JP5275887B2 - Optical unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、前方の物体の観察と同時に、略側方の物体の観察を行うことが可能な光学素子を有する光学ユニットに関する。 The present invention relates to an optical unit having an optical element capable of observing a substantially lateral object simultaneously with observing a front object.
従来から、前方の物体と略側方の物体とを同時に観察するための光学系と、その光学系を保持する鏡筒と、CCD( Charge Coupled Device )やCMOS( Complementary Metal-Oxide Semiconductor )等の撮像素子と、を備えた光学ユニットが知られている。そして、そのような光学ユニットの一例が、特許文献1に記載されている。なお、略側方とは、光学系自体の側方だけではなく、光学系の斜め前方や斜め後方も含むものとする。
Conventionally, an optical system for simultaneously observing a front object and a substantially lateral object, a lens barrel holding the optical system, a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), etc. An optical unit including an image sensor is known. An example of such an optical unit is described in
そして、特許文献1に記載されている光学ユニットは、図7に示すように、略側方の物体からの光LRsが、透光性匡体26を透過した後に、凸型回転体ミラー24により反射され、レンズ28に入射する構成となっている。
As shown in FIG. 7, the optical unit described in
しかし、特許文献1に記載されている構成の光学ユニットにおいては、凸型回転体ミラー24により反射された光は、その全てが光LRs1のようにレンズ28に入射するわけではなく、光LRs2のように透光性匡体26に向かう場合がある。そのような光LRs2は、透光性匡体26の内面において反射されるため、迷光となる。そして、そのような迷光がレンズ28に入射して撮像素子31に到達すると、フレアーやゴーストが発生するという問題があった。
However, in the optical unit having the configuration described in
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、略側方の物体側からの光に起因する迷光を効果的に遮断し、フレアーやゴーストの発生を抑えることのできる光学ユニットを提供することである。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the object of the present invention is to effectively block stray light caused by light from a substantially side object, An optical unit capable of suppressing the occurrence of ghosts is provided.
上記の目的を達成するために、本発明の光学ユニットは、前方の物体と略側方の物体とを観察するための光学系と、前記光学系を保持する鏡筒と、撮像素子と、を備えた光学ユニットにおいて、前記光学系が、反射屈折光学素子を有するレンズ群と、該反射屈折光学素子を有するレンズ群よりも像側に配置されていて開口絞りを有するレンズ群と、を含んでおり、前記反射屈折光学素子は、前方の物体側に形成された第一面と、像側に形成された第二面と、前記第一面と前記第二面との間において全周面にわたって形成された第三面と、を有しており、前記第一面は、光軸を中心に形成された第一透過面と、該第一透過面の周囲に環状に形成され像側を向いた第一反射面と、を含んでおり、前記第二面は、光軸を中心に形成された第二透過面と、該第二透過面の周囲に環状に形成され前方の物体側を向いた第二反射面と、を含んでおり、前記第三面は、透過面であり、前記開口絞りの近傍には、遮光性材料により形成されていて、前記開口絞りの内径よりも大きく前記鏡筒の内径よりも小さい内径を有する環状の遮光部材を備え、前記鏡筒の外周面と、前記第三面と、により外周面が形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an optical unit of the present invention includes an optical system for observing a front object and a substantially lateral object, a lens barrel that holds the optical system, and an image sensor. The optical system includes: a lens group having a catadioptric optical element; and a lens group disposed on the image side of the lens group having the catadioptric optical element and having an aperture stop. The catadioptric optical element extends over the entire surface between the first surface formed on the front object side, the second surface formed on the image side, and the first surface and the second surface. A first transmission surface formed around the optical axis, and formed in an annular shape around the first transmission surface and facing the image side. A first reflection surface, and the second surface is a second transmission surface formed around the optical axis. A second reflection surface formed in an annular shape around the second transmission surface and facing the front object side, the third surface is a transmission surface, and in the vicinity of the aperture stop, An annular light-shielding member that is formed of a light-shielding material and has an inner diameter that is larger than the inner diameter of the aperture stop and smaller than the inner diameter of the lens barrel, and includes an outer peripheral surface of the lens barrel and the third surface, An outer peripheral surface is formed .
また、本発明の光学ユニットは、前方の物体側からの光は、前記第一透過面に入射した後に、前記第二透過面から像側へ出射され、略側方の物体側からの光は、前記第三面に入射した後に、前記第二反射面と前記第一反射面とで順に反射され、前記第二透過面から像側へ出射されることが好ましい。 In the optical unit of the present invention, the light from the front object side is incident on the first transmission surface, and then is emitted from the second transmission surface to the image side. It is preferable that after entering the third surface, the light is sequentially reflected by the second reflecting surface and the first reflecting surface and emitted from the second transmitting surface to the image side.
また、本発明の光学ユニットは、前記反射屈折光学素子を有するレンズ群の前方の物体側に、負の屈折力を持つレンズ群が配置されており、前記反射屈折光学素子を有するレンズ群よりも像側に配置されたレンズ群が、正の屈折力を持つことが好ましい。 Further, in the optical unit of the present invention, a lens group having a negative refractive power is disposed on the object side in front of the lens group having the catadioptric optical element, and the optical unit is more than the lens group having the catadioptric optical element. The lens group disposed on the image side preferably has a positive refractive power.
