JP5379154B2 - デュアル焦点距離レンズ系 - Google Patents

Description

本発明は反射光学系、特に小型撮像系で好適に使用可能な光学系に関する。

反射光学系と屈折光学系を併用する光学系は既に知られている。例えば特許文献３（発明者：Ｂｏｄｋｉｎ）及び特許文献７（発明者：Ａｍｏｎ）に記載のデュアル光路は光反射素子及び光屈折素子を備えている。この光路はデュアルスペクトラム光学系用であり、ビームスプリッタを用い形成された２本の光路を有している。それらの光路のいずれにも、可視光撮像用光学系及びハイパースペクトラル撮像用光学系が配されている。

特許文献１３（発明者：Ｖｏｎ Ｈｏｅｓｓｌｅ）に記載のミサイル誘導装置は屈折レンズ及び反射レンズを備えている。屈折レンズは中央部と外縁部に区画されており、その外縁部を通った光は反射レンズの働きで第１センサ上に合焦し、中央部を通った光はその第１センサと背中合わせの第２センサ上に合焦する。それら二系統の撮像系をサポートする電子システムが一系統であるので、両方の撮像系を同時に使用することはできない。２個あるセンサの配置はミサイル誘導処理の負担が軽くなるよう定める。一方の撮像系は焦点距離が短く、ミサイルを標的まで粗誘導するのに使用される。他方の撮像系は焦点距離が長く、対標的ミサイル誘導の最終段階にてそのミサイルを標的まで精密誘導するのに使用される。

特許文献８（発明者：Ｌａｗｓｏｎ）に記載のレンズは、その外縁部と中央部が互いに異なるスペクトル域向けに設計されている。特許文献５（発明者：Ｗｉｌｍ）においては、２個あるレンズそれぞれの焦点を同一のセンサに合わせ、それらのレンズによる都合２個の像を相補的ゾーンフィルタを用い重ね合わせることで、その領域毎に解像度が異なる合成画像を発生させている。

米国特許第６５４９３３２号明細書 米国特許第６７２８０４４号明細書 米国特許第７０４９５９７号明細書 米国特許第６６３６３５６号明細書 米国特許第５１７２２３５号明細書 米国特許第５１１４２３８号明細書 米国特許第７１１９９６９号明細書 米国特許第６８７０６９０号明細書 米国特許第５１４４４７６号明細書 米国特許第６３３３８１１号明細書 米国特許出願公開第２００２／００９７５０５号明細書 米国特許第４９９３８１８号明細書 米国特許第５０５１８３０号明細書 米国特許第６１６９６３７号明細書 米国特許第５１５９４９５号明細書 欧州特許出願公開第１０９９９６９号明細書 米国特許出願公開第２００８／００３０５９２号明細書

従って、互いに独立な２個の光学系を備えたデュアル焦点距離レンズ系を提供し、同一の場面又は被写体を複数通りの焦点距離で同時に撮像できるコンパクトな光学系を実現することが、いま求められているといえよう。

ここに、本発明の一実施形態に係るデュアル焦点距離光学系は、同じ光軸を共用する第１及び第２光学系を備える。第１光学系は光学構造体の物側面及び像側面を含み、その物側面及び像側面は光屈折面部及び光反射面部を含む。第１光学系の焦点距離は第２光学系の焦点距離よりも長い。

本発明の他の実施形態に係るデュアル焦点距離光学系は、互いに同じ光路を部分的に共用する第１及び第２光学系を備える。第１光学系は、光学構造体の物側面、その光学構造体の像側面、並びに光路沿いに見てそれら物側面と像側面の間に位置する第1中間素子の第１面を含み、第２光学系は、第１光学系に第１面を提供している前記第1中間素子の第２面を含む。第１光学系の焦点距離（第１焦点距離）は第２光学系の焦点距離（第２焦点距離）よりも長い。

