JP4908853B2 - 光学系 - Google Patents
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Description
+aY4 +bY6 +cY8 +dY10+・・・
・・・(a)
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。
Xトーリック面は、
F(X)=Cx・X2 /[1+{1−(1+k)Cx2 ・X2 }1/2 ] +aX4 +bX6 +cX8 +dX10・・・
Z=F(X)+(1/2)Cy{Y2 +Z2 −F(X)2 } ・・・(b)
Z軸方向のY軸方向曲率Cyの中心を通ってX軸に平行な軸の周りで曲線F(X)を回転する。その結果、その面はX−Z面内で非球面になり、Y−Z面内で円になる。
F(Y)=Cy・Y2 /[1+{1−(1+k)Cy2 ・Y2 }1/2 ] +aY4 +bY6 +cY8 +dY10・・・
Z=F(Y)+(1/2)Cx{X2 +Z2 −F(Y)2 } ・・・(c)
Z軸方向のX軸方向曲率Cxの中心を通ってY軸に平行な軸の周りで曲線F(Y)を回転する。その結果、その面はY−Z面内で非球面になり、X−Z面内で円になる。
Rx=1/Cx,Ry=1/Cy
の関係にある。
C2 Y+C3 Y2 +C4 Y3 +C5 Y4 +C6 Y5 +C7 Y6
+・・・・+C21Y20+・・・・+Cn+1 Yn +・・・・
・・・(d)
次いで、この曲線(d)をX軸正方向を向いて左回りを正として角度θ(°)回転した曲線F(Y)が定められる。この曲線F(Y)もY−Z座標面上で原点を通る。
水平画角 360°
垂直画角 20°
入射瞳径 2.00mm
像の大きさ φ9.60mm、高さ3.07mmの円筒面
である。
水平画角 360°
垂直画角 20°
入射瞳径 2.00mm
像の大きさ φ7.41mm、高さ1.75mmの円筒面
である。
水平画角 360°
垂直画角 40°
入射瞳径 1.00mm
像の大きさ φ42.64mm、高さ4.62mmの円筒面
である。
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 ∞(入射瞳)
2 ERFS[1] (RE) 偏心(1)
3 ERFS[2] (RE) 偏心(2)
像 面 YTR[1] 偏心(3)
ERFS[1]
RY -31.95
θ 0.00
R -19.57
C4 1.7241 ×10-4
C5 1.0141 ×10-6
ERFS[2]
RY 20.23
θ 11.42
R 20.49
C4 -4.3235 ×10-5
C5 -1.8018 ×10-5
YTR[1]
Rx 4.80
Ry ∞
偏心(1)
X 0.00 Y -7.12 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(2)
X 0.00 Y -21.70 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(3)
X 0.00 Y -20.92 Z 0.00 。
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
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 ∞(入射瞳)
2 ERFS[1] 偏心(1) 1.5163 64.1
3 ERFS[2] (RE) 偏心(2) 1.5163 64.1
4 ERFS[3] (RE) 偏心(3) 1.5163 64.1
5 ERFS[4] 偏心(4)
像 面 YTR[1] 偏心(5)
ERFS[1]
RY -7.23
θ -17.71
R -10.00
ERFS[2]
RY -25.38
θ 4.12
R -18.46
C4 6.3491 ×10-5
C5 5.8712 ×10-6
ERFS[3]
RY 16.07
θ 17.45
R 15.69
C4 7.2941 ×10-5
C5 -2.6769 ×10-5
ERFS[4]
RY -3.73
θ 0.00
R 5.00
YTR[1]
Rx 3.70
Ry ∞
偏心(1)
X 0.00 Y -3.64 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(2)
X 0.00 Y -6.59 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(3)
X 0.00 Y -24.33 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(4)
X 0.00 Y -22.93 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(5)
X 0.00 Y -22.67 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
実施例3
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ ∞
1 ∞(入射瞳)
2 ERFS[1] 偏心(1) 1.5163 64.1
2 ERFS[2] (RE) 偏心(2) 1.5163 64.1
3 ERFS[3] (RE) 偏心(3) 1.5163 64.1
4 -12.88 偏心(4)
5 ∞(絞り面) 偏心(5)
