JP2021173788A - 光学系および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型かつ小型であって望遠な光学系を提供する。【解決手段】光学系（１ａ）は、物体側から像側へ順に、少なくとも１つの回転非対称な形状の屈折面（Ｓ１、Ｓ２）と少なくとも１つの回転非対称な形状の反射面（Ｒ１）を有する第１群（Ｌ１）と、開口絞り（ＳＰ）と、少なくとも２つの回転非対称な形状の反射面（Ｒ２、Ｒ３）を有する第２群（Ｌ２）とを有し、第１群の最も像側の反射面（Ｒ１）と第２群の最も物体側の反射面（Ｒ２）とを結ぶ光路と第２群の最も像側の反射面（Ｒ３）と像面とを結ぶ光路とが交差し、物体側から第１群の最も像側の反射面（Ｒ１）までの基準光線（ＯＡ）に沿う方向をＸ方向とし、第１群の最も像側の反射面（Ｒ１）で基準光線が折り曲げられる平面をＸ−Ｙ平面とし、第１群の最も物体側の面（屈折面Ｓ１）から第１群の最も像側の反射面（Ｒ１）までのＹ方向の合成屈折力が正となる。【選択図】図１

Description

本発明は、光学系および撮像装置に関する。

近年、タブレット端末やスマートフォンなどのデジタル機器の小型化に伴い、光学系の小型化および薄型化が要求されている。特許文献１および特許文献２には、反射面に屈折力を持たせ光軸方向の光路を折りたたむことで、小型化かつ薄型化を実現した光学系（非共軸光学系）が開示されている。

特開２００３−８４２００号公報 特開２００５−６２８０３号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示されている光学系（非共軸光学系）は、広角な光学系であり、その構成を保ちつつ望遠化すると大型化してしまう。非共軸光学系は、反射面に屈折力を持たせることで小型化に有利であるが、光学系の回転対称性がないため、共軸光学系では発生しない収差が発生する点で不利である。収差を補正しつつ、望遠な非共軸光学系を実現するには、特許文献１や特許文献２に開示されている光学系とは異なる構成が必要である。

そこで本発明は、薄型かつ小型であって望遠な光学系および撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての光学系は、物体側から像側へ順に、少なくとも１つの回転非対称な形状の屈折面と少なくとも１つの回転非対称な形状の反射面を有する第１群と、開口絞りと、少なくとも２つの回転非対称な形状の反射面を有する第２群とを有し、前記第１群の最も像側の反射面と前記第２群の最も物体側の反射面とを結ぶ光路と前記第２群の最も像側の反射面と像面とを結ぶ光路とが交差し、基準光線を前記開口絞りの中心と像面中心で決まる光線の延長線とし、物体側から前記第１群の最も像側の前記反射面までの前記基準光線に沿う方向をＸ方向とし、前記第１群の最も像側の反射面で基準光線が折り曲げられる平面をＸ−Ｙ平面とし、前記第１群の最も物体側の面から前記第１群の最も像側の反射面までのＹ方向の合成屈折力が正となる。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、薄型かつ小型であって望遠な光学系および撮像装置を提供することができる。

実施例１における光学系のＸ−Ｙ断面図である。 実施例１における光学系の無限遠合焦時のスポットダイアグラムである。 実施例２における光学系のＸ−Ｙ断面図である。 実施例２における光学系の無限遠合焦時のスポットダイアグラムである。 実施例３における光学系のＸ−Ｙ断面図である。 実施例３における光学系の無限遠合焦時のスポットダイアグラムである。 実施例３における光学系の至近物体（第１面から１０００ｍｍ）合焦時のスポットダイアグラムである。 実施例４における光学系のＸ−Ｙ断面図である。 実施例４における光学系の無限遠合焦時のスポットダイアグラムである。 実施例５における光学系のＸ−Ｙ断面図である。 実施例５における光学系の無限遠合焦時のスポットダイアグラムである。 各実施例における光学系を備えた撮像装置の構成図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各実施例は、例えばタブレット端末やスマートフォンなどの撮像装置に適した薄型かつ小型で望遠な光学系に関する。

図１、図３、図５、図８、図１０はそれぞれ、本発明の実施例１〜５（数値実施例１〜５）における光学系（撮像光学系）１ａ〜１ｅのＸ−Ｙ断面図である。各図中の左側が物体側、右側が像側である。ＯＡは、基準光線である。Ｌ１は、回転非対称な形状の反射面を有する第１群である。Ｌ２は、回転非対称な形状の反射面を有する第２群である。Ｒｉは、第ｉ番目の反射面である。Ｎｉは、第ｉ番目の反射面の面法線である。Ｓｉは、第ｉ番目の屈折面である。ＳＰは、開口絞り（開口部）である。ＩＰは、像面である。像面は、ＣＭＯＳセンサなどの光電変換素子（撮像素子）の撮像面に相当する。ＧＢは、ローパスフィルターやＩＲカットフィルターなどのガラスブロックである。

基準光線（光軸）ＯＡに関しては、図１に示されるように、光学系１ａの絞りＳＰの中心と像面ＩＰの中心とで決まる光線の延長線と定義する。物体側から第１面に向かい基準光線ＯＡに沿う方向をＸ軸正方向とし、第１群Ｌ１の最も像側の反射面で基準光線ＯＡが折り曲げられる平面をＸ−Ｙ平面とし、Ｘ−Ｙ平面に直交する方向をＺ方向とする。以下、薄型かつ小型であって望遠な光学系（非共軸光学系）の構成について説明する。

