[发明专利]折反射光学系统和摄像装置

说明书

本发明提供一种折反射光学系统和摄像装置。提供具有规定的成像性能、明亮且具有较小的低背系数的长焦距的薄型折反射光学系统。一种折反射光学系统和具备该折反射光学系统的摄像装置，该折反射光学系统是共轴两次折反射光学系统，具有从被摄体侧起以设置空气间隔的方式进行配置的第一透镜和第二透镜，在第一透镜的被摄体侧的面的周边区域形成第一折射面，在第一透镜的被摄体侧的面的中心区域形成第二反射面，在第二透镜的成像侧的面的周边区域形成第一反射面，在第二透镜的成像侧的面的中心区域形成第二折射面，满足与第一反射面和第二反射面的有效直径有关的规定条件。

技术领域

本发明涉及一种折反射光学系统和摄像装置，更详细地说涉及一种明亮且在光轴方向上薄且能够恰当地安装于移动电话、可移动设备、机器人、车载用设备等的摄像装置的薄型的折反射光学系统和安装有该折反射光学系统的摄像装置。

背景技术

以往，为了减少移动电话的摄像系统从其大概的厚度突出的量等，在各种设备的领域中期望在光轴方向上薄、即表示从透镜的被摄体侧第一面到成像位置为止的在光轴上的距离的“透镜总长”短的薄型的折反射光学系统。

作为以往的薄型的折反射光学系统，如图14所示，提出了如下一种光学系统，该光学系统是一片透镜结构，第一摄像透镜11具有包括第一中心部21和周边部22的物体侧的面11a以及包括第二中心部23和周边部24的成像侧的面11b，使向第一外周部22入射的来自物体的光透射到内部，并在第二外周部24处发生内表面反射，再在第一中心部21处发生内表面反射，透过第二中心部23向外部射出。15表示封接玻璃(seal glass)，14a表示光接收面。(例如，参照专利文献1)

作为以往的其它薄型的折反射光学系统，如图15所示，提出了如下一种光学系统，该光学系统是两片透镜结构，依次配置具有正(+)折射力的第一透镜L1和具有负(-)折射力的第二透镜L2，第一透镜的被摄体侧包括以光轴为中心形成的第二反射面S3和形成于第二反射面S3周边的第一透射面S1，第一透镜的成像侧包括以光轴为中心形成的第二透射面S4和形成于第二透射面S4周边的第一反射面S2，第一透射面S1是凹状的曲面，且是与光轴垂直的面。5表示图像传感器。(例如，参照专利文献2)

作为表示薄型折反射光学系统的光学性能的系数，使用下面所示的低背(lowprofile)系数。

低背系数＝透镜总长/有效成像圆直径(最大像高的两倍)

在此，透镜总长是指从被摄体侧第一面到成像位置的距离。

专利文献1和2的各实施例的低背系数和焦距如下。

在小型的数字摄像机、内置于移动电话的摄像机功能中，具有将拍摄到的像电子放大的被称为数字变焦的功能。该数字变焦透镜是可以不必像光学变焦透镜那样使构件物理移动的功能，但是如果过于放大图像，则导致图像质量下降。由于该图像质量的下降，通过数字变焦能够放大的范围存在限制。

另一方面，现实的情况是将具有期望的变焦比的光学变焦透镜形成为期望的透镜总长是非常困难的。因此，实际使用着将两种以上的数字变焦摄像系统组合而能够像是一个光学变焦透镜那样使用的“模拟变焦透镜”，而并非能够通过一个光学透镜系统来改变摄像倍率的所谓的变焦透镜。即，在该模拟变焦透镜中，将具有短焦距的单焦点透镜的成像光学系统及第一摄像元件的广角摄像系统与具有长焦距的单焦点透镜的成像光学系统及第二摄像元件的远摄摄像系统组合。

使用广角摄像系统并通过其数字变焦动作来支持较短的变焦焦距区域。使用远摄摄像系统并通过其数字变焦动作来支持较长的变焦焦距区域。而且，通过使两个数字变焦焦距区域连续地连结，从而构成为像是一个变焦透镜的摄像系统。

专利文献1：日本特开2004-85725号公报

专利文献2：日本特开2016-114939号公报

发明内容