本発明の第１実施形態における光伝搬軌跡を示す模式図である。 本発明の第１実施形態を構成する光学部品を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る構成の例を示す模式図である。 本発明の第２実施形態における光伝搬軌跡を示す模式図である。 図４に示した実施形態の一部における光伝搬軌跡を示す模式図である。 図４に示した実施形態の一部における光伝搬軌跡を示す模式図である。 本発明の第２実施形態に係る構成の例を示す模式図である。

以下、本発明の好適な実施形態につき別紙図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明は、本発明に係る装置の構成要素や本発明に係る装置に対し割合密接な関係を有する要素に絞ってのものである。ご理解頂けるように、本件技術分野で習熟を積まれた方々（いわゆる当業者）に周知の様々な形態で実現可能な要素については、具体的な説明や図示を省いてある。

図１に、第１実施形態に係るデュアル焦点距離レンズ系１００における光伝搬軌跡を模式的に示す。本レンズ系１００はそれぞれ複数個の光学面を有する第１光学系２００及び第２光学系３００を備えている。第１光学系２００は例えば望遠型、第２光学系３００は例えば広角型である。後に図２を参照して説明する通り、第１光学系２００はその光屈折面及び光反射面双方に光収束力を持たせたカタジオプトリック光学系、第２光学系３００はその光屈折面に光収束力を持たせたジオプトリック光学系となっている（図２参照）。

それら、光学系２００及び３００は同じ光路乃至光軸１２５上にあり、光学素子（群）に係る光学面のうち複数個を共有している。例えば面１０５及び１１０は、弱い光収束力を有する光屈折性のレンズ素子１４０（いわゆるコレクタプレート）を形成しており、その素子１４０は光学系２００及び３００によって共用されている。素子１４０上にはその所属先光学系が異なる複数の部分、即ち第１光学系２００に属する外環領域１１５と第２光学系３００に属する中心領域１２０がある。

そのレンズ素子１４０の面１０５は非球面、面１１０は球面である。素子１４０上に非球面を設けるのは収差補正のためであるので、面１１０の方を非球面にしてもよいし、面１０５，１１０双方を非球面にしてもよい。面１０５及び１１０を平坦面にすることもできる。他の系内素子の汚れを防ぐ覆い窓としては役に立つ。

また、第１光学系２００は光軸１２５上にあり、その焦点距離は第１焦点距離となっている。第２光学系３００はそれと同じ光軸１２５上にあり、その焦点距離は第２焦点距離となっている。第１焦点距離は第２焦点距離よりも長い。第１光学系２００はイメージセンサ１３０に、また第２光学系３００はイメージセンサ１３５に光を届ける。

図２に、第１光学系２００で使用される光学構造体２０５を示す。この構造体２０５は物側面２１０及び像側面２１５を有している。物側面２１０には光屈折面部２２０及び光反射面部２２５があり、像側面２１５には光屈折面部２３０及び光反射面部２３５がある。

この光学構造体２０５の光反射面部のうち、像側面２１５側のそれ（２３５）は光収束力を有する非球面、物側面２１０側のそれ（２２５）は光収束力を有する球面である。光反射面部２２５を非球面にしても構わない。光反射面部２３５及び２２５は、第１光学系２００に備わる光収束力の大半をもたらす部分であるが、光反射性であるので第１光学系２００に色収差をもたらすことはない。第１光学系２００は更に絞り２９０を備えている。

その光反射面部２２５・２３５間にある隙間は、空気で満たしてもよいし、後に図３を参照して説明するように光屈折素材で満たしてもよい。但し、この隙間を光屈折素材で満たすとその素材による光散乱で多少は色収差が発生する。その色収差を補正するには、光屈折面２４５及び２５０を呈する素子２４０を、光学構造体２０５・イメージセンサ１３０間に配置すればよい。像面収差が発生しそうなときも、この光屈折素子２４０でその像面収差を補正することができる。

図示の通り、その光屈折素子２４０の表面（２４５、２５０又はその双方）は、光学構造体２０５の光屈折面部のうち像側面２１５側のそれ（２３０）として用いられている。光反射面部２２５・２３５間の隙間を光屈折素材で満たした構成であれば（図３参照）、適切な曲率半径を呈するようその光屈折素材を成形して光屈折面部２３０を形成することもできる。

