專利名稱：攝像光學(xué)系統(tǒng)、攝像光學(xué)裝置及數(shù)碼設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及攝像光學(xué)系統(tǒng)、攝像光學(xué)裝置及數(shù)碼設(shè)備。更詳細(xì)地說，涉及利用攝像元件收入被攝體的影像的攝像光學(xué)裝置和附帶搭載有該攝像光學(xué)裝置的畫像輸入功能的數(shù)碼設(shè)備，以及在攝像元件的受光面上形成被攝體的光學(xué)像的攝像光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年，數(shù)碼靜像照相機(jī)、數(shù)碼錄像機(jī)、附帶照相機(jī)的便攜式電話及附帶照相機(jī)的掌上電腦(PDA Personal Digital Assistant)等的，具有畫像輸入功能的數(shù)碼設(shè)備的普及很驚人，搭載這些的攝像元件的高像素化、高功能化快速地發(fā)展。因此，為了使具有高像素化等的攝像元件的性能被充分地利用，所以向攝像元件導(dǎo)入被攝體的光學(xué)像的攝像光學(xué)系統(tǒng)也要求高的光學(xué)性能。另外，因?yàn)橐陨纤龅母鲾?shù)碼設(shè)備要求便攜性，所以攝像光學(xué)系統(tǒng)也必須是緊湊化。作為數(shù)碼設(shè)備的緊湊化的一個方案，考慮攝像光學(xué)系統(tǒng)的緊湊化。作為攝像光學(xué)系統(tǒng)的緊湊化的方案，反射棱鏡是以往公知的方案。例如在專利文獻(xiàn)1中，公開了在攝像光學(xué)系統(tǒng)的光路中設(shè)置有一個彎折光路的反射棱鏡。另外，在專利文獻(xiàn)2中，公開了在攝像光學(xué)系統(tǒng)的光路中設(shè)置有兩個彎折光路的反射棱鏡。專利文獻(xiàn)1 (日本)特開2003-202500號公報專利文獻(xiàn)2 (日本)特開2006-58840號公報如專利文獻(xiàn)1所公開的使用一個反射棱鏡的結(jié)構(gòu)，由攝像元件的大小決定光學(xué)結(jié)構(gòu)整體的厚度。因此，存在攝像元件尺寸的擴(kuò)大與光學(xué)結(jié)構(gòu)整體的厚度的增加有關(guān)的問題。如專利文獻(xiàn)2所公開的使用兩個反射棱鏡的結(jié)構(gòu)，光路彎折兩次。因此，能夠解決攝像元件尺寸的擴(kuò)大與光學(xué)結(jié)構(gòu)整體的厚度的增大有關(guān)的問題。另外，因?yàn)樵诜瓷淅忡R的入射面和射出面具有光焦度，所以也能夠校正攝像光學(xué)系統(tǒng)所產(chǎn)生的像差。其中，在專利文獻(xiàn)2所公開的結(jié)構(gòu)中，因?yàn)樵O(shè)置于像方的反射棱鏡的尺寸大，所以光學(xué)結(jié)構(gòu)整體的薄型化不充分。另外，專利文獻(xiàn)2沒有記載關(guān)于為了確保攝像光學(xué)系統(tǒng)的性能，而有必要校正在具有棱鏡的光學(xué)系統(tǒng)中成為顯著像差的像散及色差等。因此，專利文獻(xiàn)2所公開的光學(xué)結(jié)構(gòu)，很難對應(yīng)于攝像元件的高像素化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于以上所述狀況而起作用的，目的在于提供一種對應(yīng)于攝像元件的高像素化的具有高光學(xué)性能，并且能夠達(dá)到光學(xué)結(jié)構(gòu)整體的薄型化的攝像光學(xué)系統(tǒng)、具備該攝像光學(xué)系統(tǒng)的攝像光學(xué)裝置及數(shù)碼設(shè)備。為了達(dá)到以上所述目的，第一發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)是用于在攝像元件的受光面上形成物體的光學(xué)像的攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，該攝像光學(xué)系統(tǒng)具有兩個將入射光折射大致直角的反射棱鏡，其中，當(dāng)位于光路上物方的反射棱鏡作為第一棱鏡，位于光路上像方的反射棱鏡作為第二棱鏡時，所述第一棱鏡的入射面的光軸和所述第二棱鏡的射出面的光
4軸大致平行，在由所述兩個反射棱鏡夾著的光路上具有構(gòu)成至少一個光焦度組的透鏡元件，距離所述第二棱鏡的入射面最近的光焦度組是正光焦度組，所述第二棱鏡的入射面在物方具有凹的面形狀，并且滿足以下的條件式(1)及O)。-4. 2 < fp2/f < -0. 2. . . (1)0. 2 < |f_lp/fp2| < 1. 5. . . (2)其中，fp2:第二棱鏡的焦距，f 攝像光學(xué)系統(tǒng)整體的焦距，f_lp 距離第二棱鏡的入射面最近的光焦度組的焦距。第二發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)在所述第一發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，在所述兩個反射棱鏡的反射面之間的光路上具有光闌以及位于比該光闌更靠向像方的至少一個負(fù)光焦度組。第三發(fā)明的蛇形光學(xué)系統(tǒng)在所述第二發(fā)明的基礎(chǔ)上，其特征在于，滿足以下條件式⑶0. 5 < I f_ln/f_lp | < 1. 5. . . (3)其中，f_ln 位于比光闌更靠向像方的負(fù)光焦度組的焦距。第四發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)在所述第一 第三發(fā)明中任意一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述正光焦度組具有至少一個滿足以下條件式的正透鏡。0. 56 < nd_lp/nd_p2 < 0. 97. . . (4)其中，nd_lp 正透鏡的折射率，nd_p2 構(gòu)成第二棱鏡的反射面的棱鏡材料的折射率。第五發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)在所述第一 第四發(fā)明中任意一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述正光焦度組具有至少一個滿足以下條件式(5)的正透鏡。1. 1 < vd_lp/vd_p2 < 4. . . (5)其中，vd_lp 正透鏡的阿貝數(shù)，vd_p2 構(gòu)成第二棱鏡的反射面的棱鏡材料的阿貝數(shù)。第六發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)在所述第一 第五發(fā)明中任意一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，其特征在于，當(dāng)對焦時被驅(qū)動的至少一個的光學(xué)部件位于所述兩個反射棱鏡所夾著的光路上。第七發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)在所述第一 第六發(fā)明中任意一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，其特征在于，當(dāng)對焦時被移動的多個光學(xué)部件位于所述兩個反射棱鏡所夾著的光路上。第八發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)在所述第一 第七發(fā)明中任意一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述兩個反射棱鏡中至少一個由玻璃材料構(gòu)成。第九發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)在所述第一 第八發(fā)明中任意一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述兩個反射棱鏡中至少一個由樹脂材料構(gòu)成。第十發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)在所述第一 第九發(fā)明中任意一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述兩個反射棱鏡中至少一個由復(fù)合材料構(gòu)成。