本発明の撮像光学系（光学系１ａ〜１ｅ）は、物体側から像側へ順に、第１群Ｌ１、開口絞りＳＰ、および、第２群Ｌ２を有する。第１群Ｌ１は、少なくとも１つの回転非対称な形状の屈折面と少なくとも１つの回転非対称な形状の反射面を有する。第２群Ｌ２は、少なくとも２つの回転非対称な形状の反射面を有する。第１群Ｌ１の最も像側の反射面と第２群Ｌ２の最も物体側の反射面とを結ぶ光路と第２群Ｌ２の最も像側の反射面と像面ＩＰとを結ぶ光路とが交差し、基準光線ＯＡを開口絞りＳＰの中心と像面ＩＰの中心（像面中心）で決まる光線の延長線とする。物体側から第１群Ｌ１の最も像側の反射面までの基準光線ＯＡに沿う方向をＸ方向とする。第１群Ｌ１の最も像側の反射面で基準光線ＯＡが折り曲げられる平面をＸ−Ｙ平面とする。第１群Ｌ１の最も物体側の面（屈折面Ｓ１）から第１群Ｌ１の最も像側の反射面までのＹ方向の合成屈折力は正となるように構成される。

薄型かつ小型の光学系を実現するには、光軸を折り曲げる反射面を設けることが有効である。屈折面だけで構成された光学系は、光軸を折り曲げることができず、光学系全体を小型にすることが困難である。第１群Ｌ１の反射面により、Ｘ方向の短縮すなわち薄型化が実現できる。また、第１群Ｌ１の最も像側の反射面と第２群の最も物体側の反射面とを結ぶ光路と第２群の最も像側の反射面と像面を結ぶ光路が交差するように構成することで、Ｙ方向の短縮すなわち小型化が可能である。同じ光路長をとる場合に、光線が同領域を通過することになり第２群Ｌ２を小型にすることができる。物体側から像側へ順に、第１群Ｌ１、開口絞りＳＰ、および、第２群Ｌ２からなることで、開口絞りＳＰに対する対称性を考慮した構成をとるため、軸外収差を良好に補正することができる。

第１群Ｌ１と第２群Ｌ２の各反射面は、光軸に対して回転非対称な面形状を有する。反射面は屈折力を持たせても原理的に色収差の発生がなく、色収差補正のための光学系を付加する必要はない。そのため、屈折光学系を用いた光学系に比べて、光学素子の構成を少なくすることで、小型化、薄型化が得られる。

第１群Ｌ１は、回転非対称な形状の屈折面を有する。回転非対称な面形状の反射面を配置すると、従来の共軸光学系では発生しない収差が発生する。屈折面を光軸に対し回転非対称な面形状とすることにより、収差を補正することができる。

第１群Ｌ１の最も物体側の面から第１群Ｌ１の最も像側の反射面までのＹ方向の合成屈折力が正となるように構成することで、望遠な光学系を実現することができる。また、第１群Ｌ１の最も像側の反射面から射出する軸上マージナル光線が収斂される。このため、第２群Ｌ２の最も物体側の面の光学有効径を小さくすることができ、Ｘ方向の短縮すなわち薄型化を実現することができる。

各実施例では、以上の構成により、薄型かつ小型であって望遠な光学系（非共軸光学系）を実現している。

好ましくは、各実施例において、以下の条件式（１）〜（５）の少なくとも１つを満足する。

０．５０＜Ｐ１ＰＹ／ＰＹ＜２．５０ ・・・（１）
０．５０＜Ｐ１Ｒ／ＰＹ＜２．００ ・・・（２）
１．２０＜Ｐ２Ｙ／ＰＹ＜２．５０ ・・・（３）
１．５０＜Ｐ２Ｚ／ＰＺ＜４．００ ・・・（４）
−１．５０＜Ｐ１Ｚ／ＰＺ＜−０．２８ ・・・（５）
ここで、第１群Ｌ１の最も物体側の面から第１群Ｌ１の最も像側の反射面までのＹ方向の合成屈折力をＰ１ＰＹとする。第１群Ｌ１の最も像側の反射面のＹ方向の屈折力をＰ１Ｒとする。第１群Ｌ１のＺ方向の屈折力をＰ１Ｚとする。第２群Ｌ２のＹ方向の屈折力をＰ２Ｙとする。第２群Ｌ２のＺ方向の屈折力をＰ２Ｚとする。光学系（全系）のＹ方向の屈折力をＰＹとする。光学系（全系）のＺ方向の屈折力をＰＺとする。

条件式（１）は、第１群Ｌ１の最も物体側の面から第１群Ｌ１の最も像側の反射面までのＹ方向の合成屈折力に関する。条件式（１）の下限を下回ると、第１群Ｌ１の最も物体側の面から第１群Ｌ１の最も像側の反射面までのＹ方向の合成屈折力が弱くなり過ぎる。このため、正の屈折力が弱くなり過ぎ、光学系の全長（第１面から像面までの各面間隔の総和）が大きくなり、小型化を達成できない。一方、条件式（１）の上限を上回ると、第１群Ｌ１の最も物体側の面から第１群Ｌ１の最も像側の反射面までのＹ方向の合成屈折力が強くなり過ぎ、収差が劣化する。第１群Ｌ１の屈折面に強い正の屈折力を持たせた場合、色収差が大きく発生し補正のため多くの屈折光学系が必要となり、小型化を達成できない。第１群Ｌ１の反射面に強い正の屈折力を持たせた場合、偏心コマ収差が大きくなるため好ましくない。

