JP2023013437A - 光学系および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視差のない小型の光学系を提供する。【解決手段】光学系（ＯＳ１）は、前群（ＦＧ）からの光を第１の光路（ＴＰ）と第２の光路（ＲＰ）とに分岐する第１の光路分岐手段（Ｍ１）と、第１の光路上または第２の光路上に配置された部分光学系（ＣＬ１、ＣＬ２）とを有し、第１の光路を通過する第１の光と第２の光路を通過する第２の光は、互いに異なる横倍率で結像する。【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、スマートフォンなど、複眼光学系を備えた小型の撮像装置が普及している。複眼光学系を用いることにより、薄型でありながら複数の焦点距離を一括で取得でき、また、距離情報を取得して撮影後にフォーカス位置を調整できるなど、単眼光学系では困難な撮影が可能になる。

特許文献１には、短焦点の（焦点距離の短い）レンズに対応する撮像素子により得られた画像の一部に、長焦点の（焦点距離の長い）レンズに対応する撮像素子により得られた画像を嵌め込む複眼撮像装置が開示されている。

特開２００５－３０３６９４号公報

特許文献１に開示された複眼撮像装置において、複眼光学系の各々のレンズは、物体側で光軸が一致していないため、各焦点距離で撮影した画像間には視差が発生している。そのため、短焦点の画像に長焦点の画像を嵌め込む際、視点が異なる画像同士が合成され、ズーム中間域で中心部の視点が切り替わるため、違和感を生じる。

また、短焦点の画像と長焦点の画像において共通に写っている領域でも、各々の画像にしか写っていないオクルージョンが存在するため、合成時の繋ぎ目に破綻が生じる。特に、センサが大きい撮像系において個々のイメージサークルが大きい複眼光学系を配置すると、視差が大きくなるとともに大型化してしまう。

そこで本発明では、視差のない小型の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、前群からの光を第１の光路と第２の光路とに分岐する光路分岐手段と、前記第１の光路上または前記第２の光路上に配置された部分光学系とを有し、前記第１の光路を通過する第１の光と前記第２の光路を通過する第２の光は、互いに異なる横倍率で結像する。

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、視差のない小型の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縦収差図である。 実施例２における光学系の断面図である。 実施例２における光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例３における光学系の断面図である。 実施例３における光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例４における光学系の断面図である。 実施例４における光学系の無限遠合焦時の縦収差図である。 実施例５および実施例６における光学系の構成図である。 各実施例における反射面の傾き角度の説明図である。 各実施例の光学系を備えた撮像装置の概略図である。

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。

図１、図３、図５、および図７はそれぞれ、実施例１～４の光学系の無限遠合焦時の断面図である。各実施例の光学系は、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、または銀塩フィルムカメラ等の撮像装置に用いられる撮像光学系である。各断面図において、左方が物体側（前方）で、右方が像側（後方）である。なお、撮影に際して、各断面図の紙面方向が必ずしも画面の垂直方向でなくてもよい。

図２、図４、図６、および図８はそれぞれ、実施例１～４の光学系の縦収差図である。各収差図において、（Ａ）は透過光路ＴＰに関する無限遠合焦時の縦収差図、（Ｂ）は反射光路ＲＰに関する無限遠合焦時の縦収差図をそれぞれ示す。球面収差図において、ＦｎｏはＦナンバーであり、球面収差図において、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ）のそれぞれに対する球面収差量を示す。非点収差図において、Ｓはサジタル像面における非点収差量、Ｍはメリディオナル像面における非点収差量を示す。歪曲収差図において、ｄ線に対する歪曲収差量を示す。色収差図において、ｇ線に対する色収差量を示す。ωは半画角（度）である。

各実施例の光学系において、ＦＰは前群、Ｍ１、Ｍ２はそれぞれ第１の光学素子、第２の光学素子、ＣＬ１、ＣＬ２はそれぞれ第１のコンバータ、第２のコンバータである（図７には、第２のコンバータＣＬ２は存在しない）。各実施例において、前群ＦＧは、第１の光学素子Ｍ１、第２の光学素子Ｍ２、第１のコンバータＣＬ１、および第２のコンバータＣＬ２を有する光学系と一体的または交換可能に構成されている。

ＩＣ１、ＩＣ２はそれぞれ第１のイメージサークル、第２のイメージサークルである。ビデオカメラやデジタルスチルカメラの撮像光学系として使用する際には、各イメージサークル上にＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）の撮像面、銀塩フィルムカメラのときはフィルム面等の感光面が配される。

第１の光学素子Ｍ１は、前群ＦＰからの光を透過光路（第１の光路）ＴＰと反射光路（第２の光路）ＲＰとに分岐するハーフミラー（光路分岐手段）である。ただし各実施例は、これに限定されるものではなく、ハーフミラーに代えて、偏光を利用して光路を分岐するなどの他の光路分岐手段を用いて第１の光学素子Ｍ１を構成してもよい。