また、本発明の光学ユニットは、前記開口絞りと、前記遮光部材とが一体的に形成されていることが好ましい。 In the optical unit of the present invention, it is preferable that the aperture stop and the light shielding member are integrally formed.
また、本発明の光学ユニットは、前記撮像素子が、前記鏡筒に保持されていることが好ましい。 In the optical unit of the present invention, it is preferable that the imaging element is held by the lens barrel.
また、本発明の光学ユニットは、前記鏡筒が、前記反射屈折光学素子よりも像側に配置されたレンズ群を保持する内筒と、該内筒を保持する外筒とからなり、前記遮光部材が、前記内筒と一体的に形成されていることが好ましい。 In the optical unit of the present invention, the lens barrel includes an inner cylinder that holds a lens group disposed on the image side of the catadioptric optical element, and an outer cylinder that holds the inner cylinder, and It is preferable that the member is formed integrally with the inner cylinder.
なお、前記鏡筒が、本発明の光学ユニットは、前記鏡筒が、遮光性材料により形成されていることが好ましい。 In the optical unit according to the present invention, the lens barrel is preferably formed of a light shielding material.
さらに、本発明の光学ユニットは、前記遮光部材の外径が、前記鏡筒の内径と略一致していることが好ましい。
さらに、本発明の光学ユニットは、前記鏡筒の外周面の外形と前記第三面の外径とが略一致していることが好ましい。
Furthermore, in the optical unit of the present invention, it is preferable that the outer diameter of the light shielding member substantially coincides with the inner diameter of the lens barrel.
Further, in the optical unit of the present invention, it is preferable that the outer shape of the outer peripheral surface of the lens barrel and the outer diameter of the third surface are substantially the same.
本発明によれば、略側方の物体側からの光に起因する迷光を効果的に遮断し、フレアーやゴーストの発生を抑えることのできる光学ユニットを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical unit which can interrupt | block the stray light resulting from the light from the substantially side object side effectively, and can suppress generation | occurrence | production of a flare and a ghost can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
まず、図1を用いて実施例1に係る光学ユニットについて詳細に説明する。 First, the optical unit according to Example 1 will be described in detail with reference to FIG.
この光学ユニットは、3つのレンズ群からなる光学系と、その光学系中に挿入された環状の遮光部材と、その光学系により撮像面上に像が形成される撮像素子と、それらの光学系と遮光部材と撮像素子を保持する鏡筒とを備えている。 This optical unit includes an optical system composed of three lens groups, an annular light shielding member inserted into the optical system, an imaging element on which an image is formed on the imaging surface by the optical system, and those optical systems And a light shielding member and a lens barrel for holding the image sensor.
次に、この光学ユニットに含まれる光学系について説明する。 Next, an optical system included in the optical unit will be described.
この光学系は、前方の物体側から順に、負の屈折力を持つ第一レンズ群LG1と、第二レンズ群LG2と、正の屈折力を持つ第三レンズ群LG3とにより構成されている。なお、第三レンズ群LG3は、開口絞りSを有している。 This optical system is composed of a first lens group LG 1 having negative refractive power, a second lens group LG 2, and a third lens group LG 3 having positive refractive power in order from the front object side. ing. Incidentally, the third lens group LG 3 has an aperture stop S.
そして、この光学系に入射する光のうち、前方の物体側からの光は、第一レンズ群LG1、第二レンズ群LG2、第三レンズ群LG3の順に入射する。一方、略側方の物体側からの光は、第二レンズ群LG2、第三レンズ群LG3の順に入射する。 Of the light incident on the optical system, light from the front object side enters the first lens group LG 1 , the second lens group LG 2 , and the third lens group LG 3 in this order. On the other hand, light from the substantially object side is incident on the second lens group LG 2 and the third lens group LG 3 in this order.
また、この光学系は、前方の物体側からの光に対しても、略側方の物体側からの光に対しても、レトロフォーカスタイプの光学系となるように構成されている。このような構成をとることによって、観察画角を大きくすることができる。 Further, this optical system is configured to be a retrofocus type optical system for both light from the front object side and light from the substantially object side. By taking such a configuration, the observation angle of view can be increased.
第一レンズ群LG1は、像側に凹面を向けた平凹レンズであるレンズL11により構成されている。 The first lens group LG 1 is configured by the lens L 11 is a plano-concave lens with a concave surface facing the image side.
第二レンズ群LG2は、前方の物体側から順に、反射屈折光学素子であるレンズL21と、前方の物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであるレンズL22との接合レンズにより構成されている。なお、反射屈折光学素子とは、光の反射作用と屈折作用とを利用する光学素子を意味する。 The second lens group LG 2 is configured, in order from the front-object side, a lens L 21 is a reflective refractive optical element, a cemented lens of a lens L 22 is a negative meniscus lens having a convex surface directed toward the front-object side Has been. Incidentally, the catadioptric optical element means an optical element that utilizes a light reflecting action and a refractive action.
