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CN108254859B - 折反射光学系统和摄像装置 - Google Patents

折反射光学系统和摄像装置 Download PDF

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CN108254859B CN201711216036.3A CN201711216036A CN108254859B CN 108254859 B CN108254859 B CN 108254859B CN 201711216036 A CN201711216036 A CN 201711216036A CN 108254859 B CN108254859 B CN 108254859B
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Abstract

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。

Description

折反射光学系统和摄像装置
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。
Figure BDA0001485525480000021
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
发明要解决的问题
以往，关于长焦距的成像光学系统、即远摄透镜的作用效果，不能充分地应对形成明亮且具有较小的低背系数的薄型的折反射光学系统这样的要求。此外，对于薄型的折反射光学系统，由于其“薄型”的限制，如上表所示那样在产业上能够实现的焦距是有限度的。并且，除了对远摄透镜寻求更长的焦距这样的一般要求以外，在所述模拟变焦透镜的技术领域中，基于以下的理由还寻求一种比现有技术更长的焦距且薄型的折反射光学系统。
关于当前制造并在售卖的模拟变焦透镜，例如，短焦距的单焦点透镜的成像光学系统的焦距为28mm(35mm胶片等效值)，长焦距的单焦点透镜的成像光学系统的焦距为50mm(35mm胶片等效值)。另一方面，数字变焦能够在影像的清晰度等性能被需求者所接受的范围内获得放大到5倍的数字变焦倍率。因而，在所述例子中，短焦距的单焦点透镜的成像光学系统能够在焦距为28mm～140mm(35mm胶片等效值)的范围内进行数字变焦。另一方面，关于长焦距的单焦点透镜的成像光学系统，焦距为50mm(35mm胶片等效值)，能够在50mm～250mm(35mm胶片等效值)的范围内进行数字变焦。在这样的所述模拟变焦透镜中，在两个数字变焦区域中，50mm～140mm发生重叠，从而存在光学结构上无用的部分。
另一方面，在对比文件1中，是如下结构且类似于模拟变焦的光学系统：将折反射光学系统的透镜使用为远摄侧摄像系统，将不包含反射面的普通的透镜系统采用为广角侧摄像透镜，通过能够转动的透镜保持部保持这两个摄像透镜系统，来选择性地使用摄像透镜。但是，使用了对比文件1中所提供的折反射光学系统的远摄侧摄像系统的等效焦距长到210mm的程度，超出了广角侧摄像系统能够进行数字变焦的范围，从而无法以良好的图像质量来将这些远摄侧摄像系统和广角侧摄像系统组合。另外，由于低背系数大到1.77左右，因此使用于较小的画面尺寸以容纳在薄的筐体内，从而难以求得良好的图像质量且容易观察的大小的图像。
(发明的目的)
本发明是鉴于现有技术的上述问题而完成的，其目的在于提供一种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折反射光学系统。
用于解决问题的方案
为了解决所述问题，本申请第一发明是一种折反射光学系统，包括第一透镜和第二透镜，该第二透镜以与所述第一透镜之间设置空气间隔的方式配置在比所述第一透镜靠成像侧的位置处，
所述第一透镜的被摄体侧的面的周边区域为第一折射面，在所述第一透镜的被摄体侧的面的中心区域形成第二反射面，
所述第二透镜的成像侧的面的中心区域为第二折射面，在所述第二透镜的成像侧的面的周边区域形成第一反射面，
