JP2001166209A - 結像光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない光学素子の構成枚数、少ない反射回数
の反射面を用いて光路を折り畳むことにより小型化、薄
型化された高性能で低コストな結像光学系。 【解決手段】 絞り１と像面３との間に第１プリズム１
０と第２プリズム２０とを有し、第１プリズム１０は、
入射面１１と、第１反射面１２と、第２反射面１３と、
射出面１４とから構成され、第１反射面１２と射出面１
４とが同一面によって兼用され、第２プリズム２０が、
入射面２１と、第１反射面２２と、第２反射面２３と、
射出面２４とから構成され、第２反射面２３と入射面２
１とが同一面によって兼用されている結像光学系。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、結像光学系に関
し、その中でも特に、ビデオカメラやデジタルスチルカ
メラ、フィルムスキャナー、内視鏡等、小型の撮像素子
を用いた光学装置用の反射面にパワーを有する偏心光学
系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ビデオカメラやデジタルスチルカ
メラ、フィルムスキャナー、内視鏡等用の結像光学系で
は、撮像素子の小型化に伴い、光学系自身も小型軽量、
低コスト化が求められている。

【０００３】しかし、一般の回転対称共軸光学系では、
光学系の厚みは光学素子を光軸方向に配列するため、そ
の小型化にも限界がある。また、同時に、回転対称な屈
折レンズを用いることにより発生する色収差を補正する
ために、レンズ枚数の増加は避けられず、低コスト化も
困難な状況である。そこで、最近では、特に色収差の発
生しない反射面にパワーを持たせ、光軸方向の光路を折
り畳むことで、小型化を図った光学系が提案されてい
る。

【０００４】特開平７−３３３５０５号のものは、偏心
した反射面にパワーを付けて光路を折り畳み、光学系の
厚みを小さくすることを提案しているが、実施例では、
構成する光学部材が５個と多い上、実際の光学性能が不
明である。また、その反射面の形状までは言及されてい
ない。

【０００５】また、特開平８−２９２３７１号、特開平
９−５６５０号、特開平９−９０２２９号のものでは、
プリズム１個あるいは複数のミラーを１つの部材として
ブロック化することで光路を折り畳み、その光学系内部
で像をリレーしながら最終像を形成する光学系が示され
ている。しかし、これらの例では、像をリレーするため
に反射の回数が多くなり、その面精度誤差、偏心精度誤
差が積算され転送されることから、個々の精度が厳しく
なり、コストアップにつながり好ましくない。また、同
時に、像をリレーするために光学系全体の体積も大きく
なり好ましくない。

【０００６】また、特開平９−２２２５６３号では、複
数のプリズムを用いた例を示しているが、像をリレーす
るために同様の理由からコストアップ、光学系の大型化
につながり好ましくない。

【０００７】また、特開平９−２１１３３１号では、プ
リズム１個を用いて光路を折り畳み光学系の小型化を図
った例であるが、収差の補正が十分ではない。

【０００８】また、プリズム光学系を２個用いて像をリ
レーすることなく結像作用を有する光学系としては、特
開平１０−６８８８７号のものがある。これは、対物レ
ンズにより形成された像を正立させるためにダハ面を有
しており、さらには、画角が非常に狭い設計例である。
また、偏心プリズム光学系はゴースト光（迷光）の予測
が難しく、設計段階でその発生を少なく抑える必要があ
る。特に、特開平１０−６８８８７号のように、最も像
面側の面を全反射面と射出面の共通にする場合、多少異
なる入射角で光線が入ってきたとき、そのまま全反射面
を抜けて、ゴースト光やフレアとして撮像面内に光が漏
れてしまう可能性がある。

【０００９】同様に、開口絞りより物体側にプリズムを
使用する場合、軸外光線高が高いため、プリズムの有効
面の範囲は必然的に大きく、ゴースト光が発生しやすく
なる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】一般の屈折光学系で所
望の屈折力を得ようとすると、その境界面で光学素子の
色分散特性のために色収差が発生する。それを補正する
目的と、他の光線収差を補正するために、屈折光学系は
多くの構成要素を必要としてコスト高になるという問題
を有している。また、同時に、光路が光軸に沿って直線
になるために、光学系全体が光軸方向に長くなってしま
い、撮像装置が大型になってしまうという問題があっ
た。

【００１１】また、従来技術について述べたような偏心
光学系では、結像された像の収差が良好に補正され、な
おかつ、特に回転非対称なディストーションが良好に補
正されていないと、結像された図形等が歪んで写ってし
まい、正しい形状を再現することができないという問題
があった。

【００１２】さらに、偏心光学系に反射面を用いる場合
は、屈折面に比してその偏心誤差感度は２倍になり、反
射回数を増やせば増やすだけ偏心誤差が積算され転送さ
れる結果となり、反射面の面精度や偏心精度等の製作精
度、組み立て精度が厳しくなるという問題もあった。

【００１３】また、近年の製造技術の発展により固体撮
像素子は年々小型高精細化が進み、現状では１画素の大
きさが数μｍ程度となっており、特にデジタルカメラ市
場に用いられるＣＣＤ等の撮像素子はメガピクセルのも
のが主流となりつつある。今後さらに高密度化が進むた
め、より高性能のレンズが必要とされ、プリズム１個の
みでは性能を確保することが難しくなってきている。

【００１４】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、少ない光学素子
の構成枚数で高性能、低コストな結像光学系を提供する
ことである。

【００１５】また、本発明のもう１つの目的は、少ない
反射回数の反射面を用いて光路を折り畳むことにより小
型化、薄型化された高性能な結像光学系を提供すること
である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の結像光学系は、物体像を形成する結像光学系におい
て、前記結像光学系が、少なくとも絞りを有し、前記絞
りと像面との間に少なくとも第１プリズムと第２プリズ
ムとを有し、前記第１プリズムが、物体側から順に、絞
りを通過した光束をプリズム内に入射させる第１プリズ
ム入射面と、プリズム内に入射した入射光束を反射する
第１プリズム第１反射面と、前記第１プリズム第１反射
面で反射された反射光束を反射する第１プリズム第２反
射面と、前記第１プリズム第２反射面で反射された反射
光束をプリズム外に射出する第１プリズム射出面とから
構成され、前記第１プリズム第１反射面と前記第１プリ
ズム射出面とが同一面によって兼用され、前記第１プリ
ズム入射面から入射した光束は、前記第１プリズム射出
面に全反射臨界角を越えて入射することによって前記第
１プリズム第１反射面として反射作用を発生させるよう
に構成され、前記第２プリズムが、前記第１プリズム射
出面から射出された光束をプリズム内に入射させる第２
プリズム入射面と、プリズム内に入射した入射光束を反
射する第２プリズム第１反射面と、前記第２プリズム第
１反射面で反射された反射光束を反射する第２プリズム
第２反射面と、前記第２プリズム第２反射面で反射され
た反射光束をプリズム外に射出する第２プリズム射出面
とから構成され、前記第２プリズム第２反射面と前記第
２プリズム入射面とが同一面によって兼用され、前記第
２プリズム第１反射面から反射された光束は、前記第２
プリズム入射面に全反射臨界角を越えて入射することに
よって前記第２プリズム第２反射面として反射作用を発
生させるように構成されていることを特徴とするもので
ある。

【００１７】以下、本発明において上記構成をとる理由
と作用について順に説明する。

【００１８】上記目的を達成するための本発明の結像光
学系は、物体像を形成する結像光学系において、少なく
とも絞りを有し、絞りと像面との間に少なくとも第１プ
リズムと第２プリズムとを有するものである。

【００１９】レンズのような屈折光学素子は、その境界
面に曲率を付けることにより始めてパワーを持たせるこ
とができる。そのため、レンズの境界面で光線が屈折す
る際に、屈折光学素子の色分散特性による色収差の発生
が避けられない。その結果、色収差を補正する目的で別
の屈折光学素子が付加されるのが一般的である。

【００２０】一方、ミラーやプリズム等のような反射光
学素子は、その反射面にパワーを持たせても原理的に色
収差の発生はなく、色収差を補正する目的だけのために
別の光学素子を付加する必要はない。そのため、反射光
学素子を用いた光学系は、屈折光学素子を用いた光学系
に比べて、色収差補正の観点から光学素子の構成枚数の
削減が可能である。

【００２１】同時に、反射光学素子を用いた反射光学系
は、光路を折り畳むことになるために、屈折光学系に比
べて光学系自身を小さくすることが可能である。

【００２２】また、反射面は屈折面に比して偏心誤差感
度が高いため、組み立て調整に高い精度を要求される。
しかし、反射光学素子の中でも、プリズムはそれぞれの
面の相対的な位置関係が固定されているので、プリズム
単体として偏心を制御すればよく、必要以上の組み立て
精度、調整工数が不要である。

【００２３】さらに、プリズムは、屈折面である入射面
と射出面、それと反射面を有しており、反射面しかもた
ないミラーに比べて、収差補正の自由度が大きい。特
に、反射面に所望のパワーの大部分を分担させ、屈折面
である入射面と射出面のパワーを小さくすることで、ミ
ラーに比べて収差補正の自由度を大きく保ったまま、レ
ンズ等のような屈折光学素子に比べて、色収差の発生を
非常に小さくすることが可能である。また、プリズム内
部は空気よりも屈折率の高い透明体で満たされているた
めに、空気に比べ光路長を長くとることができ、空気中
に配置されるレンズやミラー等よりは、光学系の薄型
化、小型化が可能である。

【００２４】また、結像光学系は、中心性能はもちろん
のこと周辺まで良好な結像性能を要求される。一般の共
軸光学系の場合、軸外光線の光線高の符号は絞りの前後
で反転するため、光学素子の絞りに対する対称性が崩れ
ることにより軸外収差は悪化する。そのため、絞りを挟
んで屈折面を配置することで絞りに対する対称性を十分
満足させ、軸外収差の補正を行っているのが一般的であ
る。