第十一發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)在所述第一 第十發(fā)明中任意一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述兩個反射棱鏡中至少一個具有由玻璃材料構(gòu)成的棱鏡部分和在其光學(xué)面上以樹脂材料構(gòu)成光焦度面的透鏡部分。第十二發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)在所述第一 第十一發(fā)明中任意一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，在所述兩個反射棱鏡所夾著的光路上具有紅外線截止用濾光器。第十三發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)在所述第一 第十一發(fā)明中任意一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，其特征在于，所述兩個反射棱鏡的任意一個具有減少包含在入射光中的紅外線成分的紅外線截止功能。第十四發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)在所述第一 第十三發(fā)明中任意一項(xiàng)的基礎(chǔ)上，其特征在于，具備將形成于受光面上的光學(xué)像轉(zhuǎn)換為電氣信號的攝像元件。第十五發(fā)明的數(shù)碼設(shè)備，其特征在于，通過具有所述第十四發(fā)明的攝像光學(xué)裝置， 附加有被攝體的靜止畫面攝影、動畫攝影中至少一種功能。利用本發(fā)明，通過第二棱鏡的薄型化和像差校正的效果，得到能夠?qū)?yīng)攝像元件的高像素化的高光學(xué)性能，并且能夠達(dá)到光學(xué)結(jié)構(gòu)整體的薄型化。如果使用本發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)兼顧薄型化和高像素化的攝像光學(xué)裝置及數(shù)碼設(shè)備。


圖1是表示第一實(shí)施方式(實(shí)施例1)處于光路展開狀態(tài)下的光學(xué)剖面的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示第二實(shí)施方式(實(shí)施例2)處于光路展開狀態(tài)下的光學(xué)剖面的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。圖3是表示第三實(shí)施方式(實(shí)施例3)處于光路展開狀態(tài)下的光學(xué)剖面的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。圖4是表示第四實(shí)施方式(實(shí)施例4)處于光路展開狀態(tài)下的光學(xué)剖面的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。圖5是表示第五實(shí)施方式(實(shí)施例5)處于光路展開狀態(tài)下的光學(xué)剖面的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。圖6是表示第一實(shí)施方式(實(shí)施例1)處于光路彎折狀態(tài)下的光學(xué)剖面的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。圖7是表示第二實(shí)施方式(實(shí)施例2)處于光路彎折狀態(tài)下的光學(xué)剖面的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。圖8是表示第三實(shí)施方式(實(shí)施例3)處于光路彎折狀態(tài)下的光學(xué)剖面的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。圖9是表示第四實(shí)施方式(實(shí)施例4)處于光路彎折狀態(tài)下的光學(xué)剖面的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。圖10是表示第五實(shí)施方式(實(shí)施例5)處于光路彎折狀態(tài)下的光學(xué)剖面的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖。圖11是表示實(shí)施例1的無限遠(yuǎn)對焦?fàn)顟B(tài)的像差圖。圖12是表示實(shí)施例2的無限遠(yuǎn)對焦?fàn)顟B(tài)的像差圖。
6
圖13是表示實(shí)施例3的無限遠(yuǎn)對焦?fàn)顟B(tài)的像差圖。圖14是表示實(shí)施例4的無限遠(yuǎn)對焦?fàn)顟B(tài)的像差圖。圖15是表示實(shí)施例5的無限遠(yuǎn)對焦?fàn)顟B(tài)的像差圖。圖16是表示實(shí)施例1的接近距離對焦?fàn)顟B(tài)的像差圖。圖17是表示實(shí)施例2的接近距離對焦?fàn)顟B(tài)的像差圖。圖18是表示實(shí)施例3的接近距離對焦?fàn)顟B(tài)的像差圖。圖19是表示實(shí)施例4的接近距離對焦?fàn)顟B(tài)的像差圖。圖20是表示實(shí)施例5的接近距離對焦?fàn)顟B(tài)的像差圖。圖21是表示附帶本發(fā)明的畫像輸入功能的數(shù)碼設(shè)備等的概要結(jié)構(gòu)例的模式圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)等進(jìn)行說明。本發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)適用于作為附帶畫像輸入功能的數(shù)碼設(shè)備用的攝像光學(xué)系統(tǒng)，通過將該攝像光學(xué)系統(tǒng)與攝像元件等組合，能夠構(gòu)成攝像光學(xué)裝置，該攝像光學(xué)裝置將被光學(xué)地取入的被攝體的影像作為電氣的信號輸出。攝像光學(xué)裝置是構(gòu)成以照相機(jī)為主要結(jié)構(gòu)單元的光學(xué)裝置，該照相機(jī)利用被攝體的靜止畫面攝影和動畫攝影，例如，由以下結(jié)構(gòu)構(gòu)成從物方(即被攝體)順次地具備形成物體的光學(xué)像的攝像光學(xué)系統(tǒng)；將利用攝像光學(xué)系統(tǒng)形成的光學(xué)像轉(zhuǎn)換為電氣信號的攝像元件。作為照相機(jī)的例子，列舉數(shù)碼相機(jī)、錄像機(jī)、監(jiān)視照相機(jī)、電視電話用照相機(jī)等，此外，列舉內(nèi)置或外設(shè)于個人計算機(jī)、掌上電腦(例如，利用便攜式電腦、便攜式電話、掌上電腦等的小型可以攜帶的信息設(shè)備終端)、這些的周邊機(jī)器(掃描設(shè)備、打印機(jī)等)、其他的數(shù)碼設(shè)備、家電制品等的照相機(jī)。從這些例子可知，不僅可以通過使用攝像光學(xué)裝置構(gòu)成照相機(jī)，而且可以通過在各種數(shù)碼設(shè)備搭載攝像光學(xué)裝置而附加照相機(jī)功能。例如，可以構(gòu)成附帶照相機(jī)的移動電話等的附帶畫像輸入功能的數(shù)碼設(shè)備。圖21是表示具有畫像輸入功能的數(shù)碼設(shè)備DU的大概結(jié)構(gòu)例的模式的剖面。圖21 所示的搭載于數(shù)碼設(shè)備DU的攝像光學(xué)裝置OU從物方順次地具備形成物體的光學(xué)像(像面)IM的攝像光學(xué)系統(tǒng)OP ；利用攝像光學(xué)系統(tǒng)OP將形成于受光面SS上的光學(xué)像IM轉(zhuǎn)換為電氣信號的攝像元件SR(CG 蓋片玻璃)(而且，圖21中所示的光學(xué)面形狀、光焦度配置、光闌配置等是單一的例子，這些配置不限定于此)。在用攝像光學(xué)裝置OU構(gòu)成附帶畫像輸入功能的數(shù)碼設(shè)備DU的情況下，雖然通常在該機(jī)體內(nèi)部配置有攝像光學(xué)裝置0U，但是當(dāng)實(shí)現(xiàn)照相機(jī)功能時，能夠根據(jù)需要采取不同方式。例如，可以是使單元化的攝像光學(xué)裝置OU相對于數(shù)碼設(shè)備DU的本體自由裝卸地或轉(zhuǎn)動自由的結(jié)構(gòu)。作為攝像元件SR，采用例如具有多個像素的CXD (電荷耦合裝置Charge Coupled Device)或CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體Complementary Metal-Oxide Semiconductor)傳感器等的固體攝像元件。因?yàn)橐栽跀z像元件SR的受光面SS上形成被攝體的光學(xué)像IM的方式設(shè)置攝像光學(xué)系統(tǒng)0P，所以利用攝像元件SR將由攝像光學(xué)系統(tǒng)OP形成的光學(xué)像IM轉(zhuǎn)換為電氣信號。