该折反射光学系统满足下述的条件式(1)。
Hm2/Hm1≤0.65···········(1)
其中，
Hm2为所述第二反射面的有效直径，
Hm1为所述第一反射面的有效直径。
第二发明是一种摄像装置，具备：第一发明的折反射光学系统；以及摄像元件，其配置在该折反射光学系统的成像位置处。
发明的效果
根据第一发明的折反射光学系统，能够构成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折反射光学系统。
根据第二发明的摄像装置，能够构成具备明亮且具有较小的低背系数的长焦距的折反射光学系统的、成像性能优秀的小型且薄型的摄像装置。
附图说明
图1是第一发明的折反射光学系统的第一实施例的光学截面图。
图2是第一发明的折反射光学系统的第一实施例的球面像差图。
图3是第一发明的折反射光学系统的第二实施例的光学截面图。
图4是第一发明的折反射光学系统的第二实施例的球面像差图。
图5是第一发明的折反射光学系统的第三实施例的光学截面图。
图6是第一发明的折反射光学系统的第三实施例的球面像差图。
图7是第一发明的折反射光学系统的第四实施例的光学截面图。
图8是第一发明的折反射光学系统的第四实施例的球面像差图。
图9是第一发明的折反射光学系统的第五实施例的光学截面图。
图10是第一发明的折反射光学系统的第五实施例的球面像差图。
图11是第二发明的摄像装置的第一实施例的结构图。
图12是第二发明的摄像装置的第二实施例的结构图。
图13是安装有第二发明的摄像装置的第二实施例的移动电话的立体图。
图14是专利文献1所示的摄影透镜的光学截面图。
图15是专利文献2所示的光学系统的光学截面图。
附图标记说明
L1：第一透镜；L2：第二透镜；C：防重影V槽；B：防重影板；R1～R10：折射面；M1：第一反射面；M2：第二反射面；H1：第一外壳；H2：第二外壳；100：第一折反射光学系统；200：第二折射光学系统。
具体实施方式
以下，说明本发明的折反射光学系统和具备该折反射光学系统的摄像装置。
第一发明的折反射光学系统包括第一透镜和第二透镜，该第二透镜以与所述第一透镜之间设置空气间隔的方式配置在比所述第一透镜靠成像侧的位置处，
所述第一透镜的被摄体侧的面的周边区域为第一折射面，在所述第一透镜的被摄体侧的面的中心区域形成第二反射面，
所述第二透镜的成像侧的面的中心区域为第二折射面，在所述第二透镜的成像侧的面的周边区域形成第一反射面，
该折反射光学系统满足下述的条件式(1)。
Hm2/Hm1≤0.65···········(1)
其中，
Hm2为所述第二反射面的有效直径，
Hm1为所述第一反射面的有效直径。
在此，中心区域是指以透镜的光轴为中心时的透镜面的中心附近，周边区域是指透镜面中除中心区域以外的区域且位于透镜面的外周附近。另外，以后也将各透镜中的被摄体侧的面的中心区域和成像侧的面的中心区域所夹持的部分称为透镜的中心部分，也将各透镜中的被摄体侧的面的周边区域和成像侧的面的周边区域所夹持的部分称为透镜的周边部分。
第一发明的折反射光学系统是将多个折射面和反射面形成为一体的透镜系统，将各面成形研磨加工为共轴，容易保持维持该成形研磨面的共轴的状态进行组装，从而能够获得高的加工精度和组装精度。
另外，通过以在第一透镜与第二透镜之间设置空气间隔的方式配置第一透镜和第二透镜，能够在第一折射面与第一反射面之间设置5个折射面和反射面、或者5个以上的折射面和反射面。其结果，能够确保多个像差校正要素，特别是能够容易地校正球面像差和彗星像差，从而能够获得高的分辨率。另外，通过设置空气间隔，能够降低光线在折射面与空气间隔的边界处透射的相对于光轴的高度位置，从而在使第二反射面小径化方面是优选的。
此外，也可以在第一透镜的被摄体侧、第一透镜与第二透镜之间、或者第二透镜的成像面侧配置具有折射力的透镜、滤光片等。
并且，第一发明的折反射光学系统的第一透镜和第二透镜中的至少一方可以是双胶合透镜。
条件式(1)是用于规定透镜遮光率的条件式。在此，透镜遮光率是针对一个透镜面被定义为
透镜遮光率＝(透镜面的遮光部分的直径/透镜面的有效最大外径)。