【００２５】そこで、本発明では、絞りの像面側に２つ
のプリズムを配置し、中心ばかりでなく軸外収差も良好
に補正することを可能にしている。１つのプリズムのみ
の配置だと、軸外収差の劣化が避けられない。

【００２６】本発明は、以上の理由から、絞りと像面と
の間に少なくとも第１プリズムと第２プリズムとを有す
る構成としている。このような基本構成をとることで、
屈折光学系に比べ光学素子の構成枚数が少なく、中心か
ら周辺まで性能の良好な、小型の結像光学系を得ること
が可能である。

【００２７】ところで、本発明の第１プリズムは、物体
側から順に、絞りを通過した光束をプリズム内に入射さ
せる第１プリズム入射面と、プリズム内に入射した入射
光束を反射する第１プリズム第１反射面と、第１プリズ
ム第１反射面で反射された反射光束を反射する第１プリ
ズム第２反射面と、第１プリズム第２反射面で反射され
た反射光束をプリズム外に射出する第１プリズム射出面
とから構成され、第１プリズム第１反射面と第１プリズ
ム射出面とが同一面によって兼用され、第１プリズム入
射面から入射した光束は、第１プリズム射出面に全反射
臨界角を越えて入射することによって第１プリズム第１
反射面として反射作用を発生させるように構成されてい
る。そして、少なくとも第１プリズム第２反射面が、偏
心収差を補正する回転非対称な曲面形状にて構成されて
いることが望ましい。

【００２８】ここで、物点中心を通り、絞り中心を通過
して像面中心に到達する光線を軸上主光線（光軸）とし
たとき、少なくとも１つの反射面が軸上主光線に対して
偏心していないと、軸上主光線の入射光線と反射光線が
同一の光路をとることとなり、軸上主光線が光学系中で
遮断されてしまう。その結果、中心部が遮光された光束
のみで像を形成することになり、中心が暗くなったり、
中心では全く像を結ばなくなったりしてしまう。

【００２９】また、パワーを付けた反射面を軸上主光線
に対し偏心させることも当然可能である。

【００３０】また、パワーを付けた反射面を軸上主光線
に対して偏心させた場合、本発明で用いられるプリズム
を構成する面の中、少なくとも１つの面は回転非対称な
面であることが望ましい。その中でも、特に、第１プリ
ズムのパワー（屈折力）の大部分を担う第１プリズム第
２反射面を回転対称軸を持たない回転非対称な面にする
ことが、回転非対称な偏心収差を補正する上で好まし
い。

【００３１】ここで、回転対称軸を持たない回転非対称
な面として、本発明で使用する自由曲面とは以下の式で
定義されるものである。この定義式のＺ軸が自由曲面の
軸となる。

【００３２】 ここで、（ａ）式の第１項は球面項、第２項は自由曲面
項である。

【００３３】球面項中、 ｃ：頂点の曲率 ｋ：コーニック定数（円錐定数） ｒ＝√（Ｘ² ＋Ｙ² ） である。

【００３４】自由曲面項は、 ただし、Ｃ_j （ｊは２以上の整数）は係数である。

【００３５】上記自由曲面は、一般的には、Ｘ−Ｚ面、
Ｙ−Ｚ面共に対称面を持つことはないが、Ｘの奇数次項
を全て０にすることによって、Ｙ−Ｚ面と平行な対称面
が１つだけ存在する自由曲面となる。また、Ｙの奇数次
項を全て０にすることによって、Ｘ−Ｚ面と平行な対称
面が１つだけ存在する自由曲面となる。

【００３６】また、上記回転対称軸を持たない回転非対
称な面である自由曲面の他の定義式として、Ｚｅｒｎｉ
ｋｅ多項式により定義できる。この面の形状は以下の式
（ｂ）により定義する。その定義式（ｂ）のＺ軸がＺｅ
ｒｎｉｋｅ多項式の軸となる。回転非対称面の定義は、
Ｘ−Ｙ面に対するＺの軸の高さの極座標で定義され、Ａ
はＸ−Ｙ面内のＺ軸からの距離、ＲはＺ軸回りの方位角
で、Ｚ軸から測った回転角で表せられる。

【００３７】 ｘ＝Ｒ×cos(A) ｙ＝Ｒ×sin(A) Ｚ＝Ｄ₂ ＋Ｄ₃ Ｒcos(A)＋Ｄ₄ Ｒsin(A) ＋Ｄ₅ Ｒ² cos(2A)＋Ｄ₆ （Ｒ² −１）＋Ｄ₇ Ｒ² sin(2A) ＋Ｄ₈ Ｒ³ cos(3A) ＋Ｄ₉ （３Ｒ³ −２Ｒ）cos(A) ＋Ｄ₁₀（３Ｒ³ −２Ｒ）sin(A)＋Ｄ₁₁Ｒ³ sin(3A) ＋Ｄ₁₂Ｒ⁴cos(4A)＋Ｄ₁₃（４Ｒ⁴ −３Ｒ² ）cos(2A) ＋Ｄ₁₄（６Ｒ⁴ −６Ｒ² ＋１）＋Ｄ₁₅（４Ｒ⁴ −３Ｒ² ）sin(2A) ＋Ｄ₁₆Ｒ⁴ sin(4A) ＋Ｄ₁₇Ｒ⁵ cos(5A) ＋Ｄ₁₈（５Ｒ⁵ −４Ｒ³ ）cos(3A) ＋Ｄ₁₉（１０Ｒ⁵ −１２Ｒ³ ＋３Ｒ）cos(A) ＋Ｄ₂₀（１０Ｒ⁵ −１２Ｒ³ ＋３Ｒ）sin(A) ＋Ｄ₂₁（５Ｒ⁵ −４Ｒ³ ）sin(3A) ＋Ｄ₂₂Ｒ⁵ sin(5A) ＋Ｄ₂₃Ｒ⁶cos(6A)＋Ｄ₂₄（６Ｒ⁶ −５Ｒ⁴ ）cos(4A) ＋Ｄ₂₅（１５Ｒ⁶ −２０Ｒ⁴ ＋６Ｒ² ）cos(2A) ＋Ｄ₂₆（２０Ｒ⁶ −３０Ｒ⁴ ＋１２Ｒ² −１） ＋Ｄ₂₇（１５Ｒ⁶ −２０Ｒ⁴ ＋６Ｒ² ）sin(2A) ＋Ｄ₂₈（６Ｒ⁶ −５Ｒ⁴ ）sin(4A) ＋Ｄ₂₉Ｒ⁶sin(6A)・・・・・ ・・・・（ｂ） ただし、Ｄ_m （ｍは２以上の整数）は係数である。な
お、Ｘ軸方向に対称な光学系として設計するには、
Ｄ₄ ，Ｄ₅ ，Ｄ₆ 、Ｄ₁₀，Ｄ₁₁，Ｄ₁₂，Ｄ₁₃，Ｄ₁₄，Ｄ
₂₀，Ｄ₂₁，Ｄ₂₂…を利用する。

【００３８】上記定義式は、回転対称軸を持たない回転
非対称面の例示のために示したものであり、他のいかな
る定義式に対しても同じ効果が得られることは言うまで
もない。 なお、回転非対称な面は、その面内及び面外
共に回転対称軸を有しない回転非対称面形状の面とする
ことが、自由度が増え収差補正上は好ましい。

【００３９】また、本発明の第２プリズムは、第１プリ
ズム射出面から射出された光束をプリズム内に入射させ
る第２プリズム入射面と、プリズム内に入射した入射光
束を反射する第２プリズム第１反射面と、第２プリズム
第１反射面で反射された反射光束を反射する第２プリズ
ム第２反射面と、第２プリズム第２反射面で反射された
反射光束をプリズム外に射出する第２プリズム射出面と
から構成され、第２プリズム第２反射面と第２プリズム
入射面とが同一面によって兼用され、第２プリズム第１
反射面から反射された光束は、第２プリズム入射面に全
反射臨界角を越えて入射することによって第２プリズム
第２反射面として反射作用を発生させるように構成され
ている。そして、少なくとも第２プリズム第１反射面
が、偏心収差を補正する回転非対称な曲面形状にて構成
されていることが、第１プリズムの場合と同様の理由で
望ましい。

【００４０】このような本発明の結像光学系において、
絞りの中心と像中心とを結ぶ光線を光軸とし、絞りから
第１プリズムと第２プリズムとを通過して折り返される
光軸が、略同一平面内に位置するように構成されている
ことが、設計及び製作上望ましい。

【００４１】また、第１プリズムの折り返し光軸の含ま
れる平面における第１プリズム第２反射面の形状が光束
に負のパワーを与える反射面形状を有するように構成さ
れていると共に、第２プリズムの折り返し光軸の含まれ
る平面における第２プリズム第１反射面の形状が光束に
正のパワーを与える反射面形状を有するように構成され
ていることが望ましい。

【００４２】本発明の第１プリズム、第２プリズムの形
状においては、第１プリズム第２反射面は第１プリズム
のパワーの大部分を担い、第２プリズム第１反射面は第
２プリズムのパワーの大部分を担う。したがって、第１
プリズム第２反射面の形状が光束に負のパワーを与える
反射面形状を有し、第２プリズム第１反射面の形状が光
束に正のパワーを与える反射面形状を有するような構成
とすることにより、光学系はレトロフォーカスタイプに
なり、フィルター等の光学素子を挿入するためのバック
フォーカスを確保することができるようになる。

