WO2006018885A1 - 結像光学系およびこれを搭載したカメラ - Google Patents

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WO2006018885A1
WO2006018885A1 PCT/JP2004/011920 JP2004011920W WO2006018885A1 WO 2006018885 A1 WO2006018885 A1 WO 2006018885A1 JP 2004011920 W JP2004011920 W JP 2004011920W WO 2006018885 A1 WO2006018885 A1 WO 2006018885A1
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WO
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optical
optical system
angle
angle deflection
photoelectric conversion
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Application number
PCT/JP2004/011920
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroshi Suzuki
Takao Endo
Shinsuke Shikama
Original Assignee
Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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Publication date
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Priority to PCT/JP2004/011920 priority Critical patent/WO2006018885A1/ja
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/04—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using prisms only
    • G02B17/045—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system using prisms only having static image erecting or reversing properties only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/08—Catadioptric systems
    • G02B17/0856—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors

Definitions

  • the present invention relates to an imaging optical system and a camera equipped with the imaging optical system, and more particularly to an imaging optical system suitable for mounting on a mobile phone and a device having a limited mounting space in the thickness direction. Is.
  • the CCD camera optical system is generally a system that obtains imaging performance by appropriately arranging lenses in the direction normal to the CCD light-receiving surface, but this system is recommended for thinning while ensuring high optical performance. There is a limit.
  • As an image forming optical system for solving such a problem for example, there is an optical system in which the optical path is expanded in the horizontal direction with respect to the CCD light receiving surface to ensure the degree of freedom of the optical system (for example, (See Patent Document 1).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-84200
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain an imaging optical system capable of achieving a reduction in thickness and a camera equipped with the imaging optical system.
  • At least two or more right-angle deflecting optical means for bending the optical path at a right angle are provided between the object and the photoelectric conversion element.
  • An optical element that forms an image of light from an object on the photoelectric conversion element is disposed between the right-angle deflection optical means or between the right-angle deflection optical means and the photoelectric conversion element side. This makes it possible to reduce the size and thickness of the imaging optical system.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an imaging optical system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing another example of the imaging optical system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an optical path when the prism and mirror of the imaging optical system according to Embodiment 1 of the present invention are used.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for realizing thinning of the imaging optical system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing an image formation state due to movement of a lens of the image forming optical system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a ray tracing result in a state where the prism folding of the imaging optical system according to the first embodiment of the present invention is linearly developed.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of lens data of the imaging optical system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing changes in optical specifications caused by lens movement of the imaging optical system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing numerical values of respective parts of the imaging optical system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a method for realizing a variable magnification optical system of an imaging optical system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view showing an imaging optical system according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram showing an optical path of a first right-angle prism of the imaging optical system according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram showing an imaging optical system according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing prisms with different reflecting surfaces of the imaging optical system according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 15 is a block diagram showing an example (No. 1) of focus adjustment of the imaging optical system according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 16 shows an example (No. 2) of focus adjustment of the imaging optical system according to Embodiment 5 of the present invention. It is a block diagram.
  • FIG. 17 is a configuration diagram showing an example (No. 3) of focus adjustment of the imaging optical system according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 18 is a configuration diagram showing an example (No. 4) of focus adjustment of the imaging optical system according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 19 is a structural diagram showing an example (No. 5) of focus adjustment of the imaging optical system according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 20 is a configuration diagram showing an example (No. 6) of focus adjustment of the imaging optical system according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 21 is a structural diagram showing an example (No. 7) of focus adjustment of the image forming optical system according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 22 is a structural diagram showing an example (No. 8) of focus adjustment of the imaging optical system according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 23 is a structural diagram showing an example (No. 9) of focus adjustment of the imaging optical system according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 24 is a block diagram showing an imaging optical system according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 25 is an explanatory diagram showing an optical path of a numerical example of the imaging optical system according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 is an explanatory diagram showing lens data of the imaging optical system according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a configuration diagram when a general optical system of an image forming optical system according to Embodiment 6 of the present invention is used.
  • FIG. 28 is a block diagram showing a camera according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 29 is a block diagram showing a configuration of a signal processing system of a camera according to Embodiment 8 of the present invention.
  • FIG. 30 is an explanatory diagram showing an imaging optical system according to Embodiment 9 of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an imaging optical system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the imaging optical system of the present embodiment includes a first right prism 1, a concave lens 2, a convex lens 3, a second right prism 4, and a third right prism 5 in the order in which light from an object passes.
  • the light receiving surface 6 is arranged.
  • the light receiving surface 6 can obtain the same effect even if it is a force S which is the light receiving surface of a CCD which is a photoelectric conversion element, or a photoelectric conversion element having a similar function, such as C1M0S.
  • the first right angle prism 1 which is an optical means, is used.
  • the first right-angle prism 1 can develop the optical path in a direction parallel to the light receiving surface 6 of the CCD.
  • the image of the object is formed on the light receiving surface 6 of the CCD by the concave lens 2 and the convex lens 3 which are optical elements arranged thereafter.
  • the second right-angle prism 4 and the third right-angle prism 5 which are right-angle deflection optical means secure the optical path necessary for image formation and serve to bend the optical path in an appropriate direction.
  • the first right-angle prism 1 is used as the right-angle deflection optical means, but a bending effect can be obtained even if a mirror that divides the optical path at a right angle is arranged.
  • FIG. 2 is a block diagram of the imaging optical system showing such a configuration.
  • Figure 3 shows the results of analyzing the optical path by the ray tracing by a computer when bent by the mirror 7 and when bent by the first right-angle prism 1 composed of an optical material with a refractive index of 1.7.
  • the left side of the drawing is a case where the optical path is bent by the first right-angle prism 1, and the vertical dimension of the drawing is K and the horizontal dimension of the drawing is L.
  • the right side of the paper is the case where the optical path is bent by the mirror 7, and the vertical dimension of the paper is ⁇ , and the horizontal dimension of the paper is ⁇ .
  • the dimension ⁇ in the vertical direction of the drawing of the first right-angle prism 1 is smaller
  • the horizontal dimension L of the mirror 7 is also smaller than the dimension N of the mirror 7 in the horizontal direction of the paper 7 in the horizontal direction. That is, it can be seen that the first right-angle prism 1 can be made small with a small space required for bending.
  • the refractive index of the first right-angle prism 1 can be appropriately selected according to the design conditions, but the space required for bending depends on the refractive index of the bent portion.
  • the dimensions required for bending are calculated according to Snell's law, it can be seen that it is possible to fold in a smaller space if an optical material with a high refractive index is used.
  • the optimum prism material condition for thinning is to use a material with a refractive index as high as possible.
  • the second right-angle prism 4 and the third right-angle prism 5 are also suitable to be bent with a force prism that can replace the bending effect with a mirror.
  • using optical materials with different refractive indexes of the prisms constituting the optical system also has a significant effect on the construction.
  • Figure 4 shows that the thinning can be optimized by bending the optical path at a right angle.
  • FIG. 4 in order to simplify the explanation, in FIG. 4, the concave lens 2 and the convex lens 3 are omitted, the second right-angle prism 4 is also omitted, and the first right-angle prism 1 and the third right-angle prism 5 are used.
  • An example using a right-angle prism will be described. By imposing a constant interval between the two prisms, a state in which concave lens 2, convex lens 3 and second right-angle prism 4 are inserted is simulated.
  • FIG. 4 (a) is a diagram showing a case where the CCD is bent at right angles to the normal direction of the light receiving surface 6 of the CCD.
  • the optical path is developed in parallel with the light receiving surface 6 of the CCD by the first right-angle prism 1 and the third right-angle prism 5.
  • T 1 be the thickness of the imaging optical system at this time.
  • the example shown in (b) of FIG. 4 is a case where the optical path after being bent by the prism 8 is inclined downward from the direction perpendicular to the normal direction of the light receiving surface 6 of the CCD. That is, the prism 8 and the prism 9 are not prisms that bend the optical path at a right angle. For this reason, The thickness T2 of the optical system determined by rhythm 8 and prism 9 is larger than T1 in Fig. 4 (a).
  • the optical path after being bent by the prism 10 is inclined upward from the direction perpendicular to the normal direction of the light receiving surface 6 of the CCD. That is, also in this case, the prism 10 and the prism 11 are not prisms that bend the optical path at a right angle. For this reason, the thickness T3 of the optical system determined by the prism 10 and the prism 11 is larger than T1 in FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of an imaging state caused by the movement of the lens.
  • FIG. 1 there is a space between the first right-angle prism 1 and the second right-angle prism 4, and the concave lens 2 and the convex lens 3 are arranged here.
  • a similar space is provided between the second right-angle prism 4 and the third right-angle prism 5.
  • the space between the second right-angle prism 4 and the third right-angle prism 5 is, as shown in FIG. 5, a convex lens 3 (between the first right-angle prism 1 and the second right-angle prism 4 ( This is ensured assuming that the left side of the paper in Fig. 5 slides and is inserted into this space (the right side of the paper in Fig. 5).
  • the second right-angle prism 4 has both an effect of expanding the optical path two-dimensionally and an effect of adjusting the optical path position so that the optical path exists at the position where the lens force S slides.
  • the telephoto imaging optical system is located on the right side in FIG.
  • a wide-angle imaging optical system is realized by the movement of the convex lens 3.
