WO2020225924A1 - 広角光学系、撮像装置、及び撮像システム - Google Patents

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研野孝吉
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オリンパス株式会社
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    • H04N2213/00Details of stereoscopic systems
    • H04N2213/001Constructional or mechanical details

Definitions

  • the present invention relates to a wide-angle optical system, an imaging device, and an imaging system.
  • an optical system for an endoscope or an optical system for a surveillance camera is known.
  • a prism is arranged in the optical system. The direction of the visual field is changed by the prism.
  • Patent Document 1 discloses an optical system including a prism and an objective lens. Light is incident on the optical system from the right and left directions. The light incident from the right direction and the light incident from the left direction intersect inside the prism. The optical system forms two optical images on the image plane.
  • Patent Document 2 discloses a fundus camera having an imaging optical system, an image sensor, and an observation optical system.
  • the imaging optical system includes one objective lens, a pair of prisms, a pair of relay lenses, a pair of focusing lenses, a pair of imaging lenses, a pair of matching prisms, a deviating prism, and a second. It has an imaging lens and. Two optical images are formed on the image plane by the imaging optical system.
  • Patent Document 3 discloses a camera having a prism and an imaging lens. Light is incident on the camera from the right, left, and bottom directions. The light incident from the right direction and the light incident from the left direction intersect inside the prism. The optical system forms three optical images on the image plane.
  • Patent Document 4 discloses a perspective optical system.
  • the perspective optical system includes a negative lens and a field of view conversion prism.
  • the optical system forms one optical image on the image plane.
  • Patent Document 5 discloses a visual field direction conversion optical system.
  • the field-of-view direction conversion optical system includes a negative lens unit and a stabilizing optical element.
  • the optical system forms one optical image on the image plane.
  • Patent Document 6 discloses an optical system for stereoscopic viewing.
  • the optical system has a pair of front groups and one rear group.
  • the optical system forms two optical images on the image plane.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and provides a wide-angle optical system, an image pickup apparatus, and an image pickup system capable of obtaining a wide field of view in which aberrations are well corrected while being compact.
  • the purpose is a wide-angle optical system, an image pickup apparatus, and an image pickup system capable of obtaining a wide field of view in which aberrations are well corrected while being compact.
  • the wide-angle optical system according to at least some embodiments of the present invention is used.
  • Optical members and A wide-angle optical system having at least a pair of rear lens groups.
  • Each of the pair of front lens groups has a negative power and
  • the optical member has at least a pair of slopes and a bottom surface. The pair of slopes are arranged so that the line of intersection is formed on the object side.
  • Each of the pair of rear lens groups has at least one positive lens.
  • the positive lens is located on the axis of rotational symmetry of the rear lens group and In a pair of rear lens groups, the two axes of rotational symmetry are parallel, Wide-angle optics have at least two optical paths In the two optical paths, the two rays pass through different front lens groups, each through different slopes, through the bottom surface, through different rear lens groups, and reach the image plane. In the optics, the intersection of two rays and the reflection of the two rays occur, Intersection and reflection are characterized in that two rays occur between the time they pass through a pair of slopes and the time they pass through the bottom surface.
  • the imaging device With the wide-angle optical system mentioned above, It is characterized by having an image sensor.
  • the imaging system With the above-mentioned imaging device Processing equipment and It is characterized by having a display device.
  • the present invention it is possible to provide a wide-angle optical system, an imaging device, and an imaging system that can obtain a wide field of view in which aberrations are well corrected while being compact.
  • FIG. It is a lens sectional view of the wide-angle optical system of Example 3.
  • FIG. It is a lens sectional view of the wide-angle optical system of Example 4.
  • FIG. It is a lens sectional view of the wide-angle optical system of Example 5.
  • FIG. It is a lens sectional view of the wide-angle optical system of Example 8.
  • FIG. It is a lens sectional view of the wide-angle optical system of Example 9.
  • FIG. It is a lens sectional view of the wide-angle optical system of Example 10.
  • the wide-angle optical system of the present embodiment is a wide-angle optical system having at least a pair of front lens groups, an optical member, and at least a pair of rear lens groups, and each of the pair of front lens groups is negatively refracted. Having a force, the optical member has at least a pair of slopes and a bottom surface, the pair of slopes are arranged so that an intersection is formed on the object side, and each of the pair of rear lens groups.
  • the wide-angle optical system has at least one positive lens, the positive lens is located on the axis of rotational symmetry of the rear lens group, and in a pair of rear lens groups, the two axes of rotational symmetry are parallel.
  • the optics have at least two optics, in which the two rays pass through different front lens groups, each through different slopes, through the bottom surface, and through different rear lens groups. When it reaches the image plane, the optics have an intersection of two rays and a reflection of the two rays, which occurs between the two rays passing through the pair of slopes and the bottom surface. It is characterized by occurring in.
  • the wide-angle optical system of the present embodiment has at least a pair of front lens groups, an optical member, and at least a pair of rear lens groups.
  • Each of the pair of front lens groups has a negative refractive power. Therefore, a wide field of view can be obtained.
  • each of the pair of rear lens groups has at least one positive lens. Therefore, various aberrations can be satisfactorily corrected.
  • the wide-angle optical system of this embodiment has at least two optical paths, and in the two optical paths, the intersection of two light rays and the reflection of the two light rays occur. Also, intersection and reflection occur between the time two rays pass through a pair of slopes and the time they pass through the bottom surface. Therefore, the optical system can be miniaturized.
  • One of the two rays is a ray traveling in one of the two optical paths.
  • the other ray of the two rays is a ray traveling in the other optical path of the two optical paths.
  • the two rays are, for example, two main rays, or two axial rays.
  • An axial ray is light that is emitted from an object point on the optical axis and travels on the optical axis.
  • the reflection of one of the two rays occurs on the slope through which the other ray is transmitted, and the reflection of the other ray of the two rays is transmitted by one of the two rays. It is preferable that it occurs on a slope.
  • FIG. 1 is a schematic view of the wide-angle optical system of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an optical member of the first example.
  • FIG. 2A is a perspective view
  • FIG. 2B is a plan view.
  • the wide-angle optical system 1 includes a first optical system 10, a second optical system 20, and an optical member 30.
  • the first optical system 10 has a first front lens group 11 and a first rear lens group 12.
  • the first front lens group 11 has a negative refractive power.
  • the first rear lens group 12 has at least one positive lens.
  • the second optical system 20 has a second front lens group 21 and a second rear lens group 22.
  • the same optical system as the first front lens group 11 is used for the second front lens group 21.
  • the same optical system as the first rear lens group 12 is used for the second rear lens group 22.
  • the wide-angle optical system 1 has at least a pair of front lens groups, an optical member, and at least a pair of rear lens groups.
  • Each of the pair of front lens groups has a negative refractive power.
  • Each of the pair of rear lens groups has at least one positive lens.
  • the wide-angle optical system 1 has a first optical path 13 and a second optical path 23.
  • the rotational symmetry axis AX1 is located in the first optical path 13
  • the rotational symmetry axis AX2 is located in the second optical path 23.
  • the central axis AXC is located between the rotational symmetry axis AX1 and the rotational symmetry axis AX2.
  • the central axis AXC intersects the line of intersection IL.
  • the predetermined surface SP is a surface including the central axis AXC.
  • the predetermined surface SP, central axis AXC, line of intersection IL, rotational symmetry axis AX1, and rotational symmetry axis AX2 will be described later.
  • the optical member 30 is formed of a medium having a refractive index of more than 1, and has a plurality of optical surfaces.
  • the plurality of optical surfaces include a first object side surface 31, a second object side surface 32, and an image side surface 33.
  • the image side surface 33 is located closest to the image side.
  • the shape of the optical member 30 is a triangular prism.
  • the triangular prism has an upper surface, a lower surface, and three side surfaces. The three sides are located between the top and bottom surfaces.
  • the shape of the upper surface and the shape of the lower surface are triangular.
  • the shape of the three sides is rectangular.
  • the first object side surface 31, the second object side surface 32, and the image side surface 33 correspond to the three side surfaces.
  • the image side surface 33 is regarded as the bottom surface, slopes are formed on both sides of the bottom surface by the first object side surface 31 and the second object side surface 32.
  • the optical member 30 has at least a pair of slopes and a bottom surface.
  • FIG. 2A shows the angle ⁇ , the length HB, and the length VB.
  • the angle ⁇ is an angle formed by the side surface 31 of the first object and the side surface 32 of the second object.
  • the side surface 31 of the first object and the side surface 32 of the second object form a pair of slopes. Therefore, the angle ⁇ is the angle formed by the pair of slopes.
  • the length HB is the lateral length of the image side surface 33.
  • the length VB is the length in the vertical direction on the image side surface 33. Since the image side surface 33 is the bottom surface, the length HB is the horizontal length on the bottom surface, and the length VB is the vertical length on the bottom surface.
  • FIG. 2B shows the interval D.
  • the interval D is the interval between the two rotational symmetry axes, that is, the interval between the rotational symmetry axis AX1 and the rotational symmetry axis AX2.
  • the lateral direction is a direction orthogonal to both the rotational symmetry axis AX1 and the rotational symmetry axis AX2.
  • the vertical direction is a direction orthogonal to the horizontal direction.
  • the shape of the upper surface and the shape of the lower surface are equilateral triangles. Therefore, the angle ⁇ is 60 °. Further, the angle formed by the first object side surface 31 and the image side surface 33 is also 60 °, and the angle formed by the second object side surface 32 and the image side surface 33 is also 60 °.
  • the first optical path 13 is orthogonal to the side surface 31 of the first object.
  • the second optical path 23 is orthogonal to the side surface 32 of the second object. Since the angle ⁇ is 60 °, the angle formed by the first optical path 13 and the second optical path 23 on the object side (hereinafter, referred to as “predetermined angle”) is 120 °.
  • the predetermined angle is 120 °
  • the first optical path 13 and the second optical path 23 intersect inside the optical member 30. Further, at least a part of the field of view in the first optical path 13 is different from the field of view in the second optical path 23.
  • first imaging light On the side surface 31 of the first object, light traveling through the first optical path 13 (hereinafter referred to as “first imaging light”), light traveling through the second optical path 23 (hereinafter referred to as “second imaging light”), and light. Is incident.
  • the first imaging light enters the first object side surface 31 from the outside of the optical member 30 and passes through the first object side surface 31.
  • the second imaging light is incident on the side surface 31 of the first object from the inside of the optical member 30, and is totally reflected by the side surface 31 of the first object.
  • the second imaged light and the first imaged light are incident on the side surface 32 of the second object.
  • the second imaging light enters the second object side surface 32 from the outside of the optical member 30 and passes through the second object side surface 32.
  • the first imaged light is incident on the side surface 32 of the second object from the inside of the optical member 30, and is totally reflected by the side surface 32 of the second object.
  • the first imaged light is transmitted and the second imaged light is reflected. Therefore, the reflection of the second imaged light occurs on the side surface 31 of the first object through which the first imaged light is transmitted.
  • the second imaging light is transmitted and the first imaging light is reflected. Therefore, the reflection of the first imaged light occurs on the side surface 32 of the second object through which the second imaged light is transmitted.
  • each of the first object side surface 31 and the second object side surface 32 has a transmission action and a reflection action.
  • Both the first imaging light and the second imaging light are incident on the image side surface 33. Both the first imaging light and the second imaging light pass through the image side surface 33. Therefore, the image side surface 33 has a transmitting action.
  • each of the pair of slopes has a transmission action and a reflection action.
  • the bottom surface has a penetrating effect.
  • the slope through which light is transmitted and the slope through which light is reflected are different.
  • the first imaging light and the second imaging light each pass through different slopes. Subsequently, the first imaging light and the second imaging light are each reflected on a slope different from the transmitted slope. Then, the first imaging light and the second imaging light pass through the bottom surface and are emitted from the optical member 30.
  • the intersection of the first imaging light and the second imaging light occurs once. Further, the reflection of the first imaging light and the reflection of the second imaging light occur once for each light. In the intersection of the first imaging light and the second imaging light, the reflection of the first imaging light, and the reflection of the second imaging light, the first imaging light and the second imaging light pass through a pair of slopes. It occurs between the time when it passes through the bottom surface.
  • the side surface 31 of the first object and the side surface 32 of the second object face each other.
  • the distance between the side surface 31 of the first object and the side surface 32 of the second object becomes narrower as the distance from the side surface 33 of the image increases.
  • the line of intersection IL is formed by the side surface 31 of the first object and the side surface 32 of the second object.
  • the first object side surface 31 and the second object side surface 32 are located on one side of the image side surface 33, and the first rear lens group 12 and the second rear lens group 22 are located on the other side. ing. As will be described later, the first rear lens group 12 and the second rear lens group 22 are arranged on the image side of the image side surface 33. Therefore, the line of intersection IL is located not on the image side of the image side surface 33 but on the object side.
  • the pair of slopes are arranged so that the line of intersection IL is formed on the object side.
  • the first rear lens group 12 is arranged in the first optical path 13, and the second rear lens group 22 is arranged in the second optical path 23. Since the first rear lens group 12 is a rotationally symmetric optical system, it has a rotationally symmetric axis AX1. Since the second rear lens group 22 is a rotationally symmetric optical system, it has a rotationally symmetric axis AX2.
  • the first rear lens group 12 has at least one positive lens. Therefore, in the first rear lens group 12, the positive lens is located on the axis of rotational symmetry AX1.
  • the second rear lens group 22 has at least one positive lens. Therefore, in the second rear lens group 22, the positive lens is located on the axis of rotational symmetry AX2.
  • a pair of aperture diaphragms may be arranged on the image side of the image side surface 33.
  • one aperture stop may be positioned on the rotational symmetry axis AX1 and the other aperture stop may be located on the rotational symmetry axis AX2.
  • the first optical path 13 and the second optical path 23 are parallel to the image side from the image side surface 33, the first rear lens group 12 and the second rear lens group 22 are arranged in parallel. Therefore, the rotational symmetry axis AX1 and the rotational symmetry axis AX2 are parallel.
  • the positive lens is located on the rotation symmetry axis of the rear lens group, and in the pair of rear lens groups, the two rotation symmetry axes are parallel.
  • the first front lens group 11, the first object side surface 31, the second object side surface 32, the image side surface 33, and the first rear lens group 12 are located in the first optical path 13 in order from the object side. doing.
  • the second front lens group 21, the second object side surface 32, the first object side surface 31, the image side surface 33, and the second rear lens group 22 are located in the second optical path 23 in order from the object side. doing.
  • Both the first imaging light and the second imaging light reach the image plane 40.
  • the first optical system 10 forms the first optical image
  • the second optical system 20 forms the second optical image.
  • the first optical path 13 and the second optical path 23 are parallel to each other on the image side of the image side surface 33. Therefore, the first optical image and the second optical image are formed in parallel on the image plane 40.
  • the wide-angle optical system 1 has at least two optical paths.
  • light rays pass through different front lens groups, pass through different slopes, intersect within the optics, reflect on opposite slopes, pass through the bottom surface, and pass through different rear lens groups. It penetrates and reaches the image plane 40.
  • the field of view in the first optical path 13 is the field of view in the first optical system 10.
  • the field of view in the second optical path 23 is the field of view in the second optical system 20.
  • the field of view in the first optical path 13 is different from the field of view in the second optical path 23. Therefore, the field of view in the first optical system 10 is also different from the field of view in the second optical system 20.
  • the first optical image is different from the second optical image because the two optical paths have different fields of view.
  • both the first optical image and the second optical image are mirror images.
  • inversion occurs in the left-right direction.
  • the left-right reversal can be undone by image processing.
  • an image may be generated from an optical image using an image sensor.
  • an image in which the left-right direction is not inverted can be obtained.
  • the field of view in the first optical system 10 and the field of view in the second optical system 20 may partially overlap.
  • image processing (stitching) for stitching images can be performed using the overlapping portions.
  • the wide-angle optical system of the present embodiment has at least two optical paths, and in the two optical paths, two light rays intersect once and two light rays are reflected once. Also, intersection and reflection occur between the time two rays pass through a pair of slopes and the time they pass through the bottom surface. Therefore, the optical system can be miniaturized.
  • the first front lens group 11 has a negative refractive power.
  • the same optical system as the first front lens group 11 is used for the second front lens group 21. Therefore, in the second optical system 20, the second front lens group 21 has a negative refractive power. Therefore, a wide field of view can be obtained in each of the first optical system 10 and the second optical system 20.
  • the first optical system 10 and the second optical system 20 each have two lens groups. Therefore, various aberrations can be satisfactorily corrected.
  • the field of view in the first optical system 10 and the field of view in the second optical system 20 may be completely different or may partially overlap. In either case, a wide field of view can be obtained from the field of view in the first optical system 10 and the field of view in the second optical system 20.
  • the wide-angle optical system of the present embodiment it is possible to obtain a wide field of view in which aberrations are satisfactorily corrected despite its small size. Therefore, the wide-angle optical system of the present embodiment can be used for the optical system of the endoscope.
  • the optical member is shared among a plurality of optical systems. That is, a pair of optical paths are formed in the optical member, and the pair of optical paths intersect in the optical member.
  • the optical system can be miniaturized, so that the wide-angle optical system of the present embodiment can be used as the optical system of the endoscope.
  • FIG. 3 is a diagram showing another example of the optical member.
  • the optical member 50 has a first triangular prism 51, a second triangular prism 52, and a third triangular prism 53.
  • the angle ⁇ is 45 °. Further, the angle formed by the first object side surface 31 and the image side surface 33 is 67.5 °, and the angle formed by the second object side surface 32 and the image side surface 33 is also 67.5 °. In the second triangular prism 52 and the second triangular prism 53, the angle ⁇ is 22.5 °. The predetermined angle is 90 °. Also in this case, the first optical path 13 and the second optical path 23 intersect inside the optical member 50.
  • FIG. 4 is a diagram showing another example of the optical member.
  • the optical member 60 has a first triangular prism 61, a second triangular prism 62, and a third triangular prism 63.
  • the angle ⁇ is 30 °. Further, the angle formed by the first object side surface 31 and the image side surface 33 is 75 °, and the angle formed by the second object side surface 32 and the image side surface 33 is also 75 °. In the second triangular prism 62 and the second triangular prism 63, the angle ⁇ is 45 °.
  • the predetermined angle is 60 °. Also in this case, the first optical path 13 and the second optical path 23 intersect inside the optical member 60.
  • the optical member has a pair of intermediate surfaces, one of the pair of intermediate surfaces reflects a light ray, and the other of the pair of intermediate surfaces is reflected.
  • One ray is reflected on one intermediate surface and one ray is transmitted before the other ray is reflected on the intermediate surface of the optics and the other ray is reflected on the slope through which the other ray is transmitted. It is preferable that the reflection of the other ray occurs on the other intermediate surface before the reflection of the other ray occurs on the slope.
  • FIG. 5 is a diagram showing an optical member of the second example.
  • the optical member 70 has a first object side surface 71, a second object side surface 72, and an image side surface 73.
  • the image side surface 73 is regarded as the bottom surface, slopes are formed on both sides of the bottom surface by the first object side surface 71 and the second object side surface 72.
  • the optical member 70 has at least a pair of slopes and a bottom surface.
  • the optical member 70 further has a pair of intermediate surfaces.
  • the pair of intermediate surfaces has a first intermediate surface 74 and a second intermediate surface 75.
  • the pair of intermediate surfaces are located between the pair of slopes and the bottom surface. In the direction orthogonal to the central axis AXC, the pair of intermediate surfaces are located so as to sandwich the bottom surface.
  • the first object side surface 71 is in contact with one end of the first intermediate surface 74.
  • the image side surface 73 is in contact with the other end of the first intermediate surface 74.
  • the side surface 72 of the second object is in contact with one end of the second intermediate surface 75.
  • the image side surface 73 is in contact with the other end of the second intermediate surface 75.
  • the first imaging light passes through the first object side surface 71 and reaches the first intermediate surface 74. At the first intermediate surface 74, reflection of the first imaged light occurs. The first imaged light reflected by the first intermediate surface 74 reaches the side surface 72 of the second object. Reflection of the first imaged light occurs on the side surface 72 of the second object. The first imaging light reflected by the second object side surface 72 reaches the image side surface 73. The first imaging light passes through the image side surface 73.
  • the second imaging light passes through the second object side surface 72 and reaches the second intermediate surface 75. At the second intermediate surface 75, reflection of the second imaged light occurs. The second imaged light reflected by the second intermediate surface 75 reaches the side surface 71 of the first object. Reflection of the second imaged light occurs on the side surface 71 of the first object. The second imaging light reflected by the first object side surface 71 reaches the image side surface 73. The second imaging light passes through the image side surface 73.
  • the intersection of the first imaging light and the second imaging light occurs once. Further, the reflection of the first imaging light and the reflection of the second imaging light occur twice in each light. In the intersection of the first imaging light and the second imaging light, the reflection of the first imaging light, and the reflection of the second imaging light, the first imaging light and the second imaging light pass through a pair of slopes. It occurs between the time when it passes through the bottom surface.
  • the reflection of the first imaged light occurs in the order of the first intermediate surface 74 and the second object side surface 72. Before the reflection of the first imaged light occurs on the side surface 72 of the second object, the reflection of the first imaged light occurs on the first intermediate surface 74. As described above, the second object side surface 72 is a slope through which the second imaging light is transmitted. Therefore, the reflection of the first imaged light occurs on the first intermediate surface 74 before the reflection of the first imaged light occurs on the slope through which the second imaged light is transmitted.
  • the reflection of the second imaged light occurs in the order of the second intermediate surface 75 and the first object side surface 71.
  • the reflection of the second imaged light occurs on the second intermediate surface 75 before the reflection of the second imaged light occurs on the side surface 71 of the first object.
  • the first object side surface 71 is a slope through which the first imaging light is transmitted. Therefore, the reflection of the second imaged light occurs on the second intermediate surface 75 before the reflection of the second imaged light occurs on the slope through which the first imaged light is transmitted.
  • the intersection of the first imaging light and the second imaging light occurs three times. Further, the reflection of the first imaging light and the reflection of the second imaging light occur twice in each light. In the intersection of the first imaging light and the second imaging light, the reflection of the first imaging light, and the reflection of the second imaging light, the first imaging light and the second imaging light pass through a pair of slopes. It occurs between the time when it passes through the bottom surface.
  • the wide-angle optical system of the present embodiment has at least two optical paths, and in the two optical paths, two light rays intersect three times and two light rays are reflected twice. Also, intersection and reflection occur between the time two rays pass through a pair of slopes and the time they pass through the bottom surface. Therefore, the optical system can be miniaturized.
  • the optical member has a pair of intermediate surfaces, one of the pair of intermediate surfaces reflects a light ray, and the other of the pair of intermediate surfaces is reflected.
  • One ray is reflected on the bottom surface and the other ray is reflected on the other intermediate surface before the other ray is reflected on one intermediate surface and one ray is reflected on one intermediate surface.
  • the reflection of the other ray occurs on the bottom surface.
  • FIG. 6 is a diagram showing an optical member of the second example.
  • the optical member 80 has a first object side surface 81, a second object side surface 82, and an image side surface 83.
  • the image side surface 83 is regarded as the bottom surface, slopes are formed on both sides of the bottom surface by the first object side surface 81 and the second object side surface 82.
  • the optical member 80 has at least a pair of slopes and a bottom surface.
  • the optical member 80 further has a pair of intermediate surfaces.
  • the pair of intermediate surfaces has a first intermediate surface 84 and a second intermediate surface 85.
  • the pair of intermediate surfaces are located on the opposite sides of the pair of slopes from the bottom surface. That is, the pair of intermediate surfaces are located closer to the object than the pair of slopes. In the direction orthogonal to the central axis AXC, the pair of intermediate surfaces are positioned so as to be sandwiched between the pair of slopes.