条件式（２）は、第１群Ｌ１の最も像側の反射面のＹ方向の屈折力に関する。条件式（２）の下限を下回ると、第１群Ｌ１の最も像側の反射面のＹ方向の屈折力が弱くなり過ぎる。このため、第１群Ｌ１の最も物体側の物体側の反射面から射出する軸上マージナル光線が十分に収斂されず、Ｘ方向の短縮すなわち薄型化が達成できない。一方、条件式（２）の上限を上回ると、反射面の正の屈折力が強くなり過ぎ、偏心コマ収差が大きくなるため好ましくない。

条件式（３）は、第２群Ｌ２のＹ方向の屈折力Ｐ２Ｙに関する。条件式（３）の下限を下回ると、第２群Ｌ２のＹ方向の屈折力が弱くなり過ぎる。このため、バックフォーカスが大きくなり、小型化が達成できない。一方、条件式（３）の上限を上回ると、第２群Ｌ２のＹ方向の屈折力が強くなり過ぎる。このため、第２群Ｌ２の反射面の屈折力が強くなりすぎ、軸外の偏心コマ収差が大きく発生し、補正が困難となり好ましくない。

条件式（４）は、第２群Ｌ２のＺ方向の屈折力Ｐ２Ｚに関する。条件式（４）の下限を下回ると、第２群Ｌ２のＺ方向の屈折力が弱くなり過ぎる。このため、バックフォーカスが大きくなり、小型化が達成できない。一方、条件式（４）の上限を上回ると、第２群Ｌ２のＺ方向の屈折力が強くなり過ぎる。このため、第２群Ｌ２の反射面の屈折力が強くなりすぎ、軸外の偏心コマ収差が大きく発生し、補正が困難となり好ましくない。

条件式（５）は、第１群Ｌ１のＺ方向の屈折力Ｐ１Ｚに関する。条件式（５）の下限を下回ると、第１群Ｌ１のＺ方向の屈折力が強くなり過ぎ、収差が劣化する。第１群Ｌ１の屈折面に強い負の屈折力を持たせた場合、色収差が大きく発生し補正のため多くの屈折光学系が必要となり、小型化を達成できない。第１群Ｌ１の反射面に強い負の屈折力を持たせた場合、偏心コマ収差が大きくなるため好ましくない。一方、条件式（５）の上限を上回ると、第１群Ｌ１のＺ方向の負の屈折力が弱くなり過ぎるか、正の屈折力をもつようになる。このため、第２群Ｌ２の正の屈折力で生じる色収差の補正が困難になるため、好ましくない。

より好ましくは、条件式（１）〜（５）の数値範囲はそれぞれ、以下の条件式（１ａ）〜（５ａ）のように設定される。

０．６０＜Ｐ１ＰＹ／ＰＹ＜２．００ ・・・（１ａ）
０．７０＜Ｐ１Ｒ／ＰＹ＜１．７５ ・・・（２ａ）
１．３０＜Ｐ２Ｙ／ＰＹ＜２．３０ ・・・（３ａ）
１．６０＜Ｐ２Ｚ／ＰＺ＜３．５０ ・・・（４ａ）
−１．２０＜Ｐ１Ｚ／ＰＺ＜−０．２９ ・・・（５ａ）
さらに好ましくは、条件式（１ａ）〜（５ａ）の数値範囲はそれぞれ、以下の条件式（１ｂ）〜（５ｂ）のように設定される。

０．７０＜Ｐ１ＰＹ／ＰＹ＜１．８０ ・・・（１ｂ）
０．７５＜Ｐ１Ｒ／ＰＹ＜１．５０ ・・・（２ｂ）
１．３５＜Ｐ２Ｙ／ＰＹ＜２．２５ ・・・（３ｂ）
１．７０＜Ｐ２Ｚ／ＰＺ＜３．４０ ・・・（４ｂ）
−１．００＜Ｐ１Ｚ／ＰＺ＜−０．３０ ・・・（５ｂ）
また好ましくは、光学系の屈折面を有する光学部材は、樹脂で構成される。樹脂として、ポリエステル樹脂、環状オレフィンポリマー等が挙げられる。これにより、回転非対称な形状の製造が容易になる。

以下、各実施例の光学系１ａ〜１ｅの具体的な構成について説明する。各実施例の光学系１ａ〜１ｅは、物体側から像側へ順に、第１群Ｌ１、開口絞りＳＰ、および、第２群Ｌ２を有する。第１群Ｌ１は、少なくとも１つの回転非対称な形状の屈折面と少なくとも１つの回転非対称な形状の反射面を有する。第２群Ｌ２は、少なくとも２つの回転非対称な形状の反射面を有する。また、第１群Ｌ１の最も像側の反射面と第２群Ｌ２の最も物体側の反射面とを結ぶ光路と第２群Ｌ２の最も像側の反射面と像面ＩＰとを結ぶ光路とが交差するように構成される。