  • the configuration shown in FIG. 1 has a simple lens configuration for explanation, but the number of lenses can be increased or decreased according to the target optical performance. For example, if necessary, add a lens near concave lens 2 and convex lens 3, or connect it in front of first right-angle prism 1. A lens for adjusting the image state may be provided. Similarly, a lens may be provided between the third right-angle prism 5 and the light receiving surface 6 of the CCD. That is, optical elements such as a concave lens 2 and a convex lens 3 may be arranged on the object side from the first right-angle prism 1 or on the light-receiving surface 6 side from the third right-angle prism 5.
  • Figure 6 shows the results of ray tracing with the prism bent in a straight line.
  • FIG. 6 (a) shows the telephoto state, and (b) shows the wide-angle state.
  • a convex lens 12 is added to improve the optical performance.
  • a microlens is installed on each pixel on the CCD light receiving surface 6 to improve the light receiving efficiency of the pixels that make up the CCD. It is necessary to enter in the direction close to the normal direction of the light-receiving surface 6 of.
  • the present numerical example it can be seen from the result of ray tracing shown in FIG. 6 that the light incident on the light receiving surface 6 of the CCD is incident in a direction close to the normal direction of the light receiving surface 6 of the CCD.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of lens data.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing changes in optical specifications due to lens movement.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of the imaging optical system in the present numerical example, where (a) is a front view and (b) is a side view.
  • the thickness of the non-zoom imaging optical system is limited to around 1.3 due to the limitations on the angle of incidence of light on the CCD described above. Therefore, it can be seen that the imaging optical system of the present numerical example can realize a thickness and thickness that cannot be realized by a normal optical system.
  • At least two or more right-angle deflection optical means that bend an optical path at a right angle between the object and the photoelectric conversion element, and these right-angle deflection optical means Between the right-angle deflection optical means and at least one of the right-angle deflection optical means and the photoelectric conversion element side. Light from the object is applied to the photoelectric conversion element. Since the imaging optical system is provided, the imaging optical system can be reduced in size and thickness.
  • the right-angle deflection optical means is composed of at least three surfaces, ie, a light incident surface, an internal reflection surface, and a light output surface, and the space between these surfaces is filled with an optical material. Since it is made up of prisms, there is an effect that it can be made smaller and thinner.
  • the traveling direction of light from an object incident in parallel to the optical axis direction of the imaging optical system and the normal direction of the light receiving surface of the photoelectric conversion element are parallel to each other. Since the right angle deflection optical means is arranged, even if the length of the light receiving surface of the photoelectric conversion element in the normal direction is short, the optical path length can be increased, and therefore the thickness of the light receiving surface in the normal direction can be reduced. it can.
  • variable magnification optical system is configured by being arranged in the optical path of the system, it is possible to realize a reduction in thickness and also to realize a variable magnification optical system.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a method for realizing a variable magnification optical system of an imaging optical system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the first embodiment shows a force S that realizes zooming by sliding the convex lens 3
  • the second embodiment shows a configuration that realizes zooming by rotating the lens and the prism integrally.
  • a portion surrounded by a broken line in the drawing is a portion that rotates integrally, and rotates around a rotation axis indicated by a one-dot chain line.
  • An appropriate method may be selected in accordance with the dimensional condition to which the optical system is applied, as to whether the zooming by the mechanism as in the first embodiment or the zooming by the mechanism as in this embodiment is adopted.
  • a part of the optical element disposed in the optical path bent by the right-angle deflection optical means and the right-angle deflection optical means rotate integrally, and are adjacent to each other. Since the variable magnification optical system is configured by being arranged in the optical path of the same imaging optical system, a reduction in thickness and realization of the variable magnification optical system are achieved, and a part of the optical element and the right angle deflection optical means are provided. Since the variable magnification optical system can be realized simply by rotating the lens, the structure can be simplified. [0031] Embodiment 3.
  • FIG. 11 is a perspective view of an imaging optical system according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the imaging optical system of the present embodiment includes a first right-angle prism 13, a concave lens 2, a convex lens 3, and a second right-angle prism 4 having curved surfaces on the light incident surface and light exit surface in the order in which light from the object passes.
  • the third right-angle prism 5 and the light receiving surface 6 of the CCD are arranged in this order.
  • the same reference numerals as those in the first embodiment are the same.
  • a configuration in which a curved surface is provided on the first right-angle prism 1 to obtain a wider field of view is shown.
  • This embodiment is the same as the first embodiment in that the convex lens 3 can slide to realize an imaging optical system in two states, telephoto and wide-angle. It is characterized by having curved surfaces on the light entrance and exit surfaces. In order to explain the optical action of this prism, only the first right-angle prism 13 is extracted and the optical path passing through the prism is shown in FIG.
  • the parallel light incident on the first right-angle prism 13 is spread by the prism incident surface 14 and becomes divergent light, but is reflected by the reflecting surface 15 inside the prism, and then is emitted from the prism. 16 again returns to parallel light.
  • the first right-angle prism 13 is a force that expands the diameter of light without changing the parallelism of light.
  • An optical system with this function is called a focal optical system or telescope, and is connected after this optical system. It is known as an optical system that adjusts the focal length of the imaging optical system according to a ratio called magnification.
  • magnification M of the afocal system, the incident light beam diameter Di, and the outgoing light beam diameter Do is expressed by the following equation.
  • the focal length ft (hereinafter referred to as the combined focal length) of the connected optical system is expressed by the following equation.
  • the magnification is 1 or less.
  • the combined focal length becomes smaller than the focal length of the optical system after the prism.
  • a reduction in focal length means a wide-angle optical system, and an optical element having such an effect is generally called a wide converter.
  • a wide converter function can be provided by setting the entrance surface and the exit surface that constitute the movement to curved surfaces with appropriate curvature.
  • the imaging optical system can be designed without depending on the optical design of the wide converter, if a wide angle is not required, the specification can be changed by using a right-angle prism without a curved surface as appropriate. Easy to do.
  • an optical system that emits parallel light and emits parallel light has the advantage of less deterioration in imaging performance depending on the installation position, so that assembly adjustment is easy, and the accuracy of the mounting mechanism is moderate when attaching and detaching. There are advantages such as being able to be set.
  • At least one of the surfaces constituting the right-angle deflection optical means is constituted by a curved surface.
  • the light incident surface and the light emission surface are formed by curved surfaces, and the right-angle deflection optical means is used as the imaging optical.
  • the right-angle deflection optical means is used as the imaging optical.
  • another perpendicular deflection optical means and optical element are installed between this perpendicular deflection optical means and the photoelectric conversion element.
  • FIG. 13 shows a configuration in which a third right-angle prism 17 having a different curvature radius in the two orthogonal directions is provided.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing prisms with different reflecting surfaces.
  • the curvature radius of the reflecting surface in the right-angle deflection optical means is configured to be different in two orthogonal directions, so that the field curvature and astigmatism are reduced. There is an effect that good imaging performance can be obtained by correcting.
  • Embodiment 5 shows a method for realizing focus adjustment.
  • FIG. 15 shows a configuration for adjusting the focus by moving only the second right-angle prism 4.
  • the optical path length between the concave lens 2 and the convex lens 3 and the light receiving surface 6 of the CCD is changed.
  • the light receiving surface 6 of the CCD can be installed at the focus position of the concave lens 2 and the convex lens 3 that have changed as the distance to the object to be photographed has changed.
  • the second right-angle prism moves in a direction perpendicular to the paper surface.
  • the tolerance for rotation with a certain axial force S and the movement in the direction parallel to the paper surface and perpendicular to the paper surface are very loose. With this, the degradation of imaging performance can be extremely reduced.
  • FIG. 16 shows a configuration in which the convex lens 3 and the second right-angle prism 4 move in a body.
  • FIG. 17 shows a configuration in which the concave lens 2, the convex lens 3 and the second right-angle prism 4 move in a body.
  • FIG. 18 shows a configuration in which the first right-angle prism 1 and the concave lens 2 are moved in a body.
  • FIG. 19 shows a configuration in which the first right-angle prism 1, the concave lens 2 and the convex lens 3 move in a body.
  • Figure 20 shows the first right-angle prism 1, concave lens 2, convex lens 3 and second right-angle prism 4. It is a configuration that moves with the body.
  • the configuration shown in FIG. 17 is a configuration in which the first right-angle prism 1 and the concave lens 2 are separated from each other, because light diverges when separated from the lens. It is necessary to reduce the amount of light.
  • the concave lens 2 and the first right-angle prism 1 move away from each other or as a unit, so that the prism can always be placed close to the lens. Therefore, the amount of peripheral light can be secured and the prism can be miniaturized.
  • FIG. 15 and FIG. 20 described above is for adjusting the focus by moving the prism, but of course, a configuration similar to the conventional focus adjustment is also possible.
  • Fig. 2 1 is shown in Fig. 23.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram showing focus adjustment of only the convex lens 3.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram showing focus adjustment of only the concave lens 2.
  • FIG. 23 is an explanatory diagram showing focus adjustment by movement of the concave lens 2 and the convex lens 3 integrated.
  • the force S called a macro is a function for focusing on an object close to the imaging optical system, which is an extreme example of focus adjustment, and can be realized by increasing the moving distance in each configuration.
  • the right-angle deflection optical means alone or a part of the optical element arranged in the optical path and the right-angle deflection optical means move together to adjust the focus. Since this is done, it is possible to achieve focus adjustment with a simple configuration while achieving a thin profile.