  • the optical member 80 has a pair of side surfaces formed.
  • the pair of side surfaces has a first side surface 86 and a second side surface 87.
  • the pair of side surfaces are located between the pair of slopes and the bottom surface.
  • the pair of side surfaces are positioned so as to sandwich the bottom surface.
  • the first object side surface 81 is in contact with one end of the first intermediate surface 84.
  • the second intermediate surface 85 is in contact with the other end of the first intermediate surface 84.
  • a second object side surface 82 is in contact with one end of the second intermediate surface 85.
  • the first intermediate surface 84 is in contact with the other end of the second intermediate surface 85.
  • the first imaging light passes through the first object side surface 81 and reaches the image side surface 83. On the image side surface 83, reflection of the first imaging light occurs. The first imaging light reflected by the image side surface 83 reaches the second intermediate surface 85. At the second intermediate surface 85, reflection of the first imaged light occurs. The first imaging light reflected by the second intermediate surface 85 reaches the image side surface 83. The first imaging light passes through the image side surface 83.
  • the second imaging light passes through the second object side surface 82 and reaches the image side surface 83. Reflection of the second imaging light occurs on the image side surface 83. The second imaging light reflected by the image side surface 83 reaches the first intermediate surface 84. At the first intermediate surface 84, reflection of the second imaged light occurs. The second imaging light reflected by the first intermediate surface 84 reaches the image side surface 83. The second imaging light passes through the image side surface 83.
  • the reflection of the first imaged light occurs in the order of the image side surface 83 and the second intermediate surface 85. Before the reflection of the first imaged light occurs on the second intermediate surface 85, the reflection of the first imaged light occurs on the image side surface 83.
  • the reflection of the second imaging light occurs in the order of the image side surface 83 and the first intermediate surface 84. Before the reflection of the second imaged light occurs on the first intermediate surface 84, the reflection of the second imaged light occurs on the image side surface 83.
  • the intersection of the first imaging light and the second imaging light occurs three times. Further, the reflection of the first imaging light and the reflection of the second imaging light occur twice in each light. In the intersection of the first imaging light and the second imaging light, the reflection of the first imaging light, and the reflection of the second imaging light, the first imaging light and the second imaging light pass through a pair of slopes. It occurs between the time when it passes through the bottom surface.
  • the wide-angle optical system of the present embodiment has at least two optical paths, and in the two optical paths, two light rays intersect three times and two light rays are reflected twice. Also, intersection and reflection occur between the time two rays pass through a pair of slopes and the time they pass through the bottom surface. Therefore, the optical system can be miniaturized.
  • the pair of front lens groups, the pair of rear lens groups, and the pair of oblique surfaces are arranged symmetrically with respect to a predetermined surface, and the predetermined surfaces are orthogonal to the bottom surface and , It is preferable that the surface includes intersections.
  • the shape of the upper surface and the shape of the lower surface are equilateral triangles.
  • the first object side surface 31 and the second object side surface 32 can be arranged symmetrically with respect to a predetermined surface SP.
  • the predetermined surface SP is a surface orthogonal to the image side surface 33 and including the line of intersection IL.
  • the first front lens group 11 and the second front lens group 21 may be arranged symmetrically with respect to the predetermined surface SP.
  • the first rear lens group 12 and the second rear lens group 22 may also be arranged symmetrically with respect to the predetermined surface SP.
  • a pair of front lens groups are formed by the first front lens group 11 and the second front lens group 21.
  • a pair of rear lens groups are formed by the first rear lens group 12 and the second rear lens group 22.
  • a pair of slopes is formed by the side surface 31 of the first object and the side surface 32 of the second object.
  • the image side surface 33 is a bottom surface in contact with a pair of slopes. Therefore, the predetermined surface SP is a surface orthogonal to the bottom surface and including the line of intersection.
  • the pair of front lens groups, the pair of rear lens groups, and the pair of slopes are arranged symmetrically with respect to a predetermined surface. Therefore, in the wide-angle optical system of the present embodiment, the optical system can be miniaturized.
  • the central axis AXC is included in the predetermined surface SP.
  • the predetermined plane SP is a plane of symmetry
  • the central axis AXC can be regarded as the axis of symmetry.
  • the angle formed by the first optical path 13 and the second optical path 23 is 120 °. Therefore, both the first optical path 13 and the second optical path 23 form an angle of 60 ° with respect to the central axis AXC.
  • the direction in which the first front lens group 11 is viewed from the predetermined surface SP is the left front
  • the direction in which the second front lens group 21 is viewed from the predetermined surface SP is the right front.
  • the wide-angle optical system 1 light from an object enters the wide-angle optical system 1 from two different directions, that is, from the front right and the front left. Therefore, a wide field of view can be obtained.
  • the front lens group has a negative meniscus lens with a convex surface facing the object side
  • the rear lens group has at least one positive junction lens
  • the junction lens is positive. It is preferable to have a lens and a negative lens.
  • a light ray having a large angle of view can be incident on the wide-angle optical system 1.
  • the angle of view on the slope of the optical member is smaller than the angle of view on the incident surface of the front lens group. It can be said that the angle of view was reduced by the negative meniscus lens.
  • the optical member has a relatively long optical path length. Therefore, the luminous flux passing through the optical member tends to be large. By reducing the angle of view, the effective aperture on the pair of slopes and the effective aperture on the bottom surface can be reduced. As a result, the optical system can be miniaturized. In the wide-angle optical system of the present embodiment, for example, the angle of view of about 180 ° can be reduced to an angle of view of about 30 °.
  • the image used for image processing preferably has less distortion.
  • image distortion can be reduced.
  • the negative meniscus lens with the convex surface facing the object side should be placed closest to the object side. By doing so, the distortion of the image can be further reduced.
  • the wide-angle optical system of this embodiment can be used for the optical system of an endoscope.
  • the surface on the most object side is often a flat surface in consideration of ease of cleaning and impact resistance. Therefore, considering only the ease of cleaning and the impact resistance, it is preferable that the surface on the object side is flat even in the wide-angle optical system of the present embodiment.
  • the endoscope will perform image processing.
  • image processing reducing image distortion is prioritized.
  • the negative meniscus lens with the convex surface facing the object side can be arranged closest to the object side. preferable.
  • the rear lens group has at least one positive junction lens.
  • the junction lens has a positive lens and a negative lens. Therefore, chromatic aberration can be satisfactorily corrected.
  • the rear lens group includes a positive lens and one positive junction lens.
  • the wide-angle optical system it is possible to suppress the occurrence of axial chromatic aberration and the occurrence of chromatic aberration of magnification.
  • the occurrence of axial chromatic aberration and the occurrence of chromatic aberration of magnification cause a decrease in resolving power.
  • the wide-angle optical system of the present embodiment it is possible to secure a wide angle of view and suppress a decrease in resolving power.
  • Another positive junction lens may be used.
  • two positive junction lenses it is possible to suppress the occurrence of axial chromatic aberration and the occurrence of chromatic aberration of magnification. As a result, axial chromatic aberration and chromatic aberration of magnification can be effectively corrected.
  • the wide-angle optical system of the present embodiment preferably satisfies the following conditional expression (1).
  • D5 is the distance when a predetermined distance is converted into air
  • L is the total length of the wide-angle optical system
  • the predetermined distance is the distance from the most image-side lens surface of the front lens group to the most object-side lens surface of the rear lens group.
  • the total length is the distance from the optical plane located closest to the object to the image plane, Is.
  • the conditional expression (1) is a conditional expression for securing a space for arranging the optical members.
  • the distance between the front lens group and the rear lens group becomes too narrow. In this case, it becomes difficult to secure a sufficient space for arranging the optical members. Therefore, it becomes difficult to secure a wide field of view.
  • the image plane on which the pair of optical images are formed is preferably a single plane.
  • An image sensor can be arranged on the image plane.
  • two optical images are formed on the image plane.
  • the two optical images can be captured by the image sensor.
  • two image sensors can be used for imaging. If the image plane is a single plane, two image sensors can be easily arranged.
  • One image sensor can be used for imaging. In this case as well, if the image plane is a single plane, the image sensor can be arranged more easily.
  • the rear lens group has a lens that moves along the axis of rotational symmetry.
  • the smaller the F number the higher the resolution and the narrower the depth of field.
  • an in-focus optical image is formed.
  • an in-focus optical image is not formed.
  • the wide-angle optical system of this embodiment has a lens that moves along an axis of rotational symmetry. This lens functions as a focus lens. Therefore, even if the distance to the object changes, it is possible to form an optical image in focus.
  • the lens of the rear lens group is moved. Since the pair of rear lens groups are arranged in parallel, the movement mechanism can be simplified.
  • the wide-angle optical system of the present embodiment preferably satisfies the following conditional expression (2). 2mm ⁇ HB ⁇ 10mm (2) here, HB is the lateral length at the bottom, The lateral direction is the direction orthogonal to the two axes of rotational symmetry. Is.
  • Conditional expression (2) is a conditional expression regarding the size of the optical system.
  • conditional expression (2) If it falls below the lower limit of the conditional expression (2), it becomes difficult to secure a sufficiently large luminous flux diameter. In particular, since the luminous flux diameter is small around the visual field, the F number around the visual field is large. In this case, both brightness and resolving power decrease around the field of view. If it exceeds the upper limit of the conditional expression (2), the optical system becomes large.
  • the wide-angle optical system of the present embodiment preferably satisfies the following conditional expression (3).
  • HB is the lateral length at the bottom
  • VB is the vertical length at the bottom
  • the lateral direction is the direction orthogonal to the two axes of rotational symmetry.
  • the vertical direction is the direction orthogonal to the horizontal direction, Is.
  • Conditional expression (3) is a conditional expression regarding the size of the optical system.
  • the optical member becomes large in the vertical direction. If the upper limit of the conditional expression (2) is exceeded, the optical member becomes large in the lateral direction.
  • the wide-angle optical system of the present embodiment preferably satisfies the following conditional expression (4). 1 ⁇ HB / D ⁇ 3 (4) here, HB is the lateral length at the bottom, D is the distance between the two axes of rotational symmetry, The lateral direction is the direction orthogonal to the two axes of rotational symmetry. Is.
  • the slope of the optical member is used as an optical surface.
  • the conditional expression (4) is a conditional expression relating to the effective use of the slope, that is, the effective use of the optical surface.
  • the size of the optical member can be reduced.
  • the position of the light beam incident on the slope is too close to the intersection IL (see FIG. 1). In this case, it becomes difficult to obtain a wide angle of view, or flare is likely to occur.
  • the front lens group preferably has at least two negative meniscus lenses.
  • the negative refractive power of the front lens group can be shared by at least two negative meniscus lenses. Therefore, even if the negative refractive power of the front lens group is increased, the occurrence of various aberrations can be suppressed.
  • the optical member can be made smaller.
  • a pair of rear lens groups are arranged on the image side of the optical member. If the optical member can be made smaller, the distance between the two axes of rotational symmetry can be made narrower. As a result, the optical system can be made smaller.
  • a common lens group having at least one junction lens is arranged on the image side of the rear lens group, and the axis of rotational symmetry of the common lens group is in a plane including two axes of rotational symmetry. It is preferable that the lens is located at an equal distance from each of the two axes of rotational symmetry.
  • the common lens group By arranging the common lens group on the image side of the rear lens group, various aberrations can be corrected satisfactorily. Further, by arranging at least one junction lens in the common lens group, chromatic aberration can be satisfactorily corrected.
  • the central axis AXC shown in FIG. 1 is the axis of rotational symmetry of the common lens group.
  • the central axis AXC is referred to as a rotational symmetry axis AXC.
  • the rotational symmetry axis AXC is located in a plane including the rotational symmetry axis AX1 and the rotational symmetry axis AX2.
  • the rotational symmetry axis AX1 and the rotational symmetry axis AX2 are the rotational symmetry axis of the first rear lens group 12 and the rotational symmetry axis of the second rear lens group 22, respectively. Therefore, the rotational symmetry axis of the common lens group is located in the plane including the rotational symmetry axis of the pair of rear lens groups.
  • the distance between the rotation symmetry axis AXC and the rotation symmetry axis AX1 is equal to the distance between the rotation symmetry axis AXC and the rotation symmetry axis AX2. Therefore, the rotational symmetry axes of the common lens group are located at equal distances from each of the rotational symmetry axes of the pair of rear lens groups.
  • the rotational symmetry axis AX1 and the rotational symmetry axis AX2 are parallel.
  • the rotational symmetry axis AX1 and the rotational symmetry axis AX2 are non-parallel. This is because the rotational symmetry axis AX1 and the rotational symmetry axis AX2 are bent toward the rotational symmetry axis AXC due to the refraction action in the common lens group.
  • the interval D is the interval between the rotational symmetry axis AX1 and the rotational symmetry axis AX2.
  • the distance D on the image side of the common lens group is narrower than the distance D on the object side of the common lens group. Therefore, the distance between the two optical images can be narrowed when the common lens group is arranged as compared with the case where the common lens group is not arranged. As a result, the image sensor can be made smaller.
  • At least one junction lens is used for the common lens group.
  • a positive junction lens By using a positive junction lens, it is possible to suppress the occurrence of chromatic aberration and coma.
  • the wide-angle optical system of the present embodiment preferably satisfies the following conditional expression (5). 40 ° ⁇ ⁇ 70 ° (5) here, ⁇ is the angle between the pair of slopes, Is.
  • the optical path length in the optical member becomes too long. In this case, the aberration correction in the front lens group and the aberration correction in the rear lens group cannot be sufficiently performed. As a result, high resolution cannot be obtained.
  • the optical member becomes large.
  • the shape of the optical member is preferably a regular quadrangular pyramid.
  • the shape of the optical member By making the shape of the optical member a regular square pyramid, four optical paths can be formed.
  • the field of view can be further widened as compared with the case where the shape of the optical member is a triangular prism.
  • the image pickup device of the present embodiment is characterized by having the above-mentioned wide-angle optical system and an image pickup device.
  • the image pickup apparatus of the present embodiment it is possible to acquire an image having a wide field of view in which aberrations are well corrected.
  • the imaging device of the present embodiment has an insertion portion and a grip portion, and the above-mentioned imaging device may be arranged in the insertion portion.
  • the imaging device of this embodiment is, for example, an endoscope.
  • the endoscope has an insertion portion and a grip portion.
  • Rigid endoscopes have a rigid, tubular insert.
  • Flexible endoscopes have a soft, tubular insertion site.
  • an operation portion is provided on the grip portion. By the operation on the operation unit, for example, the direction of the tip of the insertion unit can be changed.
  • the imaging device of this embodiment is arranged at the tip of the insertion portion.
  • the wide-angle optical system of the present embodiment is arranged in the image pickup apparatus. Therefore, even though it is a small endoscope, it is possible to observe a wide field of view in which aberrations are well corrected. Further, by capturing an optical image with an image sensor, it is possible to acquire an image having a wide field of view in which aberrations are well corrected.
  • the imaging system of the present embodiment is characterized by including the above-mentioned imaging device, a processing device, and a display device.
  • the imaging system of this embodiment is, for example, an endoscopic system.
  • the endoscope system includes an endoscope, a processing device, and a display device.
  • the wide-angle optical system and the image sensor of the present embodiment in the insertion portion of the endoscope, it is possible to acquire an image having a wide field of view in which aberrations are well corrected.
  • the acquired image can be displayed on the display device as it is. Further, various image processing may be performed by the processing device, and the processed image may be displayed on the display device.
  • the image pickup device acquires two images having parallax, and the processing device generates an image for stereoscopic viewing from the two images.
  • the shape of the optical member is a triangular prism
  • two optical images are formed in the wide-angle optical system of this embodiment.
  • a predetermined angle can be reduced. Therefore, by capturing two optical images with the image sensor, it is possible to acquire two images having parallax.
  • An image for stereoscopic viewing can be generated from two images.
  • An image for stereoscopic viewing may be generated by a processing device.
  • the imaging system of the present embodiment can perform stereoscopic viewing of an object.
  • the shape of the optical member can be a quadrangular pyramid.
  • two pairs of optical images are formed. A first image is generated from one set of optical images and a second image is generated from the other set of optical images.
  • Both the first image and the second image are images for stereoscopic viewing.
  • the parallax direction in the first image and the parallax direction in the second image are orthogonal to each other. Therefore, by using the first image and the second image, stereoscopic vision can be performed more easily.
  • the wide-angle optical system of each embodiment includes a first optical system and a second optical system.
  • the first optical system includes a first front lens group and a first rear lens group.
  • the second optical system includes a second front lens group and a second rear lens group.
  • the same optical system as the first front lens group is used for the second front lens group.
  • the same optical system as the first rear lens group is used for the second rear lens group. Therefore, the description of the second front lens group and the description of the second rear lens group will be omitted.
  • Example 13 has a third optical system and a fourth optical system.
  • the third optical system includes a third front lens group and a third rear lens group.
  • the fourth optical system includes a fourth front lens group and a fourth rear lens group.
  • the same optical system as the first front lens group is used for the third front lens group and the fourth front lens group.
  • the same optical system as the first rear lens group is used for the third rear lens group and the fourth rear lens group. Therefore, the description of the third front lens group, the description of the third rear lens group, the description of the fourth front lens group, and the description of the fourth rear lens group will be omitted.
  • (a) shows spherical aberration
  • (b) shows astigmatism
  • (c) shows distortion.
  • the aberration in the X direction and the aberration in the Y direction are lateral aberrations.
  • Astigmatism and distortion are shown in Examples 8, 9 and 10 as aberrations in the d-line, and in Examples 14 and 15 as in the e-line.
  • 7 and 8 are cross-sectional views of the lens of the wide-angle optical system of the first embodiment.
  • the wide-angle optical system of Example 1 has a first optical system OBJ1, a second optical system OBJ2, an optical member P, a common lens group CG, and a cover glass C.
  • the first optical system OBJ1 has a first front lens group FG1 and a first rear lens group RG1.
  • the second optical system OBJ2 has a second front lens group FG2 and a second rear lens group RG2.
  • the first front lens group FG1 has a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the object side.
  • the first rear lens group RG1 includes a biconcave negative lens L3, a biconvex positive lens L4, a negative meniscus lens L5 with a convex surface facing the object side, and a biconvex positive lens L6.
  • the biconcave negative lens L3 and the biconvex positive lens L4 are joined.
  • the negative meniscus lens L5 and the biconvex positive lens L6 are joined.
  • the common lens group CG includes a positive meniscus lens L7 having a convex surface facing the object side, a negative meniscus lens L8 having a convex surface facing the object side, and a positive meniscus lens L9 having a convex surface facing the object side.
  • the positive meniscus lens L7 and the negative meniscus lens L8 are joined.
  • the optical member P is arranged between the first front lens group FG1 and the first rear lens group RG1.
  • the optical member 30 shown in FIG. 2B is used as the optical member P.
  • the aperture diaphragm S is arranged inside the first rear lens group RG1. More specifically, the aperture stop S is arranged between the biconvex positive lens L4 and the negative meniscus lens L5.
  • the cover glass C is arranged on the image side of the common lens group CG. That is, the cover glass C is arranged between the positive meniscus lens L9 and the image plane I.
  • the wide-angle optical system of the second embodiment has a first optical system OBJ1, a second optical system OBJ2, an optical member P, and a cover glass C.
  • the first optical system OBJ1 has a first front lens group FG1 and a first rear lens group RG1.
  • the second optical system OBJ2 has a second front lens group FG2 and a second rear lens group RG2.
  • the first front lens group FG1 has a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the object side.
  • the first rear lens group RG1 includes a negative meniscus lens L3 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L4, a negative meniscus lens L5 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L6, and an object. It has a negative meniscus lens L7 with a convex surface directed to the side and a biconvex positive lens L8.
  • the negative meniscus lens L3 and the biconvex positive lens L4 are joined.
  • the negative meniscus lens L5 and the biconvex positive lens L6 are joined.
  • the negative meniscus lens L7 and the biconvex positive lens L8 are joined.
  • the optical member P is arranged between the first front lens group FG1 and the first rear lens group RG1.
  • the optical member 30 shown in FIG. 2B is used as the optical member P.
  • the aperture diaphragm S is arranged inside the first rear lens group RG1. More specifically, the aperture stop S is arranged between the biconvex positive lens L4 and the negative meniscus lens L5.
  • the cover glass C is arranged on the image side of the first rear lens group RG1. That is, the cover glass C is arranged between the biconvex positive lens L8 and the image plane I.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of the lens of the wide-angle optical system of the third embodiment.
  • the wide-angle optical system of Example 3 has a first optical system, a second optical system, an optical member P, and a cover glass C.
  • the first optical system includes a first front lens group and a first rear lens group.
  • the second optical system includes a second front lens group and a second rear lens group.
  • the first front lens group includes a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a biconcave negative lens L2.
  • the first rear lens group includes a negative meniscus lens L3 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L4, a negative meniscus lens L5 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L6, and biconvex. It has a positive lens L7, a biconcave negative lens L8, and a biconvex positive lens L9.
  • the negative meniscus lens L3 and the biconvex positive lens L4 are joined.
  • the negative meniscus lens L5 and the biconvex positive lens L6 are joined.
  • the biconvex positive lens L7 and the biconcave negative lens L8 are joined.
  • the optical member P is arranged between the first front lens group and the first rear lens group.
  • the optical member 50 shown in FIG. 3 is used as the optical member P.
  • the aperture diaphragm S is arranged inside the first rear lens group. More specifically, the aperture stop S is arranged between the biconvex positive lens L4 and the negative meniscus lens L5.
  • the cover glass C is arranged on the image side of the first rear lens group. That is, the cover glass C is arranged between the biconvex positive lens L9 and the image plane I.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the lens of the wide-angle optical system of the fourth embodiment.
  • the wide-angle optical system of Example 4 has a first optical system, a second optical system, an optical member P, and a cover glass C.
  • the first optical system includes a first front lens group and a first rear lens group.
  • the second optical system includes a second front lens group and a second rear lens group.
  • the first front lens group has a negative meniscus lens L1 with a convex surface facing the object side.
  • the first rear lens group includes a positive meniscus lens L2 with a convex surface facing the image side, a biconvex positive lens L3, a negative meniscus lens L4 with a convex surface facing the image side, a biconvex positive lens L5, and a flat concave lens. It has a negative lens L6.
  • the biconvex positive lens L3 and the negative meniscus lens L4 are joined.
  • the biconvex positive lens L5 and the plano-concave negative lens L6 are joined.
  • the optical member P is arranged between the first front lens group and the first rear lens group.
  • the optical member 30 shown in FIG. 2B is used as the optical member P.
  • the aperture diaphragm S is arranged inside the first rear lens group. More specifically, the aperture stop S is arranged between the positive meniscus lens L2 and the biconvex positive lens L3.
  • the cover glass C is arranged on the image side of the first rear lens group. That is, the cover glass C is arranged between the planing negative lens L6 and the image plane I.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the lens of the wide-angle optical system of Example 5.
  • the wide-angle optical system of Example 5 has a first optical system, a second optical system, an optical member P, and a cover glass C.
  • the first optical system includes a first front lens group and a first rear lens group.
  • the second optical system includes a second front lens group and a second rear lens group.
  • the first front lens group includes a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a biconcave negative lens L2.
  • the first rear lens group includes a negative meniscus lens L3 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L4, a negative meniscus lens L5 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L6, and an object side. It has a negative meniscus lens L7 with a convex surface directed to the surface and a biconvex positive lens L8.
  • the negative meniscus lens L3 and the biconvex positive lens L4 are joined.
  • the negative meniscus lens L5 and the biconvex positive lens L6 are joined.
  • the negative meniscus lens L7 and the biconvex positive lens L8 are joined.
  • the optical member P is arranged between the first front lens group and the first rear lens group.
  • the optical member 60 shown in FIG. 4 is used as the optical member P.
  • the aperture diaphragm S is arranged inside the first rear lens group. More specifically, the aperture stop S is arranged between the biconvex positive lens L4 and the negative meniscus lens L5.
