非球面である。各数値実施例における非球面形状の各光学面は、光軸Ａを中心とした回転対称形状であり、以下の非球面式で表される。

ただし、ｚは非球面形状の光軸方向のサグ量（ｍｍ）、ｃは光軸Ａ上における曲率（１／ｍｍ）、ｋは円錐定数（コーニック定数）、ｒは光軸Ａからの半径方向の距離（ｍｍ）、Ａ〜Ｇの夫々は４次項〜１４次項の非球面係数である。上記の非球面式において、第１項は参照球面のサグ量を示しており、この参照球面の曲率半径はＲ＝１／ｃである。また、第２項以降の項は、参照球面上に付与される非球面成分のサグ量（非球面量）を示している。

なお、数値実施例１では４次項〜１０次項の非球面係数を用いており、数値実施例２では４次項〜１４次項の非球面係数を用いているが、夫々１６次以上の項の非球面係数を用いてもよい。また、各数値実施例においては、光学面が非球面形状である場合、参照球面の曲率半径をその光学面の曲率半径としており、その曲率半径が上述した各条件式を満足している。

（数値実施例１）
各種データ
焦点距離 10.8
Ｆｎｏ（水平断面） 1.2
Ｆｎｏ（垂直断面） 3.0
画角（水平断面） ±25°
画角（垂直断面） ±14.5°

面データ
面番号 r d Nd νd
1 22.61 3.31 1.847 23.8
2* 22.98 3.15
3 37.27 7.97 1.487 70.2
4* 29.37 -7.97 1.487 70.2
5 37.27 -3.15
6* 22.98 3.15
7 37.27 7.97 1.487 70.2
8* 29.37 0.15
9 24.44 9.16 1.516 64.1
10 -43.13 0.89
11 ∞ 1.00 1.516 64.1
12 ∞ 1.00

非球面係数
面番号
2, 4,8 6,
K -4.65E-01 - -0.4202281
A 4.73E-06 2.27E-05 6.13E-06
B 2.78E-08 1.75E-10 1.59E-08
C -5.46E-11 5.85E-11 -8.36E-11
D 6.55E-13 -1.26E-13 6.80E-13
E -2.88E-15 - -2.47E-15
F 3.10E-18 - 4.08E-18

（数値実施例２）
各種データ
焦点距離 10.8
Ｆｎｏ（水平断面） 1.2
Ｆｎｏ（垂直断面） 3.0
画角（水平断面） ±25°
画角（垂直断面） ±14.5°

面データ
面番号 r d Nd νd
1 24.05 3.7 1.69 53.2
2* 23.35 6.2
3 27.97 5.9 1.59 67.0
4* 27.70 0.0 1.59 67.0
5 27.70 -5.9
6* 27.97 -6.2
7 23.35 6.2 1.59 67.0
8* 27.97 5.9
9 27.70 1.5 1.53 74.7
10 35.30 6.8
11 ∞ 1.1 1.52 64.1
12 ∞ 0.5

非球面係数
面番号
1 2,6 4,8
K -0.6444045 -4.11E-01 0.00E+00
A 1.75E-06 6.37E-06 8.47E-06
B -2.53E-09 1.28E-08 3.66E-08
C 2.43E-11 -2.03E-11 1.74E-10
D -2.33E-13 3.32E-13 -6.48E-14
E 1.73E-16 -1.12E-15 -8.47E-15
F 1.90E-18 3.86E-17

下記表１に、上述した各実施例に係る光学系についての各条件式に関する値を示す。ただし、Ｌ１、Ｌ２、Ｒ１、及びＬａの値は上述した各数値実施例から求められる。表１に示すように、各実施例に係る光学系は上述した条件式（１）〜（５）を満足している。

［車載システム］
図５は、本実施形態に係る車載カメラ１０及びそれを備える車載システム（運転支援装置）６００の構成図である。車載システム６００は、自動車（車両）等の移動可能な移動体（移動装置）により保持され、車載カメラ１０により取得した車両の周囲の画像情報に基づいて、車両の運転（操縦）を支援するためのシステムである。図６は、車載システム６００を備える移動装置としての車両７００の概略図である。図６においては、車載カメラ１０の撮像範囲５０を車両７００の前方に設定した場合を示しているが、撮像範囲５０を車両７００の後方や側方などに設定してもよい。