第１のコンバータＣＬ１および第２のコンバータＣＬ２は、透過光路ＴＰ上（第１の光路上）または反射光路ＲＰ上（第２の光路上）に配置された部分光学系である。第１の部分光学系および第２の部分光学系である。図１、図３、および図５に示されるように、実施例１～３の光学系において、部分光学系は、反射光路ＲＰ上に配置された第１のコンバータ（第１の部分光学系）ＣＬ１、および、透過光路ＴＰ上に配置された第２のコンバータ（第２の部分光学系）ＣＬ２を有する。一方、図７に示されるように、実施例４の光学系において、部分光学系は、部分光学系は、反射光路ＲＰ上に配置された第１のコンバータ（第１の部分光学系）ＣＬ１のみを有する。また、各実施例の光学系において、透過光路ＴＰを通過する光（第１の光）と反射光路ＲＰを通過する光（第２の光）は、互いに異なる横倍率（結像倍率）で第１のイメージサークルＩＣ１と第２のイメージサークルＩＣ２にそれぞれ結像する。すなわち、各実施例の光学系において、透過光路ＴＰ以降の光路において互いに異なる横倍率（結像倍率）を有する。換言すると、透過光路ＴＰを通過する光と反射光路ＲＰを通過する光の焦点距離が異なるように結像する。

物体側から第１の光学素子Ｍ１に入射する共通の光を光学素子Ｍ１により反射光と透過光に分割することで、視差が発生せずに光路を分岐することができる。そして、各々の光路を異なる結像倍率でイメージサークル毎に結像させることで、複数の焦点距離を取得することができる。これにより、視差がない状態で複数の焦点距離を一括で取得できるため、複数の焦点距離から中間（ＭＩＤＤＬＥ）域の画像生成が容易となる。また、第１の光学素子Ｍ１よりも物体側には前群ＦＧが配置されており、共通の光を利用することができる。このため、通常の複眼光学系に比べて前群ＦＧが一体となり小型化が可能となる。以上の構成により、各実施例によれば、視差のない小型の光学系（複眼光学系）を実現することができる。

好ましくは、第１のコンバータＣＬ１は、反射光路ＲＰ上に配置され、横倍率（焦点距離）の絶対値を拡大する。横倍率を拡大する第１のコンバータＣＬ１を配置することにより、第１のコンバータＣＬ１の焦点距離は負のため軸上光束を発散させ光路は長くなる。透過光路ＴＰ上に第１のコンバータＣＬ１を配置すると、第１のコンバータＣＬ１の最も物体側の面から像面までの長さ（奥行き）が長くなり大型化する。そこで、第１のコンバータＣＬ１を反射光路ＲＰに配置することで、透過光路ＴＰとは垂直側のスペースを活用し、奥行きが短くなり小型化する。

好ましくは、第２のコンバータＣＬ２は、透過光路ＴＰ上に配置され、横倍率（焦点距離）の絶対値を縮小する。焦点距離を縮小する第２のコンバータＣＬ２は焦点距離が正のため、軸上光束を収斂させ、光路は短くなる。このため、第２のコンバータＣＬ２を透過光路ＴＰ上に配置することで、第２のコンバータＣＬ２の最も物体側の面から像面までの長さ（奥行き）が短くなり小型化する。

好ましくは、各実施例の光学系は、第１の光学素子Ｍ１よりも物体側に配置された、屈折力を有する共通の前群ＦＧを有する。屈折力を有する共通の前群ＦＧを備えることで、第１の光学素子Ｍ１よりも像側の光学系と屈折力を分担させることができ、収差補正が容易となる。

好ましくは、各実施例の光学系は、反射光路ＲＰ上に、第１の光学素子Ｍ１で反射した光を更に反射する第２の光学素子（反射手段）Ｍ２を有する。また、透過光路ＴＰの光軸と反射光路ＲＰの光軸とは略平行であり、透過光路ＴＰを通過する光（第１の光）の第１のイメージサークルＩＣ１と反射光路ＲＰを通過する光（第２の光）の第２のイメージサークルＩＣ２は、略同一平面上に形成される。第１のイメージサークルＩＣ１と第２のイメージサークルＩＣ２を略同一平面上に結像させることで、１枚のセンサ上に複眼の画像を取り込むことができる。これにより、例えば、既存の１枚センサの１つのカメラ本体に対して、複眼の画像を取り込むことができ、手軽で小型な光学系を構成することができる。

ここで「略平行」とは、透過光路ＴＰの光軸と反射光路ＲＰの光軸とのなす角度が１０度以下であることを意味する。また、「略同一平面上」とは、第１のイメージサークルＩＣ１の中心と第２のイメージサークルＩＣ２の中心との結像位置のずれ量がイメージサークルサイズの半径に対して３％以下であることを意味する。これ以上ずれ量が大きいと、一方の画像がボケて好ましくない。より好ましくは、透過光路ＴＰの光軸と反射光路ＲＰの光軸とのなす角度が１度以下であり、各イメージサークルの中心の結像位置のずれ量がイメージサークルサイズの半径に対して１％以下である。これにより、１枚のセンサ上に複眼画像を高画質に取り込むことができる。

