CN113383258A - 光学系统、成像系统和成像装置 - Google Patents
光学系统、成像系统和成像装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113383258A CN113383258A CN202080012348.6A CN202080012348A CN113383258A CN 113383258 A CN113383258 A CN 113383258A CN 202080012348 A CN202080012348 A CN 202080012348A CN 113383258 A CN113383258 A CN 113383258A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens barrel
- holder
- imaging
- prism
- reflection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B37/00—Panoramic or wide-screen photography; Photographing extended surfaces, e.g. for surveying; Photographing internal surfaces, e.g. of pipe
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
- G02B7/1805—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for prisms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
- G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
- G03B17/02—Bodies
- G03B17/12—Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
- G03B17/02—Bodies
- G03B17/17—Bodies with reflectors arranged in beam forming the photographic image, e.g. for reducing dimensions of camera
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B19/00—Cameras
- G03B19/18—Motion-picture cameras
- G03B19/22—Double cameras
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B37/00—Panoramic or wide-screen photography; Photographing extended surfaces, e.g. for surveying; Photographing internal surfaces, e.g. of pipe
- G03B37/04—Panoramic or wide-screen photography; Photographing extended surfaces, e.g. for surveying; Photographing internal surfaces, e.g. of pipe with cameras or projectors providing touching or overlapping fields of view
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Lenses (AREA)
- Cameras In General (AREA)
Abstract
一种光学系统包括:两个成像光学系统,每个成像光学系统包括反射光学元件,该反射光学元件具有将从被摄体侧入射的光反射的反射面和与上述反射面不同的位置的被保持部;第一保持体,配置成保持所述成像光学系统之一的所述反射光学元件的所述被保持部;以及第二保持体,配置成保持另一个所述成像光学系统的所述反射光学元件的被保持部。当所述第一保持体与所述第二保持体组合时,所述成像光学系统之一的所述反射光学元件的所述反射面与另一个所述成像光学系统的所述反射光学元件的所述反射面相对。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及用于捕获图像的光学系统、包括该光学系统的成像系统、以及包括该成像系统的成像设备。
背景技术
本发明人对全天球型摄像系统进行了专利申请,取得了专利权(例如JP-6019970-B),该系统将具有大于180度广角的广角透镜,和对这个广角透镜上形成的图像进行成像的摄像传感器的二个相同构造的摄像系统组合起来,将各摄像系统生成的图像进行合成,得到4π弧度的立体角内的图像。JP-6019970-B中记载了将二个摄像系组装到一个镜筒部件的技术。
在具有多个不同图像捕获范围的成像光学系统的光学系统中,要求以节省空间的方式排列多个成像光学系统,以便实现成像装置尺寸的减小。此外,要求多个成像光学系统以尽可能宽的图像捕获范围覆盖而几乎没有浪费。
例如,当图像捕获范围互相逆向的两个成像光学系统形成球面图像型的光学系统时,如果每一个具有线性光轴的两个成像光学系统沿光轴方向以逆向串列排列,则球面图像光学系统的尺寸可能增加,鉴于这种情况,两个成像光学系统的入射位置最好沿来自被摄体的入射光的光轴互相靠近,从而减小光学系统的尺寸。为了实现这种配置,JP-6019970-B提出了利用例如棱镜的反射面使光路弯曲的技术,从而减小每个成像光学系统沿入射光轴的宽度。
引文列表
专利文献
【专利文献1】JP-6019970-B
发明内容
技术问题
本发明是鉴于上述情况而做出的,本发明的目的是提供一种沿着入射光轴具有紧凑尺寸的光学系统,该光学系统配备有两个各自具有反射面的成像光学系统。本发明的目的是提供一种包括上述成像光学系统的、沿着入射光轴具有紧凑尺寸的成像系统以及成像装置。
解决问题的方案
鉴于上述,提供一种光学系统,包括:两个成像光学系统,每个成像光学系统包括反射光学元件,该反射光学元件具有将从被摄体侧入射的光反射的反射面和与上述反射面不同的位置的被保持部;第一保持体,配置成保持所述成像光学系统之一的所述反射光学元件的所述被保持部;以及第二保持体,配置成保持另一个所述成像光学系统的所述反射光学元件的被保持部。当所述第一保持体与所述第二保持体组合时,所述成像光学系统之一的所述反射光学元件的所述反射面与另一个所述成像光学系统的所述反射光学元件的所述反射面相对。
本发明的效果
本发明的实施例提供一种小型光学系统、包括该光学系统的小型成像系统和包括该成像系统的小型成像装置。为了提供这种小型光学系统、成像系统和成像装置,在不同于成像光学系统的两个反射光学元件的反射面的位置处的被保持部由各保持体保持,两个反射光学元件的反射面相对,因此,一边确保反射面的位置精度,一边使得两个反射光学元件互相靠近。
附图说明
附图旨在描绘本公开的示例实施例,并且不应被解释为限制其范围。除非明确指出,否则附图不应视为按比例绘制。同样,在几个视图中,相同或相似的附图标记表示相同或相似的组件。
图1是构成根据实施例的成像装置的成像系统的左侧视图。
图2是图1中成像系统的后视图。
图3A是图1中整个成像系统的俯视图。
图3B是第一棱镜和围绕第一棱镜的部件的图。
图4是除第三棱镜之外的构成成像光学系统的两个图像捕获光学系统的立体图。
图5是图4中除第三棱镜之外的图像捕获光学系统之一的立体图。
图6是包括成像系统的复合透镜镜筒的立体图。
图7是将构成图6中的复合透镜镜筒的两个透镜镜筒分割状态的立体图。
图8是图7中分割的两个透镜镜筒的俯视图。
图9是图7中分割的两个透镜镜筒的仰视图。
图10是图7中分割的两个透镜镜筒之一的正视图。
图11是图7中分割的两个透镜镜筒之一的后视图。
图12是构成图7中分割的两个透镜镜筒之一的基座框架和成像光学系统的后视图。
图13是基座框架和第一棱镜的正视图。
图14是基座框架、第一棱镜和第二棱镜的后视图。
图15是从背面侧看基座框架、第一棱镜和第二棱镜的立体图。
图16是从背面侧看除去第一棱镜和第二棱镜状态的基座框架的立体图。
图17A是装备有复合透镜镜筒的成像装置的外观正视图。
图17B是成像装置的右侧视图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施例进行说明。在以下的实施例中,对包含至少一个成像光学系统A/B的成像系统1(图1至图3)、复合透镜镜筒(图6)、搭载该复合透镜镜筒10的成像装置80(图17A、17B)依次进行说明。将结构相同的透镜镜筒11A和透镜镜筒11B对称地组合构成复合透镜镜筒10。如图1所示,前后方向是沿成像光学轴A/B的入射光轴,上下方向平行于垂直于成像光轴A/B的入射光轴的假想线。左右方向垂直于图1的纸面。
成像系统1具有相互对称配置的二个广角透镜系统(成像光学系统)A、B和使二个广角透镜系统A、B捕获的图像成像的二个图像传感器AI、BI。图4是分别设置在复合透镜镜筒10内的二个广角透镜系统A和B中的一个的说明,图5是分别由透镜镜筒11A和11B保持的二个广角透镜系统A和B中的一个的说明,在图4和图5中,广角透镜系统A和B之中,省略图示后述的第三棱镜AP3和BP3。二个广角透镜系统A、B二个广角透镜系统A、B为相同规格,二个图像传感器AI、BI为相同规格。即,构成广角透镜系统A的光学元件(如透镜和棱镜)具有与构成广角透镜系统B的光学元件相同的结构和光学规格。每个广角透镜系统A和B具有大于180度的视角。成像系统1可以配置为合成由图像传感器AI和BI形成的两个图像的球面成像系统,以获得具有4π弧度的立体角内的图像。由图像处理电路可以在成像装置80内产生由图像传感器AI和BI形成的这种合成图像,或者,由图像传感器AI和BI形成的图像可以发送到外部装置(如PC和服务器)以合成图像。
广角透镜系统A、B各自从物体(被摄体)侧朝着像侧依次具有持有负光焦度的前组AF,BF,第一棱镜(反射光学元件)AP1,BP1、可变开口光圈AS,BS、第二棱镜AP2,BP2、持有正光焦度的后组AR,BR和第三棱镜AP3,BP3。前组AF、BF具有捕获大于180度的高视角的光线的功能,后组AR、BR具有校准成像图像的像差的功能。可变开口光圈AS,BS在图2中概念性地显示。
广角透镜系统A的第一棱镜(一方的反射光学元件)AP1包括面向前方的入射面AP1a,面向左方的射出面AP1b,相对于入射面AP1a和射出面AP1b具有45°角的反射面AP1c,向着上方及下方平行的一对侧面(保持部)AP1d和AP1e。广角透镜系统B的第一棱镜(另一方的反射光学元件)BP1包括面向前方的入射面BP1a,面向右方的射出面BP1b,相对于入射面BP1a和射出面BP1b具有45°角的反射面BP1c,向着上方及下方平行的一对侧面(保持部)BP1d和BP1e。第一棱镜AP1的反射面AP1c和第一棱镜BP1的反射面BP1c都以45°角与前后方向和左右方向相交。反射面AP1c和反射面BP1c互相平行配置。
广角透镜系统A的第二棱镜AP2包括向右方的入射面AP2a、向着下方的射出面AP2b、相对于入射面AP2a和射出面AP2b具有45°角的反射面AP2c、以及向着前方及后方的平行的一对侧面AP2d和AP2e。广角透镜系统B的第二棱镜BP2包括向右方的入射面BP2a、向着下方的射出面BP2b、相对于入射面AP2a和射出面BP2b具有45°角的反射面BP2c、以及向着前方及后方的平行的一对侧面BP2d和BP2e。第二棱镜AP2的反射面AP2c和第二棱镜BP2的反射面BP2c都以45°角与上下方向和左右方向相交。反射面AP2c和反射面BP2c对称地配置在左右方向(随着前进到上方,反射面AP2c和反射面BP2c之间的间隔减小)。
