JP3220462B2 - 反射式画角変換光学装置及び製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

この発明は、映像装置等の画角を変換する反射式画角
変換光学装置およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図31は例えば特公昭50−30457号公報に示された従来
の超広角（魚眼）レンズを示す断面図であり、図におい
て、１は図の左方向の対象物（図示せず）から到達した
入射光の光軸、２はその対象物からの入射光を屈折させ
る屈折レンズである。この超広角レンズは屈折光学系
で、一眼レフレックスカメラに取り付けられることでラ
イカ判対角線方向に180度の視野を写すことができる。

【０００３】 また、図32は狭視野ではあるが反射鏡を用いた光学系
の例として、例えば「天文アマチュアのための望遠鏡光
学・反射編／吉田正太郎著，（1988年），誠文堂新光
社,p.55」に示されたカセグレン式反射望遠鏡の反射鏡
を示す断面図であり、図において、３は主鏡、４は副
鏡、５は対象物から到達した入射光、６は主鏡３により
反射された反射光の焦点、７はさらに副鏡４により反射
された反射光の焦点である。このカセグレン式反射望遠
鏡では焦点７の結像面にできた結像を見ることにより対
象物を観測することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

従来の超広角レンズは以上のように構成されているの
で、コントラストの低い赤外線撮像装置等に用いる場
合、明るいレンズ、すなわち大口径のレンズが必要にな
る。しかしながら、図31に示したような屈折光学系のレ
ンズの大口径化には、ガラスの均質性と強度という点に
製造の難しさと、両面を研磨しなくてはならないなどの
加工の難しさ、また、その製造および加工の難しさに伴
なう経費の増大などの問題が生じる。 図32に示したような望遠鏡光学においては、この問題
を主鏡３、副鏡４等の反射鏡を用いることで解決してい
るが、広角光学系においては、未だ解決されていないな
どの問題点があった。

【０００５】 この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、広角光学系においても反射鏡を用いること
で、強度を良好にすると共に加工を容易にする反射式画
角変換光学装置を得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この発明に係る反射式画角変換光学装置の製造方法
は、例えば、回転対称な凸面形状の反射面を有し見よう
とした対象物から到達した入射光を１次反射光として反
射させる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心と
して回転対称な凸面形状の反射面を有しその主鏡より上
記対象物側に対向配置されその主鏡より反射された１次
反射光を２次反射光として反射させ視点に集光する副鏡
と、上記主鏡および副鏡を支持し且つ対象物からの入射
光を透過する支持部材とを備えた反射式画角変換光学装
置の製造方法において、主鏡の反射面の断面形状をｙ＝
f1（ｘ）、副鏡の反射面の断面形状をｙ＝f2（ｘ）、対
象物から到達した入射光の主鏡への入射角θと上記２次
反射光の視点への入射角φとの関係をθ＝ｇ（φ）とし
た時、 （ａ）入射光の主鏡上における入射点P1（Mx、My）に対
して、正確に対応するような１次反射光の副鏡上におけ
る入射点P2（Sx、Sy）が存在し、 （ｂ）且つ、主鏡の内周上の点に対しては、副鏡の内周
上の点が対応する条件を満たすように、次式（１）及び
（２）

【数７】 Sx＝Dsinφ Sy＝Dcosφ ……（１）

【数８】 に基づき（Ｄは視点と入射点P2間の距離である）、主鏡
及び副鏡の反射面の形状を与えるものである。このこと
によって、主鏡と副鏡とにより、広角度に入射される入
射光を主鏡にて１次反射光として副鏡へ反射させ、ま
た、その１次反射光を副鏡にて２次反射光として視点に
集光する。したがって、広角度な入射光を視点に集光す
ることが可能になる。また、主鏡と副鏡は金属等の材料
で加工可能となる。

【０００７】 また、この発明に係る反射式画角変換光学装置は、回
転対称な形状であり且つ同心円状の複数の異なる部分鏡
より成る反射面を有し入射光を１次反射光として反射さ
せる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心として
回転対称な形状の反射面を有しその主鏡に対向配置され
１次反射光を２次反射光として反射させ視点に集光する
副鏡と、主鏡および副鏡のうち少なくとも一方を回転対
称軸方向に摺動自在に支持し且つ入射光を透過する支持
移動部材とを備えたものである。 このことによって、主鏡と副鏡とにより、広角度に入
射される入射光を主鏡にて１次反射光として副鏡へ反射
させ、また、その１次反射光を副鏡にて２次反射光とし
て視点に集光する。したがって、広角度な入射光を視点
に集光することが可能になる。また、支持移動部材にて
主鏡の同心円状の複数の異なる部分鏡にてそれぞれ反射
される１次反射光の角度に応じて主鏡と副鏡との間隔を
調整することにより、異なる広角度の入射光を視点に集
光することが可能になる。さらに、主鏡と副鏡は金属等
の材料で加工可能となる。

【０００８】 また、この発明に係る反射式画角変換光学装置は、回
転対称な形状の反射面を有し入射光を１次反射光として
反射させる複数の主鏡と、回転対称な形状の反射面を有
し上記複数の主鏡の一つと選択的に組み合わせられて当
該主鏡に対向し当該主鏡からの１次反射光を２次反射光
として反射させ視点に集光する副鏡と、副鏡を支持する
と共に複数の主鏡を任意に設定した方向の回転軸を中心
として回転自在に支持し回転位置により複数の主鏡の一
つを選択的に副鏡と組み合わせて当該主鏡の回転対称軸
を副鏡の回転対称軸に一致させ且つ入射光を透過する支
持回転部材とを備え、各主鏡を副鏡と組み合わせた際の
両鏡の回転対称軸と入射光とのなす角度と回転対称軸と
２次反射光とのなす角度とがそれぞれ異なる関係になる
ように上記複数の主鏡の反射面の形状を成形したもので
ある。 このことによって、主鏡と副鏡とにより、広角度に入
射される入射光を主鏡にて１次反射光として副鏡へ反射
させ、また、その１次反射光を副鏡にて２次反射光とし
て視点に集光する。したがって、広角度な入射光を視点
に集光することが可能になる。また、支持回転部材にて
回転対称軸と入射光とのなす角度と回転対称軸と２次反
射光とのなす角度とがそれぞれ異なる関係になるように
反射面の形状が成形された複数の主鏡を切り替えること
により、異なる広角度の入射光を視点に集光することが
可能になる。さらに、主鏡と副鏡は金属等の材料で加工
可能となる。

【０００９】 また、この発明に係る反射式画角変換光学装置は、回
転対称な形状の反射面を有し入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、それぞれが回転対称な形状の反射面
を有し選択的に上記主鏡と組み合わせられて主鏡からの
１次反射光を２次反射光として反射させ視点に集光する
複数の副鏡と、主鏡を支持すると共に複数の副鏡を任意
に設定した方向の回転軸を中心として回転自在に支持し
回転位置により複数の副鏡の一つを選択的に主鏡と組み
合わせて当該副鏡の回転対称軸を主鏡の回転対称軸と一
致させ且つ入射光を透過する支持回転部材とを備え、各
副鏡を主鏡と組み合わせた際の両鏡の回転対称軸と入射
光とのなす角度と回転対称軸と２次反射光とのなす角度
とがそれぞれ異なる関係になるように上記複数の副鏡の
反射面の形状を成形したものである。このことによっ
て、主鏡と副鏡とにより、広角度に入射される入射光を
主鏡にて１次反射光として副鏡へ反射させ、また、その
１次反射光を副鏡にて２次反射光として視点に集光す
る。したがって、広角度な入射光を視点に集光すること
が可能になる。また、支持回転部材にて回転対称軸と入
射光とのなす角度と回転対称軸と２次反射光とのなす角
度とがそれぞれ異なる関係になるように反射面の形状が
成形された複数の副鏡を切り替えることにより、異なる
広角度の入射光を視点に集光することが可能になる。さ
らに、主鏡と副鏡は金属等の材料で加工可能となる。

【００１０】 また、この発明に係る反射式画角変換光学装置は、回
転対称な形状の反射面を有し入射光を１次反射光として
反射させる複数の主鏡と、回転対称な形状の反射面を有
し上記複数の主鏡の一つと選択的に組み合わせられて当
該主鏡からの１次反射光を２次反射光として反射させ視
点に集光する副鏡と、副鏡を支持すると共に複数の主鏡
を任意に設定した方向に摺動自在に支持し摺動位置によ
り複数の主鏡の一つを選択的に副鏡と組み合わせて当該
主鏡の回転対称軸を副鏡の回転対称軸に一致させ且つ入
射光を透過する支持移動部材とを備え、各主鏡を副鏡と
組み合わせた際の両鏡の回転対称軸と入射光とのなす角
度と回転対称軸と２次反射光とのなす角度とがそれぞれ
異なる関係になるように上記複数の主鏡の反射面の形状
を成形したものである。このことによって、主鏡と副鏡
とにより、広角度に入射される入射光を主鏡にて１次反
射光として副鏡へ反射させ、また、その１次反射光を副
鏡にて２次反射光として視点に集光する。したがって、
広角度な入射光を視点に集光することが可能になる。ま
た、支持移動部材にて回転対称軸と入射光とのなす角度
と回転対称軸と２次反射光とのなす角度とがそれぞれ異
なる関係になるように反射面の形状が成形された複数の
主鏡を切り替えることにより、異なる広角度の入射光を
視点に集光することが可能となる。さらに、主鏡と副鏡
は金属等の材料で加工可能となる。

【００１１】 また、この発明に係る反射式画角変換光学装置は、回
転対称な形状の反射面を有し入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、それぞれが回転対称な形状の反射面
を有し選択的に主鏡と組み合わせられて主鏡からの１次
反射光を２次反射光として反射させ視点に集光する複数
の副鏡と、主鏡を支持すると共に複数の副鏡を任意に設
定した方向に摺動自在に支持し摺動位置により上記複数
の副鏡の一つを選択的に主鏡と組み合わせて当該副鏡の
回転対称軸を主鏡の回転対称軸と一致させ且つ入射光を
透過する支持移動部材とを備え、上記各副鏡を主鏡と組
み合わせた際の両鏡の回転対称軸と入射光とのなす角度
と回転対称軸と２次反射光とのなす角度とがそれぞれ異
なる関係になるように上記複数の副鏡の反射面の形状を
成形したものである。このことによって、主鏡と副鏡と
により、広角度に入射される入射光を主鏡にて１次反射
光として副鏡へ反射させ、また、その１次反射光を副鏡
にて２次反射光として視点に集光する。したがって、広
角度な入射光を視点に集光することが可能になる。ま
た、支持移動部材にて回転対称軸と入射光とのなす角度
と回転対称軸と２次反射光とのなす角度とがそれぞれ異
なる関係になるように反射面の形状が成形された複数の
副鏡を切り替えることにより、異なる広角度の入射光を
視点に集光することが可能になる。さらに、主鏡と副鏡
は金属等の材料で加工可能となる。