好ましくは、図５に示されるように、透過光路ＴＰと反射光路ＲＰとの間に配置された、第１のイメージサークルＩＣ１と第２のイメージサークルＩＣ２との干渉を防ぐ素子ＣＵを有する。両眼のイメージサークルを大きくすると干渉する領域が発生するため、２重像の領域が存在して好ましくない。このため、第１のイメージサークルＩＣ１と第２のイメージサークルＩＣ２との間に、アルマイト処理された樹脂部材（樹脂シート）などの部材ＣＵを配置することで、干渉を効果的に防ぐことができる。

好ましくは、各実施例の光学系は、以下の条件式（１）～（６）のうち少なくとも一つを満足する。

１．１０＜βｃ１＜３．００ ・・・（１）
０．３０＜βｃ２＜０．８５ ・・・（２）
１．２０＜Ｄｃ１／Ｌｃ１＜３．５０ ・・・（３）
０．６０＜Ｄｃ２／Ｌｃ２＜２．５０ ・・・（４）
１．５０＜Ｚ＜４．００ ・・・（５）
０．０１＜Ｔ／Ｒ＜０．５０ ・・・（６）
ここで、βｃ１は第１のコンバータＣＬの横倍率（焦点距離）、βｃ２は第２のコンバータＣＬ２の横倍率（焦点距離）である。Ｄｃ１は、前群ＦＧの最も像側から第１のコンバータＣＬ１の最も物体側までの光軸上の間隔である。Ｌｃ１は、第１のコンバータＣＬ１の最も物体側から最も像側までの間隔である。Ｄｃ２は、前群ＦＧの最も像側から第２のコンバータＣＬ２の最も物体側の光軸上の間隔である。Ｌｃ２は、第２のコンバータＣＬ２の最も物体側から最も像側までの間隔である。Ｚは、透過光路ＴＰを通過する光の横倍率に対する反射光路ＲＰを通過する光の横倍率の比である。Ｔは第１の光学素子Ｍ１の透過光量、Ｒは第１の光学素子Ｍ１の反射光量である。

次に、各条件式の技術的意味について説明する。条件式（１）は、第１のコンバータＣＬ１の横倍率（結像倍率）を意味する。条件式（１）の上限を超えると、横倍率が大きくなりすぎて、第１のコンバータＣＬ１の屈折力を強め過ぎることになり、収差補正が困難である。一方、条件式（１）の下限を超えると、横倍率が小さくなりすぎ、複眼のズーム比（反射光路ＲＰと透過光路ＴＰの焦点距離の比率）が１に近く小さくなり過ぎるため、好ましくない。

条件式（２）は、第２のコンバータＣＬ２の横倍率を意味する。条件式（２）の上限を超えると、横倍率が大きくなりすぎて、複眼のズーム比（反射光路ＲＰと透過光路ＴＰの焦点距離の比率）が１に近く小さくなり過ぎるため、好ましくない。一方、条件式（２）の下限を超えると、横倍率が小さくなりすぎて、コンバータＣＬ２の屈折力を強め過ぎることになり、収差補正が困難である。

条件式（３）は、第１のコンバータＣＬ１の最も物体側から最も像側までの間隔に対する、前群ＦＧの最も像側から第１のコンバータＣＬ１の最も物体側までの光軸上の間隔の比率を意味している。条件式（３）の上限を超えると、前群ＦＧの最も像側から第１のコンバータＣＬ１の最も物体側までの光軸上の間隔が大きくなりすぎて、大型化する。一方、条件式（３）の下限を超えると、前群ＦＧの最も像側から第１のコンバータＣＬ１の最も物体側までの光軸上の間隔が小さくなりすぎて、その間に第１の光学素子Ｍ１を配置することが困難である。

条件式（４）は、第２のコンバータＣＬ２の最も物体側から最も像側までの間隔に対する、前群ＦＧの最も像側から第２のコンバータＣＬ２の最も物体側までの光軸上の間隔の比率を意味している。条件式（４）の上限を超えると、前群ＦＬの最も像側から第２のコンバータＣＬ２の最も物体側までの光軸上の間隔が大きくなりすぎて、大型化する。一方、条件式（４）の下限を超えると、前群ＦＬの最も像側から第２のコンバータＣＬ２の最も物体側までの光軸上の間隔が小さくなりすぎて、その間に第１の光学素子Ｍ１を配置することが困難である。

条件式（５）は、透過光路ＴＰを通過する光の横倍率（焦点距離）に対する反射光路ＲＰを通過する光の横倍率（焦点距離）の比率を意味している。条件式（５）の上限を超えると、ズーム比を大きくするため、第１のコンバータＣＬ１（望遠側）の横倍率を大きくするか、或いは第２のコンバータＣＬ２（広角側）の横倍率を小さくする必要がある。すなわち、いずれの場合でも各コンバータの屈折力を大きくする必要があり、収差補正が困難である。一方、条件式（５）の下限を超えると、複眼のズーム比（反射光路ＲＰと透過光路ＴＰの焦点距離の比率）が１に近く小さくなり過ぎるため、好ましくない。