図１に示されるように、実施例１の光学系１ａにおいて、第１群Ｌ１は物体側から像側へ順に、回転非対称な形状の屈折面Ｓ１、回転非対称な形状の反射面Ｒ１、および、回転非対称な形状の屈折面Ｓ２で構成される。反射面Ｒ１は、基準光線（光軸）ＯＡと面法線Ｎ１とのなす角が−４７．２度となるように配置される。第２群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、回転非対称な形状の屈折面Ｓ３、回転非対称な形状の反射面Ｒ２、回転非対称な形状の反射面Ｒ３、および、回転非対称な形状の屈折面Ｓ４で構成される。反射面Ｒ２は、基準光線ＯＡと面法線Ｎ２とのなす角が−１８．４度となるように配置される。反射面Ｒ３は、基準光線ＯＡと面法線Ｎ３とのなす角が−２４．４度となるように配置される。第１群Ｌ１と第２群Ｌ２はそれぞれプリズムで構成されるため、光学系１ａの屈折力を有する光学部材の数を少なくし、製造および組立てが容易になる。また、プリズムの内部は空気よりも高い屈折率になるため、空気よりも光路長を長くとることができ、光学系１ａの薄型化および小型化が可能である。

図３に示されるように、実施例２の光学系１ｂにおいて、第１群Ｌ１は物体側から像側へ順に、回転非対称な形状の屈折面Ｓ１、回転非対称な形状の反射面Ｒ１、および、回転非対称な形状の屈折面Ｓ２で構成される。反射面Ｒ１は、基準光線（光軸）ＯＡと面法線Ｎ１とのなす角が−４５．７度となるように配置される。第２群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、回転非対称な形状の屈折面Ｓ３、回転非対称な形状の反射面Ｒ２、回転非対称な形状の反射面Ｒ３、および、回転非対称な形状の屈折面Ｓ４で構成される。反射面Ｒ２は、基準光線ＯＡと面法線Ｎ２とのなす角が−２３．０度となるように配置される。反射面Ｒ３は、基準光線ＯＡと面法線Ｎ３とのなす角が−２１．３度となるように配置される。第１群Ｌ１と第２群Ｌ２はそれぞれプリズムで構成されるため、光学系１ｂの薄型化および小型化が可能である。

図５に示されるように、実施例３の光学系１ｃにおいて、第１群Ｌ１は物体側から像側へ順に、回転非対称な形状の屈折面Ｓ１、回転非対称な形状の反射面Ｒ１、および、回転非対称な形状の屈折面Ｓ２で構成される。反射面Ｒ１は、基準光線（光軸）ＯＡと面法線Ｎ１とのなす角が−４２．３度となるように配置される。第２群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、回転非対称な形状の屈折面Ｓ３、回転非対称な形状の反射面Ｒ２、回転非対称な形状の反射面Ｒ３、および、回転非対称な形状の屈折面Ｓ４で構成される。反射面Ｒ２は、基準光線ＯＡと面法線Ｎ２とのなす角が−２４．５度となるように配置される。反射面Ｒ３は、基準光線ＯＡと面法線Ｎ３とのなす角が−２３．２度となるように配置される。第１群Ｌ１と第２群Ｌ２はそれぞれプリズムで構成されるため、光学系１ｂの薄型化および小型化が可能である。実施例３の光学系１ｃは、実施例１の光学系１ａと比較して、光学系の全体をＸ方向に−０．２０ｍｍ移動することにより無限遠の物体から至近距離（１０００ｍｍ）の物体にフォーカスが可能である。

図７に示されるように、実施例４の光学系１ｄにおいて、第１群Ｌ１は物体側から像側へ順に、回転非対称な形状の屈折面Ｓ１、回転非対称な形状の反射面Ｒ１、および、回転非対称な形状の屈折面Ｓ２で構成される。反射面Ｒ１は、基準光線（光軸）ＯＡと面法線Ｎ１とのなす角が−４２．６度となるように配置される。第２群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、回転非対称な形状の屈折面Ｓ３、回転非対称な形状の屈折面Ｓ４、回転非対称な形状の屈折面Ｓ５、回転非対称な形状の反射面Ｒ２、回転非対称な形状の反射面Ｒ３、および、回転非対称な形状の屈折面Ｓ６で構成される。反射面Ｒ２は、基準光線ＯＡと面法線Ｎ２とのなす角が−２６．２度となるように配置される。反射面Ｒ３は、基準光線ＯＡと面法線Ｎ３とのなす角が−２１．２度となるように配置される。第１群Ｌ１はプリズムで構成され、第２群Ｌ２はレンズとプリズムで構成される。実施例４の光学系１ｄは、実施例１の光学系１ａと比較して、第２群Ｌ２に回転非対称な形状のレンズを挿入することで、より偏心収差の補正された高性能な光学系を実現することができる。

図１０に示されるように、実施例５の光学系１ｅにおいて、第１群Ｌ１は、物体側から像側へ順に、回転非対称な形状の屈折面Ｓ１、回転非対称な形状の屈折面Ｓ２、および、回転非対称な形状の反射面Ｒ１で構成される。反射面Ｒ１は、基準光線（光軸）ＯＡと面法線Ｎ１とのなす角が−４７．０度となるように配置される。第２群Ｌ２は、物体側から像側へ順に、回転非対称な形状の反射面Ｒ２、および、回転非対称な形状の反射面Ｒ３で構成される。反射面Ｒ２は、基準光線ＯＡと面法線Ｎ２とのなす角が−１５．３度となるように配置される。反射面Ｒ３は、基準光線ＯＡと面法線Ｎ３とのなす角が−２７．６度となるように配置される。第１群Ｌ１はレンズとミラーで構成され、第２群Ｌ２はミラーで構成される。実施例５の光学系１ｅは、実施例１の光学系１ａと比較して、中空であるため光学系の軽量化が可能である。