广角透镜系统A的第三棱镜AP3包括向着上方的入射面AP3a、向着右方的射出面AP3b、相对于入射面AP3a具有45°角的反射面AP3c、以及向着前方及后方的平行的一对侧面AP3d和AP3e。广角透镜系统B的第三棱镜BP3包括向着上方的入射面BP3a、向着左方的射出面BP3b、相对于入射面BP3a具有45°角的反射面BP3c、以及向着前方及后方的平行的一对侧面BP3d和BP3e。第三棱镜AP3的反射面AP3c和第三棱镜BP3的反射面BP3c都以45°角与上下方向和左右方向相交,反射面AP3c和反射面BP3c对称地配置在左右方向(随着前进到上方,反射面AP3c和反射面BP3c之间的间隔减小)。
在上述棱镜中,第三棱镜AP3和BP3的射出面AP3b和BP3b形成为具有正光焦度的透镜面。除了第三棱镜AP3和BP3的射出面AP3b和BP3b之外,各棱镜的入射面和射出面形成为平面。
在广角透镜系统A(一个光学系统)中,前组AF一边使得从前方(如图1所示的前组AF侧)入射的被摄体(对象)光束发散,一边朝后方(如图1所示的前组BF侧)射出。在第一棱镜AP1中,使得从前组AF通过入射面AP1a入射的被摄体光束在反射面AP1c朝左方作90°反射,从射出面AP1b射出。可变孔径光阑AS调节第一棱镜AP1反射的被摄体光束的透射量(调整光量)。在第二棱镜AP2中,使得经可变孔径光阑AS调整光量从入射面AP2a入射的被摄体光束在反射面AP2c朝下方作90°反射,从射出面AP2b射出。后组AR一边使得第二棱镜AP2反射的被摄体光束收敛,一边朝下方射出。在第三棱镜AP3中,使得从后组AR通过入射面AP3a入射的被摄体光束在反射面AP3c朝右方作90°反射,从射出面AP3b射出,成像在图像传感器(一个图像传感器)AI的成像面上。前组AF及后组AR由多个透镜构成。前组AF的最靠近物体侧(被摄体侧)的透镜设为第一透镜L1。
在广角透镜系统B(另一个光学系统)中,前组BF一边使得从后方(如图1所示的前组BF侧)入射的被摄体光束发散,一边朝前方(如图1所示的前组AF侧)射出。在第一棱镜AP1中,使得从前组BF通过入射面BP1a入射的被摄体光束在反射面BP1c朝右方作90°反射,从射出面BP1b射出。可变孔径光阑BS调节第一棱镜BP1反射的被摄体光束的透射量(调整光量)。在第二棱镜BP2中,使得经可变孔径光阑BS调整光量从入射面BP2a入射的被摄体光束在反射面BP2c朝下方作90°反射,从射出面BP2b射出。后组BR一边使得第二棱镜BP2反射的被摄体光束收敛,一边朝下方射出。在第三棱镜AP3中,使得从后组BR通过入射面BP3a入射的被摄体光束在反射面BP3c朝左方作90°反射,从射出面BP3b射出,成像在图像传感器(另一个图像传感器)BI的成像面上。前组BF及后组BR由多个透镜构成。前组BF的最靠近物体侧(被摄体侧)的透镜设为第一透镜L1。
在广角透镜系统A中,图像传感器AI的成像面朝向左侧。在广角透镜系统B中,图像传感器BI的成像面朝向右侧。图像传感器AI和BI的图像传感器的背面(与成像面相反侧的面)朝向相反方向。
广角透镜系统A和广角透镜系统B中分别将前组AF、BF的光轴作为光轴X1(射入光轴)。将从第一棱镜AP1、BP1的反射面到第二棱镜AP2、BP2的反射面为止的部分光轴作为光轴X2。将后组AR、BR的光轴作为光轴X3。将从第三棱镜AP3、BP3的反射面到摄像传感器AI、BI为止的部分光轴作为光轴X4。广角透镜系统A和广角透镜系统B配置成互相的光轴X1在同轴位置上朝着前后方向,前组AF和前组BF相对与光轴X1垂直的所定平面(为广角透镜系统A、B的对向平面)前后对称。
在广角透镜系统A和B中,具有相同规格(形状、材料、光学性能等规格相同的公共部件)的第一棱镜AP1和BP1沿着光轴X1互相接近配置,第一棱镜AP1和BP1组合,使得在前后方向占据基本上相同的面积。在第一棱镜AP1和BP1中,互相平行的反射面AP1c和BP1c在沿着光轴X1的前后方向互相靠近地对向。即,第一棱镜AP1和第一棱镜BP1互相相对,反射面AP1c的背面朝向反射面BP1c的背面。在复合透镜镜筒10完成状态下,设定第一棱镜AP1和BP1的保持结构,使得在反射面AP1c和反射面BP1c之间具有预定宽度的间隙CL(见图3和图4)。
更具体地说,如图3B所示,Z1表示第一棱镜AP1和BP1的前后方向尺寸(从入射面AP1a/BP1a到由射出面AP1b、BP1b和反射面AP1c、BP1c夹持的棱线的距离),Z2表示第一棱镜AP1和BP1合在一起的前后方向总尺寸(从入射面AP1a到入射面BP1a的距离),在这种情况下,由于存在间隙CL,因此,Z2大于Z1。但是,由于间隙CL比各第一棱镜AP1和BP1的长度Z1小得多,因此,第一棱镜AP1和BP1的总长度Z2基本上等于各第一棱镜AP1和BP1的长度Z1。但是,在第一棱镜AP1的反射面AP1c和第一棱镜BP1的反射面BP1c之间可能没有间隙,即使接触也没有关系。在这种情况下,第一棱镜AP1的反射面AP1c仅仅接触反射面BP1c,因此,并不相当于第一棱镜AP1和BP1相互保持。
广角透镜系统A的光轴X2、X3以及X4和广角透镜系统B的光轴X2、X3以及X4位于上述的对向平面内。具体地说,广角透镜系统A的光轴X2和广角透镜系统B的光轴X2在同轴位置上朝着左右方向,广角透镜系统A的光轴X4和广角透镜系统B的光轴X4在同轴位置上朝着左右方向。另外,后组AR上的光轴X3和后组BR上的光轴X3在左右方向上有间隔,且相互平行。
这样,通过在广角透镜系统A、B的对向平面内使光路多次不同方向弯折,可以确保广角透镜系统A、B的光路长度很长。再有,可以缩小对于广角透镜系统A的最靠物体侧的透镜(前组AF的第一透镜L1)和广角透镜系统B的最靠物体侧的透镜(前组BF的第一透镜L1)的最大视角光线的射入位置之间的距离(最大视角之间的距离)(图1中显示了最大视角之间的距离)。其结果是,图像传感器AI、BI的大型化和成像系统1的小型化(薄型化)可兼顾,同时通过校准使贴合的二个图像的重叠部分的视差减少,可以得到高品质的图像。与本实施例不同,当来自被摄体的光入射到两个光学系统的位置互相远离时,视差可能增大,因此,难以得到高质量的合成图像。
复合透镜镜筒10由支撑广角透镜系统A和图像传感器AI的透镜镜筒11A、支撑广角透镜系统B和图像传感器BI的透镜镜筒11B组合构成。透镜镜筒11A和透镜镜筒11B是相同的形状(构造),可以互相前后对称配置,进行组合。以下参照图6以后详细说明各透镜镜筒11A、11B。透镜镜筒11A和透镜镜筒11B中相同的构成元件以相同的符号显示。还有,在各透镜镜筒11A、11B中,沿着光轴X1的前后方向上,将被摄体侧(物体侧)作为“正面”,将相对被摄体侧的相反侧作为“背面”。透镜镜筒11A中,前方为正面侧(被摄体侧),后方为背面侧,透镜镜筒11B中,后方为正面侧(被摄体侧),前方为背面侧。
本实施例中的透镜镜筒11A和透镜镜筒11B包含成像光学系(广角透镜系统A、B)和图像传感器AI、BI,是可以分开单独进行被摄体图像的获得的成像单元。各透镜镜筒11A、11B中,将由成像光学系(广角透镜系统A、B)、直接或间接地保持成像光学系的各部件(后述的基座框架12、前组框架13、后组框架14、第三棱镜框架15等)构成的部分作为光学系统。
透镜镜筒11A、11B分别具有基座框架12、前组框架13、后组框架14、第三棱镜框架15和图像传感器单元16。基座框架12、前组框架13、后组框架14、第三棱镜框架15分别由塑料等的成型品形成。
透镜镜筒11A中,基座框架12(第一保持体)支撑第一棱镜AP1、可变孔径光阑AS和第二棱镜AP2。前组框架13支撑前组AF。后组框架14支撑后组AR。第三棱镜框架15支撑第三棱镜AP3。图像传感器单元16由例如图像传感器AI和基板17等单元化形成。
透镜镜筒11B中,基座框架12(第二保持体)支撑第一棱镜BP1、可变孔径光阑BS和第二棱镜BP2。前组框架13支撑前组BF。后组框架14支撑后组BR。第三棱镜框架15支撑第三棱镜BP3。图像传感器单元16由例如图像传感器BI和基板17等单元化形成。
如图12至图16所示,基座框架12具有正面壁部20、位于正面壁部20的上部的上壁部21、位于正面壁部20的左右边缘部的侧壁部22和侧壁部23。还有,在上壁部21和侧壁部22的边界附近有角壁部24,在上壁部21和侧壁部23的边界附近有角壁部25。
正面壁部20是基本正对着被摄体的壁部,有前后方向上贯通的正面开口20a。光轴X1通过正面开口20a的中央附近。如图13中所示,在正面壁部20的正面侧,形成位于正面开口20a周围的多个(本实施例中是三个)前组框架抵接部26。各前组框架抵接部26是在向着正面侧突出的凸部上设置的与光轴X1垂直的平面。
在正面壁部20上,正面开口20a的周围还形成多个(本实施例中是四个)粘着用孔27。各粘着用孔27是在以大致光轴X1为中心的周方向上形成长方向的朝向的圆弧形的长孔,使正面壁部20在前后方向上贯通。
通过设在前组框架13的背面侧的抵接部(图示省略)与基座框架12的前组框架抵接部26接触(抵接),使前组框架13相对基座框架12的前后方向的相对位置固定。在该状态下,前组框架13的一部分进入正面开口20a内。前组框架13相对基座框架12能朝与光轴X1垂直的方向进行位置调整(光学调整)。位置调整后,将粘接剂充填到粘接用孔27,将前组框架13粘接固定到基座框架12。
上壁部21是从正面壁部20的上边缘延伸到复合透镜镜筒10的背面侧,具有形成各透镜镜筒11A、11B的上面部分的上面部21a和从上面部21a的左右端部向下方延伸的一对侧面部21b、21c。上壁部21通过上面部21a、侧面部21b以及侧面部21c形成上方以及左右方向封闭,下方开放的コ形状。
侧壁部22和侧壁部23分别位于上壁部21的下方,是从正面壁部20的左右方向的侧边缘延伸到复合透镜镜筒10的背面侧。从正面壁部20到侧面部22的部分和从正面壁部20到侧壁部23的部分分别形成沿着后述的后组框架14的外面形状弯曲的形状。
角壁部24和角壁部25分别是在大致前后方向上正对的壁部,相比正面壁部20向着背面侧有位移。角壁部24从上壁部21的侧面部21b向侧方突出,下端连接到侧壁部22的上部。角壁部25从上壁部21的侧面部21c向侧方突出,下端连接到侧壁部23的上部。角壁部24和角壁部25通过连接到延伸方向不同的多个壁部,支撑强度高且不易变形。
基座框架12还在正面壁部20的背面部分具备第一棱镜保持部35和第二棱镜保持部36。第一棱镜保持部35是用于在正面开口20a的背后保持第一棱镜AP1或者第一棱镜BP1的部位。第二棱镜保持部36是用于保持第二棱镜AP2或者第二棱镜BP2的部位。
第一棱镜保持部35具有位于正面开口20a的上边缘侧的上壁35a和位于正面开口20a的下边缘侧的下壁35b。上壁35a和下壁35b沿前后方向不闭合和打开,这意味着开口20沿前后方向具有通孔结构。在上壁35a的左右方向的一端形成向下突出的纵壁35c,在下壁35b的左右方向的一端形成向上突出的纵壁35d。纵壁35c和纵壁35d的上下方向之间形成间隙。在上壁35a的靠近纵壁35c的位置,形成向下方开口的粘合用凹部35e,在下壁35b的靠近纵壁35d的位置,形成向上方开口的粘合用凹部35f。