【００１２】 また、この発明に係る反射式画角変換光学装置は、回
転対称な形状の反射面を有し入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心
として回転対称な形状の反射面を有しその主鏡からの１
次反射光を２次反射光として反射させ視点に集光する副
鏡と、主鏡および副鏡のうち少なくとも一方を上記回転
対称軸方向に摺動自在に支持し且つ入射光を透過する支
持移動部材とを備え、その回転対称軸と入射光とのなす
角度と回転対称軸と２次反射光とのなす角度とが上記支
持移動部材により摺動された主鏡と副鏡との間隔に応じ
て異なる関係になるように主鏡および副鏡の反射面の形
状を成形したものである。このことによって、主鏡と副
鏡とにより、広角度に入射される入射光を主鏡にて１次
反射光として副鏡へ反射させ、また、その１次反射光を
副鏡にて２次反射光として視点に集光する。したがっ
て、広角度な入射光を視点に集光することが可能にな
る。また、支持移動部材にて主鏡と副鏡との間隔を調整
することにより、主鏡への入射光の角度、副鏡への１次
反射光の角度、視点への２次反射光の角度が変化し、異
なる広角度の入射光を視点に集光することが可能にな
る。さらに、主鏡と副鏡は金属等の材料で加工可能とな
る。

【００１３】 また、この発明に係る反射式画角変換光学装置は、回
転対称な形状の反射面を有し入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心
として回転対称な形状の反射面を有しその主鏡からの１
次反射光を２次反射光として反射させ視点に集光する副
鏡と、主鏡および副鏡を支持し且つ入射光を透過する支
持部材とを備え、主鏡および副鏡の少なくとも一方にそ
の対象物からの入射光を透過する透過部を設けたもので
ある。このことによって、主鏡と副鏡とにより、広角度
に入射される入射光を主鏡にて１次反射光として副鏡へ
反射させ、また、その１次反射光を副鏡にて２次反射光
として視点に集光する。したがって、広角度な入射光を
視点に集光することが可能になる。また、主鏡およびと
副鏡の少なくとも一方に設けられた透過部は入射光を透
過し、上記視点に集光した主鏡と副鏡により反射された
反射光と共に透過部を透過した入射光を視点に照射させ
る。さらに、主鏡と副鏡は金属等の材料で加工可能とな
る。

【００１４】 また、この発明に係る反射式画角変換光学装置は、回
転対称な形状の反射面を有し入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心
として回転対称な形状の反射面を有しその主鏡からの１
次反射光を２次反射光として反射させ視点に集光する副
鏡と、主鏡および副鏡を支持し且つ入射光を透過する支
持部材とを備えると共に、主鏡および副鏡の少なくとも
一方に透過部を設け、その対象物からの入射光をその透
過部を通して副鏡または視点方向に反射させる回転自在
に支持された平面鏡を備えたものである。このことによ
って、主鏡と副鏡とにより、広角度に入射させる入射光
を主鏡にて１次反射光として副鏡へ反射させ、また、そ
の１次反射光を副鏡にて２次反射光として視点に集光す
る。したがって、広角度な入射光を視点に集光すること
が可能になる。また、主鏡およびと副鏡の少なくとも一
方に設けられた透過部は平面鏡で反射された入射光を透
過し、上記視点に集光した主鏡と副鏡により反射された
反射光と共に透過部を透過した入射光を視点に照射させ
ることができ、そして回転自在に支持された上記平面鏡
を回転させることで透過部を透過させる入射光の方向を
変えることができる。さらに、主鏡と副鏡は金属等の材
料で加工可能となる。

【００１５】 また、この発明に係る反射式画角変換光学装置は、回
転対称な形状の反射面を有し入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心
として回転対称な形状の反射面を有しその主鏡からの１
次反射光を２次反射光として反射させ視点に集光する副
鏡と、主鏡および副鏡を支持し且つ入射光を透過する支
持部材とを備え、主鏡および副鏡のうち少なくとも一方
を上記回転対称軸の周方向に複数個に分割すると共にそ
の回転対称軸と入射光とのなす角度と回転対称軸と２次
反射光とのなす角度とがそれぞれ異なる関係になるよう
にその分割された複数の反射面の形状を成形したもので
ある。このことによって、主鏡と副鏡とにより、広角度
に入射される入射光を主鏡にて１次反射光として副鏡へ
反射させ、また、その１次反射光を副鏡にて２次反射光
として視点に集光する。したがって、広角度な入射光を
視点に集光することが可能になる。また、主鏡およびと
副鏡のうち少なくとも一方の回転軸の周方向に複数個に
分割された反射面は、異なる複数種の広角度の入射光を
視点に同時に集光することを可能にする。さらに、主鏡
と副鏡は金属等の材料で加工可能となる。

【００１６】 また、この発明に係る反射式画角変換光学装置は、回
転対称な形状の反射面を有し入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心
として回転対称な形状の反射面を有しその主鏡からの１
次反射光を２次反射光として反射させ視点に集光する副
鏡と、主鏡および副鏡を支持すると共に回転対称軸を中
心として回転駆動し且つ対象物からの入射光を透過する
支持回転駆動部材と、その視点に集光された２次反射光
を記憶する記憶部とを備え、主鏡および副鏡のうち少な
くとも一方を上記回転対称軸の周方向に複数個に分割す
ると共にその回転対称軸と入射光とのなす角度と回転対
称軸と２次反射光とのなす角度とがそれぞれ異なる関係
になるようにその分割された複数の反射面の形状を成形
したものである。このことによって、主鏡と副鏡とによ
り、広角度に入射される入射光を主鏡にて１次反射光と
して副鏡へ反射させ、また、その１次反射光を副鏡にて
２次反射光として視点に集光する。したがって、広角度
な入射光を視点に集光することが可能になる。また、主
鏡および副鏡のうち少なくとも一方の回転対象軸の周方
向に複数個に分割された反射面を支持回転駆動部材によ
り回転させ、視点に集光された２次反射光を記憶部にて
記憶することにより、複数種の各画角の回転対象軸周り
全域に渡った入射光を得ることが可能となる。さらに、
主鏡と副鏡は金属等の材料で加工可能となる。

【００１７】 また、この発明に係る反射式画角変換光学装置は、回
転対称な凸面形状の反射面を有し入射光を１次反射光と
して反射させる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を
中心として回転対称な凸面形状の反射面を有しその主鏡
からの１次反射光を２次反射光として反射させ視点に集
光する副鏡と、主鏡および副鏡を支持し且つ入射光を透
過する支持部材とを備え、主鏡および副鏡のうち少なく
とも一方を同心円状の複数の異なる部分鏡に分割すると
共に、その回転対称軸と入射光とのなす角度と回転対称
軸と２次反射光とのなす角度とがそれぞれ異なる関係に
なるようにその分割された複数の部分鏡の反射面の形状
を成形したものである。このことによって、主鏡と副鏡
とにより、広角度に入射される入射光を主鏡にて１次反
射光として副鏡へ反射させ、また、その１次反射光を副
鏡にて２次反射光として視点に集光する。したがって、
広角度な入射光を視点に集光することが可能になる。ま
た、主鏡および副鏡のうち少なくとも一方の同心円状に
複数個に分割された反射面は、異なる複数種の広角度の
入射光を視点に同時に集光することを可能にする。さら
に、主鏡と副鏡は金属等の材料で加工可能となる。

【００１８】 また、この発明に係る反射式画角変換光学装置は、回
転対称な凸面形状の反射面を有し入射光を１次反射光と
して反射させる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を
中心として回転対称な凸面形状の反射面を有しその主鏡
からの１次反射光を２次反射光として反射させ視点に集
光する副鏡と、主鏡および副鏡を支持し且つ対象物から
の入射光を透過する支持部材とを備え、主鏡および副鏡
のうち少なくとも一方を柔軟な素材で成形し、その柔軟
な素材からなる鏡を変形させる駆動装置を設けたもので
ある。このことによって、主鏡と副鏡とにより、広角度
に入射される入射光を主鏡にて１次反射光として副鏡へ
反射させ、また、その１次反射光を副鏡にて２次反射光
として視点に集光する。したがって、広角度な入射光を
視点に集光することが可能になる。また、主鏡および副
鏡のうち少なくとも一方を柔軟な素材で成形しその鏡を
駆動装置で変形させることにより、無限に異なる広角度
の入射光を視点に集光することを可能にする。

【００１９】 また、この発明に係る反射式画角変換光学装置は、回
転対称な形状の反射面を有し入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心
として回転対称な形状の反射面を有しその主鏡からの１
次反射光を２次反射光として反射させ視点に集光する副
鏡と、主鏡および副鏡を支持し且つ対象物からの入射光
を透過する支持部材とを備え、視点に集まるすべての入
射光に対し透過面が垂直になるように支持部材の形状を
成形したものである。このことによって、主鏡と副鏡と
により、広角度に入射される入射光を主鏡にて１次反射
光として副鏡へ反射させ、また、その１次反射光を副鏡
にて２次反射光として視点に集光する。したがって、広
角度な入射光を視点に集光することが可能になる。ま
た、主鏡および副鏡を支持し且つ入射光を透過する支持
部材を視点に集まるすべての入射光に対し透過面が垂直
になるようにその形状を成形することにより、入射光を
屈折させることなく支持部材を透過させることができ
る。さらに、主鏡と副鏡は金属等の材料で加工可能とな
る。