条件式（６）は、第１の光学素子Ｍ１の反射光量に対する第１の光学素子Ｍ１の透過光量の比を意味している。ここで光量は、第１の光学素子Ｍ１の中心の光量である。反射光路側に拡大光学系を配すると望遠となり、Ｆ値は大きくなる（暗くなる）。このため、反射側の光量を多めに配分することで、望遠側のＴ値（１０×Ｆ値／√光量（％））を確保することができる。条件式（６）の上限を超えると、望遠側のＴ値が暗くなりすぎて好ましくない。一方、条件式（６）の下限を超えると、透過光路ＴＰを通過した広角側のＴ値が暗くなりすぎて好ましくない。

より好ましくは、条件式（１）～（６）の数値範囲の少なくとも一つを、以下の条件式（１ａ）～（６ａ）のように設定する。

１．２０＜βｃ１＜２．８０ ・・・（１ａ）
０．４０＜βｃ２＜０．７５ ・・・（２ａ）
１．４０＜Ｄｃ１／Ｌｃ１＜２．９０ ・・・（３ａ）
０．７５＜Ｄｃ２／Ｌｃ２＜２．１０ ・・・（４ａ）
１．９０＜Ｚ＜３．７５ ・・・（５ａ）
０．０５＜Ｔ／Ｒ＜０．４８ ・・・（６ａ）
更に好ましくは、条件式（１ａ）～（６ａ）の数値範囲の少なくとも一つを、以下の条件式（１ｂ）～（６ｂ）のように設定する。

１．４０＜βｃ１＜２．６０ ・・・（１ｂ）
０．５０＜βｃ２＜０．７０ ・・・（２ｂ）
１．６０＜Ｄｃ１／Ｌｃ１＜２．５０ ・・・（３ｂ）
０．９０＜Ｄｃ２／Ｌｃ２＜１．７０ ・・・（４ｂ）
２．４０＜Ｚ＜３．５０ ・・・（５ｂ）
０．０９＜Ｔ／Ｒ＜０．４６ ・・・（６ｂ）
以上の構成により、視差のない小型の光学系を実現することができる。次に、実施例１～６の光学系の特徴的事項について説明する。

まず、図１を参照して、本発明の実施例１の光学系について説明する。共通の前群ＦＧを通過した光を第１の光学素子Ｍ１で透過光路ＴＰと反射光路ＲＰとに分岐し、透過光路ＴＰ上に広角側の第２のコンバータＣＬ２と反射光路ＲＰ上に望遠側の第１のコンバータＣＬ１とが配置されている。これにより、複数の焦点距離で視差がない状態で一括（同時）に撮像することができる。反射光路ＲＰ上に第２の光学素子Ｍ２を配置して、透過光路ＴＰの光軸と反射光路ＲＰの光軸の方向を略平行にし、かつ第１のイメージサークルＩＣ１と第２のイメージサークルＩＣ２とを略同一平面上に形成する。これにより、例えば１枚のセンサ上に複数の焦点距離で被写体を撮像することができ、光学系を小型化することができる。

第１のコンバータＣＬ１は、凸と凹の接合レンズを２枚有する。第２のコンバータＣＬ２は、凸と凹の接合レンズを３枚有する。このように各コンバータは、複数の接合レンズを有することで、色収差を良好に補正しつつ、空気とレンズの界面を極力減らし（接合面とし反射率を下げ）、レンズ面とレンズ面との間、またはセンサとレンズ面との間の反射によるゴーストを低減することができる。

次に、図３を参照して、本発明の実施例２の光学系について説明する。なお、本実施例以降、実施例１と重複する技術的説明は割愛する。第２のコンバータＣＬ２に関して、物体側から数えて二番目のレンズとして、実施例１よりも屈折力の絶対値が大きい負レンズＬ２を配置している。これにより、ペッツバール和の絶対値を減らし、像面湾曲を更に低減することができる。

次に、図５を参照して、本発明の実施例３の光学系について説明する。本実施例において、第１のイメージサークルＩＣ１と第２のイメージサークルＩＣ２との間に、透過光路ＴＰの光と反射光路ＲＰの光の干渉を防ぐ素子ＣＵが配置されている。素子ＣＵは、例えば、アルマイト処理された樹脂材や植毛紙などであり、各イメージサークルに入射する光をカット（低減）する。

次に、図７を参照して、本発明の実施例４の光学系について説明する。本実施例において、第１の光学素子Ｍ１よりも像側の透過光路ＴＰ上には、屈折力を有するレンズが存在せず、反射光路ＲＰ上の第１のコンバータＣＬ１で共通の前群ＦＧの焦点距離を拡大する構成としている。これにより、広角側に入射するゴーストを低減することができる。

次に、図９（Ａ）を参照して、本発明の実施例５の光学系について説明する。図９（Ａ）は、本実施例の光学系の構成図である。括りつけの共通の主レンズ（前群）からの光は第１の光学素子（光路分岐手段）Ｍ１を通過し、透過光路と反射光路とに光が分岐し、広角側と望遠側とに分割して撮像される。本実施例の光学系は、広角側と望遠側とで結像面（イメージサークル）の向きが異なる構成を有する。このような構成の場合、第２の光学素子Ｍ２は不要である。このため、光路分岐手段の配置スペースを減らすことができ、光学系全体の体積が低減して更に小型化することが可能である。