  • FIG. 24 is a configuration diagram showing the imaging optical system of the present embodiment.
  • a first right-angle prism 19, a concave lens 20, a convex lens 21, a second right-angle prism 22, and a light receiving surface 6 are arranged in the order in which light from an object passes. That is, the first right-angle prism 19 and the second right-angle prism 22 are right-angle deflection optical means that bend the optical path at right angles, respectively, and the concave lens 20 and the convex lens 21 are those first lenses. It is an optical element that is provided between the right-angle prism 19 and the second right-angle prism 22, and forms an image of light from the object on the light receiving surface 6 of the CCD, which is a photoelectric conversion element.
  • the concave lens 20 and the convex lens 21 can move freely between the prisms, so that continuous zooming is possible.
  • FIG. 24 shows the imaging optical system in the wide-angle state and (b) shows the telephoto state. Further, by further widening the distance between the first and second right-angle prisms 19 and 22, a higher zoom magnification can be obtained.
  • FIG. 25 is a ray tracing result showing the present embodiment, where (a) shows the imaging optical system in the telephoto state and (b) shows the wide-angle state.
  • FIG. 26 is an explanatory diagram of the lens data.
  • the first right-angle prism 23 has the function of the wide converter shown in the third embodiment, and can be changed to a right-angle prism composed of a plane according to the request for the angle of view.
  • FIG. 27 is an explanatory diagram of an imaging optical system in which a mirror is used as the right-angle deflection optical means and a general optical system is disposed between the mirrors.
  • FIG. 27A shows the optical path as a straight line
  • FIG. 27B shows an actual configuration in which the optical path is bent at right angles by mirrors 24 and 25.
  • a concave lens 26, a convex lens 27, and a concave lens 28 are arranged in order from the object side.
  • 29a and 29b indicate bending positions (positions of the mirrors 24 and 25 in FIG. 27B).
  • two right-angle deflecting optical means for bending the optical path at a right angle are provided between the object and the photoelectric conversion element, and the object side of these right-angle deflecting optical means is provided on the object side. Since an optical element that forms an image of light from an object on the photoelectric conversion element is provided between the right-angle deflection optical means and at least one of the right-angle deflection optical means and the photoelectric conversion element side, the minimum With the configuration, the imaging optical system can be thinned.
  • the optical element disposed between the right-angle deflection optical means moves in the optical axis direction to constitute the variable magnification optical system, the optical element is It is possible to move freely between the directional optical means, and therefore there is an effect that continuous zoom is possible
  • FIG. 28 is a configuration diagram showing a mobile phone with a camera function as an example of the camera of the seventh embodiment.
  • the mobile phone of the present embodiment is connected to the operation unit housing 101 and the display unit housing 102 with a force S hinge, and the display unit housing 102 is connected to the operation surface of the operation unit housing 101.
  • the display surface is configured to be rotatable so that it can be reversed.
  • the configuration of any of the imaging optical systems described in the first embodiment and the fifth embodiment is stored.
  • a convex lens 3 and a second right-angle prism 4 are stored in the operation unit casing 101
  • a first right-angle prism 1, a concave lens 2, and a third lens are stored in the display unit casing 102.
  • Right angle prisms 5 are provided.
  • the centers of these imaging optical systems are equidistant from the optical path between the first right-angle prism 1 and the second right-angle prism 4 and the optical path between the second right-angle prism 4 and the third right-angle prism 5.
  • the straight line is the center of rotation.
  • the operation unit casing 101 is provided with an operation button 103.
  • the display housing 102 has a main display 104 on one side and a sub-display 105 on the other side.
  • the imaging optical system captures the one in the same direction that the operator can see.
  • the imaging optical system is configured to be in a telephoto state so that the object can be enlarged.
  • the display unit housing 102 is twisted with respect to the operation unit housing 101, the incident surface of the imaging optical system is directed toward the operator (the state shown on the right side in FIG. 28). In this case, the image forming optical system is in a wide-angle state because it is mainly to take a picture of itself and its surroundings while looking at the sub display 105.
  • the first right-angle prism 1 and the concave lens 2 installed here are configured so as to correspond to the use state shown above.
  • the third right-angle prism 5 is twisted with respect to the convex lens 3 and the second right-angle prism 4. Therefore, in the state shown on the left side of FIG. 28, the concave lens 2 and the convex lens 3 are arranged in the telephoto state close to each other. In FIG. 28, the concave lens 2 and the convex lens 3 are separated in the state shown on the right side of the paper. A state of being arranged in a wide angle state is realized.
  • the method of rotating the convex lens 3 and the second right-angle prism 4 does not depend on the structure interlocking with the twist of the casing as described above, and for example, the convex lens 3 and the second right-angle prism 4 are stored. If a projection is attached to the operation unit housing 101 and this is operated by hand or electrically operated, it is possible to use the method described above.
  • the method of sliding the convex lens 3 may be a method of providing a projection on the operation unit housing 101 for storing the convex lens 3 and sliding it by hand, or a method of operating it electrically.
  • the method of moving the convex lens 3 in the optical axis direction can also be realized by providing a projection on the operation unit casing 101 and moving it by hand or electricity.
  • the convex lens 3 and the second right-angle prism 4 are housed in the operation section housing 101, and the first right-angle prism 1, the concave lens 2, and the third lens are housed in the display section housing 102.
  • the right-angle prism 5 in which the retracted force is stored is not limited to this, but may be in another retracted state.
  • At least two or more are provided between the object and the photoelectric conversion element, and the right-angle deflecting optical means for bending the optical path at a right angle, and these An optical element provided on at least one of the object side of the right-angle deflection block, between the right-angle deflection blocks, and on the photoelectric conversion element side from the right-angle deflection block; and an optical element for mapping light from the object to the photoelectric conversion element;
  • These right-angle deflection optical means and optical elements are housed and provided with two housings that are configured to be rotatable. By rotating one of these housings, it is arranged between the right-angle deflection blocks. Since the optical element thus moved moves in the optical axis direction to configure the variable magnification optical system, the variable magnification optical system can be realized with a simple configuration while realizing a thin camera. In addition, there is an effect that continuous zoom is possible.
  • At least two or more right-angle deflecting optical means for bending the optical path at a right angle are provided between the object and the photoelectric conversion element, and the object side of these right-angle deflection blocks.
  • An optical element provided on at least one of the optical elements that forms an image of light from an object on a photoelectric conversion element; and two housings configured to accommodate the right-angle deflection optical means and the optical element and are configured to be rotatable.
  • variable magnification optical system By rotating either one of the housings, a part of the optical element arranged in the optical path bent by the right-angle deflection optical means moves in the direction perpendicular to the optical axis, and the adjacent identical image formation Since the variable magnification optical system is configured by being arranged in the optical path of the optical system, the variable magnification optical system can be realized with a simple configuration while realizing a thin camera.
  • At least two or more right-angle deflecting optical means for bending the optical path at a right angle are provided between the object and the photoelectric conversion element, and the object side of these right-angle deflection blocks.
  • An optical element provided between at least one of the right-angle deflection blocks and on the photoelectric conversion element side of the right-angle deflection block, and forms an image of light from an object on the photoelectric conversion element, and the right-angle deflection optical means and the optical element.
  • an optical element disposed in the optical path bent by the right-angle deflection optical means by rotating one of the two casings.
  • a part of the lens and the right-angle deflection optical means rotate together and are arranged in the optical path of the same imaging optical system adjacent to form a variable magnification optical system. While It is possible to realize a variable magnification optical system with a simple configuration. Further, if a part of the optical element and the right-angle deflection optical means are configured to be housed in one casing, there is an effect that a zooming optical system can be easily realized by rotating the casing.
  • the zooming optical system is configured so that the housing is rotated so that the wide angle is obtained when the object is an operator and the telephoto lens is telephoto when the object is other than the operator. Since it is configured, for example, an effect that the operability can be improved in a camera such as a mobile phone with a camera function, which is also photographed by the operator himself / herself.
  • Embodiment 7 since the camera of Embodiment 7 is applied to a mobile phone, it is possible to realize a thin mobile phone with a camera function, a high image quality, and a configuration with a variable magnification optical system.
  • the optical axis of the imaging optical system is set to be perpendicular to the operation surface and display surface. Therefore, with this configuration In this case, the length that can be taken as the optical path length of the imaging optical system is determined by the thickness of the mobile phone.
  • a mobile phone with dimensional constraints is obtained by using an imaging optical system in which a plurality of right-angle deflection optical means are used and the optical path is bent at a right angle. Therefore, the optical path length is sufficiently long and the zoom function can be mounted.
  • the light-receiving surface 6 can be installed in a direction parallel to the operation surface and display surface of the housing, so the degree of freedom in size is relatively high. Can do.
  • the present invention is not limited to this and can be applied to, for example, a digital camera and various camera-embedded devices. .
  • a great effect can be obtained by application to a device having a thin casing.
  • FIG. 29 is a block diagram showing the configuration of the signal processing system of the camera in the eighth embodiment.
  • the configuration of the signal processing system includes an imaging optical system 201, a photoelectric conversion unit 202, an image processing unit 203, It comprises display means 204 and storage means 205.
  • the imaging optical system 201 is an optical system having one of the configurations of the first embodiment and the sixth embodiment. That is, the imaging optical system includes a first right-angle prism 1, a concave lens 2, a convex lens 3, a second right-angle prism 4, a third right-angle prism 5, and a light receiving surface 6 of the CCD.
