JP2008058412A - Imaging optical system and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像光学系及び撮像装置に関し、より特定的には反射面上に薄膜が形成されたプリズムを含む撮像光学系及び撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging optical system and an imaging apparatus, and more particularly to an imaging optical system and an imaging apparatus including a prism having a thin film formed on a reflecting surface.
近年、被写体の光学的な像を電気的な画像信号に変換して出力可能なデジタルスチルカメラ(以下、単にデジタルカメラという)が急速に普及している。特に最近では、高倍率ズームのデジタルカメラが要望される一方、さらに小型化・薄型化されたコンパクトなカメラが要望されている。 In recent years, digital still cameras (hereinafter simply referred to as digital cameras) capable of converting an optical image of a subject into an electrical image signal and outputting it have rapidly spread. In recent years, in particular, a digital camera with a high-magnification zoom is demanded, and a compact camera that is further reduced in size and thickness is demanded.
コンパクト化を実現するために、例えば撮像光学系に沈胴構造を用いたカメラが提案されている。しかしながら、沈胴構造を用いた場合、レンズ系を伸縮させるためのアクチュエータや機構部品が必要となり、レンズ鏡筒の構成が複雑になるという問題もあった。 In order to achieve compactness, for example, a camera using a retractable structure in an imaging optical system has been proposed. However, when the retractable structure is used, there is a problem that an actuator and a mechanism part for expanding and contracting the lens system are required, and the configuration of the lens barrel is complicated.
一方、コンパクト化を実現する他の手段として、撮像光学系に反射部材を設けて撮像光学系の光軸を折り曲げる技術が提案されている(例えば特許文献1、2)。特許文献1及び特許文献2は、ズームレンズ系を備える撮像装置において、最も物体側に配置されたレンズ群中に、光束を90°折り曲げる内部反射面を有するプリズムを配置した構成を開示している。特許文献1及び特許文献2に記載された撮像装置において、プリズムに入射する被写体光は、内部反射面で反射され撮像素子上に収束される。すなわち、特許文献1及び特許文献2に記載された撮像装置では、物体光を入射するレンズ群の光軸に対して垂直な面内で折り曲げることにより、撮像装置の厚みをプリズムとプリズムよりも物体側に配置されるレンズ素子とにより決定することができる。これにより特許文献1,2は厚みが低減された撮像装置を提供できるとしている。
入射する光束をプリズム内部で折り曲げるために、例えばガラスからなるプリズム内部の反射面には金属膜が設けられる。金属膜は蒸着やスパッタリング等の方法によりガラス面に形成することができるが、ガラスと金属膜との密着性を高めるために、ガラス面と金属膜との間に保護膜が設けられることがある。 In order to bend the incident light beam inside the prism, a metal film is provided on the reflection surface inside the prism made of glass, for example. The metal film can be formed on the glass surface by a method such as vapor deposition or sputtering, but a protective film may be provided between the glass surface and the metal film in order to improve the adhesion between the glass and the metal film. .
また、全反射により光を反射させた場合と比べて金属膜の反射率は低くなるため、ガラスと金属膜との間に増反射膜を設けることも一般的に行われる。しかしながら、保護膜や増反射膜など、プリズムの反射面と金属面との間に厚みのある膜を設けると、撮像される画像の解像度が劣化するという問題があった。 Moreover, since the reflectance of a metal film becomes low compared with the case where light is reflected by total reflection, it is also generally performed to provide an increased reflection film between the glass and the metal film. However, when a thick film, such as a protective film or a reflection-enhancing film, is provided between the reflecting surface of the prism and the metal surface, there is a problem in that the resolution of an image to be captured is deteriorated.
そこで本発明の目的は、反射面上に形成される薄膜の特性を損なうことなく、撮像される画像の解像度の劣化が抑制されたプリズムを含む撮像光学系及び撮像装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an imaging optical system and an imaging apparatus including a prism in which degradation of resolution of an image to be captured is suppressed without impairing characteristics of a thin film formed on a reflecting surface.