  • the cover glass C is arranged on the image side of the first rear lens group. That is, the cover glass C is arranged between the biconvex positive lens L8 and the image plane I.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the lens of the wide-angle optical system of the sixth embodiment.
  • the wide-angle optical system of Example 6 has a first optical system, a second optical system, an optical member P1, a prism P2, and a cover glass C.
  • the first optical system includes a first front lens group and a first rear lens group.
  • the second optical system includes a second front lens group and a second rear lens group.
  • the first front lens group includes a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the object side.
  • the first rear lens group includes a negative meniscus lens L3 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L4, a positive meniscus lens L5 with a convex surface facing the image side, and a positive meniscus lens L5 with a convex surface facing the image side. It has a lens L6, a negative meniscus lens L7 with a convex surface facing the object side, and a biconvex positive lens L8.
  • the negative meniscus lens L3 and the biconvex positive lens L4 are joined.
  • the positive meniscus lens L5 and the positive meniscus lens L6 are joined.
  • the negative meniscus lens L7 and the biconvex positive lens L8 are joined.
  • the optical member P1 is arranged between the first front lens group and the first rear lens group.
  • the optical member 30 shown in FIG. 2B is used as the optical member P1.
  • the aperture diaphragm S is arranged inside the first rear lens group. More specifically, the aperture stop S is arranged between the biconvex positive lens L4 and the negative meniscus lens L5.
  • Prism P2 is a triangular prism.
  • the prism P2 is arranged on the image side of the first rear lens group. That is, the prism P2 is arranged between the biconvex positive lens L8 and the cover glass C.
  • the cover glass C is arranged on the image side of the first rear lens group. That is, the cover glass C is arranged between the prism P2 and the image plane I.
  • An image sensor is arranged on the image plane I.
  • the prism P2 is arranged on the image side of the rear lens group. The optical path can be bent 90 ° by the prism P2. Therefore, a large image sensor can be easily arranged.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of the lens of the wide-angle optical system of Example 7.
  • the wide-angle optical system of Example 7 has a first optical system, a second optical system, an optical member P, and a cover glass C.
  • the first optical system includes a first front lens group and a first rear lens group.
  • the second optical system includes a second front lens group and a second rear lens group.
  • the first front lens group includes a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the object side.
  • the first rear lens group includes a negative meniscus lens L3 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L4, a negative meniscus lens L5 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L6, and an object side. It has a negative meniscus lens L7 having a convex surface facing the object and a positive meniscus lens L8 having a convex surface facing the object side.
  • the negative meniscus lens L3 and the biconvex positive lens L4 are joined.
  • the negative meniscus lens L5 and the biconvex positive lens L6 are joined.
  • the negative meniscus lens L7 and the positive meniscus lens L8 are joined.
  • the optical member P is arranged between the first front lens group and the first rear lens group.
  • the optical member 30 shown in FIG. 2B is used as the optical member P.
  • the aperture diaphragm S is arranged inside the first rear lens group. More specifically, the aperture stop S is arranged between the biconvex positive lens L4 and the negative meniscus lens L5.
  • the cover glass C is arranged on the image side of the first rear lens group. That is, the cover glass C is arranged between the positive meniscus lens L8 and the image plane I.
  • the side surface of the object of the negative meniscus lens L1 is a surface having a large radius of curvature.
  • the wide-angle optical system of Example 7 is used for the optical system of the endoscope, the amount of protrusion of the lens from the tip of the endoscope can be reduced. Therefore, the side surface of the object of the negative meniscus lens L1 is less likely to be scratched.
  • FIG. 16 and 17 are cross-sectional views of the lens of the wide-angle optical system of the eighth embodiment.
  • FIG. 17A is a cross-sectional view of the lens at a far point
  • FIG. 17B is a cross-sectional view of the lens at a near point.
  • 27, 28, 29, and 30 are aberration diagrams of the wide-angle optical system of Example 8.
  • 27 and 28 are aberration diagrams at a distant point.
  • 29 and 30 are aberration diagrams at near points.
  • the wide-angle optical system of Example 8 has a first optical system OBJ1, a second optical system OBJ2, an optical member P, and a cover glass C.
  • the first optical system OBJ1 has a first front lens group FG1 and a first rear lens group RG1.
  • the second optical system OBJ2 has a second front lens group FG2 and a second rear lens group RG2.
  • the first front lens group FG1 has a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the object side.
  • the first rear lens group RG1 includes a negative meniscus lens L3 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L4, a negative meniscus lens L5 with a convex surface facing the object side, and a biconvex positive lens L6. It has a concave lens L7 and a biconvex positive lens L8.
  • the negative meniscus lens L3 and the biconvex positive lens L4 are joined.
  • the negative meniscus lens L5 and the biconvex positive lens L6 are joined.
  • the biconcave negative lens L7 and the biconvex positive lens L8 are joined.
  • the optical member P is arranged between the first front lens group FG1 and the first rear lens group RG1.
  • the optical member 30 shown in FIG. 2B is used as the optical member P.
  • the aperture diaphragm S is arranged inside the first rear lens group RG1. More specifically, the aperture stop S is arranged between the biconvex positive lens L4 and the negative meniscus lens L5.
  • the cover glass C is arranged on the image side of the first rear lens group RG1. That is, the cover glass C is arranged between the biconvex positive lens L8 and the image plane I.
  • the negative meniscus lens L3 and the biconvex positive lens L4 move along the axis to be rotated. More specifically, when focusing from a far point to a near point, the negative meniscus lens L3 and the biconvex positive lens L4 move to the image side.
  • FIG. 19A is a cross-sectional view of the lens at a far point
  • FIG. 19B is a cross-sectional view of the lens at a near point.
  • FIG. 32, FIG. 33, and FIG. 34 are aberration diagrams of the wide-angle optical system of the ninth embodiment.
  • 31 and 32 are aberration diagrams at a distant point.
  • 33 and 34 are aberration diagrams at near points.
  • the wide-angle optical system of Example 9 has a first optical system OBJ1, a second optical system OBJ2, an optical member P, and a cover glass C.
  • the first optical system OBJ1 has a first front lens group FG1 and a first rear lens group RG1.
  • the second optical system OBJ2 has a second front lens group FG2 and a second rear lens group RG2.
  • the first front lens group FG1 has a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the object side.
  • the first rear lens group RG1 includes a biconvex positive lens L3, a negative meniscus lens L4 with a convex surface facing the image side, a negative meniscus lens L5 with a convex surface facing the object side, and a biconvex positive lens L6. It has a concave lens L7 and a positive meniscus lens L8 with a convex surface facing the image side.
  • the biconvex positive lens L3 and the negative meniscus lens L4 are joined.
  • the negative meniscus lens L5 and the biconvex positive lens L6 are joined.
  • the optical member P is arranged between the first front lens group FG1 and the first rear lens group RG1.
  • the optical member 30 shown in FIG. 2B is used as the optical member P.
  • the aperture diaphragm S is arranged inside the first rear lens group RG1. More specifically, the aperture stop S is arranged between the negative meniscus lens L4 and the negative meniscus lens L5.
  • the cover glass C is arranged on the image side of the first rear lens group RG1. That is, the cover glass C is arranged between the positive meniscus lens L8 and the image plane I.
  • the positive meniscus lens L8 moves along the axis of rotational symmetry. More specifically, the positive meniscus lens L8 moves toward the object when focusing from the far point to the near point.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of the lens of the wide-angle optical system of Example 10.
  • FIG. 20A is a cross-sectional view of the lens at a far point
  • FIG. 20B is a cross-sectional view of the lens at a near point.
  • 35, 36, 37, and 38 are aberration diagrams of the wide-angle optical system of the tenth embodiment.
  • 35 and 36 are aberration diagrams at a distant point.
  • 37 and 38 are aberration diagrams at near points.
  • the wide-angle optical system of Example 10 is the same as the optical system of Example 1, detailed description thereof will be omitted.
  • the positive meniscus lens L9 moves along the axis of rotational symmetry at the time of focusing. More specifically, the positive meniscus lens L9 moves toward the object when focusing from the far point to the near point.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view of the lens of the wide-angle optical system of the eleventh embodiment.
  • the wide-angle optical system of the eleventh embodiment has a first optical system, a second optical system, an optical member P, and a cover glass C.
  • the first optical system includes a first front lens group and a first rear lens group.
  • the second optical system includes a second front lens group and a second rear lens group.
  • the first front lens group includes a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a biconcave negative lens L2.
  • the first rear lens group includes a negative meniscus lens L3 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L4, a negative meniscus lens L5 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L6, and an image side. It has a positive meniscus lens L7 having a convex surface facing the image side, a negative meniscus lens L8 having a convex surface facing the image side, and a positive meniscus lens L9 having a convex surface facing the image side.
  • the negative meniscus lens L3 and the biconvex positive lens L4 are joined.
  • the negative meniscus lens L5 and the biconvex positive lens L6 are joined.
  • the positive meniscus lens L7 and the negative meniscus lens L8 are joined.
  • the optical member P is arranged between the first front lens group and the first rear lens group.
  • the optical member 50 shown in FIG. 3 is used as the optical member P.
  • the aperture diaphragm S is arranged inside the first rear lens group. More specifically, the aperture stop S is arranged between the biconvex positive lens L4 and the negative meniscus lens L5.
  • the cover glass C is arranged on the image side of the first rear lens group. That is, the cover glass C is arranged between the positive meniscus lens L9 and the image plane I.
  • the negative meniscus lens L1 is used for both the first front lens group and the second front lens group.
  • the object side surface of the negative meniscus lens L1 of the first front lens group and the object side surface of the negative meniscus lens L1 of the second front lens group are formed into one spherical surface.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of the lens of the wide-angle optical system of Example 12.
  • the wide-angle optical system of Example 12 has a first optical system, a second optical system, an optical member P, and a cover glass C.
  • the first optical system includes a first front lens group and a first rear lens group.
  • the second optical system includes a second front lens group and a second rear lens group.
  • the first front lens group includes a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a biconcave negative lens L2.
  • the first rear lens group includes a negative meniscus lens L3 with a convex surface facing the object side, a positive meniscus lens L4 with a convex surface facing the object side, a negative meniscus lens L5 with a convex surface facing the object side, and both convex positive lenses. It has a lens L6, a biconvex positive lens L7, and a biconcave negative lens L8.
  • the negative meniscus lens L3 and the positive meniscus lens L4 are joined.
  • the negative meniscus lens L5 and the biconvex positive lens L6 are joined.
  • the biconvex positive lens L7 and the biconcave negative lens L8 are joined.
  • the optical member P is arranged between the first front lens group and the first rear lens group.
  • the optical member 50 shown in FIG. 3 is used as the optical member P.
  • the aperture diaphragm S is arranged inside the first rear lens group. More specifically, the aperture stop S is arranged between the positive meniscus lens L4 and the negative meniscus lens L5.
  • the cover glass C is arranged on the image side of the first rear lens group. That is, the cover glass C is arranged between the biconcave negative lens L8 and the image plane I.
  • the axis of rotational symmetry of the front lens group and the axis of rotational symmetry of the rear lens group are optically coaxial.
  • the two axes of rotational symmetry that are coaxial are optically shifted. As a result, the distance between the two optical images can be narrowed. As a result, the imaging surface of the image sensor can be used efficiently.
  • the rotational symmetry axis of the front lens group is 0.4 mm closer to the rotational symmetry axis of the rear lens group on the image plane.
  • FIG. 23 is a schematic view of the wide-angle optical system of the thirteenth embodiment.
  • FIG. 23 (a) is a perspective view
  • FIG. 23 (b) is a diagram showing a prism.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view of the lens.
  • the wide-angle optical system of Example 13 includes a first optical system OBJ1, a second optical system OBJ2, a third optical system OBJ3, a fourth optical system OBJ4, an optical member P, and a cover glass C.
  • the first optical system OBJ1 has a first front lens group FG1 and a first rear lens group RG1.
  • the second optical system OBJ2 has a second front lens group FG2 and a second rear lens group RG2.
  • the third optical system OBJ3 has a third front lens group FG3 and a third rear lens group RG.
  • the fourth optical system OBJ4 has a fourth front lens group FG4 and a fourth rear lens group RG4.
  • the first front lens group includes a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a negative meniscus lens L2 having a convex surface facing the object side.
  • the first rear lens group includes a negative meniscus lens L3 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L4, a negative meniscus lens L5 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L6, and both concaves. It has a negative lens L7 and a biconvex positive lens L8.
  • the negative meniscus lens L3 and the biconvex positive lens L4 are joined.
  • the negative meniscus lens L5 and the biconvex positive lens L6 are joined.
  • the biconcave negative lens L7 and the biconvex positive lens L8 are joined.
  • the optical member P is arranged between the first front lens group and the first rear lens group.
  • the shape of the optical member P is a regular quadrangular pyramid as shown in FIG. 21 (b).
  • the optical member P has a slope PS1, a slope PS2, a slope PS3, and a slope PS4.
  • a pair of slopes is formed by the slope PS1 and the slope PS2.
  • a pair of slopes is formed by the slope PS3 and the slope PS4.
  • the four slopes are in contact with the bottom surface PSB.
  • the aperture diaphragm S is arranged on the object side of the first rear lens group. More specifically, the aperture stop S is arranged between the optical member P and the negative meniscus lens L3.
  • the cover glass C is arranged on the image side of the first rear lens group. That is, the cover glass C is arranged between the biconvex positive lens L8 and the image plane I.
  • a regular square pyramid prism having an angle formed by a slope of 60 ° is used for the optical member P. Therefore, in the wide-angle optical system of Example 13, a front lens group and a rear lens group are arranged in each of the four optical paths.
  • the wide-angle optical system of Example 13 includes two pairs of optical systems. That is, the 13th wide-angle optical system has two pairs of front lens groups, two pairs of rear lens groups, and two pairs of slopes.
  • the first optical system OBJ1 and the second optical system OBJ2 form a pair.
  • the third optical system OBJ3 and the fourth optical system OBJ4 form a pair.
  • the first front lens group FG1 and the second front lens group FG2 form a pair.
  • the third front lens group FG3 and the fourth front lens group FG4 form a pair.
  • the first rear lens group RG1 and the second rear lens group RG2 form a pair.
  • the third rear lens group RG3 and the fourth rear lens group RG4 form a pair.
  • the slope PS1 and the slope PS2 form a pair.
  • the slope PS3 and the slope PS4 form a pair.
  • Example 13 Since the wide-angle optical system of Example 13 includes two pairs of optical systems, it has two pairs of optical paths, that is, four optical paths.
  • the number of pairs of optical systems is not limited to two.
  • the wide-angle optical system may include, for example, three pairs of optical systems. In this case, the wide-angle optical system has three pairs of optical paths, that is, six optical paths.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view of the lens of the wide-angle optical system of Example 14.
  • FIG. 39 is an aberration diagram of the wide-angle optical system of Example 14.
  • the wide-angle optical system of Example 14 has a first optical system, a second optical system, an optical member P, and a cover glass C.
  • the first optical system includes a first front lens group and a first rear lens group.
  • the second optical system includes a second front lens group and a second rear lens group.
  • the first front lens group includes a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a biconcave negative lens L2.
  • the first rear lens group includes a negative meniscus lens L3 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L4, a negative meniscus lens L5 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L6, and both concaves. It has a negative lens L7 and a biconvex positive lens L8.
  • the negative meniscus lens L3 and the biconvex positive lens L4 are joined.
  • the negative meniscus lens L5 and the biconvex positive lens L6 are joined.
  • the biconcave negative lens L7 and the biconvex positive lens L8 are joined.
  • the optical member P is arranged between the first front lens group and the first rear lens group.
  • As the optical member P an optical member having a pair of slopes, a pair of side surfaces, and a bottom surface is used.
  • the aperture diaphragm S is arranged inside the first rear lens group. More specifically, the aperture stop S is arranged between the biconvex positive lens L4 and the negative meniscus lens L5.
  • the cover glass C is arranged on the image side of the first rear lens group. That is, the cover glass C is arranged between the biconvex positive lens L8 and the image plane I.
  • a pair of slopes face the front lens group.
  • a pair of intermediate surfaces are located on the image side of the pair of slopes. The pair of intermediate surfaces are in contact with the bottom surface.
  • the light emitted from the front lens group is incident on a pair of slopes.
  • Light incident on the pair of slopes passes through the pair of slopes and reaches the pair of intermediate surfaces.
  • the pair of intermediate surfaces have a reflective effect.
  • Light that reaches the pair of intermediate surfaces is reflected toward the pair of slopes.
  • the light that reaches the pair of slopes is reflected by the pair of slopes and then heads toward the bottom surface.
  • the light that reaches the bottom surface is transmitted through the bottom surface.
  • the light transmitted through the bottom surface is incident on the rear lens group.
  • the light beam emitted from the center of the field of view and passing through the center of the aperture stop is the central main light ray.
  • the inclination of the side surface with respect to the central main ray is 43 °
  • the inclination of the slope with respect to the central main ray is 29 °.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of the lens of the wide-angle optical system of Example 15.
  • FIG. 40 is an aberration diagram of the wide-angle optical system of Example 15.
  • the wide-angle optical system of Example 15 has a first optical system, a second optical system, an optical member P, and a cover glass C.
  • the first optical system includes a first front lens group and a first rear lens group.
  • the second optical system includes a second front lens group and a second rear lens group.
  • the first front lens group includes a negative meniscus lens L1 having a convex surface facing the object side and a biconcave negative lens L2.
  • the first rear lens group includes a negative meniscus lens L3 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L4, a negative meniscus lens L5 with a convex surface facing the object side, a biconvex positive lens L6, and both concaves. It has a negative lens L7 and a biconvex positive lens L8.
  • the negative meniscus lens L3 and the biconvex positive lens L4 are joined.
  • the negative meniscus lens L5 and the biconvex positive lens L6 are joined.
  • the biconcave negative lens L7 and the biconvex positive lens L8 are joined.
  • the optical member P is arranged between the first front lens group and the first rear lens group.
  • As the optical member P an optical member having a pair of slopes, a pair of side surfaces, and a bottom surface is used.
  • the aperture diaphragm S is arranged inside the first rear lens group. More specifically, the aperture stop S is arranged between the biconvex positive lens L4 and the negative meniscus lens L5.
  • the cover glass C is arranged on the image side of the first rear lens group. That is, the cover glass C is arranged between the biconvex positive lens L8 and the image plane I.
  • a pair of slopes face the front lens group.
  • a pair of intermediate surfaces are located closer to the object than the pair of slopes.
  • the pair of intermediate surfaces are in contact with the pair of side surfaces.
  • the pair of side surfaces are in contact with the bottom surface.
  • the light emitted from the front lens group is incident on a pair of slopes.
  • Light incident on the pair of slopes passes through the pair of slopes and reaches the bottom surface.
  • the bottom surface has a reflective action.
  • the light that reaches the bottom surface is reflected toward the pair of intermediate surfaces. Light intersects from the bottom to the pair of intermediate surfaces.
  • the light that reaches the pair of intermediate surfaces is reflected by the pair of intermediate surfaces and then heads toward the bottom surface.
  • the light that reaches the bottom surface is transmitted through the bottom surface.
  • the light transmitted through the bottom surface is incident on the rear lens group.
  • the light beam emitted from the center of the field of view and passing through the center of the aperture stop is the central main light ray.
  • the inclination of the side surface with respect to the central main ray is 36 °
  • the inclination of the slope with respect to the central main ray is 18 °.
  • r is the radius of curvature of each lens surface
  • d is the distance between each lens surface
  • nd is the refractive index of the d line of each lens
  • ⁇ d is the Abbe number of each lens.
  • f is the focal length of the entire system, FNO.
  • Is F number ⁇ is a half angle of view
  • IH is an image height
  • is an angle formed by a pair of slopes
  • is a predetermined angle.
  • the unit of length is millimeters and the unit of angle is degrees.
  • Numerical Example 12 Unit mm Surface data Surface number r d nd ⁇ d Object surface 10.000 10.000 1 4.676 0.450 1.8830 40.7 2 1.274 1.045 3 -5.185 0.400 1.8830 40.7 4 3.291 0.228 5 ⁇ 0.500 1.8830 40.7 6 ⁇ 2.700 1.8830 40.7 7 ⁇ 0.100 8 5.145 0.300 1.8830 40.7 9 0.725 0.967 1.8052 25.4 10 45.542 0.050 11 (Aperture) ⁇ 0.050 12 0.887 0.400 1.9229 18.9 13 0.508 1.030 1.4387 94.9 14 -0.928 0.100 15 2.509 0.588 1.8830 40.7 16 -55.714 0.400 1.9229 18.9 17 2.573 0.572 18 ⁇ 0.300 1.5163 64.1 19 ⁇ 0.030 Image plane ⁇ Various data f 0.405 FNO. 5.000 ⁇ 70 IH 1.00 ⁇ 45 ⁇ 90
  • Example 1 Example 2
  • Example 3 Example 4 (1) D5 / L 0.15 0.19 0.19 0.27 (2) HB 2.60 2.25 2.25 3.20 (3) HB / VB 1.30 1.25 1.41 1.60 (4) HB / D 1.58 1.61 1.61 1.60 (5) ⁇ 60 60 45 60
  • Example 5 Example 6
  • Example 7 Example 8
  • Example 9 Example 10
  • Example 12 (1) D5 / L 0.17 0.15 0.21 0.20 (2) HB 2.40 2.60 2.60 2.30 (3) HB / VB 1.20 1.30 1.18 0.96 (4) HB / D 1.60 1.58 1.63 1.44 (5) ⁇ 60 60 45 45
  • Example 13 Example 14
  • Example 15 (1) D5 / L 0.17 0.24 0.24 (2) HB 2.80 3.30
  • FIG. 41 is a diagram showing a schematic configuration of an endoscope and an endoscope system.
  • the endoscope system 300 is an observation system using an electronic endoscope.
  • the endoscope system 300 includes an electronic endoscope 310 and an image processing device 320.
  • the electronic endoscope 310 includes a scope unit 310a and a connection cord unit 310b.
  • a display unit 330 is connected to the image processing device 320.
  • the scope unit 310a is roughly divided into an operation unit 340 and an insertion unit 341.
  • the insertion portion 341 is elongated and can be inserted into the body cavity of the patient. Further, the insertion portion 341 is made of a flexible member. The observer can perform various operations by using the angle knob or the like provided on the operation unit 340.
  • connection cord unit 310b extends from the operation unit 340.
  • the connection cord unit 310b includes a universal cord 350.
  • the universal cord 350 is connected to the image processing device 320 via the connector 360.
  • the universal code 350 is used for transmitting and receiving various signals and the like. Examples of various signals include a power supply voltage signal and a CCD drive signal. These signals are transmitted from the power supply device or the video processor to the scope unit 310a. In addition, there are video signals as various signals. This signal is transmitted from the scope unit 310a to the video processor.
  • Peripheral devices such as a VTR deck and a video printer (not shown) can be connected to the video processor in the image processing device 320.
  • the video processor performs signal processing on the video signal from the scope unit 310a.
  • An endoscopic image is displayed on the display screen of the display unit 330 based on the video signal.
  • the wide-angle optical system of this embodiment is arranged at the tip portion 342.
  • 42 and 43 are perspective views of the tip portion.
  • FIG. 43 is a view when the tip portion of FIG. 42 is rotated by 90 degrees.
  • the tip 400 has an optical system 401 and an illumination optical system 402. Further, the tip portion 400 is provided with a forceps hole 403 and a cleaning nozzle 404.
  • the wide-angle optical system of this embodiment is used for the optical system 401. Therefore, the electronic endoscope 310 can observe a wide field of view in which aberrations are well corrected.
  • the endoscope system 300 can acquire an image having a wide field of view in which aberrations are well corrected. When two images with parallax are acquired, stereoscopic viewing of the object can be performed.
  • the present invention includes the following inventions.
  • a first optical system, a second optical system, and an optical member are provided.
  • the first optical system includes a first front lens group having a negative refractive power and a first rear lens group having at least one positive lens.
  • the second optical system includes a second front lens group using the same optical system as the first front lens group, and a second rear lens group using the same optical system as the first rear lens group.
  • the optical member is formed of a medium having a refractive index of more than 1, and has a plurality of optical surfaces. The plurality of optical surfaces have a first object side surface, a second object side surface, and an image side surface located closest to the image side.
  • the side surface of the first object and the side surface of the second object face each other, The distance between the side surface of the first object and the side surface of the second object becomes narrower as the distance from the side surface of the image increases.
  • the first front lens group, the first object side surface, the image side surface, and the first rear lens group are located in order from the object side.
  • the second front lens group, the second object side surface, the image side surface, and the second rear lens group are located in order from the object side. Reflection occurs in each of the first and second optical paths,
  • a wide-angle optical system characterized in that the first optical path and the second optical path intersect inside an optical member and are parallel to the image side from the image side surface.
  • the plurality of optical surfaces have a first intermediate surface and a second intermediate surface.
  • the first intermediate surface and the second intermediate surface face each other,
  • the first intermediate surface is located in the optical path from the side surface of the first object to the side surface of the second object.
  • the second intermediate surface is located in the optical path from the side surface of the second object to the side surface of the first object.
  • the wide-angle optical system according to Appendix 2 wherein reflection occurs at the first intermediate surface and the second intermediate surface.
  • the plurality of optical surfaces have a first intermediate surface and a second intermediate surface.
  • the first intermediate surface and the second intermediate surface face each other,
  • the first intermediate surface is located in the optical path from the side surface of the first object to the side surface of the second object.
  • the second intermediate surface is located in the optical path from the side surface of the second object to the side surface of the first object.
  • the present invention is suitable for a wide-angle optical system, an imaging device, and an imaging system that can obtain a wide field of view in which aberrations are well corrected while being compact.

