JPH09222561A - ズーム光学系及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents
ズーム光学系及びそれを用いた撮像装置Info
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- JPH09222561A JPH09222561A JP8054276A JP5427696A JPH09222561A JP H09222561 A JPH09222561 A JP H09222561A JP 8054276 A JP8054276 A JP 8054276A JP 5427696 A JP5427696 A JP 5427696A JP H09222561 A JPH09222561 A JP H09222561A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】小型で、反射面の配置精度（組立精度）のバラ
ツキ及び狂いが少なく、各光学素子の有効径が小さく、
複数の反射面によって光学系内の光束をけられること無
く所望の形状に屈曲し、所定方向の全長を短縮するズー
ム光学系及びそれを用いた撮像装置を得ること。 【解決手段】 透明体の表面に２つの屈折面と複数の内
面反射面を形成した光学素子、又は／及び相互に偏心し
た複数の表面鏡を一体的に形成し、入射光束が該複数の
表面鏡の反射面で反射を繰り返して射出するように構成
された光学素子と、共軸の屈折面で構成された光学素子
とを複数有し、該複数の光学素子を介して物体の像を結
像すると共に、該複数の光学素子のうち少なくとも２つ
の光学素子の相対的位置を変化させることにより変倍を
行う。
ツキ及び狂いが少なく、各光学素子の有効径が小さく、
複数の反射面によって光学系内の光束をけられること無
く所望の形状に屈曲し、所定方向の全長を短縮するズー
ム光学系及びそれを用いた撮像装置を得ること。 【解決手段】 透明体の表面に２つの屈折面と複数の内
面反射面を形成した光学素子、又は／及び相互に偏心し
た複数の表面鏡を一体的に形成し、入射光束が該複数の
表面鏡の反射面で反射を繰り返して射出するように構成
された光学素子と、共軸の屈折面で構成された光学素子
とを複数有し、該複数の光学素子を介して物体の像を結
像すると共に、該複数の光学素子のうち少なくとも２つ
の光学素子の相対的位置を変化させることにより変倍を
行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はズーム光学系及びそ
れを用いた撮像装置に関し、特に複数の反射面を有する
光学素子と屈折面のみで構成される光学素子とを複数個
用い、そのうち少なくとも２つの光学素子の相対的位置
を変化させることによりズーミング（変倍）を行うもの
であり、ビデオカメラやスチールビデオカメラ、そして
複写機等に好適なものである。
れを用いた撮像装置に関し、特に複数の反射面を有する
光学素子と屈折面のみで構成される光学素子とを複数個
用い、そのうち少なくとも２つの光学素子の相対的位置
を変化させることによりズーミング（変倍）を行うもの
であり、ビデオカメラやスチールビデオカメラ、そして
複写機等に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】ズーム撮像光学系として、従来より知ら
れているものとして、屈折レンズのみで構成した光学系
がある。これらは、球面あるいは回転対称非球面の屈折
レンズが、光軸に対して回転対称に配置されている。
れているものとして、屈折レンズのみで構成した光学系
がある。これらは、球面あるいは回転対称非球面の屈折
レンズが、光軸に対して回転対称に配置されている。
【０００３】また、従来より凹面鏡や凸面鏡等の反射面
を利用した撮影光学系が種々と提案されているし、反射
系と屈折系とを両方使用した光学系もカタディオプトリ
ック系としてよく知られている。
を利用した撮影光学系が種々と提案されているし、反射
系と屈折系とを両方使用した光学系もカタディオプトリ
ック系としてよく知られている。
【０００４】図23は１つの凹面鏡と１つの凸面鏡より成
る所謂ミラー光学系の概略図である。
る所謂ミラー光学系の概略図である。
【０００５】同図のミラー光学系において、物体からの
物体光束104 は、凹面鏡101 にて反射され、収束されつ
つ物体側に向かい、凸面鏡102 にて反射された後、レン
ズ110 で屈折され、像面103 に結像する。
物体光束104 は、凹面鏡101 にて反射され、収束されつ
つ物体側に向かい、凸面鏡102 にて反射された後、レン
ズ110 で屈折され、像面103 に結像する。
【０００６】このミラー光学系は、所謂カセグレン式反
射望遠鏡の構成を基本としており、屈折レンズで構成さ
れるレンズ全長の長い望遠レンズ系の光路を相対する二
つの反射ミラーを用いて折りたたむ事により、光学系全
長を短縮することを目的としたものである。
射望遠鏡の構成を基本としており、屈折レンズで構成さ
れるレンズ全長の長い望遠レンズ系の光路を相対する二
つの反射ミラーを用いて折りたたむ事により、光学系全
長を短縮することを目的としたものである。
【０００７】また、望遠鏡を構成する対物レンズ系にお
いても、同様な理由から、カセグレン式の他に、複数の
反射ミラーを用いて光学系の全長を短縮する形式が多数
知られている。
いても、同様な理由から、カセグレン式の他に、複数の
反射ミラーを用いて光学系の全長を短縮する形式が多数
知られている。
【０００８】この様に、従来よりレンズ全長の長い撮影
レンズのレンズの代わりに反射ミラーを用いる事によ
り、効率よく光路を折りたたんで、コンパクトなミラー
光学系を得ている。
レンズのレンズの代わりに反射ミラーを用いる事によ
り、効率よく光路を折りたたんで、コンパクトなミラー
光学系を得ている。
【０００９】しかしながら、一般的にカセグレン式反射
望遠鏡等のミラー光学系においては、凸面鏡102 により
物体光線の一部がケラレると言う問題点がある。この問
題は物体光束104 の通過領域中に凸面鏡102 がある事に
起因するものである。
望遠鏡等のミラー光学系においては、凸面鏡102 により
物体光線の一部がケラレると言う問題点がある。この問
題は物体光束104 の通過領域中に凸面鏡102 がある事に
起因するものである。
【００１０】この問題点を解決する為に、反射ミラーを
偏心させて使用して、物体光束104の通過領域を光学系
の他の部分が遮蔽することを避ける、即ち光束の主光線
を光軸105 から離すミラー光学系も提案されている。
偏心させて使用して、物体光束104の通過領域を光学系
の他の部分が遮蔽することを避ける、即ち光束の主光線
を光軸105 から離すミラー光学系も提案されている。
【００１１】図24は米国特許3、674、334 号明細書に開示
されているミラー光学系の概略図であり、光軸に対して
回転対称な反射ミラーの一部を用いることによって上記
のケラレの問題を解決している。
されているミラー光学系の概略図であり、光軸に対して
回転対称な反射ミラーの一部を用いることによって上記
のケラレの問題を解決している。
【００１２】同図のミラー光学系は光束の通過順に凹面
鏡111 、凸面鏡113 そして凹面鏡112 があるが、それら
はそれぞれ図中二点破線で示す様に、もともと光軸114
に対して回転対称な反射ミラーである。このうち凹面鏡
111 は光軸114 に対して紙面上側のみ、凸面鏡113 は光
軸114 に対して紙面下側のみ、凹面鏡112 は光軸114に
対して紙面下側のみを使用する事により、物体光束115
の主光線116 を光軸114 から離し、物体光束115 のケラ
レを無くした光学系を構成している。
鏡111 、凸面鏡113 そして凹面鏡112 があるが、それら
はそれぞれ図中二点破線で示す様に、もともと光軸114
に対して回転対称な反射ミラーである。このうち凹面鏡
111 は光軸114 に対して紙面上側のみ、凸面鏡113 は光
軸114 に対して紙面下側のみ、凹面鏡112 は光軸114に
対して紙面下側のみを使用する事により、物体光束115
の主光線116 を光軸114 から離し、物体光束115 のケラ
レを無くした光学系を構成している。
【００１３】図25は米国特許5,063,586 号明細書に開示
されているミラー光学系の概略図である。同図のミラー
光学系は反射ミラーの中心軸自体を光軸に対して偏心さ
せて物体光束の主光線を光軸から離して上記の問題を解
決している。
されているミラー光学系の概略図である。同図のミラー
光学系は反射ミラーの中心軸自体を光軸に対して偏心さ
せて物体光束の主光線を光軸から離して上記の問題を解
決している。
【００１４】同図において、被写体面121 の垂直軸を光
軸127 と定義した時に、光束の通過順に凸面鏡122・凹面
鏡123・凸面鏡124 そして凹面鏡125 のそれぞれの反射面
の中心座標及び中心軸（その反射面の中心とその面の曲
率中心とを結んだ軸）122a,123a,124a,125a は、光軸12
7 に対して偏心している。同図ではこのときの偏心量と
各面の曲率半径を適切に設定することにより、物体光束
128 の各反射ミラーによるケラレを防止して、物体像を
効率よく結像面126 に結像させている。
軸127 と定義した時に、光束の通過順に凸面鏡122・凹面
鏡123・凸面鏡124 そして凹面鏡125 のそれぞれの反射面
の中心座標及び中心軸（その反射面の中心とその面の曲
率中心とを結んだ軸）122a,123a,124a,125a は、光軸12
7 に対して偏心している。同図ではこのときの偏心量と
各面の曲率半径を適切に設定することにより、物体光束
128 の各反射ミラーによるケラレを防止して、物体像を
効率よく結像面126 に結像させている。
【００１５】その他米国特許4,737,021 号明細書や米国
特許4,265,510 号明細書にも光軸に対して回転対称な反
射ミラーの一部を用いてケラレを避ける構成、或は反射
ミラーの中心軸自体を光軸に対して偏心させてケラレを
避ける構成が開示されている。
特許4,265,510 号明細書にも光軸に対して回転対称な反
射ミラーの一部を用いてケラレを避ける構成、或は反射
ミラーの中心軸自体を光軸に対して偏心させてケラレを
避ける構成が開示されている。
【００１６】ところで、反射鏡と屈折レンズとを両方使
用したカタディオプトリック光学系で、変倍機能を有し
たものとして例えば米国特許4,477,156 号明細書、米国
特許4,571,036 号明細書に開示されているディープスカ
イ望遠鏡がある。これは、主鏡に放物面反射鏡を用い、
エルフレ接眼鏡を使って倍率を可変にしたものである。
用したカタディオプトリック光学系で、変倍機能を有し
たものとして例えば米国特許4,477,156 号明細書、米国
特許4,571,036 号明細書に開示されているディープスカ
イ望遠鏡がある。これは、主鏡に放物面反射鏡を用い、
エルフレ接眼鏡を使って倍率を可変にしたものである。
【００１７】また、上記ミラー光学系を構成する複数の
反射面を相対的に移動させることにより、撮影光学系の
結像倍率（焦点距離）を変化させるズーミング技術も知
られている。
反射面を相対的に移動させることにより、撮影光学系の
結像倍率（焦点距離）を変化させるズーミング技術も知
られている。
【００１８】例えば米国特許4,812,030 号明細書におい
ては、図23に示すカセグレン式反射望遠鏡の構成におい
て、凹面鏡101 から凸面鏡102 までの間隔と凸面鏡102
から像面103 までの間隔を相対的に変化させることによ
り撮影光学系の変倍を行う技術が開示されている。
ては、図23に示すカセグレン式反射望遠鏡の構成におい
て、凹面鏡101 から凸面鏡102 までの間隔と凸面鏡102
から像面103 までの間隔を相対的に変化させることによ
り撮影光学系の変倍を行う技術が開示されている。
【００１９】図26は同公報に開示されている別の実施形
態である。同図において、物体からの物体光束138 は第
一凹面鏡131 に入射してこの面で反射され収束光束とな
って物体側に向かい第一凸面鏡132 に入射し、ここで結
像面側へ反射され略平行な光束となって第二凸面鏡134
に入射し、この面で反射されて発散光束となって第二凹
面鏡135 に入射し、ここで反射されて収束光束となり像
面137 上に結像する。この構成において第一凹面鏡131
と第一凸面鏡132 間の間隔を変化させるとともに、第二
凸面鏡134 と第二凹面鏡135 間の間隔を変化させてズー
ミングを行い全系のミラー光学系の焦点距離を変化させ
ている。
態である。同図において、物体からの物体光束138 は第
一凹面鏡131 に入射してこの面で反射され収束光束とな
って物体側に向かい第一凸面鏡132 に入射し、ここで結
像面側へ反射され略平行な光束となって第二凸面鏡134
に入射し、この面で反射されて発散光束となって第二凹
面鏡135 に入射し、ここで反射されて収束光束となり像
面137 上に結像する。この構成において第一凹面鏡131
と第一凸面鏡132 間の間隔を変化させるとともに、第二
凸面鏡134 と第二凹面鏡135 間の間隔を変化させてズー
ミングを行い全系のミラー光学系の焦点距離を変化させ
ている。
【００２０】また、米国特許4,993,818 号明細書におい
ては、図23に示すカセグレン式反射望遠鏡にて結像した
像を後段に設けた別のミラー光学系にて二次結像し、こ
の二次結像用のミラー光学系の結像倍率を変化させるこ
とにより撮影系全体の変倍を行っている。
ては、図23に示すカセグレン式反射望遠鏡にて結像した
像を後段に設けた別のミラー光学系にて二次結像し、こ
の二次結像用のミラー光学系の結像倍率を変化させるこ
とにより撮影系全体の変倍を行っている。
【００２１】これらの反射型の撮影光学系は、構成部品
点数が多く、必要な光学性能を得る為には、それぞれの
光学部品を精度良く組み立てることが必要であった。特
に、反射ミラーの相対位置精度が厳しい為、各反射ミラ
ーの位置及び角度の調整が必須であった。
点数が多く、必要な光学性能を得る為には、それぞれの
光学部品を精度良く組み立てることが必要であった。特
に、反射ミラーの相対位置精度が厳しい為、各反射ミラ
ーの位置及び角度の調整が必須であった。
【００２２】この問題を解決する一つの方法として、例
えばミラー系を一つのブロック化することにより、組立
時に生じる光学部品の組み込み誤差を回避する方法が提
案されている。
えばミラー系を一つのブロック化することにより、組立
時に生じる光学部品の組み込み誤差を回避する方法が提
案されている。
【００２３】従来、多数の反射面が一つのブロックにな
っているものとして、例えばファインダー系等に使用さ
れるペンタゴナルダハプリズムやポロプリズム等の光学
プリズムがある。
っているものとして、例えばファインダー系等に使用さ
れるペンタゴナルダハプリズムやポロプリズム等の光学
プリズムがある。
【００２４】これらのプリズムは、複数の反射面が一体
成形されている為に、各反射面の相対的な位置関係は精
度良く作られており、反射面相互の位置調整は不要とな
る。但し、これらのプリズムの主な機能は、光線の進行
方向を変化させることで像の反転を行うものであり、各
反射面は平面で構成されている。
成形されている為に、各反射面の相対的な位置関係は精
度良く作られており、反射面相互の位置調整は不要とな
る。但し、これらのプリズムの主な機能は、光線の進行
方向を変化させることで像の反転を行うものであり、各
反射面は平面で構成されている。
【００２５】これに対して、プリズムの反射面に曲率を
持たせた光学系も知られている。
持たせた光学系も知られている。
【００２６】図27は米国特許4,775,217 号明細書に開示
されている観察光学系の要部概略図である。この観察光
学系は外界の風景を観察すると共に、情報表示体に表示
した表示画像を風景とオーバーラップして観察する光学
系である。
されている観察光学系の要部概略図である。この観察光
学系は外界の風景を観察すると共に、情報表示体に表示
した表示画像を風景とオーバーラップして観察する光学
系である。
【００２７】この観察光学系では、情報表示体141 の表
示画像から射出する表示光束145 は面142 にて反射して
物体側に向かい、凹面より成るハーフミラー面143 に入
射する。そしてこのハーフミラー面143 にて反射した
後、表示光束145 は凹面143 の有する屈折力によりほぼ
平行な光束となり、面142 を屈折透過した後、表示画像
の拡大虚像を形成するとともに、観察者の瞳144 に入射
して表示画像を観察者に認識させている。
示画像から射出する表示光束145 は面142 にて反射して
物体側に向かい、凹面より成るハーフミラー面143 に入
射する。そしてこのハーフミラー面143 にて反射した
後、表示光束145 は凹面143 の有する屈折力によりほぼ
平行な光束となり、面142 を屈折透過した後、表示画像
の拡大虚像を形成するとともに、観察者の瞳144 に入射
して表示画像を観察者に認識させている。
【００２８】一方、物体からの物体光束146 は反射面14
2 とほぼ平行な面147 に入射し、屈折して凹面のハーフ
ミラー面143 に至る。凹面143 には半透過膜が蒸着され
ており、物体光束146 の一部は凹面143 を透過し、面14
2 を屈折透過後、観察者の瞳144 に入射する。これによ
り観察者は外界の風景の中に表示画像をオーバーラップ
して視認する。
2 とほぼ平行な面147 に入射し、屈折して凹面のハーフ
ミラー面143 に至る。凹面143 には半透過膜が蒸着され
ており、物体光束146 の一部は凹面143 を透過し、面14
2 を屈折透過後、観察者の瞳144 に入射する。これによ
り観察者は外界の風景の中に表示画像をオーバーラップ
して視認する。
【００２９】図28は特開平2-297516号公報に開示されて
いる観察光学系の要部概略図である。この観察光学系も
外界の風景を観察すると共に、情報表示体に表示した表
示画像をオーバーラップして観察する光学系である。
いる観察光学系の要部概略図である。この観察光学系も
外界の風景を観察すると共に、情報表示体に表示した表
示画像をオーバーラップして観察する光学系である。
【００３０】この観察光学系では、情報表示体150 から
出射した表示光束154 は、プリズムPaを構成する平面15
7 を透過しプリズムPaに入り放物面反射面151 に入射す
る。表示光束154 はこの反射面151 にて反射されて収束
光束となり焦点面156 に結像する。このとき反射面151
で反射された表示光束154 は、プリズムPaを構成する２
つの平行な平面157 と平面158 との間を全反射しながら
焦点面156 に到達しており、これによって光学系全体の
薄型化を達成している。
出射した表示光束154 は、プリズムPaを構成する平面15
7 を透過しプリズムPaに入り放物面反射面151 に入射す
る。表示光束154 はこの反射面151 にて反射されて収束
光束となり焦点面156 に結像する。このとき反射面151
で反射された表示光束154 は、プリズムPaを構成する２
つの平行な平面157 と平面158 との間を全反射しながら
焦点面156 に到達しており、これによって光学系全体の
薄型化を達成している。
【００３１】次に焦点面156 から発散光として出射した
表示光束154 は、平面157 と平面158 の間を全反射しな
がら放物面より成るハーフミラー152 に入射し、このハ
ーフミラー面152 で反射されると同時にその屈折力によ
って表示画像の拡大虚像を形成すると共にほぼ平行な光
束となり、面157 を透過して観察者の瞳153 に入射し、
これにより表示画像を観察者に認識させている。
表示光束154 は、平面157 と平面158 の間を全反射しな
がら放物面より成るハーフミラー152 に入射し、このハ
ーフミラー面152 で反射されると同時にその屈折力によ
って表示画像の拡大虚像を形成すると共にほぼ平行な光
束となり、面157 を透過して観察者の瞳153 に入射し、