以下、実施例１〜５のそれぞれの具体的な数値実施例１〜５を示す。各数値実施例において、ｉは物体側から基準軸光線が通過する順番に数えた順序を示し、ｒｉは第ｉ番目の光学面（第ｉ面）の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の光軸に沿った軸上間隔を示す。また、ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する第ｉ番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数である。ｔｈｅｔａｉは第ｉ面の面法線と光軸のなす角度である。＊は、非球面形状を有する面を意味している。回転非対称な面形状は、以下の式（Ａ）のように表される。ここで、面法線方向をＸ′軸、Ｘ−Ｙ平面上の面法線と垂直な方向をＹ′軸、Ｘ′軸およびＹ′軸のそれぞれと右手直交系座標を形成する方向をＺ′軸とする。また、Ｃ２０、Ｃ０２、Ｃ３０、Ｃ１２、Ｃ４０、Ｃ２２、Ｃ０４、Ｃ５０、Ｃ３２、Ｃ１４、Ｃ６０、Ｃ４２、Ｃ２４、Ｃ０６はそれぞれ、非球面係数である。

図２、図４、図６、図９、および、図１１はそれぞれ、数値実施例１〜５の光学系１ａ〜１ｅにおける無限遠合焦時のスポットダイアグラムである。図７は、数値実施例３における至近物体（第１面から１０００ｍｍ）合焦時のスポットダイアグラムである。スポットダイアグラムの計算波長はｄ線（波長０．５８７６μｍ）である。方位角は、像面のＹ方向から時計回りを正とした角度である。
表１は、前述の各条件式と各数値実施例との関係を示す。

（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd theta
1* ∞ 2.73 1.64220 22.4 0.0
2* ∞ 3.25 (反射面) -47.2
3* ∞ 0.50 air 0.0
4(絞り) ∞ 0.10 air 0.0
5* ∞ 6.18 1.54390 56.0 0.0
6* ∞ 4.32 (反射面) -18.4
7* ∞ 3.89 (反射面) -24.4
8* ∞ 0.55 air 0.0
9 ∞ 0.23 1.51633 64.1 0.0
10 ∞ 0.16 air 0.0
像面 ∞

非球面データ
第１面
C20 = 3.667884E-02 C02 = 4.140991E-02
C30 = 1.329827E-03 C12 = 1.951509E-04
C40 = -7.653264E-05 C22 = 3.483758E-05
C04 = 7.701439E-05

第２面
C20 = -6.944100E-03 C02 = -1.731925E-03
C30 = -2.698807E-04 C12 = -6.632726E-05
C40 = -1.364810E-05 C22 = -1.261176E-05
C04 = -1.026168E-05

第３面
C20 = 1.195791E-01 C02 = 1.077480E-01
C30 = 3.299825E-03 C12 = 5.958943E-04
C40 = -6.905434E-04 C22 = 3.644266E-04
C04 = -1.219773E-03

第５面
C20 = 1.200078E-01 C02 = 1.500186E-01
C30 = 3.606674E-04 C12 = -6.235057E-04
C40 = -5.827845E-04 C22 = 1.005753E-03
C04 = -6.272382E-04

第６面
C20 = 2.820464E-02 C02 = -3.305480E-04
C30 = 1.015500E-04 C12 = -6.076267E-04
C40 = -7.496194E-05 C22 = 3.189612E-04
C04 = 4.454685E-04

第７面
C20 = -2.552185E-02 C02 = 9.398848E-03
C30 = 5.205811E-05 C12 = 2.067389E-03
C40 = 1.538189E-04 C22 = 8.867041E-04
C04 = 5.272203E-04

第８面
C20 = 7.369164E-02 C02 = 5.471092E-02
C30 = -4.480186E-03 C12 = -3.621831E-02
C40 = -3.739922E-03 C22 = -6.039228E-03
C04 = -9.141810E-04

各種データ
（物体距離無限遠）
Ｘ−Ｙ断面の焦点距離 14.45
Ｘ−Ｚ断面の焦点距離 14.45
Ｘ−Ｙ断面のＦナンバー 3.40
Ｘ−Ｚ断面のＦナンバー 3.95
Ｘ−Ｙ断面像高 3.00
Ｘ−Ｚ断面像高 4.00

レンズ群データ
(物体距離無限遠)
群 始面 Ｘ−Ｙ断面の焦点距離 Ｘ−Ｚ断面の焦点距離
1 1 1491.52 -20.24
2 5 10.34 4.99


（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd theta
1* ∞ 2.57 1.64220 22.4 0.0
2* ∞ 4.03 (反射面) -45.7
3* ∞ 0.30 air 0.0
4(絞り) ∞ 0.10 air 0.0
5* ∞ 6.57 1.54390 56.0 0.0
6* ∞ 3.17 (反射面) -23.0
7* ∞ 3.55 (反射面) -21.3
8* ∞ 0.55 air 0.0
9 ∞ 0.23 1.51633 64.1 0.0
10 ∞ 0.15 air 0.0
像面 ∞

非球面データ
第１面
C20 = 3.052865E-02 C02 = 3.557731E-02
C30 = 1.470848E-03 C12 = -1.169304E-04
C40 = -1.408088E-05 C22 = 4.616946E-05
C04 = 2.351634E-04

第２面
C20 = -5.916712E-03 C02 = -1.133912E-03
C30 = -2.104912E-04 C12 = 4.088796E-05
C40 = -1.139266E-05 C22 = -8.463397E-06
C04 = -7.990212E-06