Abstract

小型でありながら、収差が良好に補正された広い視野を得られる広角光学系、撮像装置、及び撮像システムを提供する。 広角光学系1は、一対の前側レンズ群11、21と、光学部材30と、一対の後側レンズ群12、22と、を有し、一対の前側レンズ群の各々は、負屈折力を有し、光学部材は、一対の斜面31、32と、底面33と、を有し、一対の斜面は、物体側で交線が形成されるように配置され、一対の後側レンズ群の各々は、正レンズを有し、一対の後側レンズ群では、二つの回転対称軸AX1、AX2は平行であり、広角光学系は、二つの光路13、23を有し、二つの光路では、二つの光線が、各々異なる前側レンズ群を透過し、各々異なる斜面を透過し、底面を透過し、各々異なる後側レンズ群を透過して、像面に達し、光学部材では、交差と反射とが生じ、交差と反射は、二つの光線が一対の斜面を透過してから底面を透過するまでの間で生じる。

Description

広角光学系、撮像装置、及び撮像システム
 本発明は、広角光学系、撮像装置、及び撮像システムに関する。
 広い画角を有する光学系として、内視鏡の光学系、又は監視カメラの光学系が知られている。これらの光学系では、光学系内にプリズムが配置されている。プリズムによって、視野方向の変換が行われている。
 特許文献1には、プリズムと、対物レンズと、を有する光学系が開示されている。光学系には、右方向と左方向から光が入射する。右方向から入射した光と左方向から入射した光は、プリズムの内部で交差する。光学系によって、二つの光学像が像面に形成される。
 特許文献2には、結像光学系と、撮像素子と、観察光学系と、を有する眼底カメラが開示されている。結像光学系は、1つの対物レンズと、一対のプリズムと、一対のリレーレンズと、一対のフォーカシングレンズと、一対の結像レンズと、一対の整合プリズムと、偏角プリズムと、第2の結像レンズと、を有する。結像光学系によって、二つの光学像が像面に形成される。
 特許文献3には、プリズムと、撮像レンズと、を有するカメラが開示されている。カメラには、右方向、左方向、及び下方向から光が入射する。右方向から入射した光と左方向から入射した光は、プリズムの内部で交差する。光学系によって、3つの光学像が像面に形成される。
 特許文献4には、斜視光学系が開示されている。斜視光学系は、負レンズと、視野変換プリズムと、を有する。光学系によって、1つの光学像が像面に形成される。
 特許文献5には、視野方向変換光学系が開示されている。視野方向変換光学系は、負レンズユニットと、安定化光学素子と、を有する。光学系によって、1つの光学像が像面に形成される。
 特許文献6には、立体視用の光学系が開示されている。光学系は、一対の前群と、1つの後群と、を有する。光学系によって、二つの光学像が像面に形成される。
特公平3-47737号公報 特許第3542167号公報 特許第3566100号公報 特開昭61-98316号公報 特開平9-288240号公報 特許第6280749号公報
 特許文献1乃至6に開示された光学系では、収差が良好に補正された広い視野を、異なる方向で得ることは難しい。
 本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、小型でありながら、収差が良好に補正された広い視野を得られる広角光学系、撮像装置、及び撮像システムを提供することを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る広角光学系は、
 少なくとも一対の前側レンズ群と、
 光学部材と、
 少なくとも一対の後側レンズ群と、を有する広角光学系であって、
 一対の前側レンズ群の各々は、負屈折力を有し、
 光学部材は、少なくとも一対の斜面と、底面と、を有し、
 一対の斜面は、物体側で交線が形成されるように配置され、
 一対の後側レンズ群の各々は、少なくとも1つの正レンズを有し、
 正レンズは、後側レンズ群の回転対称軸上に位置し、
 一対の後側レンズ群では、二つの回転対称軸は平行であり、
 広角光学系は、少なくとも二つの光路を有し、
 二つの光路では、二つの光線は、各々異なる前側レンズ群を透過し、各々異なる斜面を透過し、底面を透過し、各々異なる後側レンズ群を透過して、像面に達し、
 光学部材では、二つの光線の交差と、二つの光線の反射と、が生じ、
 交差と反射は、二つの光線が一対の斜面を透過してから底面を透過するまでの間で生じることを特徴とする。
 また、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る撮像装置は、
 上述の広角光学系と、
 撮像素子と、を有することを特徴とする。
 また、本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る撮像システムは、
 上述の撮像装置と、
 処理装置と、
 表示装置と、を有することを特徴とする。
 本発明によれば、小型でありながら、収差が良好に補正された広い視野を得られる広角光学系、撮像装置、及び撮像システムを提供することができる。
本実施形態の広角光学系の概略図である。 第1例の光学部材を示す図である。 光学部材の別の例を示す図である。 光学部材の別の例を示す図である。 第2例の光学部材の別の例を示す図である。 第3例の光学部材の別の例を示す図である。 実施例1の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例1の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例2の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例2の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例3の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例4の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例5の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例6の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例7の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例8の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例8の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例9の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例9の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例10の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例11の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例12の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例13の広角光学系の斜視図である。 実施例13の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例14の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例15の広角光学系のレンズ断面図である。 実施例8の広角光学系の収差図である。 実施例8の広角光学系の収差図である。 実施例8の広角光学系の収差図である。 実施例8の広角光学系の収差図である。 実施例9の広角光学系の収差図である。 実施例9の広角光学系の収差図である。 実施例9の広角光学系の収差図である。 実施例9の広角光学系の収差図である。 実施例10の広角光学系の収差図である。 実施例10の広角光学系の収差図である。 実施例10の広角光学系の収差図である。 実施例10の広角光学系の収差図である。 実施例14の広角光学系の収差図である。 実施例15の広角光学系の収差図である。 内視鏡と内視鏡システムの概略構成を示す図である。 先端部の斜視図である。 先端部の斜視図である。
 実施例の説明に先立ち、本発明のある態様にかかる実施形態の作用効果を説明する。なお、本実施形態の作用効果を具体的に説明するに際しては、具体的な例を示して説明することになる。しかし、後述する実施例の場合と同様に、それらの例示される態様はあくまでも本発明に含まれる態様のうちの一部に過ぎず、その態様には数多くのバリエーションが存在する。したがって、本発明は例示される態様に限定されるものではない。
 本実施形態の広角光学系は、少なくとも一対の前側レンズ群と、光学部材と、少なくとも一対の後側レンズ群と、を有する広角光学系であって、一対の前側レンズ群の各々は、負屈折力を有し、光学部材は、少なくとも一対の斜面と、底面と、を有し、一対の斜面は、物体側で交線が形成されるように配置され、一対の後側レンズ群の各々は、少なくとも1つの正レンズを有し、正レンズは、後側レンズ群の回転対称軸上に位置し、一対の後側レンズ群では、二つの回転対称軸は平行であり、広角光学系は、少なくとも二つの光路を有し、二つの光路では、二つの光線が、各々異なる前側レンズ群を透過し、各々異なる斜面を透過し、底面を透過し、各々異なる後側レンズ群を透過して、像面に達し、光学部材では、二つの光線の交差と、二つの光線の反射と、が生じ、交差と反射は、二つの光線が一対の斜面を透過してから底面を透過するまでの間で生じることを特徴とする。
 本実施形態の広角光学系は、少なくとも一対の前側レンズ群と、光学部材と、少なくとも一対の後側レンズ群と、を有する。一対の前側レンズ群の各々は、負屈折力を有する。よって、広い視野を得ることができる。また、一対の後側レンズ群の各々は、少なくとも1つの正レンズを有する。よって、諸収差を良好に補正することができる。
 本実施形態の広角光学系は、少なくとも二つの光路を有し、二つの光路では、二つの光線の交差と、二つの光線の反射と、が生じる。また、交差と反射は、二つの光線が一対の斜面を透過してから底面を透過するまでの間で生じる。よって、光学系を小型化できる。
 二つの光線のうちの一方の光線は、二つの光路のうちの一方の光路を進行する光線である。二つの光線のうちの他方の光線は、二つの光路のうちの他方の光路を進行する光線である。二つの光線は、例えば、二つの主光線、又は二つの軸上光線である。軸上光線は、光軸上の物点から射出され、光軸上を進行する光である。
 本実施形態の広角光学系では、二つの光線のうちの一方の光線の反射は、他方の光線が透過する斜面で生じ、二つの光線のうちの他方の光線の反射は、一方の光線が透過する斜面で生じることが好ましい。
 図1は、本実施形態の広角光学系の概略図である。図2は、第1例の光学部材を示す図である。図2(a)は斜視図、図2(b)は平面図である。
 広角光学系1は、第1光学系10と、第2光学系20と、光学部材30と、を備える。
 第1光学系10は、第1前側レンズ群11と、第1後側レンズ群12と、を有する。第1前側レンズ群11は、負屈折力を有する。第1後側レンズ群12は、少なくとも1つの正レンズを有する。
 第2光学系20は、第2前側レンズ群21と、第2後側レンズ群22と、を有する。第2前側レンズ群21には、第1前側レンズ群11と同一の光学系が用いられている。第2後側レンズ群22には、第1後側レンズ群12と同一の光学系が用いられている。
 このように、広角光学系1は、少なくとも一対の前側レンズ群と、光学部材と、少なくとも一対の後側レンズ群と、を有する。一対の前側レンズ群の各々は、負屈折力を有する。一対の後側レンズ群の各々は、少なくとも1つの正レンズを有する。
 広角光学系1は、第1光路13と、第2光路23と、を有する。光学部材30の像側では、第1光路13に回転対称軸AX1が位置し、第2光路23に回転対称軸AX2が位置している。
 回転対称軸AX1と回転対称軸AX2の間に、中心軸AXCが位置している。中心軸AXCは、交線ILと交差している。所定の面SPは、中心軸AXCを含む面である。
 所定の面SP、中心軸AXC、交線IL、回転対称軸AX1、及び回転対称軸AX2については、後述する。
 光学部材30は、屈折率が1よりも大きい媒質で形成されると共に、複数の光学面を有する。複数の光学面は、第1物体側面31と、第2物体側面32と、像側面33と、を有する。像側面33は、最も像側に位置している。
 図2(a)に示すように、光学部材30の形状は、三角柱である。三角柱は、上面、下面、及び、3つの側面を有する。3つの側面は、上面と下面との間に位置している。上面の形状と下面の形状は、三角形である。3つの側面の形状は、矩形である。
 3つの側面に、第1物体側面31、第2物体側面32、及び像側面33が対応する。像側面33を底面と見なすと、第1物体側面31と第2物体側面32によって、底面の両側に斜面が形成されている。このように、光学部材30は、少なくとも一対の斜面と、底面と、を有する。
 図2(a)には、角度α、長さHB、及び長さVBが示されている。角度αは、第1物体側面31と第2物体側面32とのなす角度である。第1物体側面31と第2物体側面32は、一対の斜面を形成している。よって、角度αは、一対の斜面のなす角度である。
 長さHBは、像側面33における横方向の長さである。長さVBは、像側面33における縦方向の長さである。像側面33は底面であるので、長さHBは底面における横方向の長さで、長さVBは底面における縦方向の長さである。
 図2(b)には、間隔Dが示されている。間隔Dは、二つの回転対称軸の間隔、すなわち、回転対称軸AX1と回転対称軸AX2との間隔である。
 図2(b)から分かるように、横方向は、回転対称軸AX1と回転対称軸AX2の両方と直交する方向である。図2(a)から分かるように、縦方向は、横方向直交する方向である。
 光学部材30では、上面の形状と下面の形状は、正三角形である。よって、角度αは60°である。また、第1物体側面31と像側面33とのなす角度も60°で、第2物体側面32と像側面33とのなす角度も60°である。
 第1光路13は、第1物体側面31と直交している。第2光路23は、第2物体側面32と直交している。角度αは60°なので、物体側における第1光路13と第2光路23とのなす角度(以下、「所定の角度」という)は120°である。
 所定の角度が120°なので、第1光路13と第2光路23は、光学部材30の内部で交差している。また、第1光路13における視野の少なくとも一部は、第2光路23における視野と異なる。
 図1に戻って説明を続ける。第1物体側面31には、第1光路13を進む光(以下、「第1結像光」という)と、第2光路23を進む光(以下、「第2結像光」という)と、が入射する。第1結像光は、光学部材30の外側から第1物体側面31に入射し、第1物体側面31を透過する。第2結像光は、光学部材30の内側から第1物体側面31に入射し、第1物体側面31で全反射される。
 第2物体側面32には、第2結像光と、第1結像光と、が入射する。第2結像光は、光学部材30の外側から第2物体側面32に入射し、第2物体側面32を透過する。第1結像光は、光学部材30の内側から第2物体側面32に入射し、第2物体側面32で全反射される。
 第1物体側面31では、第1結像光が透過し、第2結像光が反射される。よって、第2結像光の反射は、第1結像光が透過する第1物体側面31で生じる。第2物体側面32では、第2結像光が透過し、第1結像光が反射される。よって、第1結像光の反射は、第2結像光が透過する第2物体側面32で生じる。
 このように、第1物体側面31と第2物体側面32では、光の透過と光の反射が生じる。よって、第1物体側面31と第2物体側面32の各々は、透過作用と、反射作用と、を有する。
 像側面33には、第1結像光と第2結像光の両方が入射する。第1結像光と第2結像光は、共に、像側面33を透過する。よって、像側面33は、透過作用を有する。
 上述のように、第1物体側面31と第2物体側面32とで、一対の斜面が形成されている。また、像側面33は、一対の斜面と接する底面である。よって、光学部材30では、一対の斜面の各々が、透過作用と、反射作用と、を有している。底面は、透過作用を有している。
 光学部材30では、光が透過する斜面と光が反射される斜面とが異なる。第1結像光と第2結像光は、各々、異なる斜面を透過する。続いて、第1結像光と第2結像光は、各々、透過した斜面とは異なる斜面で反射される。そして、第1結像光と第2結像光は、底面を透過して、光学部材30から射出される。
 光学部材30では、第1結像光と第2結像光の交差が一回発生する。また、第1結像光の反射と第2結像光の反射は、各々の光で一回発生する。第1結像光と第2結像光の交差、第1結像光の反射、及び第2結像光の反射は、第1結像光と第2結像光が一対の斜面を透過してから底面を透過するまでの間で生じる。
 第1物体側面31と第2物体側面32は、対向している。第1物体側面31と第2物体側面32との間隔は、像側面33から遠ざかるにつれて狭くなっている。第1物体側面31と第2物体側面32とで、交線ILが形成される。
 像側面33を挟んで、一方の側に第1物体側面31と第2物体側面32が位置し、他方の側には、第1後側レンズ群12と第2後側レンズ群22が位置している。後述のように、像側面33の像側には、第1後側レンズ群12と第2後側レンズ群22が配置されている。そのため、交線ILは、像側面33の像側ではなく、物体側に位置している。
 このように、広角光学系1では、一対の斜面は、物体側で交線ILが形成されるように配置されている。
 像側面33より像側では、第1光路13に第1後側レンズ群12が配置され、第2光路23に第2後側レンズ群22が配置されている。第1後側レンズ群12は回転対称な光学系なので、回転対称軸AX1を有する。第2後側レンズ群22は回転対称な光学系なので、回転対称軸AX2を有する。
 上述のように、第1後側レンズ群12は、少なくとも1つの正レンズを有する。よって、第1後側レンズ群12では、正レンズは回転対称軸AX1上に位置している。第2後側レンズ群22は、少なくとも1つの正レンズを有する。よって、第2後側レンズ群22では、正レンズは回転対称軸AX2上に位置している。
 像側面33より像側に、一対の開口絞りを配置しても良い。この場合、一方の開口絞りは回転対称軸AX1上に位置させ、他方の開口絞りは回転対称軸AX2上に位置させれば良い。
 像側面33より像側では、第1光路13と第2光路23は平行なので、第1後側レンズ群12と第2後側レンズ群22は平行に配置されている。よって、回転対称軸AX1と回転対称軸AX2は平行である。
 このように、後側レンズ群では、正レンズは、後側レンズ群の回転対称軸上に位置し、一対の後側レンズ群では、二つの回転対称軸は平行である。
 第1光路13には、物体側から順に、第1前側レンズ群11と、第1物体側面31と、第2物体側面32と、像側面33と、第1後側レンズ群12と、が位置している。第2光路23には、物体側から順に、第2前側レンズ群21と、第2物体側面32と、第1物体側面31と、像側面33と、第2後側レンズ群22と、が位置している。
 第1結像光と第2結像光は、共に像面40に到達する。第1光学系10によって第1光学像が形成され、第2光学系20によって第2光学像が形成される。上述のように、像側面33より像側では、第1光路13と第2光路23は平行である。よって、像面40には、第1光学像と第2光学像が並列に形成される。
 このように、広角光学系1は、少なくとも二つの光路を有する。二つの光路では、光線が、各々異なる前側レンズ群を透過し、異なる斜面を透過し、光学部材内で交差して、対向する斜面で反射し、底面を透過し、それぞれ異なる後側レンズ群を透過して、像面40に達する。
 第1光路13における視野は、第1光学系10における視野である。第2光路23における視野は、第2光学系20における視野である。上述のように、第1光路13における視野は、第2光路23における視野と異なる。よって、第1光学系10における視野も、第2光学系20における視野と異なる。二つの光路で視野が異なるので、第1光学像は、第2光学像と異なる。
 第1結像光と第2結像光は、光学部材30の内部で反射されている。そのため、広角光学系1では、第1光学像と第2光学像は、共に、鏡像である。第1光学像と第2光学像では、左右方向に反転が生じている。
 左右方向の反転は、画像処理で元に戻すことができる。画像処理を行うためには、撮像素子を用いて、光学像から画像を生成すれば良い。生成された画像に対して反転処理を行うことで、左右方向の反転が生じていない画像が得られる。
 第1光学系10における視野と第2光学系20における視野は、一部で重複していても良い。この場合、重複した部分を用いて、画像をつなぎ合わせる画像処理(ステッチ)を行うことができる。
 本実施形態の広角光学系は、少なくとも二つの光路を有し、二つの光路では、二つの光線の交差が一回生じ、二つの光線の反射が一回生じる。また、交差と反射は、二つの光線が一対の斜面を透過してから底面を透過するまでの間で生じる。よって、光学系を小型化できる。
 第1光学系10では、第1前側レンズ群11は負屈折力を有する。第2光学系20では、第2前側レンズ群21に、第1前側レンズ群11と同一の光学系が用いられている。よって、第2光学系20では、第2前側レンズ群21は負屈折力を有する。よって、第1光学系10と第2光学系20の各々で、広い視野を得ることができる。
 第1光学系10と第2光学系20は、各々、二つのレンズ群を有する。よって、諸収差を良好に補正することができる。
 第1光学系10における視野と第2光学系20における視野は、全く異なっていても、一部で重複していても良い。いずれの場合も、第1光学系10における視野と第2光学系20における視野とで、広い視野を得られる。
 このように、本実施形態の広角光学系では、小型でありながら、収差が良好に補正された広い視野を得られる。そのため、本実施形態の広角光学系は、内視鏡の光学系に用いることができる。
 広い視野を得る方法として、複数の光学系を用いる方法が知られている。この方法では、レンズや光学部材が複数の光学系の間で共用されていないため、全体の大きさが大きくなる。そのため、この方法を、内視鏡の光学系に利用することは難しい。
 本実施形態の広角光学系では、光学部材が複数の光学系の間で共用されている。すなわち、一対の光路が光学部材内に形成され、且つ、一対の光路が光学部材内で交差している。本実施形態の広角光学系では、光学系を小型にできるので、本実施形態の広角光学系を内視鏡の光学系に利用することができる。
 図3は、光学部材の別の例を示す図である。光学部材50は、第1三角柱51と、第2三角柱52と、第3三角柱53と、を有する。
 第1三角柱51では、角度αは45°である。また、第1物体側面31と像側面33とのなす角度は67.5°で、第2物体側面32と像側面33とのなす角度も67.5°である。第2三角柱52と第2三角柱53では、角度αは22.5°である。所定の角度は90°である。この場合も、第1光路13と第2光路23は、光学部材50の内部で交差している。
 図4は、光学部材の別の例を示す図である。光学部材60は、第1三角柱61と、第2三角柱62と、第3三角柱63と、を有する。
 第1三角柱61では、角度αは30°である。また、第1物体側面31と像側面33とのなす角度は75°で、第2物体側面32と像側面33とのなす角度も75°である。第2三角柱62と第2三角柱63では、角度αは45°である。所定の角度は60°である。この場合も、第1光路13と第2光路23は、光学部材60の内部で交差している。
 本実施形態の広角光学系では、光学部材は、一対の中間面を有し、一対の中間面のうちの一方の中間面で、一方の光線の反射が生じ、一対の中間面のうちの他方の中間面で、他方の光線の反射が生じ、他方の光線が透過する斜面で一方の光線の反射が生じる前に、一方の中間面で一方の光線の反射が生じ、一方の光線が透過する斜面で他方の光線の反射が生じる前に、他方の中間面で他方の光線の反射が生じることが好ましい。
 図5は、第2例の光学部材を示す図である。光学部材70は、第1物体側面71、第2物体側面72、及び像側面73を有する。像側面73を底面と見なすと、第1物体側面71と第2物体側面72によって、底面の両側に斜面が形成されている。このように、光学部材70は、少なくとも一対の斜面と、底面と、を有する。
 光学部材70は、更に、一対の中間面を有する。一対の中間面は、第1中間面74と、第2中間面75と、を有する。
 中心軸AXCに沿う方向では、一対の中間面は、一対の斜面と底面との間に位置している。中心軸AXCと直交する方向では、一対の中間面は、底面を挟むように位置している。
 第1中間面74の一端には、第1物体側面71が接している。第1中間面74の他端には、像側面73が接している。第2中間面75の一端には、第2物体側面72が接している。第2中間面75の他端には、像側面73が接している。
 第1結像光は、第1物体側面71を透過して、第1中間面74に到達する。第1中間面74では、第1結像光の反射が生じる。第1中間面74で反射された第1結像光は、第2物体側面72に到達する。第2物体側面72では、第1結像光の反射が生じる。第2物体側面72で反射された第1結像光は、像側面73に到達する。第1結像光は、像側面73を透過する。
 第2結像光は、第2物体側面72を透過して、第2中間面75に到達する。第2中間面75では、第2結像光の反射が生じる。第2中間面75で反射された第2結像光は、第1物体側面71に到達する。第1物体側面71では、第2結像光の反射が生じる。第1物体側面71で反射された第2結像光は、像側面73に到達する。第2結像光は、像側面73を透過する。
 光学部材30では、第1結像光と第2結像光の交差が一回発生する。また、第1結像光の反射と第2結像光の反射は、各々の光で二回発生する。第1結像光と第2結像光の交差、第1結像光の反射、及び第2結像光の反射は、第1結像光と第2結像光が一対の斜面を透過してから底面を透過するまでの間で生じる。
 第1結像光の反射は、第1中間面74、第2物体側面72、の順で生じる。第2物体側面72で第1結像光の反射が生じる前に、第1中間面74で第1結像光の反射が生じる。上述のように、第2物体側面72は、第2結像光が透過する斜面である。よって、第2結像光が透過する斜面で第1結像光の反射が生じる前に、第1中間面74で第1結像光の反射が生じる。
 第2結像光の反射は、第2中間面75、第1物体側面71、の順で生じる。第1物体側面71で第2結像光の反射が生じる前に、第2中間面75で第2結像光の反射が生じる。上述のように、第1物体側面71は、第1結像光が透過する斜面である。よって、第1結像光が透過する斜面で第2結像光の反射が生じる前に、第2中間面75で第2結像光の反射が生じる。
 光学部材70では、第1結像光と第2結像光の交差が三回発生する。また、第1結像光の反射と第2結像光の反射は、各々の光で二回発生する。第1結像光と第2結像光の交差、第1結像光の反射、及び第2結像光の反射は、第1結像光と第2結像光が一対の斜面を透過してから底面を透過するまでの間で生じる。
 本実施形態の広角光学系は、少なくとも二つの光路を有し、二つの光路では、二つの光線の交差が三回生じ、二つの光線の反射が二回生じる。また、交差と反射は、二つの光線が一対の斜面を透過してから底面を透過するまでの間で生じる。よって、光学系を小型化できる。