第三レンズ群LG3は、前方の物体側から順に、平レンズであるレンズL31と、像側に凸面を向けた平凸レンズであるレンズL32と、両凸レンズであるレンズL33と、両凹レンズであるレンズL34と、像側の面が非球面である両凸レンズであるレンズL35と、平レンズであるL36とにより構成されている。なお、レンズL31の前方の物体側には、レンズL31と一体的に、開口絞りSが設けられている。また、レンズL33と両凹レンズであるレンズL34とは、接合されており、接合レンズを構成している。 The third lens group LG 3 includes, in order from the front object side, a lens L 31 that is a flat lens, a lens L 32 that is a plano-convex lens with a convex surface facing the image side, a lens L 33 that is a biconvex lens, The lens L 34 is a concave lens, the lens L 35 is a biconvex lens whose surface on the image side is aspheric, and L 36 is a flat lens. Incidentally, the front-object side of the lens L 31 is integrally with the lens L 31, the aperture stop S is provided. The lens L 33 and the lens L 34 which is a biconcave lens are cemented to form a cemented lens.
ここで、図2を用いて前方の物体と略側方の物体の観察を同時に行うための反射屈折光学素子であるレンズL21について詳細に説明する。 Here, at the same time the lens L 21 is a reflective refractive optical element for performing detailed description of the observation of the front object and the object of the approximately lateral with reference to FIG.
このレンズL21は、第一面L21aと、第二面L21bと、第三面L21cと、第一取付部L21dと、第二取付部L21eとを有している。 The lens L 21 has a first surface L 21 a, a second surface L 21 b, and the third surface L 21 c, and the first mounting portion L 21 d, and a second attachment portion L 21 e ing.
第一面L21aは、レンズL21の前方の物体側に形成されている。この第一面L21aは、光軸を中心に形成されている第一透過面L21a1と、像側に向いていて第一透過面L21a1の周囲に環状に形成されている第一反射面L21a2とを有している。 The first surface L 21 a is formed on the object side in front of the lens L 21 . The first surface L 21 a is formed in an annular shape around the first transmission surface L 21 a 1 that faces the image side and the first transmission surface L 21 a 1 that is formed around the optical axis. And a first reflecting surface L 21 a 2 .
第二面L21bは、レンズL21の像側に形成されている。この第二面L21bは、光軸を中心に形成されている第二透過面L21b1と、前方の物体側を向いていて第二透過面L21b1の周囲に環状に形成されている第二反射面L21b2とを有している。 The second surface L 21 b is formed on the image side of the lens L 21 . The second surface L 21 b is formed in an annular shape around the second transmission surface L 21 b 1 facing the front object side and the second transmission surface L 21 b 1 formed around the optical axis. Second reflecting surface L 21 b 2 .
第三面L21cは、第一面L21aと第二面L21bとの間に、全周面にわたって形成されている筒状の透過面である。 The third surface L 21 c is a cylindrical transmission surface formed over the entire circumferential surface between the first surface L 21 a and the second surface L 21 b.
第一取付部L21dは、第一反射面L21a2と第三面L21cとの間に形成されている。この第一取付部L21dは、光軸を中心とした筒状の面L21d1と、光軸と略垂直な環状の面L21d2とを有していて、それらにより階段状となっている。 The first attachment portion L 21 d is formed between the first reflecting surface L 21 a 2 and the third surface L 21 c. The first mounting portion L 21 d has a cylindrical surface L 21 d 1 centered on the optical axis and an annular surface L 21 d 2 substantially perpendicular to the optical axis, thereby forming a stepped shape. It has become.
第二取付部L21eは、第二反射面L21b2と第三面L21cとの間に形成された、光軸と略垂直な環状の面である。 The second attachment portion L 21 e is an annular surface formed between the second reflecting surface L 21 b 2 and the third surface L 21 c and substantially perpendicular to the optical axis.
なお、第一反射面L21a2や第二反射面L21b2は、蒸着法により形成されている。具体的には、例えば、第一透過面L21a1に、第一透過面L21a1と同形状のマスクをした上で、第一面L21a全体に対してミラーコーティングを施し、その後該マスクを剥がす。このような方法を用いれば、マスクされた部分はミラーコーティングされないため、第一反射面L21a2を形成した後でも、第一透過面L21a1を透過面として用いることができる。 The first reflective surface L 21 a 2 and the second reflective surface L 21 b 2 are formed by vapor deposition. Specifically, for example, after a mask having the same shape as the first transmission surface L 21 a 1 is formed on the first transmission surface L 21 a 1 , mirror coating is applied to the entire first surface L 21 a, Thereafter, the mask is peeled off. If such a method is used, since the masked portion is not mirror-coated, the first transmission surface L 21 a 1 can be used as the transmission surface even after the first reflection surface L 21 a 2 is formed.
また、レンズL21は、第一取付部L21dと、第二取付部L21eにおいて鏡筒に取り付けられる。 The lens L 21 is attached to the lens barrel at the first attachment portion L 21 d and the second attachment portion L 21 e.
次に、図1及び図2を用いて、光学系と遮光部材と撮像素子を保持する鏡筒について説明する。なお、図中では、撮像素子については、撮像面IPのみを記載している。 Next, the lens barrel that holds the optical system, the light shielding member, and the image sensor will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the drawing, only the imaging surface IP is shown for the imaging device.
この鏡筒は、第一鏡筒T1と、第二鏡筒T2とにより構成されている。 This barrel is composed of a first barrel T 1 and a second barrel T 2 .