【００４３】ここで、本発明の結像光学系及びそれを構
成するプリズムのパワーを定義する。図１３に示すよう
に、結像光学系Ｓの偏心方向をＹ軸方向に取った場合
に、結像光学系Ｓの軸上主光線と平行なＹ−Ｚ面内の微
小な高さｄの光線を物体側から入射し、結像光学系Ｓか
ら射出したその光線と軸上主光線のＹ−Ｚ面に投影した
ときのなす角をδｙとし、δｙ／ｄをＹ方向の結像光学
系ＳのパワーＰｙ、結像光学系Ｓの軸上主光線と平行で
Ｙ−Ｚ面と直交するＸ方向の微小な高さｄの光線を物体
側から入射し、結像光学系Ｓから射出したその光線と軸
上主光線のＹ−Ｚ面に直交する面であって軸上主光線を
含む面に投影したときのなす角をδｘとし、δｘ／ｄを
Ｘ方向の結像光学系ＳのパワーＰｘとする。同様に結像
光学系Ｓを構成する第１プリズム、第２プリズムのＹ方
向のパワーＰ１ｙ，Ｐ２ｙ、Ｘ方向のパワーＰ１ｘ，Ｐ
２ｘが定義される。

【００４４】さらに、結像光学系Ｓのパワーの逆数がそ
れぞれ結像光学系ＳのＹ方向の焦点距離Ｆｙ、結像光学
系ＳのＸ方向の焦点距離Ｆｘと定義される。

【００４５】さて、全光学系の偏心方向がＹ軸方向で、
絞りの中心と像中心とを結ぶ光線と平行な面をＹ−Ｚ面
とし、そのＹ−Ｚ面と直交する方向をＸ方向とすると
き、第１プリズムのＸ方向、Ｙ方向のパワーＰ１ｘ，Ｐ
１ｙ、第２プリズムのＸ方向、Ｙ方向のパワーＰ２ｘ，
Ｐ２ｙ、全光学系の全体のＸ方向、Ｙ方向のパワーＰ
ｘ，Ｐｙとすると、第１プリズムと第２プリズムとが、
以下の条件（１）、（２）を満足するように構成されて
いることが望ましい。

【００４６】 Ｐ１ｘ＜Ｐ２ｘ ・・・（１） Ｐ１ｙ＜Ｐ２ｙ ・・・（２） 条件式（１）及び（２）は第１プリズムと第２プリズム
のパワー配分を規定したもので、第１プリズムが第２プ
リズムのパワーより大きくなると、バックフォーカスの
確保ができなくなり好ましくない。

【００４７】さらに、第１プリズムが大きなパワーを有
すると、第２プリズムは必然的に小さいパワー若しくは
負のパワーになってしまう。そのため、このパワー配置
ではテレセントリック性の確保が困難となり、ＣＣＤ等
の撮像素子の色シェーディングが発生してしまい、好ま
しくない。

【００４８】また、光軸とその第１プリズムから射出す
る点での面の法線とのなす角度をθ１、光軸とその第２
プリズムへ入射する点での面の法線とのなす角度をθ２
とするとき、第１プリズムと第２プリズムとが、以下の
条件（３）、（４）を満足するように構成されているこ
とが望ましい。ただし、θ１、θ２の定義は光線と法線
とのなす角度という意味で符号はないと考える。

【００４９】 ０≦θ１≦２５° ・・・（３） ０≦θ２≦２５° ・・・（４） プリズムを２個以上使用する場合、通常の共軸光学系と
比較して各プリズムの相対的な位置出しが性能に大きく
影響を及ぼす。その影響をより少なくするためには、２
つのプリズムの基準となる光線（軸上主光線）の射出角
度及び入射角度を小さくすることが望ましい。上記各条
件式の上限の２５°を越えると、２つのプリズムの組み
立て誤差による性能劣化が非常に大きくなり、好ましく
ない。

【００５０】さらに好ましくは、 ０≦θ１≦１５° ・・・（５） ０≦θ２≦１５° ・・・（６） を満たすように構成することがなお好ましい。

【００５１】さらに好ましくは、 ０≦θ１≦１０° ・・・（７） ０≦θ２≦１０° ・・・（８） の範囲を満たすようにすればさらに好ましい。

【００５２】また、 −１．０＜Ｐ１ｘ／Ｐｘ＜１．０ ・・・（９） −１．０＜Ｐ１ｙ／Ｐｙ＜１．０ ・・・（１０） を満足するように構成することが望ましい。

【００５３】条件式（９）及び（１０）は第１プリズム
のパワーを全体のパワーで規格化したものである。これ
らの条件式の上限の１．０を越えると、バックフォーカ
スが確保できず、ＩＲ（赤外線）カットフィルター及び
ローパスフィルター等のフィルター類を挿入することが
できなくなる。

【００５４】逆に、下限の−１．０を越えると、第１プ
リズムの負パワーが大きくなり、それに合わせて第２プ
リズムのパワーを強くしなければならなくなり、結果的
にそれぞれの各面のパワーが強くなり、偏心収差が各面
で大きく発生し、好ましくない。また、第１プリズムは
絞りの像側にあり、負のパワーを大きくしすぎると、軸
外光線の角度が広がりすぎて２つのプリズムが大型化
し、本発明の目的を達成できない。

【００５５】また、 ０＜Ｐ２ｘ／Ｐｘ＜３．０ ・・・（１１） ０＜Ｐ２ｙ／Ｐｙ＜３．０ ・・・（１２） を満足するように構成することが望ましい。

【００５６】条件式（１１）及び（１２）は第２プリズ
ムのパワーを全体のパワーで規格化したものである。こ
れらの条件式の上限の３．０を越えると、第２プリズム
の各面のパワーが非常に強くなり、結果として収差補正
が困難となる。

【００５７】これらの条件式の下限の０を越えると、全
体のパワーが第１プリズムに偏るため、バックフォーカ
スの確保が難しくなる。

【００５８】なお、条件式（９）及び（１０）について
は、 −０．５＜Ｐ１ｘ／Ｐｘ＜０．５ ・・・（１３） −０．５＜Ｐ１ｙ／Ｐｙ＜０．５ ・・・（１４） の範囲にすればなお好ましい。

【００５９】また、条件式（１１）及び（１２）につい
ては、 ０．５＜Ｐ２ｘ／Ｐｘ＜２．０ ・・・（１５） ０．５＜Ｐ２ｙ／Ｐｙ＜２．０ ・・・（１６） の範囲にすればなお好ましい。

【００６０】さらには、条件式（９）及び（１０）につ
いては、 −０．３＜Ｐ１ｘ／Ｐｘ＜０．２ ・・・（１７） −０．３＜Ｐ１ｙ／Ｐｙ＜０．２ ・・・（１８） の範囲にすればさらに好ましい。

【００６１】さらに、条件式（１１）及び（１２）につ
いては、 １．０＜Ｐ２ｘ／Ｐｘ＜１．８ ・・・（１９） １．０＜Ｐ２ｙ／Ｐｙ＜１．８ ・・・（２０） の範囲にすればさらに好ましい。

【００６２】ところで、本発明の結像光学系は、絞りを
通過し第１プリズム入射面に入射する光軸と第２プリズ
ム射出面から射出される光軸とが略平行になるように構
成することが望ましい。このように構成すると、フォー
カシングのために光学系を移動しても視野が変化するこ
とがない。

【００６３】また、第１プリズムと第２プリズムとを、
第１プリズム射出面と第２プリズム入射面とが対向配置
するように構成することが望ましい。この構成は、両プ
リズム間に反射鏡のような光軸を曲げる光学素子を配置
しな構成であり、光学系をコンパクトに構成することが
できる。

【００６４】また、光学系全体の外形配置として、第１
プリズム入射面と第２プリズム射出面とが対向配置さ
れ、第１プリズム第２反射面と第２プリズム第１反射面
とが対向配置されるような構成とすることが望ましい。
このような外形配置にすると、光学系全体をコンパクト
に構成することができる。

【００６５】また、絞りから第１プリズムと第２プリズ
ムとを通過して折り返される光軸が含まれる平面におけ
る、第１プリズム入射面の形状が物体側に凸面を向け光
束に正のパワーを与える面形状に構成されていると共
に、第２プリズム射出面の形状が略平面形状にて構成さ
れていることが望ましい。第１プリズム入射面の形状を
物体側に凸面を向け光束に正のパワーを与える面形状と
することにより、第１プリズム内で収差補正が行いやす
くなり、第１プリズムでの収差発生量を少なくでき好ま
しい。また、第２プリズム射出面の形状を略平面形状に
構成することにより、第２プリズムとその射出側に配置
されるフィルター類あるいはＣＣＤ等の撮像素子のカバ
ーガラスとを接着等により一体化しやすくなる。

【００６６】なお、第１プリズムよりも物体側に、屈折
力を有するレンズ等の光学素子を配置することもでき
る。もちろん、第１プリズムと第２プリズムの間、ある
いは、第２プリズムの射出側にこのような光学素子を配
置してもよい。

【００６７】さて、以上のような本発明の結像光学系の
形成した像面上に受光面を配置した電子撮像素子と、映
像を表示する表示素子と、その電子撮像素子で受光され
た物体像を映像としてその表示素子に表示するための信
号処理を行なう信号処理回路とを有する電子撮像装置を
本発明に基づいて構成することができる。

【００６８】また、以上のような本発明の結像光学系
と、その結像光学系によって形成された物体像を受光す
る位置に配置された電子撮像素子と、その電子撮像素子
によって光電変換された電子信号を処理する処理手段と
を含み、結像光学系の絞りから電子撮像素子までの間隔
（Ｄ）が、２５ｍｍ以下（Ｄ≦２５ｍｍ）となるよう
に、第１プリズムと第２プリズムの内部で光路を折り曲
げ、かつ、第１プリズムと第２プリズムとを間隔Ｄが小
さくなる方向（Ｚ軸方向）に近づけて配置し、さらに、
少なくとも１０°以上の画角（ω≧１０°）の光束を第
１プリズムと第２プリズムの内部で折り曲げて電子撮像
素子に導くために、間隔Ｄが３ｍｍ以上（Ｄ≧３ｍｍ）
となるように第１プリズムと第２プリズムとが構成され
ているコンパクトな撮影装置を本発明に基づいて構成す
ることができる。