本発明の目的は以下の構成を備えた撮像光学系により達成される。
被写体の光学的な像を撮像素子上に形成する撮像光学系であって、
少なくとも物体側から像面側に向かって順に配置されたプリズムとレンズ系とを含み、
前記プリズムは、
入射した光を反射する反射面と、
前記反射面上に形成され、1層から構成される薄膜と、
前記薄膜上に形成される金属膜とを備え、
前記薄膜の膜厚が、以下の条件式(1)を満たすことを特徴とする撮像光学系。
p/10≦(np(λ)/nA(λ))×d(λ)×β≦p
ただし、
λ:入射光の波長帯域うち使用する波長帯域の中央値
β:プリズムから像面側に配置されているレンズ系の像倍率
p:撮像素子の1画素の大きさ
d(λ):波長λにおける薄膜の膜厚
np(λ):波長λにおけるプリズムの屈折率
nA(λ):波長λにおける薄膜の屈折率
である。
The object of the present invention is achieved by an imaging optical system having the following configuration.
An imaging optical system that forms an optical image of a subject on an imaging device,
Including at least a prism and a lens system arranged in order from the object side to the image plane side,
The prism is
A reflective surface that reflects incident light;
A thin film formed on the reflecting surface and composed of one layer;
A metal film formed on the thin film,
An imaging optical system, wherein the thin film satisfies the following conditional expression (1).
p / 10 ≦ (np (λ) / nA (λ)) × d (λ) × β ≦ p
However,
λ: Median value of the wavelength band to be used among the wavelength bands of incident light β: Image magnification of the lens system arranged on the image plane side from the prism p: Size of one pixel of the image sensor d (λ): At wavelength λ Thin film thickness np (λ): Refractive index of prism at wavelength λ nA (λ): Refractive index of thin film at wavelength λ.
本発明により、反射面上に形成される薄膜の特性を損なうことなく、撮像される画像の解像度の劣化が抑制されたプリズムを含む撮像光学系及び撮像装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an imaging optical system and an imaging apparatus including a prism in which degradation of resolution of an image to be captured is suppressed without impairing characteristics of a thin film formed on a reflective surface.
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1におけるレンズ鏡筒の構成を示す概略図であり、図1(a)〜(d)はレンズ鏡筒100の上面図、正面図、底面図、断面側面図をそれぞれ表している。レンズ鏡筒100は、最物体側レンズ群L1を保持する第1保持部101と、プリズム150を含む反射光学ユニットL2を保持する第2保持部102と、像側レンズ群L3を保持する第3保持部103とから構成される。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a lens barrel in the first embodiment. FIGS. 1A to 1D are a top view, a front view, a bottom view, and a cross-sectional side view of a
図1(d)に示すようにレンズ鏡筒100の内部には、ズーム光学系Lと撮像素子110とが保持される。撮像素子110は、ズーム光学系Lが形成する光学的な像を電気的な画像信号に変換する、例えばCCD(Charge Coupled Device)である。なお、撮像素子はCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)またはMOSセンサでもよい。
As shown in FIG. 1D, the zoom optical system L and the
ズーム光学系Lは、被写体側から順に、最物体側レンズ群L1と反射光学ユニットL2と像側レンズ群L3とから構成される。ズーム光学系Lは、各レンズ群を光軸方向に移動させることによりズーミングおよびフォーカシングを行い、撮像素子110上に被写体の光学的な像を形成する。