【００２０】 また、この発明に係る反射式画角変換光学装置は、支
持部材、支持回転部材、支持移動部材または支持回転駆
動部材に支持された主鏡および副鏡のうち少なくとも一
方を異なる反射面の形状を有するものに交換自在にした
ものである。このことによって、主鏡と副鏡とにより、
広角度に入射される入射光を主鏡にて１次反射光として
副鏡へ反射させ、また、その１次反射光を副鏡にて２次
反射光として視点に集光する。したがって、広角度な入
射光を視点に集光することが可能になる。また、主鏡お
よび副鏡のうち少なくとも一方を異なる反射面の形状を
有するものに交換自在にすることにより、無限に異なる
広角度の入射光を視点に集光することを可能にする。さ
らに、主鏡と副鏡は金属等の材料で加工可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】

以下、この発明の反射式画角変換光学装置の実施の形
態を図について説明する。図１はこの発明の一実施の形
態による反射式画角変換光学装置を示す一部断面構成図
であり、図において、８は回転対称軸９について回転対
称な形状の反射面を有する主鏡、10はその主鏡８と同一
の回転対称軸９を中心として回転対称な形状の反射面を
有し、その主鏡８より対称物（図示せず）側に対向配置
された副鏡である。11は主鏡８および副鏡10を支持する
と共に、対象物からの入射光12を透過する支持部材とし
ての透明カバー、13は主鏡８により反射された１次反射
光、14は副鏡10により反射された２次反射光、15は回転
対称軸９を中心に主鏡８に固定されたレンズ、16はレン
ズ15を取り付けたCCDカメラである。

【００２２】 次に動作について説明する。広角度に存在する対象物
より到達した入射光12は主鏡８により１次反射光13とし
て副鏡10へ反射され、また、その１次反射光13を副鏡10
により２次反射光14としてレンズ15に集光する。この
時、副鏡10により集光された像をレンズ15を介してCCD
カメラ16により撮像することで画像を得ることができ
る。 主鏡８および副鏡10の形状は以下のように設計するこ
とができる。主鏡８および副鏡10は回転対称であるから
その断面形状を決定すれば形状が決定する。図２は副鏡
10の設計方法を説明するための説明図であり、図におい
て、17は視点であり、この視点17の座標の原点を０と
し、横軸をｘ軸、縦軸をｙ軸とする。この視点17はレン
ズ15の位置である。また、S₁は副鏡10の内周上の点、S₂
は副鏡10の外周上の点、M₁は主鏡８の内周上の点であ
る。図３は主鏡８の設計方法を説明するための説明図で
あり、図において、P₁は主鏡８の反射面の点、P₂は副鏡
10の反射面の点、θは入射光12の本装置への入射角、φ
は２次反射光14のレンズ15への入射角である。 ここでは次の条件を与えることで主鏡８を設計する。 「条件１」副鏡10の反射面の断面形状。 「条件２」主鏡８の内周上の点M₁の位置。 「条件３」入射光12の入射角θと２次反射光14の視点
17への入射角φの関係。 ここで、「条件１」の副鏡10の反射面の断面形状は任
意に設定するのではなく、「条件２」と副鏡10の外周上
の点S₂に入射する１次反射光13の傾きから設定する。こ
の１次反射光13は主鏡８の外周上の点で反射された光で
あり、主鏡８の外周上の点はこの光路上に存在する。図
２において、副鏡10の反射面は点S₁では点M₁からかる１
次反射光13が視点17方向へ反射されるような傾きをも
ち、点S₂では設定した傾きの１次反射光13が視点17方向
へ反射されるような傾きをもつ。以上の条件を満たす副
鏡10の反射面の形状・位置・大きさを設定する。ここで
は、上記条件を満たす副鏡10の反射面の断面形状をｙ＝
f₂（ｘ）と表す。 上記条件にそって主鏡８を設計する。図３において、
主鏡反射面の断面形状をｙ＝f₁（ｘ）と表す。まず、主
鏡８の反射面上の点P₁（M_x,M_y）における反射について
考える。単位長さの入射光12のベクトルをＡベクトル、
１次反射光13のベクトルをＢベクトル、法線ベクトルを
N₁ベクトルとすると、これらの成分は次式で表される。

【００２３】

【数９】 Ａ＝（−sinθ，−cosθ） Ｂ＝（S_x−M_x,S_y−M_y） N₁＝（−f₁′（M_x,1） ……（１）

【００２４】 ここで、f₁′（M_x）はf₁（ｘ）のｘ＝M_xにおける１階
の導関数である。反射の法則により、これらのベクトル
には次の関係が成り立つ。

【００２５】

【数１０】

【００２６】 すなわち、

【００２７】

【数１１】

【００２８】 次に、副鏡10の反射面上の点P₂（S_x,S_y）における反
射について考える。２次反射光14のベクトルをＣベクト
ル、法線ベクトルをN₂ベクトルとすると、これらの成分
は次式で表される。

【００２９】

【数１２】 Ｃ＝（−S_x,−S_y） N₂＝（f₂′（S_x），−１） ……（４）

【００３０】 ここで、f₂′（S_x）はf₂（ｘ）のｘ＝S_xにおける１階
の導関数である。反射の法則により、これらのベクトル
には次の関係が成り立つ。

【００３１】

【数１３】

【００３２】 すなわち、

【００３３】

【数１４】

【００３４】 また、P₂は副鏡10の反射面上にあることにより次の式
が成り立つ。

【００３５】

【数１５】 S_y＝f₂（S_x） ……（７）

【００３６】 ここで、０−P₂間の距離をＤとすると、

【００３７】

【数１６】 S_x＝Dsinφ S_y＝Dcosφ ……（８）

【００３８】 と表せ、これを、式（３），式（６），式（７）に代入
すると、それぞれ、

【００３９】

【数１７】

【００４０】

【数１８】

【００４１】

【数１９】 Dcosφ＝f₂（Dsinφ） ……（11）

【００４２】 となる。ここで、φとθとの関係を一般的に次式のよう
におく。

【００４３】

【数２０】 θ＝ｇ（φ） ……（12）

【００４４】 式（10），式（11）から主鏡８の反射面上のP1の座標
よりφを求め、続いて、式（12）からφに対応するθを
求める。これらの数値を式（９）に代入して点M₁より数
値積分することにより、反射面の座標、すなわち、主鏡
８の反射面の形状が決定する。 式（12）をφ＝φ_min度→φ_max度に対してθ＝０度→
90度の対応する関数とおいて設計することで、画角180
度（魚眼）が得られる。同様に、例えば、φ＝φ_min度
→φ_max度に対してθ＝０度→120度の対応する関数とお
くことで、さらに画角を広く設計することもできる。

【００４５】 次に、反射式画角変換光学装置の収差の計算方法、す
なわち、鏡面の動径方向と周方向の各曲線により生ずる
線像の位置の求め方について述べる。図４は鏡面の動径
方向の曲率と周方向の曲率を示すための説明図である。
図において、18は光線の反射点で鏡面の法線、19は回転
対称軸９と入射光線12を含む平面、20は法線18を含み平
面19と垂直な平面、21は平面19が鏡面と交わる曲線、22
は平面20が鏡面と交わる曲線である。ここで、曲線21の
曲率が鏡面の動径方向の曲率、曲線22の曲率が鏡面の周
方向の曲率である。図５は「天文アマチュアのための望
遠鏡光学・反射編／吉田正太郎著、（1988年）、誠文堂
新光社、p.104」に示された線像を説明するための説明
図であり、図において、23は線状の像、すなわち線像で
ある。本装置の場合、鏡面の動径方向と周方向の曲率が
異なり、平面19内の像距離（鏡面と像の距離）と平面20
内の像距離が異なることから、図５に示すように２つの
線像23が生じる。これら２つの線像の位置を計算するこ
とで非点収差および像面の湾曲の評価が可能となる。

【００４６】 まず、回転体表面の曲率の計算法を示す。図６に示す
ような回転体の表面を

【００４７】

【数２１】

【００４８】 と表し、この表面上の点Ｐ＝（x_p,0,z_p）での曲率を求
めることにする。そのために、座標系（x,y,z）を回転
して、点Ｐにおける接平面が新たな座標系（x₁,x₂,x₃）
での（x₁,x₂）平面と平行になるようにすれば、点Ｐに
おいてこの回転体表面の式のx₃をx₁で２階微分した値が
動径方向の曲率、x₂で２階微分した値が周方向の曲率に
なるということを利用する。曲率半径は曲率の逆数であ
る。点Ｐにおける接平面の傾きをΨとおくと次の関係が
得られる。

【００４９】

【数２２】

【００５０】

【数２３】

【００５１】

【数２４】 tanΨ＝ｆ′（X_p） ……（16）

【００５２】 （x,y）平面を点Ｐにおける接平面に平行な（x₁,x₂）
平面に変換するには、図７のようにx,y,z軸をｙ軸まわ
りにΨだけ回転すればよい。すなわち、

【００５３】

【数２５】

【００５４】 こえを式（13）に代入し、x₃をx₁で２階微分すると、

【００５５】

【数２６】

【００５６】 となる。点Ｐではｘ＝x_p,y＝０であり、かつ、式（17）
により

【００５７】

【数２７】

【００５８】 だから、

【００５９】

【数２８】

【００６０】 である。この式（20）に式（14）、式（16）を代入する
と

【００６１】

【数２９】

【００６２】 を得る。これが動径方向の曲率である。動径方向の曲率
半径r_rはこの逆数であるから

【００６３】

【数３０】

【００６４】 となる。 同様に、式（17）を式（13）に代入し、x₃をx₁で２階
微分すると

【００６５】

【数３１】

【００６６】 となり、式（17）により

【００６７】

【数３２】

【００６８】

【数３３】

【００６９】 だから、前と同様に式（14）を用いることにより

【００７０】

【数３４】

【００７１】 を得る。これが周方向の曲率である。周方向の曲率半径
r_cはこの逆数であるから

【００７２】

【数３５】

【００７３】 となる。 次に、像距離の計算方法を示す。図８（Ａ），（Ｂ）
は、像距離を説明するための説明図であり、図８（Ａ）
は鏡面が凹の場合、図８（Ｂ）は鏡面が凸の場合であ
る。図において、Ｔは見ようとする対象物の位置、Ｑは
反射点、Ｆは結ばれる像の位置、ｑは反射点Ｑから像の
位置Ｆまでの像距離、ｌは対象物Ｔから反射点Ｑまでの
距離である。 ここで鏡の曲面（ここでは曲線）を