第一棱镜AP1和BP1插入保持在由上壁35a、下壁35b、纵壁35c和纵壁35d包围的第一棱镜保持部35内。上壁35a面对第一棱镜AP1和BP1的上侧的侧面AP1d和BP1d,下壁35b面对第一棱镜AP1和BP1的下侧的侧面AP1e和BP1e。此外,纵壁35c面对第一棱镜AP1和BP1的射出面AP1b和BP1b的上缘部附近,纵壁35d面对第一棱镜AP1和BP1的射出面AP1b和BP1b的下缘部附近。射出面AP1b和BP1b之中,除上缘部附近和下缘部附近的大部分从纵壁35c和35d之间的间隙露出(参照图16)。上述各壁35a、35b、35c、35d与第一棱镜AP1和BP1之间设定为稍有间隙。第一棱镜AP1和BP1能在该间隙范围内进行位置调整。第一棱镜AP1和BP1使用定位工具定位(稍后将详细描述),然后,向粘合用凹部35e、35f注入粘合剂,相对第一棱镜保持部35粘接固定。
第一棱镜AP1和BP1通过上壁35a和侧面AP1d及BP1d的粘合以及下壁35b和侧面AP1e及BP1e的粘合由第一棱镜保持部35保持。在上壁35a的一部分形成粘合用凹部35e,在下壁35b的一部分形成粘合用凹部35f,将粘合剂注入到粘合用凹部35e和35f中,使粘合剂沿上壁35a的下面侧和下壁35b的上面侧散布,确保第一棱镜AP1和BP1连接到复合透镜镜筒11A和11B保持。
粘合用凹部35e、35f分别在左右方向上靠近纵壁35c、35d的位置设置,注入粘合用凹部35e、35f的粘合剂有时局部进入纵壁35c、35d。于是,进入射出面AP1b、BP1b的上缘部附近与纵壁35c之间、射出面AP1b、BP1b的下缘部附近与纵壁35d之间的粘合剂涉及第一棱镜AP1和BP1的保持。
如上所述,在第一棱镜保持部35的第一棱镜AP1和BP1的保持包括介有粘合剂的保持等,在本发明中,不限定保持的具体形态。此外,第一棱镜AP1和BP1相对于基座框架12的固定,并不限定为由粘合剂直接固定。例如,也可以设有保持第一棱镜AP1的侧面AP1d、AP1e以及第一棱镜BP1的侧面BP1d、BP1e的棱镜保持件,棱镜保持件可以用粘合剂或螺栓固定到基座框架12。棱镜保持件具有不覆盖第一棱镜AP1和BP1的反射面AP1c和BP1c而使其露出的形状。这种结构也包括在本公开的实施例的反射光学元件的保持中。
侧面AP1d和BP1d以及侧面AP1e和BP1e在第一棱镜AP1和BP1中位于从入射面AP1a和BP1a到射出面AP1b和BP1b的光路的侧方(上侧和下侧),通过这样的配置,即使通过上壁35a和下壁35b保持侧面AP1d和BP1d以及侧面AP1e和BP1e,也不会遮挡被摄体光束,这意味着光学性能不受这种保持结构的影响。此外,纵壁35c和35d位于射出面AP1b和BP1b之中成像用的被摄体光束通过的有效直径的外侧(上侧和下侧),因此,对光学性能没有影响。即使增大第一棱镜保持部35的各部分的厚度,提高刚性,也不会增加前后方向的尺寸,因此,不会损害前后方向的空间效率,而能牢固稳定地保持第一棱镜AP1和BP1。即,由第一棱镜保持部35可以高精度地保持第一棱镜AP1和BP1,而不损害光学性能。
如上所述,第一棱镜保持部35保持第一棱镜AP1和BP1之中与反射面AP1c、BP1c不同位置的被保持部(两侧的侧面AP1d、AP1e、BP1d、BP1e、射出面AP1b、BP1b的一部分),将第一棱镜保持部35设置在基座框架12,不覆盖反射面AP1c、BP1c的背侧,使其露出(参照图11~15)。根据这种结构,两个反射面AP1c、BP1c可以互相靠近地配置,而不会妨碍包括基座框架12的透镜镜筒11A、11B的结构。因此,在完成组装的复合透镜镜筒10中,第一棱镜AP1、BP1在前后方向上大致占据相同区域程度地互相接近地配置,因此,第一棱镜AP1、BP1的前后方向的总长度Z2(参照图3B)可以减小。
如图16所示,第二棱镜保持部36位于上壁部21的侧面部21b和角壁部24的下方,包括朝着背面侧的支承座36a和从支承座36a向复合透镜镜筒10的背面侧突出的支承壁36b。第二棱镜AP2和BP2的前侧的侧面AP2d和BP2d与支承座36a接触。第二棱镜AP2和BP2的反射面AP2c和BP2c与支承壁36b接触。第二棱镜AP2和BP2利用定位工具在沿着反射面AP2c和BP2c的方向定位。然后,用粘合剂将定位的第二棱镜AP2和BP2粘结(固定)在第二棱镜保持部36。
在保持第一棱镜AP1、BP1和第二棱镜AP2、BP2的状态下的基座框架12如图14、图15所示。图12表示除了第一棱镜AP1、BP1和第二棱镜AP2、BP2以外,再通过后组框架14保持在基座框架12的状态的后组AR、BR的位置。
在图10中显示未安装到基座框架12的单体状态的后组框架14。后组框架14具有以上下方向延伸的光轴X3为中心的基本圆筒状的筒状部14a,构成后组AR或后组BR的多个透镜被固定支撑于筒状部14a的内部。后组框架14在筒状部14a的上部还有棱镜盖14b。支撑片45从筒状部14a向侧方突出,支撑片46从棱镜盖14b向上方突出。在筒状部14a的下端形成接合凸缘14c。在后组框架14的正面侧,形成位于支撑片45的侧方、且支撑片46的下方的相对凸部14d。
如图10所示,在后组框架14的支撑片45设有抵接部45a、通孔45b和定位孔45c。在支撑片46设有抵接部46a、通孔46b和定位孔46c。各抵接部45a、46a在向正面侧突出的凸部上设有与光轴X1垂直的环状平面。各通孔45b、46b沿前后方向贯通各抵接部45a、46a的中心。各定位孔45c、46c是朝正面侧开口的孔,定位孔45c是圆孔,定位孔46c是长孔。
如图14至图16所示,在基座框架12的背面侧,在角壁部24和第二棱镜保持部36的下方形成后组框架保持部37(透镜定位器)。后组框架保持部37是由正面壁部20和侧壁部22围住的凹部,其形状使后组框架14的筒状部14a之中大致一半(位于正面侧的部分)收纳在后组框架保持部37内。在筒状部14a收纳在后组框架保持部37内的状态下,棱镜罩14b从背面侧覆盖基座框架12的保持在第二棱镜保持部36的第二棱镜AP2和BP2的一部分。
后组定位器(透镜定位器)38设置在后组框架保持部37的侧方(第一棱镜保持部35的下壁35b的下方),后组定位器(另一透镜定位器)39设置在第二棱镜保持部36的上方。后组定位器38和39分别具有垂直于光轴X1的环状平面38a和39a,并且在每个环状平面的中心形成螺孔38b和39b。环状平面38a和39a面向基座框架12的背面侧。后组定位器38和39还设置向背面侧突出的定位凸起38c和39c。
在将后组框架14的筒状部14a收纳在后组框架保持部37内的状态下,由支撑片45和后组定位器38、以及支撑片46和后组定位器39决定后组框架14相对基座框架12的位置。更具体地说,抵接部45a接触(抵接)环状平面38a,抵接部46a接触(抵接)环状平面39a,使后组框架14沿光轴X1的前后方向定位。定位凸起38c插入定位孔45c,定位凸起39c插入定位孔46c,使后组框架14沿垂直于光轴X1的方向(上下方向和左右方向)定位。关于沿垂直于光轴X1的方向定位,作为圆孔的定位孔45c成为主基准。作为长孔的定位孔46c一边限制朝以定位孔45c为中心的旋转方向的与定位凸起39c的相对移动,一边允许朝定位孔46c的长度方向的与定位凸起39c的相对移动,因此,成为能吸收基座框架12和后组框架14之间的组装精度的偏差的副基准的定位。
在后组框架14相对于基座框架12定位的状态下,通过支撑片45的通孔45b使得固定螺钉40(参照图11)与后组定位器38的螺孔38b拧合,通过支撑片46的通孔46b使得固定螺钉41(参照图11)与后组定位器39的螺孔39b拧合。通过拧紧固定螺钉40和固定螺钉41,在后组框架14相对基座框架12定位状态下固定。
在基座框架12的背面侧,在角壁部25的下方,形成后组框架收纳部42(透镜收纳部)。后组框架收纳部42是由正面壁部20和侧壁部23围住的凹部,其形状使后组框架14的筒状部14a之中大致一半(位于背面侧的部分)收纳在后组框架收纳部42内。在使得透镜镜筒11A和透镜镜筒11B组合前的状态下,后组框架收纳部42是空的空间(参照图7和图11)。当使得透镜镜筒11A和透镜镜筒11B组合时,一方的基座框架12中的后组框架保持部37和另一方的基座框架12的后组框架收纳部42在前后方向面对,形成将后组框架14的筒状部14a收纳在内部的空间。
第三棱镜框架15具有支撑第三棱镜AP3、BP3的两侧的侧面AP3d和AP3e、BP3d和BP3e、以及反射面AP3c和BP3c的棱镜支撑壁15a(参照图11),各第三棱镜AP3、BP3粘接固定在第三棱镜框架15上。在第三棱镜框架15的上部设有接合凸缘15b。接合凸缘15b可以从下方嵌合到后组框架14的接合凸缘14c上。在该嵌合状态下进行定位,使第三棱镜框架15相对后组框架14被粘着固定。
在图像传感器单元16上,前后方向的边缘部设有一对嵌合片43。一对嵌合片43嵌合到第三棱镜框架15的棱镜支撑壁15a上形成的凹部,通过该嵌合使图像传感器单元16相对第三棱镜框架15的位置固定。图像传感器单元16相对第三棱镜框架15被粘着固定。在该固定状态下,图像传感器AI、BI的成像面形成与光轴X4垂直的朝向,图像传感器AI的成像面面向第三棱镜AP3的射出面AP3b,图像传感器BI的成像面面向第三棱镜BP3的射出面BP3b。
图像传感器单元16具备在单面侧有图像传感器AI、BI的基板17。基板17成大致矩形,在图像传感器单元16相对第三棱镜框架15固定的状态下,基板17的长方向朝着上下方向,基板17的宽度方向朝着前后方向。还有,基板17的板厚方向朝着左右方向。基板17的下端附近设有用于连接成像装置的控制电路的(图示省略)的连接器17a。连接器17a配置在基板17上设有图像传感器AI、BI的同一侧的面上。
在根据本实施例的透镜镜筒11A和11B中,关于第一棱镜AP1和BP1的保持,基座框架12不具有直接保持反射面AP1c和BP1c的结构(基座框架12保持反射面AP1c和BP1c以外的部分)。如上所述,根据该结构,能使得反射面AP1c和BP1c沿光轴X1方向最大限度地互相接近。另一方面,由于反射面AP1c和BP1c的位置精度在第一棱镜AP1和BP1中光学上特别重要,因此,即使在基座框架12不直接保持反射面AP1c和BP1c的结构中,也需要高精度地定位反射面AP1c和BP1c。
例如,可以使用担当后组框架14相对基座框架12的定位的后组定位器38和39,进行第一棱镜AP1和BP1的定位。后组定位器38和39位于相对第一棱镜AP1和BP1的反射面AP1c和BP1c以45°角相交的面内(相对反射面AP1c和BP1c相交,在因该反射面AP1c和BP1c反射的光的反射方向(沿光轴X2的方向)延伸的面内)。更具体地说,图8和图9表示相对反射面AP1c和BP1c以45°角相交的假想平面S1和S2。后组定位器38和39中的环状平面38a和39a以及假想平面S1和S2都垂直于光轴X1。假想平面S1是包括环状平面39a的面,假想平面S2是包括环状平面38a的面。此外,构成后组定位器39的定位凸起39c位于横截假想平面S1的位置,构成后组定位器38的定位凸起38c位于横截假想平面S2的位置。
将第一棱镜AP1和BP1安装在基座框架12时,使用组装器具(图示省略)。在组装器具中,设有后组定位器38和39的环状平面38a、39a抵接、决定基座框架12的前后方向位置的定位器(抵接面),以及嵌合到定位凸起38c、39c决定基座框架12的上下左右方向位置的定位器(孔)。在组装器具中,进一步设有能抵接第一棱镜AP1和BP1的反射面AP1c、BP1c)的支持面。在通过后组定位器38和39定位状态下,将基座框架12安装在组装器具后,将反射面AP1c、BP1c载置在组装器具的支持面上,决定第一棱镜AP1和BP1的位置。特别是精密地决定第一棱镜AP1和BP1在沿光轴X1方向的位置。在该状态下,将粘合剂注入第一棱镜保持部35的粘合用凹部35e、35f中,使第一棱镜AP1和BP1在合适的位置固定在基座框架12。若从组装器具卸下基座框架12,则在露出反射面AP1c、BP1c的背面侧的状态下,保持第一棱镜AP1和BP1。