以下、図９（Ｂ）を参照して、本発明の実施例６の光学系について説明する。図９（Ｂ）は、本実施例の光学系の構成図である。共通の交換レンズ（前群ＦＧ）からの光は第１の光学素子（第１の光路分岐手段）Ｍ１を通過し、透過光路ＴＰと反射光路ＲＰとに光が分岐する。更に第２の光学素子（第２の光路分岐手段）Ｍ２を用いて反射光路ＲＰを第１の反射光路ＲＰ１と第２の反射光路ＲＰ２の２つに分岐し、第３の光学素子（反射手段）Ｍ３を用いて第２の反射光路ＲＰ２の光路の向きを変更する。このような構成により、交換レンズ（前群ＦＧ）からの光は、略平行な３つの光路に分割される。本実施例によれば、３眼構成を実現することができ、前述の各実施例のような２眼構成に対して更にズーム比を大きくすることができる。なお本実施例において、交換レンズ（前群ＦＧ）は交換可能であり、交換レンズに応じて、撮像される焦点距離が変化する。

以下に、実施例１～４にそれぞれ対応する数値実施例１～４を示す。各数値実施例の面データにおいて、ｒは各光学面の曲率半径、ｄ（ｍｍ）は第ｍ面と第（ｍ＋１）面との間の軸上間隔（光軸上の距離）を表わしている。ただし、ｍは光入射側から数えた面の番号である。また、ｎｄは各光学部材のｄ線に対する屈折率、νｄはｄ線を基準とした光学部材のアッベ数を表わしている。アッベ数νｄは、フラウンホーファ線のｄ線（５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３ｎｍ）における屈折率をＮｄ、ＮＦ、ＮＣとするとき、
νｄ＝（Ｎｄ－１）／（ＮＦ－ＮＣ）
で表される。

なお、各数値実施例において、ｄ、焦点距離（ｍｍ）、Ｆナンバー、半画角（度）は全て各実施例の光学系が無限遠物体に焦点を合わせた時（無限遠合焦時）の値である。「バックフォーカス」は、レンズ最終面（最も像側のレンズ面）から近軸像面までの光軸上の距離を空気換算長により表記したものである。「レンズ全長」は、光学系の最前面（最も物体側のレンズ面）から最終面までの光軸上の距離にバックフォーカスを加えた長さである。「レンズ群」は、複数のレンズから構成される場合に限らず、１枚のレンズから構成される場合も含むものとする。

また、光学面が非球面の場合は、面番号の右側に、「＊」の符号を付している。非球面形状は、ｘを光軸方向の面頂点からの変位量、ｈを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、Ｒを近軸曲率半径、ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を各次数の非球面係数とするとき、以下の式で表される。

なお、各非球面係数における「ｅ±ＸＸ」は「×１０^±ＸＸ」を意味している。

ここで、図１０を参照して、各数値実施例のθの定義について説明する。図１０は、反射面（第１の光学素子Ｍ１）の傾き角度（基準軸に対する傾き角度θ）の説明図である。レンズの中心を通る基準軸と反射面との交差する位置において、反射面と垂直方向の直線と基準軸の為す角度を基準軸に対する傾き角度θと定義する。反射面よりも物体側の（光が先に通過する）基準軸に対して、時計回りを正とする。このとき、前群ＦＧと反射面とを結ぶ基準軸と、反射面と後群のうち最も物体側面を結ぶ基準軸との為す角度の絶対値は、傾き角度θの２倍に相当する。

（数値実施例１）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 47.394 3.52 1.49700 81.5 22.50
2 -512.795 22.35 22.17
3 256.616 2.03 1.43387 95.1 16.19
4 -135.769 0.20 15.85
5 20.673 3.13 1.49700 81.5 15.20
6 -206.870 0.72 14.44
7 -66.965 0.70 1.60092 48.0 14.06
8 10.677 0.51 12.81
9 10.927 4.30 1.59282 68.6 12.94
10 -196.266 0.68 12.15
11 -59.338 0.70 1.77250 49.6 11.84
12 19.908 4.48 11.36
13(絞り) ∞ 1.58 11.31
14 -25.018 2.88 1.84777 30.9 11.30
以下CL1
15 -16.832 15.00 11.21
16 13.954 3.67 1.78897 28.5 13.15
17 -974.918 1.20 2.05090 26.9 12.62
18 13.290 4.79 12.00
19 29.151 5.30 1.98693 32.8 14.85
20 -21.562 1.20 1.80564 23.4 14.97
21 65.901 (可変) 14.89
像面 ∞