第一鏡筒T1は、第一レンズ群LG1と第二レンズ群LG2を保持している。より具体的には、第一鏡筒T1は、その内部に第一レンズ群LG1を保持している。また、第一鏡筒T1は、その像側に、反射屈折光学素子であるレンズL21の第一取付部L21dを取り付けて、レンズL21を保持している。すなわち、第一鏡筒T1の内周面の一部は、レンズL11の周面と接触している。また、第一鏡筒T1の内周面の一部及び像側の面が、第一取付部L21dと接触している。 The first lens barrel T 1 holds the first lens group LG 1 and the second lens group LG 2 . More specifically, the first lens barrel T 1 holds the first lens group LG 1 therein. The first barrel T 1 is on the image side, it is attached a first attachment portion L 21 d of the lens L 21 is a reflective refractive optical element, holding the lens L 21. That is, a part of the inner peripheral surface of the first lens barrel T 1 is in contact with the peripheral surface of the lens L 11 . Further, a part of the inner peripheral surface of the first lens barrel T 1 and the image side surface are in contact with the first mounting portion L 21 d.
一方、第二鏡筒T2は、第二レンズ群LG2と、遮光部材Fと、第三レンズ群LG3と、撮像素子を保持している。より具体的には、第二鏡筒T2は、その前方の物体側の端面に、反射屈折光学部材であるレンズL21の第二取付部L21eを取り付けて、レンズL21を保持している。また、第二鏡筒T2は、その内部に、レンズL22を保持している。すなわち、第二鏡筒T2の内周面の一部は、レンズL22の周面と接触している。また、第二鏡筒T2の前方の物体側の面が、第二取付部L21eと接触している。 On the other hand, the second lens barrel T 2 holds the second lens group LG 2 , the light shielding member F, the third lens group LG 3, and the image sensor. More specifically, the second barrel T 2 are, in the end surface on the object side of the front, by attaching a second attachment portion L 21 e of the lens L 21 is a reflective refractive optical element, holding the lens L 21 ing. Further, the second lens barrel T 2 holds a lens L 22 therein. That is, a part of the inner peripheral surface of the second lens barrel T 2 is in contact with the peripheral surface of the lens L 22 . Further, the front-object side surface of the second barrel T 2 is in contact with the second attachment portion L 21 e.
このように、本実施例の光学ユニットは、反射屈折光学素子であるレンズL21に、鏡筒に取り付けるための取付部を設けて、反射屈折光学素子であるレンズL21を鏡筒に直接取り付けている。そのため、本実施例の光学ユニットは、従来の光学ユニットのように光学系のレンズの径よりも大きな保持部材を設ける必要はなく、従来の光学ユニットに比べ、装置全体を小型化することができる。 As described above, in the optical unit of the present embodiment, the lens L 21 that is a catadioptric optical element is provided with an attachment portion for attaching to the lens barrel, and the lens L 21 that is a catadioptric optical element is directly attached to the lens barrel. ing. Therefore, the optical unit of the present embodiment does not need to be provided with a holding member larger than the diameter of the lens of the optical system unlike the conventional optical unit, and the entire apparatus can be downsized compared to the conventional optical unit. .
なお、第一鏡筒T1と第二鏡筒T2は、それらの外周面が、レンズL21の第三面の外周面と略一致するように形成されている。そして、これらの面により、光学ユニットの外周面が形成されている。 The first lens barrel T 1 and the second lens barrel T 2 are formed such that their outer peripheral surfaces substantially coincide with the outer peripheral surface of the third surface of the lens L 21 . The outer peripheral surface of the optical unit is formed by these surfaces.
次に、図1及び図2を用いて、光学系中に挿入された環状の遮光部材Fについて説明する。 Next, the annular light shielding member F inserted into the optical system will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
この環状の遮光部材Fは、開口絞りSよりも物体側に配置されている。また、遮光部材Fの内径は、開口絞りSの内径よりも大きくなるように形成されている。 The annular light shielding member F is disposed on the object side of the aperture stop S. Further, the inner diameter of the light shielding member F is formed to be larger than the inner diameter of the aperture stop S.
なお、この遮光部材Fは遮光性材料により形成されている。また、この遮光部材Fの外径は、第二鏡筒T2の内径と略一致するように形成されており、隙間のできないように第二鏡筒T2に嵌め込まれ、遮光性の接着剤により固定されている。 The light shielding member F is made of a light shielding material. Further, the outer diameter of the light shielding member F is formed such that the inner diameter substantially matching the second barrel T 2, is fitted into the second barrel T 2 so there is no gap, the light shielding adhesive It is fixed by.