【００６９】ここで、絞りから電子撮像素子までの間隔
Ｄが２５ｍｍ以下でないと、レンズからなる同軸光学系
に比較してより小型の結像光学系を構成することができ
ない。また、１０°以上の画角（全画角で２０°以上）
でないと、近接した被写体全体を撮像し難くなる。ま
た、その間隔Ｄが３ｍｍ以上ないと、光学系を構成する
ことが困難になると共に、現状の電子撮像素子を用いて
は十分な解像力を得ることが困難となる。

【００７０】この場合に、上記間隔（Ｄ）が、１５ｍｍ
以下（Ｄ≦１５ｍｍ）となるように、第１プリズムと第
２プリズムの内部で光路を折り曲げ、かつ、第１プリズ
ムと第２プリズムとを前記間隔Ｄが小さくなる方向（Ｚ
軸方向）に近づけて配置することがさらに望ましい。

【００７１】また、以上のような本発明の結像光学系
と、その結像光学系によって形成された物体像を受光す
る位置に配置された電子撮像素子と、その電子撮像素子
によって光電変換された電子信号を処理する処理手段
と、操作者がその処理手段に入力したい情報信号を入力
するための入力部と、その処理手段からの出力を表示す
る表示素子と、その処理手段からの出力を記録する記録
媒体とを含み、その処理手段は、結像光学系によって電
子撮像素子に受光された物体像を表示素子に表示するよ
うに構成されている情報処理装置を本発明に基づいて構
成することができる。

【００７２】この場合に、その入力部がキーボードにて
構成され、結像光学系と電子撮像素子とが表示素子の周
辺部又はキーボードの周辺部に内蔵されているパソコン
装置を本発明に基づいて構成することができる。

【００７３】また、以上のような本発明の結像光学系
と、その結像光学系によって形成された物体像を受光す
る位置に配置された電子撮像素子と、電話信号を送信及
び受信するためのアンテナと、電話番号等の信号を入力
するための入力部と、その電子撮像素子によって受光さ
れた物体像を送信可能な信号に変換する信号処理部とを
含んでいる電話装置を本発明に基づいて構成することが
できる。

【００７４】また、以上のような本発明の結像光学系
と、その結像光学系によって形成された物体像を受光す
る位置に配置された電子撮像素子と、音声信号をバーコ
ード又はドット状の何れかに表示した被写体を照明する
照明部材と、電子撮像素子によって受光されたそのバー
コード又はドット状の何れかに表示した被写体から音声
認識を行う処理手段と、その認識された音声信号を音と
して操作者の耳に伝達する音発生部材とを含んでいる情
報再生装置を本発明に基づいて構成することができる。

【００７５】また、以上のような本発明の結像光学系
と、その結像光学系によって形成された物体像を受光す
る位置に配置された電子撮像素子と、その電子撮像素子
によって光電変換された電子信号を処理する処理手段
と、その電子撮像素子で受光された物体像を観察可能に
表示する表示素子とを有し、電子撮像素子で受光された
物体像の像情報を記録するための記録部材を内蔵又は挿
脱するように構成され、その処理手段が、電子撮像素子
に受光された物体像を表示素子に表示する表示処理機能
と、電子撮像素子に受光された物体像を記録媒体に記録
する記録処理機能とを有する電子カメラ装置を本発明に
基づいて構成することができる。

【００７６】なお、これらの装置において、結像光学系
絞りとして装置の撮影窓を用いるように構成することが
できる。

【００７７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の結像光学系の実施
例１、２について説明する。

【００７８】実施例１、２の構成パラメータは下記に示
すが、面番号は、物体から絞り１を通り、像面３へ向う
順光線追跡の面番号として示してある。座標の取り方に
関しては、図１に示すように、軸上主光線２を、絞り１
の中心を通り、像面（撮像素子の撮像面）３中心に到る
光線で定義する。そして、軸上主光線２と絞り１の面の
交点を偏心光学面の原点として、軸上主光線２に沿う方
向をＺ軸正方向とし、このＺ軸と像面３中心を含む平面
をＹ−Ｚ平面とし、原点を通りＹ−Ｚ平面に直交し、紙
面の手前から裏面側に向かう方向をＸ軸正方向とし、Ｘ
軸、Ｚ軸と右手直交座標系を構成する軸をＹ軸とする。
また、光軸は紙面のＹ−Ｚ面内で折り曲げられるものと
する。

【００７９】そして、後記する構成パラメータ中におい
て、各面の偏心面については、絞り１の中心について定
められた座標系の原点から、その面の面頂位置の偏心量
（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向をそれぞれＸ，Ｙ，
Ｚ）と、その面の中心軸（自由曲面については、前記
（ａ）式のＺ軸、非球面については、後記（ｃ）式のＺ
軸）のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれを中心とする傾き角
（それぞれα，β，γ（°））とが与えられている。な
お、その場合、αとβの正はそれぞれの軸の正方向に対
して反時計回りを、γの正はＺ軸の正方向に対して時計
回りを意味する。

【００８０】また、各実施例の光学系を構成する光学作
用面の中、特定の面（仮想面を含む。）とそれに続く面
が共軸光学系を構成する場合には、面間隔が与えられて
おり、その他、媒質の屈折率、アッベ数が慣用法に従っ
て与えられている。

【００８１】また、本発明で用いられる自由曲面の面の
形状は前記（ａ）式により定義し、その定義式のＺ軸が
自由曲面の軸となる。

【００８２】また、非球面は、以下の定義式で与えられ
る回転対称非球面である。

【００８３】 Ｚ＝（ｙ² ／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋Ｋ）ｙ² ／Ｒ² ｝^{1 /2}］ ＋Ａｙ⁴ ＋Ｂｙ⁶ ＋Ｃｙ⁸ ＋Ｄｙ¹⁰＋…… ・・・（ｃ） ただし、Ｚを光の進行方向を正とした光軸（軸上主光
線）とし、ｙを光軸と垂直な方向にとる。ここで、Ｒは
近軸曲率半径、Ｋは円錐定数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、…はそ
れぞれ４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。
この定義式のＺ軸が回転対称非球面の軸となる。

【００８４】なお、データの記載されていない自由曲
面、非球面に関する項は０である。屈折率については、
ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するものを表記して
ある。長さの単位はｍｍである。

【００８５】また、自由曲面の他の定義式として、前記
の（ｂ）式で与えられるＺｅｒｎｉｋｅ多項式がある。

【００８６】その他の面の例として、次の定義式（ｄ）
があげられる。

【００８７】Ｚ＝ΣΣＣ_nmＸＹ 例として、ｋ＝７（７次項）を考えると、展開したと
き、以下の式で表せる。

【００８８】 Ｚ＝Ｃ₂ ＋Ｃ₃ ｙ＋Ｃ₄ ｜ｘ｜ ＋Ｃ₅ ｙ² ＋Ｃ₆ ｙ｜ｘ｜＋Ｃ₇ ｘ² ＋Ｃ₈ ｙ³ ＋Ｃ₉ ｙ² ｜ｘ｜＋Ｃ₁₀ｙｘ² ＋Ｃ₁₁｜ｘ³ ｜ ＋Ｃ₁₂ｙ⁴ ＋Ｃ₁₃ｙ³ ｜ｘ｜＋Ｃ₁₄ｙ² ｘ² ＋Ｃ₁₅ｙ｜ｘ³ ｜＋Ｃ₁₆ｘ⁴ ＋Ｃ₁₇ｙ⁵ ＋Ｃ₁₈ｙ⁴ ｜ｘ｜＋Ｃ₁₉ｙ³ ｘ² ＋Ｃ₂₀ｙ² ｜ｘ³ ｜ ＋Ｃ₂₁ｙｘ⁴ ＋Ｃ₂₂｜ｘ⁵ ｜ ＋Ｃ₂₃ｙ⁶ ＋Ｃ₂₄ｙ⁵ ｜ｘ｜＋Ｃ₂₅ｙ⁴ ｘ² ＋Ｃ₂₆ｙ³ ｜ｘ³ ｜ ＋Ｃ₂₇ｙ² ｘ⁴ ＋Ｃ₂₈ｙ｜ｘ⁵ ｜＋Ｃ₂₉ｘ⁶ ＋Ｃ₃₀ｙ⁷ ＋Ｃ₃₁ｙ⁶ ｜ｘ｜＋Ｃ₃₂ｙ⁵ ｘ² ＋Ｃ₃₃ｙ⁴ ｜ｘ³ ｜ ＋Ｃ₃₄ｙ³ ｘ⁴ ＋Ｃ₃₅ｙ² ｜ｘ⁵ ｜＋Ｃ₃₆ｙｘ⁶ ＋Ｃ₃₇｜ｘ⁷ ｜ ・・・（ｄ） なお、本発明の実施例では、前記（ａ）式を用いた自由
曲面で面形状が表現されているが、上記（ｂ）式、
（ｄ）式を用いても同様の作用効果を得られるのは言う
までもない。

【００８９】実施例１は、撮像面のサイズが５．４ｍｍ
×４．０ｍｍである。水平画角は４６．９°、垂直画角
は３５．６°、入射瞳径はφ２．１２ｍｍであり、Ｆナ
ンバー３．０相当である。この結像光学系は、図１に軸
上主光線を含むＹ−Ｚ断面図を図１に示すように、物体
側から光の通る順に、絞り１、第１プリズム１０、第２
プリズム２０、撮像素子のカバーガラス４、像面（結像
面）３からなり、第１プリズム１０は第１面１１から第
４面１４で構成され、その第１面１１は入射面、第２面
１２は第１反射面、第３面１３は第２反射面、第４面１
４は射出面であり、絞り１を通過した物体からの光線
は、入射面１１、第１反射面１２、第２反射面１３、射
出面１４の順に透過し、また、第２プリズム２０は第１
面２１から第４面２４で構成され、その第１面２１は入
射面、第２面２２は第１反射面、第３面２３は第２反射
面、第４面２４は射出面であり、第１プリズム１０から
の光線は、入射面２１、第１反射面２２、第２反射面２
３、射出面２４の順に透過する。そして、第１プリズム
１０の第１反射面１２と射出面１４、第２プリズム２０
の入射面２１と第２反射面２３をそれぞれ透過作用と全
反射作用を併せ持つ同一の光学作用面としている。な
お、第２プリズム２０の射出面２４は平面である。