 本実施形態の広角光学系では、光学部材は、一対の中間面を有し、一対の中間面のうちの一方の中間面で、一方の光線の反射が生じ、一対の中間面のうちの他方の中間面で、他方の光線の反射が生じ、一方の中間面で一方の光線の反射が生じる前に、底面で一方の光線の反射が生じ、他方の中間面で他方の光線の反射が生じる前に、底面で他方の光線の反射が生じることが好ましい。
 図6は、第2例の光学部材を示す図である。光学部材80は、第1物体側面81、第2物体側面82、及び像側面83を有する。像側面83を底面と見なすと、第1物体側面81と第2物体側面82によって、底面の両側に斜面が形成されている。このように、光学部材80は、少なくとも一対の斜面と、底面と、を有する。
 光学部材80は、更に、一対の中間面を有する。一対の中間面は、第1中間面84と、第2中間面85と、を有する。
 中心軸AXCに沿う方向では、一対の中間面は、一対の斜面を挟んで、底面とは反対側に位置している。すなわち、一対の中間面は、一対の斜面よりも物体側に位置している。中心軸AXCと直交する方向では、一対の中間面は、一対の斜面に挟まれるように位置している。
 光学部材80では、一対の側面が形成されている。一対の側面は、第1側面86と、第2側面87と、を有する。中心軸AXCに沿う方向では、一対の側面は、一対の斜面と底面との間に位置している。中心軸AXCと直交する方向では、一対の側面は、底面を挟むように位置している。一対の側面を形成することで、光学部材80を小型化することができる。
 第1中間面84の一端には、第1物体側面81が接している。第1中間面84の他端には、第2中間面85が接している。第2中間面85の一端には、第2物体側面82が接している。第2中間面85の他端には、第1中間面84が接している。
 第1結像光は、第1物体側面81を透過して、像側面83に到達する。像側面83では、第1結像光の反射が生じる。像側面83で反射された第1結像光は、第2中間面85に到達する。第2中間面85では、第1結像光の反射が生じる。第2中間面85で反射された第1結像光は、像側面83に到達する。第1結像光は、像側面83を透過する。
 第2結像光は、第2物体側面82を透過して、像側面83に到達する。像側面83では、第2結像光の反射が生じる。像側面83で反射された第2結像光は、第1中間面84に到達する。第1中間面84では、第2結像光の反射が生じる。第1中間面84で反射された第2結像光は、像側面83に到達する。第2結像光は、像側面83を透過する。
 第1結像光の反射は、像側面83、第2中間面85、の順で生じる。第2中間面85で第1結像光の反射が生じる前に、像側面83で第1結像光の反射が生じる。
 第2結像光の反射は、像側面83、第1中間面84、の順で生じる。第1中間面84で第2結像光の反射が生じる前に、像側面83で第2結像光の反射が生じる。
 光学部材80では、第1結像光と第2結像光の交差が三回発生する。また、第1結像光の反射と第2結像光の反射は、各々の光で二回発生する。第1結像光と第2結像光の交差、第1結像光の反射、及び第2結像光の反射は、第1結像光と第2結像光が一対の斜面を透過してから底面を透過するまでの間で生じる。
 本実施形態の広角光学系は、少なくとも二つの光路を有し、二つの光路では、二つの光線の交差が三回生じ、二つの光線の反射が二回生じる。また、交差と反射は、二つの光線が一対の斜面を透過してから底面を透過するまでの間で生じる。よって、光学系を小型化できる。
 本実施形態の広角光学系では、一対の前側レンズ群、一対の後側レンズ群、及び一対の斜面は、所定の面に対して対称に配置され、所定の面は、底面と直交し、且つ、交線を含む面であることが好ましい。
 光学部材30では、上面の形状と下面の形状は、正三角形である。この場合、図1に示すように、第1物体側面31と第2物体側面32は、所定の面SPに対して対称に配置することができる。所定の面SPは、像側面33と直交し、且つ、交線ILを含む面である。
 第1物体側面31と第2物体側面32が所定の面SPに対して対称な場合、第1前側レンズ群11と第2前側レンズ群21を、所定の面SPに対して対称に配置すると良い。また、第1後側レンズ群12と第2後側レンズ群22も、所定の面SPに対して対称に配置すると良い。
 第1前側レンズ群11と第2前側レンズ群21とで、一対の前側レンズ群が形成されている。第1後側レンズ群12と第2後側レンズ群22とで、一対の後側レンズ群が形成されている。第1物体側面31と第2物体側面32とで、一対の斜面が形成されている。
 また、像側面33は、一対の斜面と接する底面である。よって、所定の面SPは、底面と直交し、且つ、交線を含む面である。
 このように、広角光学系1では、一対の前側レンズ群、一対の後側レンズ群、及び一対の斜面は、所定の面に対して対称に配置されている。よって、本実施形態の広角光学系では、光学系を小型化することができる。
 中心軸AXCは、所定の面SPに含まれている。所定の面SPが対称面の場合、中心軸AXCは対称軸と見なすことができる。上述のように、第1光路13と第2光路23とのなす角度は120°である。よって、第1光路13と第2光路23は、共に、中心軸AXCに対して60°の角度をなしている。
 所定の面SPから第1前側レンズ群11を見た方向を左前方とし、所定の面SPから第2前側レンズ群21を見た方向を右前方とする。広角光学系1では、物体からの光は、異なる二つの方向、すなわち、右前方と左前方から広角光学系1に入射する。よって、広い視野を得ることができる。
 本実施形態の広角光学系では、前側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを有し、後側レンズ群は、少なくとも一つの正の接合レンズを有し、接合レンズは、正レンズと、負レンズと、を有することが好ましい。
 物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを前側レンズ群に配置することで、画角の大きな光線を、広角光学系1に入射させることができる。この場合、光学部材の斜面における画角は、前側レンズ群の入射面における画角よりも小さくなる。これは、負メニスカスレンズによって画角が縮小された、ということができる。
 光学部材は、比較的長い光路長を有する。そのため、光学部材を通過する光束が大きくなり易い。画角が縮小されることで、一対の斜面における有効口径と底面における有効口径を小さくすることができる。その結果、光学系を小型化することができる。本実施形態の広角光学系では、例えば、約180°の画角を、約30°の画角に縮小することができる。
 また、負メニスカスレンズを用いることで、歪曲収差を低減することができる。上述のように、本実施形態の広角光学系では、二つの光学像が形成される。撮像素子を用いて、光学像から画像が生成される。生成した画像を用いて、様々な画像処理が行える。
 画像処理に用いる画像では、歪みが少ない方が好ましい。画像の歪みが少ないほど、容易に画像処理が行える。負メニスカスレンズを用いることで、画像の歪みを少なくすることができる。物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを、最も物体側に配置すると良い。このようにすることで、画像の歪みを、より少なくすることができる。
 本実施形態の広角光学系は、内視鏡の光学系に用いることができる。内視鏡の光学系では、洗浄の容易性や耐衝撃性を考慮して、最も物体側の面は平面であることが多い。よって、洗浄の容易性や耐衝撃性だけを考慮すると、本実施形態の広角光学系でも、最も物体側の面を平面にすることが好ましい。
 しかしながら、内視鏡では、画像処理を行うことが想定されている。画像処理を行うことを想定した光学系では、画像の歪みを少なくすることが優先される。洗浄の容易性や耐衝撃性だけでなく、画像処理を行うことを考慮すると、本実施形態の広角光学系では、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを、最も物体側に配置することが好ましい。
 後側レンズ群は、少なくとも一つの正の接合レンズを有する。接合レンズは、正レンズと、負レンズと、を有する。よって、色収差を良好に補正することができる。
 本実施形態の広角光学系では、後側レンズ群は、正レンズと、一つの正の接合レンズと、を有することが好ましい。
 このようにすることで、軸上色収差の発生と倍率色収差の発生を、抑制することができる。広角光学系では、軸上色収差の発生と倍率色収差の発生は、解像力の低下を招く。本実施形態の広角光学系では、広い画角の確保と、解像力の低下の抑制と、を実現することができる。
 更に、別の正の接合レンズを用いても良い。正の接合レンズを二つ用いることで、軸上色収差の発生と倍率色収差の発生を、抑制することができる。その結果、軸上色収差と倍率色収差を、効果的に補正することができる。
 本実施形態の広角光学系は、以下の条件式(1)を満足することが好ましい。
 0.1<D5/L<0.35   (1)
 ここで、
 D5は、所定の距離を空気換算したときの距離、
 Lは、広角光学系の全長、
 所定の距離は、前側レンズ群の最も像側のレンズ面から後側レンズ群の最も物体側のレンズ面までの距離、
 全長は、最も物体側に位置する光学面から像面までの距離、
である。
 条件式(1)は、光学部材を配置する空間を確保するための条件式である。
 条件式(1)の下限値を下回る場合、前側レンズ群と後側レンズ群との間隔が狭くなりすぎる。この場合、光学部材を配置する空間を、十分に確保することが困難になる。そのため、広い視野を確保することが困難になる。
 条件式(1)の上限値を上回る場合、前側レンズ群と後側レンズ群との間隔が広くなりすぎる。この場合、収差を良好に補正することが困難になる。そのため、解像力が低下する。
 本実施形態の広角光学系では、一対の光学像が形成される像面は、単一の平面であることが好ましい。
 像面には、撮像素子を配置することができる。本実施形態の広角光学系では、二つの光学像が像面に形成される。二つの光学像は、撮像素子で撮像することができる。この場合、撮像では、二つの撮像素子を用いることができる。像面が単一の平面だと、二つの撮像素子を容易に配置することができる。
 撮像では、一つ撮像素子を用いることができる。この場合も、像面が単一の平面だと、撮像素子を、より容易に配置することができる。
 本実施形態の広角光学系では、後側レンズ群は、回転対称軸に沿って移動するレンズを有することが好ましい。
 光学系では、Fナンバーが小さくなると、解像力が高くなると共に、被写界深度が狭くなる。物体の位置が被写界深度内だと、ピントの合った光学像が形成される。しかしながら、物体の位置が被写界深度から外れると、ピントの合った光学像は形成されない。
 本実施形態の広角光学系は、回転対称軸に沿って移動するレンズを有する。このレンズは、フォーカスレンズとして機能する。そのため、物体までの距離が変化しても、ピントの合った光学像を形成することができる。
 本実施形態の広角光学系では、後側レンズ群のレンズを移動させている。一対の後側レンズ群は平行に配置されているので、移動機構を簡素にすることができる。
 本実施形態の広角光学系は、以下の条件式(2)を満足することが好ましい。
 2mm<HB<10mm   (2)
 ここで、
 HBは、底面における横方向の長さ、
 横方向は、二つの回転対称軸と直交する方向、
である。
 条件式(2)は、光学系の大きさに関する条件式である。
 条件式(2)の下限値を下回る場合、十分な大きさの光束径を確保することが困難になる。特に、視野の周辺で、光束径が小さくなるため、視野の周辺でのFナンバーが大きくなる。この場合、視野の周辺で、明るさと解像力が、共に低下する。条件式(2)の上限値を上回る場合、光学系が大きくなってしまう。
 本実施形態の広角光学系は、以下の条件式(3)を満足することが好ましい。
 0.5<HB/VB<2   (3)
 ここで、
 HBは、底面における横方向の長さ、
 VBは、底面における縦方向の長さ、
 横方向は、二つの回転対称軸と直交する方向、
 縦方向は、横方向と直交する方向、
である。
 条件式(3)は、光学系の大きさに関する条件式である。
 条件式(2)の下限値を下回る場合、光学部材が縦方向に大きくなってしまう。条件式(2)の上限値を上回ると、光学部材が横方向に大きくなってしまう。
 本実施形態の広角光学系は、以下の条件式(4)を満足することが好ましい。
 1<HB/D<3   (4)
 ここで、
 HBは、底面における横方向の長さ、
 Dは、二つの回転対称軸の間隔、
 横方向は、二つの回転対称軸と直交する方向、
である。
 光学部材の斜面は、光学面として用いられる。条件式(4)は、斜面の有効利用、すなわち、光学面の有効利用に関する条件式である。
 条件式(4)の下限値を下回る場合、斜面に入射する光束の位置が、底面に近づきすぎる。この場合、全ての光束を斜面に入射させるためには、前側レンズ群と斜面との間隔を広げなくてはならない。その結果、光学系が大きくなってしまう。
 条件式(4)の上限値を上回る場合、光学部材の大きさを小さくできる。しかしながら、斜面に入射する光束の位置が、交線IL(図1参照)に近づきすぎる。この場合、広い画角を得ることが困難になるか、又は、フレアーが発生し易くなる。
 本実施形態の広角光学系では、前側レンズ群は、少なくとも二つの負メニスカスレンズを有することが好ましい。
 上述のように、前側レンズ群に負メニスカスレンズを配置することで、歪曲収差を低減することができる。前側レンズ群に少なくとも二つの負メニスカスレンズを配置することで、更に、歪曲収差を低減することができる。
 少なくとも二つの負メニスカスレンズを用いることで、画角の大きな光線を、徐々に屈折させることができる。よって、諸収差の発生を抑制することができる。
 少なくとも二つの負メニスカスレンズを用いることで、前側レンズ群の負屈折力を、少なくとも二つの負メニスカスレンズに分担させることができる。そのため、前側レンズ群の負屈折力を大きくしても、諸収差の発生を抑制することができる。
 前側レンズ群の負屈折力を大きくできると、光学部材に入射する光束の径を小さくすることができる。そのため、光学部材を小さくすることができる。光学部材の像側には、一対の後側レンズ群が配置されている。光学部材を小さくすることができると、二つの回転対称軸の間隔を狭くすることができる。その結果、光学系を小さくすることができる。
 本実施形態の広角光学系では、後側レンズ群の像側に、少なくとも1つの接合レンズを有する共通レンズ群が配置され、共通レンズ群の回転対称軸は、二つの回転対称軸を含む平面内で、且つ、二つの回転対称軸の各々から等しい距離に位置することが好ましい。
 後側レンズ群の像側に共通レンズ群を配置することで、諸収差を良好に補正することができる。また、少なくとも1つの接合レンズを共通レンズ群に配置することで、色収差を良好に補正することができる。
 共通レンズ群は回転対称な光学系なので、回転対称軸を有する。図1に示す中心軸AXCが、共通レンズ群の回転対称軸である。以下、中心軸AXCを、回転対称軸AXCという。
 回転対称軸AXCは、回転対称軸AX1と回転対称軸AX2を含む平面内に位置している。回転対称軸AX1と回転対称軸AX2は、各々、第1後側レンズ群12の回転対称軸と第2後側レンズ群22の回転対称軸である。よって、共通レンズ群の回転対称軸は、一対の後側レンズ群の回転対称軸を含む平面内に位置している。
 回転対称軸AXCと回転対称軸AX1との間隔は、回転対称軸AXCと回転対称軸AX2との間隔と等しい。よって、共通レンズ群の回転対称軸は、一対の後側レンズ群の回転対称軸の各々から等しい距離に位置している。
 共通レンズ群よりも物体側では、回転対称軸AX1と回転対称軸AX2は平行である。これに対して、共通レンズ群よりも像側では、回転対称軸AX1と回転対称軸AX2は非平行である。共通レンズ群での屈折作用によって、回転対称軸AX1と回転対称軸AX2が、回転対称軸AXCに向かって曲げられるからである。
 上述のように、間隔Dは、回転対称軸AX1と回転対称軸AX2との間隔である。共通レンズ群を配置すると、共通レンズ群よりも像側の間隔Dは、共通レンズ群よりも物体側の間隔Dよりも狭くなる。よって、共通レンズ群が配置されない場合と比べると、共通レンズ群が配置されている場合では、二つの光学像の間隔を狭くすることができる。その結果、撮像素子を小型にすることができる。
 共通レンズ群には、少なくとも1つの接合レンズが用いられる。この場合、接合レンズに、正の接合レンズを用いると良い。正の接合レンズを用いることで、色収差の発生とコマ収差の発生を抑制することができる。
 本実施形態の広角光学系は、以下の条件式(5)を満足することが好ましい。
 40°<α<70°   (5)
 ここで、
 αは、一対の斜面のなす角度、
である。
 条件式(5)の下限値を下回る場合、光学部材での光路長が長くなりすぎてしまう。この場合、前側レンズ群での収差補正と後側レンズ群での収差補正が、十分に行えなくなる。その結果、高い解像度を得ることができなくなる。
 条件式(5)の上限値を上回る場合、光学部材に入射した光を、1回の反射で光学部材から射出させることができない。光学部材内で複数回の反射を行えば、光学部材から光を射出させることができる。ただし、この場合、光学部材が大きくなる。
 本実施形態の広角光学系では、光学部材の形状は正四角錐であることが好ましい。
 光学部材の形状を正四角錐にすることで、四つの光路を形成することができる。光学部材の形状が三角柱の場合に比べて、視野を更に広くすることができる。
 本実施形態の撮像装置は、上述の広角光学系と、撮像素子と、を有することを特徴とする。
 本実施形態の撮像装置によれば、収差が良好に補正された広い視野を持つ画像を取得することができる。
 本実施形態の撮像装置は、挿入部と、把持部と、を有し、挿入部に上述の撮像装置が配置されていても良い。
 本実施形態の撮像装置は、例えば、内視鏡である。内視鏡は、挿入部と、把持部と、を有する。硬性内視鏡は、硬質で管状の挿入部を有する。軟性内視鏡は、軟質で管状の挿入部を有する。軟性内視鏡では、把持部に操作部が設けられている。操作部での操作によって、例えば、挿入部の先端の向きを変えることができる。
 挿入部の先端には、本実施形態の撮像装置が配置されている。撮像装置には、本実施形態の広角光学系が配置されている。そのため、小型な内視鏡でありながら、収差が良好に補正された広い視野を観察することができる。また、撮像素子で光学像を撮像することで、収差が良好に補正された広い視野を持つ画像を取得することができる。
 本実施形態の撮像システムは、上述の撮像装置と、処理装置と、表示装置と、を有することを特徴とする。
 本実施形態の撮像システムは、例えば、内視鏡システムである。内視鏡システムは、内視鏡と、処理装置と、表示装置と、を有する。上述のように、内視鏡の挿入部に本実施形態の広角光学系と撮像素子を配置することで、収差が良好に補正された広い視野を持つ画像を取得することができる。
 取得した画像は、そのまま表示装置に表示することができる。また、処理装置で様々な画像処理を行い、処理後の画像を表示装置に表示しても良い。
 本実施形態の撮像システムでは、撮像素子で、視差を有する二つの画像が取得され、処理装置で、二つの画像から立体視用の画像が生成されることが好ましい。
 光学部材の形状が三角柱の場合、本実施形態の広角光学系では、二つの光学像が形成される。上述のように、本実施形態の広角光学系では、所定の角度を小さくすることができる。よって、撮像素子で二つの光学像を撮像することで、視差を有する二つの画像を取得することができる。
 二つの画像から、立体視用の画像を生成することができる。立体視用の画像の生成は、処理装置で行えば良い。このように、本実施形態の撮像システムでは、物体の立体視を行うことができる。
 光学部材の形状は、四角錐にすることができる。この場合、本実施形態の広角光学系では、一対の光学像が二組形成される。一方の組の光学像から第1画像が生成され、他方の組の光学像から第2画像が生成される。
 第1画像と第2画像は、共に、立体視用の画像である。ただし、第1画像おける視差方向と第2画像における視差方向は、直交している。よって、第1画像と第2画像を用いることで、立体視をより容易に行うことができる。
 実施例について、説明する。各実施例の広角光学系は、第1光学系と、第2光学系と、を有する。第1光学系は、第1前側レンズ群と、第1後側レンズ群と、を有する。第2光学系は、第2前側レンズ群と、第2後側レンズ群と、を有する。
 第2前側レンズ群には、第1前側レンズ群と同一の光学系が用いられている。第2後側レンズ群には、第1後側レンズ群と同一の光学系が用いられている。よって、第2前側レンズ群の説明と第2後側レンズ群の説明は省略する。
 実施例13では、第3光学系と、第4光学系と、を有する。第3光学系は、第3前側レンズ群と、第3後側レンズ群と、を有する。第4光学系は、第4前側レンズ群と、第4後側レンズ群と、を有する。
 第3前側レンズ群と第4前側レンズ群には、第1前側レンズ群と同一の光学系が用いられている。第3後側レンズ群と第4後側レンズ群には、第1後側レンズ群と同一の光学系が用いられている。よって、第3前側レンズ群の説明、と第3後側レンズ群の説明、第4前側レンズ群の説明、及び第4後側レンズ群の説明は省略する。
 収差図において、(a)は球面収差、(b)は非点収差、(c)は歪曲収差を示している。また、X方向における収差とY方向における収差は、横収差である。非点収差と歪曲収差は、実施例8、9、及び10ではd線における収差が示され、実施例14と15ではe線における収差が示されている。
 実施例1の広角光学系について説明する。図7、図8は、実施例1の広角光学系のレンズ断面図である。
 実施例1の広角光学系は、第1光学系OBJ1と、第2光学系OBJ2と、光学部材Pと、共通レンズ群CGと、カバーガラスCと、を有する。
 第1光学系OBJ1は、第1前側レンズ群FG1と、第1後側レンズ群RG1と、を有する。第2光学系OBJ2は、第2前側レンズ群FG2と、第2後側レンズ群RG2と、を有する。
 第1前側レンズ群FG1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と、を有する。
 第1後側レンズ群RG1は、両凹負レンズL3と、両凸正レンズL4と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と、両凸正レンズL6と、を有する。両凹負レンズL3と両凸正レンズL4とが、接合されている。負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6とが、接合されている。
 共通レンズ群CGは、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL8と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL9と、を有する。正メニスカスレンズL7と負メニスカスレンズL8とが、接合されている。
 光学部材Pは、第1前側レンズ群FG1と第1後側レンズ群RG1との間に配置されている。光学部材Pには、図2(b)に示す光学部材30が用いられている。
 開口絞りSは、第1後側レンズ群RG1の内部に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、両凸正レンズL4と負メニスカスレンズL5との間に配置されている。
 カバーガラスCは、共通レンズ群CGの像側に配置されている。すなわち、カバーガラスCは、正メニスカスレンズL9と像面Iとの間に配置されている。
 実施例2の広角光学系について説明する。図9、図10は、実施例2の広角光学系のレンズ断面図である。
 実施例2の広角光学系は、第1光学系OBJ1と、第2光学系OBJ2と、光学部材Pと、カバーガラスCと、を有する。
 第1光学系OBJ1は、第1前側レンズ群FG1と、第1後側レンズ群RG1と、を有する。第2光学系OBJ2は、第2前側レンズ群FG2と、第2後側レンズ群RG2と、を有する。
 第1前側レンズ群FG1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と、を有する。
 第1後側レンズ群RG1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と、両凸正レンズL4と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と、両凸正レンズL6と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8と、を有する。
 負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4とが、接合されている。負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6とが、接合されている。負メニスカスレンズL7と両凸正レンズL8とが、接合されている。
 光学部材Pは、第1前側レンズ群FG1と第1後側レンズ群RG1との間に配置されている。光学部材Pには、図2(b)に示す光学部材30が用いられている。
 開口絞りSは、第1後側レンズ群RG1の内部に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、両凸正レンズL4と負メニスカスレンズL5との間に配置されている。
 カバーガラスCは、第1後側レンズ群RG1の像側に配置されている。すなわち、カバーガラスCは、両凸正レンズL8と像面Iとの間に配置されている。
 実施例3の広角光学系について説明する。図11は、実施例3の広角光学系のレンズ断面図である。
 実施例3の広角光学系は、第1光学系と、第2光学系と、光学部材Pと、カバーガラスCと、を有する。第1光学系は、第1前側レンズ群と、第1後側レンズ群と、を有する。第2光学系は、第2前側レンズ群と、第2後側レンズ群と、を有する。
 第1前側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、両凹負レンズL2と、を有する。
 第1後側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と、両凸正レンズL4と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と、両凸正レンズL6と、両凸正レンズL7と、両凹負レンズL8と、両凸正レンズL9と、を有する。
 負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4とが、接合されている。負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6とが、接合されている。両凸正レンズL7と両凹負レンズL8とが、接合されている。
 光学部材Pは、第1前側レンズ群と第1後側レンズ群との間に配置されている。光学部材Pには、図3に示す光学部材50が用いられている。
 開口絞りSは、第1後側レンズ群の内部に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、両凸正レンズL4と負メニスカスレンズL5との間に配置されている。
 カバーガラスCは、第1後側レンズ群の像側に配置されている。すなわち、カバーガラスCは、両凸正レンズL9と像面Iとの間に配置されている。
 実施例4の広角光学系について説明する。図12は、実施例4の広角光学系のレンズ断面図である。
 実施例4の広角光学系は、第1光学系と、第2光学系と、光学部材Pと、カバーガラスCと、を有する。第1光学系は、第1前側レンズ群と、第1後側レンズ群と、を有する。第2光学系は、第2前側レンズ群と、第2後側レンズ群と、を有する。