次に、図1及び図2を用いて、光学ユニットの光学系に入射した光の辿る経路を説明する。光学ユニットの光学系に入射する光のうち、前方の物体側から入射する光LRfは、まず、レンズL11を通過する。そして、レンズL11を通過した光LRfは、レンズL21の第一面L21aの第一透過面L21a1に入射する。その後、第一透過面L21a1に入射した光LRfは、レンズL21の第二面L21bの第二透過面L21b1から出射されてレンズL22に入射する。レンズL22から出射された光LRfは、レンズL31、レンズL32、レンズL33、レンズL34、レンズL35を順に通過し、撮像素子に入射する。それによって、前方の物体の像が撮像素子の撮像面IP上に結像する。 Next, a path followed by light incident on the optical system of the optical unit will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Of the light incident on the optical system of the optical unit, the light LR f incident from the front object side first passes through the lens L 11 . Then, the light LR f that has passed through the lens L 11 is incident on the first transmission surface L 21 a 1 of the first surface L 21 a of the lens L 21 . Thereafter, the light LR f incident on the first transmitting surface L 21 a 1 is incident to be output lens L 22 from the second transmitting surface L 21 b 1 of the second surface L 21 b of the lens L 21. The light LR f emitted from the lens L 22 passes through the lens L 31 , the lens L 32 , the lens L 33 , the lens L 34 , and the lens L 35 in this order, and enters the image sensor. Thereby, an image of a front object is formed on the imaging surface IP of the imaging element.
一方、光学ユニットの光学系に入射する光のうち、略側方の物体側から入射する光LRSは、まず、レンズL21の第三面L21cに入射する。そして、第三面L21cに入射した光LRSは、レンズL21の第二面L21bの第二反射面L21b2で物体側に反射される。その後、第二反射面L21b2で反射された光LRSは、レンズL21の第一面L21aの第一反射面L21a2で像側に反射される。さらに、その後、第二反射面L21a2で反射された光LRSは、レンズL21の第二面L21bの第二透過面L21b1から出射されてレンズL22に入射する。レンズL22から出射された光LRSは、レンズL22,レンズL31、レンズL32、レンズL33、レンズL34、レンズL35を順に通過し、撮像素子に入射する。それによって、略側方の物体の像が撮像素子の撮像面IP上に結像する。 On the other hand, of the light incident on the optical system of the optical unit, the light LR S incident from the substantially object side first enters the third surface L 21 c of the lens L 21 . The light LR S incident on the third surface L 21 c is reflected to the object side by the second reflecting surface L 21 b 2 of the second surface L 21 b of the lens L 21 . Thereafter, the light LR S reflected by the second reflecting surface L 21 b 2 is reflected to the image side by the first reflecting surface L 21 a 2 of the first surface L 21 a of the lens L 21 . Further, thereafter, the light LR S reflected by the second reflective surface L 21 a 2 is incident on and emitted lens L 22 from the second transmitting surface L 21 b 1 of the second surface L 21 b of the lens L 21 . Lens L 22 light LR S emitted from passes through the lens L 22, the lens L 31, the lens L 32, the lens L 33, the lens L 34, a lens L 35 in order, enters the imaging device. Thereby, an image of a substantially lateral object is formed on the imaging surface IP of the imaging device.
このように、本実施例の光学ユニットは、反射屈折光学素子であるレンズL21を用いて、前方の物体の観察と同時に、略側方の物体の観察を行うことが可能な光学系を構成しているため、従来の光学ユニットに比べ、光学系の内部における迷光の発生を抑えることができる。すなわち、遮光性材料により形成された遮光部材Fが、反射屈折光学素子であるレンズL21を含む第二レンズ群LG2よりも像側に配置されている第三レンズ群LG3中に配置されているため、遮光部材Fよりも物体側において発生した迷光は、撮像面IPまで到達しにくく、その結果、フレアーやゴーストを効果的に低減することができる。 Thus, the optical unit of the present embodiment, a configuration using the lens L 21 is a reflective refractive optical element, observed in front of the object at the same time, the approximately lateral optical system capable of performing observation of objects Therefore, the generation of stray light in the optical system can be suppressed as compared with the conventional optical unit. That is, the light shielding member F formed of a light shielding material is disposed in the third lens group LG 3 disposed on the image side of the second lens group LG 2 including the lens L 21 that is a catadioptric optical element. Therefore, stray light generated on the object side with respect to the light shielding member F hardly reaches the imaging surface IP, and as a result, flare and ghost can be effectively reduced.
次に、図3を用いて実施例2に係る光学ユニットについて詳細に説明する。なお、本実施例の光学ユニットにおける光学系の構成や、反射屈折光学素子の形状、遮光部材の形状、鏡筒の構成、光学系に入射した光の辿る光路は、実施例1の光学ユニットとほぼ同じであるため、ほぼ同じ構成を有する部材には、同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。 Next, the optical unit according to Example 2 will be described in detail with reference to FIG. The configuration of the optical system in the optical unit of the present embodiment, the shape of the catadioptric optical element, the shape of the light shielding member, the configuration of the lens barrel, and the optical path followed by the light incident on the optical system are the same as those of the optical unit of the first embodiment. Since they are substantially the same, members having substantially the same configuration are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図3に示すように、この光学ユニットは、遮光部材Fが、第三レンズ群LG3の最も物体側のレンズL31とその像側のレンズL32との間となるように配置されている。このように構成されていても、実施例1の光学ユニットと同様の効果を奏することが可能である。
As shown in FIG. 3, the optical unit is arranged such that the light shielding member F is between the lens L 31 closest to the object side of the third lens group LG 3 and the lens L 32 on the image side. . Even if configured in this way, the same effects as those of the optical unit of
次に、図4を用いて実施例3に係る光学ユニットについて詳細に説明する。なお、本実施例の光学ユニットにおける光学系の構成や、反射屈折光学素子の形状、遮光部材の形状、第一鏡筒の形状、光学系に入射した光の辿る光路は、実施例1や実施例2の光学ユニットとほぼ同じであるため、ほぼ同じ構成を有する部材には、同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。 Next, the optical unit according to Example 3 will be described in detail with reference to FIG. The configuration of the optical system in the optical unit of the present embodiment, the shape of the catadioptric optical element, the shape of the light shielding member, the shape of the first lens barrel, and the optical path followed by the light incident on the optical system are the same as in the first embodiment and the embodiment. Since the optical unit is substantially the same as the optical unit of Example 2, members having substantially the same configuration are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図4に示すように、この光学ユニットの鏡筒を構成する第二鏡筒T2’は、その内側の形状を、遮光部材Fを保持する部分の内径が、像側の内径よりも大きくなるように段差状に形成してある。 As shown in FIG. 4, the second lens barrel T 2 ′ constituting the lens barrel of the optical unit has an inner shape, and the inner diameter of the portion holding the light shielding member F is larger than the inner diameter of the image side. As shown in FIG.