數(shù)碼設(shè)備DU除攝像光學(xué)裝置OU以外還具備信號處理部1、控制部2、存儲部3、 操作部4、顯示部5等。由攝像元件SR生成的信號在信號處理部1根據(jù)需要實(shí)施規(guī)定的數(shù)碼畫像處理和畫像壓縮處理等，并作為數(shù)碼影像信號記錄在存儲器3 (半導(dǎo)體存儲器、光盤等)，根據(jù)情況經(jīng)由電纜轉(zhuǎn)換為紅外線信號向其他的機(jī)器傳送?？刂撇?由微型計算機(jī)構(gòu)成，并且集中地進(jìn)行攝影功能(靜止畫面攝影功能、動畫攝影功能等)、畫像再生功能等的功能的控制以及用于對焦的透鏡移動機(jī)構(gòu)的控制等。例如，利用控制部2對攝像光學(xué)裝置 OU進(jìn)行控制，從而進(jìn)行被攝體的靜止畫面攝影、動畫攝影中至少一種。顯示部5是包含液晶顯示器等的顯示裝置，使用由攝像元件SR轉(zhuǎn)換的畫像信號或記錄于存儲器3的畫像信息進(jìn)行畫像表示。操作部4是包含操作按鈕(例如釋放按鈕)、操作盤(例如攝影模式盤)等的操作部件的部分，將操作者操作輸入的信息傳遞到控制部2。攝像光學(xué)系統(tǒng)OP具有兩個將入射光轉(zhuǎn)折為大致直角(即，光軸AX彎折大致90度) 的反射棱鏡，利用這兩個反射棱鏡構(gòu)成以將光軸AX沿一個假設(shè)的平面(例如圖21的紙面) 彎曲兩次的方式配置的轉(zhuǎn)折光學(xué)系統(tǒng)。在兩個反射棱鏡中，位于光路上物方(被攝體側(cè)) 的反射棱鏡是第一棱鏡P1，位于光路上像方(攝像元件SR側(cè))的反射棱鏡是第二棱鏡P2。 另外，向畫面中心入射的光束的中心主光線相當(dāng)于光軸AX。在攝像光學(xué)系統(tǒng)中OP中，通過第一、第二棱鏡Pl、P2的反射面RL1、RL2的反射，分別將入射光的光路彎折為大致直角(大致90度)，使第一棱鏡Pl的入射面(棱鏡的光入射側(cè)面)的光軸AX和第二棱鏡P2的射出面(棱鏡的光射出側(cè)面)的光軸AX大致平行。因?yàn)閿z像光學(xué)系統(tǒng)OP的最靠近物方的光軸AX和最靠近像方的光軸AX大致平行，所以這些光軸AX方向相當(dāng)于光學(xué)結(jié)構(gòu)的厚度方向。因?yàn)閿z像元件SR的受光面SS大致垂直于第二棱鏡P2的射出面的光軸AX，所以即使增大受光面SS的尺寸，也不會與增大攝像光學(xué)裝置OU 整體的厚度有關(guān)。換言之，不利用像面IM的尺寸也能夠使攝像光學(xué)裝置OU薄型化。因此， 如果如上所述配置兩個反射棱鏡，能夠兼顧光學(xué)結(jié)構(gòu)整體的薄型化和高像素化。如上所述通過將光路彎折大致90度，能夠在反射面RL1、RL2附近使物體光的光路重合。因此，因?yàn)槟軌蛴行У乩每臻g，所以能夠達(dá)到攝像光學(xué)系統(tǒng)OP的薄型化。另外，由于為了光路的彎折而使用反射棱鏡，能夠減小棱鏡入射面和棱鏡射出面的換算面間隔。因此，能夠有效地達(dá)到攝像光學(xué)系統(tǒng)OP的緊湊化。在攝像光學(xué)系統(tǒng)OP中，第一、第二棱鏡PI、P2的至少一個具有光學(xué)光焦度。分別在第一、第二棱鏡P1、P2中，優(yōu)選的是，入射面、射出面中至少一個具有光學(xué)光焦度，由此， 能夠校正攝像光學(xué)系統(tǒng)OP所產(chǎn)生的像差。優(yōu)選的是，第二棱鏡P2的入射面Sh在物方具有凹的面形狀。因?yàn)椴痪哂泄饨苟鹊睦忡R相當(dāng)于兩面都是平面的厚的平行平板，所以如果匯聚光傾斜地入射該棱鏡，則產(chǎn)生與棱鏡的厚度成比例的大的像散。如果第二棱鏡P2的入射面Sh是凹形，則能夠校正第二棱鏡P2所產(chǎn)生的像散。如果第二棱鏡P2的射出面的光焦度強(qiáng)，則因?yàn)樵龃罅死忡R尺寸，所以很難達(dá)到攝像光學(xué)系統(tǒng)OP的薄型化。為了縮小棱鏡尺寸，必須減弱第二棱鏡P2的射出面的光焦度。因此，為了不影響第二棱鏡P2的厚度并對像散進(jìn)行校正，優(yōu)選的是，與射出面相比入射面具有光焦度。即，優(yōu)選的是，雖然第二棱鏡P2的入射面Sh是凹面形狀，但是兼顧像差校正和棱鏡尺寸，作為結(jié)果，第二棱鏡P2具有負(fù)光焦度。在第一棱鏡Pl和第二棱鏡P2之間配置有整體上看具有正光焦度的透鏡系統(tǒng)LN。 透鏡系統(tǒng)LN包含多個透鏡元件(透鏡單元)、光闌ST(孔徑光闌)等，根據(jù)需要也可以包含濾光器(例如紅外線截止濾光器、光學(xué)低通濾波器等的光學(xué)濾光器)等的光學(xué)元件。如果在第一棱鏡Pl的物方和第二棱鏡P2的像方配置有透鏡元件，則雖然由此增大攝像光學(xué)系統(tǒng)OP的厚度，但是如果在第一棱鏡Pl和第二棱鏡P2之間配置有透鏡元件，則能夠通過透鏡元件的配置避免增大攝像光學(xué)系統(tǒng)OP的厚度。因此，在攝像光學(xué)系統(tǒng)中，優(yōu)選的是，在第一棱鏡Pl和第二棱鏡P2之間配置有透鏡元件。其中，作為透鏡元件以外的光學(xué)元件，也可以將保護(hù)用的玻璃蓋片配置于第一棱鏡Pl的物方，將紅外線截止濾光器等的平行平板配置于第二棱鏡P2的像方。優(yōu)選的是，位于第一、第二棱鏡P1、P2之間的透鏡系統(tǒng)LN具有至少一個光焦度組。 即，優(yōu)選的是，在兩個反射棱鏡Pl、P2所夾著的光路上，具有至少一個構(gòu)成光焦度組的透鏡單元。光焦度組相當(dāng)于構(gòu)成透鏡類型的光焦度配置的組。因此，光焦度組作為具有光焦度的光學(xué)元件而只具有一個單獨(dú)的透鏡，或者作為具有光焦度的光學(xué)元件而具有一個接合透鏡，或者作為具有光焦度的光學(xué)元件而具有多個獨(dú)立的透鏡，也可以包含如平行平板那樣的不具備光焦度的光學(xué)元件。優(yōu)選的是，距離第二棱鏡P2的入射面Sh最近的放大組具有正光焦度。S卩，優(yōu)選的是，距離第二棱鏡P2的入射面Sh最近的放大組是正光焦度組Lp。該正光焦度組Lp作為具有光焦度的光學(xué)元件而只具有一個單獨(dú)的透鏡，或者作為具有光焦度的光學(xué)元件而只具有一個接合透鏡。雖然正光焦度組Lp也可以包含如平行平板一樣的不具有光焦度的光學(xué)元件，但是作為具有光焦度的光學(xué)元件而具有多個獨(dú)立的透鏡的部件，從其配置等的關(guān)系來看，不包含在正放大組Lp中。第二棱鏡的厚度由畫面短邊方向(參照后述圖6 圖 10)的剖面的入射面及射出面的有效區(qū)域的尺寸決定。為了減小入射面及射出面的有效區(qū)域的尺寸的最大值，優(yōu)選的是，盡量使兩者的有效區(qū)域的尺寸一致，這就意味著在棱鏡內(nèi)各畫角的主光線處于與光軸接近平行的狀態(tài)。因?yàn)榈诙忡R的入射面具有負(fù)光焦度，所以通過將正光焦度組配置于緊鄰第二棱鏡的前方，減小棱鏡內(nèi)各畫角的主光線與光軸形成的角度。因此，能夠使第二棱鏡P2薄型化。涉及第二棱鏡P2，從其薄型化和像差校正的觀點(diǎn)看，優(yōu)選的是滿足以下條件式 ⑴。-4. 2 < fp2/f < -0. 2. · · (1)其中，fp2 第二棱鏡的焦距，f 攝像光學(xué)系統(tǒng)整體的焦距。條件式(1)規(guī)定有用于達(dá)到像面上良好的像性能和光學(xué)結(jié)構(gòu)整體的薄型化的優(yōu)選的條件范圍。如果低于條件式(1)的下限，則減弱第二棱鏡P2的光焦度，像散(S卩，由于傾斜入射第二棱鏡P2而產(chǎn)生的像散)的校正不充分。相反，如果高于條件式(1)的上限，則加強(qiáng)第二棱鏡P2的光焦度，使將畫面短邊方向的光束進(jìn)行遠(yuǎn)心光路(〒 > 七 > 卜U 7夕) 變得困難。因此，通過增大棱鏡有效孔徑，增大棱鏡的厚度，增大攝像光學(xué)系統(tǒng)OP的厚度。 另外，從光學(xué)性能的觀點(diǎn)來講，增大彗差。優(yōu)選的是，滿足以下的條件式(Ia)，更優(yōu)選的是滿足條件式(Ib)。-3. 6 < fp2/f < -0. 2. . . (la)-3. 0 < fp2/f < -0· 2. · · (lb)