如上所述,以后组定位器38和39为基准,进行基座框架12相对组装器具的定位,进行第一棱镜AP1和BP1向基座框架12的安装,因此,能提高第一棱镜AP1和BP1以及后组AR和BR的相对位置精度。特别是在每个透镜镜筒11A和11B中,通过将后组定位器38和39配置在相对第一棱镜AP1和BP1的反射面AP1c和BP1c以45°的角度相交的面内(在反射面AP1c和BP1c的侧方),当以后组定位器38和39为基准,将基座框架12安装到组装器具时,能极高精度地调整反射面AP1c和BP1c的位置。因此,即使是基座框架12不直接保持反射面AP1c和BP1c的结构,也能高精度地保持包括反射面AP1c和BP1c的弯折光学系统,得到优异的光学性能。
通过组合上述构成要素,各透镜镜筒11A和透镜镜筒11B完成。图7至图9表示分割透镜镜筒11A和透镜镜筒11B的状态,图10至图11表示单体的透镜镜筒11A和透镜镜筒11B。从这些图可知,透镜镜筒11A和透镜镜筒11B具有相同的结构。
透镜镜筒11A和透镜镜筒11B分别除去前组AF、BF和前组框架13的一部分向正面侧突出的地方,形成收纳在基板17的宽度方向的宽幅内的前后方向的尺寸。构成广角透镜系统A、B,作为采用多个反射面AP1c、AP2c、AP3c、BP1c、BP2c、BP3c在与光轴X1垂直的平面内(广角透镜系统A、B的对向平面内)使光路弯折的弯折光学系,进而,通过使得第一棱镜AP1和BP1在沿光轴X1方向最大限度地接近(使得第一棱镜AP1和BP1的大致整体容纳在前后方向的相同区域),由此实现这样的透镜镜筒11A和透镜镜筒11B的前后方向的薄型化。
使得相同结构的透镜镜筒11A和11B成为前后对称地对向(参照图7至图9),使得透镜镜筒11A和11B在前后方向接近组合,成为如图6所示的完成状态的复合透镜镜筒10。透镜镜筒11A和透镜镜筒11B设有通过前后方向接近互相凹凸部分组合的结构,能使得空间效率良好地结合。
如图10所示,设定假想平面Q1和假想平面Q2,假想平面Q1包括光轴X1,沿上下方向延伸,假想平面Q2垂直于假想平面Q1,通过基座框架12的下端附近。透镜镜筒11A配置成由经第一棱镜AP1弯折后,从第二棱镜AP2到达图像传感器AI的光路,集中到假想平面Q1的左方区域。透镜镜筒11B配置成由经第一棱镜BP1弯折后,从第二棱镜BP2到达图像传感器BI的光路,集中到假想平面Q1的右方区域。在假想平面Q1的左方,透镜镜筒11A的构成元件从基座框架12向后方突出,另一方面,透镜镜筒11B的构成元件不会从基座框架12向前方突出。同样,在假想平面Q1的右方,透镜镜筒11B的构成元件从基座框架12向前方突出,另一方面,透镜镜筒11A的构成元件不会从基座框架12向后方突出。因此,如果使得透镜镜筒11A和透镜镜筒11B组合,那么透镜镜筒11A侧的后组框架14、第三棱镜框架15以及图像传感器单元16和透镜镜筒11B侧的后组框架14、第三棱镜框架15以及图像传感器单元16,互不干涉,夹持着假想平面Q1左右对称排列。
如图2所示,广角透镜系A、B分别使通过第一棱镜AP1、BP1被左右分配的被摄体光束由第三棱镜AP3、BP3的反射互相进入接近假想平面Q1的方向,并射入图像传感器AI。其结果是,左右方向上的透镜镜筒11A侧的图像传感器单元16和透镜镜筒11B侧的图像传感器单元16的距离变近,特别是互相的基板17形成夹持着假想平面Q1并靠近的关系。而且,各透镜镜筒11A、11B中,在左右方向的中央部分的区域,在假想平面Q2的上方配置第一棱镜AP1、BP1,在假想平面Q2的下方二个图像传感器单元16背靠背配置。透镜镜筒11A侧的基板17和透镜镜筒11B侧的基板17分别和假想平面Q1形成基本平行的平板形状,且相互之间确保左右方向的间隙,因此,透镜镜筒11A和透镜镜筒11B在前后方向上靠近时,双方的基板17不会产生干涉。
关于后组框架14和图像传感器单元16,如上所述,在使得透镜镜筒11A和11B组合的状态下,配置为互相不沿前后方向排列的位置(使得在左右方向位置不同)。因此,当使得透镜镜筒11A和11B在前后方向接近时,不会引起后组框架14或图像传感器单元16的相互干涉。另一方面,在使得透镜镜筒11A和11B组合的状态下,第一棱镜AP1和BP1处于沿前后方向排列位置关系。因此,第一棱镜AP1和BP1在前后方向的位置关系成为与广角透镜系统A/B的最大视角间距离(参照图1)和复合透镜镜筒10在前后方向上的整体厚度具有显著影响的要素。
如上所述,在各透镜镜筒11A、11B中,基座框架12的第一棱镜保持部35保持第一棱镜AP1和BP1之中与反射面AP1c、AP2c不同的被保持部。具体地说,第一棱镜AP1的侧面AP1d、AP1e以及第一棱镜BP1的侧面BP1d、BP1e是被保持部。而且,当粘合剂扩散到侧面时,第一棱镜AP1和BP1之中,射出面AP1b、BP1b的有效直径以外的区域也成为辅助的被保持部。因此,没有覆盖反射面AP1c、BP1c的透镜镜筒结构物,当透镜镜筒11A与透镜镜筒11B分离时,反射面AP1c、BP1c向透镜镜筒11A、11B的背面侧露出。若由抵接面50、51决定透镜镜筒11A、11B在前后方向的位置,则第一棱镜AP1和BP1的各自的反射面AP1c和BP1c背靠背对向接近配置。由此,第一棱镜AP1和BP1沿前后方向排列,第一棱镜AP1和BP1在前后方向上实际占据的总厚度(图3中合计尺寸Z2)与第一棱镜AP1或第一棱镜BP1的厚度(图3中各第一棱镜前后方向尺寸Z1)大致相同。
透镜镜筒11A的图像传感器单元16和透镜镜筒11B的图像传感器单元16在前后方向基本上处于相同位置,并且在左右方向并排设置,因此,若在前后方向只要有大致能容纳一个基板17的宽度方向的宽幅的空间,则两个图像传感器单元16能够容纳在复合透镜镜筒10中的第一棱镜AP1和BP1的下方。
因此,不仅在透镜镜筒11A和透镜镜筒11B的各个构成元件(后组框架14和第三棱镜框架15)单独配置的左右方向的两边缘附近,即使在透镜镜筒11A和透镜镜筒11B的互相的构成元件(第一棱镜AP1、BP1、摄像传感器单元16)重叠配置的左右方向的中央附近,也可以使前后方向的厚度减小。
如上所述,复合透镜镜筒10在前后、左右、上下各方向上将透镜镜筒11A和透镜镜筒11B进行互相空间效率良好地配置,实现具备二个透镜镜筒11A和透镜镜筒11B且紧凑的结构。特别是将在前后方向处于排列关系的第一棱镜AP1和BP1配置为不将厚度大的透镜镜筒结构物置于中间,而使反射面AP1c和BP1c对向配置,因此,可以实现在前后方向(沿光轴X1的方向)的复合透镜镜筒10的薄型化,可以减小广角透镜系统A和B的最大视角间的距离。
透镜镜筒11A和透镜镜筒11B通过前后对称配置且前后方向上靠近进行组合。在此,为了透镜镜筒11A和透镜镜筒11B互相的光学系(广角透镜系统A、B)的朝向正确,必须以稳定的位置关系进行组合。具体地说,需要在沿着光轴X1的前后方向上定位和在沿着相对光轴X1垂直的平面的方向(上下左右方向)上定位。还有,为了使具备二个光学系(广角透镜系统A、B)的成像系统1发挥功能,透镜镜筒11A和透镜镜筒11B组合之后(更详细地说,作为包含广角透镜系统A、B的成像系统1校准之后),需要高结合强度,才不会由于外力等使透镜镜筒11A和透镜镜筒11B的相对位置关系发生变化。
首先,说明关于透镜镜筒11A和透镜镜筒11B的前后方向的定位构造。在基座框架12上,角壁部24的背面侧设有抵接面50,角壁部25的背面侧设有抵接面51。作为从角壁部24向前后突出的圆筒状的凸台52的端面,形成抵接面50。作为从角壁部25向前后突出的圆筒状的凸台53的端面,形成抵接面51。抵接面50和抵接面51都是相对光轴X1垂直的圆环状的平面,具有相互前后对称的形状。
在凸台52的内部形成轴线朝着前后方向的螺孔54。螺孔54背面侧的端部在抵接面50上开口,相反的正面侧的端部封闭。在凸台53的内部形成在前后方向上贯穿的螺钉通插孔55。
在透镜镜筒11A侧的抵接面50和抵接面51分别与透镜镜筒11B侧的抵接面51和抵接面50对向的位置关系中,如果使透镜镜筒11A和透镜镜筒11B在前后方向接近,那么互相的抵接面50和抵接面51分别接触(抵接),决定前后方向的透镜镜筒11A和透镜镜筒11B的相对位置。抵接面50和抵接面51在该接触状态下,成为互相平行的平面,且在接触状态下成为互相对称的形状。在抵接面50和抵接面51的接触状态下,固定透镜镜筒11A和透镜镜筒11B,形成透镜镜筒11A和透镜镜筒11B的前后方向的位置精度得到控制的复合透镜镜筒10。
作为固定透镜镜筒11A和透镜镜筒11B的方法,采用螺纹固定。关于螺纹固定,是将固定螺钉(图示省略)从前方插入透镜镜筒11A的螺钉通插孔55,与透镜镜筒11B的螺孔54拧合,将固定螺钉(图示省略)从后方插入透镜镜筒11B的螺钉通插孔55,与透镜镜筒11B的螺孔54拧合。然后,通过拧紧各固定螺钉,使透镜镜筒11A和透镜镜筒11B形成相互固定的关系。
各透镜镜筒11A、11B中的基座框架12直接保持多个棱镜(第一棱镜AP1、BP1,第二棱镜AP2、BP2),进而,也是前组框架13和后组框架14的组装对象,也是作为全部的光学元件的支撑基准的部件。因此,当组装复合透镜镜筒10时,基座框架12的组装精度对光学性能有特别大的影响,因此,基座框架12上具备作为各透镜镜筒11A、11B的前后方向的相对位置基准的抵接面50、51。
抵接面50和抵接面51分别设置在基座框架12的左右方向的两边缘附近,由于基座框架12的尺寸限制最大限度确保互相的距离最大。通过将作为这样的位置基准的二个抵接面50、51的距离变大,有效防止二个基座框架12的倾斜,可以使各透镜镜筒11A、11B的定位精度提高。如图12和图14所示,抵接面50和后组定位器39利用第二棱镜AP2和BP2的反射面AP2c和BP2c的背后空间配置,空间效率得到优化。另外,抵接面50设置在保持后组框架14的后组框架保持部37的上方,抵接面51设置在从背面侧盖住后组框架14的后组框架收纳部42的上方。因此,可以配置抵接面50、51,使得由两方的基座框架12的背面侧保持的后组AR、BR、第一棱镜AP1、BP1,第二棱镜AP2、BP2的保持位置不重合,且抵接面50和抵接面51的间隔大。
具有抵接面50的角壁部24和具有抵接面51的角壁部25与上壁部21和侧壁部22、23附近的朝向不同的多个壁部连接,因此,虽是平板形状但具备高度刚性。因此,抵接面50和抵接面51的面精度高,抵接面50、51相互接触时的角壁部24、25不会产生弯曲,可进行高精度的定位。
另外,具有抵接面50的凸台52和具有抵接面51的凸台53配置在相对光轴X1左右方向基本对称的位置上。由此,在光轴X1的左右两侧,容易获得前后方向上均等的定位精度,特别有利于确保在光轴X1上排列的前组AF、BF和第一棱镜AP1、BP1的位置精度。此外,由于抵接面50、51的定位精度和定位稳定性高,因此,透镜镜筒11A和透镜镜筒11B可以互不干扰地进行组合。
例如,如果将透镜镜筒11A和透镜镜筒11B组合,那么构成对方侧的透镜镜筒11A、11B的后组框架14的筒状部14a进入各自的基座框架12的背面侧的后组框架收纳部42,筒状部14a(后组AR、BR)位于处于对向关系的各后组框架保持部37和各后组框架收纳部42之间的位置。这时,保持后组AR的后组框架14(透镜镜筒11A侧的后组框架14)由设在透镜镜筒11B的基座框架12的后组框架收纳部42从背面侧(后方)覆盖,但透镜镜筒11B侧的后组框架收纳部42不接触到透镜镜筒11A侧的后组框架14(前后方向有间隙),因此,透镜镜筒11A侧的后组框架14维持合适地定位于透镜镜筒11A的基座框架12上的后组框架保持部37内的状态。同样地,保持后组BR的后组框架14(透镜镜筒11B侧的后组框架14)由设在透镜镜筒11A的基座框架12上的后组框架收纳部42从背面侧(前方)覆盖,但透镜镜筒11A侧的后组框架收纳部42不接触到透镜镜筒11B侧的后组框架14(前后方向有间隙),因此,透镜镜筒11B侧的后组框架14维持合适地定位于透镜镜筒11B的基座框架12上的后组框架保持部37内的状态。这样,互相的基座框架12通过抵接面50、51稳定高精度地定位,因此,可以将各后组框架14不受干扰地收纳在相对各基座框架12的后组框架收纳部42的合适位置。