The zoom optical system L includes, in order from the subject side, a most object side lens unit L1, a reflection optical unit L2, and an image side lens unit L3. The zoom optical system L performs zooming and focusing by moving each lens group in the optical axis direction, and forms an optical image of the subject on the
最物体側レンズ群L1は、複数のレンズ素子を含み、入射した被写体光を反射光学ユニットL2へ導く。最物体側レンズ群L1を構成する各レンズ素子は、Z軸方向に沿って配置される。反射光学ユニットL2は、プリズム150と複数のレンズ素子とを含む。ここでプリズム150は、被写体からの光を反射面の内面で反射させ、その光軸を略90度に折り曲げる反射部材である。プリズム150の反射面には、後述する保護膜あるいは増反射膜、及び金属膜が施され、Z軸方向から入射した光の光軸を−Y軸方向に折り曲げる。
The most object side lens unit L1 includes a plurality of lens elements, and guides incident subject light to the reflection optical unit L2. Each lens element constituting the most object side lens unit L1 is arranged along the Z-axis direction. The reflective optical unit L2 includes a
像側レンズ群L3は、複数のレンズ素子を含み、反射光学ユニットL2により反射された被写体光を撮像素子110上に集光する。像側レンズ群L3を構成する各レンズ素子は、Y軸方向に沿って配置され、その光軸はプリズム150の反射面に対して略45度の角度を成している。このようにズーム光学系Lは、反射光学ユニットL2を備えることにより、ズーム光学系の一部をY軸方向に配置することができるので、カメラ本体の薄型化・小型化を図ることができる。なお、上述のズーム光学系の配置は一例であり、例えばプリズム150はZ軸方向から入射した光の光軸をX軸方向に反射するように配置してもよい。かかる場合、像側レンズ群L3および撮像素子110はX軸方向に沿って配置される。
The image side lens unit L3 includes a plurality of lens elements, and condenses the subject light reflected by the reflection optical unit L2 on the
次に、反射光学ユニットL2の詳細な構成について説明する。図2は、反射光学ユニットL2を保持する第2保持部102の概略拡大図である。なお、図2ではプリズム150の位置を分かりやすくするために、プリズム150以外の構成要素およびレンズ鏡筒の一部を省略している。第2保持部102の内部にはプリズム150を含む反射光学ユニットL2が保持され、物体側には入射口201が設けられ、像側には射出口202が設けられている。
Next, a detailed configuration of the reflective optical unit L2 will be described. FIG. 2 is a schematic enlarged view of the
このように構成された第2保持部102において、入射口201から入射した光はプリズム150の反射面に対して略45度の入射角度で入射し、射出口202の方向に反射される。射出口202を通過した光は像側レンズ群L3に導かれ、撮像素子110上に被写体の光学的な像が形成される。
In the
図3(a)は、第2保持部102の概略断面図であり、図3(b)は、A部の拡大図である。図4は、図3(b)の拡大図において光が入射した場合を示す。上図に示すように、本実施の形態ではプリズム150の反射面と金属膜155との間には密着性を高めるために保護膜152が設けられている。入射光604はプリズム150内を透過し、その一部がプリズム150と保護膜152の界面で反射され、反射光605として伝播する。また入射光線604の一部は、プリズム150内及び保護膜152を透過して保護膜152と金属膜155の界面で反射され、反射光606として伝播する。このため、保護膜152の膜厚に応じて、光線605と光線606の分離距離d´が変化することになる。保護膜の膜厚dと分離距離d´との関係を式で表すと以下のようになる。
d´(λ)=(np(λ)/nA(λ))×d(λ)・・・(1)
ただし、d´(λ):波長λにおける光線605と光線606の分離距離
d(λ):波長λにおける保護膜152の膜厚
np(λ):波長λにおけるプリズムの屈折率
nA(λ):波長λにおける保護膜の屈折率
である。
FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of the
d ′ (λ) = (np (λ) / nA (λ)) × d (λ) (1)
Where d ′ (λ): separation distance of the
d (λ): film thickness of the
np (λ): Refractive index of prism at wavelength λ
nA (λ): the refractive index of the protective film at the wavelength λ.