各種データ

焦点距離 60.00
Fナンバー 2.80
半画角 7.59
像高 8.00
レンズ全長 87.95
BF 9.00

d21 9.00

入射瞳位置 77.66
射出瞳位置 -40.65
前側主点位置 65.15
後側主点位置 -51.00

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 60.00 78.96 65.15 -51.00

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 87.48
2 3 204.97
3 5 37.99
4 7 -15.27
5 9 17.60
6 11 -19.22
7 14 52.25
8 16 17.47
9 17 -12.47
10 19 13.25
11 20 -20.04

CL2（CL1の15面以降置き換え）面データ
面番号 r d nd νd 有効径 θ
15 -16.832 8.00 11.80
16 ∞ 21.00 15.36 -45度
17 ∞ 5.00 10.23 45度
18 148.383 2.31 1.84016 21.4 7.56
19 -9.772 0.80 1.89335 41.3 7.56
20 17.887 2.65 7.60
21 -62.497 3.08 1.55500 42.5 8.54
22 -9.241 0.50 2.00174 31.4 9.22
23 145.860 1.18 10.14
24 20.784 6.75 1.70108 30.0 12.75
25 -9.903 1.00 1.95000 17.0 13.69
26 -17.865 (可変) 14.74
像面 ∞

各種データ

焦点距離 180.00
Fナンバー 8.00
半画角 2.54
像高 8.00
レンズ全長 109.05
BF 9.00

d26 9.00

入射瞳位置 77.66
射出瞳位置 -44.99
前側主点位置-342.47
後側主点位置-171.00

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 180.00 58.06 -342.47 -171.00

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 87.48
2 3 204.97
3 5 37.99
4 7 -15.27
5 9 17.60
6 11 -19.22
7 14 52.25
8 18 10.99
9 19 -6.98
10 21 19.14
11 22 -8.66
12 24 10.52
13 25 -24.91

（数値実施例２）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 46.836 3.53 1.49700 81.5 22.50
2 -586.965 22.36 22.17
3 481.986 1.84 1.43387 95.1 16.20
4 -180.153 0.61 15.89
5 21.428 3.02 1.49700 81.5 15.19
6 -190.744 0.71 14.51
7 -72.729 0.76 1.60830 48.3 14.12
8 10.806 0.51 12.92
9 11.075 4.07 1.59282 68.6 13.07
10 -191.928 0.60 12.42
11 -67.529 0.70 1.77250 49.6 12.16
12 19.998 6.21 11.69
13(絞り) ∞ 1.43 11.79
14 -22.939 2.23 1.78701 35.4 11.80
以下CL1
15 -16.486 21.10 9.23
16* 13.428 4.59 2.05090 26.9 15.27
17 -73.738 0.50 14.45
18 -97.055 1.20 2.02673 24.6 13.68
19 9.097 3.24 12.00
20* 226.553 5.12 1.82231 47.8 13.84
21 -14.286 1.20 1.96164 18.1 14.64
22 -23.978 (可変) 15.34
像面 ∞

非球面データ
第16面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.25978e-005 A 6=-2.66550e-007 A 8=-1.08236e-009

第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 4.76588e-005 A 6= 2.28401e-007 A 8= 2.97506e-008

各種データ

焦点距離 60.00
Fナンバー 3.50
半画角 7.59
像高 8.00
レンズ全長 94.54
BF 9.00

d22 9.00

入射瞳位置 82.11
射出瞳位置 -79.96
前側主点位置 101.65
後側主点位置 -51.00

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 60.00 85.54 101.65 -51.00

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 87.44
2 3 302.50
3 5 38.94
4 7 -15.41
5 9 17.80
6 11 -19.90
7 14 64.65
8 16 11.11
9 18 -8.06
10 20 16.50
11 21 -39.13

CL2（CL1の15面以降置き換え）面データ
面番号 r d nd νd 有効径 θ
15 -16.486 10.45 12.24
16 ∞ -22.00 15.65 -45度
17 ∞ 5.00 11.57 45度
18 31.404 2.49 1.92732 24.0 8.77
19 -13.887 0.80 1.71663 57.4 8.61
20 27.775 2.57 8.26
21 41.062 2.67 1.55500 42.5 7.95
22 -15.518 0.50 2.03172 28.7 7.65
23 18.601 0.59 7.65
24 10.633 4.70 1.51742 52.4 8.12
25 -9.674 1.00 2.05090 26.9 8.14
26 -685.731 (可変) 8.59
像面 ∞

各種データ

焦点距離 180.00
Fナンバー 8.00
半画角 2.54
像高 8.00
レンズ全長 116.54
BF 15.19

d26 15.19

入射瞳位置 82.11
射出瞳位置 -13.40
前側主点位置-871.28
後側主点位置-164.81

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 180.00 57.35 -871.28 -164.81

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 87.44
2 3 302.50
3 5 38.94
4 7 -15.41
5 9 17.80
6 11 -19.90
7 14 64.65
8 18 10.67
9 19 -12.82
10 21 20.64
11 22 -8.14
12 24 10.63
13 25 -9.34