これにより表示画像を観察者に認識させている。
【００３２】一方、外界からの物体光束155 はプリズム
Pbを構成する面158bを透過し、放物面より成るハーフミ
ラー152 を透過し、面157 を透過して観察者の瞳153 に
入射する。観察者は外界の風景の中に表示画像をオーバ
ーラップして視認する。
Pbを構成する面158bを透過し、放物面より成るハーフミ
ラー152 を透過し、面157 を透過して観察者の瞳153 に
入射する。観察者は外界の風景の中に表示画像をオーバ
ーラップして視認する。
【００３３】さらに、プリズムの反射面に光学素子を用
いた例として、例えば特開平5-12704 号公報や特開平6-
139612号公報等に開示されている光ピックアップ用の光
学ヘッドがある。これらは半導体レーザーからの光をフ
レネル面やホログラム面にて反射させた後、ディスク面
に結像し、ディスクからの反射光をディテクターに導い
ている。
いた例として、例えば特開平5-12704 号公報や特開平6-
139612号公報等に開示されている光ピックアップ用の光
学ヘッドがある。これらは半導体レーザーからの光をフ
レネル面やホログラム面にて反射させた後、ディスク面
に結像し、ディスクからの反射光をディテクターに導い
ている。
【００３４】
【発明が解決しようとする課題】従来の屈折光学素子の
みの光学系は、絞りが光学系の内部に配置され、しかも
入射瞳が光学系の奥深くにある場合が多く、絞りから見
て最も物体側に位置する入射面までの間隔が大きいほ
ど、入射面の光線有効径は大きくなり、しかも画角が大
きくなると共に更に大きくなる問題点があった。
みの光学系は、絞りが光学系の内部に配置され、しかも
入射瞳が光学系の奥深くにある場合が多く、絞りから見
て最も物体側に位置する入射面までの間隔が大きいほ
ど、入射面の光線有効径は大きくなり、しかも画角が大
きくなると共に更に大きくなる問題点があった。
【００３５】又、前記米国特許3、674、334 号明細書、米
国特許5,063,586 号明細書、米国特許4,265,510 号明細
書に開示されている偏心ミラーを有するミラー光学系
は、いずれも各反射ミラーを異なる偏心量にて配置して
おり、各反射ミラーの取り付け構造が非常に煩雑とな
り、また取り付け精度を確保する事が非常に難しいもの
となっている。
国特許5,063,586 号明細書、米国特許4,265,510 号明細
書に開示されている偏心ミラーを有するミラー光学系
は、いずれも各反射ミラーを異なる偏心量にて配置して
おり、各反射ミラーの取り付け構造が非常に煩雑とな
り、また取り付け精度を確保する事が非常に難しいもの
となっている。
【００３６】又、米国特許4,812,030 号明細書、米国特
許4,993,818 号明細書に開示されている変倍機能を有す
る撮影光学系は、いずれも反射ミラーや結像レンズなど
の構成部品点数が多く、必要な光学性能を得る為には、
それぞれの光学部品を精度良く組み立てる必要があっ
た。
許4,993,818 号明細書に開示されている変倍機能を有す
る撮影光学系は、いずれも反射ミラーや結像レンズなど
の構成部品点数が多く、必要な光学性能を得る為には、
それぞれの光学部品を精度良く組み立てる必要があっ
た。
【００３７】また特に反射ミラーの相対位置精度が厳し
くなる為、各反射ミラーの位置及び角度を精密に調整す
ることが必要であった。
くなる為、各反射ミラーの位置及び角度を精密に調整す
ることが必要であった。
【００３８】又従来の反射型の撮影光学系は、光学系全
長が長く画角の小さい所謂望遠タイプのレンズ系に適し
た構成となっている。そして、標準レンズの画角から広
角レンズの画角までを必要とする撮影光学系を得る場合
には収差補正上必要とされる反射面数が多くなる為、更
に高い部品精度、高い組立精度が必要となり、コスト或
は全体が大型化する傾向があった。
長が長く画角の小さい所謂望遠タイプのレンズ系に適し
た構成となっている。そして、標準レンズの画角から広
角レンズの画角までを必要とする撮影光学系を得る場合
には収差補正上必要とされる反射面数が多くなる為、更
に高い部品精度、高い組立精度が必要となり、コスト或
は全体が大型化する傾向があった。
【００３９】又、前記米国特許4,775,217 号明細書、特
開平2-297516号公報に開示されている観察光学系は、い
ずれも観察者の瞳から離れて配置されている情報表示体
に表示されている表示画像を効率良く観察者の瞳に伝達
する為の瞳結像作用と光線の進行方向を変化させる事を
主眼としており、曲率を持った反射面にて積極的な収差
補正を行う技術については直接的に開示されていない。
開平2-297516号公報に開示されている観察光学系は、い
ずれも観察者の瞳から離れて配置されている情報表示体
に表示されている表示画像を効率良く観察者の瞳に伝達
する為の瞳結像作用と光線の進行方向を変化させる事を
主眼としており、曲率を持った反射面にて積極的な収差
補正を行う技術については直接的に開示されていない。
【００４０】又、特開平5-12704 号公報や特開平6-1396
12号公報等に開示されている光ピックアップ用の光学系
は、いずれも検知光学系の使用に限定されており、撮影
光学系、特にCCD 等の面積型の撮像素子を用いた撮像装
置に対する結像性能を満足するものではなかった。
12号公報等に開示されている光ピックアップ用の光学系
は、いずれも検知光学系の使用に限定されており、撮影
光学系、特にCCD 等の面積型の撮像素子を用いた撮像装
置に対する結像性能を満足するものではなかった。
【００４１】本発明は、複数の曲面や平面の反射面を一
体的に形成した光学素子と共軸の屈折面のみからなる光
学素子とを複数用い、該複数の光学素子のうちの少なく
とも２つの光学素子の相対的位置を適切に変化させてズ
ーミングを行うことにより、ズーム光学系全体の小型化
を図ると共に、性能へ大きく影響する反射面の配置精度
（組立精度）のバラツキ及び狂いの少ないズーム光学系
及びそれを用いた撮像装置の提供を目的とする。
体的に形成した光学素子と共軸の屈折面のみからなる光
学素子とを複数用い、該複数の光学素子のうちの少なく
とも２つの光学素子の相対的位置を適切に変化させてズ
ーミングを行うことにより、ズーム光学系全体の小型化
を図ると共に、性能へ大きく影響する反射面の配置精度
（組立精度）のバラツキ及び狂いの少ないズーム光学系
及びそれを用いた撮像装置の提供を目的とする。
【００４２】更に、絞りをズーム光学系の物体側若しく
は最初の光束入射面の近傍に配置すると共に、該ズーム
光学系の中で物体像を少なくとも１回結像させる構成を
とることにより、広画角のズーム光学系でありながら、
各光学素子の有効径を縮小し、そして該光学素子を構成
する複数の反射面に適切な屈折力を与えると共に、これ
らを偏心配置することにより、光学系内の光束がけられ
ること無く所望の形状に屈曲し、ズーム光学系の所定方
向の全長を短縮するズーム光学系及びそれを用いた撮像
装置の提供を目的とする。
は最初の光束入射面の近傍に配置すると共に、該ズーム
光学系の中で物体像を少なくとも１回結像させる構成を
とることにより、広画角のズーム光学系でありながら、
各光学素子の有効径を縮小し、そして該光学素子を構成
する複数の反射面に適切な屈折力を与えると共に、これ
らを偏心配置することにより、光学系内の光束がけられ
ること無く所望の形状に屈曲し、ズーム光学系の所定方
向の全長を短縮するズーム光学系及びそれを用いた撮像
装置の提供を目的とする。
【００４３】
【課題を解決するための手段】本発明のズーム光学系
は、 （１−１） 透明体の表面に２つの屈折面と複数の反射
面を形成し、光束が１つの屈折面から該透明体の内部へ
入射し、該複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面
から射出するように構成された光学素子、又は／及び相
互に偏心した複数の表面鏡を一体的に形成し、入射光束
が該複数の表面鏡の反射面で反射を繰り返して射出する
ように構成された光学素子と、共軸の屈折面で構成され
た光学素子とを複数有し、該複数の光学素子を介して物
体の像を結像すると共に、該複数の光学素子のうち少な
くとも２つの光学素子の相対的位置を変化させることに
より変倍を行うこと等を特徴としている。
は、 （１−１） 透明体の表面に２つの屈折面と複数の反射
面を形成し、光束が１つの屈折面から該透明体の内部へ
入射し、該複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面
から射出するように構成された光学素子、又は／及び相
互に偏心した複数の表面鏡を一体的に形成し、入射光束
が該複数の表面鏡の反射面で反射を繰り返して射出する
ように構成された光学素子と、共軸の屈折面で構成され
た光学素子とを複数有し、該複数の光学素子を介して物
体の像を結像すると共に、該複数の光学素子のうち少な
くとも２つの光学素子の相対的位置を変化させることに
より変倍を行うこと等を特徴としている。
【００４４】特に、 （１−１−１） 前記ズーム光学系の光束入射側又は最
初の光束入射面の近傍に絞りを設ける。 （１−１−２） 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子は、夫々入射する基準軸と出射する基
準軸が平行である。 （１−１−３） 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子は１つの移動平面上で互いに平行に移
動する。 （１−１−４） 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子は夫々入射する基準軸と出射する基準
軸の方向が同方向を向いている。 （１−１−５） 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子の１つは入射する基準軸と出射する基
準軸の方向が同方向を向いており、もう１つの光学素子
は入射する基準軸と出射する基準軸の方向が反対方向を
向いている。 （１−１−６） 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子は夫々入射する基準軸と出射する基準
軸の方向が反対方向を向いている。 （１−１−７） 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子のうちの１つを移動してフォーカシン
グする。 （１−１−８） 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子以外の光学素子を移動してフォーカシ
ングする。 （１−１−９） 前記ズーム光学系はその光路の中で少
なくとも１回物体像を中間結像する。 （１−１−１０） 前記複数の反射面の内、曲面の反射
面はすべてアナモフィック面の形状である。 （１−１−１１） 前記相対的位置を変化させる少なく
とも２つの光学素子の基準軸がすべて１つの平面上にあ
る。 （１−１−１２） 前記相対的位置を変化させる少なく
とも２つの光学素子以外の光学素子の基準軸の少なくと
も一部が前記平面上にある。 （１−１−１３） 前記複数の光学素子のうちの少なく
とも１つの光学素子は基準軸と反射面の交点における該
反射面の法線が前記相対的位置を変化させる少なくとも
２つの光学素子が移動する移動平面に対して傾いている
反射面を有している。こと等を特徴としている。
初の光束入射面の近傍に絞りを設ける。 （１−１−２） 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子は、夫々入射する基準軸と出射する基
準軸が平行である。 （１−１−３） 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子は１つの移動平面上で互いに平行に移
動する。 （１−１−４） 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子は夫々入射する基準軸と出射する基準
軸の方向が同方向を向いている。 （１−１−５） 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子の１つは入射する基準軸と出射する基
準軸の方向が同方向を向いており、もう１つの光学素子
は入射する基準軸と出射する基準軸の方向が反対方向を
向いている。 （１−１−６） 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子は夫々入射する基準軸と出射する基準
軸の方向が反対方向を向いている。 （１−１−７） 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子のうちの１つを移動してフォーカシン
グする。 （１−１−８） 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子以外の光学素子を移動してフォーカシ
ングする。 （１−１−９） 前記ズーム光学系はその光路の中で少
なくとも１回物体像を中間結像する。 （１−１−１０） 前記複数の反射面の内、曲面の反射
面はすべてアナモフィック面の形状である。 （１−１−１１） 前記相対的位置を変化させる少なく
とも２つの光学素子の基準軸がすべて１つの平面上にあ
る。 （１−１−１２） 前記相対的位置を変化させる少なく
とも２つの光学素子以外の光学素子の基準軸の少なくと
も一部が前記平面上にある。 （１−１−１３） 前記複数の光学素子のうちの少なく
とも１つの光学素子は基準軸と反射面の交点における該
反射面の法線が前記相対的位置を変化させる少なくとも
２つの光学素子が移動する移動平面に対して傾いている
反射面を有している。こと等を特徴としている。
【００４５】又、本発明の撮像装置は、 （１−２） （１−１）〜（１−１−１３）のいずれか
１項に記載のズーム光学系を有し、撮像媒体の撮像面上
に前記物体の像を結像すること等を特徴としている。
１項に記載のズーム光学系を有し、撮像媒体の撮像面上
に前記物体の像を結像すること等を特徴としている。
【００４６】
【発明の実施の形態】実施形態の説明に入る前に、実施
形態の構成諸元の表し方及び実施形態全体の共通事項に
ついて説明する。
形態の構成諸元の表し方及び実施形態全体の共通事項に
ついて説明する。
【００４７】図 5は本発明の光学系の構成データを定義
する座標系の説明図である。本発明の実施形態では物体
側から像面に進む１つの光線（図 5中の一点鎖線で示す
もので基準軸光線と呼ぶ）に沿ってｉ番目の面を第ｉ面
とする。
する座標系の説明図である。本発明の実施形態では物体
側から像面に進む１つの光線（図 5中の一点鎖線で示す
もので基準軸光線と呼ぶ）に沿ってｉ番目の面を第ｉ面
とする。
【００４８】図 5において第１面R1は絞り、第２面R2は
第１面と共軸な屈折面、第３面R3は第２面R2に対してチ
ルトされた反射面、第４面R4、第５面R5は各々の前面に
対してシフト、チルトされた反射面、第６面R6は第５面
R5に対してシフト、チルトされた屈折面である。第２面
R2から第６面R6までの各々の面はガラス、プラスチック
等の媒質で構成される一つの光学素子上に構成されてお
り、図 5中では第１光学素子B1としている。
第１面と共軸な屈折面、第３面R3は第２面R2に対してチ
ルトされた反射面、第４面R4、第５面R5は各々の前面に
対してシフト、チルトされた反射面、第６面R6は第５面
R5に対してシフト、チルトされた屈折面である。第２面
R2から第６面R6までの各々の面はガラス、プラスチック
等の媒質で構成される一つの光学素子上に構成されてお
り、図 5中では第１光学素子B1としている。
【００４９】従って、図 5の構成では不図示の物体面か
ら第２面R2までの媒質は空気、第２面R2から第６面R6ま
ではある共通の媒質、第６面R6から不図示の第７面R7ま
での媒質は空気で構成している。
ら第２面R2までの媒質は空気、第２面R2から第６面R6ま
ではある共通の媒質、第６面R6から不図示の第７面R7ま
での媒質は空気で構成している。
【００５０】本発明の光学系は偏心光学系であるため光
学系を構成する各面は共通の光軸を持っていない。そこ
で、本発明の実施形態においては先ず第１面の光線有効
径の中心を原点とする絶対座標系を設定する。
学系を構成する各面は共通の光軸を持っていない。そこ
で、本発明の実施形態においては先ず第１面の光線有効
径の中心を原点とする絶対座標系を設定する。
【００５１】そして、本発明の実施形態においては、第
１面の光線有効径の中心点を原点とすると共に、原点と
最終結像面の中心とを通る光線（基準軸光線）の経路を
光学系の基準軸と定義している。さらに、本実施形態中
の基準軸は方向（向き）を持っている。その方向は基準
軸光線が結像に際して進行する方向である。
１面の光線有効径の中心点を原点とすると共に、原点と
最終結像面の中心とを通る光線（基準軸光線）の経路を
光学系の基準軸と定義している。さらに、本実施形態中
の基準軸は方向（向き）を持っている。その方向は基準
軸光線が結像に際して進行する方向である。
【００５２】本発明の実施形態においては、光学系の基
準となる基準軸を上記の様に設定したが、光学系の基準
となる軸の決め方は光学設計上、収差の取り纏め上、若
しくは光学系を構成する各面形状を表現する上で都合の
良い軸を採用すれば良い。しかし、一般的には像面の中
心と、絞り又は入射瞳又は出射瞳又は光学系の第１面の
中心若しくは最終面の中心のいずれかを通る光線の経路
を光学系の基準となる基準軸に設定する。
準となる基準軸を上記の様に設定したが、光学系の基準
となる軸の決め方は光学設計上、収差の取り纏め上、若
しくは光学系を構成する各面形状を表現する上で都合の
良い軸を採用すれば良い。しかし、一般的には像面の中
心と、絞り又は入射瞳又は出射瞳又は光学系の第１面の
中心若しくは最終面の中心のいずれかを通る光線の経路
を光学系の基準となる基準軸に設定する。
【００５３】つまり、本発明の実施形態においては、基
準軸は第１面、即ち絞り面の光線有効径の中心点を通
り、最終結像面の中心へ至る光線（基準軸光線）が各屈
折面及び反射面によって屈折・反射する経路を基準軸に
設定している。各面の順番は基準軸光線が屈折・反射を
受ける順番に設定している。
準軸は第１面、即ち絞り面の光線有効径の中心点を通
り、最終結像面の中心へ至る光線（基準軸光線）が各屈
折面及び反射面によって屈折・反射する経路を基準軸に
設定している。各面の順番は基準軸光線が屈折・反射を
受ける順番に設定している。
【００５４】従って基準軸は設定された各面の順番に沿
って屈折若しくは反射の法則に従ってその方向を変化さ
せつつ、最終的に像面の中心に到達する。
って屈折若しくは反射の法則に従ってその方向を変化さ
せつつ、最終的に像面の中心に到達する。
【００５５】本発明の各実施形態の光学系を構成するチ
ルト面は基本的にすべてが同一面内でチルトしている。
そこで、絶対座標系の各軸を以下のように定める。
ルト面は基本的にすべてが同一面内でチルトしている。
そこで、絶対座標系の各軸を以下のように定める。
【００５６】Z軸：原点を通り第２面R2に向かう基準軸 Y軸：原点を通りチルト面内（図 5の紙面内）でZ 軸に
対して反時計回りに90゜をなす直線 X軸：原点を通りZ、Y 各軸に垂直な直線（図 5の紙面に
垂直な直線） 又、光学系を構成する第ｉ面の面形状を表すには、絶対
座標系にてその面の形状を表記するより、基準軸と第ｉ
面が交差する点を原点とするローカル座標系を設定し
て、ローカル座標系でその面の面形状を表した方が形状
を認識する上で理解し易い為、本発明の構成データを表
示する実施形態では第ｉ面の面形状をローカル座標系で
表わす。
対して反時計回りに90゜をなす直線 X軸：原点を通りZ、Y 各軸に垂直な直線（図 5の紙面に
垂直な直線） 又、光学系を構成する第ｉ面の面形状を表すには、絶対
座標系にてその面の形状を表記するより、基準軸と第ｉ
面が交差する点を原点とするローカル座標系を設定し