【００７４】

【数３６】 Qy＝ｆ（Qx） ……（28）

【００７５】 と表し、Qxにおける１階と２階の導関数を

【００７６】

【数３７】 α＝ｆ′（Qx） ……（29）

【００７７】

【数３８】 β＝ｆ″（Qx） ……（30）

【００７８】 と表す。このとき、接線方向のベクトル、法線ベクト
ル、曲率、曲率半径はそれぞれ

【００７９】

【数３９】

【００８０】

【数４０】

【００８１】

【数４１】

【００８２】

【数４２】

【００８３】 となる。反射光の傾きをｋとすると、反射光線の方程式
は

【００８４】

【数４３】 ｙ−Q_y＝ｋ（ｘ−Q_x） ｙ−Q_y＝ｋ（ｘ−Q_x） ……（35）

【００８５】 となる。結ばれる像Ｆ＝（F_x,F_y）はこの直線上にある
から

【００８６】

【数４４】 F_y＋Q_y＝ｋ（F_x−Q_x） F_y＋Q_y＝ｋ（F_x−Q_x） ……（36）

【００８７】 を満たす。さらに、結ばれる像Ｆの位置は入射光を微少
量移動させても変化しない。従って、式（36）をQ_xを微
分して

【００８８】

【数４５】

【００８９】 すなわち、

【００９０】

【数４６】

【００９１】 これを式（33）に代入すると、

【００９２】

【数４７】

【００９３】 となるから、反射点をＱ−（Q_x,Q_y）とおくと像距離ｑ
は次式で得られる。

【００９４】

【数４８】

【００９５】 ところで、反射光方向のベクトルは、法線方向のベク
トル（−α,1）をγだけ回転すれば得られる。すなわ
ち、

【００９６】

【数４９】

【００９７】 これから傾きｋが求まって

【００９８】

【数５０】

【００９９】 また、

【０１００】

【数５１】

【０１０１】

【数５２】

【０１０２】 となる。式（42）のｋをQ_xで微分するためには、αとγ
をQ_xの関数とみなければならない。まずαについては定
義から

【０１０３】

【数５３】

【０１０４】 である。つぎに、γについての表現を得るために反射点
Ｑから対象物ＴへのベクトルをＬベクトルとおく。

【０１０５】

【数５４】 Ｌ＝（L_x,L_y）＝Ｔ−Ｑ ……（46）

【０１０６】 そのときＬベクトルの接線方向への射影はそれぞれ

【０１０７】

【数５５】

【０１０８】

【数５６】

【０１０９】 となる。式（47）、式（48）を式（42）に代入すると

【０１１０】

【数５７】

【０１１１】 を得る。L_x,L_yのQ_xによる微分は式（46）の定義から

【０１１２】

【数５８】

【０１１３】

【数５９】

【０１１４】 となる。式（50）、式（51）を用いて式（49）をQ_xで微
分すると

【０１１５】

【数６０】

【０１１６】 さらに、式（43）、式（44）、式（52）を式（40）に
代入すると

【０１１７】

【数６１】

【０１１８】 を得る。これが光線の反射点Ｑから像の位置Ｆまでの像
距離ｑである。凸面鏡の場合ｑ＞０で像は鏡面の裏側
に、凸面鏡の場合ｑ＜０で像は鏡面の手前にできる。た
だし、凸面鏡の場合はr,κ＞０、凹面鏡の場合はr,κ＜
０、平面鏡の場合はr,κ＝０である。

【０１１９】 最後に、上記回転体表面の曲率の計算法および像距離
の計算法を用いて、鏡面の動径方向と周方向の各曲率に
より生じる線像23の位置の計算法を述べる。図９は、鏡
面の動径方向の曲率により生じる線像23の位置を示すた
めの図であり、図において、23aは主鏡８の曲率により
生じる線像、23bは副鏡10の曲率により生じる線像、Q_m
は主鏡の反射点、Q_sは副鏡の反射点、q_rmは反射点Q_mか
ら線像23aまでの像距離、q_rsは反射点Q_sから線像23bま
での距離、γ_ｍは動径方向における入射光12の主鏡８へ
の入射角、γ_ｓは動径方向における１次反射光13の副鏡
10への入射角、Ｅは見ようとする対象物の位置Ｔから反
射点Q_mまでの距離、Ｈは反射点Q_mから反射点Q_sまでの距
離である。まず鏡面の動径方向の曲率により生ずる線像
23の位置を求める。主鏡８の鏡面の動径方向の曲率半径
r_rmは式（22）より

【０１２０】

【数６２】

【０１２１】 であるから、像距離q_rmは式（53）より

【０１２２】

【数６３】

【０１２３】 となる。つぎに副鏡10への入射光線は、距離（Ｈ＋
q_rm）だけ離れた光源から放射されたものとみなすこと
ができる。よって、副鏡10の動径方向の曲率半径r_rsは
式（22）より

【０１２４】

【数６４】

【０１２５】 であるから、像距離q_rsは式（53）より

【０１２６】

【数６５】

【０１２７】 となる。 同様に、鏡面の周方向の曲率により生じる線像23の位
置を求める。図10は鏡面の周方向の曲率により生じる線
像23の位置の計算法を説明するための説明図であり、図
において、23cは主鏡８の曲率により生じる線像、23dは
副鏡10の曲率により生じる線像、q_cmは反射点Q_mから線
像23cまでの像距離、q_csは反射点Q_sから線像23dまでの
距離である。光線は周方向に対して直行して入射しなけ
ればな視線方向に反射しないので、主鏡・副鏡に対する
入射角は０度である。主鏡８の鏡面の周方向の曲率半径
r_cmは式（27）より

【０１２８】

【数６６】

【０１２９】 であるから、像距離q_cmは式（53）より

【０１３０】

【数６７】

【０１３１】 となる。つぎに副鏡10への入射光線は、距離（Ｈ＋
q_cm）だけ離れた光源から放射されたものとみなすこと
ができる。よって、副鏡10の周方向の曲率半径r_csは式
（27）より

【０１３２】

【数６８】

【０１３３】 であるから、像距離q_csは式（53）より

【０１３４】

【数６９】

【０１３５】 となる。

【０１３６】 実施の形態２ 図11はこの発明の一実施の形態による反射式画角変換
光学装置を示す一部断面構成図であり、図において、24
はレンズ15の視野である。上記実施の形態１において、
式（12）をφ＝φ_min度→φ_max度に対してθ＝−10度→
90度の対応する関数とおいて設計することで、副鏡10の
裏側を視野に入れることができる。

【０１３７】 実施の形態３ 図12はこの発明の一実施の形態による反射式画角変換
光学装置を示す一部断面構成図である。上記実施の形態
１において、式（12）をφ＝φ_min度→φ_max度に対して
θ＝70度→110度の対応する関数とおいて設計し、本装
置を上を向けて設置することで、前後左右の全周囲（全
側面方向）を視野に入れることができる。

【０１３８】 実施の形態４ 図13はこの発明の一実施の形態による反射式画角変換
光学装置の設計方法を説明するための説明図である。こ
の実施の形態では、実施の形態１において、式（12）を
次式のようにおくことにより、射影方式を等距離射影に
するものである。

【０１３９】

【数７０】

【０１４０】 このように、入射光12の角度θに対して等間隔な画像
である等距離射影の画像が得られるので、天体観測にお
ける星の位置の観測等に用いれば正確に観測することが
でき有効である。

【０１４１】 実施の形態５ また、実施の形態１において、式（12）を次式のよう
におくことにより、射影方式を等立体角射影にするもの
である。

【０１４２】

【数７１】

【０１４３】 このように、入射光12の立体角に対して比例した面積
に写る画像である等立体角射影の画像が得られるので、
天体観測における星の光度の観測等に用いれば正確に観
測することができ、さらに、雲量等の面積比で観測する
ことができる。

【０１４４】 実施の形態６ また、実施の形態１において、式（12）を次式のよう
におくことにより、射影方式を正射影にすることができ
る。

【０１４５】

【数７２】

【０１４６】 実施の形態７ また、実施の形態１において、式（12）を次式のよう
におくことにより、射影方式を立体射影にすることがで
きる。

【０１４７】

【数７３】

【０１４８】 実施の形態８ 図14はこの発明の一実施の形態による反射式画角変換
光学装置を示す一部断面図である。図において、8aは主
鏡であり、この主鏡8aは回転対称な形状で、同心円状に
配置された異なる画角を有する部分鏡8aa,8abによって
構成されている。主鏡8aは入射光を透過する支持移動部
材（図示せず）により回転対称軸９方向に摺動自在に支
持されており、図示のＡまたはＢの位置で固定すること
ができるようになっている。24aは主鏡8aがＡの位置に
あるときの部分鏡8aaの反射による視野、24bは主鏡8aが
Ｂの位置にあるときの部分鏡8abの反射による視野を示
す。したがって、CCDカメラ16はレンズ15を介して、主
鏡8aがＡの位置にあるときは部分鏡8aaの反射により結
ばれる像を撮像することができ、主鏡8aがＢの位置にあ
るときは部分鏡8abの反射により結ばれる像を撮像する
ことができ、２種類の画角で像を得ることができる。な
お、主鏡8aは３つ以上の部分鏡で構成してもよく、そう
した場合は部分鏡の数に応じた画角の種類を得ることが
できる。

【０１４９】 実施の形態９ 図15（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はこの発明の一実施の形
態による反射式画角変換光学装置を示す一部断面図であ
る。図において、10a,10bはそれぞれ回転対称な形状の
反射面を有する副鏡であり、これらの副鏡10a,10bは、
対称物からの入射光を透過する支持回転部材11aによ
り、主鏡８の回転対称軸９に対して垂直方向の回転軸
（図示せず）を中心として回転自在に支持され、支持回
転部材11aを回転することにより、２つの副鏡10a,10bの
うち一つを選択的に主鏡８と組み合わせて、副鏡10aま
たは10bの回転対称軸を主鏡８の回転対称軸９に合致さ
せ得るようになっている。また、この副鏡10a,10bはそ
れぞれ異なる反射面の形状を有している。さらに、CCD
カメラ16には望遠レンズ15aが装着されている。この装
置は、図15（Ａ）の状態では副鏡10aを用いて広い視野2
4で見ることができ、図15（Ｂ）の状態では支持回転部
材11aを回転することで主鏡８および副鏡10を通さない
望遠レンズ15aのみによる拡大された像を見ることがで
き、さらに、支持回転部材11aを回転することで副鏡10b
を用いた視野（副鏡10aを用いたときと異なる視野）24
で見ることができる。すなわち、支持回転部材11aの操
作により、３種類の画角を選択することができる。な
お、副鏡の数を３つ以上にして４種類以上の画角を得る
ようにすることもできる。また、副鏡を複数設けるので
はなく、反対に複数の主鏡を支持回転部材に取り付けて
も、同様の効果が得られることは言うまでもない。