（数値実施例３）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 81.118 3.23 1.49700 81.5 20.00
2 -284.047 23.06 19.80
3 175.704 2.48 1.43387 95.1 16.09
4 -90.346 0.38 15.82
5 21.607 3.57 1.49700 81.5 15.23
6 -105.991 0.64 14.40
7 -62.180 0.70 1.55275 50.4 14.04
8 10.222 0.52 12.79
9 10.508 5.00 1.59282 68.6 12.94
10 -3709.273 0.82 11.87
11 -46.026 0.70 1.77250 49.6 11.57
12 19.731 4.76 11.15
13(絞り) ∞ 1.51 11.33
14 -28.700 2.48 1.80547 34.6 11.37
以下CL1
15 -16.160 17.50 11.11
16* 13.273 3.45 1.97893 33.5 14.13
17 41.052 0.50 13.33
18 39.782 1.20 2.05090 26.9 13.10
19 9.614 1.99 12.00
20* 20.385 3.53 1.77894 51.7 13.54
21 73.120 (可変) 13.70
像面 ∞

非球面データ
第16面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.30600e-005 A 6=-4.47229e-008 A 8=-9.36982e-010

第20面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.77013e-005 A 6= 2.03950e-007 A 8= 1.22461e-008

各種データ

焦点距離 53.06
Fナンバー 2.80
半画角 8.57
像高 8.00
レンズ全長 87.00
BF 9.00

d21 9.00

入射瞳位置 69.99
射出瞳位置 -25.47
前側主点位置 41.38
後側主点位置 -44.06

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 53.06 78.00 41.38 -44.06

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 127.33
2 3 137.91
3 5 36.45
4 7 -15.83
5 9 17.68
6 11 -17.80
7 14 42.19
8 16 18.88
9 18 -12.31
10 20 35.25

単位 mm
CL2（CL1の15面以降置き換え）面データ
面番号 r d nd νd 有効径 θ
15 -16.160 8.00 11.77
16 ∞ -22.00 15.27 -45度
17 ∞ 5.00 9.40 45度
18 -27.980 2.30 1.97672 19.9 6.81
19 -6.564 0.80 1.91307 39.5 7.00
20 13.898 0.50 7.22
21 8.911 3.99 1.55500 42.5 7.94
22 -8.162 0.50 2.01715 30.0 8.05
23 25.045 0.64 8.62
24 15.871 5.44 1.55500 42.5 9.80
25 -9.737 1.00 2.05090 26.9 10.89
26 -16.917 (可変) 11.82
像面 ∞

各種データ

焦点距離 180.00
Fナンバー 9.00
半画角 2.54
像高 8.00
レンズ全長 109.00
BF 9.00

d26 9.00

入射瞳位置 69.99
射出瞳位置 -19.97
前側主点位置-868.55
後側主点位置-171.00

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 180.00 56.00 -868.55 -171.00

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 127.33
2 3 137.91
3 5 36.45
4 7 -15.83
5 9 17.68
6 11 -17.80
7 14 42.19
8 18 8.34
9 19 -4.79
10 21 8.38
11 22 -6.01
12 24 11.76
13 25 -23.51

（数値実施例４）
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1 48.739 2.86 1.49700 81.5 24.16
2 -735.279 18.42 23.95
3 124.307 2.48 1.43387 95.1 18.85
4 -96.445 0.20 18.46
5 20.523 3.01 1.49700 81.5 17.35
6 -493.132 0.69 16.76
7 -89.379 0.70 1.59574 50.4 16.39
8 10.886 0.51 14.53
9 11.059 4.09 1.59282 68.6 14.67
10 -921.777 0.80 14.06
11 -46.598 0.70 1.77250 49.6 13.81
12 18.751 5.42 13.14
13(絞り) ∞ 1.52 13.44
14 -27.455 2.94 1.87692 37.3 13.49
以下CL1
15 -16.550 (可変) 11.12
像面 ∞

各種データ

焦点距離 77.53
Fナンバー 4.00
半画角 5.89
像高 8.00
レンズ全長 87.47
BF 43.12

d15 43.12

入射瞳位置 67.17
射出瞳位置 -3.59
前側主点位置 16.03
後側主点位置 -34.40

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 77.53 44.34 16.03 -34.40

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 92.08
2 3 125.60
3 5 39.72
4 7 -16.25
5 9 18.46
6 11 -17.23
7 14 42.19

単位 mm
CL2（CL1の15面以降置き換え）面データ
面番号 r d nd νd 有効径 θ
15 -16.550 8.00 14.10
16 ∞ -21.00 18.59 -45度
17 ∞ 5.00 9.66 45度
18* -44.338 2.46 1.84178 21.3 6.72
19 -5.912 0.80 1.95729 35.5 6.79
20 17.082 2.10 7.07
21 788.101 2.99 1.55500 42.5 8.33
22 -11.267 2.73 9.21
23 -10.297 0.80 2.03244 28.6 9.71
24 -49.896 2.96 10.79
25* 22.460 6.29 1.48749 70.2 15.73
26 -12.697 (可変) 16.72
像面 ∞

非球面データ
第18面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.03330e-004 A 6= 2.96522e-007 A 8=-5.26125e-008

第25面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.55933e-005 A 6= 1.80595e-007 A 8=-2.06505e-009