このように鏡筒の内部の遮光部材Fを保持する部分を段差状に構成したことにより、この光学ユニットは、遮光部材Fよりも物体側において発生した迷光が、組み立て誤差等によってできる遮光部材Fと鏡筒との隙間から、遮光部材Fよりも像側にある第三レンズ群LG3や撮像素子へ入射しない。このため、さらに効果的に、フレアーやゴーストの発生を低減することができる。また、光学ユニットの組み立ても容易となる。 As described above, since the portion that holds the light shielding member F inside the lens barrel is formed in a stepped shape, this optical unit has a light shielding member F that can generate stray light on the object side of the light shielding member F due to an assembly error or the like. and through the gap between the lens barrel, not incident to the third lens group LG 3 and the image pickup device located on the image side of the light shielding member F. For this reason, generation | occurrence | production of flare and a ghost can be reduced more effectively. Also, the assembly of the optical unit is facilitated.
次に、図5を用いて実施例4に係る光学ユニットについて詳細に説明する。なお、本実施例の光学ユニットにおける光学系の構成や、反射屈折光学素子の形状、第一鏡筒の形状、光学系に入射した光の辿る光路は、実施例1〜3の光学ユニットとほぼ同じであるため、ほぼ同じ構成を有する部材には、同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。
Next, the optical unit according to Example 4 will be described in detail with reference to FIG. The configuration of the optical system in the optical unit of the present embodiment, the shape of the catadioptric optical element, the shape of the first lens barrel, and the optical path followed by the light incident on the optical system are almost the same as those of the optical units of
図5に示すように、この光学ユニットの鏡筒を構成する第二鏡筒T2”は、外筒T2”1と、その外筒T2”1の内部に保持される内筒T2”2とにより構成されている。また、その内筒T2”2には、その物体側の端面に、遮光部材Fが一体的に形成されている。なお、内筒T2”2とそれと一体的に形成されている遮光部材Fは、いずれも遮光性材料により形成されている。 As shown in FIG. 5, the second lens barrel T 2 ″ constituting the lens barrel of the optical unit includes an outer tube T 2 ″ 1 and an inner tube T 2 held inside the outer tube T 2 ″ 1. “It consists of two . The inner cylinder T 2 ″ 2 is integrally formed with a light shielding member F on the end surface on the object side. The inner cylinder T 2 ″ 2 and the light shielding member formed integrally therewith are provided. Each of F is made of a light shielding material.
このように遮光部材Fは、第三レンズ群LG3を保持する内筒T2”2と一体的に形成されている。これにより、この光学ユニットは、遮光部材Fよりも物体側において発生した迷光が、組み立て誤差等によってできる遮光部材Fと内筒T2”2との隙間から、遮光部材Fよりも像側にある第三レンズ群LG3や撮像素子へ入射しない。このため、さらに効果的に、フレアーやゴーストの発生を低減することができる。また、光学ユニットの組み立ても容易となる。また、第三レンズ群LG3を、他のレンズ群とは別個に組み立てることができるため、光学ユニットの組み立てや光学系の編心調整も容易となる。 Thus, the light shielding member F is formed integrally with the inner cylinder T 2 ″ 2 that holds the third lens group LG 3. As a result, this optical unit is generated on the object side of the light shielding member F. The stray light does not enter the third lens group LG 3 or the image pickup element located on the image side of the light shielding member F through a gap between the light shielding member F and the inner cylinder T 2 ″ 2 caused by an assembly error or the like. For this reason, generation | occurrence | production of flare and a ghost can be reduced more effectively. Also, the assembly of the optical unit is facilitated. Further, the third lens group LG 3, it is possible to assemble separately from the other lens groups, it is easy knitting center adjustment assembly and the optical system of the optical unit.
なお、本実施例においては、第二鏡筒T2”を、外筒T2”1とその外筒T2”1の内部に保持される内筒T2”2とにより構成しているが、本実施例の光学ユニットの第二鏡筒T2”は、そのような構成に限定されるものではなく、3つ以上の部材により構成してもかまわない。 In the present embodiment, "the outer tube T 2" second barrel T 2 has been constructed by 1 and its outer tube T 2 "1 in the tube T 2 is held within the" 2 The second lens barrel T 2 ″ of the optical unit of the present embodiment is not limited to such a configuration, and may be configured by three or more members.