また、プリズム150から像面側に配置されたレンズ系(すなわち像側レンズ群L3)の像倍率をβとしたとき、分離距離d´は以下の式を満たす。
p/4<d´×β<p・・・(2)
式(2)に式(1)を代入すると、
p/4≦(np(λ)/nA(λ))×d(λ)×β(λ)≦p・・・(3)
ただし、p:撮像素子の1画素の大きさ
である。保護膜152の膜厚dは式(3)を満たすように設定する。
Further, when the image magnification of the lens system (that is, the image side lens unit L3) disposed on the image plane side from the
p / 4 <d ′ × β <p (2)
Substituting equation (1) into equation (2),
p / 4 ≦ (np (λ) / nA (λ)) × d (λ) × β (λ) ≦ p (3)
Where p is the size of one pixel of the image sensor. The film thickness d of the
d´×β及び(np(λ)/nA(λ))×d(λ)×β(λ)の値が式(2)、(3)の上限を超えると、分離距離d´は撮像素子の空間分解能を超えることになるので、大きなローパス効果が発生し解像性能を劣化させる。一方、下限は比較的成膜させやすい条件を設定している。しかしながら技術的な進歩により膜厚を薄くすることが可能であればp/4以下でもよい。また仮にp/10以下の場合であっても解像性能に影響はない。 When the values of d ′ × β and (np (λ) / nA (λ)) × d (λ) × β (λ) exceed the upper limits of the expressions (2) and (3), the separation distance d ′ Therefore, a large low-pass effect is generated and the resolution performance is deteriorated. On the other hand, the lower limit is set so that the film can be formed relatively easily. However, p / 4 or less may be used if the film thickness can be reduced by technical advancement. Further, even if it is a case of p / 10 or less, the resolution performance is not affected.
より好ましくは、保護膜152の膜厚dは以下の式を満足するよう設定される。
p/4≦(np(λ)/nA(λ))×d(λ)×β(λ)≦p/2・・・(4)
式(4)を満たすように膜厚d(λ)を設定することにより、より解像度の劣化を抑制できる。
More preferably, the film thickness d of the
p / 4 ≦ (np (λ) / nA (λ)) × d (λ) × β (λ) ≦ p / 2 (4)
By setting the film thickness d (λ) so as to satisfy Expression (4), it is possible to further suppress the deterioration of resolution.
ここで、撮像素子110の1画素の大きさp=2.5μm、プリズムの屈折率np(λ)=1.88、保護膜の屈折率nA(λ)=1.45、像側レンズ群L3の像倍率β=1.5倍であるときの保護膜の膜厚d(λ)の条件は、式(3)から以下の範囲であることが望ましい。
0.32μm≦d≦1.29μm
さらに波長を考慮すると膜厚dは、
0.4λ≦d≦0.82λ
であることが望ましい。
Here, the size of one pixel of the
0.32 μm ≦ d ≦ 1.29 μm
Further considering the wavelength, the film thickness d is
0.4λ ≦ d ≦ 0.82λ
It is desirable that
また、式(4)から保護膜の膜厚d(λ)の条件は、
0.32μm≦d≦0.65μm
であることが望ましい。
Further, from the equation (4), the condition of the film thickness d (λ) of the protective film is
0.32 μm ≦ d ≦ 0.65 μm
It is desirable that
このように、本実施の形態で示した膜厚条件により保護膜を構成することにより、プリズムの反射面と金属膜との密着性を損なうことなく、解像度の劣化の少ないプリズム含む撮像光学系を提供できる。 In this way, by forming the protective film according to the film thickness conditions shown in this embodiment, an imaging optical system including a prism with little deterioration in resolution can be obtained without impairing the adhesion between the reflecting surface of the prism and the metal film. Can be provided.
なお、プリズム150及び保護膜152の屈折率は波長によって変化することから、本実施の形態で示した各式は実使用の波長帯域の屈折率と波長に合わせて適切な間隔を適宜変更されてもよい。
Note that since the refractive indexes of the
(実施の形態2)
次に実施の形態2に係る撮像光学系について説明する。図5は、実施の形態2に含まれるプリズムの一部の拡大図である。本実施の形態のプリズムは、実施の形態1のプリズムとほぼ同様の構成を有するが、プリズムの反射面には保護膜152の代わりに反射率を向上させるための増反射膜160が設けられている点で異なる。また、本実施の形態では、反射面上には、2層の薄膜(増反射膜)が形成される。説明の便宜上、実施の形態1と同一の部分については同一の符号を付して説明する。
(Embodiment 2)
Next, an imaging optical system according to
図5において、入射光704はプリズム150内を透過し、透過した光の一部はプリズム150と第1層目の薄膜の界面で反射され、反射光705として伝播する。またプリズム内を透過した光の一部は、さらに第1層目及び第2層目の薄膜を透過した後、金属膜155との界面で反射されて反射光606として伝播する。このため、実施の形態1と同様に増反射膜160の膜厚d1及びd2に応じて、光線705と光線706の分離距離d´が変化することになる。
In FIG. 5,
本実施の形態では、プリズムと増反射膜と金属膜のそれぞれの界面における反射率についてシミュレーションを行った。なお、簡易的に計算するために、プリズムの材質を波長依存性を持たないガラス材料とし、薄膜材料についても波長依存性が小さいものとしてシミュレーションを行った。 In the present embodiment, a simulation was performed on the reflectance at each interface of the prism, the enhanced reflection film, and the metal film. In order to calculate simply, the simulation was performed on the assumption that the material of the prism was a glass material having no wavelength dependency, and the thin film material was also small in wavelength dependency.