各種データ

焦点距離 193.29
Fナンバー 8.00
半画角 2.37
像高 8.00
レンズ全長 108.47
BF 9.00

d26 9.00

入射瞳位置 67.17
射出瞳位置 -144.32
前側主点位置 16.80
後側主点位置-184.29

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 193.29 57.47 16.80 -184.29

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 92.08
2 3 125.60
3 5 39.72
4 7 -16.25
5 9 18.46
6 11 -17.23
7 14 42.19
8 18 7.87
9 19 -4.51
10 21 20.04
11 23 -12.70
12 25 17.68

各数値実施例における条件式の数値を、以下の表１にまとめて示す。

次に、図１１を参照して、各実施例の光学系を撮像光学系として用いた撮像装置（デジタルカメラ）１０について説明する。図１１は、撮像装置１０の概略図である。図１１において、１００はカメラ本体、１０１は各実施例の光学系により構成された撮像光学系である。１０２は、撮像光学系１０１により形成された被写体像（光学像）を受光するＣＣＤなどの撮像素子（光電変換素子）である。また撮像装置１０は、液晶パネルなどの表示素子を有し、撮像素子１０２上に形成された被写体像が表示される。このように各実施例の光学系（撮像光学系）を撮像装置に適用することにより、視差のない小型の撮像装置が実現される。

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、眼数は各実施例にて説明したような２眼または３眼よりも多くてもよい。また、受光面上に形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置と組み合わせた場合などには、歪曲収差量や倍率色収差量によっては電気的な補正を加えてもよい。また、開口絞りを用いてＦ値を調整する構成としてもよい。

ＣＬ１ 第１のコンバータ（部分光学系）
ＣＬ２ 第２のコンバータ（部分光学系）
Ｍ１ 第１の光学素子（光路分岐手段）

Claims (16)

1. 前群からの光を第１の光路と第２の光路とに分岐する光路分岐手段と、
   前記第１の光路上または前記第２の光路上に配置された部分光学系と、を有し、
   前記第１の光路を通過する第１の光と前記第２の光路を通過する第２の光は、互いに異なる横倍率で結像することを特徴とする光学系。
2. 前記部分光学系は、前記第２の光路上に配置された第１の部分光学系を有し、
   前記第１の部分光学系は、前記横倍率の絶対値を拡大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の部分光学系の横倍率をβｃ１とするとき、
   １．１０＜βｃ１＜３．００
   なる条件式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. 前記部分光学系は、前記第１の光路上に配置された第２の部分光学系を有し、
   前記第２の部分光学系は、前記横倍率の絶対値を縮小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. 前記第２の部分光学系の横倍率をβｃ２とするとき、
   ０．３０＜βｃ２＜０．８５
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項４に記載の光学系。
6. 前記光路分岐手段よりも物体側に配置された屈折力を有する前群を更に有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. 前記前群の最も像側から前記第２の光路上に配置された第１の部分光学系の最も物体側までの光軸上の間隔をＤｃ１、前記第１の部分光学系の最も物体側から最も像側までの光軸上の間隔をＬｃ１とするとき、
   １．２０＜Ｄｃ１／Ｌｃ１＜３．５０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項６に記載の光学系。
8. 前記前群の最も像側から前記第１の光路上に配置された前記第２の部分光学系の最も物体側までの光軸上の間隔をＤｃ２、前記第２の部分光学系の最も物体側から最も像側までの光軸上の間隔をＬｃ２とするとき、
   ０．６０＜Ｄｃ２／Ｌｃ２＜２．５０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項６または７に記載の光学系。
9. 前記第２の光路上に、前記光路分岐手段で反射した光を更に反射する反射手段を更に有し、
   前記第１の光路の光軸と前記第２の光路の光軸とは平行であり、
   前記第１の光路を通過する前記第１の光の第１のイメージサークルと前記第２の光路を通過する前記第２の光の第２のイメージサークルは、同一平面上に形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. 前記第１の光路と前記第２の光路との間に配置された、前記第１のイメージサークルと前記第２のイメージサークルとの干渉を防ぐ素子を更に有することを特徴とすることを特徴とする請求項９に記載の光学系。
11. 前記第１の光路を通過した第１の光の横倍率に対する前記第２の光路を通過した光の横倍率との比をＺとするとき、
    １．５０＜Ｚ＜４．００
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の光学系。
12. 前記光路分岐手段の透過光量をＴ、前記光路分岐手段の反射光量をＲとするとき、
    ０．０１＜Ｔ／Ｒ＜０．５０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の光学系。
13. 前記部分光学系は、複数の接合レンズを含むことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の光学系。
14. 前記第１の光路は、前記光路分岐手段を透過した光の透過光路であり、
    前記第２の光路は、前記光路分岐手段で反射した光の反射光路であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の光学系。
15. 前記第２の部分光学系は、物体側から数えて二番目のレンズとして負レンズを含むことを特徴とする請求項４または５に記載の光学系。
16. 請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の光学系と、
    前記光学系により形成された光学像を受光する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。

Images