抵接面50和抵接面51分别是与光轴X1垂直的平面,且互相在前后方向是对称的形状。因此,当透镜镜筒11A和透镜镜筒11B沿着光轴X1前后靠近,抵接面50和抵接面51接触时,不会产生额外的分力,可以可靠且高精度地进行前后方向的定位。
具有抵接面50的凸台52和具有抵接面51的凸台53都是能由前后方向脱模的成形模容易制造的形状。因此,可以不使基座框架12的制造成本上升,容易获得。
在抵接面50、51接触的状态下固定透镜镜筒11A和透镜镜筒11B时,使基座框架12中的各自的上壁部21、侧壁部22以及侧壁部23组合,形成前后方向连续的复合透镜镜筒10的外壁部分。更详细地说,在复合透镜镜筒10的上面,透镜镜筒11A和透镜镜筒11B的各自的上壁部21(上面部21a)的边缘部接触。在复合透镜镜筒10的左侧面,透镜镜筒11A的侧壁部22的边缘部和透镜镜筒11B的侧壁部23的边缘部接触。在复合透镜镜筒10的右侧面,透镜镜筒11A的侧壁部23的边缘部和透镜镜筒11B的侧壁部22的边缘部接触。为了不影响由抵接面50和抵接面51的接触形成的前后方向的定位精度,这些各边缘部在抵接面50和抵接面51接触的状态下在前后方向上对向且保留微小的间隙。而且,上壁部21、侧壁部22以及侧壁部23的各边缘部设有遮光构造,即使间隙存在,也可以防止外部的有害光进入复合透镜镜筒10内部。
如上所述,透镜镜筒11A和透镜镜筒11B由抵接面50和抵接面51的接触确定前后方向的相对位置,在抵接面50和抵接面51以外的地方确保在前后方向上有一定的间隙。
如图7~图9、图15和图16所示,第一棱镜保持部35的上壁35a和下壁35b各自向着背面侧的边缘部相对光轴X1垂直的平面和与光轴X1平行的平面形成连续的阶梯形状。当透镜镜筒11A和透镜镜筒11B组合时,一方的上壁35a和另一方的下壁35b的阶梯状边缘部在前后方向上对向且保留微小的间隙。当前后方向上对透镜镜筒11A和透镜镜筒11B施加过大的负荷(使透镜镜筒11A和透镜镜筒11B靠近的方向上的过大负荷)时,互相的上壁35a和互相的下壁35b的边缘部接触,可以承受负荷。即,将上壁35a和下壁35b的对向部分当作辅助的抵接部使用,将负荷分散到透镜镜筒11A和透镜镜筒11B之间,可以确保复合透镜镜筒10整体的强度。上壁35a和下壁35b互相的边缘部由于使得与光轴X1垂直的平面对向,当该平面接触时,不会产生多余的分力,可以可靠地承载负荷。特别是设置第一棱镜保持部35的地方为在左右方向有大幅度间隔的抵接面50和抵接面51的中间附近,同时也是对光学性能有较大影响的第一棱镜AP1、BP1的保持位置。因此,通过在该位置由前后的第一棱镜保持部35辅助性地承受负荷,有助于复合透镜镜筒10整体的强度提升和光学性能的确保。
如上所述,当透镜镜筒11A和透镜镜筒11B组合时,后组框架14的筒状部14a收纳在前后方向相互对向的后组框架保持部37和后组框架收纳部42之间的空间。在基座框架12的背面侧,后组框架保持部37内形成后组框架对向部56(参照图14至图16)。后组框架对向部56是与光轴X1垂直的平面。
在将后组框架14组装在基座框架12的状态下,后组框架14的对向凸部14d(参照图10)设置在与基座框架12的后组框架对向部56对向的位置。设计上设定对向凸部14d和后组框架对向部56接触。假设当存在对向凸部14d和后组框架对向部56离开那样的精度误差时,在基座框架12和后组框架14之间插入柔软的部件,对后组框架14给与赋能力,可以使对向凸部14d稳定地与后组框架对向部56接触。具体地说,当在透镜镜筒11A侧后组框架14的对向凸部14d从后组框架对向部56分离时,如果将柔软的部件配置在透镜镜筒11B侧的基座框架12的后组框架收纳部42的内面,那么会将透镜镜筒11A的后组框架14推向前方,可以使对向凸部14d与后组框架对向部56接触。这样,可以高精度地控制各透镜镜筒11A、11B中的后组框架14的位置。该对向凸部14d与后组框架对向部56的接触不会妨碍由各透镜镜筒11A、11B中的支撑片45、46和后组定位器38、39形成的后组框架14的定位,以及由接触面50和接触面51形成的透镜镜筒11A、11B整体的定位,由后组定位器38、39以及接触面50和接触面51形成的定位优先。
前后方向中的第一棱镜AP1和BP1的相对位置关系由第一棱镜保持部35将第一棱镜AP1和BP1保持在透镜镜筒11A和11B中的保持位置以及透镜镜筒11A和11B的抵接面50和51之间的接触关系确定。当透镜镜筒11A和11B的抵接面50和51接触时,设定第一棱镜AP1和BP1的相对位置,使得在第一棱镜AP1的反射面AP1c和第一棱镜BP1的反射面BP1c之间存在小间隙CL(参照图3和图4)。因此,构成为使得第一棱镜AP1和BP1在前后方向接近配置,能可靠地确定以抵接面50和51为基准的透镜镜筒11A和11B的相对的前后方向的位置。
假设与本实施例不同,构成为反射面AP1c和BP1c相互接触,则位于将相接的反射面AP1c和BP1c为边界的两侧的介质(例如构成棱镜的玻璃)相同,因此,来自被摄体的光不反射而透过。于是,为了产生来自被摄体光的反射,需要在反射面AP1c和BP1c上形成反射膜。与此相反,在反射面AP1c和BP1c以非接触(彼此分开)对向的本实施例的构成中,即使在反射面AP1c和BP1c上不形成反射膜,也能使其起着作为反射光学元件的功能。因此,可选择使第一棱镜AP1和BP1在前后方向最大限度地接近,能得到薄型化及提高合成图像品质的效果,同时使反射面AP1c和BP1c稍稍离开,能省略反射膜,降低第一棱镜AP1和BP1的制造成本。
与上述说明的后组定位器38、39相同,抵接面50和51位于相对第一棱镜AP1和BP1的反射面AP1c和BP1c以45°角度相交的面内。更具体地说,如图8所示,抵接面50和51位于相对第一棱镜AP1和BP1的反射面AP1c和BP1c以45°角度相交的假想平面S1(后组定位器38的环状平面38a所在的平面)上。根据该构成,当抵接面50和51互相接触并且透镜镜筒11A和11B组合时,第一棱镜AP1和BP1的反射面AP1c和BP1c的相对位置关系能高精度地调整。其结果,能精确地决定反射面AP1c和BP1c之间的间隙CL。
接下来,说明关于垂直于光轴X1的方向上的透镜镜筒11A和透镜镜筒11B的定位构造。在透镜镜筒11A和透镜镜筒11B的各自的基座框架12上形成第一孔60和第二孔61。在从角壁部24向前后突出的圆筒状凸台62的内侧形成第一孔60,在从角壁部25向前后突出的圆筒状凸台63的内侧形成第二孔61。凸台62位于具有抵接面50的凸台52的上方,凸台63位于具有抵接面51的凸台53的上方。第一孔60和第二孔61都是从前后方向贯穿基座框架12的贯穿孔。第一孔60和第二孔61设置在相对于包含光轴X1的上下方向延伸的假想平面Q1(图10)大体对称的位置(从假想平面Q1向左右方向正反间隔大致等距离)。
第一孔60沿前后方向贯通圆筒状凸台62,包括具有大致圆形的内周面的大直径孔部和比大直径孔部上下方向的宽度狭的长孔部。长孔部使得长方向向着左右方向(圆形孔部60a的径向)。第二孔61沿前后方向贯通圆筒状凸台63,包括具有大致圆形的内周面。
使图7所示轴部件65和轴部件66插入透镜镜筒11A、11B各自的基座框架12的第一孔60和第二孔61。轴部件65在同轴上包括插入透镜镜筒11A的第一孔60的大直径孔部的前侧轴部,以及插入透镜镜筒11B的第二孔61的后侧轴部。轴部件66在同轴上包括插入透镜镜筒11A的第二孔61的前侧轴部,以及插入透镜镜筒11B的第一孔60的长孔部的后侧轴部。轴部件66的后侧轴部与前侧轴部相比为小径。
在本实施例的附图中,表示以透镜镜筒11A为基准调整透镜镜筒11B的位置的场合。首先,相对透镜镜筒11A侧的第一孔60的大直径孔部,使得轴部件65的前侧轴部从背面侧插入,相对透镜镜筒11A侧的第二孔61,使得轴部件66的前侧轴部从背面侧插入。接着,相对轴部件65和轴部件66组装状态的透镜镜筒11A,组装透镜镜筒11B。当透镜镜筒11A和透镜镜筒11B在前后方向互相靠近时,轴部件65的后侧轴部插入透镜镜筒11B的第二孔61中,轴部件66的后侧轴部插入透镜镜筒11B的第一孔60的长孔部。
当透镜镜筒11B侧的第2孔61与轴部件65的后侧轴部嵌合时,透镜镜筒11B侧的基座框架12向轴部件65的径向(与光轴X1垂直的所有方向)的移动受到限制。其结果,在与光轴X1垂直的平面内的透镜镜筒11A和透镜镜筒11B的相对位置确定。另外,由于透镜镜筒11B侧的第一孔60的长孔部的内面夹着轴部件66的后侧轴部,因此,透镜镜筒11B侧的基座框架12相对轴部件66的上下方向移动受到限制。其结果,以轴部件65为中心的透镜镜筒11A和透镜镜筒11B的相对旋转受到限制。另一方面,左右方向的第一孔60的长孔部的长度比轴部件66的后侧轴部的外径大,因此,轴部件66不会限制透镜镜筒11B侧的左右方向的位置。即,透镜镜筒11B的第一孔60的长孔部相对轴部件66在与光轴X1垂直的平面内仅仅在特定方向能相对移动。由此,在小径轴部和第一孔60之间能吸收透镜镜筒11A和透镜镜筒11B之间的组装精度的偏差。
由轴部件65和轴部件66进行定位处靠近由抵接面50和抵接面51进行前后方向定位处,轴部件65和轴部件66相对于包含光轴X1朝上下方向延伸的假想平面Q1(图10)大致对称地配置。因此,确保轴部件65和轴部件66沿左右方向的距离增加,轴部件65和轴部件66相对于前组AF、BF和第一棱镜AP1、BP1对称地配置,定位精度提高。
轴部件65和轴部件66插入的第一孔60和第二孔61分别布置在基座框架12的角壁部24和角壁部25,这使得能够有效地利用空间而不干扰构成透镜镜筒11A和透镜镜筒11B的其它部件。除了角壁部24和角壁部25本身的刚性之外,再加上因具有第一孔60的凸台62和具有第二孔61的凸台63的厚度而加强,因此,在第一孔60和第二孔61,当以轴部件65和轴部件66定位时,难以产生变形。
如上所述,在本实施例中,将具备广角透镜系统A和图像传感器AI的透镜镜筒11A与具备广角透镜系统B和图像传感器BI的透镜镜筒11B组合,构成复合透镜镜筒10。因为每个成像系统都分成透镜镜筒11A和透镜镜筒11B,便于进行各个透镜镜筒11A、11B中的光学元件等的组装,生产性优良。另外,由于能够确认各个透镜镜筒的像性能,选择像性能相近的作为透镜镜筒11A和透镜镜筒11B进行组合,便于进行作为成像系统1的整体的性能管理。再有,在将多个光学系装入一个透镜镜筒的类型中,当透镜镜筒完成后(特别是在通过粘接等固定部件之后)发现一个光学系有问题的时候,包含没有问题的其它光学系的整体被丢弃,容易产生浪费。与此相反,在将透镜镜筒11A与透镜镜筒11B组合的本实施例的结构中,不会产生这样的浪费,这在提高生产性和抑制成本方面是有利的。
此外,使得透镜镜筒11A和11B的构成各自的弯折光学系统的最初反射面AP1c和BP1c的第一棱镜AP1和BP1由与反射面AP1c和BP1c不同位置的被保持部(主要是侧面AP1d和AP1e,侧面BP1d和BP1e)保持,构成为当组合透镜镜筒11A和透镜镜筒11B时使得反射面AP1c和BP1c互相对向。利用这种结构,第一棱镜AP1和BP1可以接近配置,而不会妨碍透镜镜筒的其它部件,因此,实现复合透镜镜筒10的薄型化,并且由于广角透镜系统A的入射位置接近广角透镜系统B的入射位置而提高合成图像的质量。