第３面
C20 = 1.040937E-01 C02 = 1.001065E-01
C30 = 5.472606E-03 C12 = -1.735384E-03
C40 = -5.286141E-04 C22 = -1.100666E-03
C04 = -1.092401E-03

第５面
C20 = 1.214197E-01 C02 = 1.658296E-01
C30 = 1.060770E-03 C12 = -8.184515E-04
C40 = -3.919554E-04 C22 = 3.191830E-05
C04 = -6.419199E-04

第６面
C20 = 1.929810E-02 C02 = 1.929968E-03
C30 = -1.043763E-03 C12 = 1.500686E-04
C40 = -2.758099E-05 C22 = 6.175353E-04
C04 = 7.821894E-04

第７面
C20 = -1.788048E-02 C02 = 1.320826E-02
C30 = 4.651808E-04 C12 = 1.645096E-03
C40 = 4.613679E-04 C22 = 1.373168E-03
C04 = 1.064359E-03

第８面
C20 = 9.472577E-02 C02 = 7.487999E-02
C30 = -2.287625E-03 C12 = -3.511236E-02
C40 = -4.031257E-03 C22 = -9.998165E-03
C04 = -4.476913E-03

各種データ
（物体距離無限遠）
Ｘ−Ｙ断面の焦点距離 14.45
Ｘ−Ｚ断面の焦点距離 14.45
Ｘ−Ｙ断面のＦナンバー 3.40
Ｘ−Ｚ断面のＦナンバー 3.93
Ｘ−Ｙ断面像高 3.00
Ｘ−Ｚ断面像高 4.00

レンズ群データ
(物体距離無限遠)
群 始面 Ｘ−Ｙ断面の焦点距離 Ｘ−Ｚ断面の焦点距離
1 1 -250.19 -18.89
2 5 9.47 4.27

（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd theta
1* ∞ 4.17 1.64220 22.4 0.0
2* ∞ 4.85 (反射面) -42.3
3* ∞ 0.80 air 0.0
4(絞り) ∞ 1.50 air 0.0
5* ∞ 5.91 1.54390 56.0 0.0
6* ∞ 3.25 (反射面) -24.5
7* ∞ 4.02 (反射面) -23.2
8* ∞ (可変) air 0.0
9 ∞ 0.23 1.51633 64.1 0.0
10 ∞ 0.14 air 0.0
像面 ∞

非球面データ
第１面
C20 = 2.152155E-02 C02 = 3.394049E-02
C30 = 6.064703E-04 C12 = 2.928144E-04
C40 = 7.015035E-05 C22 = -3.141943E-05
C04 = -1.243034E-04

第２面
C20 = -1.021149E-02 C02 = -6.094318E-03
C30 = -3.921699E-04 C12 = -6.030081E-05
C40 = -1.118968E-05 C22 = 9.185973E-07
C04 = -8.945339E-06

第３面
C20 = 8.866250E-02 C02 = 1.167463E-01
C30 = 3.180233E-03 C12 = -2.306950E-03
C40 = 1.163456E-03 C22 = 4.419579E-03
C04 = -5.249893E-04

第５面
C20 = 3.710753E-03 C02 = 1.237452E-01
C30 = -3.324206E-03 C12 = -2.083819E-03
C40 = 7.338698E-04 C22 = 3.763208E-03
C04 = 4.415929E-04

第６面
C20 = 6.274255E-03 C02 = -1.075014E-02
C30 = 5.607236E-04 C12 = 1.701969E-03
C40 = 5.017859E-05 C22 = -1.138534E-04
C04 = 2.899014E-04

第７面
C20 = -2.022352E-02 C02 = 1.404251E-02
C30 = -9.123427E-04 C12 = -5.452585E-04
C40 = 8.911201E-06 C22 = 2.267763E-04
C04 = 7.231543E-04

第８面
C20 = -2.705211E-02 C02 = 8.273892E-02
C30 = 1.187604E-04 C12 = -7.158925E-03
C40 = 3.638250E-04 C22 = -1.901976E-03
C04 = -3.467973E-03

各種データ
（物体距離無限遠）
Ｘ−Ｙ断面の焦点距離 14.45
Ｘ−Ｚ断面の焦点距離 14.45
Ｘ−Ｙ断面のＦナンバー 3.40
Ｘ−Ｚ断面のＦナンバー 5.12
Ｘ−Ｙ断面像高 3.00
Ｘ−Ｚ断面像高 4.00
ｄ８ 0.91

（物体距離１０００ｍｍ）
Ｘ−Ｙ断面の焦点距離 14.45
Ｘ−Ｚ断面の焦点距離 14.45
Ｘ−Ｙ断面のＦナンバー 3.40
Ｘ−Ｚ断面のＦナンバー 5.12
Ｘ−Ｙ断面像高 3.00
Ｘ−Ｚ断面像高 4.00
ｄ８ 1.11

レンズ群データ
（物体距離無限遠）
群 始面 Ｘ−Ｙ断面の焦点距離 Ｘ−Ｚ断面の焦点距離
1 1 22.89 -30.78
2 5 7.70 5.68
（物体距離１０００ｍｍ）
群 始面 Ｘ−Ｙ断面の焦点距離 Ｘ−Ｚ断面の焦点距離
1 1 22.89 -30.78
2 5 7.70 5.68