【００９０】また、後記する構成パラメータの第２面か
ら第１２面（像面）までは第１面の絞り１の面を基準と
した偏心量で表されている。

【００９１】実施例２は、撮像面のサイズが５．４ｍｍ
×４．０ｍｍである。水平画角は６５．４°、垂直画角
は５１．０°、入射瞳径はφ１．４１ｍｍであり、Ｆナ
ンバー３．３相当である。この結像光学系は、図２に軸
上主光線を含むＹ−Ｚ断面図を図１に示すように、物体
側から光の通る順に、第１面３１が凹の非球面、第２面
３２が凹の球面からなる回転対称負レンズ３０、絞り
１、第１プリズム１０、第２プリズム２０、撮像素子の
カバーガラス４、像面（結像面）３からなり、第１プリ
ズム１０は第１面１１から第４面１４で構成され、その
第１面１１は入射面、第２面１２は第１反射面、第３面
１３は第２反射面、第４面１４は射出面であり、負レン
ズ３０と絞り１を通過した物体からの光線は、入射面１
１、第１反射面１２、第２反射面１３、射出面１４の順
に透過し、また、第２プリズム２０は第１面２１から第
４面２４で構成され、その第１面２１は入射面、第２面
２２は第１反射面、第３面２３は第２反射面、第４面２
４は射出面であり、第１プリズム１０からの光線は、入
射面２１、第１反射面２２、第２反射面２３、射出面２
４の順に透過する。そして、第１プリズム１０の第１反
射面１２と射出面１４、第２プリズム２０の入射面２１
と第２反射面２３をそれぞれ透過作用と全反射作用を併
せ持つ同一の光学作用面としている。なお、第２プリズ
ム２０の射出面２４は平面である。

【００９２】また、後記する構成パラメータの第１面か
ら第３面までは通常の同軸光学系の表記に従っており、
第４面から第１４面（像面）までは第３面の絞り１の面
を基準とした偏心量で表されている。

【００９３】以下に上記実施例１、２の構成パラメータ
を示す。これら表中の“ＦＦＳ”は自由曲面、“ＡＳ
Ｓ”は非球面を示す。

【００９４】 （実施例１） 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 ∞（絞り面） 2 ＦＦＳ 偏心(1) 1.5254 55.8 3 ＦＦＳ 偏心(2) 1.5254 55.8 4 ＦＦＳ 偏心(3) 1.5254 55.8 5 ＦＦＳ 偏心(2) 6 ＦＦＳ 偏心(4) 1.5254 55.8 7 ＦＦＳ 偏心(5) 1.5254 55.8 8 ＦＦＳ 偏心(4) 1.5254 55.8 9 ∞ 偏心(6) 10 ∞ 偏心(7) 1.5163 64.1 11 ∞ 偏心(8) 像 面 ∞ 偏心(9) ＦＦＳ Ｃ₄ 5.4038×10^-2 Ｃ₆ 1.8678×10^-2 ＦＦＳ Ｃ₄ 1.2719×10^-3 Ｃ₆ -2.0180×10^-3 Ｃ₈ 6.9200×10^-4 Ｃ₁₀ -3.2115×10^-4 Ｃ₁₁ -1.7770×10^-4 Ｃ₁₃ 9.7017×10^-5 Ｃ₁₅ -1.5867×10^-5 ＦＦＳ Ｃ₄ -1.7204×10^-2 Ｃ₆ -1.1421×10^-2 Ｃ₈ 2.6819×10^-3 Ｃ₁₀ -6.9701×10^-4 Ｃ₁₁ -3.2922×10^-4 Ｃ₁₃ 1.9243×10^-4 Ｃ₁₅ -3.7214×10^-5 ＦＦＳ Ｃ₄ -2.3174×10^-2 Ｃ₆ -4.5848×10^-3 Ｃ₈ -2.2925×10^-4 Ｃ₁₀ -5.4406×10^-4 Ｃ₁₁ 1.7325×10^-4 Ｃ₁₃ -4.0761×10^-6 Ｃ₁₅ -3.7446×10^-5 ＦＦＳ Ｃ₄ -4.5549×10^-2 Ｃ₆ -3.5862×10^-2 Ｃ₈ 1.0022×10^-3 Ｃ₁₀ -3.1292×10^-4 Ｃ₁₁ -1.0085×10^-4 Ｃ₁₃ -1.7098×10^-4 Ｃ₁₅ -5.5848×10^-6 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.20 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ -0.00 Ｚ 2.37 α -56.36 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 2.66 Ｚ 3.48 α -85.96 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 0.86 Ｚ 4.53 α -54.89 β 0.00 γ 0.00 偏心(5) Ｘ 0.00 Ｙ -1.17 Ｚ 5.75 α -82.10 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) Ｘ 0.00 Ｙ 2.47 Ｚ 9.70 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) Ｘ 0.00 Ｙ 2.47 Ｚ 9.80 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(8) Ｘ 0.00 Ｙ 2.47 Ｚ 10.35 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(9) Ｘ 0.00 Ｙ 2.47 Ｚ 11.05 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。

【００９５】 （実施例２） 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ 1 ＡＳＳ 2.00 1.5254 55.8 2 5.32 2.32 3 ∞（絞り面） 4 ＦＦＳ 偏心(1) 1.5254 55.8 5 ＦＦＳ 偏心(2) 1.5254 55.8 6 ＦＦＳ 偏心(3) 1.5254 55.8 7 ＦＦＳ 偏心(2) 8 ＦＦＳ 偏心(4) 1.5254 55.8 9 ＦＦＳ 偏心(5) 1.5254 55.8 10 ＦＦＳ 偏心(4) 1.5254 55.8 11 ∞ 偏心(6) 12 ∞ 偏心(7) 1.5163 64.1 13 ∞ 偏心(8) 像 面 ∞ 偏心(9) ＡＳＳ Ｒ -0.19 Ｋ -5.3042×10¹² Ａ 3.2263×10^-4 Ｂ 9.4407×10^-6 ＦＦＳ Ｃ₄ 9.4601×10^-2 Ｃ₆ 9.4063×10^-2 ＦＦＳ Ｃ₄ 7.0060×10^-3 Ｃ₆ 3.4313×10^-3 Ｃ₈ 4.4086×10^-4 Ｃ₁₀ 4.1181×10^-4 Ｃ₁₁ 3.8467×10^-4 Ｃ₁₃ -8.7750×10^-6 Ｃ₁₅ 2.3939×10^-5 ＦＦＳ Ｃ₄ -1.0899×10^-2 Ｃ₆ -1.1224×10^-2 Ｃ₈ 2.4936×10^-3 Ｃ₁₀ 2.7277×10^-3 Ｃ₁₁ 1.4602×10^-5 Ｃ₁₃ -3.1706×10^-4 Ｃ₁₅ 6.5358×10^-5 ＦＦＳ Ｃ₄ -3.6243×10^-2 Ｃ₆ -1.6563×10^-2 Ｃ₈ -2.2006×10^-3 Ｃ₁₀ -1.5026×10^-3 Ｃ₁₁ 2.4606×10^-4 Ｃ₁₃ -9.1150×10^-5 Ｃ₁₅ -6.4463×10^-5 ＦＦＳ Ｃ₄ -5.0002×10^-2 Ｃ₆ -4.1129×10^-2 Ｃ₈ 3.4936×10^-4 Ｃ₁₀ 1.8044×10^-4 Ｃ₁₁ -1.1817×10^-4 Ｃ₁₃ -2.3358×10^-4 Ｃ₁₅ -4.8676×10^-5 偏心(1) Ｘ 0.00 Ｙ 0.00 Ｚ 0.20 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) Ｘ 0.00 Ｙ -0.00 Ｚ 2.31 α -57.89 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) Ｘ 0.00 Ｙ 2.75 Ｚ 3.63 α -85.86 β 0.00 γ 0.00 偏心(4) Ｘ 0.00 Ｙ 2.92 Ｚ 7.96 α -55.39 β 0.00 γ 0.00 Ｘ 0.00 Ｙ -1.28 Ｚ 6.37 α -83.38 β 0.00 γ 0.00 偏心(6) Ｘ 0.00 Ｙ 2.92 Ｚ 11.20 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(7) Ｘ 0.00 Ｙ 2.92 Ｚ 11.30 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(8) Ｘ 0.00 Ｙ 2.92 Ｚ 11.85 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(9) Ｘ 0.00 Ｙ 2.92 Ｚ 12.55 α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。

【００９６】次に、上記実施例１の横収差図を図３に示
す。この横収差図において、括弧内に示された数字は
（水平（Ｘ方向）画角、垂直（Ｙ方向）画角）を表し、
その画角における横収差を示す。

【００９７】また、上記実施例１、２の前記条件式
（１）〜（２０）に関する値は以下の通りである。

【００９８】 実施例１ 実施例２ Ｆｘ 6.68ｍｍ 4.72ｍｍ Ｆｙ 6.50ｍｍ 4.62ｍｍ Ｐ１ｘ -0.027 0.034 Ｐ１ｙ -0.024 0.002 Ｐ２ｘ 0.202 0.316 Ｐ２ｙ 0.190 0.252 θ１ 5.7 ° 5.4 ° θ２ 6.3 ° 5.5 ° Ｐ１ｘ／Ｐｘ -0.181 0.159 Ｐ１ｙ／Ｐｙ -0.154 0.010 Ｐ２ｘ／Ｐｘ 1.348 1.493 Ｐ２ｙ／Ｐｙ 1.234 1.163 。

【００９９】さて、以上のような本発明の結像光学系
は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサー等の電子撮像素子を用い
た各種撮影装置に用いることができる。以下に、その実
施形態を例示する。