  • the photoelectric conversion means 202 is a photoelectric conversion means for acquiring the light received by the CCD as an image.
  • the image processing unit 203 is based on the image signal converted by the photoelectric conversion unit 202. And means for performing various image processing. For example, the distortion characteristics of the optical system may differ between the telephoto state and the wide-angle state. In this case, the image processing unit 203 corrects the distortion based on the distortion information of the imaging optical system 201 recorded in advance. , Perform the above process.
  • the display unit 204 is a processing unit including a display for displaying the image processed by the image processing unit 203.
  • the storage unit 205 is a storage unit for storing information such as distortion data of the imaging optical system 201.
  • the distortion information of the imaging optical system 201 is information unique to the optical system
  • the distortion data created based on the design result or evaluation result of the imaging optical system 201 is recorded in the storage unit 205.
  • the image processing means 203 can appropriately read out the data when it is processed.
  • the mobile phone as shown in the embodiment 7 has a communication means for transmitting the image signal subjected to the signal processing, the configuration of the communication processing and the like are publicly known. Therefore, the description here is omitted.
  • the signal processing system of the camera is configured by the photoelectric conversion unit, the image processing unit, the display unit, and the storage unit, the object image is displayed.
  • the configuration can be realized.
  • FIG. 30 is a configuration diagram of the imaging optical system in the ninth embodiment.
  • the illustrated configuration shows an imaging optical system that can image an object in the direction opposite to the normal direction of the light receiving surface 6 of the CCD.
  • This structure can be realized by simply rotating the direction of the first right angle prism 1 by 180 degrees in the optical system of the first embodiment.
  • the first right angle prism 29 in the figure shows this. Since the configuration after the first right-angle prism 29 does not need to be changed, it can be realized very easily. It is also possible to capture an object perpendicular to the direction of the light receiving surface 6 of the CCD by rotating the prism 90 degrees. That is, it is possible to easily realize a configuration that captures an object in the lateral direction.
  • the direction of the first right-angle prism 29 can be a direction other than the normal direction of the light-receiving surface 6. It is possible to realize a configuration capable of photographing, and therefore, there is an effect that is not affected by the shape of equipment incorporated as a camera.
  • the imaging optical system according to the present invention and the camera equipped with the imaging optical system constitute an optical system that forms an image of light from an object on a photoelectric conversion element, and are mounted on a mobile phone. Suitable for use with cameras.

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Abstract

　物体と受光面６との間に、光路を直角に曲げる少なくとも２つ以上の直角偏向光学手段を設ける。これらの直角偏向手段の間に凹レンズ２や凸レンズ３を設け、物体からの光を受光面６に結像させる。

Description

明 細 書
結像光学系およびこれを搭載したカメラ
技術分野
[0001] この発明は、結像光学系およびこれを搭載したカメラに関し、特に、携帯電話といつ た実装スペースの厚さ方向に制限のある機器への搭載に適した結像光学系に関す るものである。
背景技術
[0002] 今日、携帯電話とレ、つた小型の電子機器に CCDカメラが搭載されてレ、る。このよう に小型の電子機器には搭載するスペースに制約があるため、搭載する CCDカメラに は小型化、薄型化が求められる傾向にある。
CCDカメラの光学系は CCD受光面と法線方向にレンズを適宜配置して結像性能 を得る方式が一般的であるが、高い光学性能を確保しながら薄型化をすすめるため にはこの方式は限界がある。このような問題を解決するための結像光学系として、例 えば、 CCD受光面と水平方向に光路を展開することにより光学系の自由度を確保す るようにしたものがあった (例えば、特許文献 1参照）。
[0003] 特許文献 1 :特開 2003— 84200号公報
[0004] しかしながら、上記従来の結像光学系では、一方のプリズム内部反射面を 2面持ち 、内部で光が 2回以上反射する構成のため、そのプリズムの厚みが増加し、更に、各 反射面が干渉しない配置にするには厚み方向にプリズムが大型化する必要があり、 このような点から結像光学系の薄型化への妨げになっていた。
[0005] この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、薄型化を達成する ことのできる結像光学系およびこれを搭載したカメラを得ることを目的とする。
発明の開示
[0006] この発明に係る結像光学系は、物体と光電変換素子との間に、光路を直角に曲げ る直角偏向光学手段を少なくとも 2つ以上設け、これらの直角偏向光学手段の物体 側や直角偏向光学手段間、または、直角偏向光学手段より光電変換素子側に、物 体からの光を光電変換素子に結像する光学素子を配置したものである。 [0007] このことによって、結像光学系として小型化、薄型化を図ることができる。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]この発明の実施の形態 1による結像光学系を示す構成図である。
[図 2]この発明の実施の形態 1における他の例の結像光学系を示す構成図である。
[図 3]この発明の実施の形態 1による結像光学系のプリズムとミラーを用いた場合の光 路を示す説明図である。
[図 4]この発明の実施の形態 1による結像光学系の薄型化の実現方法の説明図であ る。
[図 5]この発明の実施の形態 1による結像光学系のレンズの移動による結像状態を示 す説明図である。
[図 6]この発明の実施の形態 1による結像光学系のプリズム折り曲げを直線的に展開 した状態の光線追跡結果を示す説明図である。
[図 7]この発明の実施の形態 1による結像光学系のレンズデータの一例を示す説明 図である。
[図 8]この発明の実施の形態 1による結像光学系のレンズ移動による光学諸元の変化 を示す説明図である。
[図 9]この発明の実施の形態 1による結像光学系の各部の数値を示す説明図である。
[図 10]この発明の実施の形態 2による結像光学系の変倍光学系の実現方法を示す 説明図である。
[図 11]この発明の実施の形態 3による結像光学系を示す斜視図である。
[図 12]この発明の実施の形態 3による結像光学系の第一の直角プリズムの光路を示 す説明図である。
[図 13]この発明の実施の形態 4による結像光学系を示す構成図である。
[図 14]この発明の実施の形態 4による結像光学系の異なる反射面のプリズムを示す 説明図である。
[図 15]この発明の実施の形態 5による結像光学系のピント調整の一例（その 1)を示す 構成図である。
[図 16]この発明の実施の形態 5による結像光学系のピント調整の一例（その 2)を示す 構成図である。
[図 17]この発明の実施の形態 5による結像光学系のピント調整の一例（その 3)を示す 構成図である。
[図 18]この発明の実施の形態 5による結像光学系のピント調整の一例（その 4)を示す 構成図である。
[図 19]この発明の実施の形態 5による結像光学系のピント調整の一例（その 5)を示す 構成図である。
[図 20]この発明の実施の形態 5による結像光学系のピント調整の一例（その 6)を示す 構成図である。
[図 21]この発明の実施の形態 5による結像光学系のピント調整の一例（その 7)を示す 構成図である。
[図 22]この発明の実施の形態 5による結像光学系のピント調整の一例（その 8)を示す 構成図である。
[図 23]この発明の実施の形態 5による結像光学系のピント調整の一例（その 9)を示す 構成図である。
[図 24]この発明の実施の形態 6による結像光学系を示す構成図である。
[図 25]この発明の実施の形態 6による結像光学系の数値実施例の光路を示す説明 図である。
[図 26]この発明の実施の形態 6による結像光学系のレンズデータを示す説明図であ る。
[図 27]この発明の実施の形態 6による結像光学系の一般光学系を用いた場合の構 成図である。
[図 28]この発明の実施の形態 7によるカメラを示す構成図である。
[図 29]この発明の実施の形態 8によるカメラの信号処理系の構成を示すブロック図で ある。
[図 30]この発明の実施の形態 9による結像光学系を示す説明図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形 態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態 1.
