JPH11249014A

JPH11249014A - 撮像光学系及びそれを用いた撮像装置

Info

Publication number: JPH11249014A
Application number: JP10050277A
Authority: JP
Inventors: Minoru Nakamura; 稔中村; Kazuhito Hayakawa; 早川和仁
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 1998-03-03
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】アタッチメントを有する撮像光学系におい
て、小型で部品点数が少なくとも、明瞭で歪みの少ない
像を与える撮像光学系。【解決手段】物体側にアタッチメント光学系ＡＬ１〜
３を挿脱可能あるいは交換可能に備えたマスター光学系
ＭＬと、像面２に配置された撮像素子とを有する撮像光
学系において、マスター光学系ＭＬが、少なくとも３面
の光学面１１〜１３を備えその間が屈折率が１より大き
い透明媒質で満たさてなるプリズム部材１０を含み、そ
のプリズム部材１０は少なくとも１面の反射面１２、１
３を有し、少なくともその反射面が、偏心収差を補正す
る回転非対称な曲面形状に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像光学系及びそ
れを用いた撮像装置に関し、特に、形成する像が比較的
小さな内視鏡等の撮像装置に最適で、少なくとも１つの
像形成に必要な結像パワーを有する反射面が偏心して配
置された撮像光学系及び撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】小型の反射偏心光学系の従来の周知なも
のとして特開昭５９−８４２０１号のものがある。しか
し、これはシリンドリカル反射面による１次元受光レン
ズの発明であり、２次元の撮像はできない。また、特開
昭６２−１４４１２７号のものは、上記発明の球面収差
を低減するために、同一シリンドリカル面を２回反射に
使うものである。

【０００３】また、特開昭６２−２０５５４７号は、反
射面の形状として非球面反射面を使うことを示している
が、反射面の形状には言及していない。さらに、米国特
許第３，８１０，２２１号、米国特許第３，８３６，９
３１号の２件には、何れもレフレックスカメラのファイ
ンダー光学系に回転対称非球面鏡と対称面を１面しか持
たない面を持ったレンズ系を用いた例が示されている。
ただし、対称面を１面しか持たない面は、観察虚像の傾
きを補正する目的で利用されている。

【０００４】また、特開平１−２５７８３４（米国特許
第５，２７４，４０６号）には、背面投影型テレビにお
いて、像歪みを補正するために対称面を１面しか持たな
い面を反射鏡に使用した例が示されているが、スクリー
ンへの投影には投影レンズ系が使われ、像歪みの補正に
対称面を１面しか持たない面が使われている。また、観
察光学系として、アナモルフィック面とトーリック面を
使用した裏面鏡タイプの偏心光学系の例が示されてい
る。しかし、像歪みを含め収差の補正が不十分である。
なお、上記何れの先行技術も対称面を１面しか持たない
面を使い折り返し光路用に裏面鏡として使用したもので
はない。

【０００５】また、特開平８−２９２３６８号、特開平
８−２９２３７１号、特開平８−２９２３７２号には、
何れも対称面を１面しか持たない面を反射面として用い
た撮像光学系（単焦点光学系、ズーム光学系）が示され
ている。しかし、回転非対称面を含む光学構成要素に入
射し射出するまで、若しくは、最も物体側の回転非対称
面から最も像側の回転非対称面に到る光路長が長く（途
中に１回結像する例有り。）、光学系が大型化するた
め、製造の困難な回転非対称面を用いるメリットがな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転対称な光学
系では、屈折力を有する透過回転対称レンズに屈折力を
負担させていたため、収差補正のために多くの構成要素
を必要としていた。しかし、これら従来技術の偏心光学
系では、結像された像の収差が良好に補正され、なおか
つ、特に回転非対称なディストーションが良好に補正さ
れていないと、結像された図形等が歪んで写ってしま
い、正しい形状を記録することができなかった。

【０００７】また、光学系を構成する屈折レンズが光軸
を軸とした回転対称面で構成された回転対称光学系で
は、光路が直線になるために光学系全体が光軸方向に長
くなってしまい、撮像装置が大型になってしまう問題が
あった。

【０００８】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、画角変換用光学
系、視野方向変換用光学系、フィルター等を備えアタッ
チメントを有する撮像光学系において、小型で部品点数
が少なくとも、明瞭で歪みの少ない像を与える撮像光学
系及びそれを用いた撮像装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の撮像光学系は、物体側にアタッチメント光学系を挿
脱可能あるいは交換可能に備えたマスター光学系と、像
面に配置された撮像素子とを有する撮像光学系におい
て、前記マスター光学系が、少なくとも３面の光学面を
備えその間が屈折率が１より大きい透明媒質で満たさて
なるプリズム部材を含み、そのプリズム部材は少なくと
も１面の反射面を有し、少なくともその反射面が、偏心
収差を補正する回転非対称な曲面形状に形成されている
ことを特徴とするものである。

【００１０】本発明のもう１つの撮像光学系は、物体側
から順に、挿脱可能あるいは交換可能なアタッチメント
光学系と、マスター光学系と、像面に配置された撮像素
子とを有する撮像光学系において、前記マスター光学系
が、少なくとも３面の光学面を備えその間が屈折率が１
より大きい透明媒質で満たさてなるプリズム部材を含
み、そのプリズム部材は少なくとも１面の反射面を有
し、少なくともその反射面が、偏心収差を補正する回転
非対称な曲面形状に形成されていることを特徴とするも
のである。

【００１１】上記のプリズム部材としては、物体からの
光が通過する順に、第１透過面、第１反射面、第２反射
面、第２透過面を備えているものとすることが望まし
く、特に、第１面、第２面、第３面の３つの光学面を備
え、第１面がその第１透過面、第２面がその第２反射
面、第３面がその第１反射面とその第２透過面の兼用面
であるようにすることが望ましい。

【００１２】本発明はこのような撮像光学系を用いた撮
像装置を含むものである。

【００１３】まず、以下の説明において用いる座標系に
ついて説明する。図１１に示すように、物点中心を通
り、絞り１中心を通過し、偏心光学系１０を通って像面
２中心に到達する光線を軸上主光線３とし、偏心光学系
１０の第１面１１に交差するまでの直線によって定義さ
れる光軸をＺ軸とし、そのＺ軸と直交しかつ偏心光学系
１０を構成する各面の偏心面内の軸をＹ軸と定義し、Ｚ
軸と直交しかつＹ軸と直交する軸をＸ軸とする。

【００１４】以下に、本発明の構成と作用について説明
する。一般に、球面レンズのみで構成された球面レンズ
系では、球面により発生する球面収差と、コマ収差、像
面湾曲等の収差をいくつかの面でお互いに補正しあい、
全体として収差を少なくする構成になっている。一方、
少ない面数で収差を良好に補正するためには非球面等が
用いられる。これは、球面で発生する各種収差自体を少
なくするためである。しかし、偏心した光学系において
は、偏心により発生する回転非対称な収差を回転対称光
学系で補正することは不可能である。

【００１５】さて、図１７は、公知の電子内視鏡の先端
の断面図である。撮像系は、物体側から、画角変換用の
アタッチメントレンズＡＬ、マスターレンズＭＬ、フィ
ルター類Ｆ、反射プリズムＰ、撮像素子ＣＣＤの順に配
置されており、図示のように全長が長く、部品点数が多
くなっている。ここで、アタッチメントレンズＡＬとし
ては種々の画角用のレンズの他、視野方向変換用プリズ
ム、フィルターと交換可能になっており、反射プリズム
Ｐは３つの平面ｐ１〜ｐ３からなり、面ｐ１から入射し
て、面ｐ３で全反射し、面ｐ２で反射して、最後に面ｐ
３を透過して出射するもので、内視鏡の撮像系全長を短
くすると共に、撮像素子ＣＣＤを斜めに配置可能にして
先端の径を細くするものである。

【００１６】ここで、全長を短く、部品点数を少なくす
るために、反射プリズムＰの光学面（特に反射面）にパ
ワーを持たせて反射プリズムＰにマスターレンズの機能
を兼ねさせ、マスターレンズＭＬを省くと共に内視鏡先
端を細径化することが考えられるが、プリズムの偏心し
た（斜めの）光学面にパワーを持たせるだけでは次のよ
うな問題が生じる。

【００１７】回転対称な光学系が偏心した場合、回転非
対称な収差が発生し、これを回転対称な光学系でのみ補
正することは不可能である。この偏心により発生する回
転非対称な収差は、像歪、像面湾曲、さらに、軸上でも
発生する非点収差、コマ収差がある。図１２は偏心して
配置された凹面鏡Ｍにより発生する像面湾曲、図１３は
偏心して配置された凹面鏡Ｍにより発生する非点収差、
図１４は偏心して配置された凹面鏡Ｍにより発生する軸
上コマ収差を示す図である。本発明は、上記のような偏
心により発生する回転非対称な収差の補正のために、回
転非対称な面を光学系中に配置して、その回転非対称な
収差を補正している。

【００１８】偏心して配置された凹面鏡により発生する
回転非対称な収差に、回転非対称な像面湾曲がある。例
えば、無限遠の物点から偏心した凹面鏡に入射した光線
は、凹面鏡に当たって反射結像されるが、光線が凹面鏡
に当たって以降、像面までの後側焦点距離は、光線が当
たった部分の曲率の半分になる。すると、図１２に示す
ように、軸上主光線に対して傾いた像面を形成する。こ
のような回転非対称な像面湾曲を補正することは、回転
対称な光学系では不可能であった。この傾いた像面湾曲
を補正するには、凹面鏡Ｍを回転非対称な面で構成し、
この例ではＹ軸正の方向（図の上方向）に対して曲率を
強く（屈折力を強く）し、Ｙ軸負の方向（図の下方向）
に対して曲率を弱く（屈折力を弱く）することにより補
正することができる。また、上記構成と同様な効果を持
つ回転非対称な面を凹面鏡Ｍとは別に光学系中に配置す
ることにより、少ない構成枚数でフラットの像面を得る
ことが可能となる。

【００１９】次に、回転非対称な非点収差について説明
する。前記説明と同様に、偏心して配置された凹面鏡Ｍ
では軸上光線に対しても、図１３に示すような非点収差
が発生する。この非点収差を補正するためには、前記説
明と同様に、回転非対称面のＸ軸方向の曲率とＹ軸方向
の曲率を適切に変えることによって可能となる。

【００２０】さらに、回転非対称なコマ収差について説
明する。前記説明と同様に、偏心して配置された凹面鏡
Ｍでは、軸上光線に対しても図１４に示すようなコマ収
差が発生する。このコマ収差を補正するためには、回転
非対称面のＸ軸の原点から離れるに従って面の傾きを変
えると共に、Ｙ軸の正負によって面の傾きを適切に変え
ることによって可能となる。

【００２１】さらに、本発明の撮像光学系を折り曲げ光
路を有するように構成すると、反射面にパワーを持たせ
ることが可能となり、透過型レンズを省略することが可
能となる。さらに、光路を折り曲げたことにより光学系
を小型に構成することが可能となる。

【００２２】また、その反射面は、臨界角を越えて光線
が入射するように、光線に対して傾いて配置された全反
射面で構成することにより、高い反射率にすることが可
能となり、また、反射作用と透過作用とを併せ持たすこ
とが可能となる。また、反射面を構成する面にアルミニ
ウム又は銀等の金属薄膜を表面に形成した反射面、又
は、誘電体多層膜で形成された反射面又は半透過反射面
で構成することが好ましい。金属薄膜で反射作用を有す
る場合は、手軽に高反射率を得ることが可能となる。ま
た、誘電体反射膜の場合は、波長選択性や吸収の少ない
反射膜を形成する場合に有利となる。