雖然這些條件式(la)、(lb)在所述條件式(1)所規(guī)定的條件范圍內(nèi)，但是規(guī)定了在所述觀點(diǎn)等的基礎(chǔ)上的更優(yōu)選的條件范圍。優(yōu)選的是條件式(Ia)，更有優(yōu)選的是條件式 (Ib)，由此能夠更加增大所述效果。涉及第二棱鏡P2和正光焦度組Lp，從光學(xué)結(jié)構(gòu)的薄型化和像差校正的觀點(diǎn)來看， 優(yōu)選的是，滿足以下的條件式O)，更優(yōu)選的是，滿足條件式(1)及條件式O)。0. 2 < I f_lp/fp2 I <1.5··· (2)其中，f_lp 距離第二棱鏡的入射面最近的光焦度組的焦距，fp2:第二棱鏡的焦距。條件式( 規(guī)定有用于將第二棱鏡P2內(nèi)的畫面短邊方向的光束進(jìn)行遠(yuǎn)心光路的優(yōu)選的條件范圍，通過滿足條件式O)，能夠使第二棱鏡P2變薄而達(dá)到緊湊化。如果低于條件式O)的下限，則增強(qiáng)距離第二棱鏡P2的入射面Sh最近的光焦度組(正光焦度組Lp) 的正光焦度，擴(kuò)大該正光焦度組Lp的有效孔徑。因?yàn)楣鈱W(xué)結(jié)構(gòu)整體的厚度由透鏡系統(tǒng)LN 的有效孔徑?jīng)Q定，所以光學(xué)結(jié)構(gòu)的薄型化變得困難。另外，從光學(xué)性能的觀點(diǎn)來說，彗差的校正變得困難。相反，如果高于條件式(2)的上限，則因?yàn)榕c距離第二棱鏡P2的入射面S2a 最近的光焦度組(正光焦度組Lp)的光焦度相比，更增強(qiáng)第二棱鏡P2的光焦度，所以使將第二棱鏡P2內(nèi)部的畫面短邊方向的光束進(jìn)行遠(yuǎn)心光路變得困難，增大第二棱鏡P2的厚度。所述條件式(1)和條件式( 規(guī)定了達(dá)到第二棱鏡P2的薄型化和提高光學(xué)性能的有效的條件范圍。因?yàn)闈M足條件式(1)的第二棱鏡P2的高光焦度有效地校正像散，所以即使相對于高像素的攝像元件SR也能夠確保高光學(xué)性能。另外，位于鄰近第二棱鏡P2的前方的光焦度組Lp具有滿足條件式O)的正光焦度，在將第二棱鏡P2內(nèi)的光束進(jìn)行遠(yuǎn)心光路上是有效果的。因此，第二棱鏡P2的入射側(cè)和射出側(cè)的有效孔徑大致相同，能夠使第二棱鏡P2變薄。由此，通過第二棱鏡P2的薄型化和像差校正效果，得到能夠?qū)?yīng)攝像元件 SR的高像素化的高光學(xué)性能，并且能夠達(dá)到光學(xué)結(jié)構(gòu)整體的薄型化。如果利用這樣的攝像光學(xué)系統(tǒng)0P，能夠?qū)崿F(xiàn)兼顧光學(xué)結(jié)構(gòu)整體的薄型化和高像素化的攝像光學(xué)裝置OU及數(shù)碼設(shè)備DU。以下對得到很好地平衡以上所述效果，并且達(dá)到更高光學(xué)性能及薄型化的條件進(jìn)行說明。優(yōu)選的是，在兩個反射棱鏡P1、P2的反射面RL1、RL2之間的光路上具有光闌ST ； 位于比該光闌ST更靠向像方的至少一個負(fù)光焦度組Ln。通過增大負(fù)光焦度組Ln的各畫角的主光線和光軸AX所構(gòu)成的角度，因?yàn)樵诰嚯x第二棱鏡P2的入射面Sh最近的光焦度組 Lp的入射面上，能夠分離各畫角的光束的入射位置，所以使像差校正變得容易。優(yōu)選的是，在第一、第二棱鏡P1、P2之間，透鏡系統(tǒng)LN具有正負(fù)正的光焦度配置。 配置于第一棱鏡Pi的射出面附近的正光焦度組對校正第一棱鏡Pi所產(chǎn)生的色差是有效的。另外，利用該正光焦度組，縮小光束和光軸AX的夾角角度，能夠防止擴(kuò)大比該正光焦度組更靠向物方的光學(xué)部件上的有效孔徑。另外，涉及到配置于第二棱鏡P2的入射面S2a附近的正光焦度組Lp，如以上所述對第二棱鏡P2的薄型化是有效的。另外，配置于兩個具有正光焦度的光焦度組之間的負(fù)光焦度組對畸變及場曲的校正是有效的。在位于第一、第二棱鏡P1、P2之間的透鏡系統(tǒng)LN中，如果在比光闌ST更靠向物方配置具有正光焦度的光焦度組，則能夠作為可以良好地校正畸變及彗差的結(jié)構(gòu)。另外，如果在比光闌ST更靠向前方配置有多個正透鏡，則因?yàn)槭姑總€透鏡分別分擔(dān)第一棱鏡Pl所產(chǎn)生的色差的校正、畸變及彗差的校正，所以有效地提高光學(xué)性能。優(yōu)選的是，第一棱鏡Pl的入射面Sla在物方具有凹的面形狀。由于第一棱鏡Pl 的入射面Sla具有負(fù)的光焦度，能夠縮小第一棱鏡Pl內(nèi)的光線相對于光軸AX的夾角角度。 因此，能夠使第一棱鏡Pl緊湊化。優(yōu)選的是，涉及到位于比光闌ST更靠向像方的負(fù)光焦度組Ln滿足以下的條件式 ⑶。0. 5 < I f_ln/f_lp | <1.5··· (3)其中，f_ln 位于比光闌更靠向像方的負(fù)光焦度組的焦距，f_lp 距離第二棱鏡的入射面最近的光焦度組的焦距。條件式(3)規(guī)定了涉及到所述負(fù)光焦度組Ln和正光焦度組Lp的光焦度比的優(yōu)選的條件范圍。如果降低條件(3)的下限，則擴(kuò)大正光焦度組的有效孔徑，增大光學(xué)結(jié)構(gòu)整體的厚度。相反，如果高于條件式(3)的上限，則減弱負(fù)光焦度組Ln的光焦度，因?yàn)檎饨苟冉MLp的有效孔徑內(nèi)的各畫角的光束重合，所以不利于像差校正。另外，從光學(xué)性能的觀點(diǎn)來說，如果低于條件式(3)的下限，因?yàn)樵鰪?qiáng)負(fù)光焦度，所以場曲的校正變得困難。相反，如果高于條件式(3)的上限，因?yàn)樵鰪?qiáng)正光焦度，所以校正畸變和彗差變得困難。優(yōu)選的是，如以上所述，位于鄰近第二棱鏡P2的前方的正光焦度組Lp作為所述光焦度組而具有至少一個滿足以下的條件式的正透鏡。0. 56 < nd_lp/nd_p2 < 0. 97. . . (4)其中，nd_lp 正透鏡的折射率，nd_p2 構(gòu)成第二棱鏡的反射面的棱鏡材料的折射率。條件式(4)規(guī)定了涉及到第二棱鏡P2的折射率的優(yōu)選的條件范圍，通過以滿足該條件式(4)的方式提高第二棱鏡P2的折射率，減小第二棱鏡P2的換算面間隔，能夠達(dá)到光學(xué)結(jié)構(gòu)整體的緊湊化。如果高于條件式的上限，因?yàn)榻档偷诙忡RP2的折射率，所以增大第二棱鏡P2的換算面間隔，使確保后焦點(diǎn)變得困難。相反，如果低于條件式的下限，因?yàn)榻档驼糯蠼MLp中的正透鏡的折射率，所以增強(qiáng)正光焦度組Lp中的正光焦度面的曲率，使色差的校正變得困難。優(yōu)選的是，如以上所述，作為光焦度組，位于鄰近第二棱鏡P2的前方的正光焦度組Lp具有至少一個滿足以下的條件式(5)的正透鏡。1. 1 < vd_lp/vd_p2 < 4. . . (5)其中，vd_lp 正透鏡的阿貝數(shù)，vd_p2 構(gòu)成第二棱鏡的反射面的棱鏡材料的阿貝數(shù)。條件式(5)規(guī)定了涉及到第二棱鏡P2的阿貝數(shù)(即分散)的優(yōu)選的條件范圍，通過滿足該條件式( 能夠?qū)Φ诙忡RP2所產(chǎn)生的色差進(jìn)行良好地校正。如果低于條件式 (5)的下限，則使第二棱鏡P2所產(chǎn)生的色差的校正變得困難。如果高于條件式(5)的上限， 則對第二棱鏡P2所產(chǎn)生的色差進(jìn)行過度地校正，使像面上的色差惡化。
優(yōu)選的是，在對焦時，對配置于由兩個棱鏡反射面RL1、RL2夾著的光路上的至少一個光學(xué)部件進(jìn)行驅(qū)動。例如，優(yōu)選的是，在對焦時被驅(qū)動的至少一個的光學(xué)部件位于由兩個反射棱鏡P1、P2夾著的光路上?；蛘撸瑑?yōu)選的是，在對焦時，對位于第一棱鏡Pl和第二棱鏡P2之間的單一或多個透鏡元件進(jìn)行驅(qū)動。在對焦時，如果在由兩個反射面RL1、RL2夾著的光路上光學(xué)部件(例如，透鏡元件、光學(xué)濾光器等)是機(jī)械轉(zhuǎn)換(〉7卜)的結(jié)構(gòu)，則不會改變光學(xué)結(jié)構(gòu)整體的厚度，能夠?qū)嵤?。另外，在對焦時使反射棱鏡移動的結(jié)構(gòu)和在對焦時驅(qū)動包含反射棱鏡的光學(xué)結(jié)構(gòu)整體的結(jié)構(gòu)，為了使質(zhì)量大的反射棱鏡移動，在驅(qū)動機(jī)構(gòu)增加大的負(fù)擔(dān)。因此，不希望產(chǎn)生引起驅(qū)動用馬達(dá)的大型化等的問題。作為在對焦時被驅(qū)動的光學(xué)部件，可以使用液體透鏡(例如，日本特開 2005-292763號公報所記載的液體光學(xué)元件)等的可焦點(diǎn)透鏡。液體透鏡通過對未混合的兩種液體(例如，水和油)的界面進(jìn)行電氣控制而變形，通過該曲率變化而改變光焦度。 優(yōu)選的是，雖然通過驅(qū)動這樣的可焦點(diǎn)透鏡也能夠?qū)?，但是即使在這樣的情況下也將可焦點(diǎn)透鏡設(shè)置于由兩個棱鏡反射面RL1、RL2所夾著的光路上，或者設(shè)置在由兩個反射棱鏡 P1、P2所夾著的光路上。如果使用可焦點(diǎn)透鏡，因?yàn)樵趯箷r不需要進(jìn)行機(jī)械的驅(qū)動，所以不需要透鏡元件的驅(qū)動裝置。因此，因?yàn)槟軌蚝喕Y(jié)構(gòu)，所以能夠達(dá)到攝像光學(xué)裝置OU及數(shù)碼設(shè)備DU的緊湊化。優(yōu)選的是，在對焦時對配置于由兩個棱鏡反射面RL1、RL2夾著的光路上的多個光學(xué)部件進(jìn)行移動。例如，優(yōu)選的是，在對焦時被移動的多個光學(xué)部件位于由兩個棱鏡P1、P2 所夾著的光路上。利用這樣的結(jié)構(gòu)，在對焦時，能夠減小伴隨著對焦的光學(xué)性能的變化。