此外,使得第一棱镜AP1和BP1互相接近,而反射面AP1c和BP1c互相面对而不接触,利用这种结构,可以获得不依存于例如反射膜的优异的反射性能。
此外,通过将包括第一棱镜AP1和BP1的两个透镜镜筒11A和11B的整体设为具有相同规格,从而实现部件成本的降低和生产率的提高。并且,使得具有相同规格的第一棱镜AP1和BP1沿前后方向对称设置,使得反射面AP1c和BP1c互相对向,因此,第一棱镜AP1和BP1可以紧凑地容纳在复合透镜镜筒10内。
将在各自的基座框架12中进行后组框架14的定位的后组定位器38和39以及确定两个基座框架12的前后方向的相对位置的抵接面50和51设置在相对第一棱镜AP1和BP1的反射面AP1c和BP1c以45°的角度相交的面内(假想平面S1和S2)。因此,可以高精度地调整以基座框架12为基准组装的各光学部件(特别是第一棱镜AP1相对于后组AR,第一棱镜BP1相对于后组BR)的相对位置关系,同时,当两个基座框架12组合时,透镜镜筒11A和11B的光学精度也可以提高。
在第一棱镜AP1、BP1等棱镜中,作为被保持部,可以采用位于各入射面、射出面、反射面的左右方向的侧面。由于棱镜的侧面与来自被摄体的光束行进(透射或反射)无关,因此,侧面的保持对光学性能的影响较小。例如,侧面可以形成为不透明的滑面(groundsurface),滑面容易通过粘接等进行固定。另外,由于侧面位于棱镜的两侧,因此,通过从两侧保持棱镜,可以高精度地固定棱镜。
基座框架12的第一棱镜保持部35呈上壁35a覆盖第一棱镜AP1和BP1的上侧的侧面AP1d和BP1d的大致整体、下壁35b覆盖第一棱镜AP1和BP1的下侧的侧面AP1e和BP1e的大致整体的形状,通过用上壁35a和下壁35b从两侧(上下)保持第一棱镜AP1和BP1,提供优异的保持精度和高保持强度。
此外,第一棱镜保持部35能介有进入纵壁35c和35d与射出面AP1b和BP1b之间的粘合剂,辅助地保持第一棱镜AP1和BP1。在这种情况下,能在透镜镜筒11A和11B的左右方向(在反射面AP1c和BP1c反射后的沿光轴X2的光的行进方向)更牢固地保持第一棱镜AP1和BP1。
在本实施例的复合透镜镜筒10中,如上所述设定相对位置关系的第一棱镜AP1和BP1将来自被摄体的光向相反方向反射,接着,第二棱镜AP2和BP2以及第三棱镜AP3和BP3改变来自被摄体的光的行进方向。因此,即使第一棱镜AP1和BP1所在的光轴X1上以外的部分,也可以使得两个广角透镜系统A和B在前后方向构成薄型。
图17A和图17B是用于捕获球面图像的成像装置80的示例,其搭载根据本实施例的成像系统1和复合透镜镜筒10。图17A是从正面看成像装置80的正视图,图17B是从右方看成像装置80的侧视图,图17A和图17B表示复合透镜镜筒10占据壳体81内的占据区域10V。图17B中的占据区域10V不包括壳体81向前和向后突出的前组AF和BF的一部分。
成像装置80组装包含复合透镜镜筒10的各构成部件,成像装置80包括保持上述各构成部件的壳体81。壳体81的左右方向短,上下方向长,前后方向具有一定的厚度,具有带圆形的顶部轮廓。壳体81包括覆盖复合透镜镜筒10的后方(透镜镜筒11B侧)的后侧金属壳体82以及覆盖复合透镜镜筒10的前方(透镜镜筒11A侧)的前侧金属壳体83。后侧金属壳体82和前侧金属壳体83由包围成像装置80的左右侧面和下面的周缘部壳体84连接。后侧金属壳体82、前侧金属壳体83、以及周缘部壳体84的结合单元具有向上方开口的开口部85。该开口部85由后侧树脂壳体87、前侧树脂壳体88、以及连接树脂壳体89堵塞关闭。
在后侧金属壳体82的靠近上端的位置,形成大致圆形的透镜曝光孔82a,在前侧金属壳体83的靠近上端的位置,形成大致圆形的透镜曝光孔83a。广角透镜系统A的前组AF(第一透镜L1)通过透镜曝光孔83a曝光,广角透镜系统B的前组BF(第一透镜L1)通过透镜曝光孔82a曝光。在后侧金属壳体82的上下方向的中间部稍下方设置作为摄像(静止图像摄像、动态图像摄像)的触发器的快门按钮90。成像装置80还包括在快门按钮90的下方设置显示操作画面、设定画面等的多个信息的显示单元91。在周缘部壳体84的右侧面部设置电源按钮93,用于开闭成像系统1,在电源按钮93的下方设置多个操作按钮94,用于操作拍摄模式或无线连接模式的设定。电源按钮93和操作按钮94构成操作复合透镜镜筒10进行摄像的操作手段。
后侧金属壳体82、前侧金属壳体83、以及周缘部壳体84的结合单元的沿上下方向位于中间部的下方构成握持部86。摄影者在握持上述握持部的状态下能够按压快门按钮90、电源按钮93、以及多个操作按钮94。复合透镜镜筒10收纳在壳体81中的握持部86上方的内部空间。在复合透镜镜筒10的下方的壳体81的内部空间中,收纳电池和电路基板。
从图17B可知,使得第一棱镜AP1和BP1的反射面AP1c和BP1c互相接近对向配置的复合透镜镜筒10有助于成像装置80的小型化,特别是前后方向(入射光轴方向)的薄型化。
虽然本发明的实施例已经在上面进行了描述,但本发明并不局限于上述具体的实施例,可以在不背离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改和改良。例如,在上述实施例中,棱镜(特别是第一棱镜AP1和BP1)用作广角透镜系统A和B(弯折光学系统)中的反射光学元件。任何不同类型的反射光学元件,例如反射镜,只要它们具有反射面,都能适用。即使在反射镜的情况下,也可以在反射面以外的部位设置被保持部,能具有与上述相同的效果。
在上述实施例中,每个广角透镜系统A和B包括多个(三个)反射面(反射光学元件),但每个光学系统可以包括一个反射面(反射光学元件),或者每个光学系统可以包括两个反射面(反射光学元件),或者每个光学系统可以包括四个反射面(反射光学元件)。
在上述实施例中,在组装第一棱镜AP1和BP1时,将基座框架12中的后组AR和BR(后组框架14)的定位用的后组定位器38和39用作相对组装器具的位置基准。也可以与此不同,将决定第二棱镜AR2和BR2的位置的第二棱镜保持部36用作相对组装器具的位置基准。
在上述实施例中,两个基座框架12分别在左右方向离开的位置(各基座框架12的左右的缘部附近)设有两个抵接面50和51,使得抵接面50和51互相接触,确定透镜镜筒11A和11B的相对位置。也可以与此不同,当组合透镜镜筒11A和11B时,使得与抵接面50和51不同的部位互相接触。例如,也可以使得透镜镜筒11A侧的第一棱镜保持部35和透镜镜筒11B侧的第一棱镜保持部35互相接触。上述实施例的复合透镜镜筒10构成为在夹着第一棱镜AP1和BP1的左右侧广角透镜系统A和B占据某种程度的宽度,因此,通过位于左右方向的两边缘附近的抵接面50和51的接触,确定透镜镜筒11A和11B的相对位置,从定位精度角度看很合适。但是,在左右方向宽度窄的型式的透镜镜筒中,即使在位于左右方向的中央附近的部位(相当于第一棱镜保持部35的部分)确定相对位置,也容易得到所希望的精度。构成为将位于第一棱镜AP1和BP1附近的第一棱镜保持部35设为两个透镜镜筒间的接触处,有利于容易进行第一棱镜AP1和BP1的反射面AP1c和BP1c之间的间隙CL的精度调节。
在上述实施例中,设在两个基座框架12的抵接面50和51都是相对前后方向垂直的平面(相互接触状态的平行平面)。当根据该构成,抵接面50和51互相接触时,在与该接触方向(前后方向)相交的方向上不会出现分力,容易稳定地确定两个基座框架12在前后方向上的位置。但是,即使设置在每个基座框架12的抵接部不是相对互相面对方向垂直的平面(抵接面50和51),也能适用本发明。此外,设置在每个基座框架12上的抵接部数量并不局限于两个,也可以是一个或三个或更多。
在上述实施例中,设置在两个基座框架12的抵接面50和51以互相对向及接触的状态具有对称形状,但两个基座框架12的抵接部即使构成为非对称,也能适用本发明。例如,也可以构成为一方的抵接部为平面,另一方的抵接部为相对该平面接触的多个突起部。
根据本发明的实施例,当组合各自保持光学系统的两个保持体(基座框架12)时,只要保持体设有能合适地调节两个反射光学元件(第一棱镜AP1和BP1)的相对间隔的相对位置确定手段即可,并不将该位置确定手段限度为本实施例的抵接面50和51。
本发明的实施例在组合的两个成像单元具有相同形状的光学系统中特别有效。在上述实施例中,构成光学系统的两个透镜镜筒11A和11B具有完全相同的形状。但是,即使组合光学系统或其他部分不同的两个透镜镜筒场合,通过适用本发明,也能获得预定的效果。例如,本发明的实施例也可适用于这样一种配置:在前后方向(沿光轴X1延伸的方向)排列的两个反射光学元件(相当于上述实施例的第一棱镜AP1和BP1)的各自反射面大小不同的形态。即使这种形态,通过在各反射光学元件保持与各反射面不同位置的被保持部,使得互相的反射面的至少一部分对向,能得到光学系统的薄型化和提高图像品质的效果。在本发明中,构成透镜镜筒11A和11B的元件的同一性(相同形状和相同规格)是指例如在设计范围内的公差,允许作为追求同一性制造结果的微小差异。例如,目标同一形状,进行设计制造,作为制造的结果物的第一棱镜AP1和BP1即使包含作为制品的允许范围内的尺寸误差等,也满足第一棱镜AP1和BP1为同一形状的必要条件。
在上述实施例中,在透镜镜筒11A和11B的单体状态下,在第一棱镜AP1和BP1的反射面AP1c和BP1c的背面侧没有透镜镜筒结构,反射面AP1c和BP1c作为整体露出。从消除当两个透镜镜筒11A和11B组合时对反射面AP1c和BP1c的间隔设置的限制的观点来看,不存在覆盖反射面AP1c和BP1c的透镜镜筒结构的配置最合适。但是,本发明并不受此限制,任何部件可以存在于反射面AP1c和BP1c的背面。
例如,可以在反射面AP1c和BP1c上或其背后配置提高反射效率的装置(例如反射膜等)或提高遮光性的装置(遮光用掩模等)。与保持第一棱镜AP1和BP1的结构不同,不需要使这些装置具有较大的厚度来获得保持强度,因此,这些装置对反射面AP1c和BP1c之间的相对间隔的设定影响较小,可以获得基本上与实施例相同的效果。即,根据实施例的两个反射光学元件的反射面互相相对的结构意味两个反射面互相相对,而没有使得反射光学元件保持用的主要结构物夹于其间,在一些其它实施例中,保持用的主要结构物以外的任何元件可以设置在两个反射面之间。
在上述实施例中,间隙CL设置在第一棱镜AP1和BP1的反射面AP1c和BP1c之间。或者两个反射光学元件的反射面可以互相接触。在本发明的实施例中,两个反射面互相相对的配置包括反射面互相接触的配置。反射面的接触不对应于由保持体(对应于上述实施例中的基座框架12)的保持。即,在通过组装两个成像光学系完成光学系统之前,每个光学系的反射光学元件的反射面不由保持体保持(反射面不是被保持部),能得到与实施例相同的效果。两个反射光学元件的反射面互相接触的配置使得两个反射光学元件最接近,因此,在光学系统的尺寸减小方面有利。
在根据本发明的实施例的复合透镜镜筒10中,透镜镜筒11A的光轴X1和透镜镜筒11B的光轴X1同轴配置,根据本发明的实施例的配置也适用于两个光学系中的来自被摄体的入射光轴不处于同轴配置的光学系统。即,两个光学系可以配置为来自被摄体的不同方向的入射光入射,两个光学系的被摄体的方向并不限于上述实施例那样的前后对称方向。并且位于两个光学系的入射光轴上的两个反射光学元件(第一棱镜AP1和BP1)只要满足互相的反射面AP1c和BP1c的至少一部分互相相对即可。
在上述实施例中,说明包含广角透镜系统A、B和图像传感器AI、BI的二个透镜镜筒11A、11B的组合,但本发明的光学系统也适用在组合二个保持体的阶段不包含图像传感器(图像传感器通过别的方法相对光学系定位)的结构中。