6 14.40 偏心(6) 1.5163 64.1
7 ERFS[4] (RE) 偏心(7) 1.5163 64.1
8 ERFS[5] (RE) 偏心(8) 1.5163 64.1
9 ERFS[6] 偏心(9)
像 面 YTR[1] 偏心(10)
ERFS[1]
RY 6.92
θ -37.24
R 38.64
ERFS[2]
RY -56.93
θ -30.73
R -32.14
C4 -1.2781 ×10-5
ERFS[3]
RY -52.66
θ -78.35
R -12.58
C4 2.1075 ×10-4
ERFS[4]
RY -40.70
θ -92.41
R 8.11
C4 -1.8706 ×10-4
ERFS[5]
RY 45.82
θ -44.86
R 12.99
C4 4.7910 ×10-4
ERFS[6]
RY -8.96
θ -36.50
R -18.32
C5 5.9339 ×10-4
YTR[1]
Rx -21.32
Ry ∞
偏心(1)
X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(2)
X 0.00 Y -17.32 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(3)
X 0.00 Y 4.19 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(4)
X 0.00 Y -30.72 Z 0.00
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(5)
X 0.00 Y -31.66 Z 0.00
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(6)
X 0.00 Y -32.60 Z 0.00
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(7)
X 0.00 Y -54.38 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(8)
X 0.00 Y -35.22 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(9)
X 0.00 Y -43.03 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(10)
X 0.00 Y -43.08 Z 21.32
α 0.00 β 0.00 γ 0.00 。
2…像面(表示面)
3、31 、32 …中間像位置
4s…サジタル面の入射瞳
4m…メリジオナル面の入射瞳
5s…サジタル面の射出瞳
5m…メリジオナル面の射出瞳
6…絞り
10…前群
11、12…反射面
13…入射屈折面
14…射出屈折面
15…透明媒質
20…後群
21、22…反射面
23…入射屈折面
24…射出屈折面
25…透明媒質
30…光学系(本発明)
31…撮像素子
33…物体からの光
35…表示素子
36…照明光源
37…投影光
Claims (8)
- 360°全方位方向からの映像を回転対称な立体形状の像面に結像させる光学系であって、
前記360°全方位からの映像が入射する順に、第1の反射面と第2の反射面を備え、
前記第1の反射面と前記第2の反射面はいずれも回転対称な反射面であって、
前記第1の反射面は、前記360°全方位から入射した映像を反射して中間像を形成し、
前記第2の反射面は、前記第1の反射面で反射した映像を反射して前記立体形状の像面に結像させ、
前記中間像は、前記第1の反射面と前記第2の反射面の間にある
ことを特徴とする光学系。 - 前記回転対称な立体形状の像面と前記第1の反射面と前記第2の反射面は同軸であることを特徴とする請求項1項記載の光学系。
- サジタル断面の入射瞳とサジタル断面の射出瞳は前記第1の反射面と前記第2の反射面の回転対称軸上の異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項2記載の光学系。
- 前記第1の反射面と前記第2の反射面は回転対称軸を含む断面内の対称面を持たない任意形状の線分を回転対称軸の周りで回転させて形成される回転対称な形状を有することを特徴とする請求項1から3の何れか1項記載の光学系。
- 前記第1の反射面と前記第2の反射面は回転対称軸を含む断面内の奇数次項を含む任意形状の線分を回転対称軸の周りで回転させて形成される回転対称な形状を有することを特徴とする請求項1から3の何れか1項記載の光学系。
- 前記像面は前記回転対称な立体形状の内面であることを特徴とする請求項1から5の何れか1項記載の光学系。
- 前記像面は前記回転対称な立体形状の外面であることを特徴とする請求項1から5の何れか1項記載の光学系。
- 前記光学系の物体面と像面を逆にして投影光学系に用いることを特徴とする請求項1から5の何れか1項記載の光学系。
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2006
- 2006-01-18 JP JP2006009523A patent/JP4908853B2/ja not_active Expired - Fee Related
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