次に、図6を用いて実施例5に係る光学ユニットについて詳細に説明する。なお、本実施例の光学ユニットにおける光学系の構成や、反射屈折光学素子の形状、第一鏡筒の形状、光学系に入射した光の辿る光路は、実施例1〜4の光学ユニットとほぼ同じであるため、ほぼ同じ構成を有する部材には、同一の符号を付すとともに、それらについての詳細な説明は省略する。
Next, the optical unit according to Example 5 will be described in detail with reference to FIG. The configuration of the optical system in the optical unit of the present embodiment, the shape of the catadioptric optical element, the shape of the first lens barrel, and the optical path followed by the light incident on the optical system are almost the same as those of the optical units of
図6に示すように、この光学ユニットの鏡筒を構成する第二鏡筒T2’’’は、遮光部材Fを保持する位置と第三レンズ群LG3を保持する位置との間に、開口絞りSが一体的に形成されている。また、第二鏡筒T2’’’は、その一体的に形成されている開口絞りSよりも物体側の内径が、像側の内径よりも大きくなるように形成してある。 As shown in FIG. 6, the second lens barrel T 2 ′ ″ constituting the lens barrel of this optical unit is located between the position where the light shielding member F is held and the position where the third lens group LG 3 is held. An aperture stop S is integrally formed. Further, the second lens barrel T 2 ″ ″ is formed such that the inner diameter on the object side is larger than the inner diameter on the image side than the integrally formed aperture stop S.
このように開口絞りSは、第二鏡筒T2’’’と一体的に形成されている。これにより、この光学ユニットは、遮光部材Fよりも物体側において発生した迷光が、組み立て誤差等によってできる遮光部材Fと第二鏡筒T2’’’との隙間から、遮光部材Fよりも像側にある第三レンズ群LG3や撮像素子へ入射しない。このため、さらに効果的に、フレアーやゴーストの発生を低減することができる。また、光学ユニットの組み立ても容易となる。また、第三レンズ群LG3を、他のレンズ群とは別個に組み立てることができるため、光学ユニットの組み立てや光学系の編心調整も容易となる。 Thus, the aperture stop S is formed integrally with the second lens barrel T 2 ″ ″. Thereby, in this optical unit, the stray light generated on the object side with respect to the light shielding member F is imaged more than the light shielding member F from the gap between the light shielding member F and the second lens barrel T 2 ″ ″ caused by an assembly error or the like. not incident to the third lens group LG 3 or the imaging element on the side. For this reason, generation | occurrence | production of flare and a ghost can be reduced more effectively. Also, the assembly of the optical unit is facilitated. Further, the third lens group LG 3, it is possible to assemble separately from the other lens groups, it is easy knitting center adjustment assembly and the optical system of the optical unit.
なお、本発明は、これらの例に限定されるものではなく、上記実施例の種々の組み合わせも本発明に含まれる。 In addition, this invention is not limited to these examples, The various combinations of the said Example are also included in this invention.
また、上記実施例においては、前方の物体と略側方の物体の観察を同時に行うことの可能な光学系は、3つのレンズ群により構成されているが、本発明の光学ユニットに備えられている光学系は、これらの例に限定されるものではなく、2つのレンズ群又は4つ以上のレンズ群により構成しても良い。 In the above embodiment, the optical system capable of simultaneously observing a front object and a substantially lateral object is composed of three lens groups, but is provided in the optical unit of the present invention. The optical system is not limited to these examples, and may be constituted by two lens groups or four or more lens groups.
また、本発明の光学ユニットに備えられている光学系のレンズ群を構成するレンズは、上記実施例により示された形状や枚数に限定されるものではなく、反射屈折光学素子を含む種々の光学系も含まれる。 Further, the lenses constituting the lens group of the optical system provided in the optical unit of the present invention are not limited to the shapes and the number of sheets shown in the above embodiments, but various optical elements including catadioptric optical elements. Systems are also included.
また、上記実施例においては配置されていないが、光学系と撮像素子との間に、IRカットコートを施したローパスフィルターや、CCDカバーガラス等を配置しても良い。 Although not arranged in the above embodiment, a low-pass filter with an IR cut coat, a CCD cover glass, or the like may be arranged between the optical system and the image sensor.
また、上記実施例においては、反射屈折光学素子の第三面は、前方の物体側の径と像側の径とが、略一致するような形状になっているが、前方の物体側の径よりも像側の径が大きい形状のものや、前方の物体側の径よりも像側の径が小さい形状のものを用いても良い。なお、ここで、前方の物体側の径とは、第三面における最も前方の物体側の位置での、光軸に垂直な面内における径を言い、像側の径とは、第三面における最も像側の位置での、光軸に垂直な面内における径を言う。 Further, in the above embodiment, the third surface of the catadioptric optical elements, and the diameters of the image side of the front of the object side and has a shape such as to be substantially coincident, the front object side diameter Alternatively, a shape having a larger diameter on the image side than the diameter on the object side or a shape having a smaller diameter on the image side than the diameter on the front object side may be used. Here, the diameter on the front object side means the diameter in the plane perpendicular to the optical axis at the position on the most front object side on the third surface, and the diameter on the image side means the third surface. The diameter in the plane perpendicular to the optical axis at the position closest to the image side.