在上述实施例中,相对构成保持体的基座框架12,安装保持后组AR和BR各自的透镜的后组框架14,但也可以适用将构成后组AR和BR的各透镜直接保持在基座框架12(基座框架12具有直接保持后组AR和BR的各透镜的型式的透镜定位器)。即,根据本发明实施例的保持体配置成直接或间接保持反射光学元件以外的例如透镜等的光学元件并定位,保持体的具体结构不限于上述实施例中的基座框架12。
在上述实施例中,复合透镜镜筒10包括两个广角透镜系统A和B,或者可以在光学系统中包括三个或多个成像光学系统。在这种情况下,该实施例应用于三个或多个成像光学系统中的至少两个,可以获得期望的效果。
在上述实施例中,复合透镜镜筒10和成像装置80生成球面图像,但不限定于此,使用二个光学系得到的图像也可以是只拍摄水平面的360度的全景图像等球面图像以外的图像。
根据上述教导,许多附加的修改和变化是可能的。因此,应当理解,在所附权利要求的范围内,实施例可以不同于此处具体描述的实施例,例如,不同说明性实施例的元素和/或特征可以在本公开和所附权利要求的范围内互相组合和/或互相替换。
本专利申请基于并根据35U.S.C.§119(a)要求于2019年2月7日向日本专利局提交的日本专利申请No.2019-020399的优先权,其全部公开内容通过引用作为参考。
附图标记列表
1:成像系统
10:复合透镜镜筒
11A:透镜镜筒
11B:透镜镜筒
12:基座框架(保持体)
13:前组框架
14:后组框架
15:第三棱镜框架
16:图像传感器单元
17:基板
26:前组框架抵接部
35:第一棱镜保持部(保持部)
35a:上壁
35b:下壁
35c:纵壁
35d:纵壁
36:第二棱镜保持部
37:后组框架保持部
38:后组定位器(透镜定位器)
39:后组定位器(透镜定位器)
42:后组框架收纳部
45:支撑片
46:支撑片
50:抵接面(抵接部)
51:抵接面(抵接部)
65:轴部件
66:轴部件
80:成像装置
81:壳体
93:电源按钮(操作装置)
94:操作按钮(操作装置)
A:广角透镜系统
AF:前组
AI:图像传感器(一个图像传感器)
AP1:第一棱镜(反射光学元件)
AP1a:入射面
AP1b:射出面
AP1c:反射面
AP1d:侧面(被保持部)
AP1e:侧面(被保持部)
AP2:第二棱镜
AP2c:反射面
AP3:第三棱镜
AP3c:反射面
AR:后组
AR2:第二棱镜
B:广角透镜系统
BF:前组
BI:图像传感器(另一个图像传感器)
BP1:第一棱镜(反射光学元件)
BP1a:入射面
BP1b:射出面
BP1c:反射面
BP1d:侧面(被保持部)
BP1e:侧面(被保持部)
BP2:第二棱镜
BP2c:反射面
BP3:第三棱镜
BP3c:反射面
BR:后组
CL:第一棱镜的反射面之间的间隙
X1:光轴(入射光轴)
X2:光轴
X3:光轴
X4:光轴
Claims (11)
1.一种光学系统,包括:
两个成像光学系统,每个成像光学系统包括反射光学元件,该反射光学元件具有将从被摄体侧入射的光反射的反射面和与上述反射面不同的位置的被保持部;
第一保持体,配置成保持所述成像光学系统之一的所述反射光学元件的所述被保持部;以及
第二保持体,配置成保持另一个所述成像光学系统的所述反射光学元件的被保持部,
其中,当所述第一保持体与所述第二保持体组合时,所述成像光学系统之一的所述反射光学元件的所述反射面与另一个所述成像光学系统的所述反射光学元件的所述反射面相对。
2.根据权利要求1所述的光学系统,
其中,当所述第一保持体与所述第二保持体组合时,所述成像光学系统之一的所述反射光学元件的所述反射面不与另一个成像光学系统的反射光学元件的反射面接触。
3.根据权利要求1或2所述的光学系统,
其中,所述一个成像光学系统的所述反射光学元件和所述另一个成像光学系统的所述反射光学元件具有相同的形状。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的光学系统,
其中,所述第一保持体和所述第二保持体各自在相对由所述第一保持体和所述第二保持体中相应的一个保持的所述反射光学元件的所述反射面相交、沿着由所述第一保持体和所述第二保持体中相应的一个保持的所述反射光学元件的所述反射面反射的光的方向的平面内,设有相对所述第一保持体和所述第二保持体中相应的一个确定构成所述光学系统的透镜的位置的透镜定位器。
5.根据权利要求4所述的光学系统,
其中,所述透镜定位器配置成在沿着向所述反射光学元件入射的光的光轴方向以及与向所述反射光学元件入射的光轴垂直方向,确定所述透镜相对于第一保持体和第二保持体中相应的一个的位置。
6.根据权利要求1至4中的任一项所述的光学系统,
其中,所述第一保持体和所述第二保持体各自在相对由所述第一保持体和所述第二保持体中相应的一个保持的所述反射光学元件的所述反射面相交、沿着由所述第一保持体和所述第二保持体中相应的一个保持的所述反射光学元件的所述反射面反射的光的反射方向的平面内,设有在沿着向所述反射光学元件入射的光轴方向的、确定所述第一保持体和所述第二保持体的相对位置的抵接部。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的光学系统,
其中,所述各成像光学系统的反射光学元件是棱镜,
其中,所述被保持部是位于所述棱镜的反射面、入射面和射出面的各自侧部的一对侧面,
其中,所述第一保持体和所述第二保持体各自包括配置成从所述一对侧面的两侧保持所述棱镜的所述一对侧面的保持器。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的光学系统,
其中,各成像光学系统包括包含所述反射光学元件的多个反射光学元件。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的光学系统,
其中,所述成像光学系统设置成接收来自不同方向的被摄体的光,以及
其中,所述成像光学系统之一的所述反射光学元件和另一个成像光学系统的所述反射光学元件将来自被摄体的光反射到相反方向。
10.一种成像系统,包括:
根据权利要求1至9中的任一项所述的光学系统;
图像传感器,形成由所述成像光学系统之一捕获的图像;以及
另一图像传感器,形成由另一个所述成像光学系统捕获的图像,其与由所述图像传感器形成的所述图像合成,获得合成图像。
11.一种成像装置,包括:
壳体,将权利要求10所述的成像系统收纳在该壳体内;以及
操作装置,用于操作所述成像系统。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019-020399 | 2019-02-07 | ||
JP2019020399A JP7293698B2 (ja) | 2019-02-07 | 2019-02-07 | 光学システム、撮像システム及び撮像装置 |
PCT/JP2020/001942 WO2020162163A1 (en) | 2019-02-07 | 2020-01-21 | Optical system, imaging system, and imaging apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113383258A true CN113383258A (zh) | 2021-09-10 |
CN113383258B CN113383258B (zh) | 2023-08-18 |
Family
ID=69528907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202080012348.6A Active CN113383258B (zh) | 2019-02-07 | 2020-01-21 | 光学系统、成像系统和成像装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220086316A1 (zh) |
EP (1) | EP3921682A1 (zh) |
JP (1) | JP7293698B2 (zh) |
CN (1) | CN113383258B (zh) |
WO (1) | WO2020162163A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7019535B2 (ja) * | 2018-08-28 | 2022-02-15 | 京セラ株式会社 | 電子機器、撮像装置および移動体 |
KR102489715B1 (ko) * | 2020-11-02 | 2023-01-18 | 삼성전기주식회사 | 카메라 모듈 |
Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6209834B1 (en) * | 1999-04-12 | 2001-04-03 | Verimap Plus Inc. | Optical imaging mount apparatus |
TW200406602A (en) * | 2002-08-29 | 2004-05-01 | Nippon Kogaku Kk | Projection optical system and exposure device |
CN1629674A (zh) * | 2003-12-19 | 2005-06-22 | 奥林巴斯株式会社 | 摄像装置及摄像用设备 |
CN1758088A (zh) * | 2004-10-06 | 2006-04-12 | 精工爱普生株式会社 | 投影机 |
JP2007127936A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Olympus Imaging Corp | プリズム光学系を備える撮像装置 |
CN101167006A (zh) * | 2005-04-27 | 2008-04-23 | 京瓷株式会社 | 光学组件及便携式终端 |
CN101356580A (zh) * | 2006-08-22 | 2009-01-28 | 株式会社理光 | 用于提取信号光束的光学系统、光学拾取装置、以及光盘装置 |
CN201740956U (zh) * | 2010-07-17 | 2011-02-09 | 海德星科技(厦门)有限公司 | 一种光学成像装置 |
CN102375207A (zh) * | 2010-08-18 | 2012-03-14 | 佳能株式会社 | 光学设备 |
JP2013066163A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-04-11 | Ricoh Co Ltd | 撮像光学系および全天球型撮像装置および撮像システム |
JP2015230444A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | 株式会社リコー | 撮像装置 |
CN105530431A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-04-27 | 景好 | 一种反射式全景成像系统及方法 |
JP2016118742A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | 株式会社リコー | 撮像装置 |
CN106168707A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-30 | 嘉兴中润光学科技有限公司 | 一种成像装置 |
CN205958830U (zh) * | 2016-06-28 | 2017-02-15 | 嘉兴中润光学科技有限公司 | 一种成像装置 |