優(yōu)選的是，兩個反射棱鏡PI、P2中至少一個由玻璃材料構(gòu)成。如果棱鏡材料是玻璃材料，則可以使用折射率高的材料。因?yàn)橥ㄟ^提高折射率能夠使換算面間隔減少，所以能夠有效地達(dá)到光學(xué)結(jié)構(gòu)的緊湊化。因?yàn)椴ＡР牧暇哂卸啻握凵渖俚膬?yōu)點(diǎn)，而樹脂材料具有多次折射的問題，所以能夠?qū)崿F(xiàn)良好的光學(xué)性能。另外，由于利用玻璃模制法對棱鏡進(jìn)行成型，能夠?qū)崿F(xiàn)容易地降低折射面的像差的攝像光學(xué)系統(tǒng)。優(yōu)選的是，兩個反射棱鏡PI、P2中的至少一個由樹脂材料構(gòu)成。通過使用樹脂材料作為棱鏡材料，能夠容易地制作在面上具有光焦度的反射棱鏡。優(yōu)選的是，在攝像光學(xué)系統(tǒng)OP中，使用無熱(7寸一 7 )樹脂(根據(jù)溫度變化折射率變化小的樹脂材料)作為構(gòu)成反射棱PI、P2和透鏡系統(tǒng)LN中的透鏡元件的光學(xué)材料。因?yàn)闃渲牧显跍囟茸兓瘯r的折射率變化大，所以當(dāng)周圍的溫度變化時，存在受到該影響使特性變動的問題。其中，最近公知，通過在樹脂材料中混合無機(jī)微粒子，能夠減小溫度變化的影響。一般的，如果在透明的樹脂材料中混合微粒子，則因?yàn)楫a(chǎn)生光的散亂而降低透過率，所以雖然作為光學(xué)材料使用存在困難，但是由于微粒子的大小小于透過光束的波長， 能夠不產(chǎn)生實(shí)質(zhì)地散亂。另外，雖然樹脂材料由于溫度上升而使折射率降低，但是無機(jī)粒子當(dāng)溫度上升時折射率上升。因此，利用這些的溫度依賴性，通過以相互抵消的方式進(jìn)行作用，能夠使折射率的變化幾乎不產(chǎn)生。具體地說，通過在作為母材的樹脂材料中分散最大長度在20mm以下的無機(jī)粒子，能夠得到折射率的溫度依賴性極低的樹脂材料。例如，通過在丙烯酸樹脂中分散氧化鈮(Nb2O5)的微粒子，能夠減小由于溫度變化而產(chǎn)生的折射率變化。由于使用分散有這樣的無機(jī)粒子的樹脂材料作為反射棱鏡等的光學(xué)元件的材料，能夠抑制而減小溫度變化時的特性變動。其次，對由于溫度折射率的變化A進(jìn)行詳細(xì)地說明。由于溫度折射率的變化A以勞倫茲(α— > > 7 ) ·勞倫茲式為基礎(chǔ)，通過將折射率η以溫度t進(jìn)行微分，用以下公式 (FA)表示。(公式1)
,{n2 + 2)("2 - 1) L . . 1 d[R]\A = -----< (~3a ) + τ~η—~A>
6n{[尺]dt…(FA)其中，在公式(FA)中，α 線膨脹系數(shù)，[R]分子折射。在樹脂材料的情況下，一般的，與公式(FA)中的第一項(xiàng)相比，減小第二項(xiàng)，使其能夠大致無視。例如，在PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯ροlmethyl methacryate)樹脂的情況下，線膨脹系數(shù)α是7 X ΙΟ"5,如果帶入所述公式(FA)，則A = -1. 2 X 10_4[/°C ]，與實(shí)測值大致一致。具體地說，優(yōu)選的是，將現(xiàn)有是-1. 2X ΙΟ"4[/0C ]程度的由于溫度折射率的變化A的絕對值抑制在不滿8X 10_5[/°C ]。另外，更優(yōu)選的是，能夠?qū)⒔^對值抑制為不滿6X 10_5[/°C ]。優(yōu)選的是，兩個反射棱鏡PI、P2中的至少一個由復(fù)合材料構(gòu)成。通過使用復(fù)合材料作為棱鏡材料，能夠利用材料特性的不同進(jìn)行像差校正。優(yōu)選的是，兩個反射棱鏡PI、P2中的至少一個具有由玻璃材料構(gòu)成的棱鏡部分和在其光學(xué)面上由樹脂材料構(gòu)成光焦度面的透鏡部分。即，優(yōu)選的是，至少一個反射棱鏡由在玻璃棱鏡的光學(xué)面上以樹脂材料構(gòu)成光焦度面的復(fù)合材料構(gòu)成。優(yōu)選的是，如果通過以這樣的復(fù)合材料構(gòu)成反射棱鏡，則增加了棱鏡材料的選擇的自由度。因?yàn)槟軌蚴褂谜凵渎矢叩睦忡R材料，所以能夠減少換算面間隔。因此，能夠有效地達(dá)到光學(xué)結(jié)構(gòu)的緊湊化。另外，因?yàn)槟軌蚪档驮谑褂脴渲牧系那闆r下能看到的多次折射，所以能夠?qū)崿F(xiàn)良好的光學(xué)性能。例如，通過在玻璃制的棱鏡部分上以紫外線固化樹脂形成透鏡部分得到以上所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)(例如，后述的實(shí)施例三中的第一、第二棱鏡P1、P2)。如果采用這樣的制作方法， 因?yàn)槟軌蜉p易地得到具有光焦度的反射棱鏡，所以從量產(chǎn)性的觀點(diǎn)來看是優(yōu)選的。反射棱鏡P1、P2具有由玻璃材料構(gòu)成的棱鏡部分；透鏡部分，在其光學(xué)面上以樹脂材料構(gòu)成光焦度面，在以上情況下，通常，棱鏡部分和透鏡部分的而光學(xué)特性不同。因此， 在所述條件式G)、(5)中，構(gòu)成第二棱鏡P2的反射面RL2的的棱鏡材料的折射率，利用阿貝數(shù)進(jìn)行條件設(shè)定，從而有效地得到棱鏡部分的換算面間隔的縮短和棱鏡部分所產(chǎn)生的色差的校正。優(yōu)選的是，在兩個棱鏡反射面RL1、RL2夾著的光路上配置有紅外線截止用濾光器。例如，優(yōu)選的是，攝像光學(xué)系統(tǒng)OP在兩個反射棱鏡PI、P2夾著的光路上具有紅外線截止濾光器。如果是這樣的結(jié)構(gòu)，則與從第二棱鏡P2的射出面到像面IM之間配置有紅外線截止用濾光器的情況相比，能夠使攝像光學(xué)系統(tǒng)OP薄型化。在使用CXD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器作為攝像元件SR的情況下，存在紅外線成分成為干擾使輸出畫像惡化的情況。因此，現(xiàn)有采取在攝像光學(xué)系統(tǒng)中的必要地方配置有紅外線截止濾光器等方法，使紅外線成分不射入攝像元件SR。優(yōu)選的是，在具有兩個反射棱鏡Pl、P2的攝像光學(xué)系統(tǒng)OP中，將紅外線截止濾光器配置于第一棱鏡Pl和第二棱鏡P2之間的光路上，通過在該位置進(jìn)行配置，能夠避免伴隨著濾光器的配置而增加攝像光學(xué)系統(tǒng)OP的厚度。優(yōu)選的是，在兩個反射棱鏡PI、P2的任意一個具有減少包含在入射光中的紅外線成分的紅外線截止功能。為了具有紅外線截止功能，可以在棱鏡的入射面或射出面施加紅外線截止涂層，也可以在棱鏡材料本體使用吸收紅外線的材料。由于反射棱鏡具有紅外線截止功能，因?yàn)椴恍枰糜谠O(shè)置紅外線截止濾光器的空間，所以能夠抑制光學(xué)結(jié)構(gòu)整體的緊湊化及部品數(shù)量。其次，通過列舉第一 第五實(shí)施方式，對攝像光學(xué)系統(tǒng)OP的具體的光學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行更加詳細(xì)的說明。圖1 圖5分別表示處于無限遠(yuǎn)對焦?fàn)顟B(tài)的攝像光學(xué)系統(tǒng)OP的第一 第五實(shí)施方式在光路展開狀態(tài)下的光學(xué)剖面，圖6 圖10分別表示處于無限遠(yuǎn)對焦?fàn)顟B(tài)的攝像光學(xué)系統(tǒng)OP的第一 第五實(shí)施方式在光路彎折狀態(tài)下的光學(xué)剖面。圖1 圖5順次地用畫面短邊方向的最大高度、畫面長邊方向的最大高度、畫面對角線方向的最大高度表示從光軸AX側(cè)分別到達(dá)像面IM位置的軸外光束。另外，圖6 圖10利用畫面短邊方向的最大高度表示到達(dá)像面IM位置的軸外光束。各實(shí)施方式的攝像光學(xué)系統(tǒng)OP的任意一個都是相對于攝像元件SR(圖21)形成光學(xué)像IM的單焦點(diǎn)透鏡。構(gòu)成折射光學(xué)系統(tǒng)，該折射光學(xué)系統(tǒng)由將入射光折彎為大致直角的第一、第二棱鏡PI、P2，以及設(shè)置于第一、第二棱鏡PI、P2之間并具有正光焦度的透鏡系統(tǒng)LN構(gòu)成，以兩個反射棱鏡PI、P2使光軸AX沿假想的一個平面(例如，圖6 圖10的紙面)折射兩次的方式配置。第一棱鏡Pl由棱鏡部分Plb、與棱鏡部分Plb的物方面接合的透鏡部分Pla及與棱鏡部分Plb的像方面接合的透鏡部分Plc構(gòu)成，第一棱鏡Pl的入射面在物方具有凹的面形狀。第二棱鏡P2由棱鏡部分P2b、與棱鏡部分P2b的物方面接合的透鏡部分Ph及與棱鏡部分P2b的像方面接合的透鏡部分P2c構(gòu)成，第二棱鏡P2的入射面在物方具有凹的面形狀。透鏡系統(tǒng)LN具有兩個或三個正透鏡和一個負(fù)透鏡。正光焦度組由至少一個正透鏡構(gòu)成，負(fù)光焦度組由一個負(fù)透鏡構(gòu)成。配置正光焦度組作為與第一棱鏡Pi的射出面鄰接的光焦度組，配置正光焦度組作為與第二棱鏡P2的入射面鄰接的光焦度組。而且，兩個正光焦度組之間配置有負(fù)光焦度組。另外，如圖1 圖5中箭頭mF所示，通過將至少一個光焦度組向物方移動，形成以下結(jié)構(gòu)進(jìn)行從無限遠(yuǎn)物體向接近物體的對焦。第一實(shí)施方式的透鏡系統(tǒng)LN(圖1、圖6)從物方順次地具有光闌ST、由第一透鏡 Ll(雙凸的正透鏡)構(gòu)成的正光焦度組、由第二透鏡L2(雙凹的負(fù)透鏡)構(gòu)成的負(fù)光焦度組、由第三透鏡L3 (雙凸的正透鏡)構(gòu)成的正光焦度組及紅外線截止用濾光器FR。第二實(shí)施方式的透鏡系統(tǒng)LN(圖2、圖7)從物方順次地具有光闌ST、由第一透鏡 Ll(雙凸的正透鏡)構(gòu)成的正光焦度組、由第二透鏡L2(雙凹的負(fù)透鏡)構(gòu)成的負(fù)光焦度組以及由第三透鏡L3(雙凸的正透鏡)構(gòu)成的正光焦度組。另外，雖然沒有配置紅外線截止用濾光器FR，但是通過在棱鏡入射面或棱鏡射出面施加紅外線截止涂層，或者在棱鏡材料本身使用吸收紅外線的材料，也可以具有紅外線截止功能。