図 1はこの発明の実施の形態 1による結像光学系を示す斜視図である。
[0010] 本実施の形態の結像光学系は、物体からの光の通過する順に、第一の直角プリズ ム 1、凹レンズ 2、凸レンズ 3、第二の直角プリズム 4、第三の直角プリズム 5、受光面 6 が配置されている。受光面 6は光電変換素子である CCDの受光面である力 S、同様の 機能を有する光電変換素子、例えば C一 M〇S等であっても同様の効果が得られるも のである。
[0011] 図 1の構成では、 CCDの受光面 6と法線方向にある物体からの光を、 CCDの受光 面 6の受光方向、即ち受光面の法線方向に対して直角に折り曲げるために直角偏向 光学手段である第一の直角プリズム 1を用いている。この第一の直角プリズム 1により 光路を CCDの受光面 6と平行な方向に展開することができる。その後に配置される 光学素子である凹レンズ 2および凸レンズ 3によって物体の像を CCDの受光面 6上 に結像する。直角偏向光学手段である第二の直角プリズム 4および第三の直角プリ ズム 5は結像に必要な光路を確保し、かつ適切な方向に光路を曲げる役割をしてい る。
[0012] 本実施の形態では、直角偏向光学手段として、第一の直角プリズム 1を使用してい るが、光路を直角にまげるミラーを配置しても折り曲げ効果が得られる。
図 2は、このような構成を示す結像光学系の構成図である。
しかし、第一の直角プリズム 1を用いることで、ミラー 7よりも小さいスペースで光路を 直角に曲げることが可能である。ミラー 7で折り曲げた場合と屈折率 1. 7の光学材料 で構成した第一の直角プリズム 1で折り曲げた場合の光路を計算機による光線追跡 にて解析した結果を図 3に示す。
[0013] 図 3において、紙面左側は第一の直角プリズム 1で光路を折り曲げた場合であり、 紙面上下方向寸法が K、紙面左右方向寸法が Lである。一方、紙面右側はミラー 7で 光路を折り曲げた場合であり、紙面上下方向寸法が Μ、紙面左右方向寸法が Νであ る。
[0014] 図 3から明らかなように、第一の直角プリズム 1の紙面上下方向の寸法 Κの方が、ミ ラー 7の紙面上下方向の寸法 Mより小さぐ左右方向も第一の直角プリズム 1の紙面 左右方向の寸法 Lの方が、ミラー 7の紙面左右方向の寸法 Nより小さい。つまり、第一 の直角プリズム 1が折り曲げに必要なスペースが小さぐ小型にできることがわかる。 第一の直角プリズム 1の屈折率は設計条件に応じて適宜選択できるが、折り曲げに 必要なスペースは折り曲げ部分の屈折率に依存する。スネルの法則に則って折り曲 げに必要な寸法を計算すると、高い屈折率の光学材料を用いれば、より小さいスぺ ースで折り曲げることが可能なことがわかる。つまり、薄型化に最適なプリズム材料の 条件とは可能な限り屈折率の高い材料で構成することにある。
尚、第二の直角プリズム 4および第三の直角プリズム 5も上記同様、ミラーで折り曲 げ効果が代替できる力 プリズムで折り曲げることが適していることは明らかである。ま た設計の尤度を広げるためにも、光学系を構成する各プリズムの屈折率が異なる光 学材料を用いることも構成上大きな効果を有する。
[0015] 次に、本実施の形態における薄型化の最適化について説明する。
図 4は、光路を直角に折り曲げることにより薄型化の最適化ができることを示すもの である。
図中、説明を簡略化するため、図 4では凹レンズ 2、凸レンズ 3を省き、かつ、第二 の直角プリズム 4も省略し、第一の直角プリズム 1および第三の直角プリズム 5の 2個 の直角プリズムを使用した例で説明する。 2個のプリズムに一定間隔を与えることで 凹レンズ 2、凸レンズ 3および第二の直角プリズム 4が挿入された状態を模擬している
[0016] 図 4における（a)は、 CCDの受光面 6の法線方向に対して直角に折り曲げた場合を 示す図である。
第一の直角プリズム 1および第三の直角プリズム 5によって光路が CCDの受光面 6 に並行に展開されている。図 4の（a)に示すように、このときの結像光学系の厚さを T 1とする。
図 4の（b)に示す例は、プリズム 8によって折り曲げられた後の光路が CCDの受光 面 6の法線方向と直角な方向より紙面下方に傾いている場合である。即ち、プリズム 8 およびプリズム 9は、光路を直角に曲げるプリズムではない場合である。このため、プ リズム 8およびプリズム 9で決まる光学系の厚さ T2は、図 4の（a)の T1より大きくなつて いる。
[0017] また、図 4の（c)では、プリズム 10によって折り曲げられた後の光路が CCDの受光 面 6の法線方向と直角な方向より紙面上方に傾いている。即ち、この場合も、プリズム 10およびプリズム 11は、光路を直角に曲げるプリズムではない場合である。このため プリズム 10およびプリズム 11で決まる光学系の厚さ T3は図 4の（a)の T1より大きくな つている。
[0018] 光路が紙面上方に傾くことにより光学系の厚さが増加する状態は、従来例で示した 特許文献 1においても認められることである。これらの定性的な検討から、 CCDの入 射面と直角でなレ、折り曲げでは直角折り曲げより厚くなることが容易に理解できる。
[0019] 次に結像状態に関係するレンズ構成について説明する。
図 5は、レンズの移動による結像状態の説明図である。
図 1の構成では第一の直角プリズム 1と第二の直角プリズム 4の間に空間があり、こ こに凹レンズ 2および凸レンズ 3が配置されている。また、同様の空間が第二の直角 プリズム 4と第三の直角プリズム 5の間に設けられている。この第二の直角プリズム 4と 第三の直角プリズム 5の間の空間は、図 5に示すように、第一の直角プリズム 1と第二 の直角プリズム 4の間に配置されていた凸レンズ 3 (図 5中、紙面左側の状態）がスラ イドしてこの空間に挿入される（図 5中、紙面右側の状態）ことを想定して確保された ものである。
[0020] 第二の直角プリズム 4は、光路を 2次元的に展開する効果とレンズ力 Sスライドした位 置に光路が存在するよう、光路位置を調整する効果を併せ持つている。光学的には 図 5中の紙面左側に示すように第一の直角プリズム 1と第二の直角プリズム 4間に凸 レンズ 3があるときは望遠の結像光学系、図 5中の紙面右側に示すように、第二の直 角プリズム 4と第三の直角プリズム 5の間にあるときは広角の結像光学系を凸レンズ 3 の移動により実現している。
[0021] 尚、図 1に示す構成は説明のため簡素なレンズ構成をとつているが、 目標とする光 学性能に応じてレンズ枚数を増減することも可能である。例えば、必要に応じて凹レ ンズ 2および凸レンズ 3の付近にレンズを追加したり、第一の直角プリズム 1の前に結 像状態を調整するレンズを設置しても良ぐまた同様に第三の直角プリズム 5と CCD の受光面 6の間にレンズを設置してもよい。即ち、第一の直角プリズム 1より物体側、 または、第三の直角プリズム 5より受光面 6側に凹レンズ 2や凸レンズ 3といった光学 素子を配置するようにしてもょレ、。
[0022] ぐ数値実施例 1 >
図 6に、プリズム折り曲げを直線的に展開した状態の光線追跡結果を示す。
図 6中、（a)は望遠状態を示し、（b)は広角状態を示している。図 6に示す結像光学 系では、光学性能を向上させるため、凸レンズ 12を追加している。通常、 CCDの受 光面 6には CCDを構成する画素の受光効率を向上させるため各画素にマイクロレン ズが設置されており、このマイクロレンズの集光効果を得るためには入射光が CCDの 受光面 6の法線方向に近い方向で入射する必要がある。本数値実施例では、図 6に 示される光線追跡の結果から、 CCDの受光面 6に入射する光は CCDの受光面 6の 法線方向に近い方向で入射していることがわかる。
[0023] 図 7は、レンズデータの一例を示す説明図である。
図 8は、レンズ移動による光学諸元の変化を示す説明図である。
本実施の形態では、図 8より明らかなように、 2. 9倍のズーム倍率を有する光学系 を実現している。
[0024] 図 9は、本数値実施例における結像光学系の説明図であり、（a)はその正面図、 （b )は側面図である。
これらの図において、 CCDの短辺の寸法で規格化した寸法を付した。厚さは 1であ る。一般に、先に述べた CCDへの光の入射角制限から非ズーム結像光学系の厚さ は 1. 3付近に限界があり、ズームを搭載した結像光学系では非ズーム結像光学系よ りさらに厚さが必要になるため、本数値実施例の結像光学系は、通常の光学系では 実現できなレ、薄さを実現できることがわかる。
[0025] 以上のように、実施の形態 1によれば、物体と光電変換素子との間に、少なくとも 2 つ以上設けられ、光路を直角に曲げる直角偏向光学手段と、これらの直角偏向光学 手段の物体側、これら直角偏向光学手段間、これら直角偏向光学手段より光電変換 素子側のうち、少なくともいずれかに設けられ、物体からの光を前記光電変換素子に 結像する光学素子とを備えたので、結像光学系として、小型化、薄型化を図ることが できる。
[0026] また、実施の形態 1によれば、直角偏向光学手段を、少なくとも光の入射面、内部 反射面、光の出射面の 3面で構成され、これらの面間が光学材料で満たされたプリズ ムで構成したので、より、小型化、薄型化を実現できる効果がある。
[0027] また、実施の形態 1によれば、結像光学系の光軸方向と平行に入射する物体から の光の進行方向と光電変換素子の受光面の法線方向が平行となる向きに直角偏向 光学手段を配置したので、光電変換素子の受光面の法線方向への長さが短くても光 路長が長く取れ、従って、受光面の法線方向の厚さを薄くすることができる。
[0028] また、実施の形態 1によれば、直角偏向光学手段により折り曲げられた光路に配置 された光学素子の一部が光軸に対して垂直方向に移動し、隣り合った同一結像光学 系の光路内に配置されることにより変倍光学系を構成するようにしたので、薄型化を 実現すると共に、変倍光学系も実現することができる効果がある。
[0029] 実施の形態 2.
図 10は、この発明の実施の形態 2による結像光学系の変倍光学系の実現方法の 説明図である。
実施の形態 1では凸レンズ 3をスライドさせることによりズームを実現した力 S、実施の 形態 2では、レンズとプリズム一体で回動することによりズームを実現する構成を示す 。この図 10において、図中の破線で囲った部分が一体になつて回動する部分であり 、 1点鎖線で示した回転軸を中心に回動する。実施の形態 1のような機構によるズー ムと本実施の形態のような機構によるズームのどちらの方式をとるかは光学系を適用 する寸法条件に応じて適切な方式を選べばよい。
[0030] 以上のように、実施の形態 2によれば、直角偏向光学手段により折り曲げられた光 路に配置された光学素子の一部と直角偏向光学手段が一体となって回転し、隣り合 つた同一結像光学系の光路内に配置されることにより変倍光学系を構成するようにし たので、薄型化と変倍光学系の実現を図ると共に、光学素子の一部と直角偏向光学 手段を回転させるだけで変倍光学系を実現できるため、構成を簡素化することができ る効果がある。 [0031] 実施の形態 3.