これに対し、光学構造体２０５の光屈折面部のうち物側面２１０のそれ（２２０）としては、図示例ではレンズ素子１４０の表面（１０５、１１０又はその双方）が用いられている。そのため、構造体２０５の物側面２１０に備わる光収束力は像側面２１５に備わるそれより弱くなる。但し、構造体２０５の物側面２１０にまた別の面を設けることもできる。例えば素子１４０が平板状なら、また別のレンズ素子を設けてその表面を物側面２１０にすることができる。また、光反射面部２２５・２３５間の隙間を埋める素材の表面を物側面３３０にすることもできる（図３参照）。

そのレンズ素子１４０は部分毎に所属先光学系が異なっていて、その外環領域１１５は第１光学系２００に、また中心領域１２０は第２光学系３００にそれぞれ属している（図１参照）。即ち、この図に示す光学構造体２０５の物側面２１０には２個の光屈折域があり、そのうち第１のもの（１１５）が第１光学系２００に、第２のもの（１２０）が第２光学系３００にそれぞれ属している。更に、それら第１光屈折域１１５及び第２光屈折域１２０は、構造体２０５の物側面２１０上で互いに連接しており、且つその曲率半径が同じ値になっている（図１も参照）。但し、光屈折域１１５及び１２０が連接しない構成にすることや、それらの間で曲率半径が相違する構成にすることも可能である。

表１Ａに、本発明の第１実施形態における第１光学系２００の具体的構成例を示す。この例は第１光学系２００として望遠レンズ系を使用した構造であるが、お察しの通りこれとは別種の構成にすることもできる。実際、第１光学系２００に相応しい構成は、本レンズ系１００の具体的な用途によって左右されるものである。

他方、図中の第２光学系３００は、第１光学系２００と共有するレンズ素子１４０の面１０５及び１１０を使用し、素子１４０を通過した光の一部を１個又は複数個のレンズ２５５越しにイメージセンサ１３５へと送っている。図中、レンズ２５５としては、面２６０及び２６５を有する両凸レンズ、面２７０及び２７５を有する両凸レンズ、並びに面２８０及び２８５を有する両凹レンズが設けられているが、図示例とは異なる個数のレンズを使用し第２光学系３００を構築することも可能である。

この第２光学系３００の光収束力は、その大半又は全体が面２６０〜２８５によってもたらされている。なお、図示例ではレンズ２５５たる３個のレンズ素子が順に正、正、負の光収束力を有しているが、これとは別の構成でも特に問題はない。面２６０〜２８５は球面であるが、それらのうち何個かを非球面にして収差補正を図ってもよい。

表１Ｂに、本発明の第１実施形態における第２光学系３００の具体的構成例を示す（表中の「Ｓｃｈｏｔｔ」は登録商標）。この例は第２光学系３００として広角レンズ系を使用した構造であるが、お察しの通りこれとは別種の構成にすることもできる。実際、第２光学系３００に相応しい構成は本レンズ系１００の具体的な用途によって左右される。

また、図１及び図２に示した構成は、第１光学系２００の焦点距離（第１焦点距離）や第２光学系３００の焦点距離（第２焦点距離）が固定されている構成である。しかしながら、それら第１，第２焦点距離のうち一方又は双方が可変な構成にすることもできる。例えば、第１光学系２００・イメージセンサ１３０間や第２光学系３００・イメージセンサ１３５間に可動な付加的光学素子（群）を設けること、センサ１３０やセンサ１３５を対応する光路沿いに移動させる手段を設けること、第１光学系２００や第２光学系３００を対応するセンサ１３０又は１３５に対し移動させる手段を設けること等で、一方又は双方の光学系の焦点距離や合焦状態を可変にすることができる。付加的光学素子（群）を移動させる手段、イメージセンサを移動させる手段、光学系を相対移動させる手段等は既知技術で実現することができる。