第三實(shí)施方式的透鏡系統(tǒng)LN(圖3、圖8)從物方順次地具有光闌ST、由第一透鏡 Ll (雙凸的正透鏡)構(gòu)成的正光焦度組、由第二透鏡L2(雙凹的負(fù)透鏡)構(gòu)成的負(fù)光焦度組、由第三透鏡L3 (雙凸的正透鏡)構(gòu)成的正光焦度組及紅外線截止用濾光器FR。第四實(shí)施方式的透鏡系統(tǒng)LN(圖4、圖9)從物方順次地具有第一透鏡Ll (向物方凸的正凹凸透鏡)及第二透鏡L2(雙凸的正透鏡)構(gòu)成的正光焦度組、光闌ST、由第三透鏡L3(向物方凹的負(fù)凹正透鏡)構(gòu)成的負(fù)光焦度組、由第四透鏡L4(雙凸的正透鏡)構(gòu)成的正光焦度組以及紅外線截止用濾光器FR。第五實(shí)施方式的透鏡系統(tǒng)LN (圖5、圖10)從物方順次地具有第一透鏡Ll (向物方凸的正凹凸透鏡)及第二透鏡L2(雙凸的正透鏡)構(gòu)成的正光焦度組、光闌ST、由第三透鏡L3(向像方凹的負(fù)凹正透鏡)構(gòu)成的負(fù)光焦度組、由第四透鏡L4(雙凸的正透鏡)構(gòu)成的正光焦度組以及紅外線截止用濾光器FR。(實(shí)施例)以下，列舉實(shí)施例的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)等對實(shí)施本發(fā)明的攝像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)等進(jìn)行更具體地說明。這里列舉的實(shí)施例一 五是分別對應(yīng)所述第一 第五實(shí)施方式的數(shù)值的實(shí)施例，表示第一 第五實(shí)施方式的光學(xué)結(jié)構(gòu)圖(圖1 圖10)分別表示對應(yīng)實(shí)施例一 五的透鏡結(jié)構(gòu)。在各實(shí)施例的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中，作為面數(shù)據(jù)，從左側(cè)欄順次表示面號、曲率半徑 r (mm)、軸上的面間隔d(mm)、d線(波長為587. 56nm)的折射率nd、涉及d線的阿貝數(shù)vd。 帶有*的面編號的面是非球面(非球面形狀的折射光學(xué)面、具有與非球面相同的折射作用的面等)，該面形狀用以面頂點(diǎn)為原點(diǎn)的局部的直角坐標(biāo)系(x、y、z)用以下公式(AS)定義。 非球面數(shù)據(jù)表示非球面系數(shù)等。另外，各實(shí)施例的非球面數(shù)據(jù)在表中沒有的項(xiàng)目系數(shù)為0， 涉及所有的數(shù)據(jù)都為E-n = X 10_n。
z = (c-h2)/\ + ^{\-(\ + K)-c2 ^1])+Z(4/. Y)…⑷)其中，h 相對于ζ軸(光軸AX)的垂直方向的高度(h2 = x2+y2)，ζ 高度h位置的光軸AX方向的撓度量(面頂點(diǎn)為基準(zhǔn))，c 面頂點(diǎn)的曲率(曲率半徑r的倒數(shù))，K:圓錐常數(shù)Aj (j = 4、6、8、10) :j 次的非球面系數(shù)。各種數(shù)據(jù)表示焦距(f，mm)、F值(而0)、半畫角(ω，° )、像高(y，maX，mm)、透鏡全長(TL，mm)及后焦點(diǎn)(BF，mm)。F值、半畫角及后焦點(diǎn)是透鏡全長及物體距離(d0 =-) 的實(shí)效值。另外，后焦點(diǎn)利用空氣換算長表示從透鏡最終面到近軸像面的距離，透鏡全長是向從透鏡最前面到透鏡最終面的距離加入后焦點(diǎn)的長度。另外，焦點(diǎn)數(shù)據(jù)表示根據(jù)對焦變化的可變間隔(即，無限遠(yuǎn)對焦時(d0 =c )和接近距離對焦時(d0 = 100mm)的軸上面間隔)，另外表1是表示對應(yīng)各條件式的實(shí)施例的值。圖11 圖20是實(shí)施例一 實(shí)施例五的像差圖。圖11 圖15是表示實(shí)施例一 五的無限遠(yuǎn)對焦?fàn)顟B(tài)(do =⑴)的各像差，圖16 圖20分別表示實(shí)施例一 五的接近距離對焦?fàn)顟B(tài)(d0 = 100mm)的各像差。圖11 圖20從左側(cè)開始順次分別是球差圖(LONGITUDINALSPHERICAL ABER)、像散圖(ASTIGMATIC FIELD CURVES)、畸變圖(DISTORTION)。球差圖用分別從近軸像面的光軸AX方向的偏移量(單位mm，橫軸標(biāo)尺-0. 200 0. 200)表示實(shí)線所示的d線(波長為587. 56nm)的球差量、短虛線所示的C線(波長為656. 28nm)的球差量、長虛線所示的g線(波長為435. 84)的球差量，縱軸表示將射入到光瞳的入射高度用其最大高度進(jìn)行規(guī)格化的值(即，相對光瞳高度)。在像散圖中，虛線Y用從近軸像面的光軸 AX方向的偏移量(單位mm，橫軸標(biāo)尺-0. 200 0. 200)表示d線的子午像面，實(shí)線X用從近軸像面的光軸AX方向的對d線的偏移量(單位mm，橫軸標(biāo)尺-0. 200 0. 200)表示弧矢像面，縱軸表示像高(IMG HT，單位mm)。在畸變圖中，橫軸表示d線的畸變(單位％，橫軸標(biāo)尺-5.0 5.0% )，縱軸表示像高(IMG HT，單位mm)。另外，像高IMG HT的最大值相當(dāng)于像面IM的最大像高 1’ max (攝像元件SR的受光面SS的對角長的一半部分)。實(shí)施例1單位面數(shù)據(jù)面號 r d nd vd物面 oo d0l*-5. 117 0.000 1.525 56.452 ① 3. 433 1. 525 56. 453 ① 0. 298 1. 525 56. 454*-9· 386 0. 1125 (光闌)① 0.50063. 500 1. 330 1. 531 49. 337-5. 000 0. 7878*-4. 857 0.600 19*4.054 d910*9.611 1.975 1ll*-3. 418 0.05012 0. 300 1. 51713 ① dl314*-18· 247 0· 10015 3. 418 1. 60716*6.016 0.40017 0. 100 1. 51718 ⑴ 0. 100像面⑴非球面數(shù)據(jù)第1面Κ = 0.0Α4 = 3. 4946Ε-03
16
607 27. 10
532 56.57 64. 17
1. 607 27. 10 27. 10
64. 17
A6 = -9. 8255E-05A8 = 3. 3987E-06AlO = 9. 6167E-08第4面K = 0.0A4 = 4. 4700E-03A6 = 1. 7029E-04A8 = -3. 1054E-05AlO = 3. 5086E-05第8 面K = 0. 0A4 = -1. 3095E-02A6 = 3. 3028E-04A8 = 0. OOOOE+00AlO = 0. OOOOE+00第 9 面K = 0. 0A4 = -9. 4446E-03A6 = 8. 5964E-04A8 = 0. OOOOE+00AlO = 0. OOOOE+00第 10 面K = 0. 0A4 = 8. 3207E-04A6 = 4. 7273E-05A8 = 8. 9464E-06AlO = -1. 7525E-06第 11 面K = 0. 0A4 =-1. 3020E-04A6 = 6. 7620E-04A8 =-6. 9850E-06AlO = -7. 4777E-07第 14 面K = 0. 0A4 = -9. 1262E-03A6 = 5. 7247E-04A8 = -2. 0648E-05AlO = -6. 1550E-06