図 11は、この発明の実施の形態 3による結像光学系の斜視図である。
本実施の形態の結像光学系は、物体からの光の通過する順に光の入射面と出射 面に曲面を持つ第一の直角プリズム 13、凹レンズ 2、凸レンズ 3、第二の直角プリズ ム 4、第三の直角プリズム 5、 CCDの受光面 6の順に配置されている。実施の形態 1と 同一符号は同一のものである。本実施の形態では、実施の形態 1で示された構成の うち、第一の直角プリズム 1に曲面を設けてより広角の視野を手に入れる構成を示す ものである。
[0032] 本実施の形態は実施の形態 1と同様、凸レンズ 3がスライドして望遠と広角の 2つの 状態の結像光学系を実現できる点は同一であるが、第一の直角プリズム 13の光の入 射面と出射面に曲面を持つことに特徴がある。このプリズムの光学的な作用を説明す るために、図 12に第一の直角プリズム 13のみを抽出し、プリズムを通過する光路を 示した。
[0033] 図 12に示すように、第一の直角プリズム 13に入射する平行光はプリズム入射面 14 で広げられ、発散光となるが、プリズム内部の反射面 15で反射した後のプリズム出射 面 16で再度平行光にもどされる。つまり第一の直角プリズム 13は光の平行度を変え ることなく光の径を拡大している力 この機能を有する光学系はァフォーカル光学系 またはテレスコープとよばれ、この光学系の後に接続する結像光学系の焦点距離を 倍率と呼ばれる比率に従って調整する光学系として知られている。ァフォーカル系の 倍率 Mと入射光束径 Di、出射光束径 Doの関係は下記の式により示される。
[0034] M = Di/Do
ァフォーカル光学系を焦点距離 fの結像光学系に接続すると、接続された光学系トー タルの焦点距離 ft (以後合成焦点距離と呼ぶ）は下記の式により示される。
ft = M * f
本実施の形態ではプリズムへの入射光束系より出射光束系が大きいため、倍率は 1 以下となる。このため、プリズム以後の光学系の焦点距離より合成焦点距離が小さく なる効果がある。焦点距離が小さくなることは広角の光学系になることを意味し、この ような効果を持つ光学素子は一般にワイドコンバータと呼ばれている。このようにプリ ズムを構成する入射面と出射面を適切な曲率の曲面に設定することによりワイドコン バータの機能を持たせることができる。
[0035] 尚、結像光学系はワイドコンバータの光学設計に依存せずに設計できるため、広角 化が必要なければ適宜曲面のない直角プリズムを使用すればよぐ諸元の変更がき わめて簡単に行える。
また、平行光で入射し平行光で出射する光学系は設置位置による結像性能の劣化 が少ない利点があるため、組み立て調整が容易であり、着脱を行う際にも取り付け機 構の精度が緩やかに設定できる等の利点がある。
[0036] 以上のように、実施の形態 3によれば、直角偏向光学手段を構成する面のうち、少 なくとも一つの反射面を曲面で構成するようにしたので、直角偏向光学手段によって 結像光学系の光学特性を変化させることができる効果がある。
[0037] また、実施の形態 3によれば、直角偏向光学手段を構成する面のうち、光の入射面 および光の出射面が曲面で構成され、かつ、この直角偏向光学手段を結像光学系 中、最も物体側に設置すると共に、この直角偏向光学手段から光電変換素子の間に 別の直角偏向光学手段および光学素子を設置するようにしたので、物体側に設置さ れた直角偏向光学手段によって、ワイドコンバータの機能を持たせることができる。
[0038] 実施の形態 4.
曲率半径が、直交する 2つの方向において異なる形状の光学素子を挿入すると像 面湾曲と非点収差を補正できることが知られている。反射面を、その曲率半径が直交 する 2つの方向において異なる形状に成形すれば光学部品の点数を増やさず像面 湾曲と非点収差の補正が可能である。
[0039] 図 13は、反射面の曲率半径が、直交する 2つの方向において異なる形状の第三の 直角プリズム 17を設けた構成を示すものである。
尚、このような構成において、曲率のきつい面の設定方向には注意する必要がある 図 14は、異なる反射面のプリズムを示す説明図である。
図において、反射面として、図 14中、（a)に示す方向にきつい曲面を設けたプリズ ム 18の場合、極めて大きな非軸対象性の収差が発生する。これに対し、反射面とし て、図 14の（a)に示すプリズム 18とは直交する方向にきつい曲面を設けた図 14の（b )に示すようなプリズム 17の形状では、図 14の（a)のプリズム 18に見られるような収差 は小さレ、。本実施の形態はこの点を踏まえ、図 14の（b)に示す方向にきつい曲面を 備えることで、像面湾曲と非点収差を補正することにより良好な結像性能が得られる
[0040] 以上のように、実施の形態 4によれば、直角偏向光学手段における反射面の曲率 半径が、直交する二つの方向において異なる形状となるよう構成したので、像面湾曲 と非点収差を補正することにより良好な結像性能が得られる効果がある。
[0041] 実施の形態 5.
実施の形態 5ではピント調整の実現方法を示す。
実施の形態 5において、構成要素は実施の形態 1と同一であるため、対応する部分 に同一符号を付してその説明を省略する。
図 15は、第二の直角プリズム 4のみを移動させてピント調整を行う構成を示したもの である。第二の直角プリズム 4を移動させることにより、凹レンズ 2および凸レンズ 3と C CDの受光面 6の間の光路長が変化する。これにより撮影する物体までの距離が変 化したことによって変化した凹レンズ 2および凸レンズ 3のピント位置に CCDの受光 面 6を設置できることになる。また、第二の直角プリズムは紙面と垂直方向に回転軸 力 Sある回転に対する公差や紙面に平行および紙面に垂直な方向の移動に対して公 差が非常にゆるぐピント調整時のプリズムが移動で結像性能の劣化が極めて少なく できる。この他にもピント調整のために移動させる組み合わせは数々考えられ、以下 、それぞれについて説明する。
[0042] 図 16は、凸レンズ 3と第二の直角プリズム 4がー体で移動する構成である。
図 17は、凹レンズ 2、凸レンズ 3と第二の直角プリズム 4がー体で移動する構成であ る。
図 18は、第一の直角プリズム 1と凹レンズ 2がー体で移動する構成である。 図 19は、第一の直角プリズム 1、凹レンズ 2と凸レンズ 3がー体で移動する構成であ る。
図 20は、第一の直角プリズム 1、凹レンズ 2、凸レンズ 3と第二の直角プリズム 4がー 体で移動する構成である。
[0043] 第一の直角プリズム 1と凹レンズ 2が離れる構成である図 17の構成は、レンズから離 れると光が発散するため、プリズム寸法を大きくする力、プリズムとレンズが離れたとき に周辺光量を少なくする必要が生じる。これ以外の図 15 図 20の構成では、凹レン ズ 2と第一の直角プリズム 1が離れなレ、か、または一体になつて移動することから、常 にレンズに接近させてプリズムを設置でき、従って、周辺光量も確保でき、プリズムを 小型化することができる。
[0044] また、上記の図 15 図 20に示した構成は、プリズムが移動することによりピント調整 を行うものであるが、当然、従来のピント調整と同様の構成も可能であり、これを、図 2 1一図 23に示す。
図 21は、凸レンズ 3のみのピント調整を示す説明図である。
図 22は、凹レンズ 2のみのピント調整を示す説明図である。
図 23は、凹レンズ 2と凸レンズ 3を一体にした移動によるピント調整を示す説明図で ある。
[0045] 尚、結像光学系に接近した物体にピントを合わせる機能をマクロと呼ぶ力 S、これは ピント調整の極端な例であり、各構成において移動距離を大きく取ることにより実現で きる。
[0046] 以上のように実施の形態 5によれば、直角偏向光学手段単体または光路に配置さ れた光学素子の一部と直角偏向光学手段が一体となって移動することによりピント調 整を行うようにしたので、薄型化を実現しながら簡単な構成でピント調整を実現するこ とができる。
[0047] 実施の形態 6.
本実施の形態では構成部品の少ない簡素な構成を示す。
図 24は、本実施の形態の結像光学系を示す構成図である。
本実施の形態は、物体からの光の通過する順に、第一の直角プリズム 19、凹レン ズ 20、凸レンズ 21、第二の直角プリズム 22、受光面 6が配置されて構成されている。 即ち、第一の直角プリズム 19、第二の直角プリズム 22は、それぞれ、光路を直角に 曲げる直角偏向光学手段であり、凹レンズ 20および凸レンズ 21は、これらの第一の 直角プリズム 19、第二の直角プリズム 22間に設けられ、物体からの光を光電変換素 子である CCDの受光面 6に結像するための光学素子である。
[0048] 本実施の形態では、凹レンズ 20や凸レンズ 21が、プリズム間を自由に移動できる ため連続ズームが可能な構成である。図 24において、（a)は広角状態、（b)は望遠 状態の結像光学系を示している。また、第一、第二の直角プリズム 19、 22間の間隔 を更に広げることにより更に高いズーム倍率を得ることができる。
[0049] ぐ数値実施例 2 >
図 25は、本実施の形態を示す光線追跡結果であり、（a)は望遠状態、（b)は広角 状態の結像光学系を示している。
図 26は、そのレンズデータの説明図である。
第一の直角プリズム 23は実施の形態 3で示したワイドコンバータの機能を有してお り、画角の要望に応じて平面で構成される直角プリズムに変更可能である。
[0050] 図 27は、直角偏向光学手段としてミラーを用い、かつ、ミラー間に一般光学系を配 置した場合の結像光学系の説明図である。
図 27の（a)は、光路を直線として示すもので、図 27の（b)は、その光路をミラー 24 、 25で直角に折り曲げた実際の構成である。また、一般光学系は、物体側から順に、 凹レンズ 26、凸レンズ 27、凹レンズ 28力 配置されている。尚、図 27 (a)において、 29a、 29bは折り曲げ位置（図 27 (b)におけるミラー 24、 25の位置）を示している。
[0051] 以上のように、実施の形態 6によれば、物体と光電変換素子との間に、光路を直角 に曲げる直角偏向光学手段を 2つ設け、これらの直角偏向光学手段の前記物体側、 これら直角偏向光学手段間、これら直角偏向光学手段より光電変換素子側のうち、 少なくともいずれかに、物体からの光を光電変換素子に結像する光学素子を設ける ようにしたので、最小限の構成で結像光学系の薄型化を実現することができる。
[0052] また、実施の形態 6によれば、直角偏向光学手段間に配置された光学素子が光軸 方向に移動することにより変倍光学系を構成するようにしたので、光学素子が直角偏 向光学手段間を自由に移動でき、従って、連続ズームが可能であるという効果がある
[0053] 実施の形態 7. 図 28は、実施の形態 7のカメラの一例として、カメラ機能付きの携帯電話を示す構 成図である。
図示のように、本実施の形態の携帯電話は、操作部筐体 101と表示部筐体 102と 力 Sヒンジ接続され、操作部筐体 101の操作面に対して、表示部筐体 102の表示面が 表裏に反転するよう回動自在に構成されている。これらの操作部筐体 101と表示部 筐体 102の内部に、実施の形態 1一実施の形態 5で説明した結像光学系のいずれ 力、の構成が格納されている。例えば、図示例では、操作部筐体 101内には、凸レン ズ 3と第二の直角プリズム 4が格納され、表示部筐体 102内には第一の直角プリズム 1、凹レンズ 2および第三の直角プリズム 5がそれぞれ設けられている。そして、これら 結像光学系の中心を、第一の直角プリズム 1と第二の直角プリズム 4との光路と、第 二の直角プリズム 4と第三の直角プリズム 5との光路から等間隔にある直線を回動中 心としている。
[0054] 操作部筐体 101には操作ボタン 103が設けられている。表示部筐体 102には一方 の面にメインディスプレイ 104力 他方の面にサブディスプレイ 105が設けられている
[0055] 通常、操作者は大きなメインディスプレイ 104を見ながら操作するため、図 28中、紙 面左側に示す状態での使用となる。このとき、結像光学系では操作者が見ることがで きる方向と同一方向にあるものが捕らえられる。通常、対象物は遠方にあるため、対 象物が拡大できるよう、結像光学系は望遠状態となるよう構成されている。一方、表 示部筐体 102を操作部筐体 101に対してひねると、結像光学系の入射面は操作者 の方に向 図 28中、紙面右側に示す状態）。この場合、サブディスプレイ 105を見 ながら自分およびその周辺を撮影することが主となるため、結像光学系は広角状態 になる。
[0056] 本実施の形態では上記に示された使用状態に対応するために構成されており、表 示部筐体 102がひねられるとき、ここに設置された第一の直角プリズム 1と凹レンズ 2 、第三の直角プリズム 5が凸レンズ 3および第二の直角プリズム 4に対してひねられる 。よって、図 28中、紙面左側に示す状態では凹レンズ 2と凸レンズ 3が接近した望遠 状態に配置され、図 28中、紙面右側に示す状態では凹レンズ 2と凸レンズ 3が離れ た広角状態に配置されるという状態が実現される。
[0057] 尚、表示部筐体 102のひねりと連動してズームを行う方法として、上記の他に、ひ ねった部分に連動して凸レンズ 3だけがスライドする機構、または、ひねることにより凸 レンズ 3が光軸方向に移動する機構なども搭載条件によって適宜適用できる。
[0058] また、凸レンズ 3と第二の直角プリズム 4を回動させる方法は上記のように筐体のひ ねりと連動する構造によらず、例えば、凸レンズ 3と第二の直角プリズム 4を格納した 操作部筐体 101に突起物を取り付け、これを手で操作する、または、電気的に操作 するとレ、つた方法も取ることができる。凸レンズ 3がスライドする方法も同様に、凸レン ズ 3を格納する操作部筐体 101に突起を設け、手でスライドさせる方法や、電気的に 操作する方法を取ることができる。更に、凸レンズ 3を光軸方向に移動させる方法も、 同様に操作部筐体 101に突起を設け、これを手または電気で移動させることにより実 現することが可能である。
[0059] 尚、上記実施の形態では、操作部筐体 101内に凸レンズ 3と第二の直角プリズム 4 を格納し、表示部筐体 102内に第一の直角プリズム 1、凹レンズ 2および第三の直角 プリズム 5を格納した力 これに限定されるものではなぐ他の組み合わせの格納状 態であってもよい。
[0060] 以上のように、実施の形態 7のカメラによれば、物体と光電変換素子との間に、少な くとも 2つ以上設けられ、光路を直角に曲げる直角偏向光学手段と、これらの直角偏 向ブロックの物体側、これら直角偏向ブロック間、これら直角偏向ブロックより光電変 換素子側のうち、少なくともいずれかに設けられ、物体からの光を光電変換素子に結 像する光学素子と、これら直角偏向光学手段と光学素子とを収納し、かつ、回動可 能に構成された二つの筐体とを備え、いずれか一方の筐体を回動させることにより、 直角偏向ブロック間に配置された光学素子が光軸方向に移動し、変倍光学系を構 成するようにしたので、カメラとして薄型化を実現しつつ、簡単な構成で変倍光学系 を実現することができる。また、連続ズームが可能であるという効果がある。
[0061] また、実施の形態 7によれば、物体と光電変換素子との間に、少なくとも 2つ以上設 けられ、光路を直角に曲げる直角偏向光学手段と、これらの直角偏向ブロックの物体 側、これら直角偏向ブロック間、これら直角偏向ブロックより光電変換素子側のうち、 少なくともいずれかに設けられ、物体からの光を光電変換素子に結像する光学素子 と、これら直角偏向光学手段と光学素子とを収納し、かつ、回動可能に構成された二 つの筐体とを備え、いずれか一方の筐体を回動させることにより、直角偏向光学手段 により折り曲げられた光路に配置された光学素子の一部が光軸と垂直方向に移動し 、隣り合った同一結像光学系の光路内に配置されて変倍光学系を構成するようにし たので、カメラとして薄型化を実現しつつ、簡単な構成で変倍光学系を実現すること ができる。
[0062] また、実施の形態 7によれば、物体と光電変換素子との間に、少なくとも 2つ以上設 けられ、光路を直角に曲げる直角偏向光学手段と、これらの直角偏向ブロックの物体 側、これら直角偏向ブロック間、これら直角偏向ブロックより光電変換素子側のうち、 少なくともいずれかに設けられ、物体からの光を光電変換素子に結像する光学素子 と、これら直角偏向光学手段と光学素子とを収納し、かつ、回動可能に構成された二 つの筐体とを備え、いずれか一方の筐体を回動させることにより、直角偏向光学手段 により折り曲げられた光路に配置された光学素子の一部と直角偏向光学手段が一体 となって回転し、隣り合った同一結像光学系の光路内に配置されて変倍光学系を構 成するようにしたので、カメラとして薄型化を実現しつつ、簡単な構成で変倍光学系 を実現すること力 Sできる。また、光学素子の一部と直角偏向光学手段を一方の筐体 内に格納するよう構成すれば、筐体の回動によつて簡単に変倍光学系を実現できる 効果がある。
[0063] また、実施の形態 7によれば、筐体を回動させ、物体が操作者である場合に広角と なり、物体が操作者以外である場合に望遠となるよう変倍光学系を構成するようにし たので、例えば、カメラ機能付き携帯電話といった、操作者自身も撮影するようなカメ ラにおいて、その操作性を向上させることができるといった効果が得られる。
[0064] また、実施の形態 7のカメラでは、携帯電話に適用したので、カメラ機能付きの携帯 電話として薄型化と高画質化および変倍光学系を備えた構成を実現することができ る。
即ち、従来では、携帯電話にカメラを組み込む場合、その操作面や表示面に対し て結像光学系の光軸が垂直方向となるよう設置していた。従って、このような構成の 場合、結像光学系の光路長として取りうる長さは携帯電話の厚みによって決定されて しまう。
一方、携帯電話では、常時携帯する機器であるといった観点から、その形状、特に 、機器の厚みに関しては寸法的な制限を有している（所定の値以上は厚さを大きくで きない）。ところで、昨今では携帯電話に組み込まれるカメラへの高画素化への要求 が強ぐ従って、受光面 6も大型化の傾向にある。更に、カメラとしての高機能化への 要求からズーム機能を持つ結像光学系を格納する必要がある。このような、受光面 6 の大型化とズーム機能の搭載といった条件を考慮すると、従来のような結像光学系 では実現が非常に困難である。
[0065] そこで、本実施の形態のように、直角偏向光学手段を複数用いて光路を直角に折 り曲げるようにした結像光学系を用いることにより、寸法的な制約のある携帯電話であ つても光路長が十分取れ、ズーム機能の搭載を可能にすることができる。また、受光 面 6も、筐体の操作面や表示面と平行な方向に設置することができるため、大きさに 関する自由度も比較的高ぐ CCDの高画素数化にも十分対処することができる。
[0066] 尚、上記実施の形態 7では、カメラの適用例として携帯電話を説明したが、これに限 定されるものではなぐ例えば、デジタルカメラや各種のカメラ組み込み機器といった ものに適用可能である。また、特に、薄型の筐体を有する機器への適用で大きな効 果が得られる。
[0067] 実施の形態 8.