加えて、本レンズ系１００には、その第１光学系２００からもたらされる画像及び第２光学系３００からもたらされる画像を併用してディジタルズーム機能を司るコントローラも、設けることができる。ディジタルズーム機能の実現手法は特許文献１７（発行日：２００８年２月７日，発明者：Ｂｏｒｄｅｒ ｅｔ ａｌ．）に記載のもの等でよい。

図３に、図２に示したデュアル焦点距離レンズ系１００の具体的構成例３６０を示す。この例における光学構造体２０５は固体素材素子であり、レンズ２５５やイメージセンサ１３５をくるむよう２個のピース３１０及び３２０を相互結合させて形成してある。これに適する素材としてはアクリル系樹脂、シクロオレフィン系ポリマ（ＣＯＰ）等の低光分散性素材を掲げることができる。例えば日本ゼオン株式会社（所在地：東京）がＺｅｏｎｅｘ（登録商標）の名で市販しているＣＯＰである。また、物側面２１０の光屈折面部２２０として働くレンズ素子１４０はピース３１０の一部で、物側面２１０の光反射面部２２５及び像側面２１５の光反射面部２３５はピース３２０の一部で、像側面２１５の光屈折面部２３０は光屈折素子２４０で、それぞれ実現されている。素子２４０が光屈折面部２３０として働くので、素子形成固体素材の表面のうち像側面２１５の光反射面部２３５で囲まれている部分は図示の通り平坦でよい。更に、この例３６０に係るレンズ系１００では、絞り２９０として働く遮光面３５０がピース３２０上に設けられている。加えて、図２に示したレンズ素子２５５と同様の光学素子がこの図にも示されている。イメージセンサ１３０も示されている。

図４に、第２実施形態に係るデュアル焦点距離レンズ系４００における光伝搬軌跡を模式的に示す。本レンズ系４００はそれぞれ複数の光学面からなる第１光学系５００及び第２光学系６００を備えている。第１光学系５００は例えば望遠型、第２光学系６００は例えば広角型である。第１光学系５００は、後に図５を参照して説明する通りカタジオプトリック光学系であり、その光屈折面及び光反射面に光収束力を持たせてある。第２光学系６００は、後に図６を参照して説明する通りジオプトリック光学系であり、その光屈折面に光収束力を持たせてある。これらの光学系５００及び６００は同じ光路乃至光軸４１０を部分的に共有しており、また何個かの光学素子及び光学面を共有している。

第１光学系５００の光路沿い焦点距離は第１焦点距離、第２光学系６００の同光路沿い焦点距離は第２焦点距離であり、第１焦点距離は第２焦点距離より長くなっている。図中、光路は本レンズ系４００を貫く光伝搬軌跡で表されている。

図５に、それらのうち第１光学系５００で使用される光学構造体５５０を示す。この構造体５５０で形成される物側面５０５及び像側面５１０は光路（第１光学系５００を貫く光伝搬軌跡）沿いに並んでおり、それらの間には中間光学素子５１５が配されている。第１光学系５００ではその素子５１５の第１面５２０も使用している。

それらのうち物側面５０５は正の光収束力を有する非球面であり（球面でも可）、第１光学系５００全体の長さを短縮するのに役立っている。像側面５１０は物側面５０５に比べ強い光収束力を有する光反射面（例えば非球面）であり、光反射面であるので色収差を増加させずに光を収束させることができる。中間光学素子５１５の第１面５２０は光収束力のない平坦な光反射面（例えば鏡の表面）であり、第１光学系５００の光路乃至光軸を転向させる役目を有している。

更に、図中の第１光学系５００は、第１中間光学素子たる中間光学素子５１５のほかに、光屈折面５２５を有する第２中間光学素子を備えている。この素子は、光路のうち第２光学系６００と共用されない部分に配されており、第１光学系５００を通った光はこれを介してイメージセンサ５３０に到達する。なお、光学構造体５５０の一部としてではなく、構造体５５０には属さない中間光学素子を使用して、この面５２５を実現することもできる。第２光学系６００・イメージセンサ６７５間の光学素子（図６参照）に倣い、図示しない付加的光学素子（群）を第１光学系５００・センサ５３０間に配することもできる。加えて、面５２５を図示の如き平坦面ではなく光収束力のある面にすることもできる。例えば非球面とすれば、この面５２５を像面収差補正、横色収差補正又はその双方に使用することができる。