如果处于条件式(1)的范围内，则能够将透镜遮光率维持得小，并能够使透镜的明亮度变亮。另外，在将该折反射光学系统安装于移动电话等的非常小且薄的空间的情况下，由于第一折射面、即入射光瞳为环状，因此相比于折射面和反射面所产生的像差，衍射对分辨率带来更大的影响。因而，当透镜遮光率超过条件式(1)而变大时、即当环的宽度变小时，出现由衍射的影响所引起的像劣化，无法获得高的分辨率。
当考虑到将折反射光学系统安装到摄像装置时的透镜外径、衍射的影响等的平衡时，条件式(1)更优选为
0.35≤Hm2/Hm1≤0.65···········(1’)。
并且，在该条件式(1’)中，上限值优选为0.60，更优选为0.55。另外，该条件式(1’)的下限值优选为0.36。
通过将所述第一折射面和所述第二反射面形成在单个透镜构件上，能够同时对第一折射面和第二反射面的模具进行切削加工，从而能够提高同轴精度。
另外，通过构成为使第一折射面的透射光、第一反射面的反射光以及第二反射面的反射光透过单一曲率的第一透镜的成像侧的面，由此能够抑制各个透镜面的偏心所致的单侧模糊的产生等，是理想的。
在第一发明的折反射光学系统中，期望的是，所述第一透镜的成像侧的面是连续曲面。当使所述第一透镜的成像侧的面为连续曲面时，能够使多个光束重叠地通过所述第一透镜的成像侧的面。由此，能够使更粗的光束在规定的透镜面处折射。另外，当使所述第一透镜的成像侧的面为连续曲面时，与面形状不均匀的情况相比，即使在组装时发生偏心从而各个光束偏移地入射至面，也能够将单侧模糊等非对称的像的劣化抑制到最小限度。
在此，连续曲面是指平滑且连续的面，优选的是满足具有同一曲率半径的形状和同一非球面系数的形状中的至少一个形状的面，但是例如也可以是曲率半径逐渐变化那样的曲面。
期望的是，第一发明的折反射光学系统满足下述的条件式(2)。
0.5≤|d/Y|≤4.5········(2)
其中，
d为第一反射面与第二反射面的空气当量间隔，
Y为最大像高。
在此，第一反射面与第二反射面的空气当量间隔是指将第一反射面与第二反射面的在光轴上的距离换算为空距所得到的值。
条件式(2)是与低背系数以及对分辨率产生影响的球面像差和彗星像差相关联的条件式。当超过条件式(2)的上限时，导致第一反射面与第二反射面的空气当量间隔变大，低背系数变大，因此是不理想的。当超过条件式(2)的下限时，虽然低背系数变小，是理想的，但是如果使第一反射面与第二反射面的空气当量间隔过小，则使从第一折射面入射的光线在到达处于同一面的第二反射面之前急剧地弯折，因此产生较大的球面像差和彗星像差，难以进行校正。
根据得到这些效果来看，条件式(2)的上限值优选为3.0，更优选为2.5，更进一步优选为2.0。另外，条件式(2)的下限值优选为0.6，更优选为0.7，更进一步优选为0.8。
期望的是，第一发明的折反射光学系统满足下述的条件式(3)。
0.2≤(f12)/f≤0.6········(3)
其中，
f12为从第一折射面到第一反射面的合成焦距，
f为该折反射光学系统的焦距。
条件式(3)是与透镜总长以及分辨率、尤其是球面像差和彗星像差相关联的条件式。当超过条件式(3)的上限时，透镜总长变长，是不理想的。当超过条件式(3)的下限时，虽然透镜总长变短，是理想的，但是难以校正球面像差和彗星像差。
通过满足条件式(3)的上限、也就是说使从第一折射面到第一反射面的正的折射力变强，能够在入射至第一折射面的光线入射到第一反射面之前降低光线高度。在第一反射面发生了反射的光线通过与入射至第一折射面的光线在到达第一反射面之前所通过的面相同的面，由此进一步降低光线高度后入射至第二反射面。根据该情形，能够同时达成减小第二反射面的有效直径、使折反射光学系统变亮并且减小低背系数。
根据得到这些效果来看，条件式(3)的上限值优选为0.55，更优选为0.5，更进一步优选为0.45。另外，条件式(3)的下限值优选为0.25，更优选为0.3。
期望的是，第一发明的折反射光学系统满足下述的条件式(4)。
Vp1>Vp2····················(4)
其中，
Vp1为第一透镜的阿贝数，
Vp2为第二透镜的阿贝数。
条件式(4)是与第一透镜和第二透镜的材料有关的式子，表示第二透镜的阿贝数小于第一透镜的阿贝数。