【０１００】図４〜図６は本発明の結像光学系を電子カ
メラの対物光学系に組み込んだ構成の概念図である。図
４は電子カメラ２００の外観を示す前方斜視図、図５は
同後方斜視図、図６は電子カメラ２００の構成を示す断
面図である。

【０１０１】電子カメラ２００は、この例の場合、撮影
用光路２０１を有する撮影光学系２０２、ファインダー
用光路２０３を有するファインダー光学系２０４、シャ
ッター２０５、フラッシュ２０６、液晶表示モニター２
０７等を含んでいる。そして、カメラ２００の上部に配
置されたシャッター２０５を押圧すると、それに連動し
て撮影用対物光学系１００として配置された本発明の結
像光学系を通して撮影が行われる。この撮影用対物光学
系によって形成された物体像が、ＩＲ（赤外線）カット
フィルター８０を介してＣＣＤ等の撮像素子チップ６２
上に形成される。

【０１０２】ここで、撮像素子チップ６２上には付加的
にｌＲカットフィルター８０が貼り付けられて撮像ユニ
ット６０として一体に形成され、対物光学系１００の鏡
枠１０１の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可
能になっているため、対物光学系１００と撮像素子チッ
プ６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立
が簡単となっており、カメラ装置の生産性を高め、コス
ト低下を実現できるという商業的メリットがあるように
構成されている。また、鏡枠１０１先端は、対物光学系
１００の絞りとして機能している。

【０１０３】そして、撮像素子チップ６２で受光された
物体像は、端子６６と電気的に接続された処理手段２０
８を介して、電子画像としてカメラ背面に設けられた液
晶表示モニター２０７に表示される。また、この処理手
段２０８は、撮像素子チップ６２で撮影された物体像を
電子情報として記録する記録手段２０９の制御も行う。
この記録手段２０９は、処理手段２０８に設けられたメ
モリーであってもよく、図示されるように、処理手段２
０８と電気的に接続され、フロッピーディスクやスマー
トメディア等の磁気記録媒体に電子的に記録を書き込む
デバイスであってもよい。

【０１０４】さらに、ファインダー用光路２０３を有す
るファインダー用光学系２０４は、ファインダー用対物
光学系２１０と、このファインダー用対物光学系２１０
で形成された物体像を正立させるポロプリズム２１１
と、物体像を観察者眼球Ｅに導く接眼レンズ２１２とを
備えている。ポロプリズム２１１は、前部分と後部分と
に分割され、その間に物体像が形成される面があり、そ
の面上に視野枠２１３が配置されている。このポロプリ
ズム２１１は、４つの反射面を有し、ファインダー用対
物光学系２１０で形成された物体像を正立正像させてい
る。

【０１０５】また、このカメラ２００は、部品を減ら
し、コンパクトにし、低コストにするために、ファイン
ダー光学系２０４が排除されてもよい。この場合、観察
者は、液晶表示モニター２０７を見ながら撮影する、次
に、図７〜図９は本発明の結像光学系を情報処理装置の
一例であるパソコンに内蔵した構成を示す概念図であ
る。

【０１０６】図７はパソコン３００のカバーを開いた前
方斜視図、図８はパソコン３００の撮影光学系３０３の
断面図、図９は図７の状態の側面図である。図７〜図９
に示されるように、パソコン３００は、外部から繰作者
が情報を入力するためのキーボード３０１と、図示を省
略した情報処理手段や記録手段と、情報を操作者に表示
するモニター３０２と、操作者自身や周辺の像を撮影す
るための撮影光学系３０３とを有している。ここで、モ
ニター３０２は、図示しないバックライトにより背面か
ら照明する透過型液晶表示素子や、前面からの光を反射
して表示する反射型液晶表示素子や、ＣＲＴディスプレ
イ等であってよい。また、図中、撮影光学系３０３は、
モニター３０２の右上に内蔵されているが、その場所に
限らず、モニター３０２の周囲や、キーボード３０１の
周囲のどこであってもよい。

【０１０７】この撮影光学系３０３は、撮影光路３０４
上に、本発明の結像光学系からなる対物光学系１００
と、像を受光する撮像素子チップ６２とを有している。
これらはパソコン３００に内蔵されている。

【０１０８】ここで、撮像素子チップ６２上には付加的
にｌＲカットフィルター８０が貼り付けられて撮像ユニ
ット６０として一体に形成され、対物光学系１００の鏡
枠１０１の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可
能になっているため、対物光学系１００と撮像素子チッ
プ６２の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立
が簡単となっている。また、鏡枠１０１先端は、対物光
学系１００の絞りとして機能している。

【０１０９】撮像素子チップ６２で受光された物体像
は、端子６６を介して、パソコン３００の処理手段に入
力され、電子画像としてモニター３０２に表示される、
図８には、その一例として、操作者の撮影された画像３
０５が示されている。また、この画像３０５は、処理手
段を介し、インターネットや電話を介して、遠隔地から
通信相手のパソコンに表示されることも可能である。

【０１１０】次に、情報処理装置の他の例として電話、
特に、その中でも持ち運びに便利な携帯電話に本発明の
結像光学系をを内蔵した例を図１０に示す。

【０１１１】図１０（ａ）は携帯電話４００の正面図、
図１０（ｂ）は側面図、図１０（ｃ）は撮影光学系４０
５の断面図である。図１０（ａ）〜（ｃ）に示されるよ
うに、携帯電話４００は、操作者の声を情報として入力
するマイク部４０１と、通話相手の声を出力するスピー
カ部４０２と、操作者が情報を入力する入力ダイアル４
０３と、操作者自身や通話相手等の撮影像と電話番号等
の情報を表示するモニター４０４と、撮影光学系４０５
と、通信電波の送信と受信を行うアンテナ４０６と、画
像情報や通信情報、入力信号等の処理を行う処理手段
（図示せず）とを有している。ここで、モニター４０４
は液晶表示素子である。また、図中、各構成の配置位置
は、特にこれらに限られない。この撮影光学系４０５
は、撮影光路４０７上に配置された本発明の結像光学系
からなる対物光学系１００と、像を受光する撮像素子チ
ップ６２とを有している。これらは、携帯電話４００に
内蔵されている。

【０１１２】ここで、撮像素子チップ６２上には付加的
にｌＲカットフィルター８０が貼り付けられて撮像ユニ
ット６０として一体に形成され、対物レンズ１２の鏡枠
１３の後端にワンタッチで嵌め込まれて取り付け可能に
なっているため、対物レンズ１２と撮像素子チップ６２
の中心合わせや面間隔の調整が不要であり、組立が簡単
となっている。また、鏡枠１３の先端は、対物光学系１
００の絞りとして機能している。

【０１１３】撮影素子チップ６２で受光された物体像
は、端子６６を介して、図示していない処理手段に入力
され、電子画像としてモニター４０４に、又は、通信相
手のモニターに、又は、両方に表示される。また、通信
相手に画像を送信する場合、撮像素子チップ６２で受光
された物体像の情報を、送信可能な信号へと変換する信
号処理機能が処理手段には含まれている。

【０１１４】次に、図１１〜図１２に本発明の結像光学
系を用いた情報再生システムを示す。より詳細な説明は
特開平６−２３１４６６号に開示されているので、ここ
では省略する。ここで、マルチメディア情報の中でも、
特に、音声、音楽等のオーディオ情報に関連する実施例
について説明する。音声や音楽等のオーディオ情報を光
学的に読み取り可能なディジタル信号として紙に記録す
るためのオーディオ情報記録装置については特開平６−
２３１４６６号に示されている。

【０１１５】この装置により、例えば図１１（Ａ）に示
すような書式で紙１３０に記録される。すなわち、画像
１３２や文字１３４と一緒にデジタル信号化された音の
データが記録データ１３６として印刷される。ここで、
記録データ１３６は複数のブロック１３８から構成され
ており、各ブロック１３８はマーカ１３８Ａ、誤り訂正
用符号１３８Ｂ、オーディオデータ１３８Ｃ、ｘアドレ
スデータ１３８Ｄ、ｙアドレスデータ１３８Ｅ及び誤り
判定符号１３８Ｆから構成されている。

【０１１６】なお、マーカ１３８Ａは同期信号としても
機能するもので、ＤＡＴのように通常は記録変調で出て
こないようなパターンを用いている。また、誤り訂正用
符号１３８Ｂはオーディオデータ１３８Ｃの誤り訂正に
用いられているものである。オーディオデータ１３８Ｃ
はマイクロフォン又はオーディオ信号に対応するもので
ある。ｘアドレスデータ１３８Ｄ及びｙアドレスデータ
１３８Ｅは当該ブロック１３８の位置を表すデータであ
り、誤り判定符号１３８Ｆはこれらｘアドレス、ｙアド
レスの誤り判定に用いられる。

【０１１７】このようなフォーマットの記録データ１３
６は「１」、「０」のデータを例えはバーコードと同様
に「１」を黒ドット有り、「０」を黒ドットなしという
ようにしてプリンタシステム又は印刷用製版システムに
よって印刷記録される。以下、このような記録データを
ドットコードと称する。

【０１１８】図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示したよ
うな紙１３０に記録された音のデータをペン型の情報再
生装置（情報再生システム）１４０で読み出している場
面を示している。このようなペン型情報再生装置１４０
でドットコード１３６の上をなぞることにより、ドット
コード１３６を検出し、音に変換してイヤホン等の音声
出力器１４２で聞くことができる。

【０１１９】ここで、図１２は、このペン型情報再生装
置１４０の内部構成を示した断面図である。このペン型
情報再生装置１４０は、電気回路部品５０１とそれを支
持する基板５０２とを備えた処理手段５０３とバッテリ
ー電池５０４とを有した後部５００ａと、撮影ユニット
６０とＬＥＤ等の光源５０５とを有した前部５００ｂと
からなる。