表２Ａに、本発明の第２実施形態における第１光学系５００の具体的構成例を示す。この例は第１光学系５００として望遠レンズ系を使用した構造であるが、お察しの通りこれとは別種の構成にすることもできる。実際、第１光学系５００に相応しい構成は本レンズ系４００の具体的な用途によって左右されるものである。

他方、図６に示す第２光学系６００では、第１光学系５００と共有する物側面５０５に加え、中間光学素子５１５の第２面６２０を使用している。図示例の素子５１５では第１面５２０の裏面が第２面６２０となっている。この面６２０は光収束力のない平坦な光反射面であり、第２光学系６００の光路乃至光軸を転向させる役目を有している。

本レンズ系４００では、第２面６２０が第２光学系６００の絞りとなるよう中間光学素子５１５を構成することが可能である。そうすることで、素子５１５やその第２面６２０に対する物理的且つ空間的な制約を緩和乃至排除することができる。同様に、素子５１５の第１面５２０も第１光学系５００の絞りとすることができる。

第２光学系６００は、更に光収束力のある光屈折面６２５を有している。この面６２５は球面であり（非球面でも可）光学構造体５５０の一角をなしている。その意味で、前述した像側面５１０が構造体５５０の第１像側面、この面６２５がその構造体５５０の第２像側面であるといえよう。但し、面５１０が光反射面であるのに対し面６２５が光屈折面であることに留意すべきである。また、面６２５は、光路のうち第１光学系５００と共用されない部分に位置している。構造体５５０とは別体の光学素子を設け、その表面を使用して面６２５を形成することもできる。

第２光学系６００は、その面６２５を経た光を、１個又は複数個のレンズ越しにイメージセンサ６７５へと送る。図示例で使用しているレンズは、面６３０、６３５及び６４０を有するダブレットレンズ、面６４５及び６５０を有する両凸レンズ、面６５５及び６６０を有する第１メニスカスレンズ、並びに面６６５及び６７０を有する第２メニスカスレンズである。第１及び第２メニスカスレンズは、その凹面がセンサ６７５側に面する向きで配置されている。図示個数とは異なる個数のレンズを使用し第２光学系６００を構成することも可能である。

表２Ｂに、本発明の第２実施形態における第２光学系６００の具体的構成例を示す。この例は第２光学系６００として広角レンズ系を使用した構造であるが、お察しの通りこれとは別種の構成にすることもできる。実際、第２光学系６００に相応しい構成は本レンズ系４００の具体的な用途によって左右される。

また、図４〜図６に示した構成は、第１光学系５００の焦点距離（第１焦点距離）や第２光学系６００の焦点距離（第２焦点距離）が固定の構成である。しかしながら、第１光学系５００・イメージセンサ５３０間や第２光学系６００・イメージセンサ６７５間に可動な付加的光学素子（群）を設けること、センサ５３０やセンサ１３５を対応する光路沿いに移動させる手段を設けること、第１光学系５００や第２光学系６００を対応するセンサ５３０又は６７５に対し移動させる手段を設けること等で、一方又は双方の光学系の焦点距離や合焦状態を可変にすることもできる。付加的光学素子（群）を移動させる手段、イメージセンサを移動させる手段、光学系を相対移動させる手段等は既知技術で実現することができる。

加えて、本レンズ系４００には、その第１光学系５００からもたらされる画像及び第２光学系６００からもたらされる画像を併用してディジタルズーム機能を司るコントローラも、設けることができる。ディジタルズーム機能の実現手法は特許文献１７（発行日：２００８年２月７日，発明者：Ｂｏｒｄｅｒ ｅｔ ａｌ．）に記載のもの等でよい。この参照を以て当該文献の全内容を本願に繰り入れることとする。