EP3190780A1 (en) * | 2016-01-05 | 2017-07-12 | Giroptic | Two-lens spherical camera |
CN107247322A (zh) * | 2017-07-12 | 2017-10-13 | 中山市弗图艾力克光电科技有限公司 | 一种厚度可调全景镜头 |
CN109085688A (zh) * | 2018-09-30 | 2018-12-25 | 江西联创电子有限公司 | 成像装置及镜头系统 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6019970B2 (ja) | 1980-12-25 | 1985-05-18 | マツハシ冷熱工業株式会社 | 差圧通風冷却用多段式建造物 |
US4777568A (en) * | 1986-11-03 | 1988-10-11 | Altman Stage Lighting Co. | Low-inertial beam direction lighting system |
US5696637A (en) * | 1994-08-08 | 1997-12-09 | Reliance Electric Industrial Company | Apparatus for positioning an optical line of sight within a hemispheric region |
US5644443A (en) * | 1995-05-23 | 1997-07-01 | Hung; Hsiang-Hsin | Reflective dead angle vision device for vehicle side mirrors |
JP5652349B2 (ja) * | 2011-07-25 | 2015-01-14 | 株式会社リコー | 広角レンズおよび全天球型撮像装置 |
JP5910485B2 (ja) * | 2012-03-16 | 2016-04-27 | 株式会社リコー | 撮像システム |
JP5846275B2 (ja) | 2014-09-30 | 2016-01-20 | 株式会社リコー | 光学系および撮像システム |
JP6736262B2 (ja) * | 2015-05-25 | 2020-08-05 | 株式会社リコー | 光学系および撮像システム |
JP2019095464A (ja) | 2016-03-30 | 2019-06-20 | 富士フイルム株式会社 | プリズム装置及びプロジェクタ |
US10739165B2 (en) | 2017-07-05 | 2020-08-11 | Analog Devices Global | Magnetic field sensor |
JP7081473B2 (ja) * | 2018-03-02 | 2022-06-07 | 株式会社リコー | 撮像光学系、撮像システム及び撮像装置 |
JP2019164303A (ja) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | 株式会社リコー | 光学システム及び撮像装置 |
US20200348481A1 (en) * | 2018-03-20 | 2020-11-05 | Yuji TORIUMI | Optical system and imaging apparatus |
JP7124366B2 (ja) * | 2018-03-20 | 2022-08-24 | 株式会社リコー | 撮像素子固定構造及び撮像装置 |
US10852503B2 (en) * | 2018-03-20 | 2020-12-01 | Ricoh Company, Ltd. | Joint structure |
-
2019
- 2019-02-07 JP JP2019020399A patent/JP7293698B2/ja active Active
-
2020
- 2020-01-21 WO PCT/JP2020/001942 patent/WO2020162163A1/en unknown
- 2020-01-21 EP EP20704613.7A patent/EP3921682A1/en active Pending
- 2020-01-21 US US17/415,726 patent/US20220086316A1/en active Pending
- 2020-01-21 CN CN202080012348.6A patent/CN113383258B/zh active Active
Patent Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6209834B1 (en) * | 1999-04-12 | 2001-04-03 | Verimap Plus Inc. | Optical imaging mount apparatus |
TW200406602A (en) * | 2002-08-29 | 2004-05-01 | Nippon Kogaku Kk | Projection optical system and exposure device |
CN1629674A (zh) * | 2003-12-19 | 2005-06-22 | 奥林巴斯株式会社 | 摄像装置及摄像用设备 |
CN1758088A (zh) * | 2004-10-06 | 2006-04-12 | 精工爱普生株式会社 | 投影机 |
CN101167006A (zh) * | 2005-04-27 | 2008-04-23 | 京瓷株式会社 | 光学组件及便携式终端 |
JP2007127936A (ja) * | 2005-11-07 | 2007-05-24 | Olympus Imaging Corp | プリズム光学系を備える撮像装置 |
CN101356580A (zh) * | 2006-08-22 | 2009-01-28 | 株式会社理光 | 用于提取信号光束的光学系统、光学拾取装置、以及光盘装置 |
CN201740956U (zh) * | 2010-07-17 | 2011-02-09 | 海德星科技(厦门)有限公司 | 一种光学成像装置 |
CN102375207A (zh) * | 2010-08-18 | 2012-03-14 | 佳能株式会社 | 光学设备 |
JP2013066163A (ja) * | 2011-08-31 | 2013-04-11 | Ricoh Co Ltd | 撮像光学系および全天球型撮像装置および撮像システム |
JP2015230444A (ja) * | 2014-06-06 | 2015-12-21 | 株式会社リコー | 撮像装置 |
JP2016118742A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-06-30 | 株式会社リコー | 撮像装置 |
CN105530431A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-04-27 | 景好 | 一种反射式全景成像系统及方法 |
EP3190780A1 (en) * | 2016-01-05 | 2017-07-12 | Giroptic | Two-lens spherical camera |
CN106168707A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-30 | 嘉兴中润光学科技有限公司 | 一种成像装置 |
CN205958830U (zh) * | 2016-06-28 | 2017-02-15 | 嘉兴中润光学科技有限公司 | 一种成像装置 |
CN107247322A (zh) * | 2017-07-12 | 2017-10-13 | 中山市弗图艾力克光电科技有限公司 | 一种厚度可调全景镜头 |
CN109085688A (zh) * | 2018-09-30 | 2018-12-25 | 江西联创电子有限公司 | 成像装置及镜头系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020129016A (ja) | 2020-08-27 |
JP7293698B2 (ja) | 2023-06-20 |
CN113383258B (zh) | 2023-08-18 |
EP3921682A1 (en) | 2021-12-15 |
US20220086316A1 (en) | 2022-03-17 |
WO2020162163A1 (en) | 2020-08-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20120033280A (ko) | 촬상 유닛 | |
US8836856B2 (en) | Imaging unit with prisms and image sensor | |
US10942343B2 (en) | Optical system and imaging apparatus | |
US8457485B2 (en) | Optical element holder and stereoscopic imaging device utilizing the holder | |
CN113383258B (zh) | 光学系统、成像系统和成像装置 | |
US20200348481A1 (en) | Optical system and imaging apparatus | |
US10852503B2 (en) | Joint structure | |
CN113933993A (zh) | Ar装置 | |
JP7124366B2 (ja) | 撮像素子固定構造及び撮像装置 | |
US20230069036A1 (en) | Camera module | |
CN114114683B (zh) | 增强现实设备装配方法和增强现实设备 | |
US20220075161A1 (en) | Camera module | |
TW201930999A (zh) | 鏡頭裝置(二) | |
CN111885292A (zh) | 摄像机构及电子设备 | |
US8035907B2 (en) | Image capturing device | |
US20220397816A1 (en) | Lens apparatus | |
JP2001027704A (ja) | プリズム光学系 | |
US20220400194A1 (en) | Lens mount and lens apparatus having the same | |
JP2023047653A (ja) | レンズ装置および撮像装置 | |
JP2022189278A (ja) | レンズ装置 | |
CN118057823A (zh) | 摄像头模组及电子设备 | |
JP2019164334A (ja) | 光学システム及び撮像装置 | |
JP2019164340A (ja) | 接合構造 | |
JP2012078635A (ja) | 光学機器用遮光枠 | |
JP2006010752A (ja) | ファインダー取付構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |