JP2012068508A - 撮影光学系、及び撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像チップ直前のプリズムによる不要光の発生を抑えつつ撮影装置の薄型化設計に有利な撮影光学系を提供する。
【解決手段】撮影光学系１００を、少なくとも１枚のレンズを有する結像レンズ群１０６と、結像レンズ群を透過した光が入射する入射面１０８ｃと、該入射面から入射した光を反射する反射面１０８ａと、該反射面を反射した光を所定位置に設置される撮像素子に向けて射出する射出面１０８ｂと、を有する像側プリズム１０８と、入射面と射出面とがなす頂角の稜線から所定の条件を満たす高さｈまでの該入射面上の少なくとも一部の領域を遮光する第一の遮光部材１２０と、から構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体を撮影するための撮影光学系、及び該撮影光学系を有する撮影装置に関する。

近年、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、撮像モジュールを搭載したデジタル機器、例えば携帯電話端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、ＰＮＤ（Portable Navigation Device）、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）、携帯ゲーム機、ノートＰＣ等が広く普及している。この種のカメラ又はデジタル機器には、本体部を薄型化させるため、本体部筐体の厚み方向（以下、説明の便宜上「筐体厚方向」と記す。）と直交する方向（以下、説明の便宜上「筐体面方向」と記す。）に光路が長く取られた撮影光学系（いわゆる屈曲光学系）を搭載したものがある。

ところで、光路が筐体面方向に向く場合、被写体像を撮像チップのセンサ面に入射させるため、センサ面を筐体厚方向と平行に配置する必要がある。しかし、撮像チップのセンサ面方向の外形寸法は大きいため、センサ面を筐体厚方向と平行に配置した場合には本体部筐体を薄型に設計するのが難しい。

そこで、例えば特許文献１〜３に、撮像チップのセンサ面を筐体面方向と平行に配置して筐体厚方向の寸法を抑えるべく、撮像チップの直前にプリズムを配置して光路を筐体厚方向に折り曲げた撮影光学系が開示されている。

特開２００６−０５８８４０号公報 特開２００６−１５４７０２号公報 特開２００７−０３３８１９号公報

特許文献１〜３に記載の撮影光学系においては、撮像チップの直前にプリズムを配置したことにより、正規の像形成に寄与しない不要光が発生してゴーストやフレアとして画像に現れる。ゴーストやフレアには、意図しない像形成やコントラストの低下を生じさせて画質を劣化させるという問題がある。しかし、特許文献１〜３の何れにおいても、撮像チップの直前に配置されたプリズムに起因するゴーストやフレアの問題について提起されておらず、当該問題を解決する手段について何らの開示も示唆もない。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、撮像チップ直前のプリズムによる不要光の発生を抑えつつ撮影装置の薄型化設計に有利な撮影光学系、及び該撮影光学系を有する撮影装置を提供することである。

上記の課題を解決する本発明の一形態に係る撮影光学系は、少なくとも１枚のレンズを有する結像レンズ群と、像側プリズムと、第一の遮光部材を有する。像側プリズムは、結像レンズ群を透過した光が入射する入射面と、該入射面から入射した光を反射する反射面と、該反射面を反射した光を所定位置に設置される撮像素子に向けて射出する射出面を有する。第一の遮光部材は、入射面と射出面とがなす頂角の稜線から高さｈまでの該入射面上の少なくとも一部の領域を遮光する。高さｈは、入射面と射出面の両面に直交する断面内における該射出面の長さをＬと定義し、該断面内における該射出面と反射面とがなす角度をαと定義し、像側プリズムの周囲の屈折率をｎと定義し、該像側プリズムの屈折率をｎ’と定義した場合に、次の条件（１）
ｈ＝Ｌ×ｃｏｓ｛α＋ｓｉｎ^−１（ｎ／ｎ’）｝・・・（１）
を満たす。

本発明によれば、正規の像形成に寄与しない不要光、特に、像側プリズムの射出面、反射面を順に全反射して撮像素子に入射する画角外の光が遮蔽されるため、ゴーストやフレアが減少して画質の劣化が抑えられる。すなわち、本発明に係る撮影光学系によれば、撮影装置の薄型化設計に有利ないわゆる屈曲光学系でありつつも、ゴーストやフレアの発生が効果的に抑えられる。

第一の遮光部材は、例えば結像レンズ群の最も像側のレンズと像側プリズムとの間に配置されている。第一の遮光部材は、像側プリズムの入射面上に取り付けられてもよい。

本発明に係る撮影光学系は、射出面から射出された光を透過させる撮像素子用カバーガラスと、結像レンズ群から撮像素子用カバーガラスに像側プリズムを介さずに入射する光を遮蔽する第二の遮光部材とを有した構成としてもよい。

第二の遮光部材は、例えば像側プリズムと撮像素子用カバーガラスとの間のスペース又は結像レンズ群の最も像側のレンズと向かい合う該撮像素子用カバーガラスの側面の少なくとも一方と、結像レンズ群の最も像側のレンズとの間に配置されている。第二の遮光部材は、撮像素子用カバーガラスの側面に取り付けられてもよい。

第一の遮光部材と第二の遮光部材は、一体に形成されたものであってもよい。

本発明に係る撮影光学系は、ゴーストやフレアをより一層抑えるため、像側プリズムの反射面上に反射防止コート又は反射防止構造が施されていてもよい。

像側プリズムは、筐体面方向に光路を長く取りつつ撮像素子のセンサ面を筐体面方向と平行に配置して筐体厚方向の寸法を抑えるため、例えば光路を略９０°折り曲げる直角プリズムとしてもよい。

本発明に係る撮影光学系は、結像レンズ群を構成する少なくとも１枚のレンズを像側プリズムとの間に挟んで配置された物体側プリズムを有する構成としてもよい。物体側プリズムは、被写体からの筐体厚方向の光を筐体面方向に折り曲げるため、光路を略９０°折り曲げる直角プリズムとしてもよい。

上記の課題を解決する本発明の一形態に係る撮影装置は、上記の撮影光学系と、結像レンズ群の結像面上にセンサ面が配置された撮像素子とを有することを特徴とする。

本発明によれば、撮像チップ直前のプリズムによる不要光の発生を抑えつつ撮影装置の薄型化設計に有利な撮影光学系、及び該撮影光学系を有する撮影装置が提供される。

本発明の実施形態の撮影装置の構成を示す図である。 従来の撮影装置の構成を示す図である。 条件式（１）の導出を説明するための図である。 不要光と第一遮光部との関係を示す図である。 不要光と第一遮光部との関係を示す図である。 不要光と第一遮光部との関係を示す図である。 本発明の実施形態の遮光部材と画角外の光との関係を示す図である。 本発明の実施例１の撮影光学系の構成を示す図である。 本発明の実施例２の撮影光学系の構成を示す図である。 本発明の実施例３の撮影光学系の構成を示す図である。 比較例１の撮影光学系の構成を示す図である。 比較例２の撮影光学系の構成を示す図である。 比較例３の撮影光学系の構成を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の撮影光学系を有する撮影装置について説明する。

図１は、本実施形態の撮影装置１の構成を示す図である。図１においては、図面を明瞭にする便宜上、本発明の要部である光学構成について図示する一方、要部でない機械構成及び回路構成については図示を省略する。本実施形態において、撮影装置１は、携帯電話端末を想定しているが、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、撮像モジュールを搭載したＰＤＡ、ＰＮＤ、ＰＨＳ、携帯ゲーム機、ノートＰＣ等の別形態の装置に置き換えてもよい。又は、この種の装置に搭載される撮影モジュール自体が撮影装置１であってもよい。

図１（ａ）に示されるように、撮影装置１は、厚みＴの筐体１０を有している。図１においては、説明の便宜上、筐体１０の厚みＴ方向をＺ軸方向と定義し、Ｚ軸方向に直交しかつ互いに直交する二方向をＸ軸方向（紙面と直交する方向）、Ｙ軸方向（紙面と平行な方向）と定義する。

図１（ａ）に示される破線部の構成は、図１（ｂ）に示される。図１（ｂ）に示されるように、撮影装置１は、撮影光学系１００を有している。撮影光学系１００は、対物レンズ１０２、物体側プリズム１０４、結像レンズ群１０６、像側プリズム１０８、カバーガラス１１０を有している。物体側プリズム１０４、像側プリズム１０８は何れも光路を９０°折り曲げる直角プリズムである。結像レンズ群１０６中には、絞りＳが配置されている。図１（ｂ）中、一点鎖線は、撮影光学系１００の光軸ＡＸを示す。

被写体からのＺ軸方向（筐体厚方向）の光は、対物レンズ１０２に入射して物体側プリズム１０４でＹ軸方向（筐体面方向）に折り曲げられた後、結像レンズ群１０６を透過して像側プリズム１０８の反射面１０８ａで再度Ｚ軸方向に折り曲げられて、像側プリズム１０８の射出面１０８ｂを射出してカバーガラス１１０を透過する。カバーガラス１１０は、樹脂パッケージに接着された撮像チップ２０を封止している。カバーガラス１１０を透過した光は、撮像チップ２０のセンサ面２２の有効画素領域に入射する。撮像チップ２０は、反射面１０８ａでＺ軸方向に折り曲げられた光をセンサ面２２の有効画素領域に正対して入射させるため、センサ面２２がＸＹ平面と平行に配置されている。センサ面方向に寸法の大きい撮像チップ２０をこのように配置することにより、撮影光学系１００と撮像チップ２０とからなるブロックのＺ軸方向の寸法ｔが抑えられる。その結果、筐体１０の厚みＴが抑えられて、撮影装置１が薄型化する。

撮像チップ２０は、例えばベイヤ型画素配置を有する単板式カラーＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサチップである。撮像チップ２０のセンサ面２２は、結像レンズ群１０６の結像面上に配置されている。撮像チップ２０は、センサ面２２上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して撮像信号に変換して、図示省略された画像処理エンジンに出力する。画像処理エンジンは、撮像信号を処理して画像を生成して表示画面に出力したり記録メディアに保存したりする。なお、撮像チップ２０は、ＣＭＯＳイメージセンサチップに限らず、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサチップとしてもよい。

ところで、像側プリズム１０８と撮像チップ２０との間の光路には、正規の像形成に寄与する正規光を遮光することなく不要光のみを遮光するマスクを配置するスペースが無い。そのため、像側プリズム１０８が原因で発生した不要光がゴーストやフレアとして現れて画質を劣化させるという不具合が懸念される。ここで、従来の撮影光学系で発生していた不要光によるゴーストやフレアの一例を図２を用いて説明する。図２に示される光線Ｒ_１、Ｒ_２は、センサ面２２の有効画素領域に設計上入射しない、最大画角よりも外側の光線である。図２の従来構成及び後述する各実施例において、本実施形態と同一の又は同様の構成には、同一の又は同様の符号を付して説明を省略する。

図２に示される従来構成の撮影光学系２００は、対物レンズ２０２、物体側プリズム２０４、結像レンズ群２０６、像側プリズム２０８、カバーガラス２１０を有している。光線Ｒ_１は、対物レンズ２０２に入射して物体側プリズム２０４で折り曲げられた後、結像レンズ群２０６を透過して像側プリズム２０８に入射する。光線Ｒ_１は、像側プリズム２０８の射出面２０８ｂに入射する。射出面２０８ｂに対する光線Ｒ_１の入射角は大きく、臨界角以上である。そのため、光線Ｒ_１は、射出面２０８ｂで全反射する。全反射した光線Ｒ_１は、反射面２０８ａに入射する。光線Ｒ_１は、反射面２０８ａで再度全反射した後に射出面２０８ｂを透過する。光線Ｒ_１は、カバーガラス２１０を透過してセンサ面２２の有効画素領域に入射する。光線Ｒ_２は、対物レンズ２０２に入射して物体側プリズム２０４で折り曲げられた後、結像レンズ群２０６を透過してカバーガラス２１０に直接入射する。光線Ｒ_２は、カバーガラス２１０を透過してセンサ面２２の有効画素領域に入射する。すなわち、従来構成の撮影光学系２００では、射出面２０８ｂで全反射した画角外の光や結像レンズ群２０６からカバーガラス２１０に直接入射した画角外の光がゴーストやフレアとして現れて画質を劣化させる。他には、撮影光学系を構成するレンズのコバ面や撮影装置の筐体内で反射した画角外の光がゴーストやフレアとして現れて画質を劣化させることもある。ゴーストやフレアとして現れやすい画角外の光には、例えば撮影範囲外に位置する太陽光やランプ光など輝度の高い光が挙げられる。

本実施形態の撮影光学系１００には、この種のゴーストやフレアの発生を抑えるべく、第一遮光部１２０ａと第二遮光部１２０ｂからなる板状の遮光部材１２０が配置されている。

第一遮光部１２０ａは、像側プリズム１０８の入射面１０８ｃ上に接着されている。第一遮光部１２０ａは、入射面１０８ｃと射出面１０８ｂとがなす頂角の稜線ｅから高さｈ（言い換えると、稜線ｅからＺ軸方向に距離ｈオフセットした線）までの入射面１０８ｃ上の領域を遮蔽している。高さｈは、入射面１０８ｃと射出面１０８ｂの両面に直交する断面（図１中ＹＺ平面）内における射出面１０８ｂの長さをＬと定義し、当該断面内における反射面１０８ａと射出面１０８ｂとがなす角度（頂角）をαと定義し、像側プリズム１０８の周囲（空気）の屈折率をｎと定義し、像側プリズム１０８の屈折率をｎ’と定義した場合に、次の条件式（１）
ｈ＝Ｌ×ｃｏｓ｛α＋ｓｉｎ^−１（ｎ／ｎ’）｝・・・（１）
を満たす。高さｈの線は、例えば入射面１０８ｃの中心線（反射面１０８ａと入射面１０８ｃとの稜線と稜線ｅの２本の稜線から等しい距離の点の集合）よりも稜線ｅ側に位置する。

図３は、条件式（１）の導出を説明するための図である。条件式（１）の導出を説明するにあたり、像側プリズム１０８の入射面１０８ｃに入射後、射出面１０８ｂで全反射して反射面１０８ａに入射する光線を考える。かかる光線は、反射面１０８ａへの入射角度によって反射面１０８ａで全反射する場合と反射面１０８ａを透過する場合がある。前者の場合、反射面１０８ａに入射した光全てが反射して光線Ｒ_１（図２参照）と同様の光路を経てゴーストやフレアとなり画質を劣化させる。後者の場合、光線は、反射面１０８ａを透過してセンサ面２２の有効画素領域外に伝播するため、画質を劣化させない。しかし、厳密には、後者の場合も入射した光の一部が反射面１０８ａで反射する。このときの反射光は、入射した光の殆どが反射面１０８ａを透過するため僅か（例えば透過光の１／２５程度の強度）である。そのため、後者の場合の反射光は、ゴーストやフレアとして実質的に現れず無視しても差し支えない。

なお、ゴーストやフレアをより一層抑えるため、周知の反射防止コートや反射防止構造を反射面１０８ａ上に施してもよい。反射防止コートや反射防止構造を施す領域は、反射面１０８ａ上の全域であっても（正規光は反射面１０８ａの内側で全反射するため反射防止作用の影響を受けない。）、射出面１０８ｂで全反射する画角外の光が入射しやすい領域だけに限ってもよい。反射防止コートや反射防止構造を施した場合の反射光の強度は、例えば透過光の１／２００程度に軽減される。

図３中、入射面１０８ｃにおける入射角、屈折角をそれぞれθ_１、θ_２と定義した場合、次式（２）、（３）
ｎｓｉｎθ_１＝ｎ’ｓｉｎθ_２・・・（２）
θ_２＝ｓｉｎ^−１｛（ｎ／ｎ’）ｓｉｎθ_１）｝・・・（３）
が導かれる。図３中、反射面１０８ａにおける入射角をθ_３と定義した場合、三角形の内角の和より次式（４）
θ_３＝π／２−α−θ_２・・・（４）
が導かれる。式（４）に式（３）を代入すると、
θ_３＝π／２−α−ｓｉｎ^−１｛（ｎ／ｎ’）ｓｉｎθ_１）｝
であり、これから次式（５）が導かれる。
ｓｉｎθ_１＝（ｎ’／ｎ）ｃｏｓ（α＋θ_３）・・・（５）
図３中、射出面１０８ｂ上の光線の入射位置と稜線ｅとの距離をＬ’と定義した場合、
ｔａｎθ_２＝ｈ／Ｌ’
であり、θ_２は小さくｔａｎθ_２≒ｓｉｎθ_２であるから、次式（６）が導かれる。
ｓｉｎθ_２＝ｈ／Ｌ’・・・（６）
式（２）に式（６）を代入すると、
ｎｓｉｎθ_１＝ｎ’（ｈ／Ｌ’）
ｈ＝Ｌ’（ｎ／ｎ’）ｓｉｎθ_１
であり、これに式（５）を代入すると、
ｈ＝Ｌ’×ｃｏｓ（α＋θ_３）
である。入射角θ_３が臨界角であるとき、
ｈ＝Ｌ’×ｃｏｓ｛α＋ｓｉｎ^−１（ｎ／ｎ’）｝
Ｌ’＝ｈ／ｃｏｓ｛α＋ｓｉｎ^−１（ｎ／ｎ’）}
が導かれる。Ｌ’がＬに近いほど射出面１０８ｂに入射する画角外の光が減少する。次式（７）が満たされるとき、射出面１０８ｂに入射する画角外の光が実質的に無くなる。
Ｌ’＝ｈ／ｃｏｓ｛α＋ｓｉｎ^−１（ｎ／ｎ’）｝＝Ｌ・・・（７）
式（７）の高さｈを左辺にすると、画角外の光が射出面１０８ｂに入射しないための条件式（１）
ｈ＝Ｌ×ｃｏｓ｛α＋ｓｉｎ^−１（ｎ／ｎ’）｝・・・（１）
が導かれる。

図４〜図６は、画角外の光と第一遮光部１２０ａとの関係を示す図である。図４〜図６の各図に示される光線は全て画角外の光である。像側プリズム１０８の入射面１０８ｃに対する画角外の光の入射角は、１７．６°（図４）、２１．０°（図５）、１５．０°（図６）である。図４〜図６の各図の（ａ）は第一遮光部１２０ａを配置した例を示し、各図の（ｂ）は第一遮光部１２０ａを配置しない例を示す。

図４の例によれば、第一遮光部１２０ａは、射出面１０８ｂで全反射する画角外の光を全て遮蔽する一方、反射面１０８ａに直接入射する画角外の光を遮蔽できない。しかし、反射面１０８ａに直接入射する画角外の光は、そもそも反射面１０８ａにおける反射角が大きくセンサ面２２の有効画素領域外に伝播するため、ゴーストやフレアとして現れない。

図５の例によれば、第一遮光部１２０ａは、射出面１０８ｂで全反射する画角外の光の一部及び反射面１０８ａに直接入射する画角外の光を遮蔽できない。しかし、射出面１０８ｂで全反射した画角外の光は、反射面１０８ａに対する入射角が小さいため、反射面１０８ａを透過してセンサ面２２の有効画素領域外に伝播する。反射面１０８ａに直接入射する画角外の光は、反射面１０８ａにおける反射角が大きいため、センサ面２２の有効画素領域外に伝播する。すなわち、第一遮光部１２０ａで遮蔽されない画角外の光は何れもセンサ面２２の有効画素領域に入射せず、ゴーストやフレアとして現れない。

図６の例によれば、第一遮光部１２０ａは、反射面１０８ａに直接入射する画角外の光の一部を遮蔽できない。しかし、反射面１０８ａに直接入射する画角外の光は、そもそも反射面１０８ａにおける反射角が大きくセンサ面２２の有効画素領域外に伝播するため、ゴーストやフレアとして現れない。

第二遮光部１２０ｂは、第一遮光部１２０ａと一体に形成されている。第二遮光部１２０ｂは、第一遮光部１２０ａをカバーガラス１１０に当て付く位置まで延ばした形状を有し、結像レンズ群１０６側から像側プリズム１０８とカバーガラス１１０との間のスペースに入射する光を遮蔽している。第二遮光部１２０ｂは、カバーガラス１１０に当て付く位置でカバーガラス１１０の入射面１１０ａ、側面１１０ｂと順に接触するように段差状に形成され、側面１１０ｂからカバーガラス１１０に入射する光を遮蔽している。第二遮光部１２０ｂは、入射面１１０ａ又は側面１１０ｂとの接触面においてカバーガラス１１０に接着されている。なお、本実施形態において遮光部材１２０の位置を固定するには第一遮光部１２０ａ又は第二遮光部１２０ｂの何れか一方が像側プリズム１０８又はカバーガラス１１０に接着されていれば足りる。また、第一遮光部１２０ａと第二遮光部１２０ｂは、一体形成品に限らず別個独立した部品としてもよい。

図７は、遮光部材１２０と光線Ｒ_１、Ｒ_２との関係を示す図である。図７に示されるように、第一遮光部１２０ａは、像側プリズム１０８の入射面１０８ｃに向かう光線Ｒ_１を遮蔽している。第二遮光部１２０ｂは、結像レンズ群１０６から像側プリズム１０８とカバーガラス１１０との間のスペースに直接入射する光線Ｒ_２を遮蔽している。遮光部材１２０を配置することにより、正規光をセンサ面２２の有効画素領域に入射させつつ光線Ｒ_１、Ｒ_２をはじめとする画角外の光を遮蔽することができる。そのため、画角外の光が被写体画像中にゴーストやフレアとして現れにくくなり画質の劣化が抑えられる。

次に、これまで説明した撮影装置１に組み込まれる撮影光学系１００の具体的数値実施例を３例説明し、比較例として従来の撮影光学系２００を３例説明する。各実施例１〜３の撮影光学系１００は、像側プリズム１０８より物体側の構成が共通であり、図１に示される通りである。従って、各実施例１〜３の構成図においては、重複した図示を避ける便宜上、像側プリズム１０８以降の光学構成のみを図示する。また、各比較例１〜３の撮影光学系２００は、像側プリズム２０８より物体側の構成が共通であり、図２に示される通りである。従って、各比較例１〜３の構成図においても、重複した図示を避ける便宜上、像側プリズム２０８以降の光学構成のみを図示する。

図８は、本発明の実施例１の撮影光学系１００の構成を示す図である。図８（ａ）は画角外の光の光路を示し、図８（ｂ）は正規光の光路を示す。図８（ａ）に示す画角外の光の入射面１０８ｃに対する入射角は１７．６°である。本実施例１の撮影光学系１００の具体的数値構成（設計値）は、表１に示される。表１において、Ｒ（単位：ｍｍ）は光学部材の各面の曲率半径を、Ｄ（単位：ｍｍ）は光軸ＡＸ上の光学部材厚又は光学部材間隔を、Ｎｄはｄ線（波長５８８ｎｍ）の屈折率を、それぞれ示す。本実施例１の表又は図面についての説明は、以降の各実施例又は比較例で提示される表又は図面においても適用する。また、何れの実施例及び比較例においても、結像レンズ群１０６、２０６は、焦点距離が８．６ｍｍであり、像側プリズム１０８、２０８で光路が屈折される断面（ＹＺ平面）内での最大像高が１．３８ｍｍである。

図９は、本発明の実施例２の撮影光学系１００の構成を示す。図９（ａ）は画角外の光の光路を示し、図９（ｂ）は正規光の光路を示す。図９（ａ）に示す画角外の光の入射面１０８ｃに対する入射角は１０．３°である。本実施例２の撮影光学系１００の具体的数値構成（設計値）は、表２に示される。表２中、面Ｎｏ．１〜１５は数値が表１と同一であるため、重複説明を避ける便宜上省略している。以降の実施例の表においても同様に省略する。

図１０は、本発明の実施例３の撮影光学系１００の構成を示す。図１０（ａ）は画角外の光の光路を示し、図１０（ｂ）は正規光の光路を示す。図１０（ａ）に示す画角外の光の入射面１０８ｃに対する入射角は１７．６°である。本実施例３の撮影光学系１００の具体的数値構成（設計値）は、表３に示される。

本実施例１〜３における条件式（１）の各符号の具体的数値は、次の表４に示す通りである。各実施例の第一遮光部１２０ａのＺ軸方向の長さは、高さｈと同一である。

（比較例１〜３）
図１１、１２、１３は順に、比較例１、２、３の撮影光学系２００の構成を示す。比較例１、２、３の撮影光学系２００の具体的数値構成（設計値）はそれぞれ、遮光部材１２０を有さない点を除き、本実施例１、２、３の撮影光学系１００と同一である。図１１〜図１３の各図に示される光線は全て画角外の光である。図１１、１２、１３に示す画角外の光の入射面１０８ｃに対する入射角はそれぞれ、図８（ａ）、図９（ａ）、図１０（ａ）と同一である。

（比較検証）
図１１〜図１３に示されるように、比較例１〜３の撮影光学系２００には遮光部材１２０が無い。そのため、射出面１０８ｂ、反射面１０８ａを順に全反射した画角外の光や、結像レンズ群２０６からカバーガラス２１０に直接入射した画角外の光がセンサ面２２の有効画素領域に入射する。よって、ゴーストやフレアによる画質の劣化が大きい。これに対して本実施例１〜３の撮影光学系１００では、上記画角外の光が遮光部材１２０によって遮蔽されるため、ゴーストやフレアが軽減して画質が改善する。

以上が本発明の実施形態の説明である。本発明は、上記の構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば物体側プリズム１０４は、光路を折り曲げる反射ミラーであってもよい。また、物体側プリズム１０４は、結像レンズ群１０６よりも物体側の位置に配置されていなくてもよい。物体側プリズム１０４は、例えば結像レンズ群１０６を構成する複数枚のレンズの間に配置されてもよい。

本実施形態では、第一遮光部１２０ａは、稜線ｅから高さｈまでの入射面１０８ｃ上の領域全てを遮蔽するサイズを有している。ここで、射出面１０８ｂ、反射面１０８ａを順に全反射してセンサ面２２の有効画素領域に入射する画角外の光は、主に、当該領域に入射する光である。そのため、当該領域を少なくとも一部遮蔽することにより、この種の画角外の光による画質の劣化が抑えられる。よって、別の実施形態では、第一遮光部１２０ａは、当該領域の一部だけを遮蔽するサイズを有したものであってもよい。