 第1前側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1を有する。
 第1後側レンズ群は、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL2と、両凸正レンズL3と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL4と、両凸正レンズL5と、平凹負レンズL6と、を有する。
 両凸正レンズL3と負メニスカスレンズL4とが、接合されている。両凸正レンズL5と平凹負レンズL6とが、接合されている。
 光学部材Pは、第1前側レンズ群と第1後側レンズ群との間に配置されている。光学部材Pには、図2(b)に示す光学部材30が用いられている。
 開口絞りSは、第1後側レンズ群の内部に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、正メニスカスレンズL2と両凸正レンズL3との間に配置されている。
 カバーガラスCは、第1後側レンズ群の像側に配置されている。すなわち、カバーガラスCは、平凹負レンズL6と像面Iとの間に配置されている。
 実施例5の広角光学系について説明する。図13は、実施例5の広角光学系のレンズ断面図である。
 実施例5の広角光学系は、第1光学系と、第2光学系と、光学部材Pと、カバーガラスCと、を有する。第1光学系は、第1前側レンズ群と、第1後側レンズ群と、を有する。第2光学系は、第2前側レンズ群と、第2後側レンズ群と、を有する。
 第1前側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、両凹負レンズL2と、を有する。
 第1後側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と、両凸正レンズL4と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と、両凸正レンズL6と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8と、を有する。
 負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4とが、接合されている。負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6とが、接合されている。負メニスカスレンズL7と両凸正レンズL8とが、接合されている。
 光学部材Pは、第1前側レンズ群と第1後側レンズ群との間に配置されている。光学部材Pには、図4に示す光学部材60が用いられている。
 開口絞りSは、第1後側レンズ群の内部に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、両凸正レンズL4と負メニスカスレンズL5との間に配置されている。
 カバーガラスCは、第1後側レンズ群の像側に配置されている。すなわち、カバーガラスCは、両凸正レンズL8と像面Iとの間に配置されている。
 実施例6の広角光学系について説明する。図14は、実施例6の広角光学系のレンズ断面図である。
 実施例6の広角光学系は、第1光学系と、第2光学系と、光学部材P1と、プリズムP2と、カバーガラスCと、を有する。第1光学系は、第1前側レンズ群と、第1後側レンズ群と、を有する。第2光学系は、第2前側レンズ群と、第2後側レンズ群と、を有する。
 第1前側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と、を有する。
 第1後側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と、両凸正レンズL4と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL5と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL6と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7と、両凸正レンズL8と、を有する。
 負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4とが、接合されている。正メニスカスレンズL5と正メニスカスレンズL6とが、接合されている。負メニスカスレンズL7と両凸正レンズL8とが、接合されている。
 光学部材P1は、第1前側レンズ群と第1後側レンズ群との間に配置されている。光学部材P1には、図2(b)に示す光学部材30が用いられている。
 開口絞りSは、第1後側レンズ群の内部に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、両凸正レンズL4と負メニスカスレンズL5との間に配置されている。
 プリズムP2は、三角プリズムである。プリズムP2は、第1後側レンズ群の像側に配置されている。すなわち、プリズムP2は、両凸正レンズL8とカバーガラスCとの間に配置されている。
 カバーガラスCは、第1後側レンズ群の像側に配置されている。すなわち、カバーガラスCは、プリズムP2と像面Iとの間に配置されている。
 像面Iには、撮像素子が配置される。実施例5の広角光学系の場合、撮像素子が大きいと、撮像素子を並べて配置することが困難になる。実施例6の広角光学系では、後側レンズ群の像側に、プリズムP2を配置している。プリズムP2によって、光路を90°折り曲げることができる。よって、大きな撮像素子を、容易に配置することができる。
 実施例7の広角光学系について説明する。図15は、実施例7の広角光学系のレンズ断面図である。
 実施例7の広角光学系は、第1光学系と、第2光学系と、光学部材Pと、カバーガラスCと、を有する。第1光学系は、第1前側レンズ群と、第1後側レンズ群と、を有する。第2光学系は、第2前側レンズ群と、第2後側レンズ群と、を有する。
 第1前側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と、を有する。
 第1後側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と、両凸正レンズL4と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と、両凸正レンズL6と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL7と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL8と、を有する。
 負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4とが、接合されている。負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6とが、接合されている。負メニスカスレンズL7と正メニスカスレンズL8とが、接合されている。
 光学部材Pは、第1前側レンズ群と第1後側レンズ群との間に配置されている。光学部材Pには、図2(b)に示す光学部材30が用いられている。
 開口絞りSは、第1後側レンズ群の内部に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、両凸正レンズL4と負メニスカスレンズL5との間に配置されている。
 カバーガラスCは、第1後側レンズ群の像側に配置されている。すなわち、カバーガラスCは、正メニスカスレンズL8と像面Iとの間に配置されている。
 実施例7の広角光学系では、負メニスカスレンズL1の物体側面を、曲率半径が大きい面にしている。実施例7の広角光学系を内視鏡の光学系に用いた場合、内視鏡の先端部からのレンズの突出量を少なくすることができる。そのため、負メニスカスレンズL1の物体側面が、より傷がつきにくくなる。
 実施例8の広角光学系について説明する。図16、図17は、実施例8の広角光学系のレンズ断面図である。図17(a)は遠点におけるレンズ断面図、図17(b)は近点におけるレンズ断面図である。
 図27、図28、図29、図30は、実施例8の広角光学系の収差図である。図27、図28は、遠点における収差図である。図29、図30は、近点における収差図である。
 実施例8の広角光学系は、第1光学系OBJ1と、第2光学系OBJ2と、光学部材Pと、カバーガラスCと、を有する。
 第1光学系OBJ1は、第1前側レンズ群FG1と、第1後側レンズ群RG1と、を有する。第2光学系OBJ2は、第2前側レンズ群FG2と、第2後側レンズ群RG2と、を有する。
 第1前側レンズ群FG1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と、を有する。
 第1後側レンズ群RG1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と、両凸正レンズL4と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と、両凸正レンズL6と、両凹負レンズL7と、両凸正レンズL8と、を有する。
 負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4とが、接合されている。負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6とが、接合されている。両凹負レンズL7と両凸正レンズL8とが、接合されている。
 光学部材Pは、第1前側レンズ群FG1と第1後側レンズ群RG1との間に配置されている。光学部材Pには、図2(b)に示す光学部材30が用いられている。
 開口絞りSは、第1後側レンズ群RG1の内部に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、両凸正レンズL4と負メニスカスレンズL5との間に配置されている。
 カバーガラスCは、第1後側レンズ群RG1の像側に配置されている。すなわち、カバーガラスCは、両凸正レンズL8と像面Iとの間に配置されている。
 フォーカス時、負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4が、回転対象軸に沿って移動する。より具体的には、遠点から近点へのフォーカス時、負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4は像側に移動する。
 実施例9の広角光学系について説明する。図18、図19は、実施例9の広角光学系のレンズ断面図である。図19(a)は遠点におけるレンズ断面図、図19(b)は近点におけるレンズ断面図である。
 図31、図32、図33、図34は、実施例9の広角光学系の収差図である。図31、図32は、遠点における収差図である。図33、図34は、近点における収差図である。
 実施例9の広角光学系は、第1光学系OBJ1と、第2光学系OBJ2と、光学部材Pと、カバーガラスCと、を有する。
 第1光学系OBJ1は、第1前側レンズ群FG1と、第1後側レンズ群RG1と、を有する。第2光学系OBJ2は、第2前側レンズ群FG2と、第2後側レンズ群RG2と、を有する。
 第1前側レンズ群FG1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と、を有する。
 第1後側レンズ群RG1は、両凸正レンズL3と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL4と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と、両凸正レンズL6と、両凹負レンズL7と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL8と、を有する。
 両凸正レンズL3と負メニスカスレンズL4とが、接合されている。負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6とが、接合されている。
 光学部材Pは、第1前側レンズ群FG1と第1後側レンズ群RG1との間に配置されている。光学部材Pには、図2(b)に示す光学部材30が用いられている。
 開口絞りSは、第1後側レンズ群RG1の内部に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、負メニスカスレンズL4と負メニスカスレンズL5との間に配置されている。
 カバーガラスCは、第1後側レンズ群RG1の像側に配置されている。すなわち、カバーガラスCは、正メニスカスレンズL8と像面Iとの間に配置されている。
 フォーカス時、正メニスカスレンズL8が、回転対称軸に沿って移動する。より具体的には、遠点から近点へのフォーカス時、正メニスカスレンズL8は物体側に移動する。
 実施例10の広角光学系について説明する。図20は、実施例10の広角光学系のレンズ断面図である。図20(a)は遠点におけるレンズ断面図、図20(b)は近点におけるレンズ断面図である。
 図35、図36、図37、図38は、実施例10の広角光学系の収差図である。図35、図36は、遠点における収差図である。図37、図38は、近点における収差図である。
 実施例10の広角光学系は、実施例1の光学系と同一であるので、詳細な説明は省略する。実施例10の広角光学系では、フォーカス時、正メニスカスレンズL9が、回転対称軸に沿って移動する。より具体的には、遠点から近点へのフォーカス時、正メニスカスレンズL9は物体側に移動する。
 実施例11の広角光学系について説明する。図21は、実施例11の広角光学系のレンズ断面図である。
 実施例11の広角光学系は、第1光学系と、第2光学系と、光学部材Pと、カバーガラスCと、を有する。第1光学系は、第1前側レンズ群と、第1後側レンズ群と、を有する。第2光学系は、第2前側レンズ群と、第2後側レンズ群と、を有する。
 第1前側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、両凹負レンズL2と、を有する。
 第1後側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と、両凸正レンズL4と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と、両凸正レンズL6と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL7と、像側に凸面を向けた負メニスカスレンズL8と、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズL9と、を有する。
 負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4とが、接合されている。負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6とが、接合されている。正メニスカスレンズL7と負メニスカスレンズL8とが、接合されている。
 光学部材Pは、第1前側レンズ群と第1後側レンズ群との間に配置されている。光学部材Pには、図3に示す光学部材50が用いられている。
 開口絞りSは、第1後側レンズ群の内部に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、両凸正レンズL4と負メニスカスレンズL5との間に配置されている。
 カバーガラスCは、第1後側レンズ群の像側に配置されている。すなわち、カバーガラスCは、正メニスカスレンズL9と像面Iとの間に配置されている。
 負メニスカスレンズL1は、第1前側レンズ群と第2前側レンズ群の両方に用いられる。実施例11の広角光学系では、第1前側レンズ群の負メニスカスレンズL1の物体側面と、第2前側レンズ群の負メニスカスレンズL1の物体側面を、1つの球面にしている。
 実施例12の広角光学系について説明する。図22は、実施例12の広角光学系のレンズ断面図である。
 実施例12の広角光学系は、第1光学系と、第2光学系と、光学部材Pと、カバーガラスCと、を有する。第1光学系は、第1前側レンズ群と、第1後側レンズ群と、を有する。第2光学系は、第2前側レンズ群と、第2後側レンズ群と、を有する。
 第1前側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、両凹負レンズL2と、を有する。
 第1後側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL4と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と、両凸正レンズL6と、両凸正レンズL7と、両凹負レンズL8と、を有する。
 負メニスカスレンズL3と正メニスカスレンズL4とが、接合されている。負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6とが、接合されている。両凸正レンズL7と両凹負レンズL8とが、接合されている。
 光学部材Pは、第1前側レンズ群と第1後側レンズ群との間に配置されている。光学部材Pには、図3に示す光学部材50が用いられている。
 開口絞りSは、第1後側レンズ群の内部に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、正メニスカスレンズL4と負メニスカスレンズL5との間に配置されている。
 カバーガラスCは、第1後側レンズ群の像側に配置されている。すなわち、カバーガラスCは、両凹負レンズL8と像面Iとの間に配置されている。
 前側レンズ群の回転対称軸と後側レンズ群の回転対称軸は、光学的には同軸である。実施例12の広角光学系では、光学的には同軸の2つの回転対称軸をずらしている。これにより、二つの光学像の間隔を狭めることができる。その結果、撮像素子の撮像面を効率的に使うことが可能となる。
 実施例12の広角光学系では、像面において、後側レンズ群の回転対称軸に対して、前側レンズ群の回転対称軸を0.4mm近づいている。
 実施例13の広角光学系について説明する。図23は、実施例13の広角光学系の概略図である。図23(a)は斜視図、図23(b)は、プリズムを示す図である。図24は、レンズ断面図である。
 実施例13の広角光学系は、第1光学系OBJ1と、第2光学系OBJ2と、第3光学系OBJ3と、第4光学系OBJ4と、光学部材Pと、カバーガラスCと、を有する。
 第1光学系OBJ1は、第1前側レンズ群FG1と、第1後側レンズ群RG1と、を有する。第2光学系OBJ2は、第2前側レンズ群FG2と、第2後側レンズ群RG2と、を有する。第3光学系OBJ3は、第3前側レンズ群FG3と、第3後側レンズ群RGと、を有する。第4光学系OBJ4は、第4前側レンズ群FG4と、第4後側レンズ群RG4と、を有する。
 第1前側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL2と、を有する。
 第1後側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と、両凸正レンズL4と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と、両凸正レンズL6と、両凹負レンズL7と、両凸正レンズL8と、を有する。
 負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4とが、接合されている。負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6とが、接合されている。両凹負レンズL7と両凸正レンズL8とが、接合されている。
 光学部材Pは、第1前側レンズ群と第1後側レンズ群との間に配置されている。光学部材Pの形状は、図21(b)に示すように正四角錐である。
 光学部材Pは、斜面PS1、斜面PS2、斜面PS3、及び斜面PS4を有する。斜面PS1と斜面PS2で一対の斜面が形成されている。斜面PS3と斜面PS4で一対の斜面が形成されている。四つの斜面は、底面PSBに接している。
 開口絞りSは、第1後側レンズ群の物体側に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、光学部材Pと負メニスカスレンズL3との間に配置されている。
 カバーガラスCは、第1後側レンズ群の像側に配置されている。すなわち、カバーガラスCは、両凸正レンズL8と像面Iとの間に配置されている。
 実施例13の広角光学系では、光学部材Pに、斜面のなす角が60°の正四角錐のプリズムが用いられている。そのため、実施例13の広角光学系では、四つの光路の各々に、前側レンズ群と後側レンズ群が配置されている。
 実施例13の広角光学系は、二対の光学系を備える。すなわち、実施例13広角光学系は、二対の前側レンズ群と、二対の後側レンズ群と、二対の斜面と、を有する。
 第1光学系OBJ1と第2光学系OBJ2が、一対をなす。第3光学系OBJ3と第4光学系OBJ4が、一対をなす。第1前側レンズ群FG1と第2前側レンズ群FG2が、一対をなす。第3前側レンズ群FG3と第4前側レンズ群FG4が、一対をなす。
 第1後側レンズ群RG1と第2後側レンズ群RG2が、一対をなす。第3後側レンズ群RG3と第4後側レンズ群RG4が、一対をなす。斜面PS1と斜面PS2で、一対をなす。斜面PS3と斜面PS4で、一対をなす。
 実施例13の広角光学系は二対の光学系を備えるので、二対の光路、すなわち、四つの光路を有する。
 一対の光学系の数は二つに限定されない。広角光学系は、例えば、三対の光学系を備えていても良い。この場合、広角光学系は、三対の光路、すなわち、六つの光路を有する。
 実施例14の広角光学系について説明する。図25は、実施例14の広角光学系のレンズ断面図である。図39は、実施例14の広角光学系の収差図である。
 実施例14の広角光学系は、第1光学系と、第2光学系と、光学部材Pと、カバーガラスCと、を有する。第1光学系は、第1前側レンズ群と、第1後側レンズ群と、を有する。第2光学系は、第2前側レンズ群と、第2後側レンズ群と、を有する。
 第1前側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、両凹負レンズL2と、を有する。
 第1後側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と、両凸正レンズL4と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と、両凸正レンズL6と、両凹負レンズL7と、両凸正レンズL8と、を有する。
 負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4とが、接合されている。負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6とが、接合されている。両凹負レンズL7と両凸正レンズL8とが、接合されている。
 光学部材Pは、第1前側レンズ群と第1後側レンズ群との間に配置されている。光学部材Pには、一対の斜面、一対の側面、及び底面を有する光学部材が用いられている。
 開口絞りSは、第1後側レンズ群の内部に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、両凸正レンズL4と負メニスカスレンズL5との間に配置されている。
 カバーガラスCは、第1後側レンズ群の像側に配置されている。すなわち、カバーガラスCは、両凸正レンズL8と像面Iとの間に配置されている。
 実施例14の広角光学系では、一対の斜面が、前側レンズ群と対向している。一対の斜面よりも像側に、一対の中間面が位置している。一対の中間面は、底面と接している。
 前側レンズ群から射出された光は、一対の斜面に入射する。一対の斜面に入射した光は、一対の斜面を透過し、一対の中間面に到達する。一対の中間面は反射作用を有する。一対の中間面に到達した光は、一対の斜面に向けて反射される。一対の中間面から一対の斜面に向かう間に、光が交差する。
 一対の斜面に到達した光は、一対の斜面で反射された後、底面に向かう。底面に到達した光は、底面を透過する。底面を透過した光は、後側レンズ群に入射する。
 視野の中心から射出され、開口絞りの中心を通る光線を、中心主光線とする。実施例14の広角光学系では、中心主光線に対する側面の傾きは43°で、中心主光線に対する斜面の傾きは29°である。
 実施例15の広角光学系について説明する。図26は、実施例15の広角光学系のレンズ断面図である。図40は、実施例15の広角光学系の収差図である。
 実施例15の広角光学系は、第1光学系と、第2光学系と、光学部材Pと、カバーガラスCと、を有する。第1光学系は、第1前側レンズ群と、第1後側レンズ群と、を有する。第2光学系は、第2前側レンズ群と、第2後側レンズ群と、を有する。
 第1前側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1と、両凹負レンズL2と、を有する。
 第1後側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL3と、両凸正レンズL4と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL5と、両凸正レンズL6と、両凹負レンズL7と、両凸正レンズL8と、を有する。
 負メニスカスレンズL3と両凸正レンズL4とが、接合されている。負メニスカスレンズL5と両凸正レンズL6とが、接合されている。両凹負レンズL7と両凸正レンズL8とが、接合されている。
 光学部材Pは、第1前側レンズ群と第1後側レンズ群との間に配置されている。光学部材Pには、一対の斜面、一対の側面、及び底面を有する光学部材が用いられている。
 開口絞りSは、第1後側レンズ群の内部に配置されている。より具体的には、開口絞りSは、両凸正レンズL4と負メニスカスレンズL5との間に配置されている。
 カバーガラスCは、第1後側レンズ群の像側に配置されている。すなわち、カバーガラスCは、両凸正レンズL8と像面Iとの間に配置されている。
 実施例15の広角光学系では、一対の斜面が、前側レンズ群と対向している。一対の斜面よりも物体側に、一対の中間面が位置している。一対の中間面は、一対の側面と接している。一対の側面は、底面と接している。
 前側レンズ群から射出された光は、一対の斜面に入射する。一対の斜面に入射した光は、一対の斜面を透過し、底面に到達する。底面は反射作用を有する。底面に到達した光は、一対の中間面に向けて反射される。底面から一対の中間面に向かう間に、光が交差する。
 一対の中間面に到達した光は、一対の中間面で反射された後、底面に向かう。底面に到達した光は、底面を透過する。底面を透過した光は、後側レンズ群に入射する。
 視野の中心から射出され、開口絞りの中心を通る光線を、中心主光線とする。実施例14の広角光学系では、中心主光線に対する側面の傾きは36°で、中心主光線に対する斜面の傾きは18°である。
 以下に、上記各実施例の数値データを示す。面データにおいて、rは各レンズ面の曲率半径、dは各レンズ面間の間隔、ndは各レンズのd線の屈折率、νdは各レンズのアッベ数である。
 各種データにおいて、fは全系の焦点距離、FNO.はFナンバー、ωは半画角、IHは像高、αは一対の斜面のなす角度、θは所定の角度である。長さの単位はミリメートル、角度の単位は度である。
数値実施例1
単位  mm
 