図７に、図５及び図６に示したデュアル焦点距離レンズ系４００の具体的構成例７００を示す。この例における光学構造体５５０は固体素材素子であり、中間光学素子５１５をくるむよう２個のピース７１０及び７２０を相互結合して形成してある。これに適する素材としてはアクリル系樹脂、シクロオレフィン系ポリマ（ＣＯＰ）等の低光分散性素材を掲げることができる。例えば日本ゼオン株式会社（所在地：東京）がＺｅｏｎｅｘ（登録商標）の名で市販しているＣＯＰである。この固体素材素子には、中間光学素子５１５の光反射面５２０として働く部分、光屈折面５２５として働く部分、構造体５５０の物側面５０５や像側面５１０として働く部分等、第１光学系５００をかたちづくる複数の部分が備わっている。同様に、この固体素材素子には、素子５１５の光反射面６２０として働く部分、光屈折面６２５として働く部分等、第２光学系６００をかたちづくる複数の部分も備わっている。加えて、図６に示したレンズ素子と同様の光学素子７３０がこの図にも示されている。イメージセンサ５３０及び６７５も示されている。

このように反射光学系及び屈折光学系を併用するレンズ系、特に同じ光軸を共有し合う２個の撮像系を備えたものは、様々な分野で利用することができる。同じ光軸を共有し合うということは、一方の撮像系で捉えた像と他方の撮像系で捉えた像の間に視差が生じないということである。しかも、上掲の如き構成は撮像用レンズ系のコンパクト化に役立つ。反射光学系を用い光路を折り返している分、レンズ系全体のサイズが小さくなるからである。レンズ系内光軸を（部分的に）共用化することで、そうしない構成に比べ、物理的且つ空間的な制約や構成の複雑さも緩和、軽減することができる。

１００，４００ デュアル焦点距離レンズ系、１０５，１１０，２４５，２５０，２６０〜２８５，５２５，６２５〜６７０ 光屈折面、１１５ 外環領域（第１光屈折域）、１２０ 中心領域（第２光屈折域）、１２５，４１０ 光軸乃至光路、１３０，１３５，５３０，６７５ イメージセンサ、１４０，２４０ 光屈折素子、２００，５００ 第１光学系、２０５，５５０ 光学構造体、２１０，３３０，５０５ 物側面、２１５，５１０ 像側面、２２０，２３０ 光屈折面部、２２５，２３５ 光反射面部、２５５ レンズ、２９０ 絞り、３００，６００ 第２光学系、３１０，３２０，７１０，７２０ ピース、３５０ 遮光面、３６０，７００ レンズ系の構成例、５１５ 中間光学素子、５２０，６２０ 光反射面、７３０ 光学素子。

Claims (17)