【００２３】さらに好ましくは、反射面に回転非対称面
を用いると、透過面に用いる場合と比べて、色収差は全
く発生しない。また、面の傾きが少なくても光線を屈曲
させることができるために、他の収差発生も少ない。つ
まり、同じ屈折力を得る場合に、反射面の方が屈折面に
比べて収差の発生が少なくてすむ。

【００２４】また、本発明の撮像光学系のように、形成
される像が小さくなると、いわゆる係数倍の原理によっ
て、撮像光学系も小型にすることが図面上は可能だが、
実際の製造を考慮すると、撮像光学系をむやみに小型化
することは、レンズの縁の厚みや、中心の厚みが薄くな
ったり、レンズ径が小型になりすぎ、かえって製造コス
トの増大を招き好ましくない。一方、製造可能な大きさ
を保って光学系を構成すると、従来の屈折レンズによる
光学系では、光軸が直線であるために、パワーを持った
屈折面同士の間隔に空間的な無駄が生じる。そこで、反
射面を利用して光軸を空間的に折り返す構成にすれば、
比較的小さな空間を有効に利用して、結像に必要な光路
を確保することが可能となる。このとき、撮像光学系の
光路長を不要に長くすると、偏心させ光軸を折り返す構
成により、空間を有効に使う目的に反して大型化するば
かりではなく、形成する像に比較して、光路長が長くな
りすぎると、フィルムや撮像素子等、光学像を取り込む
部材を配置するために必要なバックフォーカスを確保す
ることが困難になる等の問題が生じる。

【００２５】本発明においては、折り曲げ光路を採用す
ると同時に、以下の条件を満足することにより、小型の
光学系を構成することに成功したものである。

【００２６】すなわち、本発明の撮像光学系において、
マスター光学系を構成する偏心プリズム部材が少なくと
も反射作用面と対向配置された第２の反射作用面を有
し、かつ、軸上主光線が光学系の第１面に到るまでの方
向をＺ軸方向、面の偏心面内をＹ軸方向、Ｙ軸、Ｚ軸と
直交座標系を構成する軸をＸ軸とするとき、光学系の入
射面側から軸上主光線とＹ方向に微少量ｄ離れた平行光
束を入射させ、光学系から射出する側でその２つの光線
のＹ−Ｚ面内でなす角のｓｉｎをＮＡ’ｙｉ、そのＮ
Ａ’ｙｉを平行光束の幅ｄで割った値ＮＡ’ｙｉ／ｄを
光学系のＹ方向のパワーＰｙとし、軸上主光線が、光学
系の最も物体側に配置された面から入射し、光学系の最
も像側に配置された面を射出するまでの光路長をｐとす
るとき、０．１＜ｐ×Ｐｙ＜８・・・（１）を満たすことが望ましい。

【００２７】まず、本発明において偏心光学系（偏心プ
リズム部材）１０のパワーについて定義する。図１５に
示すように、偏心光学系１０の偏心方向をＹ軸方向に取
った場合に、偏心光学系１０に軸上主光線３と平行なＹ
−Ｚ面内の微少高さｄの光線を物体側から入射させ、偏
心光学系１０から射出する側でその２つの光線のＹ−Ｚ
面内でなす角のｓｉｎをＮＡ’ｙｉとし、ＮＡ’ｙｉ／
ｄをＹ方向の光学系全体のパワーＰｙとし、同様に、偏
心光学系１０に軸上主光線３と平行なＸ−Ｚ面内の微少
高さｄの光線を物体側から入射させ、光学系から射出す
る側でその２つの光線のＹ−Ｚ面に直交し射出した軸上
主光線を含む面内でなす角のｓｉｎをＮＡ’ｘｉとし、
ＮＡ’ｘｉ／ｄをＸ方向の光学系全体のパワーＰｘとす
る。

【００２８】そして、軸上主光線３が、光学系の最も物
体側に配置された面から入射し、光学系の最も像側に配
置された面を射出するまでの光路長をｐとすると、上記
（１）式を満たすように構成することが光学系を小型に
構成する上で望ましい。

【００２９】さらに好ましくは、０．５＜ｐ×Ｐｙ＜５．０・・・（１）’ を満足するようにすると、小型な光学系を達成すること
ができる。

【００３０】また、本発明の撮像光学系の回転非対称面
を有するマスター光学系構成要素を第１・第２の反射作
用面と第１・第２の透過作用面で構成すると、光軸を２
つの反射作用面で折り曲げることができ、光学系を小型
にできる。さらに、透過作用面が２つあることから、主
点位置、像面湾曲に対してはより良い結果を得ることが
できる。さらに、２つの反射面を裏面鏡にすることによ
りより良い収差性能が得られる。

【００３１】ところで、瞳を物体側に出さないと、光学
系が大型化し、上記光路長ｐが大きくなりすぎる。又
は、バックフォーカスを確保することが困難になる。さ
らに、偏心した回転非対称面にパワーを頼りすぎると、
偏心により発生する非対称収差、特に偏心コマ収差を補
正することが困難になる。そこで、回転非対称面より物
体側に光学系を配置してパワーを分担させることも、光
学性能を向上させるために有効な手段である。

【００３２】このように、回転非対称面を有する偏心プ
リズム部材をマスター光学系として、その物体側に、画
角変換用光学系、視野方向変換用光学系、フィルター等
の光学部材を備えアタッチメント光学系を配置すること
により、画角の広角化、視野の直視方向と側視方向との
間の転換、透過波長域の制限等が可能になる。

【００３３】また、本発明の撮像光学系においては、偏
心した回転非対称面形状を有する反射作用面の少なくと
も１面は、対称面を１つのみ有する面対称自由曲面を使
用することが望ましい。ここで、本発明で使用する自由
曲面とは、以下の式で定義されるものである。なお、そ
の定義式のＺ軸が自由曲面の軸となる。

【００３４】ここで、（ａ）式の第１項は球面項、第２項は自由曲面
項である。

【００３５】球面項中、ｃ：頂点の曲率ｋ：コーニック定数（円錐定数）ｒ＝√（Ｘ²＋Ｙ²）である。

【００３６】自由曲面項は、ただし、Ｃ_j（ｊは２以上の整数）は係数である。

【００３７】上記自由曲面は、一般的には、Ｘ−Ｚ面、
Ｙ−Ｚ面共に対称面を持つことはないが、本発明ではＸ
の奇数次項を全て０にすることによって、Ｙ−Ｚ面と平
行な対称面が１つだけ存在する自由曲面となる。また、
Ｙの奇数次項を全て０にすることによって、Ｘ−Ｚ面と
平行な対称面が１つだけ存在する自由曲面となる。この
ように、上記Ｙ−Ｚ面と平行な対称面、Ｘ−Ｚ面と平行
な対称面の何れか一方を対称面とすることにより、偏心
により発生する回転非対称な収差を効果的に補正するこ
とが可能となる。

【００３８】上記定義式は、１つの例として示したもの
であり、本発明の特徴は対称面を１面のみ有する回転非
対称面で偏心により発生する回転非対称な収差を補正す
ることが特徴であり、他のいかなる定義式に対しても同
じ効果が得られることは言うまでもない。

【００３９】なお、回転非対称面の対称面は、光学系の
各面の偏心方向である偏心面と略同一面内に配置されて
いることが望ましい。

【００４０】回転非対称面は偏心して構成された光学系
に配置され、偏心して配置された各面の偏心面と略同一
の面を対称面となるような自由曲面とすることで、対称
面を挟んで左右両側を対称にすることができ、収差補正
と製作性を大幅に向上できる。

【００４１】また、回転非対称面を反射面に用いること
が望ましいが、屈折面に適用しても同様の効果が得られ
る。上記の自由曲面を反射面として構成することによ
り、収差補正上良い結果を得られる。反射面に回転非対
称面を用いると、透過面に用いる場合と比べて、色収差
は全く発生しない。また、面の傾きが少なくても光線を
屈曲させることができるために、他の収差発生も少な
い。つまり、同じ屈折力を得る場合に、反射面の方が屈
折面に比べて収差の発生が少なくてすむ。

【００４２】その場合、反射面は、全反射作用又は反射
作用を有する面であることが望ましい。その反射面は、
臨界角を超えて光線が入射するように、光線に対して傾
けて配置された全反射面で構成することにより、高い反
射率にすることが可能となる。また、反射面を構成する
面にアルミニウム又は銀等の金属薄膜を表面に形成した
反射面、又は、誘電体多層膜で形成された反射面で構成
することが好ましい。金属薄膜で反射作用を有する場合
は、手軽に高反射率を得ることが可能となる。また誘電
体反射膜の場合は、波長選択性や、吸収の少ない反射膜
を形成する場合に有利となる。

【００４３】また、対称面を１面しか持たない回転非対
称面は、裏面鏡として用いることができる。上記の反射
面を裏面鏡で構成することにより、像面湾曲の発生を少
なくすることができる。これは、同じ焦点距離の凹面鏡
を構成する場合に、裏面鏡の方が屈折率の分曲率半径が
大きくてすみ、特に像面湾曲収差の発生が少なくてすむ
からである。

【００４４】なお、本発明において、回転非対称な曲面
形状として、対称面を２面のみ有するアナモルフィック
面を用いても偏心により発生する回転非対称な収差を補
正することができる。

【００４５】また、マスター光学系を構成する偏心プリ
ズム部材が、第１の透過作用面と、第１の反射作用面
と、第２の反射作用面と、第２の透過作用面とを有し、
第１の反射作用面と前記第２の反射作用面とが回転非対
称面形状を有し、その少なくとも１面が対称面を１つの
み有する面対称自由曲面からなっており、かつ、第１の
反射作用面は第２の透過作用面と共通の面からなる場
合、この面に強いパワーを持たせると、色収差の発生が
大となる。また、第１の反射作用面と第２の透過作用面
として利用する領域がほぼ分離できればよいが、そうす
ると偏心プリズム部材を構成するプリズムブロックの大
型化を招くため、第１の反射作用面と第２の透過作用面
との重なりあう領域が増える。そこで、第１の反射作用
面での作用と第２の透過作用面での作用を両立させるた
めには、強いパワーを持たせない方が、制御が容易であ
る。すなわち、面対称自由曲面の唯一の対称面をＹ−Ｚ
面とし、その面に直交する方向をＸ軸とし、軸上主光線
の第１の反射作用面、第２の反射作用面との交点近傍の
Ｘ方向のパワーをそれぞれＰｘ１、Ｐｘ２とするとき、｜Ｐｘ１｜＜｜Ｐｘ２｜・・・（５）であることが望ましい。

【００４６】さらには、１＜｜Ｐｘ２／Ｐｘ１｜＜２０・・・（６）を満足することが望ましい。この条件の上限値２０を越
えると、極度に第２の反射作用面のパワーが強くなり、
バックフォーカスが確保できなくなると共に、収差補正
のために面形状の複雑さが増し、好ましくない。さらに
は、１．１＜｜Ｐｘ２／Ｐｘ１｜＜１０・・・（６）’ を満足するとなおよい。

【００４７】また、軸上主光線の第２の透過作用面との
交点近傍のＸ方向のパワーをＰｘ３とするとき、｜Ｐｘ３／Ｐｘ２｜＜０．５・・・（７）であることが望ましい。ただし、第２の透過作用面の対
称面が複数若しくは無数にある場合は、第２の反射作用
面の唯一の対称面とのなす角が最も小さくなる面を第２
の透過作用面の対称面とする。すなわち、第２の透過作
用面に強いパワーを持たせると、歪曲収差と色収差の発
生が大となり、好ましくない。そこで、条件（７）を満
足することが望ましい。