（数値実施例４）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd theta
1* ∞ 4.17 1.64220 22.4 0.0
2* ∞ 4.43 (反射面) -42.6
3* ∞ 0.80 air 0.0
4(絞り) ∞ 0.50 air 0.0
5* ∞ 0.50 1.54390 56.0 0.0
6* ∞ 0.64 air 0.0
7* ∞ 4.94 1.54390 56.0 0.0
8* ∞ 3.50 (反射面) -26.2
9* ∞ 4.12 (反射面) -21.2
10* ∞ 0.90 air 0.0
11 ∞ 0.23 1.51633 64.1 0.0
12 ∞ 0.15 air 0.0
像面 ∞

非球面データ
第１面
C20 = 2.539582E-02 C02 = 3.155558E-02
C30 = 2.403698E-04 C12 = 4.015534E-04
C40 = -3.649099E-05 C22 = 4.073587E-05
C04 = -1.489233E-04

第２面
C20 = -1.078212E-02 C02 = -6.559300E-03
C30 = -4.443539E-04 C12 = -1.411350E-04
C40 = -1.595687E-05 C22 = 1.600285E-05
C04 = -7.321571E-06

第３面
C20 = 1.149129E-01 C02 = 1.013178E-01
C30 = -2.057760E-03 C12 = -4.393030E-04
C40 = 4.421738E-04 C22 = 4.535386E-03
C04 = -1.877896E-03

第５面
C20 = 4.825277E-02 C02 = 3.395375E-02
C30 = -8.117807E-03 C12 = 1.240115E-02
C40 = -1.056843E-03 C22 = 2.897863E-03
C04 = -7.461488E-03

第６面
C20 = -3.193834E-02 C02 = 3.371614E-04
C30 = -1.160548E-02 C12 = 1.416036E-02
C40 = 1.869747E-03 C22 = 5.877776E-03
C04 = -3.451388E-03

第７面
C20 = -2.253925E-02 C02 = 8.494240E-02
C30 = -1.444805E-02 C12 = -2.522371E-03
C40 = 2.596826E-03 C22 = 7.038893E-03
C04 = 3.137578E-03

第８面
C20 = 4.220685E-02 C02 = -9.206839E-03
C30 = -1.043948E-03 C12 = 7.682837E-05
C40 = 1.319759E-04 C22 = -1.437657E-04
C04 = 2.989652E-04

第９面
C20 = -4.157052E-02 C02 = 1.309312E-02
C30 = 2.632130E-04 C12 = 1.142433E-03
C40 = -1.533060E-04 C22 = 2.771571E-04
C04 = 4.544518E-04

第１０面
C20 = -1.095407E-02 C02 = 7.608871E-02
C30 = 4.652498E-03 C12 = -4.874464E-03
C40 = -8.458346E-04 C22 = -2.333024E-03
C04 = -1.496501E-03

各種データ
（物体距離無限遠）
Ｘ−Ｙ断面の焦点距離 14.45
Ｘ−Ｚ断面の焦点距離 14.45
Ｘ−Ｙ断面のＦナンバー 3.40
Ｘ−Ｚ断面のＦナンバー 5.27
Ｘ−Ｙ断面像高 3.00
Ｘ−Ｚ断面像高 4.00

レンズ群データ
(物体距離無限遠)
群 始面 Ｘ−Ｙ断面の焦点距離 Ｘ−Ｚ断面の焦点距離
1 1 29.73 -42.48
2 5 6.57 6.60

単レンズデータ
レンズ 始面 Ｘ−Ｙ断面の焦点距離 Ｘ−Ｚ断面の焦点距離
1 5 11.54 27.34

（数値実施例５）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd theta
1* ∞ 2.13 1.54390 56.0 0.0
2* ∞ 2.39 air 0.0
3* ∞ 3.00 (反射面) -47.0
4(絞り) ∞ 7.59 air 0.0
5* ∞ 5.50 (反射面) -15.3
6* ∞ 4.74 (反射面) -27.6
7 ∞ 0.23 1.51633 64.1 0.0
8 ∞ 0.15 air 0.0
像面 ∞

非球面データ
第１面
C20 = -7.130665E-02 C02 = 2.776367E-01
C30 = 4.287588E-03 C12 = -8.199963E-03
C40 = -1.754128E-03 C22 = -1.948149E-02
C04 = 3.074785E-03 C50 = -7.325449E-05
C32 = 4.309650E-04 C14 = 2.172527E-04
C60 = 9.978704E-06 C42 = 3.912097E-04
C24 = -4.894097E-04 C06 = -1.596577E-03

第２面
C20 = -4.713408E-02 C02 = 7.102675E-01
C30 = -2.064938E-03 C12 = -2.384013E-02
C40 = -1.144574E-03 C22 = -5.508510E-02
C04 = -1.647143E-02 C50 = -2.439868E-05
C32 = 2.296503E-05 C14 = 3.171603E-03
C60 = -3.623658E-05 C42 = 1.785831E-03
C24 = 8.632383E-03 C06 = -1.577066E-02

第３面
C20 = -1.149807E-02 C02 = -4.070554E-02
C30 = 4.072013E-04 C12 = 4.617276E-03
C40 = 2.274434E-05 C22 = 1.462435E-04
C04 = -6.154391E-04 C50 = 1.362316E-06
C32 = 1.573121E-05 C14 = 6.289297E-04
C60 = 4.831178E-07 C42 = 6.553202E-06
C24 = -1.885146E-04 C06 = 1.760005E-05