図6(a)はプリズム150の一部の拡大図と反射特性を示す図である。プリズム150の反射面には増反射膜160aが設けられる。表1は増反射膜160aの膜構成を示す。図6(a)及び表1から、増反射膜160aは4層の薄膜が積層され、s偏光の反射率が高いのに対し、p偏光の反射率が低くなっている。このことから、s偏光の多くはプリズム150と増反射膜160aの界面近辺において反射され、p偏光は増反射膜160aを透過することが分かる。
例えば設計中心波長λ=550nm、TiO2の屈折率nd=2.3、SiO2の屈折率nd=1.45の場合、増反射膜の合計厚さは、
1.0×0.55×2.3+0.5×0.55×1.45=1.66μmとなる。
表2の膜構成における光線の分離距離d´は、入射角度が45度の条件において
d´=1.5λ×2×sin45°=1.16μm
となる。
For example, when the design center wavelength λ = 550 nm, the refractive index nd = 2.3 of TiO 2 , and the refractive index nd = 1.45 of SiO 2 , the total thickness of the increased reflection film is
1.0 × 0.55 × 2.3 + 0.5 × 0.55 × 1.45 = 1.66 μm.
The separation distance d ′ of light rays in the film configuration of Table 2 is as follows: d ′ = 1.5λ × 2 × sin 45 ° = 1.16 μm under the condition where the incident angle is 45 degrees.
It becomes.
このため、プリズム150から像面側に位置する光学系の倍率が1.5〜2倍程度に拡大されると解像性能に影響が生じ、画質は劣化する。そこで、増反射膜の膜厚をより薄くすることが好ましく、例えば増反射膜は表3に示すように2層の薄膜を積層してもよい。図7(a)は表3の膜構成における反射特性を示す図である。図7(a)及び表3から、プリズムと増反射膜の界面におけるs偏光及びp偏光の反射率は40%以下である。したがって、入射光の多くは2層の薄膜を積層してなる増反射膜を透過する。
表4は、表3の膜構成に加えて金属膜155をさらに設けた場合の膜構成である。図7(b)は、表4の膜構成における反射特性を示す図である。図7(b)及び表4から、s偏光およびp偏光の反射率は約80%以上であることが分かる。
図7(a)、(b)から、2層の薄膜からなる増反射膜160と金属膜155とが積層されたプリズムに入射した光は、その多くが増反射膜160を透過し、金属膜155で反射される。すなわち、s偏光及びp偏光ともに金属膜で反射されることになるので、光線分離による画質劣化を抑制することができる。
7A and 7B, most of the light incident on the prism in which the two-layer
また、画質の劣化を抑制するためには、増反射膜の膜厚を薄くするだけでなく、さらにプリズムの材料を屈折率の高い材料に変更してもよい。表5は屈折率の高いプリズムを用いた場合の膜構成を示し、図8(a)は反射特性を示す図である。図8(a)及び表5から、s偏光及びp偏光ともに反射率は10%以下であり、入射した光の多くは増反射膜160を透過する。
表6は、表5の膜構成に加えて金属膜をさらに設けた場合の膜構成である。図8(b)は、表6の膜構成における反射特性を示す図である。s偏光及びp偏光ともに反射率は70%以上であり、入射した光の多くは反射する。
図8(a)、(b)から、プリズムの材料を屈折率の高い材料に変更することにより、プリズムに入射した光は、その多くが増反射膜を透過し、金属膜で反射される。したがって、光線分離による画質劣化を抑制できる。このとき、増反射膜の膜厚は以下の条件を満足するよう設定することが望ましい。
0.1λ≦d≦1.0λ・・・(5)
ここで、dは薄膜の総厚(増反射膜の膜厚)である。
膜厚dが式(5)の下限以下になると、膜厚の制御が困難になるとともに密着性が悪化し、薄膜の耐環境性能に悪影響を及ぼす。一方、膜厚dが上限を超えると、光線分離により画質が劣化する。
As shown in FIGS. 8A and 8B, by changing the material of the prism to a material having a high refractive index, most of the light incident on the prism is transmitted through the increased reflection film and reflected by the metal film. Therefore, it is possible to suppress image quality deterioration due to light beam separation. At this time, it is desirable to set the film thickness of the reflective reflection film so as to satisfy the following conditions.