面データ
面番号         r          d         nd      νd
物体面       10.000     10.000
   1          3.639      0.450    1.8830    40.7
   2          0.935      1.079
   3         33.587      0.300    1.8830    40.7
   4          0.912      0.317
   5          ∞         2.229    1.8830    40.7
   6          ∞         0.100
   7        -22.370      0.300    1.8830    40.7
   8          0.716      0.623    1.7847    25.7
   9         -1.643      0.050
  10(絞り)    ∞         0.050
  11          2.878      0.400    1.9229    18.9
  12          0.894      1.377    1.4387    94.9
  13         -1.034      0.200
  14          2.640      0.806    1.8830    40.7
  15          5.915      0.500    1.9229    18.9
  16          1.986      0.300
  17          4.079      0.664    1.8830    40.7
  18        116.000      0.500
  19          ∞         0.300    1.5163    64.1
  20          ∞         0.030
像面          ∞
 
各種データ
f           0.308
FNO.     4.99
ω         100.0
IH         1.00
α          60
θ         120
数値実施例2
単位  mm
 
面データ
面番号         r          d         nd      νd
物体面       10.000     10.000
   1          3.601      0.450    1.8830    40.7
   2          0.918      0.815
   3          5.085      0.300    1.8830    40.7
   4          1.195      0.402
   5          ∞         1.912    1.8830    40.7
   6          ∞         0.100
   7          6.661      0.300    1.8830    40.7
   8          0.842      0.602    1.6477    33.8
   9         -1.474      0.050
  10(絞り)    ∞         0.050
  11          0.995      0.400    1.9229    18.9
  12          0.597      0.585    1.4387    94.9
  13         -1.059      0.100
  14         48.401      0.400    1.8467    23.8
  15          0.653      0.657    1.8830    40.7
  16         -6.423      0.274
  17          ∞         0.300    1.5163    64.1
  18          ∞         0.030
像面          ∞
 
各種データ
f           0.323
FNO.     5.000
ω          90
IH         1.00
α          60
θ         120
数値実施例3
単位  mm
 
面データ
面番号         r          d         nd      νd
物体面       10.000     10.000
   1          4.106      0.450    1.8830    40.7
   2          0.816      0.822
   3         -3.319      0.300    1.8830    40.7
   4          8.490      0.128
   5          ∞         2.900    1.8830    40.7
   6          ∞         0.100
   7          3.264      0.300    1.8830    40.7
   8          1.010      0.565    1.7847    25.7
   9         -3.855      0.050
  10(絞り)    ∞         0.050
  11          1.641      0.400    1.9229    18.9
  12          0.783      0.605    1.4387    94.9
  13         -1.767      0.100
  14          3.566      0.672    1.8830    40.7
  15         -0.887      0.400    1.7618    26.5
  16          1.175      0.138
  17          2.116      0.677    1.8830    40.7
  18         -1.728      0.300
  19          ∞         0.300    1.5163    64.1
  20          ∞         0.030
像面          ∞
 
各種データ
f           0.363
FNO.     5.003
ω          90
IH         1.00
α          45
θ          90
 
数値実施例4
単位  mm
 
面データ
面番号         r          d         nd      νd
物体面       10.000     10.000
   1          5.915      0.450     1.8830    40.7
   2          1.001      0.857
   3          ∞         2.732     1.8830    40.7
   4          ∞         0.100
   5         -2.411      1.021     1.9229    18.9
   6         -2.040      0.050
   7(絞り)    ∞         0.050
   8          1.643      1.379     1.4387    94.9
   9         -1.169      0.400     1.9229    18.9
  10         -2.291      0.050
  11          1.559      1.020     1.8830    40.7
  12         -1.159      0.400     1.9229    18.9
  13          ∞         0.200
  14          ∞         0.300     1.5163    64.1
  15          ∞         0.030
像面          ∞
 
各種データ
f           0.422
FNO.     5.000
ω          90
IH         1.00
α          60
θ         120
数値実施例5
単位  mm
 
面データ
面番号         r          d         nd      νd
物体面       10.000     10.000
   1          3.741      0.450    1.8830    40.7
   2          0.893      0.977
   3         -3.526      0.300    1.8830    40.7
   4          3.260      0.187
   5          ∞         5.485    1.5163    64.1
   6          ∞         0.100
   7          2.243      0.300    1.8830    40.7
   8          0.907      0.617    1.6989    30.1
   9         -3.122      0.050
  10(絞り)    ∞         0.050
  11          1.356      0.400    1.9229    18.9
  12          0.614      1.200    1.4387    94.9
  13         -0.887      0.100
  14         76.731      0.400    1.8830    40.7
  15          0.685      1.322    1.4875    70.2
  16         -1.190      0.100
  17          ∞         0.300    1.5163    64.1
  18          ∞         0.030
像面          ∞
 
各種データ
f           0.349
FNO.     5.000
ω          90
IH         1.00
α          30
θ          60
数値実施例6
単位  mm
 
面データ
面番号         r          d         nd      νd
物体面       10.000     10.000
   1          3.281      0.450    1.8830    40.7
   2          0.820      0.782
   3         10.015      0.300    1.8830    40.7
   4          1.209      0.247
   5          ∞         1.739    1.8830    40.7
   6          ∞         0.100
   7          2.762      0.300    1.8830    40.7
   8          0.581      0.564    1.6727    32.1
   9         -1.200      0.050
  10(絞り)    ∞         0.050
  11         -7.912      0.400    1.9229    18.9
  12         -6.491      0.539    1.4387    94.9
  13         -1.353      0.100
  14         14.435      0.400    1.9229    18.9
  15          0.774      0.667    1.8830    40.7
  16         -2.354      0.050
  17          ∞         1.200    1.8830    40.7
  18          ∞         0.100
  19          ∞         0.300    1.5163    64.1
  20          ∞         0.030
像面          ∞
 
各種データ
f           0.325
FNO.     5.000
ω          90
IH         1.00
α          60
θ         120
数値実施例7
単位  mm
 
面データ
面番号         r          d         nd      νd
物体面       10.000     10.000 
   1         10.000      0.450    1.8830    40.7
   2          2.139      0.396
   3          2.953      0.300    1.8830    40.7
   4          1.174      0.746
   5          ∞         3.032    1.8830    40.7
   6          ∞         0.100
   7          4.334      0.300    1.8830    40.7
   8          1.063      1.394    1.6477    33.8
   9         -3.106      0.050
  10(絞り)    ∞         0.050
  11          1.114      0.400    1.9229    18.9
  12          0.713      0.659    1.4387    94.9
  13         -2.318      0.100
  14          1.947      0.400    1.8467    23.8
  15          0.608      0.722    1.8830    40.7
  16          2.651      0.203
  17          ∞         0.300    1.5163    64.1
  18          ∞         0.030
像面          ∞
 
各種データ
f           0.414
FNO.     5.000
ω          80
IH         1.00
α          60
θ         120
数値実施例8
単位  mm
 
面データ
面番号         r          d         nd      νd
物体面       10.000     10.000
   1          4.109      0.450    1.8830    40.7
   2          1.153      0.697
   3          3.094      0.300    1.8830    40.7
   4          0.830      0.439
   5          ∞         2.299    1.8830    40.7
   6          ∞         可変
   7          2.778      0.300    1.8830    40.7
   8          1.087      0.569    1.7552    27.5
   9         -2.058      可変
  10(絞り)    ∞         0.050
  11          1.451      0.400    1.9229    18.9
  12          0.555      0.621    1.4387    94.9
  13         -1.000      0.100
  14         -6.761      0.400    1.9229    18.9
  15          2.698      0.710    1.8830    40.7
  16         -1.255      0.500
  17          ∞         0.300    1.5163    64.1
  18          ∞         0.030
像面          ∞
 