図 29は、実施の形態 8におけるカメラの信号処理系の構成を示すブロック図である 図示のように、信号処理系の構成は、結像光学系 201、光電変換手段 202、画像 処理手段 203、表示手段 204、記憶手段 205からなる。
結像光学系 201は、実施の形態 1一実施の形態 6のいずれかの構成の光学系であ る。即ち、第一の直角プリズム 1、凹レンズ 2、凸レンズ 3、第二の直角プリズム 4、第三 の直角プリズム 5、 CCDの受光面 6とを備えた結像光学系である。
[0068] 光電変換手段 202は、 CCDで受光した光を画像として取得するための光電変換手 段である。画像処理手段 203は、光電変換手段 202で変換された画像信号に基づ いて種々の画像処理を行う手段である。例えば、光学系の歪曲特性は望遠状態と広 角状態で異なる場合があり、この際には画像処理手段 203では、予め記録された結 像光学系 201の歪曲情報を元に歪曲を補正するとレ、つた処理を行う。表示手段 204 は、画像処理手段 203で処理された画像を表示するためのディスプレイを含む処理 部である。また、記憶手段 205は、結像光学系 201の歪曲データといった情報を保 持するための記憶部である。即ち、結像光学系 201の歪曲情報は光学系固有の情 報であるため、結像光学系 201の設計結果または評価結果を元に作成した歪曲デ ータを記憶手段 205に記録することにより保持でき、処理に際して画像処理手段 20 3が適宜読み出すことでその処理に適用できるものである。
[0069] 尚、実施の形態 7で示したような携帯電話では、信号処理した画像信号を送信する ための通信手段を有しているが、この通信処理の構成等については、公知であるた め、ここでの説明は省略する。
[0070] 以上のように、実施の形態 8によれば、カメラの信号処理系を、光電変換手段、画 像処理手段、表示手段および記憶手段で構成したので、物体の映像を表示するた めの構成を実現することができる。
[0071] 実施の形態 9.
図 30は、実施の形態 9における結像光学系の構成図である。
図示の構成は、 CCDの受光面 6の法線方向と反対方向の物体を撮像できる結像 光学系を示している。この構造は、実施の形態 1の光学系において第一の直角プリ ズム 1の向きを単純に 180度回転させることにより実現できる。図中の第一の直角プリ ズム 29はこれを示している。第一の直角プリズム 29以降の構成には変更を加えなく ても済むことから、非常に簡単に実現が可能である。また、プリズムの向きを 90度回 転させることにより CCDの受光面 6の方向と直角方向の物体を捕らえることも可能に なる。即ち、側面方向の物体を捕らえるような構成も容易に実現可能である。
[0072] このような構成にすることにより、実装空間に応じた構造をとることが可能であり、特 に実装に厳しい携帯電話に適した構成といえる。
また、第一の直角プリズム 29のみを回動、保持する機構を設けることにより、どの方 向でも撮影可能な構成を実現することができる。 [0073] 以上のように、実施の形態 9の結像光学系によれば、第一の直角プリズム 29の方 向を受光面 6の法線方向以外の方向も可能としたので、どの方向でも撮影可能な構 成を実現することができ、従って、カメラとして組み込む機器の形状等に影響されな い効果がある。
産業上の利用可能性
[0074] 以上のように、この発明に係る結像光学系およびこれを搭載したカメラは、物体から の光を光電変換素子に結像する光学系を構成するものであり、携帯電話に実装され るカメラなどに用いるのに適している。

Claims

請求の範囲
[1] 物体と光電変換素子との間に、少なくとも 2つ以上設けられ、光路を直角に曲げる 直角偏向光学手段と、
これらの直角偏向光学手段の前記物体側、これら直角偏向光学手段間、これら直 角偏向光学手段より前記光電変換素子側のうち、少なくともいずれかに設けられ、前 記物体からの光を前記光電変換素子に結像する光学素子とを備えた結像光学系。
[2] 直角偏向光学手段は、少なくとも光の入射面、内部反射面、光の出射面の 3面で 構成され、これらの面間が光学材料で満たされたプリズムで構成されたことを特徴と する請求項 1記載の結像光学系。
[3] 結像光学系の光軸方向と平行に入射する物体からの光の進行方向と光電変換素 子の受光面の法線方向が平行となる向きに直角偏向光学手段を配置したことを特徴 とする請求項 1記載の結像光学系。
[4] 直角偏向光学手段により折り曲げられた光路に配置された光学素子の一部が光軸 に対して垂直方向に移動し、隣り合った同一結像光学系の光路内に配置されること により変倍光学系を構成することを特徴とする請求項 1記載の結像光学系。
[5] 直角偏向光学手段により折り曲げられた光路に配置された光学素子の一部と前記 直角偏向光学手段が一体となって回転し、隣り合った同一結像光学系の光路内に 配置されることにより変倍光学系を構成することを特徴とする請求項 1記載の結像光 学系。
[6] 直角偏向光学手段単体または光路に配置された光学素子の一部と直角偏向光学 手段が一体となって移動することによりピント調整を行うことを特徴とする請求項 1記 載の結像光学系。
[7] 直角偏向光学手段を構成する面のうち、少なくとも一つの反射面が曲面で構成さ れてレ、ることを特徴とする請求項 2記載の結像光学系。
[8] 直角偏向光学手段を構成する面のうち、光の入射面および光の出射面が曲面で 構成され、かつ、前記直角偏向光学手段を結像光学系中、最も物体側に設置すると 共に、当該直角偏向光学手段から光電変換素子の間に別の直角偏向光学手段およ び光学素子を設置したことを特徴とする請求項 7記載の結像光学系。
[9] 反射面の曲率半径が、直交する二つの方向において異なる形状であることを特徴 とする請求項 7記載の結像光学系。
[10] 直角偏向光学手段間に配置された光学素子が光軸方向に移動することにより変倍 光学系を構成することを特徴とする請求項 1記載の結像光学系。
[11] 物体と光電変換素子との間に、少なくとも 2つ以上設けられ、光路を直角に曲げる 直角偏向光学手段と、
これらの直角偏向ブロックの前記物体側、これら直角偏向ブロック間、これら直角偏 向ブロックより前記光電変換素子側のうち、少なくともいずれかに設けられ、前記物体 からの光を前記光電変換素子に結像する光学素子と、
これら直角偏向光学手段と光学素子とを収納し、かつ、回動可能に構成された二 つの筐体とを備え、
前記いずれか一方の筐体を回動させることにより、前記直角偏向ブロック間に配置 された前記光学素子が光軸方向に移動し、変倍光学系を構成することを特徴とする カメラ。
[12] 物体と光電変換素子との間に、少なくとも 2つ以上設けられ、光路を直角に曲げる 直角偏向光学手段と、
これらの直角偏向ブロックの前記物体側、これら直角偏向ブロック間、これら直角偏 向ブロックより前記光電変換素子側のうち、少なくともいずれかに設けられ、前記物体 からの光を前記光電変換素子に結像する光学素子と、
これら直角偏向光学手段と光学素子とを収納し、かつ、回動可能に構成された二 つの筐体とを備え、
前記いずれか一方の筐体を回動させることにより、前記直角偏向光学手段により折 り曲げられた光路に配置された光学素子の一部が光軸と垂直方向に移動し、隣り合 つた同一結像光学系の光路内に配置されて変倍光学系を構成することを特徴とする カメラ。
[13] 物体と光電変換素子との間に、少なくとも 2つ以上設けられ、光路を直角に曲げる 直角偏向光学手段と、
これらの直角偏向ブロックの前記物体側、これら直角偏向ブロック間、これら直角偏 向ブロックより前記光電変換素子側のうち、少なくともいずれかに設けられ、前記物体 からの光を前記光電変換素子に結像する光学素子と、
これら直角偏向光学手段と光学素子とを収納し、かつ、回動可能に構成された二 つの筐体とを備え、
前記いずれか一方の筐体を回動させることにより、前記直角偏向光学手段により折 り曲げられた光路に配置された光学素子の一部と直角偏向光学手段が一体となって 回転し、隣り合った同一結像光学系の光路内に配置されて変倍光学系を構成するこ とを特 ί敷とするカメラ。
筐体を回動させ、物体が操作者である場合に広角となり、物体が操作者以外である 場合に望遠となるよう変倍光学系を構成することを特徴とする請求項 11記載のカメラ
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