【０１５０】 実施の形態10 図16（Ａ），（Ｂ）はこの発明の一実施の形態による
反射式画角変換光学装置を示す一部断面図である。図に
おいて、8b,8cは各々回転対称な形状の反射面を有する
主鏡であり、これらの主鏡8b,8cは支持移動部材11bによ
り、回転対称軸９に対して垂直方向に摺動自在に支持さ
れ、主鏡8b,8cの一つを副鏡10に対向する位置に選択的
に位置決めでき、主鏡8bまたは8cの回転対称軸を副鏡の
回転対称軸９と一致させ得るようになっている。また、
これらの主鏡8b,8cはそれぞれ異なる反射面の形状を有
している。この装置は、図16（Ａ）の状態では主鏡8bを
用いて広い視野24で見ることができ、支持移動部材11b
を摺動させて主鏡を切り替えた図16（Ｂ）の状態では主
鏡8cを用いた視野（主鏡8bを用いたときと異なる視野）
24で見ることができる。すなわち、２種類の画角を選択
することができる。また、主鏡数を３つ以上にして、３
種類以上の画角を得るようにすることもできる。また、
主鏡を複数設けるのではなく、反対に複数枚の副鏡を支
持移動部材に取り付けても同様の効果が得られることは
言うまでもない。

【０１５１】 ４実施の形態11 図17はこの発明の一実施の形態による反射式画角変換
光学装置を示す一部断面図である。図において、8dは主
鏡であり、この主鏡8dは支持移動部材（図示せず）によ
り、回転対称軸９の方向に摺動自在に支持されている。
また、主鏡8dの反射面は、入射光12と２次反射光14と
が、摺動された主鏡8dと副鏡10との間隔に応じて異なる
関係になるように成形されている。したがって、主鏡8d
はＡ−Ｂ間で任意の位置で固定することができるので、
CCDカメラ16では、主鏡8dの移動により視野24を連続的
に変化させることができる。

【０１５２】 実施の形態12 図18はこの発明の一実施の形態による反射式画角変換
光学装置を示す一部断面図である。図において、10cは
副鏡であり、この副鏡10cは入射光12を透過する透過部2
5を有している。また、15aは望遠レンズである。図19は
本実施の形態の装置より得られる画像であり、図におい
て、26は副鏡10cにより反射された２次反射光14による
画像、27は副鏡10cの透過部25を直接透過した入射光12
による画像である。このように、CCDカメラ16に望遠レ
ンズ15aを装着すれば、広角な像と直接な像を同時に見
ることができる。

【０１５３】 実施の形態13 図20（Ａ），（Ｂ）はこの発明の一実施の形態による
反射式画角変換光学装置を示す一部断面図である。図に
おいて、28は副鏡10cの上部に設けられた平面鏡であ
る。上記実施の形態12と同様に、副鏡10cに入射光12を
透過する透過部25を設け、CCDカメラ16に望遠レンズ15a
を装着し、さらに、２枚の平面鏡28を副鏡10cの透過部2
5の上部に組み合わせれば、20図（Ａ）の状態では、図1
9に示したように、主鏡８と副鏡10cを介した広角な像
と、両鏡を介さない直接の像を同時に見ることができ、
かつ、図20（Ｂ）の状態のように、平面鏡28の位置や角
度を適当に変えることで、中央の視野24の方向を自由に
変化させることができる。すなわち、広角な像を見つ
つ、その見たい部分のみを同時に拡大して見ることがで
きる。なお、平面鏡の枚数や配置形態は特に限定されな
い。

【０１５４】 実施の形態14 図21はこの発明の一実施の形態による反射式画角変換
光学装置を示す一部断面図である。図において、8e,8f
は回転対称軸９（図示せず）の周方向に２分割された主
鏡であり、これら主鏡8e,8fは、入射光12の角度と２次
反射光14の角度とがそれぞれ異なる関係になるように、
各反射面の形状が成形されている。また、図22は本実施
の形態の装置より得られる画像であり、図において、29
は主鏡8eにより得られる画像、30は主鏡8fにより得られ
る画像である。これら主鏡8c,8fの反射面の形状によ
り、回転対称軸９のまわりの視野24の対称物を２種類の
画角で見ることができる。また、主鏡8e,8fを支持回転
駆動部材（図示せず）により回転させ、主鏡8e,8fを回
転対称軸９まわりに180度回転させる前と後との画像を
それぞれ記憶部等に蓄えておき、後でそれらの画像を合
成することで、それぞれの画角の回転対称軸９まわり全
周の画像を作り出すことができる。なお、本実施の形態
では、主鏡８を２分割したが、３分割以上することによ
り３種類以上の画角で見ることができる。また、主鏡に
代えて、副鏡10を同様に周方向に分割しても同様な効果
が得られることは言うまでもない。

【０１５５】 実施の形態15 図23はこの発明の一実施の形態による反射式画角変換
光学装置を示す一部断面図である。図において、8gは主
鏡であり、この主鏡8gは同心円状の２つの異なる部分鏡
8ga,8gbに分割され、入射光12の角度と２次反射光14の
角度とがそれぞれ異なる関係になるように、分割された
各反射面の形状が成形されている。また、図24は本実施
の形態の装置より得られる画像であり、図において、32
は部分鏡8gaにより得られる画像、32は部分鏡8gbにより
得られる画像である。これら部分鏡8ga,8gbの反射面の
形状により、回転対称軸９まわりの２種類の視野24の対
象物を同時に見ることができる。なお、本実施の形態で
は、主鏡8gを２分割したが、３分割以上にすることによ
り３種類以上の画角で見ることができることや、主鏡8g
の代わりに副鏡10を分割しても同様な効果が得られるこ
とは言うまでもない。

【０１５６】 実施の形態16 図25はこの発明の一実施の形態による反射式画角変換
光学装置を示す一部断面図である。図において、8hは主
鏡であり、この主鏡8hは柔軟な素材で成形されている。
また、33はアクチュエータ（駆動装置）であり、主鏡8h
の反射面裏側に取り付けられている。したがって、アク
チュエータ33を駆動することにより主鏡8hの反射面は変
形し、入射光12と２次反射光14との関係が変化すること
で無限種類の画角を得ることができる。主鏡に限らず、
副鏡を柔軟な素材で成形し、アクチュエータにより任意
の形状に変形するように構成してももちろんよい。

【０１５７】 実施の形態17 図26はこの発明の一実施の形態による反射式画角変換
光学装置を示す一部断面図である。図において、11は支
持部材としての透明カバーであり、この透明カバー11は
視点17に集められるすべての入射光12に対し透明カバー
11の透過点での接平面が垂直であるように成形されてい
る。したがって、入射光12は透明カバー11を透過すると
き屈折しないので、入射光の入射角は変化しない。

【０１５８】 実施の形態18 図27はこの発明の一実施の形態による反射式画角変換
光学装置を示す一部断面図である。図において、8iは主
鏡であり、この主鏡8iの反射面は凹面形状を有してい
る。したがって、得られる画像は本装置の正面方向の対
象物と側面方向の対象物の写る位置が逆になる。すなわ
ち、図28に示すように、画像の中心部に入射角θが80度
の方向の対象物が写り、画像の周辺部に入射角θが10度
の方向の対象物が写る。上記した発明の実施の形態とし
て、凹面形状の主鏡または副鏡を用いてよいことは言う
までもない。

【０１５９】 実施の形態19 図29（Ａ），（Ｂ）はこの発明の一実施の形態による
反射式画角変換光学装置を示す一部断面図である。図に
おいて、8j,8kは主鏡であり、この主鏡8j,8kは鏡状の表
面を持つ薄い素材でできている。34は主鏡吸着板であ
り、この主鏡吸着板34と主鏡8j,8kは外周部と内周部で
接合されている。また、35は駆動装置としてのポンプ、
36は主鏡吸着板34とポンプ35をつなぐ管である。29図
（Ａ）の状態ではポンプ35から主鏡吸着板34に空気が送
られて主鏡8jは膨らむために主鏡8jの反射面は凸面形状
になり、得られる画像では、本装置の正面方向の対象物
が画面の中央部に写り、側面方向の対象物が画面の周辺
部に写る。図29（Ｂ）の状態ではポンプ35により主鏡8k
は主鏡吸着板34に吸い付けられたために主鏡8kの反射面
は凸面形状になり、得られる画像では、上記実施の形態
18と同様に本装置の正面方向の対象物が画面の周辺部に
写り、側面方向の対象物が画面の中心部に写る。すなわ
ち、２種類の射影方式を切り替えることができる。

【０１６０】 実施の形態20 本実施の形態20において、上記実施の形態１から19の
支持部材，支持回転部材，支持移動部材または支持回転
駆動部材に支持された主鏡および副鏡は、着脱自在また
はスライドさせることにより交換自在にしてもよく、こ
の場合、無限種類の画角を得ることができる。

【０１６１】 実施の形態21 図30はこの発明の一実施の形態による反射式画角変換
光学装置を示す一部断面図である。図において、15bは
可視光用レンズ、15cは赤外線用レンズ、16aは可視光用
CCDカメラ、16bは赤外線用CCDカメラである。本装置は
可視光の他、赤外線およびそれ以外の電磁波においても
使用することが可能であり、２次反射光14の光路を回転
自在に支持された平面鏡28を回転させて変えることで可
視光用CCDカメラ16aと赤外線用CCDカメラ16bを切り替え
ることができる。なお、可視光用CCDカメラ16a、赤外線
用CCDカメラ16b等を用いた上記構造を、各実施の形態に
組み込んでももちろんよい。

【０１６２】 実施の形態22 なお、本発明の装置は上記各実施の形態のCCDカメラ1
6の位置に光源等を置くことにより投光機としても使用
可能である。

【０１６３】

【発明の効果】

以上のように、この発明によれば、回転対称な形状の
反射面を有し入射光を１次反射光として反射させる主鏡
と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心として回転対称
な形状の反射面を有しその主鏡に対向配置された１次反
射光を２次反射光として反射させ視点に集光する副鏡
と、主鏡および副鏡を支持し且つ入射光を透過する支持
部材とを備えるように構成したので、広角度な入射光を
視点に集光することができ、設計条件に応じて任意の画
角を得ることができる。また、主鏡と副鏡は金属等の材
料で加工できるので、強度を良好にできると共に加工が
容易であり、さらに、色収差や吸収もない反射式画角変
換光学装置が得られる効果がある。