また、上記実施例においては、第一反射面や第二反射面を、蒸着法により形成しているが、その形成方法は、上記の方法に限定されるものではない。 Moreover, in the said Example, although the 1st reflective surface and the 2nd reflective surface are formed by the vapor deposition method, the formation method is not limited to said method.
また、上記実施例においては、遮光部材を、第三レンズ群中において、最も物体側に配置したり、最も物体側のレンズの像側に配置したりしているが、その配置位置は、上記の位置に限定されるものではない。なお、フレアーやゴーストの抑制効果を高めるためには、第三レンズ群の最も像側のレンズよりも、物体側の位置に配置することが好ましい。 In the above embodiment, the light shielding member is disposed on the most object side or the image side of the lens on the most object side in the third lens group. It is not limited to the position. In order to enhance the effect of suppressing flare and ghost, it is preferable that the third lens group is disposed at a position closer to the object side than the most image side lens.
F 遮光部材
IP 撮像面
LG1 第一レンズ群
LG2 第二レンズ群
LG3 第三レンズ群
LRf,LRS,LRS1,LRS2 光
L11,L21,L22,L31,L32,L33,L34,L35,L36,28 レンズ
L21a 第一面
L21a1 第一透過面
L21a2 第一反射面
L21b 第二面
L21b1 第二透過面
L21b2 第二反射面
L21c 第三面
L21d 第一取付部
L21d1 筒状の面
L21d2 環状の面
L21e 第二取付部
S 開口絞り
T1 第一鏡筒
T2,T2’,T2”,T2’’’ 第二鏡筒
T2”1 外筒
T2”2 内筒
24 凸型回転体ミラー
26 透光性匡体
31 撮像素子
F light shielding member IP imaging surface LG 1 first lens group LG 2 second lens group LG 3 third lens group LR f , LR S , LR S1 , LR S2 light L 11 , L 21 , L 22 , L 31 , L 32 , L 33, L 34, L 35,
Claims (9)
前記光学系が、反射屈折光学素子を有するレンズ群と、該反射屈折光学素子を有するレンズ群よりも像側に配置されていて開口絞りを有するレンズ群と、を含んでおり、
前記反射屈折光学素子は、前方の物体側に形成された第一面と、像側に形成された第二面と、前記第一面と前記第二面との間において全周面にわたって形成された第三面と、を有しており、
前記第一面は、光軸を中心に形成された第一透過面と、該第一透過面の周囲に環状に形成され像側を向いた第一反射面と、を含んでおり、
前記第二面は、光軸を中心に形成された第二透過面と、該第二透過面の周囲に環状に形成され前方の物体側を向いた第二反射面と、を含んでおり、
前記第三面は、透過面であり、
前記開口絞りの近傍には、遮光性材料により形成されていて、前記開口絞りの内径よりも大きく前記鏡筒の内径よりも小さい内径を有する環状の遮光部材を備え、
前記鏡筒の外周面と、前記第三面と、により外周面が形成される
ことを特徴とする光学ユニット。 In an optical unit comprising an optical system for observing a front object and a substantially lateral object, a lens barrel holding the optical system, and an image sensor,
The optical system includes a lens group having a catadioptric optical element, and a lens group disposed on the image side of the lens group having the catadioptric optical element and having an aperture stop,
The catadioptric optical element is formed over the entire peripheral surface between the first surface formed on the front object side, the second surface formed on the image side, and the first surface and the second surface. A third surface, and
The first surface includes a first transmission surface formed around the optical axis, and a first reflection surface formed in an annular shape around the first transmission surface and facing the image side,
The second surface includes a second transmission surface formed around the optical axis, and a second reflection surface formed in an annular shape around the second transmission surface and facing the front object side,
The third surface is a transmission surface;
In the vicinity of the aperture stop, an annular light shielding member that is formed of a light shielding material and has an inner diameter that is larger than the inner diameter of the aperture stop and smaller than the inner diameter of the lens barrel ,
An optical unit, wherein Rukoto outer peripheral surface is formed with an outer peripheral surface of the lens barrel, and the third surface, the.
略側方の物体側からの光は、前記第三面に入射した後に、前記第二反射面と前記第一反射面とで順に反射され、前記第二透過面から像側へ出射されることを特徴とする請求項1に記載の光学ユニット。 Light from the front object side is incident on the first transmission surface and then emitted from the second transmission surface to the image side.
The light from the substantially object side is incident on the third surface, is then sequentially reflected by the second reflecting surface and the first reflecting surface, and is emitted from the second transmitting surface to the image side. The optical unit according to claim 1.
前記反射屈折光学素子を有するレンズ群よりも像側に配置されたレンズ群が、正の屈折力を持つことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学ユニット。 A lens group having negative refractive power is disposed on the object side in front of the lens group having the catadioptric optical element,
3. The optical unit according to claim 1, wherein the lens group disposed on the image side of the lens group having the catadioptric optical element has a positive refractive power.
前記遮光部材が、前記内筒と一体的に形成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光学ユニット。 The lens barrel comprises an inner cylinder that holds a lens group disposed on the image side of the reflective / refractive optical element, and an outer cylinder that holds the inner cylinder,
The optical unit according to claim 1 , wherein the light shielding member is formed integrally with the inner cylinder .
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