第16 面Κ = 0·0A4 = -6. 9941E-03A6 = 0. 0000E+00A8 = 0. 0000E+00AlO = 0. 0000E+00各種數(shù)據(jù)f5. 901Fno. 3. 000ω 29. 658y' max 3.360TL 15. 109BF 0. 560對焦數(shù)據(jù)d0 ① 100. 000d90. 752 0.500dl30. 894 1. 147實(shí)施例2單位:mm面數(shù)據(jù)面號 r d nd vd物面⑴d0l*-7. 934 0. 000 1. 768 49. 232 ① 3. 620 1. 768 49. 233 ① 0. 355 1. 768 49. 234*-10. 540 0. 8055(光闌)c d564. 349 1. 012 1. 815 43. 337-20. 408 0. 7508-8. 931 0. 600 1. 804 24. 3295. 412 0. 70010*6. 647 1. 584 1. 525 56. 45ll*-4.709 dll12*-14. 256 0. 100 1. 607 27. 6013 3. 384 1. 607 27. 6014*6.813 0.40015 0. 100 1. 517 64. 1716 ① 0. 100像面⑴
非球面數(shù)據(jù)第1 面K = 0.0A4 = 9. 0280E-04A6 = 2. 3895E-05A8 = -4. 7532E-06AlO = 3. 3500E-07第4 面Κ = 0·0A4 = 1. 3480E-03A6 = -1. 0479E-04A8 = 2. 9829E-05AlO = -1. 9600E-06第10 面Κ = 0·0A4 = 1. 3224E-04A6 = 3. 6821E-04A8 = 1. 2316E-05AlO = -1. 2100E-05第11 面K = 0.0A4 = 2. 7992E-03A6 = 3. 7041E-04A8 = 1. 3723E-04AlO = -2. 6100E-05第12 面K = 0.0A4 = -6. 7420E-03A6 = 2. 7071E-04A8 = 2. 2032E-05AlO = -1. 6200E-05第14 面K = 0.0A4 = -5. 8922E-03A6 = 0. 0000E+00A8 = 0. 0000E+00AlO = 0. 0000E+00各種數(shù)據(jù)f5. 900
19
Fno. 3. 000ω 29. 661y' max 3. 360TL 15. 199BF 0. 550對焦數(shù)據(jù)d0 100. 000d50. 745 0. 500dllO. 995 1.240實(shí)施例3單位mm面數(shù)據(jù)面號 r d nd vd物面 oo d0l*-5. 934 0.000 1.525 56.452 ① 3. 389 1. 849 33. 113 ① 0. 255 1. 525 56. 454*-13· 149 0· 3135(光闌)① 0· 50063. 885 1. 060 1. 701 47. 997-11. 520 0. 7418*-ll. 141 0.600 1.607 27.109*3. 524 d910*7. 519 1. 884 111*-3· 727 0· 05012 0. 300 1. 51713 ① dl314*-11. 880 0. 10015 3. 398 1. 85016 0. 100 1. 58317*6. 263 0. 40018 0. 100 1. 51719 ① 0. 100像面①非球面數(shù)據(jù)第1 面Κ = 0·0Α4 = 3. 4627Ε-03Α6 = -1. 0819Ε-04
525 56. 45 64. 17
1. 583 29. 90 40. 00 29. 90
64. 17
A8 = 5. 6463E-07AlO = 1. 6782E-07第4 面K = 0.0A4 = 4. 0674E-03A6 = -7. 0872E-04A8 = 3. 4454E-04AlO = -6. 1112E-05第8面K = 0.0A4 = -1. 0957E-02A6 = 6. 9421E-04A8 = 0. 0000E+00AlO = 0. 0000E+00第9 面K = 0.0A4 = -8. 7710E-03A6 = 8. 9598E-04A8 = 0. 0000E+00AlO = 0. 0000E+00第10 面K = 0.0A4 = 7. 5247E-04A6 = 5. 8420E-05A8 = 1. 4003E-05AlO = -5. 9029E-06第11 面Κ = 0·0A4 = 2. 1554E-03A6 = 2. 6520E-04A8 = 6. 4542E-05AlO = -1. 2244E-05第14 面K = 0.0A4 = -6. 6764E-03A6 = 3. 6403E-04A8 = 8. 3826E-06AlO = -1. 0961E-05第17 面
K = 0. 0A4 = -7. 4111E-03A6 = 0. OOOOE+OOA8 = 0. OOOOE+OOAlO = 0. OOOOE+OO各種數(shù)據(jù)f5. 900Fno. 3. 000ω 29. 661y' max 3.360TL 14.986BF 0. 556對焦數(shù)據(jù)d0 ① 100. 000d90. 809 0. 564dl30. 930 1. 175實(shí)施例4單位:mm面數(shù)據(jù)面號 r d nd vd物面 oo d01*-8· 928 0. 000 1. 754 51. 602 ① 4· 196 1. 754 51. 603 ① 0· 500 1. 754 51. 604*29. 147 0. 10055. 151 0. 584 1. 847 23. 8065. 807 0. 20073. 332 1. 000 1. 651 55. 938*-31· 867 0· 1509(光闌)⑴1.四010*-2.757 0.600 1.847 23. 80ll*-6.547 dll12*4.731 2.168 1.487 70. 4013*-3· 148 0. 05014 0. 300 1. 517 64. 1715 °o dl516*-5. 680 0.100 1. 682 54. 4217 3. 364 1. 682 54. 4218*5.610 0. 400
19 0. 100 1. 517 64. 1720 ① 0. 100像面⑴非球面數(shù)據(jù)第1 面Κ = 0.0Α4 = 3. 2352Ε-03Α6 = -1. 2253Ε-04Α8 = 4. 4719Ε-06AlO = -6. 8483Ε-08第4面Κ = 0.0Α4 = 4. 4952Ε-03Α6 = 5. 7967Ε-05Α8 = 6. 9903Ε-06AlO = 6. 4427Ε-06第8 面Κ = 0.0Α4 = -2. 4011Ε-03Α6 = 2. 7807Ε-05Α8 = -8. 3182Ε-05AlO = 1. 9177Ε-05第10 面Κ = 0.0Α4 = 2. 4555Ε-02Α6 = -4. 2439Ε-03Α8 = 0. 0000Ε+00AlO = 0. 0000Ε+00第11 面Κ = 0.0Α4 = 1. 7981Ε-02Α6 = -2. 0334Ε-03Α8 = 0. 0000Ε+00AlO = 0. 0000Ε+00第I2 面Κ = 0.0Α4 = -7. 0179Ε-03Α6 = 7. 4670Ε-04Α8 = -7. 7546Ε-06
AlO = 0. 0000E+00第Π 面K = 0.0A4 = 5. 5182E-03A6 = 4. 8806E-04A8 = 3. 5935E-05AlO = 5. 0591E-06第I6 面K = 0.0A4 = -1. 7693E-03A6 = 9. 8615E-04A8 = -7. 5299E-05AlO = -1. 2959E-07第I8 面Κ = 0·0A4 = -8. 2257E-03A6 = -3. 6133E-04A8 = 9. 3060E-05AlO = -4. 6862E-06各種數(shù)據(jù)f6. 200Fno. 3. 000ω 28. 455y' max 3. 360TL 17. 308BF 0. 559對焦數(shù)據(jù)d0 ⑴ 100. 000dill. 125 0. 941dl51. 022 1. 206實(shí)施例5單位mm面數(shù)據(jù)面號 r d nd vd物面 oo d01*-9· 371 0. 000 1. 525 56. 452 ① 5· 190 1. 525 56. 453 ① 0· 500 1. 525 56. 454*2.813 0.45254. 222 2. 000 1. 783 24. 61 65. 169 0. 200