第一透镜的折射面都具有正的折射力，产生正向的色像差。另外，第二透镜的周边区域的折射面由于光线两次通过，因此使色像差相互抵消。因此，在第二透镜的周边区域的折射面几乎不产生色像差。另一方面，第二透镜的中心部分由于具有负的折射力，因此产生负向的色像差。
本发明的光学系统由于整体具有正的折射力，因此第二透镜的中心部分具有比第一透镜的正的折射力弱的负的折射力。基于该情形，优选的是，第二透镜使用阿贝数小于第一透镜的阿贝数的材料以使在各个部分处产生的色像差相互抵消而被校正。
期望的是，第一发明的折反射光学系统满足下述的条件式(5)。
f/fr2≤1.5····················(5)
其中，
f为该折反射光学系统的焦距，
fr2为所述第二透镜的中心部分的焦距。
条件式(5)是规定了第二透镜的中心部分的折射力与整体的折射力之比的式子。也就是说，由于折射力是焦距的倒数，因此是将第二透镜的中心区域的焦距的倒数(1/fr2)除以光学系统整体的焦距的倒数(1/f)而得到的。
第二透镜的中心部分的焦距是指从第二透镜的被摄体侧的中心区域到第二透镜的成像侧的中心区域的合成焦距。第二透镜的中心部分优选具有负的折射力或者弱的正的折射力。当超过条件式(5)的上限时，导致正的折射力变得过强，因此使轴外的光束上折的作用减弱，从而视角变窄，不适于模拟变焦透镜。
并且，为了防止由于像面的倾斜所致的轴外的分辨率变差，优选的是，条件式(5)满足
-1.8≤f/fr2≤1.5·············(5’)。
并且，条件式(5)的上限值优选为1.4，更优选为1.3。另外，条件式(5)的下限值优选为-1.7，更优选为-1.5。
期望的是，第一发明的折反射光学系统满足下述的条件式(6)。
0.8≤D/f≤1.5··············(6)
其中，
D为该折反射光学系统的光学总长，
f为该折反射光学系统的焦距。
条件式(6)是规定了远摄比的式子。在此，光学总长是指对光学特性产生影响的所有元件的在光轴方向上的间隔的总计，在折反射光学系统中是指使被反射面转向后的光轴延长的情况下的从被摄体侧第一面到成像侧最终面的距离。当超过条件式(6)的下限时，各构成透镜的折射力变强，因此像差增大，轴外和轴上的分辨率变差。折反射透镜即使减小远摄比，也能够缩短透镜总长。当超过条件式(6)的上限时，由于光学总长变得过长而透镜总长变长，导致与折射透镜相比不存在使用折反射透镜的优越性。
根据得到这些效果来看，条件式(6)的上限值优选为1.4，更优选为1.3，更进一步优选为1.1。另外，条件式(6)的下限值更优选为0.9。
期望的是，第一发明的折反射光学系统满足下述的条件式(7)。
1.6≤TL/Y≤3.0·············(7)
其中，
TL为该折反射光学系统的透镜总长，
Y为最大像高。
条件式(7)是规定了为低背的式子。当超过条件式(7)的上限时，相对于光学系统的最大像高而言的透镜总长变大，导致光学系统大型化。当超过条件式(7)的下限时，需要使各面的焦度变大，从而产生较大的球面像差和彗星像差，难以进行校正。
根据得到这些效果来看，条件式(7)的上限值优选为2.8，优选为2.6，优选为2.4，更优选为2.3。另外，条件式(7)的下限值优选为1.8，还优选为1.9，更优选为2.0。
在第一发明的折反射光学系统中，期望的是，所述第一折射面随着从接近光轴的部分趋向周边，在从被摄体侧观察时从凸变化为凹。
第一发明的折反射光学系统通过像这样构成第一折射面，能够有利地进行彗星像差和高阶的球面像差的校正。
在第一发明的折反射光学系统中，期望的是，第一反射面和第二反射面是后表面反射镜。
第一发明的折反射光学系统通过使第一反射面和第二反射面为后表面反射镜，能够防止镜面附着灰尘，并且能够有效地保护镜面免受损伤。另外，能够在确保较小的低背系数的同时，使对球面像差等的校正有效的面增加。
第二发明的摄像装置是通过具备第一发明的折反射光学系统和配置于该折反射光学系统的成像位置处的摄像元件而构成的。
像这样构成的第二发明的摄像装置能够构成具备明亮、具有长焦距并且具有较小的低背系数的薄型的折反射光学系统的摄像装置。