0.1λ ≦ d ≦ 1.0λ (5)
Here, d is the total thickness of the thin film (film thickness of the enhanced reflection film).
When the film thickness d is less than or equal to the lower limit of the formula (5), it becomes difficult to control the film thickness and the adhesion is deteriorated, which adversely affects the environmental resistance performance of the thin film. On the other hand, when the film thickness d exceeds the upper limit, the image quality deteriorates due to light beam separation.
膜厚dはさらに以下の式を満足することが望ましい。
0.5λ≦d≦1.0λ
The film thickness d preferably further satisfies the following formula.
0.5λ ≦ d ≦ 1.0λ
なお、入射光の波長帯域うち使用する波長帯域の中央値において、増反射膜のみを設けたプリズムにおけるs偏光の反射率は、増反射膜と金属膜を設けたプリズムにおけるs偏光の反射率よりも十分に小さくなる必要があり、例えば50%以下であることが望ましい。 It should be noted that the reflectance of s-polarized light in the prism provided with only the increased reflection film is higher than the reflectance of s-polarized light in the prism provided with the increased reflection film and the metal film at the median of the wavelength bands to be used among the wavelength bands of the incident light. Needs to be sufficiently small, for example, 50% or less is desirable.
また、実施の形態1と同様に以下の式を満足するように膜厚dを設定することにより解像度の劣化を抑制することができる。
p/10≦(np(λ)/nA(λ))×d(λ)×β(λ)≦p・・・(6)
ただし、d´(λ):波長λにおける光線の分離距離
d(λ):波長λにおける増反射膜の膜厚
np(λ):波長λにおけるプリズムの屈折率
nA(λ):波長λにおける増反射膜の屈折率の平均値
式(6)の上限を超えると、光線の分離距離は撮像素子の空間分解能を越えることとなり、大きなローパス効果が発生し解像性能は悪化する。
In addition, as in the first embodiment, resolution degradation can be suppressed by setting the film thickness d so as to satisfy the following expression.
p / 10 ≦ (np (λ) / nA (λ)) × d (λ) × β (λ) ≦ p (6)
Where d ′ (λ): separation distance of light rays at wavelength λ
d (λ): film thickness of the enhanced reflection film at wavelength λ
np (λ): Refractive index of prism at wavelength λ
nA (λ): When the upper limit of the average value expression (6) of the refractive index of the light-reflecting film at the wavelength λ is exceeded, the separation distance of the light beam exceeds the spatial resolution of the image pickup device, and a large low-pass effect is generated and resolution. Performance deteriorates.
一方、下限は比較的成膜させやすい条件を設定しているが、技術的な進歩により膜厚を薄くすることが可能であればこれに限られない。例えばp/10以下の場合であっても解像性能に影響はない。 On the other hand, the lower limit is set to a condition that makes it relatively easy to form a film, but is not limited to this as long as the film thickness can be reduced by technical progress. For example, even if it is p / 10 or less, the resolution performance is not affected.