73. 009 1. 311 1. 532 56. 57
8*-3. 383 0. 150
9(光闌)①0. 838
10*65. 418 0. 600 1. 607 27. 10
11*2. 604dll
12*4. 863 1. 872 1. 532 56. 57 13*-4· 236 0. 050
140. 30 1. 517 64. 17
15dl5
16*-166. 541 0.663 1.607 27.10 17 3. 383 1. 607 27. 10 18*6.103 0. 400
190. 100 1. 517 64. 17
200. 126 像面
非球面數(shù)據(jù)第1面 κ = ο·ο
Α4 = 2.4038E-03 A6 = -9. 6979E-05 A8 = 2.9376E-06 AlO = -4. 8813E-08 第4面 Κ = 0·0
A4 = 5.3244E-03 A6 = -6. 6668E-05 A8 = 6.9887E-05 AlO = -1. 4599E-05 第8面 Κ = 0·0
A4 = 1. 4750E-02 A6 = -3. 2415E-03 A8 = 1. 1006E-03 AlO = -1. 8811E-04 第10面 Κ = 0·0
A4 = -7. 5633E-03
A6 = -4. 5409E-03A8 = 0. OOOOE+OOAlO = 0. OOOOE+OO第11 面Κ = 0·0A4 = -2. 4244E-02A6 = 1. 8499E-04A8 = 0. OOOOE+OOAlO = 0. OOOOE+OO第12 面Κ = 0·0A4 = -2. 7218E-03A6 = 4. 1767E-04A8 = -7. 1888E-05AlO = 3. 9475E-06第13 面K = 0.0A4 = 9. 1236E-04A6 = -8. 9090E-06A8 = -3. 3174E-06AlO = -1. 8336E-07第16 面K = O-OA4 =-5. 5126E-03A6 = -5. 3005E-05A8 = -2. 6405E-05AlO = -2. 5136E-06第18 面K = 0.0A4 = -6. 3172E-03A6 = -4. 6837E-05A8 = 0. OOOOE+OOAlO = 0. OOOOE+OO各種數(shù)據(jù)f4. 650Fno. 3. OOOω 35. 851y' max 3. 360TL 19. 708
BF 0.589
對焦I數(shù)據(jù)
d0①100.000
dllO.6800. 500
dl50.9311. 111
表權(quán)利要求
1.一種攝像光學(xué)系統(tǒng)，其用于在攝像元件的受光面上形成物體的光學(xué)像，其特征在于， 具有兩個將入射光折射大致直角的反射棱鏡，其中，當(dāng)位于光路上物方的反射棱鏡作為第一棱鏡，位于光路上像方的反射棱鏡作為第二棱鏡時，所述第一棱鏡的入射面的光軸和所述第二棱鏡的射出面的光軸大致平行，在由所述兩個反射棱鏡夾著的光路上具有構(gòu)成至少一個光焦度組的透鏡元件，距離所述第二棱鏡的入射面最近的光焦度組是正光焦度組，所述第二棱鏡的入射面在物方具有凹的面形狀，并且滿足以下的條件式⑴及⑵ -4. 2 < fp2/f-0. 2. · . (1) 0. 2 < f_lp/fp2 < 1. 5. . . (2) 其中，fp2 第二棱鏡的焦距，f 攝像光學(xué)系統(tǒng)整體的焦距，f_lp 距離第二棱鏡的入射面最近的光焦度組的焦距。
2.如權(quán)利要求1所述的攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，在所述兩個反射棱鏡的反射面之間的光路上具有光闌以及位于比該光闌更靠向像方的至少一個負(fù)光焦度組。
3.如權(quán)利要求2所述的攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，滿足以下條件式(3) 0. 5 < f_ln/f_lp < 1. 5. . . (3)其中，f_ln 位于比光闌更靠向像方的負(fù)光焦度組的焦距。
4.如權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述正光焦度組具有至少一個滿足以下條件式的正透鏡0.56 < nd_lp/nd_p2 < 0. 97. . . (4) 其中，nd_lp 正透鏡的折射率，nd_p2 構(gòu)成第二棱鏡的反射面的棱鏡材料的折射率。
5.如權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述正光焦度組具有至少一個滿足以下條件式(5)的正透鏡1.1 < vd_lp/vd_p2 < 4. . . (5) 其中，vd_lp:正透鏡的阿貝數(shù)，vd_p2 構(gòu)成第二棱鏡的反射面的棱鏡材料的阿貝數(shù)。
6.如權(quán)利要求1 5中任意一項(xiàng)所述的攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)對焦時被驅(qū)動的至少一個的光學(xué)部件位于所述兩個反射棱鏡所夾著的光路上。
7.如權(quán)利要求1 6中任意一項(xiàng)所述的攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)對焦時被移動的多個光學(xué)部件位于所述兩個反射棱鏡所夾著的光路上。
8.如權(quán)利要求1 7中任意一項(xiàng)所述的攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個反射棱鏡中至少一個由玻璃材料構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1 8中任意一項(xiàng)所述的攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個反射棱鏡中至少一個由樹脂材料構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1 9中任意一項(xiàng)所述的攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個反射棱鏡中至少一個由復(fù)合材料構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求1 10中任意一項(xiàng)所述的攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個反射棱鏡中至少一個具有由玻璃材料構(gòu)成的棱鏡部分和在其光學(xué)面上以樹脂材料構(gòu)成光焦度面的透鏡部分。
12.如權(quán)利要求1 11中任意一項(xiàng)所述的攝像光學(xué)系統(tǒng)，在所述兩個反射棱鏡所夾著的光路上具有紅外線截止用濾光器。
13.如權(quán)利要求1 11中任意一項(xiàng)所述的攝像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個反射棱鏡的任意一個具有減少包含在入射光中的紅外線成分的紅外線截止功能。
14.一種攝像光學(xué)裝置，其特征在于，具備如權(quán)利要求1 13中任意一項(xiàng)所述的攝像光學(xué)系統(tǒng)以及將形成于受光面上的光學(xué)像轉(zhuǎn)換為電氣信號的攝像元件。
15.一種數(shù)碼設(shè)備，其特征在于，利用具備如權(quán)利要求14所述的攝像光學(xué)裝置，而附加有被攝體的靜止畫面攝影、動畫攝影中至少一種功能。
全文摘要
一種攝像光學(xué)系統(tǒng)、攝像光學(xué)裝置及數(shù)碼設(shè)備，攝像光學(xué)系統(tǒng)(OP)具有將入射光彎折為大致直角的第一、第二棱鏡(P1、P2)。第一棱鏡(P1)的入射面的光軸(AX)和第二棱鏡(P2)的射出面的光軸(AX)大致平行。在第一、第二棱鏡(P1、P2)所夾著的光路上，具有構(gòu)成至少一個光焦度組的透鏡單元，距離第二棱鏡(P2)的入射面最近的光焦度組是正光焦度組。第二棱鏡(P2)的入射面具有向物方凹的面形狀，并滿足條件式-4.2＜fp2/f＜-0.2(fp2第二棱鏡的焦距，f攝像光學(xué)系統(tǒng)整體的焦距)，0.2＜|f_lp/fp2|＜1.5(f_lp距離第二棱鏡的入射面最近的光焦度組的焦距)。
文檔編號G02B13/00GK102341737SQ20108001077
公開日2012年2月1日 申請日期2010年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者山田惠子 申請人:柯尼卡美能達(dá)精密光學(xué)株式會社