【０１６４】 また、この発明によれば、回転対称な形状であり且つ
複数の異なる部分鏡より成る反射面を有し入射光を１次
反射光として反射させる主鏡と、その主鏡と同一の回転
対称軸を中心として回転対称な形状の反射面を有しその
主鏡に対向配置され１次反射光を２次反射光として反射
させ視点に集光する副鏡と、その主鏡および副鏡のうち
少なくとも一方を回転対称軸方向に摺動自在に支持し且
つ対象物からの入射光を透過する支持移動部材とを備え
るように構成したので、支持移動部材にて主鏡の複数の
異なる部分鏡にてそれぞれ反射される１次反射光の角度
に応じて主鏡と副鏡との間隔を調整することにより、異
なる広角度の入射光を視点に集光することができ、任意
の画角を得ることができる。また、主鏡と副鏡は金属等
の材料で加工できるので、強度を良好にできると共に加
工が容易であり、さらに、色収差や吸収もない反射式画
角変換光学装置が得られる効果がある。

【０１６５】 また、この発明によれば、入射光を１次反射光として
反射させる複数の主鏡と、それらの一つと選択的に組み
合わせられ１次反射光を２次反射光として反射させ視点
に集光する副鏡と、副鏡を支持すると共に複数の主鏡を
任意に設定した方向の回転軸を中心として回転自在に支
持し且つ入射光を透過する支持回転部材とを備え、主鏡
と副鏡の回転対称軸と入射光とのなす角度と回転対称軸
と２次反射光とのなす角度とがそれぞれ異なる関係にな
るように複数の主鏡の反射面の形状を成形するように構
成したので、支持回転部材にて複数の主鏡を切り替える
ことにより、異なる広角度の入射光を視点に集光するこ
とができ、任意の画角を得ることができる。また、主鏡
と副鏡は金属等の材料で加工できるので、強度を良好に
できると共に加工が容易であり、さらに、色収差や吸収
もない反射式画角変換光学装置が得られる効果がある。

【０１６６】 また、この発明によれば、入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、この主鏡に選択的に組み合わされ１
次反射光を２次反射光として反射させ視点に集光する複
数の副鏡と、主鏡を支持すると共に複数の副鏡を任意に
設定した方向の回転軸を中心として回転自在に支持し且
つ入射光を透過する支持回転部材とを備え、主鏡と副鏡
の回転対称軸と入射光とのなす角度と回転対称軸と２次
反射光とのなす角度とがそれぞれ異なる関係になるよう
に複数の副鏡の反射面の形状を成形するように構成した
ので、複数の副鏡を切り替えることにより、異なる広角
度の入射光を視点に集光することができ、任意の画角を
得ることができる。また、主鏡と副鏡は金属等の材料で
加工できるので、強度を良好にできると共に加工が容易
であり、さらに、色収差や吸収もない反射式画角変換光
学装置が得られる効果がある。

【０１６７】 また、この発明によれば、入射光を１次反射光として
反射させる複数の主鏡と、その一つと選択的に組み合わ
せられ１次反射光を２次反射光として反射させ視点に集
光する副鏡と、副鏡を支持すると共に複数の主鏡を任意
に設定した方向に摺動自在に支持し且つ入射光を透過す
る支持移動部材とを備え、主鏡と副鏡の回転対称軸と入
射光とのなす角度と回転対称軸と２次反射光とのなす角
度とがそれぞれ異なる関係になるように複数の主鏡の反
射面の形状を成形するように構成したので、支持移動部
材にて複数の主鏡を切り替えることにより、異なる広角
度の入射光を視点に集光することができ、任意の画角を
得ることができる。また、主鏡と副鏡は金属等の材料で
加工できるので、強度を良好にできると共に加工が容易
であり、さらに、色収差や吸収もない反射式画角変換光
学装置が得られる効果がある。

【０１６８】 また、この発明によれば、入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、その主鏡と選択的に組み合わせられ
１次反射光を２次反射光として反射させ視点に集光する
複数の副鏡と、主鏡を支持すると共に複数の副鏡を任意
に設定した方向に摺動自在に支持し且つ入射光を透過す
る支持移動部材とを備え、主鏡と副鏡の回転対称軸と入
射光とのなす角度と回転対称軸と２次反射光とのなす角
度とがそれぞれ異なる関係になるように複数の副鏡の反
射面の形状を成形するように構成したので、支持移動部
材にて複数の副鏡を切り替えることにより、異なる広角
度の入射光を視点に集光することができ、任意の画角を
得ることができる。また、主鏡と副鏡は金属等の材料で
加工できるので、強度を良好にできると共に加工が容易
であり、さらに、色収差や吸収もない反射式画角変換光
学装置が得られる効果がある。

【０１６９】 また、この発明によれば、入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、１次反射光を２次反射光として反射
させ視点に集光する副鏡と、主鏡および副鏡のうち少な
くとも一方を主鏡および副鏡の回転対称軸方向に摺動自
在に支持し且つ対象物からの入射光を透過する支持移動
部材とを備え、主鏡と副鏡の回転対称軸と入射光とのな
す角度と回転対称軸と２次反射光とのなす角度とが摺動
された主鏡と副鏡との間隔に応じて異なる関係になるよ
うに複数の副鏡の反射面の形状を成形するように構成し
たので、支持移動部材にて主鏡と副鏡との間隔を調整す
ることにより、主鏡への入射光の角度、副鏡への１次反
射光の角度、視点への２次反射光の角度が変化し、異な
る広角度の入射光を視点に集光することができ、任意の
画角を得ることができる。また、主鏡と副鏡は金属等の
材料で加工できるので、強度を良好にできると共に加工
が容易であり、さらに、色収差や吸収もない反射式画角
変換光学装置が得られる効果がある。

【０１７０】 また、この発明によれば、入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、１次反射光を２次反射光として反射
させ視点に集光する副鏡と、主鏡および副鏡を支持し且
つ入射光を透過する支持部材とを備えるように構成し、
主鏡および副鏡の少なくとも一方に透過部を設けたの
で、透過部は入射光を透過し、視点に集光した２次反射
光と共に透過部を透過した入射光を視点に照射させるこ
とができ、主鏡に透過部を設けた場合主鏡と副鏡に反射
された広角な像と主鏡の透過部を透過して副鏡のみに反
射された像を同時に見ることができ、副鏡に透過部を設
けた場合主鏡と副鏡に反射された広角な像と副鏡の透過
部を透過した直接な像を同時に見ることができる。ま
た、主鏡と副鏡は金属等の材料で加工できるので、強度
を良好にできると共に加工が容易であり、さらに、色収
差や吸収もない反射式画角変換光学装置が得られる効果
がある。

【０１７１】 また、この発明によれば、入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、１次反射光を２次反射光として反射
させ視点に集光する副鏡と、主鏡および副鏡を支持し且
つ入射光を透過する支持部材とを備えるように構成し、
主鏡および副鏡の少なくとも一方に透過部を設け、透過
部の見ようとする対象物の方向に入射光を透過部へ導く
ための平面鏡を取り付けたので、透過部は入射光を透過
し、視点に集光した２次反射光と共に透過部を透過した
入射光を視点に照射させることができる。主鏡に透過部
を設けた場合主鏡と副鏡に反射された広角な像と主鏡の
透過部を透過して副鏡のみに反射された像を同時に見る
ことができ、副鏡に透過部を設けた場合主鏡と副鏡に反
射された広角な像と副鏡の透過部を透過した直接な像を
同時に見ることができ、そして、回転自在に支持された
上記平面鏡を回転させることで透過部を透過させる入射
光の方向を変えることができる。また、主鏡と副鏡は金
属等の材料で加工できるので、強度を良好にできると共
に加工が容易であり、さらに、色収差や吸収もない反射
式画角変換光学装置が得られる効果がある。

【０１７２】 また、この発明によれば、入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、１次反射光を２次反射光として反射
させ視点に集光する副鏡と、主鏡および副鏡を支持し且
つ入射光を透過する支持部材とを備え、主鏡および副鏡
のうち少なくとも一方を回転対称軸の周方向に複数個に
分割すると共にその回転対称軸と入射光とのなす角度と
回転対称軸と２次反射光とのなす角度とがそれぞれ異な
る関係になるようにその分割された複数の反射面の形状
を成形するように構成したので、主鏡および副鏡のうち
少なくとも一方の回転対称軸の周方向に複数個に分割さ
れた反射面は、異なる複数種の広角度の入射光を視点に
同時に集光することができ、任意の画角を得ることがで
きる。また、主鏡と副鏡は金属等の材料で加工できるの
で、強度を良好にできると共に加工が容易であり、さら
に、色収差や吸収もない反射式画角変換光学装置が得ら
れる効果がある。

【０１７３】 また、この発明によれば、入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、１次反射光を２次反射光として反射
させ視点に集光する副鏡と、主鏡および副鏡を支持する
と共に主鏡および副鏡の回転対称軸を中心として回転駆
動し且つ入射光を透過する支持回転駆動部材と、視点に
集光された２次反射光を記憶する記憶部とを備えるよう
に構成したので、主鏡および副鏡のうち少なくとも一方
の回転対称軸の周方向に複数個に分割された反射面を支
持回転駆動部材により回転させ、視点に集光された２次
反射光を記憶部にて記憶することにより、複数種の各画
角の入射光を回転対称軸周り全域にわたって得ることが
できる。また、主鏡と副鏡は金属等の材料で加工できる
ので、強度を良好にできると共に加工が容易であり、さ
らに、色収差や吸収もない反射式画角変換光学装置が得
られる効果がある。