さらに、膜厚dは以下の式を満足するように設定されることが好ましい。
p/4≦(np(λ)/nA(λ))×d(λ)×β(λ)≦p/2
Further, the film thickness d is preferably set so as to satisfy the following formula.
p / 4 ≦ (np (λ) / nA (λ)) × d (λ) × β (λ) ≦ p / 2
このように、本実施の形態で示した膜厚条件により増反射膜を構成することにより、増反射特性を損なうことなく、解像度の劣化の少ないプリズムを含む撮像光学系を提供できる。 As described above, by configuring the increased reflection film according to the film thickness condition described in this embodiment, it is possible to provide an imaging optical system including a prism with little deterioration in resolution without impairing the increased reflection characteristic.
(実施の形態3)
次に実施の形態3のデジタルスチルカメラ(以下、単にデジタルカメラという)について説明する。本実施の形態のデジタルカメラは、実施の形態1、2の撮像光学系を含む。説明の便宜上、実施の形態1及び2と同一の部分については同一の符号を付して説明を行う。
(Embodiment 3)
Next, a digital still camera (hereinafter simply referred to as a digital camera) of Embodiment 3 will be described. The digital camera according to the present embodiment includes the imaging optical system according to the first and second embodiments. For convenience of explanation, the same parts as those in the first and second embodiments will be described with the same reference numerals.
図9はデジタルカメラ1000の概略構成図であり、(a)は正面図、(b)は背面図である。図9において、デジタルカメラ1000は、筐体2と光学式ビューファインダ1103とストロボ1104とシャッタボタン1105とバッテリユニット1106と画像蓄積部1107と画像表示部1108とズーム位置切替部1109と、実施の形態1または2と同様の構成を有するズームレンズユニット1101及びレンズ鏡筒1110を備える。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the
レンズ鏡筒1110は、実施の形態1及び2とほぼ同様の構成を有する。すなわち、レンズ鏡筒1110は、最物体側レンズ群L1を保持する第1保持部とプリズム150を含む反射光学ユニットL2を保持する第2保持部と像側レンズ群L3を保持する第3保持部とから構成され、内部にズーム光学系Lと撮像素子110とを保持するが、上記実施の形態とは異なり、プリズム150はZ軸方向から入射した光の光軸をX軸方向に反射するように配置される
The
バッテリユニット1106は、例えば乾電池やリチウムイオン電池等の二次電池であり、デジタルカメラ1000に電源を供給する。画像蓄積部1107は、撮像素子110により電気信号に変換された画像信号を蓄積する、例えば半導体メモリ等である。なお、画像蓄積部1107は、筐体2から脱着可能な構成としてもよい。画像表示部1108は、撮像素子110から出力された画像信号や画像蓄積部1107に格納された画像信号を可視画像として表示する、例えば液晶モニタや有機ELモニタ等である。ズーム位置切替部1109は、ユーザにより操作され、ズーム光学系Lを望遠側あるいは広角側へ切り替える。
The
この構成により、本実施の形態のデジタルカメラは厚みを低減することができ、コンパクトなデジタルカメラを提供できる。また、実施の形態1、2で示した条件で、レンズ鏡筒1110内のプリズム反射面に保護膜あるいは増反射膜を設けることにより、薄膜の特性を損なうことなく、撮像される画像の解像度の劣化が抑制されたデジタルカメラを提供できる。
With this configuration, the thickness of the digital camera of this embodiment can be reduced, and a compact digital camera can be provided. In addition, by providing a protective film or an increased reflection film on the prism reflection surface in the
なお、本実施の形態のデジタルカメラは光学式ビューファインダを備えたが、液晶を用いた電子ビューファインダでもよい。あるいは、ファインダを設けることなく、かかる機能を画像表示部1108により実現されてもよい。
Although the digital camera of this embodiment includes an optical viewfinder, an electronic viewfinder using liquid crystal may be used. Alternatively, such a function may be realized by the
なお、実施の形態1〜3ではズームレンズを用いた場合を例に説明したが、固定焦点であっても同様の効果を得ることができる。 In the first to third embodiments, the case where a zoom lens is used has been described as an example. However, the same effect can be obtained even with a fixed focus.