【０１２０】そして、この前部５００ａと後部５００ｂ
とはジョイント部５０６でジョイントされている。ここ
で、撮影ユニット６０の構成は、図６等と同じであるた
め、説明は省略する。

【０１２１】そして、このペン型情報再生装置１４０は
光源５０５からの照明光（図中、矢印にて例示する。）
によって照らされた情報記録媒体５０７を被写体として
対物光学系１００が撮像素子チップ６２上に被写体像を
形成する。そして、この像は電気信号に変換され、端子
６６と接続線５０８によって電気的に接続とされた処理
手段５０３に入力される。そして、図１１に示したよう
に、操作者にイヤホンやスピーカーによって音として聞
くことができる。

【０１２２】ここて、ペン型情報再生装置１４０が前部
５００ａと後部５００ｂがジョイント部５０６を介して
分離可能にしているのは、撮影ユニット６０の組み込み
や部品交換が容易に行えるようにするためである。

【０１２３】また、この情報再生装置はペン型に限られ
るものではなく、様々な形状であってもよい。

【０１２４】以上の本発明の結像光学系は例えば次のよ
うに構成することができる。

【０１２５】〔１〕 物体像を形成する結像光学系にお
いて、前記結像光学系が、少なくとも絞りを有し、前記
絞りと像面との間に少なくとも第１プリズムと第２プリ
ズムとを有し、前記第１プリズムが、物体側から順に、
絞りを通過した光束をプリズム内に入射させる第１プリ
ズム入射面と、プリズム内に入射した入射光束を反射す
る第１プリズム第１反射面と、前記第１プリズム第１反
射面で反射された反射光束を反射する第１プリズム第２
反射面と、前記第１プリズム第２反射面で反射された反
射光束をプリズム外に射出する第１プリズム射出面とか
ら構成され、前記第１プリズム第１反射面と前記第１プ
リズム射出面とが同一面によって兼用され、前記第１プ
リズム入射面から入射した光束は、前記第１プリズム射
出面に全反射臨界角を越えて入射することによって前記
第１プリズム第１反射面として反射作用を発生させるよ
うに構成され、前記第２プリズムが、前記第１プリズム
射出面から射出された光束をプリズム内に入射させる第
２プリズム入射面と、プリズム内に入射した入射光束を
反射する第２プリズム第１反射面と、前記第２プリズム
第１反射面で反射された反射光束を反射する第２プリズ
ム第２反射面と、前記第２プリズム第２反射面で反射さ
れた反射光束をプリズム外に射出する第２プリズム射出
面とから構成され、前記第２プリズム第２反射面と前記
第２プリズム入射面とが同一面によって兼用され、前記
第２プリズム第１反射面から反射された光束は、前記第
２プリズム入射面に全反射臨界角を越えて入射すること
によって前記第２プリズム第２反射面として反射作用を
発生させるように構成されていることを特徴とする結像
光学系。

【０１２６】〔２〕 上記１において、前記絞りの中心
と前記像中心とを結ぶ光線を光軸とし、前記絞りから前
記第１プリズムと前記第２プリズムとを通過して折り返
される光軸が、略同一平面内に位置するように構成され
ていることを特徴とする結像光学系。

【０１２７】〔３〕 上記２において、前記第１プリズ
ムの折り返し光軸の含まれる平面における前記第１プリ
ズム第２反射面の形状が光束に負のパワーを与える反射
面形状を有するように構成されていると共に、前記第２
プリズムの折り返し光軸の含まれる平面における前記第
２プリズム第１反射面の形状が光束に正のパワーを与え
る反射面形状を有するように構成されていることを特徴
とする結像光学系。

【０１２８】〔４〕 上記１〜３の何れか１項におい
て、前記第１プリズムと前記第２プリズムとが、以下の
条件（１）、（２）を満足するように構成されているこ
とを特徴とする結像光学系。

【０１２９】 Ｐ１ｘ＜Ｐ２ｘ ・・・（１） Ｐ１ｙ＜Ｐ２ｙ ・・・（２） ただし、全光学系の偏心方向がＹ軸方向で、前記絞りの
中心と前記像中心とを結ぶ光線と平行な面をＹ−Ｚ面と
し、そのＹ−Ｚ面と直交する方向をＸ方向とするとき、
前記第１プリズムのＸ方向、Ｙ方向のパワーをそれぞれ
Ｐ１ｘ，Ｐ１ｙ、前記第２プリズムのＸ方向、Ｙ方向の
パワーをそれぞれＰ２ｘ，Ｐ２ｙ、全光学系の全体のＸ
方向、Ｙ方向のパワーをそれぞれＰｘ，Ｐｙとする。

【０１３０】〔５〕 上記１〜５の何れか１項におい
て、前記第１プリズムが以下の条件（９）、（１０）を
満足するように構成されていることを特徴とする結像光
学系。

【０１３１】 −１．０＜Ｐ１ｘ／Ｐｘ＜１．０ ・・・（９） −１．０＜Ｐ１ｙ／Ｐｙ＜１．０ ・・・（１０） ただし、全光学系の偏心方向がＹ軸方向で、前記絞りの
中心と前記像中心とを結ぶ光線と平行な面をＹ−Ｚ面と
し、そのＹ−Ｚ面と直交する方向をＸ方向とするとき、
前記第１プリズムのＸ方向、Ｙ方向のパワーをそれぞれ
Ｐ１ｘ，Ｐ１ｙ、前記第２プリズムのＸ方向、Ｙ方向の
パワーをそれぞれＰ２ｘ，Ｐ２ｙ、全光学系の全体のＸ
方向、Ｙ方向のパワーをそれぞれＰｘ，Ｐｙとする。

【０１３２】〔６〕 上記１〜５の何れか１項におい
て、前記第２プリズムが以下の条件（１１）、（１２）
を満足するように構成されていることを特徴とする結像
光学系。

【０１３３】 ０＜Ｐ２ｘ／Ｐｘ＜３．０ ・・・（１１） ０＜Ｐ２ｙ／Ｐｙ＜３．０ ・・・（１２） ただし、全光学系の偏心方向がＹ軸方向で、前記絞りの
中心と前記像中心とを結ぶ光線と平行な面をＹ−Ｚ面と
し、そのＹ−Ｚ面と直交する方向をＸ方向とするとき、
前記第１プリズムのＸ方向、Ｙ方向のパワーをそれぞれ
Ｐ１ｘ，Ｐ１ｙ、前記第２プリズムのＸ方向、Ｙ方向の
パワーをそれぞれＰ２ｘ，Ｐ２ｙ、全光学系の全体のＸ
方向、Ｙ方向のパワーをそれぞれＰｘ，Ｐｙとする。

【０１３４】〔７〕 上記１〜６の何れか１項におい
て、前記絞りの中心と前記像中心とを結ぶ光線を光軸と
し、前記絞りを通過し前記第１プリズム入射面に入射す
る光軸と前記第２プリズム射出面から射出される光軸と
が、略平行に構成されていることを特徴とする結像光学
系。

【０１３５】〔８〕 上記１〜７の何れか１項におい
て、前記第１プリズムと前記第２プリズムとが、前記第
１プリズム射出面と前記第２プリズム入射面とが対向配
置されるように構成されていることを特徴とする結像光
学系。

【０１３６】

〔９〕 上記１〜８の何れか１項におい
て、前記第１プリズムと第２プリズムとが、以下の条件
（３）、（４）を満足するように構成されていることを
特徴とする結像光学系。

【０１３７】 ０≦θ１≦２５° ・・・（３） ０≦θ２≦２５° ・・・（４） ただし、前記絞りの中心と前記像中心とを結ぶ光線を光
軸とし、光軸とその第１プリズムから射出する点での面
の法線とのなす角度をθ１、光軸とその第２プリズムへ
入射する点での面の法線とのなす角度をθ２とする。

【０１３８】〔１０〕 上記１〜９の何れか１項におい
て、前記第１プリズム入射面と前記第２プリズム射出面
とが対向配置され、前記第１プリズム第２反射面と前記
第２プリズム第１反射面とが対向配置されるように構成
されていることを特徴とする結像光学系。

【０１３９】〔１１〕 上記１〜１０の何れか１項にお
いて、前記絞りの中心と前記像中心とを結ぶ光線を光軸
とし、前記絞りから前記第１プリズムと前記第２プリズ
ムとを通過して折り返される光軸が含まれる平面におけ
る、前記第１プリズム入射面の形状が物体側に凸面を向
け光束に正のパワーを与える面形状に構成されていると
共に、前記第２プリズム射出面の形状が略平面形状にて
構成されていることを特徴とする結像光学系。

【０１４０】〔１２〕 上記１〜１１の何れか１項にお
いて、前記第１プリズムの第１プリズム第２反射面が、
偏心収差を補正する回転非対称な曲面形状にて構成され
ていることを特徴とする結像光学系。

【０１４１】〔１３〕 上記１〜１２の何れか１項にお
いて、前記第２プリズムの第２プリズム第１反射面が、
偏心収差を補正する回転非対称な曲面形状にて構成され
ていることを特徴とする結像光学系。

【０１４２】〔１４〕 上記１〜１３の何れか１項にお
いて、前記第１プリズムよりも物体側に、屈折力を有す
る光学素子が配置されていることを特徴とする結像光学
系。

【０１４３】〔１５〕 上記１〜１４の何れか１項記載
の結像光学系の形成した像面上に受光面を配置した電子
撮像素子と、映像を表示する表示素子と、前記電子撮像
素子で受光された物体像を映像として前記表示素子に表
示するための信号処理を行なう信号処理回路とを有する
ことを特徴とする電子撮像装置。