【０１７４】 また、この発明によれば、入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、１次反射光を２次反射光として反射
させ視点に集光する副鏡と、主鏡および副鏡を支持し且
つ入射光を透過する支持部材とを備え、主鏡および副鏡
のうち少なくとも一方を同心円状に複数個に分割すると
共にその回転対称軸と入射光とのなす角度と回転対称軸
と２次反射光とのなす角度とがそれぞれ異なる関係にな
るようにその分割された複数の反射面の形状を成形する
ように構成したので、主鏡および副鏡のうち少なくとも
一方の同心円状に複数個に分割された反射面は、異なる
複数種の広角度の入射光を視点に同時に集光するがで
き、任意の画角を得ることができる。また、主鏡と副鏡
は金属等の材料で加工できるので、強度を良好にできる
と共に加工が容易であり、さらに、色収差や吸収もない
反射式画角変換光学装置が得られる効果がある。

【０１７５】 また、この発明によれば、入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、１次反射光を２次反射光として反射
させ視点に集光する副鏡と、主鏡および副鏡を支持し且
つ入射光を透過する支持部材とを備えるように構成し、
主鏡および副鏡のうち少なくとも一方を柔軟な素材で成
形し、その鏡に駆動装置を取り付けたので、広角度な入
射光を視点に集光することができ、駆動装置により鏡の
形状を変化させることで任意の画角を得ることができ
る。また、光学系が反射鏡で構成されていることから、
色収差や吸収がない反射式画角変換光学装置が得られる
効果がある。

【０１７６】 また、この発明によれば、入射光を１次反射光として
反射させる主鏡と、１次反射光を２次反射光として反射
させ視点に集光する副鏡と、主鏡および副鏡を支持し且
つ入射光を透過する支持部材とを備えるように構成し、
支持部材を視点に集まるすべての入射光に対し透過面が
垂直になるようにその形状を成形したので、広角度な入
射光を視点に集光することができ、設計条件に応じて任
意の画角を得ることができると共に、入射光は支持部材
を透過するとき屈折しないので、入射光の入射角は変化
しない。また、主鏡と副鏡は金属等の材料で加工できる
ので、強度を良好にできると共に加工が容易であり、さ
らに、色収差や吸収もない反射式画角変換光学装置が得
られる効果がある。

【０１７７】 また、この発明によれば、支持部材，支持回転部材，
支持移動部材または支持回転駆動部材に支持された主鏡
および副鏡を交換自在にする構成にしたので、無限種類
の画角を得ることができる。 図面の簡単な説明

【図１】 この発明にかかる反射式画角変換光学装置の
一実施の形態を示す一部断面構成図である。

【図２】 副鏡の設計方法を説明するための説明図であ
る。

【図３】 主鏡の設計方法を説明するための説明図であ
る。

【図４】 鏡面の動径方向の曲率と周方向の曲率を説明
するための説明図である。

【図５】 線像を説明するための説明図である。

【図６】 回転体を示す図である。

【図７】 座標系の変換を説明するための説明図であ
る。

【図８】 像距離を説明するための説明図である。

【図９】 鏡面の動径方向の曲率により生じる線像の位
置を示す図である。

【図１０】 鏡面の周方向の曲率により生じる線像の位
置を示す図である。

【図１１】 この発明にかかる反射式画角変換光学装置
の一実施の形態を示す一部断面構成図である。

【図１２】 この発明にかかる反射式画角変換光学装置
の一実施の形態の設計方法を説明するための説明図であ
る。

【図１３】 この発明にかかる反射式画角変換光学装置
の一実施の形態の設計方法を説明するための説明図であ
る。

【図１４】 この発明にかかる反射式画角変換光学装置
の一実施の形態を示す一部断面構成図である。

【図１５】 この発明にかかる反射式画角変換光学装置
の一実施の形態を示す一部断面構成図である。

【図１６】 この発明にかかる反射式画角変換光学装置
の一実施の形態を示す一部断面構成図である。

【図１７】 この発明にかかる反射式画角変換光学装置
の一実施の形態を示す一部断面構成図である。

【図１８】 この発明にかかる反射式画角変換光学装置
を示す一部断面構成図である。

【図１９】 図18の装置により得られる画像を示す平面
図である。

【図２０】 この発明にかかる反射式画角変換光学装置
の一実施の形態を示す一部断面構成図である。

【図２１】 この発明にかかる（一実施の形態による）
反射式画角変換光学装置の一実施の形態を示す一部断面
構成図である。

【図２２】 図21の装置により得られる画像を示す平面
図である。

【図２３】 この発明にかかる反射式画角変換光学装置
の一実施の形態を示す一部断面構成図である。

【図２４】 図23の装置により得られる画像を示す平面
図である。

【図２５】 この発明にかかる反射式画角変換光学装置
の一実施の形態を示す一部断面構成図である。

【図２６】 この発明にかかる式画角変換光学装置の一
実施の形態を示す一部断面構成図である。

【図２７】 図27の装置により得られる画像を示す平面
図である。

【図２８】 この発明にかかる反反射式画角変換光学装
置の一実施の形態を示す一部断面構成図である。

【図２９】 この発明にかかる反射射式画角変換光学装
置の一実施の形態を示す一部断面構成図である。

【図３０】 この発明にかかる反射式画角変換光学装置
の一実施の形態を示す一部断面構成図である。

【図３１】 従来の超広角レンズを示す断面図である。

【図３２】 従来のカセグレン式反射望遠鏡の反射鏡を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ 入射光の光軸、２ 屈折レンズ、３ 主鏡、４ 副
鏡、５ 入射光、６ 主鏡により反射された反射光の焦
点、７ 副鏡により反射された反射光の焦点、８ 主
鏡、９ 回転対称軸、10 副鏡、11 透明カバー、12
入射光、13 １次反射光、14 ２次反射光、15 レン
ズ、16 CCDカメラ、17 視点、18 鏡面の法線、19
平面、20 平面、21 曲線、22 曲線、23 線像、23a
主鏡の曲率により生じる線像、23b 副鏡の曲率によ
り生じる線像、23c 主鏡の曲率により生じる線像、23d
副鏡の曲率により生じる線像、24 視野、25 副鏡の
透過部、26 副鏡により反射された２次反射光による画
像、27 副鏡の透過部を直接透過した入射光による画
像、28 平面鏡、29 主鏡により得られる画像、30 主
鏡により得られる画像、31 部分鏡により得られる画
像、32 部分鏡により得られる画像、33 アクチュエー
タ、34 主鏡吸収板、35 ポンプ、36 主鏡吸収板とポ
ンプをつなぐ管

フロントページの続き (72)発明者 西口 憲一 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社中央研究所内 (72)発明者 市川 晃 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社中央研究所内 (56)参考文献 米国特許3229576（ＵＳ，Ａ) 国際公開82／2609（ＷＯ，Ａ１)