各種データ
f           0.341
FNO.     5.000
ω          90
IH         1.00
α          60
θ         120
 
       遠点10(mm)    近点(2mm)
d6      0.092         0.274
d9      0.233         0.050
数値実施例9
単位  mm
 
面データ
面番号         r          d         nd      νd
物体面       10.000     10.000
   1          3.323      0.450    1.8830    40.7
   2          0.915      0.907
   3         81.761      0.300    1.8830    40.7
   4          1.343      0.301
   5          ∞         2.099    1.8830    40.7
   6          ∞         0.050
   7          3.471      0.586    1.7847    25.7
   8         -0.674      0.858    1.8830    40.7
   9         -1.953      0.050
  10(絞り)    ∞         0.050
  11          2.358      0.400    1.9229    18.9
  12          0.571      0.569    1.5481    45.8
  13         -2.314      0.100
  14          6.040      0.600    1.4387    94.9
  15         -0.891      可変
  16         -3.871      0.400    1.9229    18.9
  17         -2.786      可変
  18          ∞         0.300    1.5163    64.1
  19          ∞         0.030
像面          ∞
 
各種データ
f           0.330
FNO.     5.000
ω          90
IH         1.00
α          60
θ         120
 
       遠点10(mm)    近点(2mm)
15      0.750         0.050
17      0.050         0.750
数値実施例10
単位  mm
 
面データ
面番号         r          d         nd      νd
物体面       10.000     10.000
   1          3.639      0.450    1.8830    40.7
   2          0.935      1.079
   3         33.587      0.300    1.8830    40.7
   4          0.912      0.317
   5          ∞         2.229    1.8830    40.7
   6          ∞         0.100
   7        -22.370      0.300    1.8830    40.7
   8          0.716      0.623    1.7847    25.7
   9         -1.643      0.050
  10(絞り)    ∞         0.050
  11          2.878      0.400    1.9229    18.9
  12          0.894      1.377    1.4387    94.9
  13         -1.034      0.200
  14          2.640      0.806    1.8830    40.7
  15          5.915      0.500    1.9229    18.9
  16          1.986      可変
  17          4.079      0.664    1.8830    40.7
  18        116.000      可変
  19          ∞         0.300    1.5163    64.1
  20          ∞         0.030
像面          ∞
 
各種データ
f           0.308
FNO.     4.99
ω         100.0
IH         1.00
α          60
θ         120
 
       遠点10(mm)    近点(2mm)
16      0.300         0.199
18      0.500         0.601
数値実施例11
単位  mm
 
面データ
面番号         r          d         nd      νd
物体面       10.000     10.000
   1          3.400      0.450    1.8830    40.7
   2          1.092      1.245
   3        -12.942      0.400    1.8830    40.7
   4          2.024      0.305
   5          ∞         0.500    1.8830    40.7
   6          ∞         2.800    1.8830    40.7
   7          ∞         0.100
   8          2.373      0.300    1.8830    40.7
   9          0.939      0.567    1.6989    30.1
  10         -3.620      0.050
  11(絞り)    ∞         0.050
  12          1.255      0.400    1.9229    18.9
  13          0.697      0.595    1.4387    94.9
  14         -1.634      0.100
  15        -14.592      0.681    1.8830    40.7
  16         -0.719      0.400    1.8052    25.4
  17        -19.699      0.102
  18        -17.286      0.544    1.8830    40.7
  19         -3.616      0.300
  20          ∞         0.300    1.5163    64.1
  21          ∞         0.030
像面          ∞
 
各種データ
f           0.415
FNO.     5.000
ω          70
IH         1.00
α          45
θ          90
数値実施例12
単位  mm
 
面データ
面番号         r          d         nd      νd
物体面       10.000     10.000
   1          4.676      0.450    1.8830    40.7
   2          1.274      1.045
   3         -5.185      0.400    1.8830    40.7
   4          3.291      0.228
   5          ∞         0.500    1.8830    40.7
   6          ∞         2.700    1.8830    40.7
   7          ∞         0.100
   8          5.145      0.300    1.8830    40.7
   9          0.725      0.967    1.8052    25.4
  10         45.542      0.050
  11(絞り)    ∞         0.050
  12          0.887      0.400    1.9229    18.9
  13          0.508      1.030    1.4387    94.9
  14         -0.928      0.100
  15          2.509      0.588    1.8830    40.7
  16        -55.714      0.400    1.9229    18.9
  17          2.573      0.572
  18          ∞         0.300    1.5163    64.1
  19          ∞         0.030
像面          ∞
 
各種データ
f           0.405
FNO.     5.000
ω          70
IH         1.00
α          45
θ          90
数値実施例13
単位  mm
 
面データ
面番号         r          d         nd      νd
物体面       10.000     10.000
   1          3.464      0.450    1.8830    40.7
   2          1.073      1.366
   3         15.117      0.300    1.9229    18.9
   4          0.794      0.262
   5          ∞         2.432    1.8830    40.7
   6          ∞         0.050
   7(絞り)    ∞         0.050
   8          2.249      0.300    1.8830    40.7
   9          0.788      0.582    1.6989    30.1
  10         -1.565      0.100
  11          1.469      0.400    1.9229    18.9
  12          0.767      1.388    1.4387    94.9
  13         -1.100      0.100
  14         -5.943      0.400    1.9229    18.9
  15          0.735      0.812    1.8830    40.7
  16         -8.029      0.209
  17          ∞         0.300    1.5163    64.1
  18          ∞         0.030
像面          ∞
 
各種データ
f           0.362
FNO.     5.000
ω          80
IH         1.00
α          60
θ         120
数値実施例14
単位  mm
 
面データ
面番号         r          d         nd      νd
物体面       10.000     10.000
   1          4.071      0.450    1.8830    40.7
   2          1.313      1.363
   3        -48.229      0.300    1.8830    40.7
   4          1.823      0.399
   5          ∞         1.030    1.8830    40.7
   6          ∞         4.300    1.8830    40.7
   7          ∞         2.600    1.8830    40.7
   8          ∞         0.050
   9          2.385      0.400    1.8830    40.7
  10          0.995      0.600    1.6477    33.8
  11         -3.569      0.050
  12(絞り)    ∞         0.050
  13          1.254      0.470    1.9229    18.9
  14          0.710      0.647    1.4387    94.9
  15         -1.313      0.147
  16         -2.568      0.400    2.0033    28.3
  17          0.837      1.188    1.8830    40.7
  18         -1.606      0.400
  19          ∞         0.300    1.5163    64.1
  20          ∞         0.030
像面          ∞
 
各種データ
f           0.323
FNO.     3.68
ω          90
IH         1.00
α         122
θ          56
数値実施例15
単位  mm
 
面データ
面番号         r          d         nd      νd
物体面       10.000     10.000
   1          4.071      0.450    1.8830    40.7
   2          1.313      1.363
   3        -48.229      0.300    1.8830    40.7
   4          1.823      0.399
   5          ∞         2.060    1.8830    40.7
   6          ∞         3.240    1.8830    40.7
   7          ∞         2.630    1.8830    40.7
   8          ∞         0.050
   9          2.385      0.400    1.8830    40.7
  10          0.995      0.600    1.6477    33.8
  11         -3.569      0.050
  12(絞り)    ∞         0.050
  13          1.254      0.470    1.9229    18.9
  14          0.710      0.647    1.4387    94.9
  15         -1.313      0.147
  16         -2.568      0.400    2.0033    28.3
  17          0.837      1.188    1.8830    40.7
  18         -1.606      0.400
  19          ∞         0.300    1.5163    64.1
  20          ∞         0.030
像面          ∞
 
各種データ
f           0.323
FNO.     3.68
ω          90
IH         1.00
α         144
θ          72
 次に、各実施例における条件式の値を以下に掲げる。
          実施例1    実施例2     実施例3     実施例4
(1)D5/L    0.15        0.19         0.19         0.27
(2)HB      2.60        2.25         2.25         3.20
(3)HB/VB   1.30        1.25         1.41         1.60
(4)HB/D    1.58        1.61         1.61         1.60
(5)α     60          60           45           60
 
          実施例5    実施例6     実施例7     実施例8
(1)D5/L    0.32        0.15         0.30         0.21
(2)HB      2.80        2.00         3.50         2.70
(3)HB/VB   1.56        1.25         1.17         1.35
(4)HB/D    1.75        1.67         1.75         1.80
(5)α     30          60           60           60
 
          実施例9    実施例10   実施例11   実施例12
(1)D5/L    0.17        0.15         0.21         0.20
(2)HB      2.40        2.60         2.60         2.30
(3)HB/VB   1.20        1.30         1.18         0.96
(4)HB/D    1.60        1.58         1.63         1.44
(5)α     60          60           45           45
 
          実施例13   実施例14   実施例15
(1)D5/L    0.17         0.24         0.24
(2)HB      2.80         3.30         5.00
(3)HB/VB   1.00         1.65         2.50
(4)HB/D    1.40         2.06         3.57
(5)α     60          122          144
 撮像装置と撮像システムの例について説明する。ここでは、撮像装置は内視鏡で、撮像システムは内視鏡システムである。図41は、内視鏡と内視鏡システムの概略構成を示す図である。
 内視鏡システム300は、電子内視鏡を用いた観察システムである。内視鏡システム300は、電子内視鏡310と画像処理装置320とを備えている。電子内視鏡310は、スコープ部310aと接続コード部310bとを備えている。また、画像処理装置320には、表示ユニット330が接続されている。
 スコープ部310aは、操作部340と挿入部341に大別される。挿入部341は、細長で患者の体腔内へ挿入可能になっている。また、挿入部341は、可撓性を有する部材で構成されている。観察者は、操作部340に設けられているアングルノブ等により、諸操作を行うことができる。
 また、操作部340からは、接続コード部310bが延設されている。接続コード部310bは、ユニバーサルコード350を備えている。ユニバーサルコード350は、コネクタ360を介して画像処理装置320に接続されている。
 ユニバーサルコード350は、各種の信号等の送受信に用いられる。各種の信号としては、電源電圧信号及びCCD駆動信号等がある。これらの信号は、電源装置やビデオプロセッサからスコープ部310aに送信される。また、各種の信号として映像信号がある。この信号は、スコープ部310aからビデオプロセッサに送信される。
 画像処理装置320内のビデオプロセッサには、図示しないVTRデッキ、ビデオプリンタ等の周辺機器が接続可能である。ビデオプロセッサは、スコープ部310aからの映像信号に対して信号処理を施す。映像信号に基づいて、表示ユニット330の表示画面上に内視鏡画像が表示される。
 先端部342には、本実施形態の広角光学系が配置されている。図42、図43は、先端部の斜視図である。図43は、図42の先端部を90度回転させたときの図である。
 先端部400は、光学系401と、照明光学系402と、を有する。また、先端部400には、鉗子孔403と、洗浄ノズル404と、が設けられている。光学系401に、本実施形態の広角光学系が用いられている。よって、電子内視鏡310では、収差が良好に補正された広い視野を観察することができる。
 また、内視鏡システム300では、収差が良好に補正された広い視野を持つ画像を取得することができる。視差を有する二つの画像が取得された場合、物体の立体視を行うことができる。
 本発明には、以下の発明が含まれる。
 (付記項1)
 第1光学系と、第2光学系と、光学部材と、を備え、
 第1光学系は、負屈折力を有する第1前側レンズ群と、少なくとも1つの正レンズを有する第1後側レンズ群と、を有し、
 第2光学系は、第1前側レンズ群と同一の光学系が用いられた第2前側レンズ群と、第1後側レンズ群と同一の光学系が用いられた第2後側レンズ群と、を有し、
 光学部材は、屈折率が1よりも大きい媒質で形成されると共に、複数の光学面を有し、
 複数の光学面は、第1物体側面と、第2物体側面と、最も像側に位置する像側面と、を有し、
 第1物体側面と第2物体側面は、対向し、
 第1物体側面と第2物体側面との間隔は、像側面から遠ざかるにつれて狭くなり、
 第1光路には、物体側から順に、第1前側レンズ群と、第1物体側面と、像側面と、第1後側レンズ群と、が位置し、
 第2光路には、物体側から順に、第2前側レンズ群と、第2物体側面と、像側面と、第2後側レンズ群と、が位置し、
 第1光路と第2光路の各々で、反射が生じ、
 第1光路と第2光路は、光学部材の内部で交差し、且つ、像側面より像側で平行であることを特徴とする広角光学系。
 (付記項2)
 第1光路では、第2物体側面が、第1物体側面から像側面に到る光路中に位置し、
 第2光路では、第1物体側面が、第2物体側面から像側面に到る光路中に位置し、
 第1物体側面から像側面に到る光路中と、第2物体側面から像側面に到る光路中と、で反射が生じることを特徴とする付記項1の広角光学系。
 (付記項3)
 複数の光学面は、第1中間面と、第2中間面と、を有し、
 第1中間面と第2中間面は、対向し、
 第1光路では、第1中間面は、第1物体側面から第2物体側面に到る光路中に位置し、
 第2光路では、第2中間面は、第2物体側面から第1物体側面に到る光路中に位置し、
 第1中間面と、第2中間面と、で反射が生じることを特徴とする付記項2の広角光学系。
 (付記項4)
 複数の光学面は、第1中間面と、第2中間面と、を有し、
 第1中間面と第2中間面は、対向し、
 第1光路では、第1中間面は、第1物体側面から第2物体側面に到る光路中に位置し、
 第2光路では、第2中間面は、第2物体側面から第1物体側面に到る光路中に位置し、
 第1中間面、第2中間面、及び像側面で反射が生じることを特徴とする付記項1の広角光学系。
 本発明は、小型でありながら、収差が良好に補正された広い視野を得られる広角光学系、撮像装置、及び撮像システムに適している。
 1 広角光学系
 10 第1光学系
 11 第1前側レンズ群
 12 第1後側レンズ群
 13 第1光路
 20 第2光学系
 21 第2前側レンズ群
 22 第2後側レンズ群
 23 第2光路
 30 光学部材
 31 第1物体側面(斜面)
 32 第2物体側面(斜面)
 33 像側面(底面)
 40 像面
 50、60 光学部材
 51、61 第1三角柱
 52、62 第2三角柱
 53、63 第3三角柱
 70、80 光学部材は、
 71、81 第1物体側面(斜面)
 72、82 第2物体側面(斜面)
 73、83 像側面(底面)
 74、84 第1中間面
 75、85 第2中間面
 86 第1側面
 87 第2側面
 300 内視鏡システム
 310 電子内視鏡
 310a スコープ部
 310b 接続コード部
 320 画像処理装置
 330 表示ユニット
 340 操作部
 341 挿入部
 342 先端部
 350 ユニバーサルコード
 360 コネクタ
 400 先端部
 401 光学系
 402 照明光学系
 403 鉗子孔
 404 洗浄ノズル
 AX1、AX2 回転対称軸
 AXC 中心軸(回転対称軸)     
 SP 所定の面
 IL 交線
 OBJ1 第1光学系
 OBJ2 第2光学系
 OBJ3 第3光学系
 OBJ4 第4光学系
 P、P1 光学部材と、
 P2 プリズム
 S 開口絞り
 CG 共通レンズ群
 C カバーガラス
 I 像面
 FG1 第1前側レンズ群
 RG1 第1後側レンズ群
 FG2 第2前側レンズ群
 RG2 第2後側レンズ群
 FG3 第3前側レンズ群
 RG3 第3後側レンズ群
 FG4 第4前側レンズ群
 RG4 第4後側レンズ群
 SP1、SP2、SP3、SP4 斜面
 PSB 底面

Claims (20)

  1.  少なくとも一対の前側レンズ群と、
     光学部材と、
     少なくとも一対の後側レンズ群と、を有する広角光学系であって、
     前記一対の前側レンズ群の各々は、負屈折力を有し、
     前記光学部材は、少なくとも一対の斜面と、底面と、を有し、
     前記一対の斜面は、物体側で交線が形成されるように配置され、
     前記一対の後側レンズ群の各々は、少なくとも1つの正レンズを有し、
     前記正レンズは、前記後側レンズ群の回転対称軸上に位置し、
     前記一対の後側レンズ群では、二つの前記回転対称軸は平行であり、
     前記広角光学系は、少なくとも二つの光路を有し、
     前記二つの光路では、二つの光線は、各々異なる前記前側レンズ群を透過し、各々異なる前記斜面を透過し、前記底面を透過し、各々異なる前記後側レンズ群を透過して、像面に達し、
     前記光学部材では、前記二つの光線の交差と、前記二つの光線の反射と、が生じ、
     前記交差と前記反射は、前記二つの光線が前記一対の斜面を透過してから前記底面を透過するまでの間で生じることを特徴とする広角光学系。
  2.  前記二つの光線のうちの一方の光線の反射は、前記他方の光線が透過する前記斜面で生じ、
     前記二つの光線のうちの他方の光線の反射は、前記一方の光線が透過する前記斜面で生じることを特徴とする請求項1に記載の広角光学系。
  3.  前記光学部材は、一対の中間面を有し、
     前記一対の中間面のうちの一方の中間面で、前記一方の光線の反射が生じ、
     前記一対の中間面のうちの他方の中間面で、前記他方の光線の反射が生じ、
     前記他方の光線が透過する前記斜面で前記一方の光線の反射が生じる前に、前記一方の中間面で前記一方の光線の反射が生じ、
     前記一方の光線が透過する前記斜面で前記他方の光線の反射が生じる前に、前記他方の中間面で前記他方の光線の反射が生じることを特徴とする請求項2に記載の広角光学系。
  4.  前記光学部材は、一対の中間面を有し、
     前記一対の中間面のうちの一方の中間面で、前記一方の光線の反射が生じ、
     前記一対の中間面のうちの他方の中間面で、前記他方の光線の反射が生じ、
     前記一方の中間面で前記一方の光線の反射が生じる前に、前記底面で前記一方の光線の反射が生じ、
     前記他方の中間面で前記他方の光線の反射が生じる前に、前記底面で前記他方の光線の反射が生じることを特徴とする請求項1に記載の広角光学系。
  5.  前記一対の前側レンズ群、前記一対の後側レンズ群、及び前記一対の斜面は、所定の面に対して対称に配置され、
     前記所定の面は、前記底面と直交し、且つ、前記交線を含む面であることを特徴とする請求項1に記載の広角光学系。
  6.  前記前側レンズ群は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズを有し、
     前記後側レンズ群は、少なくとも一つの正の接合レンズを有し、
     前記接合レンズは、前記正レンズと、負レンズと、を有することを特徴とする請求項1に記載の広角光学系。
  7.  前記後側レンズ群は、前記正レンズと、一つの正の接合レンズと、を有することを特徴とする請求項1に記載の広角光学系。
  8.  以下の条件式(1)を満足することを特徴とする請求項1に記載の広角光学系。
     0.1<D5/L<0.35   (1)
     ここで、
     D5は、所定の距離を空気換算したときの距離、
     Lは、前記広角光学系の全長、
     前記所定の距離は、前記前側レンズ群の最も像側のレンズ面から前記後側レンズ群の最も物体側のレンズ面までの距離、
     前記全長は、最も物体側に位置する光学面から像面までの距離、
    である。
  9.  一対の光学像が形成される前記像面は、単一の平面であることを特徴とする請求項1に記載の広角光学系。
  10.  前記後側レンズ群は、前記回転対称軸に沿って移動するレンズを有することを特徴とする請求項1に記載の広角光学系。
  11.  以下の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項1に記載の広角光学系。
     2mm<HB<10mm   (2)
     ここで、
     HBは、前記底面における横方向の長さ、
     前記横方向は、二つの前記回転対称軸と直交する方向、
    である。
  12.  以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項1に記載の広角光学系。
     0.5<HB/VB<2   (3)
     ここで、
     HBは、前記底面における横方向の長さ、
     VBは、前記底面における縦方向の長さ、
     前記横方向は、二つの前記回転対称軸と直交する方向、
     前記縦方向は、前記横方向と直交する方向、
    である。
  13.  以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項1に記載の広角光学系。
     1<HB/D<3   (4)
     ここで、
     HBは、前記底面における横方向の長さ、
     Dは、二つの前記回転対称軸の間隔、
     前記横方向は、二つの前記回転対称軸と直交する方向、
    である。
  14.  前記前側レンズ群は、少なくとも二つの負メニスカスレンズを有することを特徴とする請求項1に記載の広角光学系。
  15.  前記後側レンズ群の像側に、少なくとも1つの接合レンズを有する共通レンズ群が配置され、
     前記共通レンズ群の回転対称軸は、二つの前記回転対称軸を含む平面内で、且つ、二つの前記回転対称軸の各々から等しい距離に位置することを特徴とする請求項1に記載の広角光学系。
  16.  以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項1に記載の広角光学系。
     40°<α<70°   (5)
     ここで、
     αは、前記一対の斜面のなす角度、
    である。
  17.  前記光学部材の形状は正四角錐であることを特徴とする請求項1に記載の広角光学系。
  18.  請求項1に記載の広角光学系と、
     撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
  19.  請求項18に記載の撮像装置と、
     処理装置と、
     表示装置と、を有することを特徴とする撮像システム。
  20.  前記撮像素子で、視差を有する二つの画像が取得され、
     前記処理装置で、前記二つの画像から立体視用の画像が生成されることを特徴とする請求項19に記載の撮像システム。
     
PCT/JP2019/018643 2019-05-09 2019-05-09 広角光学系、撮像装置、及び撮像システム WO2020225924A1 (ja)

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