て、ローカル座標系でその面の面形状を表した方が形状
を認識する上で理解し易い為、本発明の構成データを表
示する実施形態では第ｉ面の面形状をローカル座標系で
表わす。
【００５７】また、第ｉ面のYZ面内でのチルト角は絶対
座標系のZ 軸に対して反時計回り方向を正とした角度θ
i （単位°）で表す。よって、本発明の実施形態では各
面のローカル座標の原点は図 5中のYZ平面上にある。ま
たXZおよびXY面内での面の偏心はない。さらに、第ｉ面
のローカル座標(x,y,z) のy,z 軸は絶対座標系(X,Y,Z)
に対してYZ面内で角度θi 傾いており、具体的には以下
のように設定する。
座標系のZ 軸に対して反時計回り方向を正とした角度θ
i （単位°）で表す。よって、本発明の実施形態では各
面のローカル座標の原点は図 5中のYZ平面上にある。ま
たXZおよびXY面内での面の偏心はない。さらに、第ｉ面
のローカル座標(x,y,z) のy,z 軸は絶対座標系(X,Y,Z)
に対してYZ面内で角度θi 傾いており、具体的には以下
のように設定する。
【００５８】z 軸：ローカル座標の原点を通り、絶対座
標系のZ 方向に対しYZ面内において反時計方向に角度θ
i をなす直線 y 軸：ローカル座標の原点を通り、z 方向に対しYZ面内
において反時計方向に90゜をなす直線 x 軸：ローカル座標の原点を通り、YZ面に対し垂直な直
線 また、Diは第ｉ面と第(i+1) 面のローカル座標の原点間
の間隔を表すスカラー量、Ndi 、νdiは第ｉ面と第(i+
1) 面間の媒質の屈折率とアッベ数である。
標系のZ 方向に対しYZ面内において反時計方向に角度θ
i をなす直線 y 軸：ローカル座標の原点を通り、z 方向に対しYZ面内
において反時計方向に90゜をなす直線 x 軸：ローカル座標の原点を通り、YZ面に対し垂直な直
線 また、Diは第ｉ面と第(i+1) 面のローカル座標の原点間
の間隔を表すスカラー量、Ndi 、νdiは第ｉ面と第(i+
1) 面間の媒質の屈折率とアッベ数である。
【００５９】また、本発明の実施形態の光学系は複数の
光学素子の移動により全体の焦点距離を変化する（変倍
をする）。本発明の数値データを挙げた実施形態では広
角端(W) 、望遠端(T) とこれらの中間位置(M) の三つの
位置での光学系断面図、数値データを示す。
光学素子の移動により全体の焦点距離を変化する（変倍
をする）。本発明の数値データを挙げた実施形態では広
角端(W) 、望遠端(T) とこれらの中間位置(M) の三つの
位置での光学系断面図、数値データを示す。
【００６０】ここで、図 5の光学素子においてYZ面内で
光学素子が移動すると各変倍位置で値が変わるのは各面
の位置を表すローカル座標の原点（Yi、Zi）であるが、
数値データを挙げた実施形態では、変倍のために移動す
る光学素子がZ 方向の移動の場合は座標値Ziを光学系が
広角端、中間、望遠端の状態の順にZi (W) 、Zi(M)、Zi
(T) で表すこととし、変倍のために移動する光学素子が
Y 方向の移動の場合は座標値Yiを光学系が広角端、中
間、望遠端の状態の順にYi (W) 、Yi(M) 、Yi(T) で表
すこととする。
光学素子が移動すると各変倍位置で値が変わるのは各面
の位置を表すローカル座標の原点（Yi、Zi）であるが、
数値データを挙げた実施形態では、変倍のために移動す
る光学素子がZ 方向の移動の場合は座標値Ziを光学系が
広角端、中間、望遠端の状態の順にZi (W) 、Zi(M)、Zi
(T) で表すこととし、変倍のために移動する光学素子が
Y 方向の移動の場合は座標値Yiを光学系が広角端、中
間、望遠端の状態の順にYi (W) 、Yi(M) 、Yi(T) で表
すこととする。
【００６１】なお、各面の座標値は広角端での値を示
し、中間、望遠端では広角端との差で記述する。具体的
には広角端(W) に対する中間位置(M) 、望遠端(T) での
移動量を各々a,b とすれば、以下の式で表す： Zi(M)=Zi(W)+a Zi(T)=Zi(W)+b なお、a,b の符号は各面がZ プラス方向に移動する場合
を正、Z マイナス方向に移動する場合を負としている。
移動がＹ方向の場合も同様である。また、この移動に伴
い変化する面間隔Diは変数であり、各変倍位置での値を
別表にまとめて示す。
し、中間、望遠端では広角端との差で記述する。具体的
には広角端(W) に対する中間位置(M) 、望遠端(T) での
移動量を各々a,b とすれば、以下の式で表す： Zi(M)=Zi(W)+a Zi(T)=Zi(W)+b なお、a,b の符号は各面がZ プラス方向に移動する場合
を正、Z マイナス方向に移動する場合を負としている。
移動がＹ方向の場合も同様である。また、この移動に伴
い変化する面間隔Diは変数であり、各変倍位置での値を
別表にまとめて示す。
【００６２】本発明の実施形態は球面及び回転非対称の
非球面を有している。その内の球面部分は球面形状とし
てその曲率半径Riを記している。曲率半径Riの符号は、
曲率中心がローカル座標のｚ軸プラス方向にある場合を
プラスとし、ｚ軸マイナス方向にある場合をマイナスと
する。
非球面を有している。その内の球面部分は球面形状とし
てその曲率半径Riを記している。曲率半径Riの符号は、
曲率中心がローカル座標のｚ軸プラス方向にある場合を
プラスとし、ｚ軸マイナス方向にある場合をマイナスと
する。
【００６３】ここで、球面は以下の式で表される形状で
ある：
ある：
【００６４】
【数１】 また、本発明の光学系は少なくとも回転非対称な非球面
を一面以上有し、その形状は以下の式により表す： A ＝(a+b)・(y2・cos2t+x2) B ＝2a・b・cos t[1+{(b-a)・y・sin t/(2a・b)}+〔1+{(b-a)
・y・sin t/(a・b)}-{y2/(a・b)}-{4a・b・cos2t+(a+b)2sin
2t}x2/(4a2b2cos2t)〕1/2] として z ＝A/B+C02y2+C20x2+C03y3+C21x2y+C04y4+C22x2y2+C40
x4 上記曲面式はx に関して偶数次の項のみであるため、上
記曲面式により規定される曲面はyz面を対称面とする面
対称な形状である。さらに以下の条件が満たされる場合
はxz面に対して対称な形状を表す。
を一面以上有し、その形状は以下の式により表す： A ＝(a+b)・(y2・cos2t+x2) B ＝2a・b・cos t[1+{(b-a)・y・sin t/(2a・b)}+〔1+{(b-a)
・y・sin t/(a・b)}-{y2/(a・b)}-{4a・b・cos2t+(a+b)2sin
2t}x2/(4a2b2cos2t)〕1/2] として z ＝A/B+C02y2+C20x2+C03y3+C21x2y+C04y4+C22x2y2+C40
x4 上記曲面式はx に関して偶数次の項のみであるため、上
記曲面式により規定される曲面はyz面を対称面とする面
対称な形状である。さらに以下の条件が満たされる場合
はxz面に対して対称な形状を表す。
【００６５】C03 ＝C21 ＝t ＝0 さらに C02 ＝C20 C04＝C40 ＝C22/2 が満たされる場合は回転対称な形状を表す。以上の条件
を満たさない場合は非回転対称な形状である。
を満たさない場合は非回転対称な形状である。
【００６６】なお、本発明の各実施形態においては、実
施形態４を除いて、図 5に示すように、その第１面は絞
りである。又、水平半画角uYとは図 5のYZ面内において
第１面R1に入射する光束の最大画角、垂直半画角uXとは
XZ面内において第１面R1に入射する光束の最大画角であ
る。また、絞りの直径を絞り径として示している。これ
は光学系の明るさに関係する。
施形態４を除いて、図 5に示すように、その第１面は絞
りである。又、水平半画角uYとは図 5のYZ面内において
第１面R1に入射する光束の最大画角、垂直半画角uXとは
XZ面内において第１面R1に入射する光束の最大画角であ
る。また、絞りの直径を絞り径として示している。これ
は光学系の明るさに関係する。
【００６７】なお、実施形態４を除いて、入射瞳は第１
面に位置するため上記絞り径は入射瞳径に等しい。
面に位置するため上記絞り径は入射瞳径に等しい。
【００６８】又、像面上での有効像範囲を像サイズとし
て示す。像サイズはローカル座標のy方向のサイズを水
平、x 方向のサイズを垂直とした矩形領域で表してい
る。
て示す。像サイズはローカル座標のy方向のサイズを水
平、x 方向のサイズを垂直とした矩形領域で表してい
る。
【００６９】又、構成データを挙げている実施形態につ
いては光学系のサイズを示している。そのサイズは広角
端における光線有効径によって定められるサイズであ
る。
いては光学系のサイズを示している。そのサイズは広角
端における光線有効径によって定められるサイズであ
る。
【００７０】又、構成データを挙げている実施形態につ
いてはその横収差図を示す。横収差図は各実施形態の広
角端(W) 、中間位置(M) 、望遠端(T) の状態について、
絞りR1への水平入射角、垂直入射角が夫々(uY,uX),(0,u
X),(-uY,uX),(uY,0),(0,0),(-uY, 0) となる入射角の光
束の横収差を示す。横収差図においては、横軸は瞳への
入射高さを表し、縦軸は収差量を表している。各実施形
態とも基本的に各面がyz面を対称面とする面対称の形状
となっている為、横収差図においても垂直画角のプラ
ス、マイナス方向は同一となるので、図の簡略化の為
に、マイナス方向の横収差図は省略している。
いてはその横収差図を示す。横収差図は各実施形態の広
角端(W) 、中間位置(M) 、望遠端(T) の状態について、
絞りR1への水平入射角、垂直入射角が夫々(uY,uX),(0,u
X),(-uY,uX),(uY,0),(0,0),(-uY, 0) となる入射角の光
束の横収差を示す。横収差図においては、横軸は瞳への
入射高さを表し、縦軸は収差量を表している。各実施形
態とも基本的に各面がyz面を対称面とする面対称の形状
となっている為、横収差図においても垂直画角のプラ
ス、マイナス方向は同一となるので、図の簡略化の為
に、マイナス方向の横収差図は省略している。
【００７１】実施形態を以下に示す。 ［実施形態１］図 1は本発明のズーム光学系の実施形態
１のYZ面内での光学断面図である。本実施形態は変倍比
約3 倍の三群ズームレンズの撮像光学系である。その構
成データを以下に記す。
１のYZ面内での光学断面図である。本実施形態は変倍比
約3 倍の三群ズームレンズの撮像光学系である。その構
成データを以下に記す。
【００７２】 広角端 中間 望遠端 水平半画角 26.3 18.2 9.3 垂直半画角 20.3 13.9 7.0 絞り径 2.4 2.4 2.4 像サイズ 水平4.8mm ×垂直3.6mm 光学系のサイズ(X×Y ×Z)＝広角端において 12.4x 32.9x 62.0 i Yi Zi(W) θi Di Ndi νdi 1 0.00 0.00 0.00 6.15 1 絞り 第１光学素子B1 2 0.00 6.15 0.00 9.00 1.64769 33.80 屈折面 3 0.00 15.15 17.78 11.66 1.64769 33.80 反射面 4 -6.78 5.66 2.45 11.20 1.64769 33.80 反射面 5 -12.49 15.30 -10.81 10.61 1.64769 33.80 反射面 6 -14.15 4.82 -17.97 10.69 1.64769 33.80 反射面 7 -21.71 12.38 -22.49 8.37 1.64769 33.80 反射面 8 -21.71 4.01 0.00 変数 1 屈折面 第２光学素子B2 9 -21.71 -10.91 0.00 1.45 1.48749 70.21 屈折面 10 -21.71 -12.37 0.00 0.18 1 屈折面 11 -21.71 -12.55 0.00 1.57 1.60311 60.66 屈折面 12 -21.71 -14.12 0.00 0.13 1 屈折面 13 -21.71 -14.25 0.00 1.38 1.62041 60.27 屈折面 14 -21.71 -15.62 0.00 0.10 1 屈折面 15 -21.71 -15.72 0.00 2.14 1.64100 56.92 屈折面 16 -21.71 -17.87 0.00 0.12 1 屈折面 17 -21.71 -17.99 0.00 0.67 1.71736 29.51 屈折面 18 -21.71 -18.66 0.00 変数 1 屈折面 第３光学素子B3 19 -21.71 -32.51 0.00 2.04 1.58913 61.18 屈折面 20 -21.71 -34.55 0.00 0.71 1 屈折面 21 -21.71 -35.26 0.00 0.86 1.56384 60.69 屈折面 22 -21.71 -36.12 0.00 0.10 1 屈折面 23 -21.71 -36.22 0.00 2.15 1.60311 60.66 屈折面 24 -21.71 -38.38 0.00 0.10 1 屈折面 25 -21.71 -38.48 0.00 2.85 1.75520 27.51 屈折面 26 -21.71 -41.32 0.00 0.10 1 屈折面 27 -21.71 -41.42 0.00 0.50 1.65446 33.62 屈折面 28 -21.71 -41.92 0.00 変数 1 屈折面 29 -21.71 -46.00 0.00 0.00 1 像面 広角端 中間 望遠端 D 8 14.93 7.22 9.22 D18 13.86 9.52 2.59 D28 4.08 16.14 21.06 D 1 〜 8面 Zi(M) = Zi(W) Zi(T) = Zi(W) D 9 〜18面 Zi(M) = Zi(W) + 7.73 Zi(T) = Zi(W) + 5.71 D19 〜28面 Zi(M) = Zi(W) + 12.06 Zi(T) = Zi(W) + 16.98 D29 面 Zi(M) = Zi(W) Zi(T) = Zi(W) 球面形状 R 2 面 R2 = -12.622 R 8 面 R8 = -14.877 R 9 面 R9 = 12.866 R10 面 R10= 10.705 R11 面 R11= 138.974 R12 面 R12= 14.258 R13 面 R13= -42.325 R14 面 R14= 14.369 R15 面 R15= -7.298 R16 面 R16= 58.857 R17 面 R17= 29.735 R18 面 R18= -6.045 R19 面 R19= -98.642 R20 面 R20= 20.180 R21 面 R21= -28.327 R22 面 R22= 37.323 R23 面 R23= -11.405 R24 面 R24= 11.769 R25 面 R25= 11.362 R26 面 R26= 67.664 R27 面 R27= -6.735 R28 面 R28= -5.455 非球面形状 R 3 面 a =-1.67168e+01 b =-1.40383e+01 t = 2.13856e+01 C03=-4.89226e-05 C21=-8.30083e-05 C04= 1.08453e-05 C22= 2.53575e-05 C40= 1.82792e-05 R 4 面 a =-6.16288e+00 b =-1.19620e+01 t = 4.52060e+01 C03= 4.89807e-03 C21= 2.67721e-03 C04= 1.88551e-04 C22=-2.04184e-04 C40= 1.07399e-04 R 5 面 a =-2.03427e+01 b =-2.34954e+01 t = 3.70433e+01 C03= 5.02647e-04 C21= 1.88611e-04 C04= 2.09495e-05 C22= 2.42572e-06 C40=-1.92403e-06 R 6 面 a =-1.22106e+02 b =-1.22097e+02 t = 7.58653e+01 C03= 4.66466e-04 C21= 4.88673e-05 C04=-4.14548e-05 C22=-1.09844e-04 C40=-6.05085e-05 R 7 面 a =-1.45959e+01 b =-1.84911e+02 t = 2.98825e+01 C03= 2.73516e-04 C21= 5.85397e-05 C04=-2.28623e-06 C22=-6.14890e-06 C40=-8.24738e-06 図 1において、第１面R1は入射瞳である絞り面である。
B1は第１光学素子であり、１つのブロック上に第２面R2
（屈折入射面）と曲面の内面反射面である第３面R3〜第
７面R7と第８面R8（屈折射出面）を形成している。B2は
第２光学素子であり、共軸の屈折面第９面R9〜第１８面
R18 より構成される複数のレンズで構成している。B3は
第３光学素子であり、共軸の屈折面第１９面R19 〜第２
８面R28より構成される複数のレンズで構成している。
そして第２９面R29 は像面であり、CCD 等の撮像媒体の
撮像面が位置する。
B1は第１光学素子であり、１つのブロック上に第２面R2
（屈折入射面）と曲面の内面反射面である第３面R3〜第
７面R7と第８面R8（屈折射出面）を形成している。B2は
第２光学素子であり、共軸の屈折面第９面R9〜第１８面
R18 より構成される複数のレンズで構成している。B3は
第３光学素子であり、共軸の屈折面第１９面R19 〜第２
８面R28より構成される複数のレンズで構成している。
そして第２９面R29 は像面であり、CCD 等の撮像媒体の
撮像面が位置する。
【００７３】本実施形態は所謂三群ズームレンズであ
り、絞りR1と第１光学素子が第１群、第２光学素子B2が
第２群、第３光学素子B3が第３群を構成し、このうち、
第２群と第３群が相対的位置を変化させて変倍作用を行
う変倍群である。
り、絞りR1と第１光学素子が第１群、第２光学素子B2が
第２群、第３光学素子B3が第３群を構成し、このうち、
第２群と第３群が相対的位置を変化させて変倍作用を行
う変倍群である。
【００７４】以下、物体位置を無限遠としたときの結像
作用について述べる。まず、絞りR1を通過した光束は第
１光学素子B1に入射する。第１光学素子B1内では第２面
R2で屈折、第３面R3、第４面R4、第５面R5、第６面R
6、第７面R7で反射、第８面R8で屈折し、第１光学素子B
1を出射する。このとき、入射光束は第４面R4近傍に一
旦中間結像する。更に、第１光学素子B1と第２光学素子
B2との間に２次結像する。
作用について述べる。まず、絞りR1を通過した光束は第
１光学素子B1に入射する。第１光学素子B1内では第２面
R2で屈折、第３面R3、第４面R4、第５面R5、第６面R
6、第７面R7で反射、第８面R8で屈折し、第１光学素子B
1を出射する。このとき、入射光束は第４面R4近傍に一
旦中間結像する。更に、第１光学素子B1と第２光学素子
B2との間に２次結像する。
【００７５】次に光束は第２光学素子B2に入射する。第
２光学素子B2内では第９面R9〜第１８面R18 で屈折し、
第２光学素子B2を出射する。この時光束の主光線は第１
８面R18 近傍に結像して瞳を形成している。
２光学素子B2内では第９面R9〜第１８面R18 で屈折し、
第２光学素子B2を出射する。この時光束の主光線は第１
８面R18 近傍に結像して瞳を形成している。
【００７６】次に第２光学素子B2を出射した光束は第３
光学素子B3に入射する。第３光学素子B3内では第１９面
R19 〜第２８面R28 で屈折して第３光学素子B3を出射
し、最終結像面である第２９面R29 上に結像する。
光学素子B3に入射する。第３光学素子B3内では第１９面
R19 〜第２８面R28 で屈折して第３光学素子B3を出射
し、最終結像面である第２９面R29 上に結像する。
【００７７】次に、変倍動作の際の各光学素子の移動に