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転対称な形状であり且つ同心円状の複数
   の異なる部分鏡より成る反射面を有し見ようとした対象
   物から到達した入射光を１次反射光として反射させる主
   鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心として回転対
   称な形状の反射面を有しその主鏡より上記対象物側に対
   向配置されその主鏡より反射された１次反射光を２次反
   射光として反射させ視点に集光する副鏡と、上記主鏡お
   よび副鏡のうち少なくとも一方を上記回転対称軸方向に
   摺動自在に支持し且つ対象物からの入射光を透過する支
   持移動部材とを備えたことを特徴とする反射式画角変換
   光学装置。
2. 【請求項２】回転対称な形状の反射面を有し見ようとし
   た対象物から到達した入射光を１次反射光として反射さ
   せる複数の主鏡と、回転対称な形状の反射面を有し上記
   複数の主鏡の一つと選択的に組み合わせられて当該組み
   合わせられた主鏡より上記対象物側に対向位置し当該組
   み合わせられた主鏡より反射された１次反射光を２次反
   射光として反射させ視点に集光する副鏡と、上記副鏡を
   支持すると共に複数の主鏡を任意に設定した方向の回転
   軸を中心として回転自在に支持し回転位置により上記複
   数の主鏡の一つを選択的に上記副鏡と組み合わせて当該
   主鏡の回転対称軸の副鏡の回転対称軸に一致させ且つ対
   象物からの入射光を透過する支持回転部材とを備え、上
   記各主鏡を副鏡と組み合わせた際の両鏡の回転対称軸と
   入射光とのなす角度と回転対称軸と２次反射光とのなす
   角度とがそれぞれ異なる関係になるように上記複数の主
   鏡の反射面の形状を成形したことを特徴とする反射式画
   角変換光学装置。
3. 【請求項３】回転対称な形状の反射面を有し見ようとし
   た対象物から到達した入射光を１次反射光として反射さ
   せる主鏡と、それぞれが回転対称な形状の反射面を有し
   選択的に上記主鏡と組み合わせられて主鏡より上記対象
   物側に対向配置されその主鏡より反射された１次反射光
   を２次反射光として反射させ視点に集光する複数の副鏡
   と、上記主鏡を支持すると共に複数の副鏡を任意に設定
   した方向の回転軸を中心として回転自在に支持し回転位
   置により上記複数の副鏡の一つを選択的に上記主鏡と組
   み合わせて当該組み合わせた副鏡の回転対称軸を主鏡の
   回転対称軸と一致させ且つ対象物からの入射光を透過す
   る支持回転部材とを備え、上記各副鏡を主鏡と組み合わ
   せた際の両鏡の回転対称軸と入射光とのなす角度と回転
   対称軸と２次反射光とのなす角度とがそれぞれ異なる関
   係になるように上記複数の副鏡の反射面の形状を成形し
   たことを特徴とする反射式画角変換光学装置。
4. 【請求項４】回転対称な形状の反射面を有し見ようとし
   た対象物から到達した入射光を１次反射光として反射さ
   せる複数の主鏡と、回転対称な形状の反射面を有し上記
   複数の主鏡の一つと選択的に組み合わせられて当該組み
   合わせられた主鏡より上記対象物側に対向位置し当該組
   み合わせられた主鏡より反射された１次反射光を２次反
   射光として反射させ視点に集光する副鏡と、上記副鏡を
   支持すると共に複数の主鏡を任意に設定した方向に摺動
   自在に支持し摺動位置により上記複数の主鏡の一つを選
   択的に上記副鏡と組み合わせて当該主鏡の回転対称軸を
   副鏡の回転対称軸に一致させ且つ対象物からの入射光を
   透過する支持移動部材とを備え、上記各主鏡を副鏡と組
   み合わせた際の両鏡の回転対称軸と入射光とのなす角度
   と回転対称軸と２次反射光とのなす角度とがそれぞれ異
   なる関係になるように上記複数の主鏡の反射面の形状を
   成形したことを特徴とする反射式画角変換光学装置。
5. 【請求項５】回転対称な形状の反射面を有し見ようとし
   た対象物から到達した入射光を１次反射光として反射さ
   せる主鏡と、それぞれが回転対称な形状の反射面を有し
   選択的に上記主鏡と組み合わせられて主鏡より上記対象
   物側に対向配置されその主鏡より反射された１次反射光
   を２次反射光として反射させ視点に集光する複数の副鏡
   と、上記主鏡を支持すると共に複数の副鏡を任意に設定
   した方向に摺動自在に支持し摺動位置により上記複数の
   副鏡の一つを選択的に上記主鏡と組み合わせて当該組み
   合わせた副鏡の回転対称軸を主鏡の回転対称軸と一致さ
   せ且つ対象物からの入射光を透過する支持移動部材とを
   備え、上記各副鏡を主鏡と組み合わせた際の両鏡の回転
   対称軸と入射光となす角度と回転対称軸と２次反射光と
   のなす角度とがそれぞれ異なる関係になるように上記複
   数の副鏡の反射面の形状を成形したことを特徴とする反
   射式画角変換光学装置。
6. 【請求項６】回転対称な形状の反射面を有し見ようとし
   た対象物から到達した入射光を１次反射光として反射さ
   せる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心として
   回転対称な形状の反射面を有しその主鏡より上記対象物
   側に対向配置されその主鏡より反射された１次反射光を
   ２次反射光として反射させ視点に集光する副鏡と、上記
   主鏡および副鏡のうち少なくとも一方を上記回転対称軸
   方向に摺動自在に支持し且つ対象物からの入射光を透過
   する支持移動部材とを備え、その回転対称軸と入射光と
   のなす角度と回転対称軸と２次反射光とのなす角度とが
   上記支持移動部材により摺動された主鏡と副鏡との間隔
   に応じて異なる関係になるように上記主鏡および副鏡の
   反射面の形状を成形したことを特徴とする反射式画角変
   換光学装置。
7. 【請求項７】回転対称な形状の反射面を有し見ようとし
   た対象物から到達した入射光を１次反射光として反射さ
   せる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心として
   回転対称な形状の反射面を有しその主鏡より上記対象物
   側に対向配置されその主鏡より反射された１次反射光を
   ２次反射光として反射させ視点に集光する副鏡と、上記
   主鏡および副鏡を支持し且つ対象物からの入射光を透過
   する支持部材とを備え、上記主鏡および副鏡の少なくと
   も一方にその対象物からの入射光を透過する透過部を設
   けたことを特徴とする反射式画角変換光学装置。
8. 【請求項８】回転対称な形状の反射面を有し見ようとし
   た対象物から到達した入射光を１次反射光として反射さ
   せる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心として
   回転対称な形状の反射面を有しその主鏡より上記対象物
   側に対向配置されその主鏡より反射された１次反射光を
   ２次反射光として反射させ視点に集光する副鏡と、上記
   主鏡および副鏡を支持し且つ対象物からの入射光を透過
   する支持部材とを備えると共に、上記主鏡および副鏡の
   少なくとも一方に透過部を設け、その対象物からの入射
   光をその透過部を通して副鏡または視点方向に反射させ
   る回転自在に支持された平面鏡を備えたことを特徴とす
   る反射式画角変換光学装置。
9. 【請求項９】回転対称な形状の反射面を有し見ようとし
   た対象物から到達した入射光を１次反射光として反射さ
   せる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心として
   回転対称な形状の反射面を有しその主鏡より上記対象物
   側に対向配置されその主鏡より反射された１次反射光を
   ２次反射光として反射させ視点に集光する副鏡と、上記
   主鏡および副鏡を支持し且つ対象物からの入射光を透過
   する支持部材とを備え、上記主鏡および副鏡のうち少な
   くとも一方を上記回転対象軸の周方向に複数個に分割す
   ると共にその回転対称軸と入射光とのなす角度と回転対
   称軸と２次反射光とのなす角度とがそれぞれ異なる関係
   になるようにその分割された複数の反射面の形状を成形
   したことを特徴とする反射式画角変換光学装置。
10. 【請求項１０】回転対称な形状の反射面を有し見ようと
    した対象物から到達した入射光を１次反射光として反射
    させる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心とし
    て回転対称な形状の反射面を有しその主鏡より上記対象
    物側に対向配置されその主鏡より反射された１次反射光
    を２次反射光として反射させ視点に集光する副鏡と、上
    記主鏡および副鏡を支持すると共に回転対称軸を中心と
    して回転駆動し且つ対象物からの入射光を透過する支持
    回転駆動部材と、その視点に集光された２次反射光を記
    憶する記憶部とを備え、上記主鏡および副鏡のうち少な
    くとも一方を上記回転対称軸の周方向に複数個に分割す
    ると共にその回転対称軸と入射光とのなす角度と回転対
    称軸と２次反射光とのなす角度とがそれぞれ異なる関係
    になるようにその分割された複数の反射面の形状を成形
    したことを特徴とする反射式画角変換光学装置。
11. 【請求項１１】支持部材，支持回転部材，支持移動部材
    または支持回転駆動部材に支持された主鏡および副鏡の
    うち少なくとも一方を異なる反射面の形状を有するもの
    に交換自在にしたことを特徴とする上記請求の範囲第１
    項から請求の範囲第10項のうちいずれか１項に記載の反
    射式画角変換光学装置。
12. 【請求項１２】回転対称な凸面形状の反射面を有し見よ
    うとした対象物から到達した入射光を１次反射光として
    反射させる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心
    として回転対称な凸面形状の反射面を有しその主鏡より
    上記対象物側に対向配置されその主鏡より反射された１
    次反射光を２次反射光として反射させ視点に集光する副
    鏡と、上記主鏡および副鏡を支持し且つ対象物からの入
    射光を透過する支持部材とを備えた反射式画角変換光学
    装置の製造方法において、 上記主鏡の反射面の断面形状をｙ＝f1（ｘ）、上記副鏡
    の反射面の断面形状をｙ＝f2（ｘ）、上記対象物から到
    達した入射光の上記主鏡への入射角θと上記２次反射光
    の上記視点への入射角φとの関係をθ＝ｇ（φ）とした
    時、 （ａ）上記入射光の上記主鏡上における入射点P1（Mx、
    My）に対して、正確に対応するような上記１次反射光の
    上記副鏡上における入射点P2（Sx、Sy）が存在し、 （ｂ）且つ、上記主鏡の内周上の点に対しては、上記副
    鏡の内周上の点が対応する 条件を満たすように、次式（１）及び（２） 【数１】 Sx＝Dsinφ Sy＝Dcosφ ……（１） 【数２】 に基づき（Ｄは上記視点と上記入射点P2間の距離であ
    る）、上記主鏡及び上記副鏡の反射面の形状を与えるこ
    とを特徴とする反射式画角変換光学装置の製造方法。
13. 【請求項１３】回転対称な凸面形状の反射面を有し見よ
    うとした対象物から到達した入射光を１次反射光として
    反射させる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心
    として回転対称な凸面形状の反射面を有しその主鏡より
    上記対象物側に対向配置されその主鏡より反射された１
    次反射光を２次反射光として反射させ視点に集光する副
    鏡と、上記主鏡および副鏡を支持し且つ対象物からの入
    射光を透過する支持部材とを備えた反射式画角変換光学
    装置の製造方法において、上記主鏡および副鏡のうち少
    なくとも一方を同心円状の複数の異なる部分鏡に分割す
    ると共に、その回転対称軸と入射光とのなす角度と回転
    対称軸と２次反射光とのなす角度とがそれぞれ異なる関
    係になるようにその分割された複数の部分鏡の反射面の
    形状を成形し、 上記主鏡の反射面の断面形状をｙ＝f1（ｘ）、上記副鏡
    の反射面の断面形状をｙ＝f2（ｘ）、上記対象物から到
    達した入射光の上記主鏡への入射角θと上記２次反射光
    の上記視点への入射角φとの関係をθ＝ｇ（φ）とした
    時、 （ａ）上記入射光の上記主鏡上における入射点P1（Mx、
    My）に対して、正確に対応するような上記１次反射光の
    上記副鏡上における入射点P2（Sx、Sy）が存在し、 （ｂ）且つ、上記主鏡の内周上の点に対しては、上記副
    鏡の内周上の点が対応する 条件を満たすように、次式（３）及び（４） 【数３】 Sx＝Dsinφ Sy＝Dcosφ ……（３） 【数４】 に基づき（Ｄは上記視点と上記入射点P2間の距離であ
    る）、上記主鏡及び上記副鏡の反射面の形状を与えるこ
    とを特徴とする反射式画角変換光学装置の製造方法。
14. 【請求項１４】回転対称な凸面形状の反射面を有し見よ
    うとした対象物から到達した入射光を１次反射光として
    反射させる主鏡と、その主鏡と同一の回転対称軸を中心
    として回転対称な凸面形状の反射面を有しその主鏡より
    上記対象物側に対向配置されその主鏡より反射された１
    次反射光を２次反射光として反射させ視点に集光する副
    鏡と、上記主鏡および副鏡を支持し且つ対象物からの入
    射光を透過する支持部材とを備えた反射式画角変換光学
    装置の製造方法において、上記主鏡および副鏡のうち少
    なくとも一方を柔軟な素材で成形し、その柔軟な素材か
    らなる鏡を変形させる駆動装置を設け、 上記主鏡の反射面の断面形状をｙ＝f1（ｘ）、上記副鏡
    の反射面の断面形状をｙ＝f2（ｘ）、上記対象物から到
    達した入射光の上記主鏡への入射角θと上記２次反射光
    の上記視点への入射角φとの関係をθ＝ｇ（φ）とした
    時、 （ａ）上記入射光の上記主鏡上における入射点P1（Mx、
    My）に対して、正確に対応するような上記１次反射光の
    上記副鏡上における入射点P2（Sx、Sy）が存在し、 （ｂ）且つ、上記主鏡の内周上の点に対しては、上記副
    鏡の内周上の点が対応する 条件を満たすように、次式（５）及び（６） 【数５】 Sx＝Dsinφ Sy＝Dcosφ ……（５） 【数６】 に基づき（Ｄは上記視点と上記入射点P2間の距離であ
    る）、上記主鏡及び上記副鏡の反射面の形状を与えるこ
    とを特徴とする反射式画角変換光学装置の製造方法。