1. ある光路上にあり、光学構造体の物側面、その光学構造体の像側面、並びに光路沿いに見てそれら物側面と像側面の間に位置する第1中間素子の第１面を含み、且つその焦点距離が第１焦点距離である第１光学系と、
   前記光路の一部を前記第１光学系と共用しており、前記第１光学系の前記第1中間素子の第２面を含み、且つその焦点距離が前記第１焦点距離より短い第２焦点距離である第２光学系と、
   前記第１光学系に係る第２中間素子であって、前記光路のうち前記第２光学系によって共用されていない部分に位置する光学面を有する第２中間素子と、
   を備え、
   前記第１中間素子、前記第２中間素子、並びに前記第１光学系に係る光学構造体の物側面及び像側面が、同一の光学素子に備わる別々の部分であるデュアル焦点距離光学系。
2. 請求項１記載のデュアル焦点距離光学系であって、前記光学素子が固体素材素子であるデュアル焦点距離光学系。
3. 請求項１記載のデュアル焦点距離光学系であって、前記第１光学系に係る第１イメージセンサと、前記第２光学系に係る第２イメージセンサと、を備えるデュアル焦点距離光学系。
4. ある光路上にあり、光学構造体の物側面、その光学構造体の像側面、並びに前記光路沿いに見てそれら物側面と像側面の間に位置する第1中間素子の第１面を含み、且つその焦点距離が第１焦点距離である第１光学系と、
   前記光路の一部を前記第１光学系と共用しており、前記第１光学系の前記第1中間素子の第２面を含み、且つその焦点距離が第１焦点距離より短い第２焦点距離である第２光学系と、
   を備えるデュアル焦点距離光学系。
5. 請求項４に記載のデュアル焦点距離光学系であって、
   前記第１光学系の光学構造体の像側面が、前記光学構造体の第１像側面で、かつ、
   前記第２光学系が、前記光学構造体の物側面、及び、前記第１光学系によって共用されない前記光学構造体の第２面を含む、
   デュアル焦点距離光学系。
6. 請求項４に記載のデュアル焦点距離光学系であって、前記光学構造体の物側面が非球面を含むデュアル焦点距離光学系。
7. 請求項４に記載のデュアル焦点距離光学系であって、前記光学構造体の像側面が屈折力を有するデュアル焦点距離光学系。
8. 請求項４に記載のデュアル焦点距離光学系であって、前記光学構造体の像側面が非球面を含むデュアル焦点距離光学系。
9. 請求項４に記載のデュアル焦点距離光学系であって、前記第1中間素子の位置が固定されているデュアル焦点距離光学系。
10. ある光路上にあり、光学構造体の物側面、その光学構造体の像側面、並びに光路沿いに見てそれら物側面と像側面の間に位置する第1中間素子の第１面を含み、且つその焦
    点距離が第１焦点距離である第１光学系と、
    前記光路の一部を前記第１光学系と共用しており、前記第１光学系の前記第1中間素子の第２面を含み、且つその焦点距離が前記第１焦点距離より短い第２焦点距離である第２光学系と、
    前記第１光学系に係る第２中間素子であって、前記光路のうち前記第２光学系によって共用されていない部分に位置する光学面を有する第２中間素子と、
    を備えるデュアル焦点距離光学系。
11. 請求項１０に記載のデュアル焦点距離光学系であって、前記第２中間素子が非球面を含むデュアル焦点距離光学系。
12. 請求項１０に記載のデュアル焦点距離光学系であって、前記第１中間素子、前記第２中間素子、並びに前記第１光学系に係る光学構造体の物側面及び像側面が、同一の光学素子に備わる別々の部分であるデュアル焦点距離光学系。
13. 請求項１２記載のデュアル焦点距離光学系であって、前記光学素子が固体素材素子であるデュアル焦点距離光学系。
14. 請求項１２記載のデュアル焦点距離光学系であって、前記固体素材素子が、相互に結合された２つの素子を有するデュアル焦点距離光学系。
15. 請求項１２に記載のデュアル焦点距離光学系であって、
    前記第１光学系の光学構造体の像側面が、前記光学構造体の第１像側面で、かつ、
    前記第２光学系が、前記光学構造体の物側面、及び、前記第１光学系によって共用されない前記光学構造体の第２面を含む、
    デュアル焦点距離光学系。
16. ある光路上にあり、光学構造体の物側面、その光学構造体の像側面、並びに前記光路沿いに見てそれら物側面と像側面の間に位置する第1中間素子の第１面を含み、且つその焦点距離が第１焦点距離である第１光学系と、
    前記光路の一部を前記第１光学系と共用しており、前記第１光学系の前記第1中間素子の第２面を含み、且つその焦点距離が第１焦点距離より短い第２焦点距離である第２光学系と、
    を備え、
    前記第１光学系の光学構造体の像側面が、前記光学構造体の第１像側面で、かつ、
    前記第２光学系が、前記光学構造体の物側面、及び、前記第１光学系によって共用されない前記光学構造体の第２面を含む、
    デュアル焦点距離光学系。
17. 請求項１６に記載のデュアル焦点距離光学系であって、前記光学構造体の第２面が非球面を含むデュアル焦点距離光学系。

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