ついて説明する。変倍に際して第１光学素子B1は固定で
あり、動かない。第２光学素子B2は広角端から望遠端に
向ってZ プラス方向に移動した後Z マイナス方向に移動
する。第３光学素子B3は広角端から望遠端に向ってZ プ
ラス方向に移動する。像面である第２９面R29 は変倍に
際して移動しない。
ついて説明する。変倍に際して第１光学素子B1は固定で
あり、動かない。第２光学素子B2は広角端から望遠端に
向ってZ プラス方向に移動した後Z マイナス方向に移動
する。第３光学素子B3は広角端から望遠端に向ってZ プ
ラス方向に移動する。像面である第２９面R29 は変倍に
際して移動しない。
【００７８】そして、広角端から望遠端に向っての変倍
により第１光学素子B1と第２光学素子B2との間隔は狭ま
った後広がり、第２光学素子B2と第３光学素子B3との間
隔は狭まり、第３光学素子B3と像面R29 との間は広が
る。また、広角端から望遠端の変倍に際して第１面R1か
ら像面R29 までの全系の光路長は一定である。
により第１光学素子B1と第２光学素子B2との間隔は狭ま
った後広がり、第２光学素子B2と第３光学素子B3との間
隔は狭まり、第３光学素子B3と像面R29 との間は広が
る。また、広角端から望遠端の変倍に際して第１面R1か
ら像面R29 までの全系の光路長は一定である。
【００７９】本実施形態においては第１光学素子B1の入
射・出射基準軸は平行で逆方向に向いている。又、変倍
作用を行う第２光学素子B2と第３光学素子B3の基準軸は
これらの光学素子の光軸であり、互いに共通であり、夫
々の入射・出射基準軸は同方向に向いている。
射・出射基準軸は平行で逆方向に向いている。又、変倍
作用を行う第２光学素子B2と第３光学素子B3の基準軸は
これらの光学素子の光軸であり、互いに共通であり、夫
々の入射・出射基準軸は同方向に向いている。
【００８０】図 2、 3、 4は本実施形態の横収差図であ
る。
る。
【００８１】又、本実施形態において、異なる物体距離
に対するフォーカシングは絞りR1と第１光学素子B1とを
一体的にZ 軸方向へ移動して行う。
に対するフォーカシングは絞りR1と第１光学素子B1とを
一体的にZ 軸方向へ移動して行う。
【００８２】本実施形態はズーム光学系の物体側に絞り
R1を備え、第１光学素子B1の中とその後ろで物体像を結
像することによって第１光学素子B1の各面の有効径を縮
小してX 方向に薄い小型の光学素子としている。
R1を備え、第１光学素子B1の中とその後ろで物体像を結
像することによって第１光学素子B1の各面の有効径を縮
小してX 方向に薄い小型の光学素子としている。
【００８３】又、第１光学素子B1に設けた複数の内面反
射面に適切な屈折力を与えると共に、これらを偏心配置
することによりズーム光学系の中の光束をけられること
無く所望の形状に屈曲してZ 方向の全長を短縮してい
る。
射面に適切な屈折力を与えると共に、これらを偏心配置
することによりズーム光学系の中の光束をけられること
無く所望の形状に屈曲してZ 方向の全長を短縮してい
る。
【００８４】更に、第１光学素子B1は透明体の表面に複
数の反射面を形成しているので、性能へ大きく影響する
反射面の位置精度（組立精度）のバラツキ及び狂いの少
ないズーム光学系となる。
数の反射面を形成しているので、性能へ大きく影響する
反射面の位置精度（組立精度）のバラツキ及び狂いの少
ないズーム光学系となる。
【００８５】又、本実施形態のズーム光学系は複数の反
射面を一体的に形成した光学素子と共軸屈折面で構成す
る光学素子（共軸光学素子）を適切に組み合わせている
ので、ズーム光学系を偏心配置した反射面のみで構成す
る場合に比べて、共軸光学素子にパワーを分担させて偏
心収差の発生を抑えており、又共軸球面屈折面より成る
光学素子を使用しているので各収差を容易に補正でき
る。
射面を一体的に形成した光学素子と共軸屈折面で構成す
る光学素子（共軸光学素子）を適切に組み合わせている
ので、ズーム光学系を偏心配置した反射面のみで構成す
る場合に比べて、共軸光学素子にパワーを分担させて偏
心収差の発生を抑えており、又共軸球面屈折面より成る
光学素子を使用しているので各収差を容易に補正でき
る。
【００８６】更に、かかる共軸球面屈折面より成る光学
素子はその製作が容易である。 ［実施形態２］図 6は本発明のズーム光学系の実施形態
２のYZ面内での光学断面図である。本実施形態は変倍比
約3 倍の三群ズームレンズの撮像光学系である。その構
成データを以下に記す。 広角端 中間 望遠端 水平半画角 20.3 13.9 7.0 垂直半画角 26.3 18.2 9.3 絞り径 2.4 2.4 2.4 像サイズ 水平3.6mm ×垂直4.8mm 光学系のサイズ(X×Y ×Z)＝広角端において 8.8x 77.9x 15.6 i Yi Zi(W) θi Di Ndi νdi 1 0.00 0.00 0.00 2.25 1 絞り 第１光学素子B1 2 0.00 2.25 0.00 6.75 1.51633 64.15 屈折面 3 0.00 9.00 25.18 8.75 1.51633 64.15 反射面 4 -6.74 3.42 12.37 8.75 1.51633 64.15 反射面 5 -10.52 11.31 5.31 8.75 1.51633 64.15 反射面 6 -15.70 4.25 -7.76 8.75 1.51633 64.15 反射面 7 -22.57 9.67 -27.54 9.00 1.51633 64.15 反射面 8 -22.05 0.68 -46.66 5.80 1.51633 64.15 反射面 9 -27.85 0.68 -90.00 変数 1 屈折面 第２光学素子B2 10 -38.92 0.68 -90.00 1.97 1.56873 63.16 屈折面 11 -40.89 0.68 -90.00 0.10 1 屈折面 12 -40.99 0.68 -90.00 1.68 1.62041 60.27 屈折面 13 -42.68 0.68 -90.00 0.10 1 屈折面 14 -42.78 0.68 -90.00 1.99 1.62041 60.27 屈折面 15 -44.77 0.68 -90.00 0.10 1 屈折面 16 -44.87 0.68 -90.00 2.36 1.62280 57.06 屈折面 17 -47.23 0.68 -90.00 0.10 1 屈折面 18 -47.33 0.68 -90.00 0.50 1.72151 29.24 屈折面 19 -47.83 0.68 -90.00 変数 1 屈折面 第３光学素子B3 20 -60.21 0.68 -90.00 1.48 1.58913 61.18 屈折面 21 -61.70 0.68 -90.00 0.10 1 屈折面 22 -61.80 0.68 -90.00 1.58 1.58913 61.18 屈折面 23 -63.38 0.68 -90.00 0.10 1 屈折面 24 -63.48 0.68 -90.00 2.76 1.60729 59.37 屈折面 25 -66.23 0.68 -90.00 3.20 1.75520 27.51 屈折面 26 -69.43 0.68 -90.00 0.10 1 屈折面 27 -69.53 0.68 -90.00 0.50 1.59551 39.28 屈折面 28 -70.03 0.68 -90.00 変数 1 屈折面 29 -74.72 0.68 -90.00 0.00 1 像面 広角端 中間 望遠端 D 9 11.07 4.69 6.29 D19 12.38 8.74 1.44 D28 4.69 14.71 20.42 D 1 〜 9面 Yi(M) = Yi(W) Yi(T) = Yi(W) D10 〜19面 Yi(M) = Yi(W) - 6.39 Yi(T) = Yi(W) - 4.78 D20 〜28面 Yi(M) = Yi(W) - 10.02 Yi(T) = Yi(W) - 15.73 D29 面 Yi(M) = Yi(W) Yi(T) = Yi(W) 球面形状 R 2 面 R2 = ∞ R 9 面 R9 = -14.692 R10 面 R10= -15.785 R11 面 R11= -9.916 R12 面 R12= 806.578 R13 面 R13= -19.136 R14 面 R14= 24.764 R15 面 R15= -26.101 R16 面 R16= 7.532 R17 面 R17=-123.778 R18 面 R18= -52.093 R19 面 R19= 5.947 R20 面 R20= 113.146 R21 面 R21= -19.210 R22 面 R22= 16.059 R23 面 R23=-106.475 R24 面 R24= 16.867 R25 面 R25= -7.880 R26 面 R26= -23.891 R27 面 R27= 6.381 R28 面 R28= 5.013 非球面形状 R 3 面 a =-3.59218e+01 b =-9.56407e+00 t = 2.62788e+01 C03=-3.28591e-04 C21= 1.09040e-04 C04= 3.02002e-05 C22= 7.33327e-05 C40= 7.31472e-05 R 4 面 a =-4.46438e+00 b = 7.31244e+00 t = 1.05955e+01 C03=-8.43381e-04 C21= 1.15148e-04 C04=-4.92526e-04 C22=-1.32799e-03 C40=-3.91919e-04 R 5 面 a =-1.27855e+01 b =-2.36243e+01 t = 1.82299e+01 C03= 4.49533e-05 C21= 4.24795e-05 C04=-2.72263e-05 C22=-1.26579e-04 C40=-1.65426e-04 R 6 面 a =-9.17197e+00 b =-4.60643e+01 t = 1.12881e+01 C03= 8.58718e-05 C21=-8.69345e-04 C04=-3.09227e-04 C22=-9.83897e-04 C40=-1.26913e-03 R 7 面 a =-1.38671e+01 b =-2.68360e+01 t = 1.28619e+01 C03= 1.27138e-05 C21=-3.07799e-04 C04=-8.55028e-06 C22=-5.67380e-05 C40=-8.71918e-05 R 8 面 a =-7.36361e+01 b = 5.55994e+01 t = 7.05431e+01 C03=-1.26030e-04 C21=-1.97414e-03 C04= 2.06017e-05 C22=-2.60272e-05 C40=-3.06310e-04 図 6において、第１面R1は入射瞳である絞り面である。
B1は第１光学素子であり、１つのブロック上に第２面R2
（屈折入射面）と曲面の内面反射面である第３面R3〜第
８面R8と第９面R9（屈折射出面）を形成している。B2は
第２光学素子であり、共軸の屈折面第１０面R10 〜第１
９面R19 より構成される複数のレンズで構成している。
B3は第３光学素子であり、共軸の屈折面第２０面R20 〜
第２８面R28 より構成される複数のレンズで構成してい
る。そして第２９面R29 は像面であり、CCD 等の撮像媒
体の撮像面が位置する。
素子はその製作が容易である。 ［実施形態２］図 6は本発明のズーム光学系の実施形態
２のYZ面内での光学断面図である。本実施形態は変倍比
約3 倍の三群ズームレンズの撮像光学系である。その構
成データを以下に記す。 広角端 中間 望遠端 水平半画角 20.3 13.9 7.0 垂直半画角 26.3 18.2 9.3 絞り径 2.4 2.4 2.4 像サイズ 水平3.6mm ×垂直4.8mm 光学系のサイズ(X×Y ×Z)＝広角端において 8.8x 77.9x 15.6 i Yi Zi(W) θi Di Ndi νdi 1 0.00 0.00 0.00 2.25 1 絞り 第１光学素子B1 2 0.00 2.25 0.00 6.75 1.51633 64.15 屈折面 3 0.00 9.00 25.18 8.75 1.51633 64.15 反射面 4 -6.74 3.42 12.37 8.75 1.51633 64.15 反射面 5 -10.52 11.31 5.31 8.75 1.51633 64.15 反射面 6 -15.70 4.25 -7.76 8.75 1.51633 64.15 反射面 7 -22.57 9.67 -27.54 9.00 1.51633 64.15 反射面 8 -22.05 0.68 -46.66 5.80 1.51633 64.15 反射面 9 -27.85 0.68 -90.00 変数 1 屈折面 第２光学素子B2 10 -38.92 0.68 -90.00 1.97 1.56873 63.16 屈折面 11 -40.89 0.68 -90.00 0.10 1 屈折面 12 -40.99 0.68 -90.00 1.68 1.62041 60.27 屈折面 13 -42.68 0.68 -90.00 0.10 1 屈折面 14 -42.78 0.68 -90.00 1.99 1.62041 60.27 屈折面 15 -44.77 0.68 -90.00 0.10 1 屈折面 16 -44.87 0.68 -90.00 2.36 1.62280 57.06 屈折面 17 -47.23 0.68 -90.00 0.10 1 屈折面 18 -47.33 0.68 -90.00 0.50 1.72151 29.24 屈折面 19 -47.83 0.68 -90.00 変数 1 屈折面 第３光学素子B3 20 -60.21 0.68 -90.00 1.48 1.58913 61.18 屈折面 21 -61.70 0.68 -90.00 0.10 1 屈折面 22 -61.80 0.68 -90.00 1.58 1.58913 61.18 屈折面 23 -63.38 0.68 -90.00 0.10 1 屈折面 24 -63.48 0.68 -90.00 2.76 1.60729 59.37 屈折面 25 -66.23 0.68 -90.00 3.20 1.75520 27.51 屈折面 26 -69.43 0.68 -90.00 0.10 1 屈折面 27 -69.53 0.68 -90.00 0.50 1.59551 39.28 屈折面 28 -70.03 0.68 -90.00 変数 1 屈折面 29 -74.72 0.68 -90.00 0.00 1 像面 広角端 中間 望遠端 D 9 11.07 4.69 6.29 D19 12.38 8.74 1.44 D28 4.69 14.71 20.42 D 1 〜 9面 Yi(M) = Yi(W) Yi(T) = Yi(W) D10 〜19面 Yi(M) = Yi(W) - 6.39 Yi(T) = Yi(W) - 4.78 D20 〜28面 Yi(M) = Yi(W) - 10.02 Yi(T) = Yi(W) - 15.73 D29 面 Yi(M) = Yi(W) Yi(T) = Yi(W) 球面形状 R 2 面 R2 = ∞ R 9 面 R9 = -14.692 R10 面 R10= -15.785 R11 面 R11= -9.916 R12 面 R12= 806.578 R13 面 R13= -19.136 R14 面 R14= 24.764 R15 面 R15= -26.101 R16 面 R16= 7.532 R17 面 R17=-123.778 R18 面 R18= -52.093 R19 面 R19= 5.947 R20 面 R20= 113.146 R21 面 R21= -19.210 R22 面 R22= 16.059 R23 面 R23=-106.475 R24 面 R24= 16.867 R25 面 R25= -7.880 R26 面 R26= -23.891 R27 面 R27= 6.381 R28 面 R28= 5.013 非球面形状 R 3 面 a =-3.59218e+01 b =-9.56407e+00 t = 2.62788e+01 C03=-3.28591e-04 C21= 1.09040e-04 C04= 3.02002e-05 C22= 7.33327e-05 C40= 7.31472e-05 R 4 面 a =-4.46438e+00 b = 7.31244e+00 t = 1.05955e+01 C03=-8.43381e-04 C21= 1.15148e-04 C04=-4.92526e-04 C22=-1.32799e-03 C40=-3.91919e-04 R 5 面 a =-1.27855e+01 b =-2.36243e+01 t = 1.82299e+01 C03= 4.49533e-05 C21= 4.24795e-05 C04=-2.72263e-05 C22=-1.26579e-04 C40=-1.65426e-04 R 6 面 a =-9.17197e+00 b =-4.60643e+01 t = 1.12881e+01 C03= 8.58718e-05 C21=-8.69345e-04 C04=-3.09227e-04 C22=-9.83897e-04 C40=-1.26913e-03 R 7 面 a =-1.38671e+01 b =-2.68360e+01 t = 1.28619e+01 C03= 1.27138e-05 C21=-3.07799e-04 C04=-8.55028e-06 C22=-5.67380e-05 C40=-8.71918e-05 R 8 面 a =-7.36361e+01 b = 5.55994e+01 t = 7.05431e+01 C03=-1.26030e-04 C21=-1.97414e-03 C04= 2.06017e-05 C22=-2.60272e-05 C40=-3.06310e-04 図 6において、第１面R1は入射瞳である絞り面である。
B1は第１光学素子であり、１つのブロック上に第２面R2
（屈折入射面）と曲面の内面反射面である第３面R3〜第
８面R8と第９面R9（屈折射出面）を形成している。B2は
第２光学素子であり、共軸の屈折面第１０面R10 〜第１
９面R19 より構成される複数のレンズで構成している。
B3は第３光学素子であり、共軸の屈折面第２０面R20 〜
第２８面R28 より構成される複数のレンズで構成してい
る。そして第２９面R29 は像面であり、CCD 等の撮像媒
体の撮像面が位置する。
【００８７】本実施形態は所謂三群ズームレンズであ
り、絞りR1と第１光学素子が第１群、第２光学素子B2が
第２群、第３光学素子B3が第３群を構成し、このうち、
第２群と第３群が相対的位置を変化させて変倍作用を行
う変倍群である。
り、絞りR1と第１光学素子が第１群、第２光学素子B2が
第２群、第３光学素子B3が第３群を構成し、このうち、
第２群と第３群が相対的位置を変化させて変倍作用を行
う変倍群である。
【００８８】以下、物体位置を無限遠としたときの結像
作用について述べる。まず、絞りR1を通過した光束は第
１光学素子B1に入射する。第１光学素子B1内では第２面
R2で屈折、第３面R3、第４面R4、第５面R5、第６面R
6、第７面R7、第８面R8で反射、第９面R9で屈折し、第
１光学素子B1を出射する。このとき、入射光束は第４面
R4近傍に中間結像する。更に、第１光学素子B1と第２光
学素子B2との間に２次結像する。
作用について述べる。まず、絞りR1を通過した光束は第
１光学素子B1に入射する。第１光学素子B1内では第２面
R2で屈折、第３面R3、第４面R4、第５面R5、第６面R
6、第７面R7、第８面R8で反射、第９面R9で屈折し、第
１光学素子B1を出射する。このとき、入射光束は第４面
R4近傍に中間結像する。更に、第１光学素子B1と第２光
学素子B2との間に２次結像する。
【００８９】次に光束は第２光学素子B2に入射する。第
２光学素子B2内では第１０面R10 〜第１９面R19 で屈折
し、第２光学素子B2を出射する。この時光束の主光線は
第１９面R19 の後ろで結像して瞳を形成している。
２光学素子B2内では第１０面R10 〜第１９面R19 で屈折
し、第２光学素子B2を出射する。この時光束の主光線は
第１９面R19 の後ろで結像して瞳を形成している。
【００９０】次に第２光学素子B2を出射した光束は第３
光学素子B3に入射する。第３光学素子B3内では第２０面
R20 〜第２８面R28 で屈折して第３光学素子B3を出射
し、最終結像面である第２９面R29 上に結像する。
光学素子B3に入射する。第３光学素子B3内では第２０面
R20 〜第２８面R28 で屈折して第３光学素子B3を出射
し、最終結像面である第２９面R29 上に結像する。
【００９１】次に、変倍動作の際の各光学素子の移動に
ついて説明する。変倍に際して第１光学素子B1は固定で
あり、動かない。第２光学素子B2は広角端から望遠端へ
の変倍に際してY プラス方向に移動した後Y マイナス方
向に移動する。又、第３光学素子B3はY プラス方向に移
動する。像面である第２９面R29 は変倍に際して移動し
ない。
ついて説明する。変倍に際して第１光学素子B1は固定で
あり、動かない。第２光学素子B2は広角端から望遠端へ
の変倍に際してY プラス方向に移動した後Y マイナス方
向に移動する。又、第３光学素子B3はY プラス方向に移
動する。像面である第２９面R29 は変倍に際して移動し
ない。
【００９２】そして、広角端から望遠端に向っての変倍
により第１光学素子B1と第２光学素子B2との間隔は狭ま
った後広がり、第２光学素子B2と第３光学素子B3との間
隔は狭まり、第３光学素子B3と像面R29 との間は広が
る。また、広角端から望遠端への変倍に際して第１面R1
から像面R29 間での全系の光路長は一定である。
により第１光学素子B1と第２光学素子B2との間隔は狭ま
った後広がり、第２光学素子B2と第３光学素子B3との間
隔は狭まり、第３光学素子B3と像面R29 との間は広が
る。また、広角端から望遠端への変倍に際して第１面R1
から像面R29 間での全系の光路長は一定である。
【００９３】本実施形態においては第１光学素子B1の入
射・出射基準軸は90°の角度をなしている。又、変倍作
用を行う第２光学素子B2と第３光学素子B3の基準軸はこ
れらの光学素子の光軸であり、互いに共通であり、夫々
の入射・出射基準軸は同方向に向いている。
射・出射基準軸は90°の角度をなしている。又、変倍作
用を行う第２光学素子B2と第３光学素子B3の基準軸はこ
れらの光学素子の光軸であり、互いに共通であり、夫々
の入射・出射基準軸は同方向に向いている。
【００９４】図 7、 8、 9は本実施形態の横収差図であ
る。
る。
【００９５】又、本実施形態において、異なる距離に対
するフォーカシングは絞りR1と第１光学素子B1とを一体
的にY 軸方向へ移動して行う。
するフォーカシングは絞りR1と第１光学素子B1とを一体
的にY 軸方向へ移動して行う。
【００９６】本実施形態はズーム光学系の物体側に絞り
R1を備え、第１光学素子B1の中とその後ろで物体像を結
像することによって第１光学素子B1の各面の有効径を縮
小してX 方向に薄い小型の光学素子としている。
R1を備え、第１光学素子B1の中とその後ろで物体像を結
像することによって第１光学素子B1の各面の有効径を縮
小してX 方向に薄い小型の光学素子としている。
【００９７】又、第１光学素子B1に設けた複数の内面反
射面に適切な屈折力を与えると共に、これらを偏心配置
することによりズーム光学系の中の光束をけられること
無く所望の形状に屈曲してZ 方向の全長を短縮してい
る。
射面に適切な屈折力を与えると共に、これらを偏心配置
することによりズーム光学系の中の光束をけられること
無く所望の形状に屈曲してZ 方向の全長を短縮してい
る。
【００９８】更に、第１光学素子B1は透明体の表面に複
数の反射面を形成しているので、性能へ大きく影響する
反射面の位置精度（組立精度）のバラツキ及び狂いの少
ないズーム光学系となる。
数の反射面を形成しているので、性能へ大きく影響する
反射面の位置精度（組立精度）のバラツキ及び狂いの少
ないズーム光学系となる。
【００９９】又、本実施形態のズーム光学系は複数の反
射面を一体的に形成した光学素子と共軸屈折面で構成す
る光学素子（共軸光学素子）を適切に組み合わせている
ので、ズーム光学系を偏心配置した反射面のみで構成す
る場合に比べて、共軸光学素子にパワーを分担させて偏
心収差の発生を抑えており、又共軸球面屈折面より成る
光学素子を使用しているので各収差を容易に補正でき
る。
射面を一体的に形成した光学素子と共軸屈折面で構成す
る光学素子（共軸光学素子）を適切に組み合わせている
ので、ズーム光学系を偏心配置した反射面のみで構成す
る場合に比べて、共軸光学素子にパワーを分担させて偏
心収差の発生を抑えており、又共軸球面屈折面より成る
光学素子を使用しているので各収差を容易に補正でき
る。
【０１００】更に、かかる共軸球面屈折面より成る光学
素子はその製作が容易である。 ［実施形態３］図10は本発明のズーム光学系の実施形態
３のYZ面内での光学断面図である。本実施形態は変倍比
約3 倍の三群ズームレンズの撮像光学系である。その構
成データを以下に記す。 広角端 中間 望遠端 水平半画角 26.3 18.2 9.3 垂直半画角 20.3 13.9 7.0 絞り径 2.5 2.5 2.5 像サイズ 水平4.8mm ×垂直3.6mm 光学系のサイズ(X×Y ×Z)＝広角端において 11.8x 41.2x 55.7 i Yi Zi(W) θi Di Ndi νdi 1 0.00 0.00 0.00 5.12 1 絞り 第１光学素子B1 2 0.00 5.12 0.00 7.50 1.58310 30.20 屈折面 3 0.00 12.62 25.00 11.00 1.58310 30.20 反射面 4 -8.43 5.55 3.29 10.00 1.58310 30.20 反射面 5 -15.30 12.82 -15.05 9.50 1.58310 30.20 反射面 6 -17.49 3.57 -13.42 10.00 1.58310 30.20 反射面 7 -23.94 11.22 2.15 10.00 1.58310 30.20 反射面 8 -30.94 4.08 22.22 7.99 1.58310 30.20 反射面 9 -30.94 12.06 0.00 変数 1 屈折面 第２光学素子B2 10 -30.94 27.17 0.00 1.97 1.56873 63.16 屈折面 11 -30.94 29.15 0.00 0.10 1 屈折面 12 -30.94 29.25 0.00 1.68 1.62041 60.27 屈折面 13 -30.94 30.93 0.00 0.10 1 屈折面 14 -30.94 31.03 0.00 1.99 1.62041 60.27 屈折面 15 -30.94 33.02 0.00 0.10 1 屈折面 16 -30.94 33.12 0.00 2.36 1.62280 57.06 屈折面 17 -30.94 35.48 0.00 0.10 1 屈折面 18 -30.94 35.58 0.00 0.50 1.72151 29.24 屈折面 19 -30.94 36.08 0.00 変数 1 屈折面 第３光学素子B3 20 -30.94 48.80 0.00 1.48 1.58913 61.18 屈折面 21 -30.94 50.28 0.00 0.10 1 屈折面 22 -30.94 50.38 0.00 1.58 1.58913 61.18 屈折面 23 -30.94 51.96 0.00 0.10 1 屈折面 24 -30.94 52.06 0.00 2.76 1.60729 59.37 屈折面 25 -30.94 54.82 0.00 3.20 1.75520 27.51 屈折面 26 -30.94 58.02 0.00 0.10 1 屈折面 27 -30.94 58.12 0.00 0.50 1.59551 39.28 屈折面 28 -30.94 58.62 0.00 変数 1 屈折面 29 -30.94 61.58 -0.00 0.00 1 像面 広角端 中間 望遠端 D 9 15.11 4.81 6.79 D19 12.71 10.22 3.53 D28 2.96 15.75 20.46 D 1 〜 9面 Zi(M) = Zi(W) Zi(T) = Zi(W) D10 〜19面 Zi(M) = Zi(W) - 10.30 Zi(T) = Zi(W) - 8.32 D20 〜28面 Zi(M) = Zi(W) - 12.79 Zi(T) = Zi(W) - 17.50 D29 面 Zi(M) = Zi(W) Zi(T) = Zi(W) 球面形状 R 2 面 R2 = -9.470 R 9 面 R9 = 12.397 R10 面 R10= -18.096 R11 面 R11= -12.488 R12 面 R12= -22.656 R13 面 R13= -11.326 R14 面 R14= 39.448 R15 面 R15= -16.896 R16 面 R16= 7.231 R17 面 R17= -53.267 R18 面 R18= -29.796 R19 面 R19= 6.222 R20 面 R20=-103.294 R21 面 R21= -13.173 R22 面 R22= 21.609 R23 面 R23= -56.334 R24 面 R24= 19.368 R25 面 R25= -9.154 R26 面 R26= -35.784 R27 面 R27= 7.883 R28 面 R28= 7.084 非球面形状 R 3 面 a =-1.29771e+01 b =-1.91952e+01 t = 2.50000e+01 C03= 2.25585e-05 C21=-2.14047e-04 C04= 2.44891e-08 C22=-2.05123e-05 C40= 1.18194e-05 R 4 面 a =-1.29087e+01 b =-8.14895e+00 t =-4.67120e+01 C03= 5.33084e-04 C21= 1.13391e-03 C04=-2.45084e-06 C22=-2.01069e-04 C40= 1.53466e-03 R 5 面 a =-1.83631e+01 b =-2.14773e+01 t = 2.83707e+01 C03= 3.66045e-05 C21= 2.04110e-04 C04=-4.32368e-07 C22=-8.35352e-06 C40= 1.98574e-05 R 6 面 a =-1.86729e+00 b = 1.86042e+00 t =-2.67346e+01 C03= 1.77221e-04 C21= 7.97292e-04 C04=-1.31000e-05 C22=-4.24244e-05 C40= 4.17627e-05 R 7 面 a = 6.95459e+00 b =-9.77460e+00 t = 4.22976e+01 C03= 1.48091e-04 C21= 1.42273e-03 C04= 2.36193e-05 C22= 4.19020e-05 C40= 1.80643e-04 R 8 面 a = 2.61262e+01 b = 1.59224e+01 t =-22.2220e+01 C03= 4.14325e-05 C21= 4.47240e-04 C04= 3.20699e-06 C22=-3.07287e-05 C40= 1.58223e-05 図10において、第１面R1は入射瞳である絞り面である。
B1は第１光学素子であり、１つのブロック上に第２面R2
（屈折入射面）と曲面の内面反射面である第３面R3〜第
８面R8と第９面R9（屈折射出面）を形成している。B2は
第２光学素子であり、共軸の屈折面第１０面R10 〜第１
９面R19 より構成される複数のレンズで構成している。
B3は第３光学素子であり、共軸の屈折面第２０面R20 〜
第２８面R28 より構成される複数のレンズで構成してい
る。そして第２９面R29 は像面であり、CCD 等の撮像媒
体の撮像面が位置する。
素子はその製作が容易である。 ［実施形態３］図10は本発明のズーム光学系の実施形態
３のYZ面内での光学断面図である。本実施形態は変倍比
約3 倍の三群ズームレンズの撮像光学系である。その構
成データを以下に記す。 広角端 中間 望遠端 水平半画角 26.3 18.2 9.3 垂直半画角 20.3 13.9 7.0 絞り径 2.5 2.5 2.5 像サイズ 水平4.8mm ×垂直3.6mm 光学系のサイズ(X×Y ×Z)＝広角端において 11.8x 41.2x 55.7 i Yi Zi(W) θi Di Ndi νdi 1 0.00 0.00 0.00 5.12 1 絞り 第１光学素子B1 2 0.00 5.12 0.00 7.50 1.58310 30.20 屈折面 3 0.00 12.62 25.00 11.00 1.58310 30.20 反射面 4 -8.43 5.55 3.29 10.00 1.58310 30.20 反射面 5 -15.30 12.82 -15.05 9.50 1.58310 30.20 反射面 6 -17.49 3.57 -13.42 10.00 1.58310 30.20 反射面 7 -23.94 11.22 2.15 10.00 1.58310 30.20 反射面 8 -30.94 4.08 22.22 7.99 1.58310 30.20 反射面 9 -30.94 12.06 0.00 変数 1 屈折面 第２光学素子B2 10 -30.94 27.17 0.00 1.97 1.56873 63.16 屈折面 11 -30.94 29.15 0.00 0.10 1 屈折面 12 -30.94 29.25 0.00 1.68 1.62041 60.27 屈折面 13 -30.94 30.93 0.00 0.10 1 屈折面 14 -30.94 31.03 0.00 1.99 1.62041 60.27 屈折面 15 -30.94 33.02 0.00 0.10 1 屈折面 16 -30.94 33.12 0.00 2.36 1.62280 57.06 屈折面 17 -30.94 35.48 0.00 0.10 1 屈折面 18 -30.94 35.58 0.00 0.50 1.72151 29.24 屈折面 19 -30.94 36.08 0.00 変数 1 屈折面 第３光学素子B3 20 -30.94 48.80 0.00 1.48 1.58913 61.18 屈折面 21 -30.94 50.28 0.00 0.10 1 屈折面 22 -30.94 50.38 0.00 1.58 1.58913 61.18 屈折面 23 -30.94 51.96 0.00 0.10 1 屈折面 24 -30.94 52.06 0.00 2.76 1.60729 59.37 屈折面 25 -30.94 54.82 0.00 3.20 1.75520 27.51 屈折面 26 -30.94 58.02 0.00 0.10 1 屈折面 27 -30.94 58.12 0.00 0.50 1.59551 39.28 屈折面 28 -30.94 58.62 0.00 変数 1 屈折面 29 -30.94 61.58 -0.00 0.00 1 像面 広角端 中間 望遠端 D 9 15.11 4.81 6.79 D19 12.71 10.22 3.53 D28 2.96 15.75 20.46 D 1 〜 9面 Zi(M) = Zi(W) Zi(T) = Zi(W) D10 〜19面 Zi(M) = Zi(W) - 10.30 Zi(T) = Zi(W) - 8.32 D20 〜28面 Zi(M) = Zi(W) - 12.79 Zi(T) = Zi(W) - 17.50 D29 面 Zi(M) = Zi(W) Zi(T) = Zi(W) 球面形状 R 2 面 R2 = -9.470 R 9 面 R9 = 12.397 R10 面 R10= -18.096 R11 面 R11= -12.488 R12 面 R12= -22.656 R13 面 R13= -11.326 R14 面 R14= 39.448 R15 面 R15= -16.896 R16 面 R16= 7.231 R17 面 R17= -53.267 R18 面 R18= -29.796 R19 面 R19= 6.222 R20 面 R20=-103.294 R21 面 R21= -13.173 R22 面 R22= 21.609 R23 面 R23= -56.334 R24 面 R24= 19.368 R25 面 R25= -9.154 R26 面 R26= -35.784 R27 面 R27= 7.883 R28 面 R28= 7.084 非球面形状 R 3 面 a =-1.29771e+01 b =-1.91952e+01 t = 2.50000e+01 C03= 2.25585e-05 C21=-2.14047e-04 C04= 2.44891e-08 C22=-2.05123e-05 C40= 1.18194e-05 R 4 面 a =-1.29087e+01 b =-8.14895e+00 t =-4.67120e+01 C03= 5.33084e-04 C21= 1.13391e-03 C04=-2.45084e-06 C22=-2.01069e-04 C40= 1.53466e-03 R 5 面 a =-1.83631e+01 b =-2.14773e+01 t = 2.83707e+01 C03= 3.66045e-05 C21= 2.04110e-04 C04=-4.32368e-07 C22=-8.35352e-06 C40= 1.98574e-05 R 6 面 a =-1.86729e+00 b = 1.86042e+00 t =-2.67346e+01 C03= 1.77221e-04 C21= 7.97292e-04 C04=-1.31000e-05 C22=-4.24244e-05 C40= 4.17627e-05 R 7 面 a = 6.95459e+00 b =-9.77460e+00 t = 4.22976e+01 C03= 1.48091e-04 C21= 1.42273e-03 C04= 2.36193e-05 C22= 4.19020e-05 C40= 1.80643e-04 R 8 面 a = 2.61262e+01 b = 1.59224e+01 t =-22.2220e+01 C03= 4.14325e-05 C21= 4.47240e-04 C04= 3.20699e-06 C22=-3.07287e-05 C40= 1.58223e-05 図10において、第１面R1は入射瞳である絞り面である。
B1は第１光学素子であり、１つのブロック上に第２面R2
（屈折入射面）と曲面の内面反射面である第３面R3〜第
８面R8と第９面R9（屈折射出面）を形成している。B2は
第２光学素子であり、共軸の屈折面第１０面R10 〜第１
９面R19 より構成される複数のレンズで構成している。
B3は第３光学素子であり、共軸の屈折面第２０面R20 〜
第２８面R28 より構成される複数のレンズで構成してい
る。そして第２９面R29 は像面であり、CCD 等の撮像媒
体の撮像面が位置する。
【０１０１】本実施形態は所謂三群ズームレンズであ
り、絞りR1と第１光学素子が第１群、第２光学素子B2が
第２群、第３光学素子B3が第３群を構成し、このうち、
第２群と第３群が相対的位置を変化させて変倍作用を行
う変倍群である。
り、絞りR1と第１光学素子が第１群、第２光学素子B2が
第２群、第３光学素子B3が第３群を構成し、このうち、
第２群と第３群が相対的位置を変化させて変倍作用を行
う変倍群である。
【０１０２】以下、物体位置を無限遠としたときの結像
作用について述べる。まず、絞りR1を通過した光束は第
１光学素子B1に入射する。第１光学素子B1内では第２面
R2で屈折、第３面R3、第４面R4、第５面R5、第６面R
6、第７面R7、第８面R8で反射、第９面R9で屈折し、第
１光学素子B1を出射する。このとき、入射光束は第４面
R4近傍に中間結像する。更に、第１光学素子B1と第２光
学素子B2との間に２次結像する。
作用について述べる。まず、絞りR1を通過した光束は第
１光学素子B1に入射する。第１光学素子B1内では第２面
R2で屈折、第３面R3、第４面R4、第５面R5、第６面R
6、第７面R7、第８面R8で反射、第９面R9で屈折し、第
１光学素子B1を出射する。このとき、入射光束は第４面
R4近傍に中間結像する。更に、第１光学素子B1と第２光
学素子B2との間に２次結像する。
【０１０３】次に光束は第２光学素子B2に入射する。第
２光学素子B2内では第１０面R10 〜第１９面R19 で屈折
し、第２光学素子B2を出射する。この時光束の主光線は
第１９面R19 の後ろで結像して瞳を形成している。
２光学素子B2内では第１０面R10 〜第１９面R19 で屈折
し、第２光学素子B2を出射する。この時光束の主光線は
第１９面R19 の後ろで結像して瞳を形成している。
【０１０４】次に第２光学素子B2を出射した光束は第３
光学素子B3に入射する。第３光学素子B3内では第２０面
R20 〜第２８面R28 で屈折して第３光学素子B3を出射
し、最終結像面である第２９面R29 上に結像する。
光学素子B3に入射する。第３光学素子B3内では第２０面
R20 〜第２８面R28 で屈折して第３光学素子B3を出射
し、最終結像面である第２９面R29 上に結像する。
【０１０５】次に、変倍動作の際の各光学素子の移動に
ついて説明する。変倍に際して第１光学素子B1は固定で
あり、動かない。第２光学素子B2は広角端から望遠端へ
の変倍に際してZ マイナス方向に移動した後Z プラス方
向に移動する。又、第３光学素子B3はZ マイナス方向に
移動する。像面である第２９面R29 は変倍に際して移動
しない。
ついて説明する。変倍に際して第１光学素子B1は固定で
あり、動かない。第２光学素子B2は広角端から望遠端へ
の変倍に際してZ マイナス方向に移動した後Z プラス方
向に移動する。又、第３光学素子B3はZ マイナス方向に
移動する。像面である第２９面R29 は変倍に際して移動
しない。
【０１０６】そして、広角端から望遠端に向っての変倍
により第１光学素子B1と第２光学素子B2との間隔は狭ま
った後広がり、第２光学素子B2と第３光学素子B3との間
隔は狭まり、第３光学素子B3と像面R29 との間は広が
る。また、広角端から望遠端への変倍に際して第１面R1
から像面R29 間での全系の光路長は一定である。本実施
形態においては第１光学素子B1の入射・出射基準軸は共
に平行で同方向である。又、変倍作用を行う第２光学素
子B2と第３光学素子B3の基準軸はこれらの光学素子の光
軸であり、互いに共通であり、夫々の入射・出射基準軸
は同方向に向いている。
により第１光学素子B1と第２光学素子B2との間隔は狭ま
った後広がり、第２光学素子B2と第３光学素子B3との間
隔は狭まり、第３光学素子B3と像面R29 との間は広が
る。また、広角端から望遠端への変倍に際して第１面R1
から像面R29 間での全系の光路長は一定である。本実施
形態においては第１光学素子B1の入射・出射基準軸は共
に平行で同方向である。又、変倍作用を行う第２光学素
子B2と第３光学素子B3の基準軸はこれらの光学素子の光
軸であり、互いに共通であり、夫々の入射・出射基準軸
は同方向に向いている。
【０１０７】図11、12、13は本実施形態の横収差図であ
る。
る。
【０１０８】又、本実施形態において、異なる物体距離
に対するフォーカシングは絞りR1と第１光学素子B1とを
一体的にZ 軸方向へ移動して行う。
に対するフォーカシングは絞りR1と第１光学素子B1とを
一体的にZ 軸方向へ移動して行う。
【０１０９】本実施形態はズーム光学系の物体側に絞り
R1を備え、第１光学素子B1の中とその後ろで物体像を結
像することによって第１光学素子B1の各面の有効径を縮
小してX 方向に薄い小型の光学素子としている。
R1を備え、第１光学素子B1の中とその後ろで物体像を結
像することによって第１光学素子B1の各面の有効径を縮
小してX 方向に薄い小型の光学素子としている。
【０１１０】又、第１光学素子B1に設けた複数の内面反
射面に適切な屈折力を与えると共に、これらを偏心配置
することによりズーム光学系の中の光束をけられること
無く所望の形状に屈曲してZ 方向の全長を短縮してい
る。
射面に適切な屈折力を与えると共に、これらを偏心配置
することによりズーム光学系の中の光束をけられること
無く所望の形状に屈曲してZ 方向の全長を短縮してい
る。
【０１１１】更に、第１光学素子B1は透明体の表面に複
数の反射面を形成しているので、性能へ大きく影響する
反射面の位置精度（組立精度）のバラツキ及び狂いの少
ないズーム光学系となる。
数の反射面を形成しているので、性能へ大きく影響する
反射面の位置精度（組立精度）のバラツキ及び狂いの少
ないズーム光学系となる。
【０１１２】又、本実施形態のズーム光学系は複数の反
射面を一体的に形成した光学素子と共軸屈折面で構成す
る光学素子（共軸光学素子）を適切に組み合わせている
ので、ズーム光学系を偏心配置した反射面のみで構成す
る場合に比べて、共軸光学素子にパワーを分担させて偏
心収差の発生を抑えており、又共軸球面屈折面より成る
光学素子を使用しているので各収差を容易に補正でき
る。
射面を一体的に形成した光学素子と共軸屈折面で構成す
る光学素子（共軸光学素子）を適切に組み合わせている
ので、ズーム光学系を偏心配置した反射面のみで構成す
る場合に比べて、共軸光学素子にパワーを分担させて偏
心収差の発生を抑えており、又共軸球面屈折面より成る
光学素子を使用しているので各収差を容易に補正でき
る。
【０１１３】更に、かかる共軸球面屈折面より成る光学
素子はその製作が容易である。
素子はその製作が容易である。
【０１１４】以上の実施形態は、複数の反射面が１つの
ブロック上に形成された光学素子が固定され共軸部が移
動し変倍を行っているが、共軸部を固定し、複数の反射
面が１つのブロック上に形成された光学素子を移動して
変倍を行う場合もある。以下に、その例を示す。 ［実施形態４］図14は本発明のズーム光学系の実施形態
４のYZ面内での光学断面図である。本実施形態は変倍比
約3 倍の三群ズームレンズの撮像光学系である。その構
成データを以下に記す。
ブロック上に形成された光学素子が固定され共軸部が移
動し変倍を行っているが、共軸部を固定し、複数の反射
面が１つのブロック上に形成された光学素子を移動して
変倍を行う場合もある。以下に、その例を示す。 ［実施形態４］図14は本発明のズーム光学系の実施形態
４のYZ面内での光学断面図である。本実施形態は変倍比
約3 倍の三群ズームレンズの撮像光学系である。その構
成データを以下に記す。
【０１１５】 広角端 中間 望遠端 水平半画角 26.0 18.0 9.2 垂直半画角 20.0 13.6 6.9 絞り径 2.0 2.5 3.6 像サイズ 水平4.8mm ×垂直3.6mm 光学系のサイズ(X×Y ×Z)＝広角端において 13.6x 95.6x 36.9 i Yi Zi(W) θi Di Ndi νdi 第１光学素子B1 1 0.00 0.00 0.00 1.00 1.49700 81.61 屈折面 2 0.00 1.00 0.00 3.00 1 屈折面 3 0.00 4.00 0.00 変数 1 絞り 第２光学素子B2 4 0.00 6.00 0.00 13.00 1.58312 59.37 屈折面 5 0.00 19.00 34.00 9.00 1.58312 59.37 反射面 6 -8.34 15.63 19.00 9.00 1.58312 59.37 反射面 7 -12.84 23.42 0.00 9.00 1.58312 59.37 反射面 8 -17.34 15.63 -15.00 9.00 1.58312 59.37 反射面 9 -25.14 20.13 -30.00 12.00 1.58312 59.37 反射面 10 -25.14 8.13 0.00 0.00 1 屈折面 第３光学素子B3 10' -25.14 8.13 0.00 2.00 1.67032 32.07 屈折面 11 -25.14 6.13 0.00 変数 1 屈折面 第４光学素子B4 12 -25.14 -2.03 0.00 7.00 1.58313 59.37 屈折面 13 -25.14 -9.03 -32.00 12.00 1.58313 59.37 反射面 14 -35.92 -3.77 -14.00 12.00 1.58313 59.37 反射面 15 -42.98 -13.48 0.00 12.00 1.58313 59.37 反射面 16 -50.03 -3.77 14.00 12.00 1.58313 59.37 反射面 17 -60.82 -9.03 32.00 7.00 1.58313 59.37 反射面 18 -60.82 -1.03 0.00 変数 1 屈折面 第５光学素子B5 19 -60.82 5.03 0.00 8.00 1.58313 59.37 屈折面 20 -60.82 13.03 30.00 10.00 1.58313 59.37 反射面 21 -69.48 8.03 15.00 10.00 1.58313 59.37 反射面 22 -74.48 16.69 0.00 10.00 1.58313 59.37 反射面 23 -79.48 8.03 -15.00 10.00 1.58313 59.37 反射面 24 -88.14 13.03 -30.00 8.00 1.58313 59.37 反射面 25 -88.14 5.03 0.00 変数 1 屈折面 26 -88.14 -6.32 0.00 1.80 1 像面 広角端 中間 望遠端 D 3 2.00 2.00 2.00 D11 8.16 5.68 3.02 D18 6.06 6.32 12.24 D25 11.35 14.09 22.67 D 1 〜11面 Zi(M) = Zi(W) Zi(T) = Zi(W) D12 〜18面 Zi(M) = Zi(W) + 2.48 Zi(T) = Zi(W) + 5.14 D19 〜25面 Zi(M) = Zi(W) + 2.74 Zi(T) = Zi(W) + 11.32 D26 面 Zi(M) = Zi(W) Zi(T) = Zi(W) 球面形状 R 1 面 R1 = ∞ R 2 面 R2 = 10.000 R 4 面 R4 = 10.000 R10 面 R10= -3.796 R11 面 R11= 113.237 R12 面 R12= 96.928 R18 面 R18= 10.281 R19 面 R19= -68.222 R25 面 R25= ∞ 非球面形状 R 5 面 a = ∞ b = ∞ t = 0. C02=-2.77957e-02 C20=-3.61721e-02 C03= 2.17709e-04 C21= 8.17518e-04 C04= 4.81535e-05 C22=-2.24283e-04 C40=-5.50769e-05 R 6 面 a = ∞ b = ∞ t = 0. C02=-2.07844e-03 C20=-3.13275e-02 C03=-1.20110e-03 C21=-7.31324e-03 C04=-1.45746e-04 C22=-9.98634e-04 C40=-2.62001e-04 R 7 面 a = ∞ b = ∞ t = 0. C02=-2.65330e-02 C20=-4.37591e-02 C03= 2.37808e-06 C21=-9.02645e-06 C04=-1.21344e-05 C22=-8.82376e-05 C40=-9.77118e-05 R 8 面 a = ∞ b = ∞ t = 0. C02=-5.49968e-03 C20=-5.00091e-02 C03= 1.23568e-03 C21= 6.67246e-03 C04=-5.38006e-05 C22=-3.35556e-04 C40=-3.23857e-04 R 9 面 a = ∞ b = ∞ t = 0. C02=-1.86844e-02 C20=-3.77602e-02 C03= 4.19348e-04 C21= 6.72125e-04 C04=-6.12034e-05 C22= 3.47535e-05 C40=-5.09619e-05 R13 面 a = ∞ b = ∞ t = 0. C02= 2.26678e-02 C20= 2.41426e-02 C03=-2.57750e-04 C21= 1.16383e-03 C04=-2.40426e-05 C22=-7.46204e-05 C40= 2.82412e-05 R14 面 a = ∞ b = ∞ t = 0. C02=-4.00972e-03 C20= 7.14507e-03 C03=-4.46529e-04 C21=-2.31087e-03 C04=-2.56127e-05 C22=-1.36947e-04 C40=-1.25987e-04 R15 面 a = ∞ b = ∞ t = 0. C02= 1.41059e-02 C20= 2.96468e-02 C03=-8.17957e-05 C21= 9.43283e-04 C04=-1.06545e-05 C22=-2.82343e-05 C40= 4.45663e-05 R16 面 a = ∞ b = ∞ t = 0. C02=-8.51071e-05 C20= 2.53915e-02 C03= 1.68862e-04 C21= 3.65939e-03 C04= 1.08096e-06 C22= 1.80358e-04 C40= 9.97536e-05 R17 面 a = ∞ b = ∞ t = 0. C02= 1.32874e-02 C20= 2.94218e-02 C03=-6.81885e-05 C21= 9.64816e-04 C04= 1.70534e-05 C22= 4.93143e-05 C40=-1.51564e-06 R20 面 a = ∞ b = ∞ t = 0. C02=-1.66195e-02 C20=-1.97204e-02 C03=-2.82112e-04 C21= 8.70403e-05 C04=-3.71423e-06 C22=-7.20107e-06 C40=-6.70241e-06 R21 面 a = ∞ b = ∞ t = 0. C02=-2.13470e-02 C20=-2.68230e-02 C03=-7.85470e-04 C21= 4.61286e-03 C04=-1.61086e-04 C22=-1.96712e-05 C40=-6.34362e-05 R22 面 a = ∞ b = ∞ t = 0. C02=-2.30872e-02 C20=-2.69354e-02 C03=-3.03473e-06 C21= 1.13297e-03 C04=-3.08514e-05 C22= 5.26162e-05 C40= 3.43593e-05 R23 面 a = ∞ b = ∞ t = 0. C02=-2.42460e-02 C20=-4.51798e-02 C03= 3.73285e-04 C21= 4.33871e-03 C04=-1.89172e-04 C22= 1.70543e-04 C40= 3.82206e-06 R24 面 a = ∞ b = ∞ t = 0. C02=-1.92202e-02 C20=-2.60605e-02 C03= 1.04217e-04 C21= 3.77042e-04 C04=-1.55696e-05 C22=-2.50258e-05 C40=-2.42690e-05 図14において、B1は第１光学素子であり、第１面R1及び
第２面R2で構成する屈折レンズである。第３面R3は絞り
面である。B2は第２光学素子であり、１つのブロック上
に第４面R4（屈折入射面）と曲面の内面反射面である第
５面R5〜第９面R9と第１０面R10 （屈折射出面）を形成
している。B3は第３光学素子であり、第１０’面R10'及
び第１１面R11 で構成する屈折レンズである。なお、第
２光学素子と第３光学素子とは第１０面R10 と第１０’
面R10'とで接合している。
第２面R2で構成する屈折レンズである。第３面R3は絞り
面である。B2は第２光学素子であり、１つのブロック上
に第４面R4（屈折入射面）と曲面の内面反射面である第
５面R5〜第９面R9と第１０面R10 （屈折射出面）を形成
している。B3は第３光学素子であり、第１０’面R10'及
び第１１面R11 で構成する屈折レンズである。なお、第
２光学素子と第３光学素子とは第１０面R10 と第１０’
面R10'とで接合している。
【０１１６】B4は第４光学素子であり、１つのブロック
上に第１２面R12 （屈折入射面）と曲面の内面反射面で
ある第１３面R13 〜第１７面R17 と第１８面R18 （屈折
射出面）を形成している。B5は第５光学素子であり、１
つのブロック上に第１９面R19 （屈折入射面）と曲面の
内面反射面である第２０面R20 〜第２４面R24 と第２５
面R25 （屈折射出面）を形成している。そして第２６面
R26 は像面であり、CCD 等の撮像媒体の撮像面が位置す
る。
上に第１２面R12 （屈折入射面）と曲面の内面反射面で
ある第１３面R13 〜第１７面R17 と第１８面R18 （屈折
射出面）を形成している。B5は第５光学素子であり、１
つのブロック上に第１９面R19 （屈折入射面）と曲面の
内面反射面である第２０面R20 〜第２４面R24 と第２５
面R25 （屈折射出面）を形成している。そして第２６面
R26 は像面であり、CCD 等の撮像媒体の撮像面が位置す
る。
【０１１７】本実施形態は所謂三群ズームレンズであ
り、第１光学素子B1、絞りR3、第２光学素子B2及び第３
光学素子B3は第１群を構成し、第４光学素子B4は第２群
を、第５光学素子B5は第３群を構成し、第２群と第３群
は相対的位置を変化させて変倍を行う変倍群である。
り、第１光学素子B1、絞りR3、第２光学素子B2及び第３
光学素子B3は第１群を構成し、第４光学素子B4は第２群
を、第５光学素子B5は第３群を構成し、第２群と第３群
は相対的位置を変化させて変倍を行う変倍群である。
【０１１８】以下、物体位置を無限遠としたときの結像
作用について述べる。まず、第１光学素子B1、絞りR3の
順に通過した光束は第２光学素子B2に入射する。第２光
学素子B2内では第４面R4で屈折、第５面R5、第６面R6、
第７面R7、第８面R8、第９面R9で反射した後第１０面R1
0 で屈折して第３光学素子に入射し、第１１面R11 で屈
折して第３光学素子B3を出射する。このとき、光束は第
６面R6近傍に中間結像する。更に、第３光学素子B3と第
４光学素子B4との間で２次結像する。
作用について述べる。まず、第１光学素子B1、絞りR3の
順に通過した光束は第２光学素子B2に入射する。第２光
学素子B2内では第４面R4で屈折、第５面R5、第６面R6、
第７面R7、第８面R8、第９面R9で反射した後第１０面R1
0 で屈折して第３光学素子に入射し、第１１面R11 で屈
折して第３光学素子B3を出射する。このとき、光束は第
６面R6近傍に中間結像する。更に、第３光学素子B3と第
４光学素子B4との間で２次結像する。
【０１１９】次に光束は第４光学素子B4に入射する。第
４光学素子B4内では第１２面R12 で屈折、第１３面R13
、第１４面R14 、第１５面R15 、第１６面R16 、第１
７面R17 で反射、第１８面R18 で屈折し、第４光学素子
B4を出射する。このとき、光束は第１４面R14 と第１５
面R15 の間で中間結像する。さらに光束は第１６面R16
近傍に瞳を形成している。
４光学素子B4内では第１２面R12 で屈折、第１３面R13
、第１４面R14 、第１５面R15 、第１６面R16 、第１
７面R17 で反射、第１８面R18 で屈折し、第４光学素子
B4を出射する。このとき、光束は第１４面R14 と第１５
面R15 の間で中間結像する。さらに光束は第１６面R16
近傍に瞳を形成している。
【０１２０】次に光束は第５光学素子B5に入射する。第
５光学素子B5内では第１９面R19 で屈折、第２０面R20
、第２１面R21 、第２２面R22 、第２３面R23 、第２
４面R24 で反射、第２５面R25 で屈折し、第５光学素子
B5を出射する。このとき、光束は第２１面R21 近傍に中
間結像する。
５光学素子B5内では第１９面R19 で屈折、第２０面R20
、第２１面R21 、第２２面R22 、第２３面R23 、第２
４面R24 で反射、第２５面R25 で屈折し、第５光学素子
B5を出射する。このとき、光束は第２１面R21 近傍に中
間結像する。
【０１２１】最後に第５光学素子B5を出射した光束は最
終結像面である第２６面R26 上に結像する。
終結像面である第２６面R26 上に結像する。
【０１２２】次に、変倍動作に伴う各光学素子の移動に
ついて説明する。変倍に際して第１群である第１光学素
子B1、第２光学素子B2、第３光学素子B3は固定であり、
動かない。第４光学素子B4は広角端から望遠端に向って
Z プラス方向に移動する。第５光学素子B5は広角端から
望遠端に向ってZ プラス方向に移動する。像面である第
２７面R27 は変倍に際して移動しない。
ついて説明する。変倍に際して第１群である第１光学素
子B1、第２光学素子B2、第３光学素子B3は固定であり、
動かない。第４光学素子B4は広角端から望遠端に向って
Z プラス方向に移動する。第５光学素子B5は広角端から
望遠端に向ってZ プラス方向に移動する。像面である第
２７面R27 は変倍に際して移動しない。
【０１２３】広角端から望遠端に向っての変倍に際して
第３光学素子B3と第４光学素子B4との間隔は狭まり、第
４光学素子B4と第５光学素子B5との間隔は広がり、第５
光学素子B5と像面R26 との間は広がる。
第３光学素子B3と第４光学素子B4との間隔は狭まり、第
４光学素子B4と第５光学素子B5との間隔は広がり、第５
光学素子B5と像面R26 との間は広がる。
【０１２４】また、広角端から望遠端に向っての変倍に
際して第１面R1から像面R26 間での全系の光路長は長く
なる。
際して第１面R1から像面R26 間での全系の光路長は長く
なる。
【０１２５】本実施形態においては第２、第４、第５の
光学素子B2,B4,B5の入射・出射基準軸は平行でしかも逆
方向に向いている。
光学素子B2,B4,B5の入射・出射基準軸は平行でしかも逆
方向に向いている。
【０１２６】図15、16、17は本実施形態の横収差図であ
る。
る。
【０１２７】又、本実施形態において、異なる物体距離
に対するフォーカシングは第１光学素子B1をZ 軸方向に
移動して行う。
に対するフォーカシングは第１光学素子B1をZ 軸方向に
移動して行う。
【０１２８】本実施形態はズーム光学系の最初の光束入
射面R1の近傍に絞りR1を備え、第２、第４、第５光学素
子B2,B4,B5の中で物体像を結像することによってこれら
の光学素子の各面の有効径を縮小してX 方向に薄い小型
の光学素子としている。
射面R1の近傍に絞りR1を備え、第２、第４、第５光学素
子B2,B4,B5の中で物体像を結像することによってこれら
の光学素子の各面の有効径を縮小してX 方向に薄い小型
の光学素子としている。
【０１２９】又、第２、第４、第５光学素子B2、B4,B5に
設けた複数の内面反射面に適切な屈折力を与えると共
に、これらを偏心配置することによりズーム光学系の中
の光束をけられること無く所望の形状に屈曲してZ 方向
の全長を短縮している。
設けた複数の内面反射面に適切な屈折力を与えると共
に、これらを偏心配置することによりズーム光学系の中
の光束をけられること無く所望の形状に屈曲してZ 方向
の全長を短縮している。
【０１３０】更に、第２、第４、第５光学素子B2,B4,B5
は透明体の表面に複数の反射面を形成しているので、性
能へ大きく影響する反射面の位置精度（組立精度）のバ
ラツキ及び狂いが少ない。
は透明体の表面に複数の反射面を形成しているので、性
能へ大きく影響する反射面の位置精度（組立精度）のバ
ラツキ及び狂いが少ない。
【０１３１】又、本実施形態のズーム光学系はその第１
光学素子B1を共軸屈折面で構成する光学素子（共軸光学
素子）で構成しているのでフォーカシング機構が簡便に
なる。
光学素子B1を共軸屈折面で構成する光学素子（共軸光学
素子）で構成しているのでフォーカシング機構が簡便に
なる。
【０１３２】又、本発明において、前記の実施形態１〜
４等のように変倍に際して移動しない第１光学素子B1の
入射基準軸を基準軸全体が存在していた平面（YZ平面）
に対して或る角度傾けて入射させることによりカメラの
形態に一層の自由度を増すことが出来る。
４等のように変倍に際して移動しない第１光学素子B1の
入射基準軸を基準軸全体が存在していた平面（YZ平面）
に対して或る角度傾けて入射させることによりカメラの
形態に一層の自由度を増すことが出来る。
【０１３３】図18は入射基準軸をX 軸に平行に入射させ
る構成にしたズーム光学系の斜視図である。この光学系
は実施形態１の第２面R2と第３面R3との間にYZ平面に対
して45°傾いた平面の内面反射鏡R1,2を設けて第１光学
素子B1の入射基準軸をX 軸に平行に設定したズーム光学
系である。
る構成にしたズーム光学系の斜視図である。この光学系
は実施形態１の第２面R2と第３面R3との間にYZ平面に対
して45°傾いた平面の内面反射鏡R1,2を設けて第１光学
素子B1の入射基準軸をX 軸に平行に設定したズーム光学
系である。
【０１３４】同図において、B1は変倍時に移動しない第
１光学素子であり、三群ズーム光学系の第１群に相当す
る。なお、この第１光学素子B1はその反射面のみを斜視
図として示している。B2、B3は夫々第２、第３光学素子
であり、相対位置を変化して変倍を行う変倍群を構成し
ている。第２光学素子B2は所謂バリエーター、第３光学
素子B3はコンペンセーターに相当している。
１光学素子であり、三群ズーム光学系の第１群に相当す
る。なお、この第１光学素子B1はその反射面のみを斜視
図として示している。B2、B3は夫々第２、第３光学素子
であり、相対位置を変化して変倍を行う変倍群を構成し
ている。第２光学素子B2は所謂バリエーター、第３光学
素子B3はコンペンセーターに相当している。
【０１３５】そして第２，第３の光学素子B2、B3は図18
のYZ平面上の１つの直線（これらの光学素子の光軸）上
を移動して変倍を行う。そして、第２，第３の光学素子
B2、B3内の全ての基準軸はこれらの光軸上に存在してい
る。
のYZ平面上の１つの直線（これらの光学素子の光軸）上
を移動して変倍を行う。そして、第２，第３の光学素子
B2、B3内の全ての基準軸はこれらの光軸上に存在してい
る。
【０１３６】この光学系において、変倍に際して固定の
第１の光学素子B1内の基準軸の一部（A1,2〜A1,8）はYZ
平面内に存在しなければならないが、基準軸のその他の
部分、即ち物体から絞りまでの基準軸A0及び絞りから第
１反射面R1,2までの基準軸A1、1は基準軸平面（YZ平面）
内である必要は無い。
第１の光学素子B1内の基準軸の一部（A1,2〜A1,8）はYZ
平面内に存在しなければならないが、基準軸のその他の
部分、即ち物体から絞りまでの基準軸A0及び絞りから第
１反射面R1,2までの基準軸A1、1は基準軸平面（YZ平面）
内である必要は無い。
【０１３７】即ち、本実施形態においては、反射面R1,2
を設けてX 軸方向から入射する基準軸A0の方向をこの面
R1,2によってZ 軸方向に偏向している。このようにズー
ム光学系の最初の光束入射面R2の近傍に、その後の基準
軸が含まれるYZ平面に対して傾いた反射面R1,2を適切に
設定することにより、ズーム光学系に入射する光束の方
向を自由に設定することができ、カメラの形態に一層の
自由度を増すことが出来る。 ［実施形態５］図19は本発明のズーム光学系の実施形態
５のYZ面内での光学断面図である。本実施形態は変倍比
約2 倍の三群ズームレンズの撮像光学系である。その構
成データを以下に記す。 広角端 中間 望遠端 水平半画角 19.1 13.7 9.8 垂直半画角 14.5 10.4 7.4 絞り径 1.60 1.80 2.10 像サイズ 水平4.0mm ×垂直3.0mm 光学系のサイズ(X×Y ×Z)＝広角端において 10.2x 30.0x 49.9 i Yi Zi(W) θi Di Ndi νdi 第１群 1 0.00 0.00 0.00 2.00 1 絞り 第１光学素子B1 2 0.00 2.00 0.00 2.00 1.74400 44.70 屈折面 3 0.00 4.00 0.00 8.00 1 屈折面 第２光学素子B2 4 0.00 12.00 30.00 12.00 1 反射面 5 -10.39 6.00 30.00 10.00 1 反射面 第３光学素子B3 6 -10.39 16.00 0.00 2.00 1.75500 27.60 屈折面 7 -10.39 18.00 0.00 変数 1 屈折面 第２群 第４光学素子B4 8 -10.39 36.98 0.00 2.00 1.71766 46.92 屈折面 9 -10.39 38.98 0.00 7.00 1 屈折面 第５光学素子B5 10 -10.39 45.98 45.00 12.00 1 反射面 11 -22.39 45.98 45.00 変数 1 反射面 第３群 第６光学素子B6 12 -22.39 34.18 0.00 2.00 1.48994 68.59 屈折面 13 -22.39 32.18 0.00 変数 1 屈折面 14 -22.39 18.85 0.00 1 像面 広角端 中間 望遠端 D 7 18.98 8.71 1.00 D11 11.80 15.25 20.00 D14 13.33 13.33 13.33 D 1 〜 7面 Zi(M) = Zi(W) + 13.73 Zi(T) = Zi(W) + 26.18 D 8 〜11面 Zi(M) = Zi(W) + 3.46 Zi(T) = Zi(W) + 8.20 D12 〜13面 Zi(M) = Zi(W) Zi(T) = Zi(W) D14 面 Zi(M) = Zi(W) Zi(T) = Zi(W) 球面形状 R 2 面 R2 = 97.206 R 3 面 R3 = -26.032 R 6 面 R6 = 11.385 R 7 面 R7 = 15.046 R 8 面 R8 =-159.987 R 9 面 R9 = 24.470 R12 面 R13=1000.000 R13 面 R14= -85.375 非球面形状 R 4 面 a = 1.45475e+01 b =-5.77853e+00 t =-2.42608e+01 C03= 8.63617e-04 C21= 1.60115e-03 C04= 8.13611e-05 C22= 7.31698e-05 C40=-1.34827e-04 R 5 面 a =-9.91101e+01 b = 4.27960e+01 t =-1.14636e+01 C03= 8.70976e-05 C21= 1.68477e-04 C04=-1.72354e-04 C22=-2.22388e-04 C40=-1.98849e-04 R10 面 a = 4.10898e+02 b =-2.06186e+01 t = 4.55596e+01 C03=-1.57719e-04 C21=-4.64176e-04 C04=-2.54948e-06 C22= 1.89777e-05 C40=-8.72541e-07 R11 面 a =-1.26094e+02 b = 2.55428e+01 t = 4.44452e+01 C03= 9.65477e-05 C21= 6.18718e-05 C04=-5.69335e-06 C22= 2.19389e-05 C40= 8.07381e-06 図19において、第１面R1は入射瞳である絞り面である。
B1は第１光学素子であり、第２面R2及び第３面R3で構成
する屈折レンズである。B2は第２光学素子であり、反射
面の第４面R4及び第５面R5を夫々表面鏡として１つの部
材の上に一体的に形成している。B3は第３光学素子であ
り、第６面R6及び第７面R7で構成する屈折レンズであ
る。B4は第４光学素子であり、第８面R8及び第９面R9で
構成する屈折レンズである。B5は第５光学素子であり、
反射面の第１０面R10 及び第１１面R11 を夫々表面鏡と
して１つの部材の上に一体的に形成している。B6は第６
光学素子であり、第１２面R12 及び第１３面R13 で構成
する屈折レンズである。第１４面R14 は像面であり、CC
D 等の撮像媒体の撮像面である。
を設けてX 軸方向から入射する基準軸A0の方向をこの面
R1,2によってZ 軸方向に偏向している。このようにズー
ム光学系の最初の光束入射面R2の近傍に、その後の基準
軸が含まれるYZ平面に対して傾いた反射面R1,2を適切に
設定することにより、ズーム光学系に入射する光束の方
向を自由に設定することができ、カメラの形態に一層の
自由度を増すことが出来る。 ［実施形態５］図19は本発明のズーム光学系の実施形態
５のYZ面内での光学断面図である。本実施形態は変倍比
約2 倍の三群ズームレンズの撮像光学系である。その構
成データを以下に記す。 広角端 中間 望遠端 水平半画角 19.1 13.7 9.8 垂直半画角 14.5 10.4 7.4 絞り径 1.60 1.80 2.10 像サイズ 水平4.0mm ×垂直3.0mm 光学系のサイズ(X×Y ×Z)＝広角端において 10.2x 30.0x 49.9 i Yi Zi(W) θi Di Ndi νdi 第１群 1 0.00 0.00 0.00 2.00 1 絞り 第１光学素子B1 2 0.00 2.00 0.00 2.00 1.74400 44.70 屈折面 3 0.00 4.00 0.00 8.00 1 屈折面 第２光学素子B2 4 0.00 12.00 30.00 12.00 1 反射面 5 -10.39 6.00 30.00 10.00 1 反射面 第３光学素子B3 6 -10.39 16.00 0.00 2.00 1.75500 27.60 屈折面 7 -10.39 18.00 0.00 変数 1 屈折面 第２群 第４光学素子B4 8 -10.39 36.98 0.00 2.00 1.71766 46.92 屈折面 9 -10.39 38.98 0.00 7.00 1 屈折面 第５光学素子B5 10 -10.39 45.98 45.00 12.00 1 反射面 11 -22.39 45.98 45.00 変数 1 反射面 第３群 第６光学素子B6 12 -22.39 34.18 0.00 2.00 1.48994 68.59 屈折面 13 -22.39 32.18 0.00 変数 1 屈折面 14 -22.39 18.85 0.00 1 像面 広角端 中間 望遠端 D 7 18.98 8.71 1.00 D11 11.80 15.25 20.00 D14 13.33 13.33 13.33 D 1 〜 7面 Zi(M) = Zi(W) + 13.73 Zi(T) = Zi(W) + 26.18 D 8 〜11面 Zi(M) = Zi(W) + 3.46 Zi(T) = Zi(W) + 8.20 D12 〜13面 Zi(M) = Zi(W) Zi(T) = Zi(W) D14 面 Zi(M) = Zi(W) Zi(T) = Zi(W) 球面形状 R 2 面 R2 = 97.206 R 3 面 R3 = -26.032 R 6 面 R6 = 11.385 R 7 面 R7 = 15.046 R 8 面 R8 =-159.987 R 9 面 R9 = 24.470 R12 面 R13=1000.000 R13 面 R14= -85.375 非球面形状 R 4 面 a = 1.45475e+01 b =-5.77853e+00 t =-2.42608e+01 C03= 8.63617e-04 C21= 1.60115e-03 C04= 8.13611e-05 C22= 7.31698e-05 C40=-1.34827e-04 R 5 面 a =-9.91101e+01 b = 4.27960e+01 t =-1.14636e+01 C03= 8.70976e-05 C21= 1.68477e-04 C04=-1.72354e-04 C22=-2.22388e-04 C40=-1.98849e-04 R10 面 a = 4.10898e+02 b =-2.06186e+01 t = 4.55596e+01 C03=-1.57719e-04 C21=-4.64176e-04 C04=-2.54948e-06 C22= 1.89777e-05 C40=-8.72541e-07 R11 面 a =-1.26094e+02 b = 2.55428e+01 t = 4.44452e+01 C03= 9.65477e-05 C21= 6.18718e-05 C04=-5.69335e-06 C22= 2.19389e-05 C40= 8.07381e-06 図19において、第１面R1は入射瞳である絞り面である。
B1は第１光学素子であり、第２面R2及び第３面R3で構成
する屈折レンズである。B2は第２光学素子であり、反射
面の第４面R4及び第５面R5を夫々表面鏡として１つの部
材の上に一体的に形成している。B3は第３光学素子であ
り、第６面R6及び第７面R7で構成する屈折レンズであ
る。B4は第４光学素子であり、第８面R8及び第９面R9で
構成する屈折レンズである。B5は第５光学素子であり、
反射面の第１０面R10 及び第１１面R11 を夫々表面鏡と
して１つの部材の上に一体的に形成している。B6は第６
光学素子であり、第１２面R12 及び第１３面R13 で構成
する屈折レンズである。第１４面R14 は像面であり、CC
D 等の撮像媒体の撮像面である。
【０１３８】そして、第１〜第３光学素子B1,B2,B3は第
１群を、第４〜第５光学素子B4,B5は第２群を、第６光
学素子B6は第３群を構成しており、この内第１群と第２
群が相対位置を変化して結像倍率を変化させる変倍群を
構成している。
１群を、第４〜第５光学素子B4,B5は第２群を、第６光
学素子B6は第３群を構成しており、この内第１群と第２
群が相対位置を変化して結像倍率を変化させる変倍群を
構成している。
【０１３９】以下、物体位置を無限遠としたときの結像
作用について述べる。まず、絞りR1、第１光学素子B1の
順に通過した光束は第２光学素子B2に入射する。第２光
学素子B2内では第４面R4、第５面R5で反射して第２光学
素子B2を出射する。この時、光束は第５面R5近傍に中間
結像する。そして、第３光学素子B3を通過する。
作用について述べる。まず、絞りR1、第１光学素子B1の
順に通過した光束は第２光学素子B2に入射する。第２光
学素子B2内では第４面R4、第５面R5で反射して第２光学
素子B2を出射する。この時、光束は第５面R5近傍に中間
結像する。そして、第３光学素子B3を通過する。
【０１４０】次に光束は第４光学素子B4を通過し、第５
光学素子B5に入射する。第５光学素子B5内では第１０面
R10 、第１１面R11 で反射して第５光学素子B5を出射す
る。この時光束は第１０面R10 と第１１面R11 の間に瞳
を形成する。
光学素子B5に入射する。第５光学素子B5内では第１０面
R10 、第１１面R11 で反射して第５光学素子B5を出射す
る。この時光束は第１０面R10 と第１１面R11 の間に瞳
を形成する。
【０１４１】次に、光束は第６光学素子B6を通過して最
終結像面である第１４面R14 上に結像する。
終結像面である第１４面R14 上に結像する。
【０１４２】次に、変倍動作の際の各光学素子の移動に
ついて説明する。変倍に際して、第１群( 第１〜第３光
学素子B1,B2,B3) は広角端から望遠端に向ってZ プラス
方向に移動する。第２群( 第４、第５光学素子B4、B5)
も広角端から望遠端に向ってZ プラス方向に移動する。
第６光学素子B6及び像面である第１４面R14 は変倍に際
して移動しない。
ついて説明する。変倍に際して、第１群( 第１〜第３光
学素子B1,B2,B3) は広角端から望遠端に向ってZ プラス
方向に移動する。第２群( 第４、第５光学素子B4、B5)
も広角端から望遠端に向ってZ プラス方向に移動する。
第６光学素子B6及び像面である第１４面R14 は変倍に際
して移動しない。
【０１４３】そして、広角端から望遠端に向っての変倍
により第３光学素子B3と第４光学素子B4との間隔は狭ま
り、第５光学素子B5と第６光学素子B6との間は広がる。
第６光学素子B6と像面R14 との間は変化しない。また、
広角端から望遠端に向って第１面R1から像面R14 間の全
系の光路長は短くなるように変化する。
により第３光学素子B3と第４光学素子B4との間隔は狭ま
り、第５光学素子B5と第６光学素子B6との間は広がる。
第６光学素子B6と像面R14 との間は変化しない。また、
広角端から望遠端に向って第１面R1から像面R14 間の全
系の光路長は短くなるように変化する。
【０１４４】本実施形態においては、第２光学素子B2の
入射・出射基準軸は平行で同方向に向いており、第５光
学素子B5の入射・出射基準軸は平行で逆方向に向いてい
る。
入射・出射基準軸は平行で同方向に向いており、第５光
学素子B5の入射・出射基準軸は平行で逆方向に向いてい
る。
【０１４５】図20、21、22は本実施形態の横収差図であ
る。
る。
【０１４６】本実施形態において、異なる物体距離に対
するフォーカシングは、第２群( 第４光学素子B4、第５
光学素子B5) 又は第３群( 第６の光学素子) を移動させ
て行う。
するフォーカシングは、第２群( 第４光学素子B4、第５
光学素子B5) 又は第３群( 第６の光学素子) を移動させ
て行う。
【０１４７】本実施形態はズーム光学系の物体側に絞り
R1を備え、第２光学素子B2の中で物体像を結像すること
によって第２光学素子B2及びその後の光学素子の各面の
有効径を縮小してX 方向に薄い小型の光学素子としてい
る。
R1を備え、第２光学素子B2の中で物体像を結像すること
によって第２光学素子B2及びその後の光学素子の各面の
有効径を縮小してX 方向に薄い小型の光学素子としてい
る。
【０１４８】又、第２，第５光学素子B2、B5 に設けた複
数の反射面に適切な屈折力を与えると共に、これらを偏
心配置することによりズーム光学系の中の光束をけられ
ること無く所望の形状に屈曲してZ 方向の全長を短縮し
ている。
数の反射面に適切な屈折力を与えると共に、これらを偏
心配置することによりズーム光学系の中の光束をけられ
ること無く所望の形状に屈曲してZ 方向の全長を短縮し
ている。
【０１４９】更に、第２，第５光学素子B2,B5 は１つの
部材に複数の表面鏡を一体的に形成しているので、性能
へ大きく影響する反射面の位置精度（組立精度）のバラ
ツキ及び狂いの少ないズーム光学系となる。
部材に複数の表面鏡を一体的に形成しているので、性能
へ大きく影響する反射面の位置精度（組立精度）のバラ
ツキ及び狂いの少ないズーム光学系となる。
【０１５０】又、本実施形態のズーム光学系は複数の反
射面を一体的に形成した光学素子と共軸屈折面で構成す
る光学素子（共軸光学素子）を適切に組み合わせている
ので、ズーム光学系を偏心配置した反射面のみで構成す
る場合に比べて、共軸光学素子に屈折力を分担させて偏
心収差の発生を抑えており、又共軸球面屈折面より成る
光学素子を使用しているので各収差を容易に補正でき
る。
射面を一体的に形成した光学素子と共軸屈折面で構成す
る光学素子（共軸光学素子）を適切に組み合わせている
ので、ズーム光学系を偏心配置した反射面のみで構成す
る場合に比べて、共軸光学素子に屈折力を分担させて偏
心収差の発生を抑えており、又共軸球面屈折面より成る
光学素子を使用しているので各収差を容易に補正でき
る。
【０１５１】更に、かかる共軸球面屈折面より成る光学
素子はその製作が容易である。
素子はその製作が容易である。
【０１５２】なお、本実施形態においては、第６光学素
子B6は屈折レンズなので、第６光学素子B6から出射する
基準軸の方向は第６光学素子B6へ入射する基準軸の方向
と同方向であるが、出射する基準軸の方向及び角度はこ
のように限定されるものではなく、例えば第６光学素子
B6と像面R14 の間にYZ平面に対して45°傾いたミラーを
設けて射出する基準軸を紙面に対して垂直方向（X 軸方
向）に曲げても良い。
子B6は屈折レンズなので、第６光学素子B6から出射する
基準軸の方向は第６光学素子B6へ入射する基準軸の方向
と同方向であるが、出射する基準軸の方向及び角度はこ
のように限定されるものではなく、例えば第６光学素子
B6と像面R14 の間にYZ平面に対して45°傾いたミラーを
設けて射出する基準軸を紙面に対して垂直方向（X 軸方
向）に曲げても良い。
【０１５３】また、光学系に入射する基準軸の方向も、
例えば絞りR1の物体側にYZ平面に対して45゜傾いたミラ
ーを配置し、紙面に対して垂直方向(X軸方向）から基準
軸を入射させても良い。このようにすることにより、カ
メラの形態に一層の自由度を増すことが出来る。
例えば絞りR1の物体側にYZ平面に対して45゜傾いたミラ
ーを配置し、紙面に対して垂直方向(X軸方向）から基準
軸を入射させても良い。このようにすることにより、カ
メラの形態に一層の自由度を増すことが出来る。
【０１５４】以上の実施形態のうち、実施形態１〜４
は、透明体の表面に２つの屈折面と複数の反射面を形成
し、光束が１つの屈折面から該透明体の内部へ入射し、
該複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面から射出
するように構成された光学素子と共軸の屈折面で構成さ
れた光学素子とを複数有し、該複数の光学素子を介して
物体の像を結像すると共に、該複数の光学素子のうち少
なくとも２つの光学素子の相対的位置を変化させること
により変倍を行うように構成したズーム光学系であり、
実施形態５は相互に偏心した複数の表面鏡を一体的に形
成し、入射光束が該複数の表面鏡の反射面で反射を繰り
返して射出するように構成された光学素子と共軸の屈折
面で構成された光学素子とを複数有し、該複数の光学素
子を介して物体の像を結像すると共に、該複数の光学素
子のうち少なくとも２つの光学素子の相対的位置を変化
させることにより変倍を行うように構成したズーム光学
系であった。
は、透明体の表面に２つの屈折面と複数の反射面を形成
し、光束が１つの屈折面から該透明体の内部へ入射し、
該複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折面から射出
するように構成された光学素子と共軸の屈折面で構成さ
れた光学素子とを複数有し、該複数の光学素子を介して
物体の像を結像すると共に、該複数の光学素子のうち少
なくとも２つの光学素子の相対的位置を変化させること
により変倍を行うように構成したズーム光学系であり、
実施形態５は相互に偏心した複数の表面鏡を一体的に形
成し、入射光束が該複数の表面鏡の反射面で反射を繰り
返して射出するように構成された光学素子と共軸の屈折
面で構成された光学素子とを複数有し、該複数の光学素
子を介して物体の像を結像すると共に、該複数の光学素
子のうち少なくとも２つの光学素子の相対的位置を変化
させることにより変倍を行うように構成したズーム光学
系であった。
【０１５５】このほか、本発明においては実施形態４の
第４光学素子B4又は／及び第５光学素子B5を相互に偏心
した複数の表面鏡を一体的に形成し、入射光束が該複数
の表面鏡の反射面で反射を繰り返して射出するような光
学素子として構成することも可能である。この場合はズ
ーム光学系が軽量になる利点が生じる。
第４光学素子B4又は／及び第５光学素子B5を相互に偏心
した複数の表面鏡を一体的に形成し、入射光束が該複数
の表面鏡の反射面で反射を繰り返して射出するような光
学素子として構成することも可能である。この場合はズ
ーム光学系が軽量になる利点が生じる。
【０１５６】又、本発明に於て、変倍にあづかる光学素
子の移動方向はズーム光学系への入射基準軸方向と平行
である必要はなく、撮像装置の構成状況に応じて、例え
ば第１光学素子の出射基準軸の方向を傾けることにより
ズーム光学系への入射基準軸の方向と移動光学素子の移
動方向が、30゜、45゜、60゜等のある角度をなすように
構成することもできる。
子の移動方向はズーム光学系への入射基準軸方向と平行
である必要はなく、撮像装置の構成状況に応じて、例え
ば第１光学素子の出射基準軸の方向を傾けることにより
ズーム光学系への入射基準軸の方向と移動光学素子の移
動方向が、30゜、45゜、60゜等のある角度をなすように
構成することもできる。
【０１５７】
【発明の効果】本発明は以上の構成により、複数の曲面
や平面の反射面を一体的に形成した光学素子と共軸の屈
折面のみからなる光学素子とを複数用い、該複数の光学
素子のうちの少なくとも２つの光学素子の相対的位置を
適切に変化させてズーミングを行うことにより、ズーム
光学系全体の小型化を図ると共に、性能へ大きく影響す
る反射面の配置精度（組立精度）のバラツキ及び狂いの
少ないズーム光学系及びそれを用いた撮像装置を達成す
る。
や平面の反射面を一体的に形成した光学素子と共軸の屈
折面のみからなる光学素子とを複数用い、該複数の光学
素子のうちの少なくとも２つの光学素子の相対的位置を
適切に変化させてズーミングを行うことにより、ズーム
光学系全体の小型化を図ると共に、性能へ大きく影響す
る反射面の配置精度（組立精度）のバラツキ及び狂いの
少ないズーム光学系及びそれを用いた撮像装置を達成す
る。
【０１５８】更に、絞りをズーム光学系の物体側若しく
は最初の光束入射面の近傍に配置すると共に、該ズーム
光学系の中で物体像を少なくとも１回結像させる構成を
とることにより、広画角のズーム光学系でありながら、
各光学素子の有効径を縮小し、そして該光学素子を構成
する複数の反射面に適切な屈折力を与えると共に、これ
らを偏心配置することにより、光学系内の光束がけられ
ること無く所望の形状に屈曲し、ズーム光学系の所定方
向の全長を短縮するズーム光学系及びそれを用いた撮像
装置を達成する。
は最初の光束入射面の近傍に配置すると共に、該ズーム
光学系の中で物体像を少なくとも１回結像させる構成を
とることにより、広画角のズーム光学系でありながら、
各光学素子の有効径を縮小し、そして該光学素子を構成
する複数の反射面に適切な屈折力を与えると共に、これ
らを偏心配置することにより、光学系内の光束がけられ
ること無く所望の形状に屈曲し、ズーム光学系の所定方
向の全長を短縮するズーム光学系及びそれを用いた撮像
装置を達成する。
【０１５９】その他、 （２−１） ズーム光学系の最初の光束入射面の近傍
に、その後の基準軸が含まれる平面に対して傾いた反射
面を適切に設定することにより、撮影光学系に入射する
光束の方向を自由に設定することができ、カメラの形態
に一層の自由度を増すことが出来る。 （２−２） ズーム光学系の像面の手前で、その前の基
準軸が含まれる平面に対して傾いた反射面を適切に設定
することにより、撮影光学系から射出する光束の方向を
自由に設定することができ、カメラの形態に一層の自由
度を増すことが出来る。 （２−３） ズーム光学系を複数の反射面を一体的に形
成した光学素子と共軸屈折面で構成する光学素子（共軸
光学素子）を適切に組み合わせているので、ズーム光学
系を偏心配置した反射面のみで構成する場合に比べて、
共軸光学素子にパワーを分担させて偏心収差の発生を抑
えると共に、各収差の補正が容易になる。 （２−４） 本ズーム光学系では共軸光学素子を組み合
わせており、共軸屈折面のほとんどが球面で構成されて
いるため、光学素子の製作が容易である。等の少なくと
も１つの効果を有するズーム光学系及びそれを用いた撮
像装置を達成する。
に、その後の基準軸が含まれる平面に対して傾いた反射
面を適切に設定することにより、撮影光学系に入射する
光束の方向を自由に設定することができ、カメラの形態
に一層の自由度を増すことが出来る。 （２−２） ズーム光学系の像面の手前で、その前の基
準軸が含まれる平面に対して傾いた反射面を適切に設定
することにより、撮影光学系から射出する光束の方向を
自由に設定することができ、カメラの形態に一層の自由
度を増すことが出来る。 （２−３） ズーム光学系を複数の反射面を一体的に形
成した光学素子と共軸屈折面で構成する光学素子（共軸
光学素子）を適切に組み合わせているので、ズーム光学
系を偏心配置した反射面のみで構成する場合に比べて、
共軸光学素子にパワーを分担させて偏心収差の発生を抑
えると共に、各収差の補正が容易になる。 （２−４） 本ズーム光学系では共軸光学素子を組み合
わせており、共軸屈折面のほとんどが球面で構成されて
いるため、光学素子の製作が容易である。等の少なくと
も１つの効果を有するズーム光学系及びそれを用いた撮
像装置を達成する。
【図１】 本発明のズーム光学系の実施形態１のYZ面内
での光学断面図
での光学断面図
【図２】 実施形態１の横収差図（広角端）
【図３】 実施形態１の横収差図（中間位置）
【図４】 実施形態１の横収差図（望遠端）
【図５】 本発明の実施形態における座標系の説明図
【図６】 本発明のズーム光学系の実施形態２のYZ面内
での光学断面図
での光学断面図
【図７】 実施形態２の横収差図（広角端）
【図８】 実施形態２の横収差図（中間位置）
【図９】 実施形態２の横収差図（望遠端）
【図１０】 本発明のズーム光学系の実施形態３のYZ面
内での光学断面図
内での光学断面図
【図１１】 実施形態３の横収差図（広角端）
【図１２】 実施形態３の横収差図（中間位置）
【図１３】 実施形態３の横収差図（望遠端）
【図１４】 本発明のズーム光学系の実施形態４のYZ面
内での光学断面図
内での光学断面図
【図１５】 実施形態４の横収差図（広角端）
【図１６】 実施形態４の横収差図（中間位置）
【図１７】 実施形態４の横収差図（望遠端）
【図１８】 入射基準軸をX 軸に平行に入射させる構成
にしたズーム光学系の斜視図
にしたズーム光学系の斜視図
【図１９】 本発明のズーム光学系の実施形態５のYZ面
内での光学断面図
内での光学断面図
【図２０】 実施形態５の横収差図（広角端）
【図２１】 実施形態５の横収差図（中間位置）
【図２２】 実施形態５の横収差図（望遠端）
【図２３】 カセグレン式反射望遠鏡の基本構成図
【図２４】 ミラー光学系における、主光線を光軸から
離しケラレを防止する第一の方法の説明図
離しケラレを防止する第一の方法の説明図
【図２５】 ミラー光学系における、主光線を光軸から
離しケラレを防止する第二の方法の説明図
離しケラレを防止する第二の方法の説明図
【図２６】 従来の反射ミラーを用いたズーム光学系の
概略図
概略図
【図２７】 プリズム反射面に曲率を持った観察光学系
の概略図
の概略図
【図２８】 他のプリズム反射面に曲率を持った観察光
学系の概略図
学系の概略図
Ri，Rm,n 面 Ri 第ｉ面の曲率半径 Bi 第i 光学素子 Di 基準軸に沿った面間隔 Ndi 屈折率 νdi アッベ数 Ai,j 基準軸 BL 絞り P 最終像面 Ni 中間結像
Claims (15)
- 【請求項１】 透明体の表面に２つの屈折面と複数の反
射面を形成し、光束が１つの屈折面から該透明体の内部
へ入射し、該複数の反射面で反射を繰り返して別の屈折
面から射出するように構成された光学素子、 又は／及び相互に偏心した複数の表面鏡を一体的に形成
し、入射光束が該複数の表面鏡の反射面で反射を繰り返
して射出するように構成された光学素子と、 共軸の屈折面で構成された光学素子とを複数有し、 該複数の光学素子を介して物体の像を結像すると共に、
該複数の光学素子のうち少なくとも２つの光学素子の相
対的位置を変化させることにより変倍を行うことを特徴
とするズーム光学系。 - 【請求項２】 前記ズーム光学系の光束入射側又は最初
の光束入射面の近傍に絞りを設けることを特徴とする請
求項１のズーム光学系。 - 【請求項３】 前記相対的位置を変化させる少なくとも
２つの光学素子は、夫々入射する基準軸と出射する基準
軸が平行であることを特徴とする請求項１又は２のズー
ム光学系。 - 【請求項４】 前記相対的位置を変化させる少なくとも
２つの光学素子は１つの移動平面上で互いに平行に移動
することを特徴とする請求項３のズーム光学系。 - 【請求項５】 前記相対的位置を変化させる少なくとも
２つの光学素子は夫々入射する基準軸と出射する基準軸
の方向が同方向を向いていることを特徴とする請求項３
又は４のズーム光学系。 - 【請求項６】 前記相対的位置を変化させる少なくとも
２つの光学素子の１つは入射する基準軸と出射する基準
軸の方向が同方向を向いており、もう１つの光学素子は
入射する基準軸と出射する基準軸の方向が反対方向を向
いていることを特徴とする請求項３又は４のズーム光学
系。 - 【請求項７】 前記相対的位置を変化させる少なくとも
２つの光学素子は夫々入射する基準軸と出射する基準軸
の方向が反対方向を向いていることを特徴とする請求項
３又は４のズーム光学系。 - 【請求項８】 前記相対的位置を変化させる少なくとも
２つの光学素子のうちの１つを移動してフォーカシング
することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記
載のズーム光学系。 - 【請求項９】 前記相対的位置を変化させる少なくとも
２つの光学素子以外の光学素子を移動してフォーカシン
グすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に
記載のズーム光学系。 - 【請求項１０】 前記ズーム光学系はその光路の中で少
なくとも１回物体像を中間結像することを特徴とする請
求項１〜９のいずれか１項に記載のズーム光学系。 - 【請求項１１】 前記複数の反射面の内、曲面の反射面
はすべてアナモフィック面の形状であることを特徴とす
る請求項１〜１０のいずれか１項に記載のズーム光学
系。 - 【請求項１２】 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子の基準軸がすべて１つの平面上にある
ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載
のズーム光学系。 - 【請求項１３】 前記相対的位置を変化させる少なくと
も２つの光学素子以外の光学素子の基準軸の少なくとも
一部が前記平面上にあることを特徴とする請求項１２の
ズーム光学系。 - 【請求項１４】 前記複数の光学素子のうちの少なくと
も１つの光学素子は基準軸と反射面の交点における該反
射面の法線が前記相対的位置を変化させる少なくとも２
つの光学素子が移動する移動平面に対して傾いている反
射面を有していることを特徴とする請求項１〜１３のい
ずれか１項に記載のズーム光学系。 - 【請求項１５】 請求項１〜１４のいずれか１項に記載
のズーム光学系を有し、撮像媒体の撮像面上に前記物体
の像を結像することを特徴とする撮像装置。
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| DE69728804T DE69728804T2 (de) | 1996-02-15 | 1997-02-14 | Katadioptrisches Vario-Objektiv |
| EP97102430A EP0790513B1 (en) | 1996-02-15 | 1997-02-14 | Catadioptric zoom lens |
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|---|---|---|---|
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