第５面
C20 = 1.209311E-02 C02 = -4.211023E-02
C30 = -2.767955E-04 C12 = 2.335468E-03
C40 = -4.069073E-04 C22 = 3.672779E-04
C04 = -7.981965E-05 C50 = -9.089072E-05
C32 = -2.527022E-04 C14 = 8.044808E-05
C60 = 2.772331E-05 C42 = 9.512926E-05
C24 = -5.543103E-05 C06 = -1.920951E-05

第６面
C20 = -2.702011E-02 C02 = 7.695158E-02
C30 = -4.555983E-04 C12 = 1.598721E-02
C40 = 1.855967E-04 C22 = -5.423642E-04
C04 = 4.938407E-03 C50 = 6.922045E-05
C32 = 9.025293E-05 C14 = 1.025746E-03
C60 = -1.221370E-05 C42 = -2.999908E-05
C24 = -1.548424E-04 C06 = -9.863144E-05

各種データ
（物体距離無限遠）
Ｘ−Ｙ断面の焦点距離 13.00
Ｘ−Ｚ断面の焦点距離 13.00
Ｘ−Ｙ断面のＦナンバー 4.00
Ｘ−Ｚ断面のＦナンバー 6.13
Ｘ−Ｙ断面像高 3.00
Ｘ−Ｚ断面像高 4.00

レンズ群データ
(物体距離無限遠)
群 始面 Ｘ−Ｙ断面の焦点距離 Ｘ−Ｚ断面の焦点距離
1 1 17.47 -22.66
2 5 9.48 7.49

単レンズデータ
レンズ 始面 Ｘ−Ｙ断面の焦点距離 Ｘ−Ｚ断面の焦点距離
1 1 -48.09 -6.76

次に、図１２を参照して、各実施例の光学系１ａ〜１ｅのいずれかを撮像光学系として備えた撮像装置について説明する。図１２は、撮像装置１００の構成図であり、撮像装置１００としてのスマートフォンやタブレット端末を背面側から見た図を示している。図１２において、１１０は撮像光学系（光学系１ａ〜１ｅ）が配置されている領域を示す。１２０は、撮像光学系の開口部である。１３０は、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子であり、撮像光学系によって形成された像を受光する。

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

例えば、第２群Ｌ２の最も像側の反射面を射出する基準光線ＯＡがＺ方向（正負は問わない）に射出するように第２群Ｌ２の反射面を配置してもよい。また、反射面Ｒ１は基準光線ＯＡと面法線Ｎとのなす角を−４５．０度となるように配置してもよい。基準光線ＯＡを垂直に折り曲げることにより、製造および組立てが容易にすることが可能である。一方、反射面Ｒ１は基準光線ＯＡと面法線Ｎとのなす角が−４５．０度に限定されないように配置することで、光学系の小型化および薄型化が可能である。

１ａ〜１ｅ 光学系
Ｌ１ 第１群
Ｌ２ 第２群
ＳＰ 開口絞り
ＯＡ 基準光線

Claims (10)

1. 物体側から像側へ順に、
   少なくとも１つの回転非対称な形状の屈折面と少なくとも１つの回転非対称な形状の反射面を有する第１群と、
   開口絞りと、
   少なくとも２つの回転非対称な形状の反射面を有する第２群と、を有し、
   前記第１群の最も像側の反射面と前記第２群の最も物体側の反射面とを結ぶ光路と前記第２群の最も像側の反射面と像面とを結ぶ光路とが交差し、
   基準光線を前記開口絞りの中心と像面中心で決まる光線の延長線とし、
   物体側から前記第１群の最も像側の前記反射面までの前記基準光線に沿う方向をＸ方向とし、前記第１群の最も像側の反射面で基準光線が折り曲げられる平面をＸ−Ｙ平面とし、
   前記第１群の最も物体側の面から前記第１群の最も像側の反射面までのＹ方向の合成屈折力が正となることを特徴とする光学系。
2. 前記合成屈折力をＰ１ＰＹ、前記光学系のＹ方向の屈折力をＰＹとするとき
   ０．５０＜Ｐ１ＰＹ／ＰＹ＜２．５０
   を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
3. 前記第１群の最も像側の反射面のＹ方向の屈折力をＰ１Ｒ、前記光学系のＹ方向の屈折力をＰＹとするとき
   ０．５０＜Ｐ１Ｒ／ＰＹ＜２．００
   を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
4. 前記第２群のＹ方向の屈折力をＰ２Ｙとするとき
   １．２０＜Ｐ２Ｙ／ＰＹ＜２．５０
   を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学系。
5. Ｘ−Ｙ平面と直交する方向をＺ方向とし、
   前記第２群のＺ方向の屈折力をＰ２Ｚ、前記光学系のＺ方向の屈折力をＰＺとするとき
   １．５０＜Ｐ２Ｚ／ＰＺ＜４．００
   を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学系。
6. 前記第１群のＺ方向の屈折力をＰ１Ｚとするとき
   −１．５０＜Ｐ１Ｚ／ＰＺ＜−０．２８
   を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学系。
7. 前記光学系の屈折面を有する光学部材は、樹脂で構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光学系。
8. 前記第１群は、物体側から像側へ順に、回転非対称な形状の屈折面、回転非対称な形状の反射面、回転非対称な形状の屈折面で構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光学系。
9. 前記第２群は、物体側から像側へ順に、回転非対称な形状の屈折面、回転非対称な形状の反射面、回転非対称な形状の反射面、回転非対称な形状の屈折面で構成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光学系。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光学系と、
    前記光学系によって形成された像を受光する撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。

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