【０１４４】〔１６〕 上記１〜１４の何れか１項記載
の結像光学系と、前記結像光学系によって形成された物
体像を受光する位置に配置された電子撮像素子と、前記
電子撮像素子によって光電変換された電子信号を処理す
る処理手段とを含み、前記結像光学系の絞りから前記電
子撮像素子までの間隔（Ｄ）が、２５ｍｍ以下（Ｄ≦２
５ｍｍ）となるように、前記第１プリズムと前記第２プ
リズムの内部で光路を折り曲げ、かつ、前記第１プリズ
ムと前記第２プリズムとを前記間隔Ｄが小さくなる方向
（Ｚ軸方向）に近づけて配置し、さらに、少なくとも１
０°以上の画角（ω≦１０°）の光束を前記第１プリズ
ムと前記第２プリズムの内部で折り曲げて前記電子撮像
素子に導くために、前記間隔Ｄが３ｍｍ以上（Ｄ≦３ｍ
ｍ）となるように前記第１プリズムと前記第２プリズム
とが構成されていることを特徴とするコンパクトな撮影
装置。

【０１４５】〔１７〕 上記１６において、前記結像光
学系の絞りから前記電子撮像素子までの間隔（Ｄ）が、
１５ｍｍ以下（Ｄ≦１５ｍｍ）となるように、前記第１
プリズムと前記第２プリズムの内部で光路を折り曲げ、
かつ、前記第１プリズムと前記第２プリズムとを前記間
隔Ｄが小さくなる方向（Ｚ軸方向）に近づけて配置した
ことを特徴とするコンパクトな撮影装置。

【０１４６】〔１８〕 上記１〜１４の何れか１項記載
の結像光学系と、前記結像光学系によって形成された物
体像を受光する位置に配置された電子撮像素子と、前記
電子撮像素子によって光電変換された電子信号を処理す
る処理手段と、操作者が前記処理手段に入力したい情報
信号を入力するための入力部と、前記処理手段からの出
力を表示する表示素子と、前記処理手段からの出力を記
録する記録媒体とを含み、前記処理手段は、前記結像光
学系によって前記電子撮像素子に受光された物体像を前
記表示素子に表示するように構成されていることを特徴
とする情報処理装置。

【０１４７】〔１９〕 上記１８において、前記入力部
がキーボードにて構成され、前記結像光学系と前記電子
撮像素子とが前記表示素子の周辺部又は前記キーボード
の周辺部に内蔵されていることを特徴とするパソコン装
置。

【０１４８】〔２０〕 上記１〜１４の何れか１項記載
の結像光学系と、前記結像光学系によって形成された物
体像を受光する位置に配置された電子撮像素子と、電話
信号を送信及び受信するためのアンテナと、電話番号等
の信号を入力するための入力部と、前記電子撮像素子に
よって受光された物体像を送信可能な信号に変換する信
号処理部とを含んでいることを特徴とする電話装置。

【０１４９】〔２１〕 上記１〜１４の何れか１項記載
の結像光学系と、前記結像光学系によって形成された物
体像を受光する位置に配置された電子撮像素子と、音声
信号をバーコード又はドット状の何れかに表示した被写
体を照明する照明部材と、前記電子撮像素子によって受
光された前記バーコード又はドット状の何れかに表示し
た被写体から音声認識を行う処理手段と、その認識され
た音声信号を音として操作者の耳に伝達する音発生部材
とを含んでいることを特徴とする情報再生装置。

【０１５０】〔２２〕 上記１〜１４の何れか１項記載
の結像光学系と、前記結像光学系によって形成された物
体像を受光する位置に配置された電子撮像素子と、前記
電子撮像素子によって光電変換された電子信号を処理す
る処理手段と、前記電子撮像素子で受光された物体像を
観察可能に表示する表示素子とを有し、前記電子撮像素
子で受光された物体像の像情報を記録するための記録部
材を内蔵又は挿脱するように構成され、前記処理手段
が、前記電子撮像素子に受光された物体像を前記表示素
子に表示する表示処理機能と、前記電子撮像素子に受光
された物体像を前記記録媒体に記録する記録処理機能と
を有することを特徴とする電子カメラ装置。

【０１５１】〔２３〕 上記１５〜２２の何れか１項記
載の装置において、前記絞りが装置の撮影窓にて構成さ
れていることを特徴とする装置。

【０１５２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、少ない光学素子の構成枚数で高性能、低コス
トな結像光学系を提供することができる。また、少ない
反射回数の反射面を用いて光路を折り畳むことにより小
型化、薄型化された高性能な結像光学系を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の結像光学系の断面図であ
る。

【図２】本発明の実施例２の結像光学系の断面図であ
る。

【図３】実施例１の結像光学系の横収差図である。

【図４】本発明の結像光学系が対物光学系として組み込
れた電子カメラの外観を示す前方斜視図である。

【図５】本発明の結像光学系が対物光学系として組み込
れた電子カメラの後方斜視図である。

【図６】本発明の結像光学系が対物光学系として組み込
れた電子カメラの構成を示す断面図である。

【図７】本発明の結像光学系が対物光学系として組み込
れたパソコンのカバーを開いた前方斜視図である。

【図８】パソコンの撮影光学系の断面図である。

【図９】図８の状態の側面図である。

【図１０】本発明の結像光学系が対物光学系として組み
込れた携帯電話の正面図、側面図、その撮影光学系の断
面図である。

【図１１】本発明の結像光学系を適用する情報再生シス
テムにより再生される情報の形態を説明する図である。

【図１２】本発明の結像光学系を用いたペン型情報再生
装置の内部構成を示した断面図である。

【図１３】本発明の結像光学系におけるパワーと焦点距
離の定義を説明するための図である。

【符号の説明】

Ｓ…結像光学系 Ｅ…観察者眼球 １…絞り ２…軸上主光線（光軸） ３…像面（撮像素子の撮像面） ４…撮像素子のカバーガラス １０…第１プリズム １１…第１プリズム第１面 １２…第１プリズム第２面 １３…第１プリズム第３面 １４…第１プリズム第４面 ２０…第２プリズム ２１…第２プリズム第１面 ２２…第２プリズム第２面 ２３…第２プリズム第３面 ２４…第２プリズム第４面 ３０…回転対称負レンズ ３１…回転対称負レンズ第１面 ３２…回転対称負レンズ第２面 ６０…撮像ユニット ６２…撮像素子チップ ６６…端子 ８０…ｌＲカットフィルター １００…対物光学系 １０１…鏡枠 １３０…紙 １３２…画像 １３４…文字 １３６…記録データ（ドットコード） １３８…ブロック １３８Ａ…マーカ １３８Ｂ…誤り訂正用符号 １３８Ｃ…オーディオデータ １３８Ｄ…ｘアドレスデータ １３８Ｅ…ｙアドレスデータ １３８Ｆ…誤り判定符号 １４０…ペン型情報再生装置（情報再生システム） １４２…音声出力器 ２００…電子カメラ ２０１…撮影用光路 ２０２…撮影光学系 ２０３…ファインダー用光路 ２０４…ファインダー光学系 ２０５…シャッター ２０６…フラッシュ ２０７…液晶表示モニター ２０８…処理手段 ２０９…記録手段 ２１０…ファインダー用対物光学系 ２１１…ポロプリズム ２１２…接眼レンズ ２１３…視野枠 ３００…パソコン ３０１…キーボード ３０２…モニター ３０３…撮影光学系 ３０４…撮影光路 ３０５…画像 ４００…携帯電話 ４０１…マイク部 ４０２…スピーカ部 ４０３…入力ダイアル ４０４…モニター ４０５…撮影光学系 ４０６…アンテナ ４０７…撮影光路 ５００ａ…後部 ５００ｂ…前部 ５０１…電気回路部品 ５０２…基板 ５０３…処理手段 ５０４…バッテリー電池 ５０５…光源 ５０６…ジョイント部 ５０７…情報記録媒体 ５０８…接続線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体像を形成する結像光学系において、 前記結像光学系が、少なくとも絞りを有し、前記絞りと
   像面との間に少なくとも第１プリズムと第２プリズムと
   を有し、 前記第１プリズムが、物体側から順に、絞りを通過した
   光束をプリズム内に入射させる第１プリズム入射面と、
   プリズム内に入射した入射光束を反射する第１プリズム
   第１反射面と、前記第１プリズム第１反射面で反射され
   た反射光束を反射する第１プリズム第２反射面と、前記
   第１プリズム第２反射面で反射された反射光束をプリズ
   ム外に射出する第１プリズム射出面とから構成され、 前記第１プリズム第１反射面と前記第１プリズム射出面
   とが同一面によって兼用され、前記第１プリズム入射面
   から入射した光束は、前記第１プリズム射出面に全反射
   臨界角を越えて入射することによって前記第１プリズム
   第１反射面として反射作用を発生させるように構成さ
   れ、 前記第２プリズムが、前記第１プリズム射出面から射出
   された光束をプリズム内に入射させる第２プリズム入射
   面と、プリズム内に入射した入射光束を反射する第２プ
   リズム第１反射面と、前記第２プリズム第１反射面で反
   射された反射光束を反射する第２プリズム第２反射面
   と、前記第２プリズム第２反射面で反射された反射光束
   をプリズム外に射出する第２プリズム射出面とから構成
   され、 前記第２プリズム第２反射面と前記第２プリズム入射面
   とが同一面によって兼用され、前記第２プリズム第１反
   射面から反射された光束は、前記第２プリズム入射面に
   全反射臨界角を越えて入射することによって前記第２プ
   リズム第２反射面として反射作用を発生させるように構
   成されていることを特徴とする結像光学系。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記絞りの中心と前記像中心とを結ぶ光線を光軸とし、
   前記絞りから前記第１プリズムと前記第２プリズムとを
   通過して折り返される光軸が、略同一平面内に位置する
   ように構成されていることを特徴とする結像光学系。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記第１プリズムの折り返し光軸の含まれる平面におけ
   る前記第１プリズム第２反射面の形状が光束に負のパワ
   ーを与える反射面形状を有するように構成されていると
   共に、 前記第２プリズムの折り返し光軸の含まれる平面におけ
   る前記第２プリズム第１反射面の形状が光束に正のパワ
   ーを与える反射面形状を有するように構成されているこ
   とを特徴とする結像光学系。