本実施形態において、遮光部材１２０は、稜線ｅから高さｈまでの入射面１０８ｃ上の領域に入射する画角外の光、結像レンズ群１０６側から像側プリズム１０８とカバーガラス１１０との間のスペースに入射する画角外の光、及びカバーガラス１１０の側面１１０ｂに入射する画角外の光を遮蔽する。遮光部材１２０は、これらの光を遮蔽する構成であればその設置位置は問われない。別の実施形態においては、遮光部材１２０を像側プリズム１０８又はカバーガラス１１０に接着せず、例えば結像レンズ群１０６の最も像側のレンズと像側プリズム１０８との間の何れかの位置に配置してもよい。

１ 撮影装置
１０ 筐体
２０ 撮影チップ
１００ 撮影光学系
１０８ 像側プリズム
１２０ 遮光部材

Claims (12)

1. 少なくとも１枚のレンズを有する結像レンズ群と、
   前記結像レンズ群を透過した光が入射する入射面と、該入射面から入射した光を反射する反射面と、該反射面を反射した光を所定位置に設置される撮像素子に向けて射出する射出面と、を有する像側プリズムと、
   前記入射面と前記射出面とがなす頂角の稜線から高さｈまでの該入射面上の少なくとも一部の領域を遮光する第一の遮光部材と、
   を有し、
   前記入射面と前記射出面の両面に直交する断面内における該射出面の長さをＬと定義し、該断面内における該射出面と前記反射面とがなす角度をαと定義し、前記像側プリズムの周囲の屈折率をｎと定義し、該像側プリズムの屈折率をｎ’と定義した場合に、次の条件（１）
   ｈ＝Ｌ×ｃｏｓ｛α＋ｓｉｎ^−１（ｎ／ｎ’）｝・・・（１）
   を満たすことを特徴とする撮影光学系。
2. 前記第一の遮光部材は、前記結像レンズ群の最も像側のレンズと前記像側プリズムとの間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の撮影光学系。
3. 前記第一の遮光部材は、前記入射面上に取り付けられていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の撮影光学系。
4. 前記射出面から射出された光を透過させる撮像素子用カバーガラスと、
   前記結像レンズ群から前記撮像素子用カバーガラスに前記像側プリズムを介さずに入射する光を遮蔽する第二の遮光部材と、
   を有することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の撮影光学系。
5. 前記第二の遮光部材は、前記像側プリズムと前記撮像素子用カバーガラスとの間のスペース又は前記結像レンズ群の最も像側のレンズと向かい合う該撮像素子用カバーガラスの側面の少なくとも一方と、該最も像側のレンズとの間に配置されたことを特徴とする、請求項４に記載の撮影光学系。
6. 前記第二の遮光部材は、前記側面に取り付けられていることを特徴とする、請求項５に記載の撮影光学系。
7. 前記第一の遮光部材と前記第二の遮光部材は、一体に形成されていることを特徴とする、請求項４から請求項６の何れか一項に記載の撮影光学系。
8. 前記反射面上に反射防止コート又は反射防止構造が施されていることを特徴とする、請求項１から請求項７の何れか一項に記載の撮影光学系。
9. 前記像側プリズムは、光路を略９０°折り曲げる直角プリズムであることを特徴とする、請求項１から請求項８の何れか一項に記載の撮影光学系。
10. 前記結像レンズ群を構成する少なくとも１枚のレンズを前記像側プリズムとの間に挟んで配置された物体側プリズムを有することを特徴とする、請求項１から請求項９の何れか一項に記載の撮影光学系。
11. 前記物体側プリズムは、光路を略９０°折り曲げる直角プリズムであることを特徴とする、請求項１０に記載の撮影光学系。
12. 請求項１から請求項１１の何れか一項に記載の撮影光学系と、
    前記結像レンズ群の結像面上にセンサ面が配置された撮像素子と、
    を有することを特徴とする撮影装置。

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