【００４８】さらには、｜Ｐｘ３／Ｐｘ２｜＜０．２・・・（７）’ を満足するとなおよい。

【００４９】また、以上において、面対称自由曲面の唯
一の対称面をＹ−Ｚ面とし、その面に直交する方向をＸ
軸とし、その面のＸ方向の最大画角主光線が当たる位置
での面の法線のＹ−Ｚ面内でのｔａｎの値と、軸上主光
線が前記面に当たる位置でのその面の法線のＹ−Ｚ面内
でのｔａｎの値との差をＤＹとするとき、０≦｜ＤＹ｜＜０．１・・・（８）なる条件を満足することが望ましい。

【００５０】この条件式は、例えば水平線を写したとき
に弓なりに湾曲してしまう弓なりな回転非対称な像歪み
に関するものである。図１６（ａ）の斜視図、同図
（ｂ）のＹ−Ｚ面への投影図に示すように、Ｘ方向の最
大画角の主光線が回転非対称面Ａと交差する点における
その回転非対称面の法線ｎ’のＹ−Ｚ面内でのｔａｎの
値と、軸上主光線がその回転非対称面Ａと交差する点に
おける回転非対称面の法線ｎのＹ−Ｚ面内でのｔａｎの
値との差をＤＹとするとき、（８）の条件を満足するこ
とが重要である。上記条件式の下限の０を越えると、弓
なりな像歪みを補正することができなくなる。また、上
限の０．１を越えると、弓なりな像歪みが補正過剰とな
り、どちらの場合も像が弓なりに歪んでしまう。

【００５１】さらに好ましくは、０≦｜ＤＹ｜＜０．０１・・・（８）’ なる条件を満足することが好ましい。

【００５２】また、軸上主光線が光学系の第１面に到る
までの方向をＺ軸方向、面対称自由曲面の唯一の対称面
をＹ−Ｚ面とし、その面に直交する方向をＸ軸とし、Ｙ
正方向の最大画角の主光線とＹ負方向の最大画角の主光
線とがその面と当たる部分のＸ方向の曲率の差をＣｘ
ｎ、軸上主光線がその面と当たる部分のＸ方向のパワー
をＰｘｎとするとき、０≦｜Ｃｘｎ／Ｐｘｎ｜＜１０・・・（９）の条件を満足することが重要である。この条件式は、台
形に発生する像歪みに関するものである。上記条件式の
上限１０を越えると、台形歪みが大きく発生し、他の面
で補正することがが難しくなる。

【００５３】さらに好ましくは、０≦｜Ｃｘｎ／Ｐｘｎ｜＜１・・・（９）’ なる条件式を満足することが好ましい。

【００５４】また、回転非対称面は偏心して構成された
光学系に配置され、偏心して配置された各面の偏心面と
略同一の面が対称面となるような面対称自由曲面とする
ことで、対称面を挟んで左右両側を対称にすることがで
き、収差補正と製作性を大幅に向上させることができ
る。

【００５５】次に、Ｘ方向の光学系全体のパワーをＰｘ
とし、回転非対称な面の軸上主光線が当たる部分のＸ方
向のパワーをＰｘｎとするとき、０＜｜Ｐｘｎ／Ｐｘ｜＜１００・・・（１０）なる条件式を満足することが、収差補正上好ましい。上
記条件式の上限１００を越えると、回転非対称面のパワ
ーが光学系全体のパワーに比べて強くなりすぎ、強い屈
折力を回転非対称面が持ちすぎてしまい、この回転非対
称な面で発生する収差を他の面で補正できなくなる。ま
た、下限の０を越えると、回転非対称面のＸ軸方向のパ
ワーがなくなり、別の面としてＸ軸方向のパワーを配置
しなければならなくなり、必要な面数が増え、本発明で
回転非対称面を用いることによって光学系の小型化を図
ろうとする目的に反する。

【００５６】さらに好ましくは、０．０５＜｜Ｐｘｎ／Ｐｘ｜＜１０・・・（１０）’ なる条件を満足すると、回転非対称な収差を良好に補正
でき、収差補正上好ましい。

【００５７】また、Ｙ方向の光学系全体のパワーをＰｙ
とし、回転非対称な面の軸上主光線が当たる部分のＹ方
向のパワーＰｙｎとするとき、０＜｜Ｐｙｎ／Ｐｙ｜＜１００・・・（１１）なる条件式を満足することが、収差補正上好ましい。上
記条件式の下限０と上限１００のの意味は条件式（１
０）の場合と同様である。

【００５８】さらに好ましくは、０＜｜Ｐｙｎ／Ｐｙ｜＜１０・・・（１１）’ なる条件を満足すると、回転非対称な収差を良好に補正
でき、収差補正上好ましい。

【００５９】次に、上記光学系全体のＸ方向、Ｙ方向の
パワーをＰｘ、Ｐｙとするとき、０．５＜｜Ｐｘ／Ｐｙ｜＜２・・・（１２）なる条件式を満足することが、収差補正上好ましい。上
記条件式の下限０．５と上限２を越えると、光学系全体
の焦点距離がＸ方向とＹ方向で異なりすぎ、良好な像歪
みを得ることが難しくなり、像が歪んでしまう。

【００６０】さらに好ましくは、０．８＜｜Ｐｘ／Ｐｙ｜＜１．２・・・（１２）’ なる条件を満足すると、回転非対称な収差を良好に補正
でき、収差補正上好ましい。

【００６１】なお、さらに好ましくは、第１の透過作用
面が透過光に対して正のパワーを持つ面である場合に
は、第１の反射作用面の光線の広がりを抑えることが可
能となり、第１の反射面を小型にすることが可能であ
る。

【００６２】さらに好ましくは、マスター光学系を構成
する偏心プリズム部材を、物体側から像側に向かって、
少なくとも第１の透過作用面と、第１の反射作用面と、
第２の反射作用面と、第２の透過作用面とで構成し、第
１の反射作用面と第２の反射作用面を回転非対称面形状
にて構成する場合、２つの反射作用面のパワーを変える
ことが可能となり、正負又は負正の組み合わせにして、
主点位置を光学系の前に出したり後ろに出したりするこ
とができる。これは像面湾曲にも良い結果を与えること
ができる。

【００６３】ところで、本発明において、マスター光学
系を構成する偏心プリズム部材の物体側に配置するアタ
ッチメント光学系としては、前記のように画角変換用の
光学系とすることができる。

【００６４】その場合に、複数の角倍率の異なるアタッ
チメント光学系を有することが望ましい。

【００６５】また、アタッチメント光学系が複数のレン
ズからなるものとすることができる。

【００６６】また、アタッチメント光学系が少なくとも
正レンズを有するものとすることができる。

【００６７】また、アタッチメント光学系が少なくと１
枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズとを含むもの
とすることができる。その場合に、物体側に負レンズ、
像側に正レンズを備えたレトロフォーカスタイプにする
ことができる。

【００６８】また、マスター光学系を構成する偏心プリ
ズム部材の物体側に配置するアタッチメント光学系とし
ては、視野方向変換用の光学系、あるいは、フィルタ
ー、プリズムのような平行平面板とすることもできる。

【００６９】また、画角変換用、視野方向変換用等、異
なる複数種のアタッチメント光学系を備えているものと
することもできる。

【００７０】ところで、マスター光学系を、構成する偏
心プリズム部材を、物体からの光が通過する順に、第１
透過面、第１反射面、第２反射面、第２透過面を備えて
いるものとする場合に、その偏心プリズム部材を第１
面、第２面、第３面の３つの光学面を備えるものとし、
第１面が第１透過面、第２面が第２反射面、第３面が第
１反射面と第２透過面の兼用面であるものとするのが望
ましい。

【００７１】その場合に、第１反射面の反射作用が全反
射によるものとすることができる。そして、第３面が偏
心収差を補正する回転非対称な曲面形状に形成されてい
るようにすることが望ましい。

【００７２】また、第２面も偏心収差を補正する回転非
対称な曲面形状に形成されているようにすることが望ま
しい。

【００７３】さらには、第１面も偏心収差を補正する回
転非対称な曲面形状に形成されているようにすることが
望ましい。

【００７４】また、偏心プリズム部材が３つの光学面を
備えている場合に、第１面の大きさが、第２面及び第３
面の大きさよりも小さく形成することができる。そし
て、第１面が正のパワーを有するものとすることができ
る。

【００７５】また、本発明において、撮像素子の撮像面
を入射光軸に対して傾いて配置するようにすることがで
きる。

【００７６】また、入射光軸の延長線上に撮像素子を配
置するようにすることができる。

【００７７】本発明の撮像装置は、内視鏡用の撮像装置
として用いることができるが、撮像素子としてＣＣＤ等
の電子撮像素子のみならず、ライトイメージガイドの入
射端面とすることができる。

【００７８】また、本発明の撮像光学系を電子撮像素子
上に結像させる電子撮像装置の撮影レンズとして用いる
場合には、撮像装置の処理部において、光学系の歪曲収
差や倍率色収差の情報をメモリ等に予め保持しておき、
その情報をもとにデジタル画像処理技術を用いて補正す
る機能を備え、光学系で発生する歪曲収差や倍率色収差
を補正せしめると、光学系で補正すべき収差の許容量が
大きくなり、光学系に対する負担が軽減され、特に本発
明のような、少ないレンズ構成要素の数で光学性能を満
足する小型の撮影レンズを構成する際には、効果的であ
る。さらには、カメラの処理部として情報を保持しなく
ても、画像処理ソフトのデータとして、パソコン等の処
理装置にインストールし、装置上で画像処理を施すよう
に構成しても、同様の機能を持つことができることは言
うまでもない。

【００７９】なお、本発明は、以上のような撮像光学系
によって形成される物体像を受光するために配置された
撮像素子を有する撮像装置を含むものである。この場
合、その撮像素子は、撮像素子が受光した光を電気情報
に変換する作用を有する電子撮像素子にて形成すること
が望ましく、その電子撮像素子により受光した物体像を
観察するための観察手段を備えていることが望ましい。

【００８０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の撮像光学系の実
施例１〜３について説明する。各実施例の光学系の順光
線追跡での構成パラメータは後記するが、各実施例の構
成パラメータにおける偏心面の座標の取り方は、例えば
図１（ａ）に示すように、基準面の中心を偏心光学系１
０の物体側のフィルター類Ｆ１の最終面中心とし、その
点を原点として、光軸を物体中心を出て絞り１中心を通
り像面２の中心に到達する光線で定義し、偏心光学系１
０の第１面１１まで光軸に沿って進む方向をＺ軸方向、
このＺ軸に直交し原点を通り光軸が偏心光学系１０によ
って折り曲げられる面内の方向をＹ軸方向、Ｚ軸、Ｙ軸
に直交し原点を通る方向をＸ軸方向とし、物点から偏心
光学系１０の第１面１１に向かう方向をＺ軸の正方向、
紙面表から裏に到る方向をＸ軸の正方向とする。Ｘ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸は右手直交座標を構成する。そして、偏心が
与えられている面については、その面の面頂位置の座標
系の原点からのＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の偏心量
と、その面の中心軸（自由曲面については、前記の
（ａ）式のＺ軸）のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれを中心と
する傾き角（それぞれα、β、γ（°））とが与えられ
ている。なお、その場合、αとβの正はそれぞれの軸の
正方向に対しての反時計回りを、γの正はＺ軸の正方向
に対しての時計回りを意味する。また、面番号は、光線
の進行順に従っており、同軸部分に関しては、慣用に従
い、その面の曲率半径、その面と次の面の面間隔、その
面の後の屈折率とアッベ数を示してある。なお、偏心光
学系１０の像面側のフィルター類Ｆ２の厚さ、像面２と
の間に面間隔を示すために、偏心光学系１０の像面側の
フィルター類Ｆ２の物体側の面を基準面としている。