本発明の光学系及び光学系に含まれるプリズムは、高画質の撮影画像が要望されるデジタルカメラやデジタルビデオカメラ、カメラ機能付きの携帯電話端末やPDA、車載カメラ等に好適である。 The optical system of the present invention and the prism included in the optical system are suitable for a digital camera, a digital video camera, a mobile phone terminal with a camera function, a PDA, an in-vehicle camera, and the like that require a high-quality captured image.
100 レンズ鏡筒
101 第1保持部
102 第2保持部
103 第3保持部
110 撮像素子
150 プリズム
152 保護膜
155 金属膜
604 入射光
605、606 反射光
DESCRIPTION OF
Claims (4)
少なくとも物体側から像面側に向かって順に配置されたプリズムとレンズ系とを含み、
前記プリズムは、
入射した光を反射させる反射面と、
前記反射面上に形成され、1層から構成される薄膜と、
前記薄膜上に形成される金属膜とを備え、
前記薄膜の膜厚が、以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像光学系。
p/10≦(np(λ)/nA(λ))×d(λ)×β≦p
ただし、
λ:入射光の波長帯域うち使用する波長帯域の中央値
β:プリズムから像面側に配置されているレンズ系の像倍率
p:撮像素子の1画素の大きさ
d(λ):波長λにおける薄膜の膜厚
np(λ):波長λにおけるプリズムの屈折率
nA(λ):波長λにおける薄膜の屈折率
である。 An imaging optical system that forms an optical image of a subject on an imaging device,
Including at least a prism and a lens system arranged in order from the object side to the image plane side,
The prism is
A reflecting surface that reflects incident light;
A thin film formed on the reflecting surface and composed of one layer;
A metal film formed on the thin film,
An imaging optical system, wherein the thickness of the thin film satisfies the following conditional expression:
p / 10 ≦ (np (λ) / nA (λ)) × d (λ) × β ≦ p
However,
λ: Median value of the wavelength band to be used among the wavelength bands of incident light β: Image magnification of the lens system arranged on the image plane side from the prism p: Size of one pixel of the image sensor d (λ): At wavelength λ Thin film thickness np (λ): Refractive index of prism at wavelength λ nA (λ): Refractive index of thin film at wavelength λ.
前記薄膜の膜厚が、以下の条件式をそれぞれ満たすことを特徴とする、請求項1に記載の撮像光学系。
0.1λ≦d(λ)≦1.0λ
p/10≦(np(λ)/nA(λ))×d(λ)×β≦p
ただし、
λ:入射光の波長帯域うち使用する波長帯域の中央値
β:プリズムから像面側に配置されているレンズ系の像倍率
p:撮像素子の1画素の大きさ
d(λ):波長λにおける薄膜の膜厚
np(λ):波長λにおけるプリズムの屈折率
nA(λ):波長λにおける薄膜の屈折率の平均値
である。 The thin film further comprises a plurality of layers,
The imaging optical system according to claim 1, wherein the thickness of the thin film satisfies the following conditional expressions.
0.1λ ≦ d (λ) ≦ 1.0λ
p / 10 ≦ (np (λ) / nA (λ)) × d (λ) × β ≦ p
However,
λ: Median value of the wavelength band to be used among the wavelength bands of incident light β: Image magnification of the lens system arranged on the image plane side from the prism p: Size of one pixel of the image sensor d (λ): At wavelength λ Thin film thickness np (λ): Refractive index of prism at wavelength λ nA (λ): Average value of refractive index of thin film at wavelength λ.
前記撮像光学系により形成された被写体の光学的な像を受光し、電気的な画像信号に変換して出力する撮像センサとを備える、撮像装置。
The imaging optical system according to claim 1 or 2,
An imaging apparatus comprising: an imaging sensor that receives an optical image of a subject formed by the imaging optical system, converts the optical image into an electrical image signal, and outputs the electrical image signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006232498A JP2008058412A (en) | 2006-08-29 | 2006-08-29 | Imaging optical system and imaging apparatus |
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JP (1) | JP2008058412A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017138544A (en) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | リコーイメージング株式会社 | Optical instrument and prism |
-
2006
- 2006-08-29 JP JP2006232498A patent/JP2008058412A/en active Pending
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