図５に示すように、車載システム６００は、車載カメラ１０と、車両情報取得装置２０と、制御装置（制御部、ＥＣＵ：エレクトロニックコントロールユニット）３０と、警告装置（警告部）４０とを備える。また、車載カメラ１０は、撮像部１と、画像処理部２と、視差算出部３と、距離取得部（取得部）４と、衝突判定部５とを備えている。画像処理部２、視差算出部３、距離取得部４、及び衝突判定部５で、処理部が構成されている。撮像部１は、上述した何れかの実施例に係る撮像装置に対応する。

図７は、本実施形態に係る車載システム６００の動作例を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って車載システム６００の動作を説明する。

まず、ステップＳ１では、撮像部１を用いて車両の周囲の障害物や歩行者などの対象物（被写体）を撮像し、複数の画像データ（視差画像データ）を取得する。

また、ステップＳ２では、車両情報取得装置２０により車両情報の取得を行う。車両情報とは、車両の車速、ヨーレート、舵角などを含む情報である。

ステップＳ３では、撮像部１により取得された複数の画像データに対して、画像処理部２により画像処理を行う。具体的には、画像データにおけるエッジの量や方向、濃度値などの特徴量を解析する画像特徴解析を行う。ここで、画像特徴解析は、複数の画像データの夫々に対して行ってもよいし、複数の画像データのうち一部の画像データのみに対して行ってもよい。

ステップＳ４では、撮像部１により取得された複数の画像データ間の視差（像ズレ）情報を、視差算出部３によって算出する。視差情報の算出方法としては、ＳＳＤＡ法や面積相関法などの既知の方法を用いることができるため、本実施形態では説明を省略する。なお、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４は、上記の順番に行われてもよいし、互いに並列して処理を行われてもよい。

ステップＳ５では、撮像部１により撮像した対象物との間隔情報を、距離取得部４によって取得（算出）する。距離情報は、視差算出部３により算出された視差情報と、撮像部１の内部パラメータ及び外部パラメータと、に基づいて算出することができる。なお、ここでの距離情報とは、対象物との間隔、デフォーカス量、像ズレ量、などの対象物との相対位置に関する情報のことであり、画像内における対象物の距離値を直接的に表すものでも、距離値に対応する情報を間接的に表すものでもよい。

そして、ステップＳ６では、車両情報取得装置２０により取得された車両情報や、距離取得部４により算出された距離情報を用いて、対象物までの距離が予め設定された設定距離の範囲内に含まれるか否かの判定を、衝突判定部５によって行う。これにより、車両の周囲の設定距離内に対象物が存在するか否かを判定し、車両と対象物との衝突可能性を判定することができる。衝突判定部５は、設定距離内に対象物が存在する場合は「衝突可能性あり」と判定し（ステップＳ７）、設定距離内に対象物が存在しない場合は「衝突可能性なし」と判定する（ステップＳ８）。

次に、衝突判定部５は、「衝突可能性あり」と判定した場合、その判定結果を制御装置３０や警告装置４０に対して通知（送信）する。このとき、制御装置３０は、衝突判定部５での判定結果に基づいて車両を制御し（ステップＳ６）、警告装置４０は、衝突判定部５での判定結果に基づいて車両のユーザ（運転者、搭乗者）への警告を行う（ステップＳ７）。なお、判定結果の通知は、制御装置３０及び警告装置４０の少なくとも一方に対して行えばよい。

制御装置３０は、車両の駆動部（エンジンやモータなど）に対して制御信号を出力することで、車両の移動を制御することができる。例えば、車両においてブレーキをかける、アクセルを戻す、ハンドルを切る、各輪に制動力を発生させる制御信号を生成してエンジンやモータの出力を抑制するなどの制御を行う。また、警告装置４０は、ユーザに対して、例えば警告音（警報）を発する、カーナビゲーションシステムなどの画面に警告情報を表示する、シートベルトやステアリングに振動を与えるなどの警告を行う。

以上、本実施形態に係る車載システム６００によれば、上記の処理により、効果的に対象物の検知を行うことができ、車両と対象物との衝突を回避することが可能になる。特に、上述した各実施例に係る光学系を車載システム６００に適用することで、車載カメラ１０の全体を小型化して配置自由度を高めつつ、広画角にわたって対象物の検知及び衝突判定を行うことが可能になる。

なお、距離情報の算出については、様々な実施形態が考えられる。一例として、撮像部１が有する撮像素子として、二次元アレイ状に規則的に配列された複数の画素部を有する瞳分割型の撮像素子を採用した場合について説明する。瞳分割型の撮像素子において、一つの画素部は、マイクロレンズと複数の光電変換部とから構成され、光学系の瞳における異なる領域を通過する一対の光束を受光し、対をなす画像データを各光電変換部から出力することができる。

そして、対をなす画像データ間の相関演算によって各領域の像ずれ量が算出され、距離取得部４により像ずれ量の分布を表す像ずれマップデータが算出される。あるいは、距離取得部４は、その像ずれ量をさらにデフォーカス量に換算し、デフォーカス量の分布（撮像画像の２次元平面上の分布）を表すデフォーカスマップデータを生成してもよい。また、距離取得部４は、デフォーカス量から変換される対象物との間隔の距離マップデータを取得してもよい。

また、車載システム６００や移動装置７００は、万が一移動装置７００が障害物に衝突した場合に、その旨を車載システムの製造元（メーカ）や移動装置の販売元（ディーラ）などに通知するための通知装置（通知部）を備えていてもよい。例えば、通知装置としては、移動装置７００と障害物との衝突に関する情報（衝突情報）を予め設定された外部の通知先に対して電子メールなどによって送信するもの採用することができる。

このように、通知装置によって衝突情報を自動通知する構成を採ることにより、衝突が生じた後に点検や修理などの対応を速やかに行うことができる。なお、衝突情報の通知先は、保険会社、医療機関、警察などや、ユーザが設定した任意のものであってもよい。また、衝突情報に限らず、各部の故障情報や消耗品の消耗情報を通知先に通知するように通知装置を構成してもよい。衝突の有無の検知については、上述した受光部２からの出力に基づいて取得された距離情報を用いて行ってもよいし、他の検知部（センサ）によって行ってもよい。

なお、本実施形態では、車載システム６００を運転支援（衝突被害軽減）に適用したが、これに限らず、車載システム６００をクルーズコントロール（全車速追従機能付を含む）や自動運転などに適用してもよい。また、車載システム６００は、自動車等の車両に限らず、例えば船舶や航空機、産業用ロボットなどの移動体に適用することができる。また、移動体に限らず、高度道路交通システム（ＩＴＳ）等の物体認識を利用する種々の機器に適用することができる。

［測距装置］
以下、上述した各実施例に係る撮像装置を車載カメラなどの測距装置に適用する場合について詳細に説明する。

上述したように、各実施例に係る光学系の垂直画角は、光軸Ａに対して片側にのみ設定されている。よって、光学系を車載カメラ１０に適用し、その車載カメラ１０を車両に設置する場合は、被写体の位置に応じて光学系の光軸Ａが水平方向に対して非平行となるように配置することが望ましい。例えば、上述した各実施例に係る光学系を測距光学系として採用する場合、光軸Ａを水平方向に対して上側に傾け、垂直画角の中心が水平方向に近づくように配置すればよい。なお、各光学系をＸ軸周りに１８０°回転（上下反転）させてから、光軸Ａが水平方向に対して下側に傾くように配置してもよい。これにより、車載カメラ１０の撮像範囲を適切に設定することができる。

ただし、各実施例に係る光学系においては、軸上での結像性能が最も高く、それに対して周辺画角での結像性能は低下するため、注目する被写体からの光束が光学系における軸上付近を通過するように配置することがより好ましい。例えば、車載カメラ１０によって道路上の標識や障害物などに注目する必要がある場合は、水平方向に対して上側（空側）よりも下側（地面側）の画角での結像性能を高めることが好ましい。このとき、各実施例に係る光学系を採用する場合、上述したように各光学系を一旦上下反転させてから、光軸Ａを水平方向に対して下側に傾け、光軸Ａの近傍の画角が下側を向くように配置すればよい。

図８は、各実施例に係る光学系を測距光学系として採用した場合の、第２反射領域Ｇ２Ｍにおける反射部をＺ方向における−Ｚ側から見たときの要部概略図である。図８において、実線は測距光学系の第２反射領域Ｇ２Ｍにおける反射部を示し、破線は実施例１及び２に係る光学系１００，２００の第２反射領域Ｇ２Ｍにおける反射部を示している。

図８に示すように、測距光学系の第２反射領域Ｇ２Ｍには、光軸Ａに対してＸ方向に偏心した二つの反射部２０１，２０２（第１及び第２の反射部）が設けられている。この二つの反射部２０１，２０２によれば、測距光学系の瞳を分割することができる。反射部２０１，２０２は、各実施例と同様に反射膜などによって形成される。なお、測距光学系の夫々における反射部２０１，２０２の各絞り値は、Ｘ方向及びＹ方向において共に３．０である。

瞳を二分割する測距光学系を採用する場合、その像面に配置される撮像素子としては、反射部２０１を通過した光束が形成した被写体の像と、反射部２０２を通過した光束が形成した被写体の像とを区別して光電変換できるものが採用される。このような撮像素子と、測距光学系と、上述した処理部とによって、車載カメラなどの測距装置を構成することができる。

被写体が測距光学系の焦点面上にあるときは、測距光学系の像面において、分割された二つの光束による像に位置ずれは発生しない。しかし、被写体が測距光学系の焦点面以外の位置にあるときは、分割された二つの光束による像に位置ずれが発生する。このとき、各光束が形成する像の位置ずれは被写体の焦点面からの変位量に対応しているので、各光束による像の位置ずれ量及び位置ずれの方向を取得することで、被写体までの距離を測定することができる。

また、測距光学系の各光学素子を上述した各実施例と同様に構成することで、諸収差を良好に補正することができ、高い測距精度を実現することが可能になる。このとき、測距光学系の開口率は全画角において１００％となるため、この測距光学系を測距装置に適用することで、全画角において安定した測距精度を確保することができる。

なお、測距光学系では二つの反射部をＸ方向に偏心させているが、必要に応じてＹ方向に偏心させてもよい。ただし、測距精度を向上させるためには、二つの反射部をＸ方向に偏心させることが望ましい。これは、二つの反射部を適用する前の光学系１００，２００において、光軸Ａに対して非対称であるＹ方向における絞り値よりも、光軸Ａに対して対称であるＸ方向における絞り値の方が小さいためである。

第２反射領域Ｇ２ＭがＸ方向において互いに離間した二つの反射部を含む場合においても、その有効領域のＸ方向の直径をＹ方向の直径よりも大きく設定することが望ましい。言い換えると、二つの反射部のＸ方向において最も離れた端部同士の距離を、二つの反射部のＹ方向における最大径よりも大きく設定することが望ましい。これにより、ＺＸ断面において明るさと解像度を向上させつつ、ＹＺ断面において光路干渉を回避し易くすることができる。

［投影装置］
上述した各実施例に係る光学系を投影光学系として投影装置に適用する場合、光学系の縮小面の位置に液晶パネル（空間変調器）等の表示素子の表示面が配置される。ただし、光学系が投影装置に適用される場合は、物体側と像側とが反転して光路が逆向きになる。すなわち、物体側に配置された表示素子の表示面（縮小面）に表示される画像を、光学系により像側に配置されたスクリーン等の投影面（拡大面）に投影（結像）させる構成を採ることができる。この場合にも、光学系を撮像装置に適用した場合と同様に、各実施例における各条件式を満足することが望ましい。

［変形例］
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。

例えば、各実施例では第１光学素子Ｇ１として第１反射領域Ｇ１Ｍ及び屈折領域Ｇ１Ｔの両方を含む反射屈折素子を採用しているが、第１光学素子Ｇ１として第１反射領域Ｇ１Ｍのみを含む反射素子（ミラー）を採用してもよい。

なお、撮像装置を外部（車両や建物）に対して固定（位置決め）する場合、光学系及び撮像素子を保持する保持部材（筐体）に位置決めのための基準面を設けることが考えられる。例えば、撮像装置を車両や建物の天井に設置する場合、夫々を鉛直方向において位置決めするためには、保持部材における光軸Ａに対して鉛直方向における上側にのみ基準面を設ければよい。その際、上述したように、光学系の光軸Ａを適切に傾けるためには、保持部材における基準面が光軸Ａに対して非平行となるように構成することが望ましい。例えば、図９に示すように、保持部材６０の鉛直方向における上側（＋Ｖ側）の端部に、水平面（ＨＸ平面）と略平行な基準面７０を設ければよい。

１００ 光学系
Ｇ１ 第１光学素子
Ｇ２ 第２光学素子
Ｇ３ 第３光学素子
Ｇ１Ｍ 第１反射領域
Ｇ２Ｍ 第２反射領域

Claims (20)

1. 拡大側に向かって凸形状の第１反射領域を含む第１光学素子と、
   拡大側に向かって凸形状の縮小側面を有する第２光学素子と、
   拡大側に向かって凸形状の拡大側面を有する第３光学素子とを備え、
   前記第２光学素子の縮小側面又は前記第３光学素子の拡大側面は第２反射領域を含み、
   拡大側からの光は、前記第２反射領域、前記第１反射領域、前記第２光学素子の屈折領域、及び前記第３光学素子の屈折領域を順に介して縮小側へ向かい、
   前記第１光学素子の屈折率の温度係数をＤＮＤＴ１、前記第２光学素子の屈折率の温度係数をＤＮＤＴ２、前記第３光学素子の屈折率の温度係数をＤＮＤＴ３とするとき、
   ＤＮＤＴ１、ＤＮＤＴ１、及びＤＮＤＴ３の少なくとも一つは負の値であり、
   ０．００＜｜ＤＮＤＴ１／ＤＮＤＴ２｜＜１２．００
   ０．００＜｜ＤＮＤＴ３／ＤＮＤＴ２｜＜８．００
   なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
2. 前記第２反射領域は、前記光の一部を反射する反射部と、前記光の一部を遮光する遮光部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
3. 前記第２反射領域は、前記光の一部を反射する第１及び第２の反射部と、前記光の一部を遮光する遮光部とを含み、前記第１及び第２の反射部は、前記第１の断面に垂直な第１の方向において互いに離間していることを特徴とする請求項２に記載の光学系。
4. 前記第２反射領域は、前記第２光学素子の縮小側面に含まれることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学系。
5. 前記第２光学素子の屈折領域は、負のパワーを有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の光学系。
6. 前記第１反射領域は、前記第１光学素子の縮小側面に含まれることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の光学系。
7. 前記第１光学素子は、正のパワーの屈折領域を含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の光学系。
8. 前記第１反射領域を含む光学面と前記第２反射領域を含む光学面との間隔をＬ１、前記第１反射領域を含む光学面と受光面との間隔をＬ２とするとき、
   １．５≦Ｌ２／Ｌ１≦６．５
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の光学系。
9. 前記第１反射領域を含む光学面と前記第２反射領域を含む光学面との間隔をＬ１、前記第１反射領域を含む光学面の曲率半径をＲ１とするとき、
   １．３≦｜Ｒ１／Ｌ１｜≦４．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の光学系。
10. 前記第３光学素子の前記屈折領域は、正のパワーを有することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の光学系。
11. 請求項１乃至１０の何れか一項に記載の光学系と、該光学系を介して物体を撮像する撮像素子とを備ることを特徴とする撮像装置。
12. 請求項１１に記載の撮像装置と、該撮像装置により取得される前記物体の距離情報に基づいて車両と前記物体との衝突可能性を判定する判定部とを備えることを特徴とする車載システム。
13. 前記車両と前記物体との衝突可能性が有ると判定された場合に、前記車両の駆動部に制動力を発生させる制御信号を出力する制御装置を備えることを特徴とする請求項１２に記載の車載システム。
14. 前記車両と前記物体との衝突可能性が有ると判定された場合に、前記車両の運転者に対して警告を行う警告装置を備えることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の車載システム。
15. 前記車両と前記対象物との衝突に関する情報を外部に通知する通知装置を備えることを特徴とする請求項１２乃至１４の何れか一項に記載の車載システム。
16. 請求項１５に記載の撮像装置を備え、該撮像装置を保持して移動可能であることを特徴とする移動装置。
17. 前記撮像装置により取得される前記物体の距離情報に基づいて前記物体との衝突可能性を判定する判定部を有することを特徴とする請求項１６に記載の移動装置。
18. 前記物体との衝突可能性が有ると判定された場合に、移動を制御する制御信号を出力する制御部を備えることを特徴とする請求項１７に記載の移動装置。
19. 前記物体との衝突可能性が有ると判定された場合に、前記移動装置の運転者に対して警告を行う警告部を備えることを特徴とする請求項１７又は１８に記載の移動装置。
20. 前記物体との衝突に関する情報を外部に通知する通知部を備えることを特徴とする請求項１６乃至１９の何れか一項に記載の移動装置。

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