【００８１】また、各面において、自由曲面は前記
（ａ）式で表現される多項式面である。なお、定義式
（ａ）のＺ軸が自由曲面の軸となる。

【００８２】なお、各面において、前記したように、自
由曲面の代わりにアナモルフィック面が用られる場合に
は、アナモルフィック面の形状は以下の式により定義さ
れる。Ｚ＝［( Ｘ²/Ｒ_x)+ (Ｙ²/Ｒ_y) ］／［1+｛ 1-(1+Ｋ_x) ( Ｘ²/Ｒ_x ²) -(1+Ｋ_y) ( Ｙ²/Ｒ_y ²)｝^1/2］＋ＡＲ［ (1-ＡＰ) Ｘ²+( 1+ＡＰ) Ｙ²］² ＋ＢＲ［ (1-ＢＰ) Ｘ²+( 1+ＢＰ) Ｙ²］³ ＋ＣＲ［ (1-ＣＰ) Ｘ²+( 1+ＣＰ) Ｙ²］⁴ ＋ＤＲ［ (1-ＤＰ) Ｘ²+( 1+ＤＰ) Ｙ²］⁵ ・・・・・・（ｂ）ただし、Ｒ_xはＸ方向曲率半径、Ｒ_yはＹ方向曲率半
径、Ｋ_xはＸ方向円錐係数、Ｋ_yはＹ方向円錐係数、Ａ
Ｒ、ＢＲ、ＣＲ、ＤＲは非球面項回転対称成分、ＡＰ、
ＢＰ、ＣＰ、ＤＰは非球面項回転非対称成分である。

【００８３】なお、面形状を表す上記各式の座標系は、
各面の面頂を原点とし、各面の中心軸をＺ軸とした座標
系である。

【００８４】なお、後記する構成パラメータ中におい
て、記載のない非球面に関する係数はゼロである。ま
た、面と面の間の媒質の屈折率はｄ線（波長５８７．５
６ｎｍ）の屈折率で表す。長さの単位はｍｍである。

【００８５】また、自由曲面の他の定義式として、Ｚｅ
ｒｎｉｋｅ多項式により定義できる。この面の形状は以
下の式（ｃ）により定義する。その定義式（ｃ）のＺ軸
がＺｅｒｎｉｋｅ多項式の軸となる。ｘ＝Ｒ×cos(A) ｙ＝Ｒ×sin(A) Ｚ＝Ｄ₂ ＋Ｄ₃Ｒcos(A)＋Ｄ₄Ｒsin(A) ＋Ｄ₅Ｒ² cos(2A)＋Ｄ₆（Ｒ²−１）＋Ｄ₇Ｒ² sin(2A) ＋Ｄ₈Ｒ³cos(3A) ＋Ｄ₉（３Ｒ³−２Ｒ）cos(A) ＋Ｄ₁₀（３Ｒ³−２Ｒ）sin(A)＋Ｄ₁₁Ｒ³sin(3A) ＋Ｄ₁₂Ｒ⁴cos(4A)＋Ｄ₁₃（４Ｒ⁴−３Ｒ²）cos(2A) ＋Ｄ₁₄（６Ｒ⁴−６Ｒ²＋１）＋Ｄ₁₅（４Ｒ⁴−３Ｒ²）sin(2A) ＋Ｄ₁₆Ｒ⁴sin(4A) ＋Ｄ₁₇Ｒ⁵cos(5A) ＋Ｄ₁₈（５Ｒ⁵−４Ｒ³）cos(3A) ＋Ｄ₁₉（１０Ｒ⁵−１２Ｒ³＋３Ｒ）cos(A) ＋Ｄ₂₀（１０Ｒ⁵−１２Ｒ³＋３Ｒ）sin(A) ＋Ｄ₂₁（５Ｒ⁵−４Ｒ³）sin(3A) ＋Ｄ₂₂Ｒ⁵sin(5A) ＋Ｄ₂₃Ｒ⁶cos(6A)＋Ｄ₂₄（６Ｒ⁶−５Ｒ⁴）cos(4A) ＋Ｄ₂₅（１５Ｒ⁶−２０Ｒ⁴＋６Ｒ²）cos(2A) ＋Ｄ₂₆（２０Ｒ⁶−３０Ｒ⁴＋１２Ｒ²−１）＋Ｄ₂₇（１５Ｒ⁶−２０Ｒ⁴＋６Ｒ²）sin(2A) ＋Ｄ₂₈（６Ｒ⁶−５Ｒ⁴）sin(4A) ＋Ｄ₂₉Ｒ⁶sin(6A)・・・・・・・・（ｃ）ただし、Ｄ_m（ｍは２以上の整数）は係数である。

【００８６】本発明において使用可能なその他の面の例
として、次の定義式があげられる。Ｚ＝ΣΣＣ_nmＸＹ例として、ｋ＝７（７次項）を考えると、展開したと
き、以下の式で表せる。Ｚ＝Ｃ₂ ＋Ｃ₃ｙ＋Ｃ₄｜ｘ｜＋Ｃ₅ｙ²＋Ｃ₆ｙ｜ｘ｜＋Ｃ₇ｘ² ＋Ｃ₈ｙ³＋Ｃ₉ｙ²｜ｘ｜＋Ｃ₁₀ｙｘ²＋Ｃ₁₁｜ｘ³｜＋Ｃ₁₂ｙ⁴＋Ｃ₁₃ｙ³｜ｘ｜＋Ｃ₁₄ｙ²ｘ²＋Ｃ₁₅ｙ｜ｘ³｜＋Ｃ₁₆ｘ⁴ ＋Ｃ₁₇ｙ⁵＋Ｃ₁₈ｙ⁴｜ｘ｜＋Ｃ₁₉ｙ³ｘ²＋Ｃ₂₀ｙ²｜ｘ³｜＋Ｃ₂₁ｙｘ⁴＋Ｃ₂₂｜ｘ⁵｜＋Ｃ₂₃ｙ⁶＋Ｃ₂₄ｙ⁵｜ｘ｜＋Ｃ₂₅ｙ⁴ｘ²＋Ｃ₂₆ｙ³｜ｘ³｜＋Ｃ₂₇ｙ²ｘ⁴＋Ｃ₂₈ｙ｜ｘ⁵｜＋Ｃ₂₉ｘ⁶ ＋Ｃ₃₀ｙ⁷＋Ｃ₃₁ｙ⁶｜ｘ｜＋Ｃ₃₂ｙ⁵ｘ²＋Ｃ₃₃ｙ⁴｜ｘ³｜＋Ｃ₃₄ｙ³ｘ⁴＋Ｃ₃₅ｙ²｜ｘ⁵｜＋Ｃ₃₆ｙｘ⁶＋Ｃ₃₇｜ｘ⁷｜・・・（ｄ）実施例１この実施例１の撮像光学系の光軸を含むＹ−Ｚ断面図を
図１に示す。図中、（ａ）は、マスター光学系ＭＬを構
成する偏心プリズム部材１０の物体側に装着するアタッ
チメント光学系として、撮影画角２Ｗが３５°になるア
タッチメントレンズＡＬ１を用いた場合、（ｂ）は、撮
影画角Ｗが８０°になるアタッチメントレンズＡＬ２を
用いた場合、（ｃ）は、撮影画角Ｗが１２０°になるア
タッチメントレンズＡＬ３を用いた場合を示す。

【００８７】この実施例において、マスター光学系ＭＬ
である偏心プリズム部材１０としては、第１面１１、第
２面１２、第３面１３の３つの光学面からなり、その間
が屈折率が１より大きい透明媒質で満たさてなり、同軸
屈折系であるアタッチメントレンズＡＬ１、ＡＬ２又は
ＡＬ３、物体側のフィルター類Ｆ１を通過した物体から
の光が、第１透過面である第１面１１から屈折して入射
し、第３面１３からなる第１反射面で全反射され、第２
面１２からなる第２反射面で反射され、その後第３面１
３が構成する第２透過面から屈折して射出するものであ
り、第３面１３は第１反射面と第２透過面を兼用してい
る。また、その第１面１１、第２面１２、第３面１３の
３面共、偏心した自由曲面からなる。

【００８８】また、アタッチメントレンズＡＬ１は平凸
レンズ１枚からなるコンバータレンズ系であり、アタッ
チメントレンズＡＬ２、アタッチメントレンズＡＬ３は
平凹レンズと両凸レンズの２枚からなるレトロフォーカ
スタイプのコンバータレンズ系である。フィルター類Ｆ
１は、物体側から、例えば２枚のカバーガラスと赤外カ
ットフィルターの３枚の平行平面板であり、像面２の前
のフィルター類Ｆ１は、例えばＣＣＤのカバーガラスの
平行平面板である。

【００８９】実施例２この実施例２の撮像光学系の光軸を含むＹ−Ｚ断面図を
図２に示す。図中、（ａ）は、アタッチメント光学系を
装着せず、マスター光学系ＭＬを構成する偏心プリズム
部材１０のみで撮像光学系を構成する場合で、撮影画角
２Ｗが４５°の場合、（ｂ）は、撮影画角Ｗが８０°に
なるアタッチメントレンズＡＬ１を用いた場合、（ｃ）
は、撮影画角Ｗが１２０°になるアタッチメントレンズ
ＡＬ２を用いた場合を示す。

【００９０】この実施例において、マスター光学系ＭＬ
である偏心プリズム部材１０としては、第１面１１、第
２面１２、第３面１３の３つの光学面からなり、その間
が屈折率が１より大きい透明媒質で満たさてなり、同軸
屈折系であるアタッチメントレンズＡＬ１、ＡＬ２又は
カバーガラスＦ３、フィルター類Ｆ１を通過した物体か
らの光が、第１透過面である第１面１１から屈折して入
射し、第３面１３からなる第１反射面で全反射され、第
２面１２からなる第２反射面で反射され、その後第３面
１３が構成する第２透過面から屈折して射出するもので
あり、第３面１３は第１反射面と第２透過面を兼用して
いる。また、その第１面１１、第２面１２、第３面１３
の３面共、偏心した自由曲面からなる。

【００９１】また、アタッチメントレンズＡＬ１は平凹
レンズと両凸レンズの２枚からなるレトロフォーカスタ
イプのコンバータレンズ系であり、アタッチメントレン
ズＡＬ２は平凹レンズと物体側に凹面を向けた正メニス
カスレンズの２枚からなるレトロフォーカスタイプのコ
ンバータレンズ系である。フィルター類Ｆ１は、物体側
から、例えば２枚のカバーガラスと赤外カットフィルタ
ーの３枚の平行平面板であり、像面２の前のフィルター
類Ｆ１は、例えばＣＣＤのカバーガラスの平行平面板で
ある。

【００９２】実施例３この実施例３の撮像光学系の光軸を含むＹ−Ｚ断面図を
図３に示す。図中、（ａ）は、マスター光学系ＭＬを構
成する偏心プリズム部材１０の物体側に装着するアタッ
チメント光学系として、撮影画角２Ｗが４５°になるア
タッチメントレンズＡＬ１を用いた場合、（ｂ）は、撮
影画角Ｗが８０°になるアタッチメントレンズＡＬ２を
用いた場合、（ｃ）は、撮影画角Ｗが１２０°になるア
タッチメントレンズＡＬ３を用いた場合を示す。

【００９３】この実施例において、マスター光学系ＭＬ
である偏心プリズム部材１０としては、第１面１１、第
２面１２、第３面１３の３つの光学面からなり、その間
が屈折率が１より大きい透明媒質で満たさてなり、同軸
屈折系であるアタッチメントレンズＡＬ１、ＡＬ２又は
ＡＬ３、物体側のフィルター類Ｆ１を通過した物体から
の光が、第１透過面である第１面１１から屈折して入射
し、第３面１３からなる第１反射面で全反射され、第２
面１２からなる第２反射面で反射され、その後第３面１
３が構成する第２透過面から屈折して射出するものであ
り、第３面１３は第１反射面と第２透過面を兼用してい
る。また、その第１面１１、第２面１２、第３面１３の
３面共、偏心した自由曲面からなる。

【００９４】また、アタッチメントレンズＡＬ１は平凸
レンズ１枚からなるコンバータレンズ系であり、アタッ
チメントレンズＡＬ２、アタッチメントレンズＡＬ３は
平凹レンズと両凸レンズの２枚からなるレトロフォーカ
スタイプのコンバータレンズ系である。フィルター類Ｆ
１は、物体側から、例えば２枚のカバーガラスと赤外カ
ットフィルターの３枚の平行平面板であり、像面２の前
のフィルター類Ｆ１は、例えばＣＣＤのカバーガラスの
平行平面板である。

【００９５】以下、上記実施例１〜３の構成パラメータ
を示す。なお、自由曲面は“ＦＦＳ”で表す。実施例１（２Ｗ＝３５°）面番号曲率半径面間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ ∞ 1 ∞ 0.46 1.8830 40.7 2 -12.20 1.54 3 ∞（絞り面） 0.40 1.5163 64.1 4 ∞ 0.10 5 ∞ 0.40 1.8830 40.7 6 ∞ 0.05 7 ∞ 1.60 1.5140 75.0 8 ∞（基準面） 9 ＦＦＳ偏心(1) 1.4924 81.8 10 ＦＦＳ（反射面）偏心(2) 1.4924 81.8 11 ＦＦＳ（反射面）偏心(3) 1.4924 81.8 12 ＦＦＳ偏心(2) 13 ∞（基準面） 0.50 偏心(4) 1.4970 81.5 14 ∞ 0.06 像面 ∞ ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 1.7441×10^-1 Ｃ₆ 1.6798×10^-1 Ｃ₈ 2.6185×10^-3 Ｃ₁₀ -1.4123×10^-2 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 2.2668×10^-2 Ｃ₆ 5.7136×10^-3 Ｃ₈ 1.2883×10^-3 Ｃ₁₀ -2.3777×10^-3 Ｃ₁₃ 5.2249×10^-4 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 3.4346×10^-2 Ｃ₆ 2.0657×10^-2 Ｃ₈ 4.9579×10^-3 Ｃ₁₀ -1.3001×10^-3 Ｃ₁₁ 8.1601×10^-4 Ｃ₁₃ 2.6013×10^-3 Ｃ₁₅ -1.0594×10^-3 Ｃ₁₇ -1.1555×10^-5 Ｃ₁₉ 6.1568×10^-4 Ｃ₂₁ 1.8361×10^-4 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.25 α 8.45 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.09 Ｚ 2.07 α -50.98 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 1.61 Ｚ 2.47 α -76.61 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 0.58 Ｚ 3.41 α -47.68 β 0.00 γ 0.00 。

【００９６】実施例１（２Ｗ＝８０°）面番号曲率半径面間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ 70.00 1 ∞ 0.40 1.8830 40.7 2 1.69 1.25 3 3.55 1.50 1.7725 49.6 4 -4.41 0.59 5 ∞（絞り面） 0.40 1.5163 64.1 6 ∞ 0.10 7 ∞ 0.40 1.8830 40.7 8 ∞ 0.05 9 ∞ 1.60 1.5140 75.0 10 ∞（基準面） 11 ＦＦＳ偏心(1) 1.4924 81.8 12 ＦＦＳ（反射面）偏心(2) 1.4924 81.8 13 ＦＦＳ（反射面）偏心(3) 1.4924 81.8 14 ＦＦＳ偏心(2) 15 ∞（基準面） 0.50 偏心(4) 1.4970 81.5 16 ∞ 0.06 像面 ∞ ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 1.7441×10^-1 Ｃ₆ 1.6798×10^-1 Ｃ₈ 2.6185×10^-3 Ｃ₁₀ -1.4123×10^-2 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 2.2668×10^-2 Ｃ₆ 5.7136×10^-3 Ｃ₈ 1.2883×10^-3 Ｃ₁₀ -2.3777×10^-3 Ｃ₁₃ 5.2249×10^-4 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 3.4346×10^-2 Ｃ₆ 2.0657×10^-2 Ｃ₈ 4.9579×10^-3 Ｃ₁₀ -1.3001×10^-3 Ｃ₁₁ 8.1601×10^-4 Ｃ₁₃ 2.6013×10^-3 Ｃ₁₅ -1.0594×10^-3 Ｃ₁₇ -1.1555×10^-5 Ｃ₁₉ 6.1568×10^-4 Ｃ₂₁ 1.8361×10^-4 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.25 α 8.45 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.09 Ｚ 2.07 α -50.98 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 1.61 Ｚ 2.47 α -76.61 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 0.58 Ｚ 3.41 α -47.68 β 0.00 γ 0.00 。

【００９７】実施例１（２Ｗ＝１２０°）面番号曲率半径面間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ 59.70 1 ∞ 0.40 1.8830 40.7 2 1.05 1.45 3 22.79 0.85 1.7725 49.6 4 -2.05 1.03 5 ∞（絞り面） 0.40 1.5163 64.1 6 ∞ 0.10 7 ∞ 0.40 1.8830 40.7 8 ∞ 0.05 9 ∞ 1.60 1.5140 75.0 10 ∞（基準面） 11 ＦＦＳ偏心(1) 1.4924 81.8 12 ＦＦＳ（反射面）偏心(2) 1.4924 81.8 13 ＦＦＳ（反射面）偏心(3) 1.4924 81.8 14 ＦＦＳ偏心(2) 15 ∞（基準面） 0.50 偏心(4) 1.4970 81.5 16 ∞ 0.06 像面 ∞ ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 1.7441×10^-1 Ｃ₆ 1.6798×10^-1 Ｃ₈ 2.6185×10^-3 Ｃ₁₀ -1.4123×10^-2 FFS[1] ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 2.2668×10^-2 Ｃ₆ 5.7136×10^-3 Ｃ₈ 1.2883×10^-3 Ｃ₁₀ -2.3777×10^-3 Ｃ₁₃ 5.2249×10^-4 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 3.4346×10^-2 Ｃ₆ 2.0657×10^-2 Ｃ₈ 4.9579×10^-3 Ｃ₁₀ -1.3001×10^-3 Ｃ₁₁ 8.1601×10^-4 Ｃ₁₃ 2.6013×10^-3 Ｃ₁₅ -1.0594×10^-3 Ｃ₁₇ -1.1555×10^-5 Ｃ₁₉ 6.1568×10^-4 Ｃ₂₁ 1.8361×10^-4 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.25 α 8.45 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.09 Ｚ 2.07 α -50.98 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 1.61 Ｚ 2.47 α -76.61 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 0.58 Ｚ 3.41 α -47.68 β 0.00 γ 0.00 。

【００９８】実施例２（２Ｗ＝４５°）面番号曲率半径面間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ ∞ 1 ∞ 0.40 1.8830 40.7 2 ∞（絞り面） 0.40 1.5163 64.1 3 ∞ 0.10 4 ∞ 0.40 1.8830 40.7 5 ∞ 0.05 6 ∞ 1.60 1.5140 75.0 7 ∞（基準面） 8 ＦＦＳ偏心(1) 1.4924 81.8 9 ＦＦＳ（反射面）偏心(2) 1.4924 81.8 10 ＦＦＳ（反射面）偏心(3) 1.4924 81.8 11 ＦＦＳ偏心(2) 12 ∞（基準面） 0.50 偏心(4) 1.4970 81.5 13 ∞ 0.06 像面 ∞ ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 2.4345×10^-1 Ｃ₆ 1.8583×10^-1 Ｃ₈ 6.6834×10^-3 Ｃ₁₀ 1.5610×10^-2 Ｃ₁₁ -1.6872×10^-3 Ｃ₁₃ -2.1105×10^-3 Ｃ₁₅ -3.3055×10^-3 Ｃ₁₇ -7.6934×10^-3 Ｃ₁₉ -6.2192×10^-3 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 9.0922×10^-3 Ｃ₆ -1.2295×10^-2 Ｃ₈ -1.8553×10^-3 Ｃ₁₀ -5.5028×10^-4 Ｃ₁₁ 3.2214×10^-3 Ｃ₁₃ -8.0577×10^-4 Ｃ₁₅ -1.3669×10^-5 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 2.2383×10^-2 Ｃ₆ -1.0530×10^-3 Ｃ₈ -3.2965 ×10^-3 Ｃ₁₀ -2.0575×10^-3 Ｃ₁₁ 8.0776×10^-4 Ｃ₁₃ -7.4311 ×10^-3 Ｃ₁₅ -4.4596×10^-4 Ｃ₁₇ 2.3488×10^-3 Ｃ₁₉ 5.7186 ×10^-4 Ｃ₂₁ -7.3851×10^-6 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.20 α 4.67 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.05 Ｚ 2.13 α -50.29 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 1.72 Ｚ 2.48 α -74.32 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 0.57 Ｚ 3.58 α -45.34 β 0.00 γ 0.00 。

【００９９】実施例２（２Ｗ＝８０°）面番号曲率半径面間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ 70.00 1 ∞ 0.40 1.8830 40.7 2 1.88 1.02 3 3.56 1.19 1.7725 49.6 4 -7.65 1.14 5 ∞（絞り面） 0.40 1.5163 64.1 6 ∞ 0.10 7 ∞ 0.40 1.8830 40.7 8 ∞ 0.05 9 ∞ 1.60 1.5140 75.0 10 ∞（基準面） 11 ＦＦＳ偏心(1) 1.4924 81.8 12 ＦＦＳ（反射面）偏心(2) 1.4924 81.8 13 ＦＦＳ（反射面）偏心(3) 1.4924 81.8 14 ＦＦＳ偏心(2) 15 ∞（基準面） 0.50 偏心(4) 1.4970 81.5 16 ∞ 0.06 像面 ∞ ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 2.4345×10^-1 Ｃ₆ 1.8583×10^-1 Ｃ₈ 6.6834×10^-3 Ｃ₁₀ 1.5610×10^-2 Ｃ₁₁ -1.6872×10^-3 Ｃ₁₃ -2.1105×10^-3 Ｃ₁₅ -3.3055×10^-3 Ｃ₁₇ -7.6934×10^-3 Ｃ₁₉ -6.2192×10^-3 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 9.0922×10^-3 Ｃ₆ -1.2295×10^-2 Ｃ₈ -1.8553×10^-3 C₁₀ -5.5028×10^-4 Ｃ₁₁ 3.2214×10^-3 Ｃ₁₃ -8.0577×10^-4 Ｃ₁₅ -1.3669×10^-5 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 2.2383×10^-2 Ｃ₆ -1.0530×10^-3 Ｃ₈ -3.2965 ×10^-3 Ｃ₁₀ -2.0575×10^-3 Ｃ₁₁ 8.0776×10^-4 Ｃ₁₃ -7.4311 ×10^-3 Ｃ₁₅ -4.4596×10^-4 Ｃ₁₇ 2.3488×10^-3 Ｃ₁₉ 5.7186 ×10^-4 Ｃ₂₁ -7.3851×10^-6 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.20 α 4.67 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.05 Ｚ 2.13 α -50.29 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 1.72 Ｚ 2.48 α -74.32 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 0.57 Ｚ 3.58 α -45.34 β 0.00 γ 0.00 。

【０１００】実施例２（２Ｗ＝１２０°）面番号曲率半径面間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ 59.70 1 ∞ 0.40 1.8830 40.7 2 1.19 1.30 3 -17.49 0.61 1.7725 49.6 4 -2.09 1.33 5 ∞（絞り面） 0.40 1.5163 64.1 6 ∞ 0.10 7 ∞ 0.40 1.8830 40.7 8 ∞ 0.05 9 ∞ 1.60 1.5140 75.0 10 ∞（基準面） 11 ＦＦＳ偏心(1) 1.4924 81.8 12 ＦＦＳ（反射面）偏心(2) 1.4924 81.8 13 ＦＦＳ（反射面）偏心(3) 1.4924 81.8 14 ＦＦＳ偏心(2) 15 ∞（基準面） 0.50 偏心(4) 1.4970 81.5 16 ∞ 0.06 像面 ∞ ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 2.4345×10^-1 Ｃ₆ 1.8583×10^-1 Ｃ₈ 6.6834×10^-3 Ｃ₁₀ 1.5610×10^-2 Ｃ₁₁ -1.6872×10^-3 Ｃ₁₃ -2.1105×10^-3 Ｃ₁₅ -3.3055×10^-3 Ｃ₁₇ -7.6934×10^-3 Ｃ₁₉ -6.2192×10^-3 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 9.0922×10^-3 Ｃ₆ -1.2295×10^-2 Ｃ₈ -1.8553×10^-3 Ｃ₁₀ -5.5028×10^-4 Ｃ₁₁ 3.2214×10^-3 Ｃ₁₃ -8.0577×10^-4 Ｃ₁₅ -1.3669×10^-5 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 2.2383×10^-2 Ｃ₆ -1.0530×10^-3 Ｃ₈ -3.2965 ×10^-3 Ｃ₁₀ -2.0575×10^-3 Ｃ₁₁ 8.0776×10^-4 Ｃ₁₃ -7.4311 ×10^-3 Ｃ₁₅ -4.4596×10^-4 Ｃ₁₇ 2.3488×10^-3 Ｃ₁₉ 5.7186 ×10^-4 Ｃ₂₁ -7.3851×10^-6 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.20 α 4.67 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.05 Ｚ 2.13 α -50.29 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 1.72 Ｚ 2.48 α -74.32 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 0.57 Ｚ 3.58 α -45.34 β 0.00 γ 0.00 。

【０１０１】実施例３（２Ｗ＝４５°）面番号曲率半径面間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ ∞ 1 ∞ 0.40 1.5163 64.1 2 -6.81 0.15 3 ∞（絞り面） 0.40 1.5163 64.1 4 ∞ 0.10 5 ∞ 0.40 1.5163 64.1 6 ∞ 0.05 7 ∞ 1.60 1.5140 75.0 8 ∞（基準面） 9 ＦＦＳ偏心(1) 1.6968 55.5 10 ＦＦＳ（反射面）偏心(2) 1.6968 55.5 11 ＦＦＳ（反射面）偏心(3) 1.6968 55.5 12 ＦＦＳ偏心(2) 13 ∞（基準面） 0.50 偏心(4) 1.5163 64.1 14 ∞ ０．０６像面 ∞ ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 1.1513×10^-1 Ｃ₆ 1.2696×10^-1 Ｃ₈ 1.7797×10^-3 Ｃ₁₀ 3.9262×10^-3 Ｃ₁₁ -2.5947×10^-3 Ｃ₁₃ -4.0360×10^-3 Ｃ₁₅ -4.4876×10^-3 Ｃ₁₇ -5.8854×10^-4 Ｃ₁₉ 3.5509×10^-4 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 1.3315×10^-2 Ｃ₆ 1.0216×10^-2 Ｃ₈ 3.6796×10^-3 Ｃ₁₀ 3.1922×10^-3 Ｃ₁₃ -9.0389×10^-4 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 3.1174×10^-2 Ｃ₆ 2.8830×10^-2 Ｃ₈ 5.7319×10^-3 Ｃ₁₀ 7.0644×10^-3 Ｃ₁₁ 6.0752×10^-4 Ｃ₁₃ -6.0912×10^-4 Ｃ₁₅ 1.0631×10^-3 Ｃ₁₇ 1.1705×10^-4 Ｃ₁₉ 8.6369×10^-5 Ｃ₂₁ 1.0862×10^-5 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.39 α 9.81 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.11 Ｚ 1.97 α -41.27 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 1.80 Ｚ 1.87 α -66.61 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 0.48 Ｚ 3.08 α -48.18 β 0.00 γ 0.00 。

【０１０２】実施例３（２Ｗ＝８０°）面番号曲率半径面間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ ∞ 物体面 ∞ 70.00 1 ∞ 0.40 1.7725 49.6 2 1.85 1.15 3 4.22 2.87 1.6889 31.1 4 -3.87 0.39 5 ∞（絞り面） 0.40 1.5163 64.1 6 ∞ 0.10 7 ∞ 0.40 1.5163 64.1 8 ∞ 0.05 9 ∞ 1.60 1.5140 75.0 10 ∞（基準面） 11 ＦＦＳ偏心(1) 1.6968 55.5 12 ＦＦＳ（反射面）偏心(2) 1.6968 55.5 13 ＦＦＳ（反射面）偏心(3) 1.6968 55.5 14 ＦＦＳ偏心(2) 15 ∞（基準面） 0.50 偏心(4) 1.5163 64.1 16 ∞ 0.06 像面 ∞ ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 1.1513×10^-1 Ｃ₆ 1.2696×10^-1 Ｃ₈ 1.7797×10^-3 Ｃ₁₀ 3.9262×10^-3 Ｃ₁₁ -2.5947×10^-3 Ｃ₁₃ -4.0360×10^-3 Ｃ₁₅ -4.4876×10^-3 Ｃ₁₇ -5.8854×10^-4 Ｃ₁₉ 3.5509×10^-4 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 1.3315×10^-2 Ｃ₆ 1.0216×10^-2 Ｃ₈ 3.6796×10^-3 Ｃ₁₀ 3.1922×10^-3 Ｃ₁₃ -9.0389×10^-4 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 3.1174×10^-2 Ｃ₆ 2.8830×10^-2 Ｃ₈ 5.7319×10^-3 Ｃ₁₀ 7.0644×10^-3 Ｃ₁₁ 6.0752×10^-4 Ｃ₁₃ -6.0912×10^-4 Ｃ₁₅ 1.0631×10^-3 Ｃ₁₇ 1.1705×10^-4 Ｃ₁₉ 8.6369×10^-5 Ｃ₂₁ 1.0862×10^-5 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.39 α 9.81 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.11 Ｚ 1.97 α -41.27 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 1.80 Ｚ 1.87 α -66.61 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 0.48 Ｚ 3.08 α -48.18 β 0.00 γ 0.00 。

【０１０３】実施例３（２Ｗ＝１２０°）面番号曲率半径面間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ 59.70 1 ∞ 0.40 1.7725 49.6 2 1.29 1.04 3 7.32 2.52 1.6889 31.1 4 -2.51 0.34 5 ∞（絞り面） 0.40 1.5163 64.1 6 ∞ 0.10 7 ∞ 0.40 1.5163 64.1 8 ∞ 0.05 9 ∞ 1.60 1.5140 75.0 10 ∞（基準面） 11 ＦＦＳ偏心(1) 1.6968 55.5 12 ＦＦＳ（反射面）偏心(2) 1.6968 55.5 13 ＦＦＳ（反射面）偏心(3) 1.6968 55.5 14 ＦＦＳ偏心(2) 15 ∞（基準面） 0.50 偏心(4) 1.5163 64.1 16 ∞ 0.06 像面 ∞ ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 1.1513×10^-1 Ｃ₆ 1.2696×10^-1 Ｃ₈ 1.7797×10^-3 Ｃ₁₀ 3.9262×10^-3 Ｃ₁₁ -2.5947×10^-3 Ｃ₁₃ -4.0360×10^-3 Ｃ₁₅ -4.4876×10^-3 Ｃ₁₇ -5.8854×10^-4 Ｃ₁₉ 3.5509×10^-4 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 1.3315×10^-2 Ｃ₆ 1.0216×10^-2 Ｃ₈ 3.6796×10^-3 Ｃ₁₀ 3.1922×10^-3 Ｃ₁₃ -9.0389×10^-4 ＦＦＳｃ 0.0000 Ｃ₄ 3.1174×10^-2 Ｃ₆ 2.8830×10^-2 Ｃ₈ 5.7319×10^-3 Ｃ₁₀ 7.0644×10^-3 Ｃ₁₁ 6.0752×10^-4 Ｃ₁₃ -6.0912×10^-4 Ｃ₁₅ 1.0631×10^-3 Ｃ₁₇ 1.1705×10^-4 Ｃ₁₉ 8.6369×10^-5 Ｃ₂₁ 1.0862×10^-5 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ０．３９ α ９．８１ β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ 0.11 Ｚ 1.97 α -41.27 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 1.80 Ｚ 1.87 α -66.61 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 0.48 Ｚ 3.08 α -48.18 β 0.00 γ 0.00 。

【０１０４】次に、上記実施例１の図１（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）の状態での横収差図をそれぞれ図４、図
５、図６に示す。これらの横収差図において、括弧内に
示された数字は（水平（Ｘ方向）画角、垂直（Ｙ方向）
画角）を表し、その画角における横収差を示す。

【０１０５】なお、各実施例の各条件式（１）、（６）
〜（１２）に対する値は以下の表の通りである。ただ
し、ＤＹ１、ＤＹ２は偏心プリズム部材１０の第１反射
面１３、第２反射面１２のＤＹ、Ｐｘ１、Ｐｘ２は第１
反射面１３、第２反射面１２のＰｘｎ、Ｐｙ１、Ｐｙ２
は第１反射面１３、第２反射面１２のＰｙｎ、Ｃｘ１、
Ｃｘ２は第１反射面１３、第２反射面１２ののＣｘｎで
ある。また、ＤＴｘ、ＤＴｙはそれぞれＸ方向、Ｙ方向
の歪曲収差の最大値（％）である。

【０１０６】

【０１０７】さて、以上のような本発明のアタッチメン
ト光学系を用いる撮像光学系は、内視鏡の撮影光学系、
電子カメラ等の撮像装置に適用することができる。本発
明の撮像光学系を内視鏡に適用した場合の構成例を図７
の内視鏡先端部の断面図を参照にして説明する。

【０１０８】図７をおいて、マスターユニットＭＵは、
マスターユニット枠２０内に、前述の偏心プリズム部材
１０と各種フィルター２１と撮像素子（例えば、ＣＣ
Ｄ）２２とを配置したマスター用撮影用光路と、内視鏡
の長軸方向に沿って挿通されたライトガイド２３とその
端面に配置されたカバー部材（例えば、平板ガラス）２
４とを有したマスター用照明用光路とを備えている。

【０１０９】また、このマスターユニットＭＵの前側に
一体に装着することにより所望の視野方向、観察画角、
観察距離を得ることができるアダプターユニットＡＵ
は、アダプター光学系２５とカバー部材２６を配置した
アダプター用撮影光路と、照明光学系２７を配置したア
ダプター用照明光路とを備えている。

【０１１０】そして、このような構成のアダプターユニ
ットＡＵは、アダプター嵌合枠２８により、マスターユ
ニットＭＵに対して着脱自在になっている。また、この
アダプター嵌合枠２８とマスターユニットＡＵがマスタ
ーユニットＭＵから脱落するのを防止するための嵌合溝
２９と嵌合縁３０とがそれぞれアダプターユニットＡ
Ｕ、マスターユニットＭＵに設けられている。

【０１１１】また、この装着手段の別の形態としては、
図８に示すように、マスターユニットＭＵ、アダプター
ユニットＡＵの一方に雄ねじ３１を他方に雌ねじリング
３２を設けてねじ止め作用のローレット方式としてもよ
い。

【０１１２】さらに、このような撮像光学系を用いる内
視鏡の全体のシステム構成を図９を用いて説明すると、
観察しようとする被写体に最適なアダプターを内視鏡本
体３３の先端に着脱自在のアダプターユニット群３４の
中から選択して装着する。これにより装着したアダプタ
ーレンズ及び内視鏡対物光学系（マスター光学系ＭＬ）
を通して内視鏡内の撮像素子２２受光面上に結像され、
画像情報としてユニバーサルコード３５を介してカメラ
コントロールユニット３６にて適当な画像情報の変換が
なされ、モニター３７に出力される。また、光源からの
照明光は、図示しないライトガイドにより伝送されて内
視鏡照明光学系により、被写体に適当な光量と配光をも
って照射される。

【０１１３】図１０に、本発明の撮像光学系を電子カメ
ラ（ＣＣＤカメラ）に適用した場合の１例の正面図
（ａ）、光路図（ｂ）、斜視図（ｃ）を示す。図１０を
おいて、カメラ本体４０には、マスター光学系として前
述の偏心プリズム部材１０と各種フィルター２１と撮像
素子であるＣＣＤ２２が配置されており、フィルター２
１の入射側にカバーガラス４１が配置されており、その
前にいくつかのアダプターユニット群から選択された所
定の画角変換を行うアダプター光学系２５を備えたアダ
プターユニットＡＵが取り付けられる。カメラ本体４０
には、上記のようマスター光学系以外に、液晶モニター
４２に表示された電子映像を拡大して観察可能に表示す
るファインダー４３が設けられ、また、適当な位置に照
明光源４４、シャッター４５等が設けられている。

【０１１４】以上の本発明の撮像光学系及びそれを用い
た撮像装置は例えば次のように構成することができる。〔１〕物体側にアタッチメント光学系を挿脱可能ある
いは交換可能に備えたマスター光学系と、像面に配置さ
れた撮像素子とを有する撮像光学系において、前記マス
ター光学系が、少なくとも３面の光学面を備えその間が
屈折率が１より大きい透明媒質で満たさてなるプリズム
部材を含み、そのプリズム部材は少なくとも１面の反射
面を有し、少なくともその反射面が、偏心収差を補正す
る回転非対称な曲面形状に形成されていることを特徴と
する撮像光学系。

【０１１５】〔２〕物体側から順に、挿脱可能あるい
は交換可能なアタッチメント光学系と、マスター光学系
と、像面に配置された撮像素子とを有する撮像光学系に
おいて、前記マスター光学系が、少なくとも３面の光学
面を備えその間が屈折率が１より大きい透明媒質で満た
さてなるプリズム部材を含み、そのプリズム部材は少な
くとも１面の反射面を有し、少なくともその反射面が、
偏心収差を補正する回転非対称な曲面形状に形成されて
いることを特徴とする撮像光学系。

【０１１６】〔３〕前記アタッチメント光学系が画角
変換用の光学系であることを特徴とする上記１又は２記
載の撮像光学系。

【０１１７】〔４〕複数の角倍率の異なるアタッチメ
ント光学系を有することを特徴とする上記３記載の撮像
光学系。

【０１１８】〔５〕前記アタッチメント光学系が複数
のレンズからなることを特徴とする上記３又は４記載の
撮像光学系。

【０１１９】〔６〕前記アタッチメント光学系が少な
くとも正レンズを有することを特徴とする上記３から５
の何れか１項記載の撮像光学系。

【０１２０】〔７〕前記アタッチメント光学系が少な
くと１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズとを含
むことを特徴とする上記３から５の何れか１項記載の撮
像光学系。

【０１２１】〔８〕前記アタッチメント光学系が、物
体側に負レンズ、像側に正レンズを備えていることを特
徴とする上記７記載の撮像光学系。

【０１２２】

〔９〕前記アタッチメント光学系が視野
方向変換用の光学系であることを特徴とする上記１又は
２記載の撮像光学系。

【０１２３】〔１０〕前記アタッチメント光学系が平
行平面板を有することを特徴とする上記１又は２記載の
撮像光学系。

【０１２４】〔１１〕異なる複数種のアタッチメント
光学系を備えていることを特徴とする上記１又は２記載
の撮像光学系。

【０１２５】〔１２〕前記プリズム部材が、物体から
の光が通過する順に、第１透過面、第１反射面、第２反
射面、第２透過面を備えていることを特徴とする上記１
から１１の何れか１項記載の撮像光学系。

【０１２６】〔１３〕前記プリズム部材が第１面、第
２面、第３面の３つの光学面を備え、第１面が前記第１
透過面、第２面が前記第２反射面、第３面が前記第１反
射面と前記第２透過面の兼用面であることを特徴とする
上記１２記載の撮像光学系。

【０１２７】〔１４〕前記第１反射面の反射作用が全
反射によることを特徴とする上記１３記載の撮像光学
系。

【０１２８】〔１５〕前記第３面が偏心収差を補正す
る回転非対称な曲面形状に形成されていることを特徴と
する上記１４記載の撮像光学系。

【０１２９】〔１６〕前記第２面が偏心収差を補正す
る回転非対称な曲面形状に形成されていることを特徴と
する上記１３又は１４記載の撮像光学系。

【０１３０】〔１７〕前記第１面が偏心収差を補正す
る回転非対称な曲面形状に形成されていることを特徴と
する上記１３から１６の何れか１項記載の撮像光学系。

【０１３１】〔１８〕前記第１面の大きさが、前記第
２面及び前記第３面の大きさよりも小さく形成されてい
ることを特徴とする上記１３から１７の何れか１項記載
の撮像光学系。

【０１３２】〔１９〕前記第１面が正のパワーを有す
ることを特徴とする１３から１８の何れか１項記載の撮
像光学系。

【０１３３】〔２０〕前記撮像素子の撮像面が入射光
軸に対して傾いて配置されていることを特徴とする上記
１から１９の何れか１項記載の撮像光学系。

【０１３４】〔２１〕入射光軸の延長線上に前記撮像
素子が配置されていることを特徴とする上記１から２０
の何れか１項記載の光学系。

【０１３５】〔２２〕前記回転非対称な曲面形状が、
対称面を１面のみ有する面対称自由曲面からなることを
特徴とする上記１から２１の何れか１項記載の撮像光学
系。

【０１３６】〔２３〕前記回転非対称な曲面形状が、
対称面を２面のみ有するアナモルフィック面からなるこ
とを特徴とする上記１から２１の何れか１項記載の撮像
光学系。

【０１３７】〔２４〕上記１から２３の何れか１項に
おいて、前記プリズム部材が少なくとも前記反射面と対
向配置された第２の反射面を有し、物体中心を射出して
瞳中心を通り像中心に到達する光線を軸上主光線とする
とき、前記軸上主光線が前記プリズム部材の第１面に到
るまでの方向をＺ軸方向、面の偏心面内をＹ軸方向、Ｙ
軸、Ｚ軸と直交座標系を構成する軸をＸ軸とするとき、
前記プリズム部材の入射面側から前記軸上主光線とＹ方
向に微少量ｄ離れた平行光束を入射させ、前記プリズム
部材から射出する側でその２つの光線のＹ−Ｚ面内でな
す角のｓｉｎをＮＡ’ｙｉ、前記ＮＡ’ｙｉを前記平行
光束の幅ｄで割った値ＮＡ’ｙｉ／ｄを前記プリズム部
材のＹ方向のパワーＰｙとし、前記軸上主光線が、前記
プリズム部材の最も物体側に配置された面から入射し、
前記プリズム部材の最も像側に配置された面を射出する
までの光路長をｐとするとき、０．１＜ｐ×Ｐｙ＜８・・・（１）を満たすことを特徴とする撮像光学系。

【０１３８】〔２５〕上記２４において、前記回転非
対称曲面の唯一の対称面をＹ−Ｚ面とし、その面に直交
する方向をＸ軸とし、前記軸上主光線の前記第１の反射
面、前記第２の反射面との交点近傍のＸ方向のパワーを
それぞれＰｘ１、Ｐｘ２とするとき、｜Ｐｘ１｜＜｜Ｐｘ２｜・・・（５）であることを特徴とする撮像光学系。

【０１３９】〔２６〕上記２５において、１＜｜Ｐｘ２／Ｐｘ１｜＜２０・・・（６）であることを特徴とする撮像光学系。

【０１４０】〔２７〕上記２４において、前記回転非
対称曲面の唯一の対称面をＹ−Ｚ面とし、その面に直交
する方向をＸ軸とし、前記軸上主光線の前記第２の反射
面との交点近傍のＸ方向のパワーをＰｘ２とし、第２の
透過面が少なくとも対称面を１つ有する面対称曲面から
なり、その対称面をＹ−Ｚ面とし、その面に直交する方
向をＸ軸とし、前記軸上主光線の前記第２の透過面との
交点近傍のＸ方向のパワーをＰｘ３とするとき、｜Ｐｘ３／Ｐｘ２｜＜０．５・・・（７）であることを特徴とする撮像光学系。ただし、前記第２
の透過面の対称面が複数若しくは無数にある場合は、前
記第２の反射面の唯一の対称面とのなす角が最も小さく
なる面を前記第２の透過面の対称面とする。

【０１４１】〔２８〕上記２４において、前記回転非
対称曲面の唯一の対称面をＹ−Ｚ面とし、その面に直交
する方向をＸ軸とし、前記面のＸ方向の最大画角主光線
が当たる位置での面の法線のＹ−Ｚ面内でのｔａｎの値
と、前記軸上主光線が前記面に当たる位置での前記面の
法線のＹ−Ｚ面内でのｔａｎの値との差をＤＹとすると
き、０≦｜ＤＹ｜＜０．１・・・（８）を満たすことを特徴とする撮像光学系。

【０１４２】〔２９〕上記２４において、前記軸上主
光線が前記プリズム部材の第１面に到るまでの方向をＺ
軸方向、前記回転非対称曲面の唯一の対称面をＹ−Ｚ面
とし、その面に直交する方向をＸ軸とし、Ｙ正方向の最
大画角の主光線とＹ負方向の最大画角の主光線とが前記
面と当たる部分のＸ方向の曲率の差をＣｘｎ、軸上主光
線が前記面と当たる部分のＸ方向のパワーをＰｘｎとす
るとき、０≦｜Ｃｘｎ／Ｐｘｎ｜＜１０・・・（９）を満たすことを特徴とする撮像光学系。

【０１４３】〔３０〕上記２４から２９の何れか１項
において、前記プリズム部材の有する偏心面の少なくと
も１面は、その偏心方向を含む面が前記対称面と略一致
するように偏心配置されていることを特徴とする撮像光
学系。

【０１４４】〔３１〕上記３０において、前記プリズ
ム部材の有する全ての偏心面の偏心方向が全て同一面上
にあり、かつ、その偏心方向を含む面が前記対称面と略
一致するように形成されていることを特徴とする撮像光
学系。

【０１４５】〔３２〕上記３０又は３１において、前
記軸上主光線が前記プリズム部材の第１面に到るまでの
方向をＺ軸方向、面の偏心面内をＹ軸方向、Ｙ軸、Ｚ軸
と直交座標系を構成する軸をＸ軸とするとき、前記プリ
ズム部材の入射面側から前記軸上主光線とＸ方向に微少
量ｄ離れた平行光束を入射させ、前記プリズム部材から
射出する側でその２つの光線のＹ−Ｚ面に直交し射出し
た軸上主光線を含む面内でなす角のｓｉｎをＮＡ’ｘ
ｉ、前記ＮＡ’ｘｉを前記平行光束の幅ｄで割った値Ｎ
Ａ’ｘｉ／ｄを前記プリズム部材のＸ方向のパワーＰｘ
とし、前記回転非対称曲面の前記軸上主光線が当たる部
分のＸ方向のパワーをＰｘｎとするとき、０＜｜Ｐｘｎ／Ｐｘ｜＜１００・・・（１０）を満たすことを特徴とする撮像光学系。

【０１４６】〔３３〕上記３０又は３１において、前
記軸上主光線が前記プリズム部材の第１面に到るまでの
方向をＺ軸方向、面の偏心面内をＹ軸方向、Ｙ軸、Ｚ軸
と直交座標系を構成する軸をＸ軸とするとき、前記プリ
ズム部材の入射面側から前記軸上主光線とＹ方向に微少
量ｄ離れた平行光束を入射させ、前記プリズム部材から
射出する側でその２つの光線のＹ−Ｚ面内でなす角のｓ
ｉｎをＮＡ’ｙｉ、前記ＮＡ’ｙｉを前記平行光束の幅
ｄで割った値ＮＡ’ｙｉ／ｄを前記プリズム部材のＹ方
向のパワーＰｙとし、前記回転非対称曲面の前記軸上主
光線が当たる部分のＹ方向のパワーをＰｙｎとすると
き、０＜｜Ｐｙｎ／Ｐｙ｜＜１００・・・（１１）を満たすことを特徴とする撮像光学系。

【０１４７】〔３４〕上記３０又は３１において、前
記軸上主光線が前記プリズム部材の第１面に到るまでの
方向をＺ軸方向、面の偏心面内をＹ軸方向、Ｙ軸、Ｚ軸
と直交座標系を構成する軸をＸ軸とするとき、前記プリ
ズム部材の入射面側から前記軸上主光線とＹ方向に微少
量ｄ離れた平行光束を入射させ、前記プリズム部材から
射出する側でその２つの光線のＹ−Ｚ面内でなす角のｓ
ｉｎをＮＡ’ｙｉ、前記ＮＡ’ｙｉを前記平行光束の幅
ｄで割った値ＮＡ’ｙｉ／ｄを前記プリズム部材のＹ方
向のパワーＰｙとし、前記プリズム部材の入射面側から
前記軸上主光線とＸ方向に微少量ｄ離れた平行光束を入
射させ、前記プリズム部材から射出する側でその２つの
光線のＹ−Ｚ面に直交し射出した軸上主光線を含む面内
でなす角のｓｉｎをＮＡ’ｘｉ、前記ＮＡ’ｘｉを前記
平行光束の幅ｄで割った値ＮＡ’ｘｉ／ｄを前記プリズ
ム部材のＸ方向のパワーＰｘとするとき、０．５＜｜Ｐｘ／Ｐｙ｜＜２・・・（１２）を満たすことを特徴とする撮像光学系。

【０１４８】〔３５〕画角変換用光学系、視野方向変
換用光学系、フィルター等の光学部材を備えアタッチメ
ント部を装着するためのジョイント部と、マスターレン
ズ部と、物体像を受光する撮像素子とを含んだ撮像装置
において、前記マスターレンズ部がプリズム部材を有
し、前記プリズム部材が少なくとも入射面と反射面と射
出面とを有し、少なくともその反射面が、偏心収差を補
正する回転非対称な曲面形状に形成されていることを特
徴とする撮像装置。

【０１４９】〔３６〕画角変換用光学系、視野方向変
換用光学系、フィルター等の光学部材を備えアタッチメ
ント部と、前記アタッチメント部より像側に配置された
マスターレンズ部と、前記マスターレンズ部に前記アタ
ッチメント部を装着するためのジョイント部と、物体像
を受光する撮像素子とを含んだ撮像装置において、前記
マスターレンズ部がプリズム部材を有し、前記プリズム
部材が少なくとも入射面と反射面と射出面とを有し、少
なくともその反射面が、偏心収差を補正する回転非対称
な曲面形状に形成されていることを特徴とする撮像装
置。

【０１５０】〔３７〕前記光学部材は、前記アタッチ
メント部の前記マスターレンズ部への挿脱又は交換によ
って撮影画角が変化するように構成されたアタッチメン
トレンズを有することを特徴とする上記３５又は３６記
載の撮像装置。

【０１５１】〔３８〕複数のアタッチメント部を有
し、各アタッチメント部毎に異なる角倍率のアタッチメ
ントレンズを有することを特徴とする上記３７記載の撮
像装置。

【０１５２】〔３９〕前記アタッチメントレンズが複
数のレンズからなることを特徴とする上記３８記載の撮
像装置。

【０１５３】〔４０〕前記アタッチメントレンズは少
なくとも正レンズを有することを特徴とする上記３５か
ら３９の何れか１項記載の撮像装置。

【０１５４】〔４１〕前記アタッチメントレンズが少
なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズと
を含むことを特徴とする上記３７から４０の何れか１項
記載の撮像装置。

【０１５５】〔４２〕前記アタッチメントレンズが、
物体側に負レンズ、像側に正レンズを備えていることを
特徴とする上記４１記載の撮像装置。

【０１５６】〔４３〕前記光学部材が平行平面板を有
することを特徴とする上記３５又は３６記載の撮像装
置。

【０１５７】〔４４〕前記光学部材は明るさ絞りを有
することを特徴とする上記３５から４３の何れか１項記
載の撮像装置。

【０１５８】〔４５〕複数のアタッチメント部を有
し、各アタッチメント部毎に異なった明かすさ絞りを有
することを特徴とする上記４４記載の撮像装置。

【０１５９】〔４６〕前記プリズム部材が、物体から
の光が通過する順に、第１透過面、第１反射面、第２反
射面、第２透過面を備えていることを特徴とする上記３
５から４５の何れか１項記載の撮像装置。

【０１６０】〔４７〕前記プリズム部材が第１面、第
２面、第３面の３つの光学面を備え、第１面が前記第１
透過面、第２面が前記第２反射面、第３面が前記第１反
射面と前記第２透過面の兼用面であることを特徴とする
上記４６記載の撮像装置。

【０１６１】〔４８〕前記第１面の大きさが、前記第
２面及び前記第３面の大きさよりも小さく形成されてい
ることを特徴とする上記４７記載の撮像装置。

【０１６２】〔４９〕前記第１面が正のパワーを有す
ることを特徴とする上記４７又は４８記載の撮像装置。

【０１６３】〔５０〕前記撮像素子の撮像面が入射光
軸に対して傾いて配置されていることを特徴とする上記
３５から４９の何れか１項記載の撮像装置。

【０１６４】〔５１〕入射光軸の延長線上に前記撮像
素子が配置されていることを特徴とする上記３５から５
０の何れか１項記載の撮像装置。

【０１６５】〔５２〕内視鏡用の撮像装置として用い
られることを特徴とする上記３５から５１の何れか１項
記載の撮像装置。

【０１６６】〔５３〕前記撮像素子がライトイメージ
ガイドの入射端面であることを特徴とする上記５２記載
の撮像装置。

【０１６７】〔５４〕前記撮像素子が電子内視鏡の撮
像素子であることを特徴とする上記５２記載の撮像装
置。

【０１６８】〔５５〕電子カメラの撮像装置として用
いられることを特徴とする上記３５から５１の何れか１
項記載の撮像装置。

【０１６９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、画角変換用光学系、視野方向変換用光学系、
フィルター等を備えアタッチメントを有する撮像光学系
において、小型で部品点数が少なくとも、明瞭で歪みの
少ない像を与える撮像光学系及びそれを用いた撮像装置
が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の撮像光学系の光軸を含むＹ
−Ｚ断面図である。

【図２】本発明の実施例２の撮像光学系の光軸を含むＹ
−Ｚ断面図である。

【図３】本発明の実施例３の撮像光学系の光軸を含むＹ
−Ｚ断面図である。

【図４】本発明の実施例１の図１（ａ）の状態での横収
差図である。

【図５】本発明の実施例１の図１（ｂ）の状態での横収
差図である。

【図６】本発明の実施例１の図１（ｃ）の状態での横収
差図である。

【図７】本発明の撮像光学系を内視鏡に適用した場合の
構成例を示す内視鏡先端部の断面図である。

【図８】装着手段の別の形態を示すための図である。

【図９】本発明の撮像光学系を用いる内視鏡の全体のシ
ステム構成を示す図である。

【図１０】本発明の撮像光学系を電子カメラに適用した
場合の１例を示すための図である。

【図１１】本発明における軸上主光線と座標系を説明す
るための図である。

【図１２】偏心した反射面により発生する像面湾曲を説
明するための概念図である。

【図１３】偏心した反射面により発生する非点収差を説
明するための概念図である。

【図１４】偏心した反射面により発生するコマ収差を説
明するための概念図である。

【図１５】本発明における偏心プリズム部材のパワーを
説明するための図である。

【図１６】本発明において用いるパラメータＤＹを説明
するための図である。

【図１７】公知の電子内視鏡の先端の断面図である。

【符号の説明】

Ｍ…凹面鏡ＭＬ…マスター光学系ＡＬ１、ＡＬ２、ＡＬ３…アタッチメントレンズＦ１、Ｆ２、Ｆ３…フィルター類、カバーガラスＭＵ…マスターユニットＡＵ…アダプターユニット１…絞り２…像面３…軸上主光線１０…偏心光学系（偏心プリズム部材）１１…第１面１２…第２面１３…第３面２０…マスターユニット枠２１…各種フィルター２２…撮像素子（ＣＣＤ）２３…ライトガイド２４…カバー部材２５…アダプター光学系２６…カバー部材２７…照明光学系２８…アダプター嵌合枠２９…嵌合溝３０…嵌合縁３１…雄ねじ３２…雌ねじリング３３…を内視鏡本体３４…アダプターユニット群３５…ユニバーサルコード３６…カメラコントロールユニット３７…モニター４０…カメラ本体４１…カバーガラス４２…液晶モニター４３…ファインダー４４…照明光源４５…シャッター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側にアタッチメント光学系を挿脱可
能あるいは交換可能に備えたマスター光学系と、像面に
配置された撮像素子とを有する撮像光学系において、前記マスター光学系が、少なくとも３面の光学面を備え
その間が屈折率が１より大きい透明媒質で満たさてなる
プリズム部材を含み、そのプリズム部材は少なくとも１
面の反射面を有し、少なくともその反射面が、偏心収差
を補正する回転非対称な曲面形状に形成されていること
を特徴とする撮像光学系。
【請求項２】物体側から順に、挿脱可能あるいは交換
可能なアタッチメント光学系と、マスター光学系と、像
面に配置された撮像素子とを有する撮像光学系におい
て、前記マスター光学系が、少なくとも３面の光学面を備え
その間が屈折率が１より大きい透明媒質で満たさてなる
プリズム部材を含み、そのプリズム部材は少なくとも１
面の反射面を有し、少なくともその反射面が、偏心収差
を補正する回転非対称な曲面形状に形成されていること
を特徴とする撮像光学系。
【請求項３】画角変換用光学系、視野方向変換用光学
系、フィルター等の光学部材を備えアタッチメント部を
装着するためのジョイント部と、マスターレンズ部と、
物体像を受光する撮像素子とを含んだ撮像装置におい
て、前記マスターレンズ部がプリズム部材を有し、前記プリ
ズム部材が少なくとも入射面と反射面と射出面とを有
し、少なくともその反射面が、偏心収差を補正する回転
非対称な曲面形状に形成されていることを特徴とする撮
像装置。
【請求項４】画角変換用光学系、視野方向変換用光学
系、フィルター等の光学部材を備えアタッチメント部
と、前記アタッチメント部より像側に配置されたマスタ
ーレンズ部と、前記マスターレンズ部に前記アタッチメ
ント部を装着するためのジョイント部と、物体像を受光
する撮像素子とを含んだ撮像装置において、前記マスターレンズ部がプリズム部材を有し、前記プリ
ズム部材が少なくとも入射面と反射面と射出面とを有
し、少なくともその反射面が、偏心収差を補正する回転
非対称な曲面形状に形成されていることを特徴とする撮
像装置。