当将第一发明的折反射光学系统使用为模拟变焦透镜的一个摄像光学系统时，第二发明的摄像装置能够构成更有效地利用第一发明的折反射光学系统的明亮、具有较小的低背系数并且是长焦距的效果并具有高的成像性能的摄像装置。
以下，根据附图说明第一发明的折反射光学系统和第二发明的摄像装置的实施例。关于各实施例，表示非球面系数的表中示出如下式所示的圆锥常数和偶数阶非球面系数。
z＝ch2/[1+{1-(1+k)c2h2}1/2]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10···
(其中，c表示曲率(1/r)，h表示相对于光轴的高度，k表示圆锥系数，A4、A6、A8、A10···表示各阶次的非球面系数)
在折反射光学系统的光学截面图中示出第一透镜L1、第二透镜L2、折射面R1、折射面R2、折射面R3、折射面R4、折射面R5、折射面R6、折射面R7、折射面R8、折射面R9、折射面R10、第一反射面M1、第二反射面M2。
在实施例的像差图中，点划线表示波长656nm的球面像差。实线表示波长588nm的球面像差。长虚线表示波长546nm的球面像差。中虚线表示波长486nm的球面像差。短虚线表示波长436nm的球面像差。
在球面像差图中，“被遮蔽的光束”表示向第一透镜入射的光束中的被第二反射面遮蔽的光束，不干预光学性能。另一方面，表示通过了光学系统的光束的“有效光束”表现出干预光学性能的球面像差。
(第一实施例)
如图1所示，第一实施例的折反射光学系统的结构具有第一透镜L1和第二透镜L2。
在第一透镜L1的被摄体侧的面的周边区域具有折射面R1(第一折射面)，在第一透镜L1的被摄体侧的面的中心区域具有第二反射面M2。并且，在第一透镜L1的成像侧的面的周边区域具有折射面R2，在第一透镜L1的成像侧的面的中心区域具有折射面R5和折射面R6。
在第二透镜L2的被摄体侧的面的周边区域具有折射面R3，在第二透镜L2的被摄体侧的面的中心区域具有折射面R4和折射面R7。并且，在第二透镜L2的成像侧的面的周边区域具有第一反射面M1，在第二透镜L2的成像侧的面的中心区域具有折射面R8(第二折射面)。
第二透镜L2在被摄体侧的面的折射面R4与折射面R7之间配置防重影板B，并且在成像侧的面的第一反射面M1与折射面R8之间形成防重影V槽C。
在图2中示出第一实施例的折反射光学系统的球面像差。
在表1中示出第一实施例的折反射光学系统的透镜数据。在表2中示出第一实施例的折反射光学系统的非球面系数。
[表1]
面编号 曲率 面间隔 折射率 阿贝数 内径 外径
1 第一折射面 非球面 折射 11.015 1.970 1.531 56.044 2.51 4.00
2 非球面 折射 -18.837 1.209
3 非球面 折射 -17.689 1.000 1.614 25.575
4 第一反射面 非球面 反射 -20.377 -1.000 1.614 25.575 2.20 4.00
5 光圈 非球面 折射 -17.689 -1.209
6 非球面 折射 -18.837 -1.620 1.531 56.044
7 第二反射面 非球面 反射 -12.908 1.620 1.531 56.044 1.88
8 非球面 折射 -18.837 1.959
9 非球面 折射 -2.464 0.750 1.614 25.575 1.90
10 第二折射面 非球面 折射 -3.379 0.500 2.15
11 保护玻璃 球面 折射 ∞ 0.210 1.517 64.198
12 保护玻璃 球面 折射 ∞
[表2]
Figure BDA0001485525480000131
(第二实施例)
如图3所示，第二实施例的折反射光学系统的结构具有第一透镜L1和第二透镜L2。
在第一透镜L1的被摄体侧的面的周边区域具有折射面R1(第一折射面)，在第一透镜L1的被摄体侧的面的中心区域具有第二反射面M2。并且，在第一透镜L1的成像侧的面的周边区域具有折射面R2，在第一透镜L1的成像侧的面的中心区域具有折射面R5和折射面R6。
在第二透镜L2的被摄体侧的面的周边区域具有折射面R3，在第二透镜L2的被摄体侧的面的中心区域具有折射面R4和R7，并且，在第二透镜L2的成像侧的面的周边区域具有第一反射面M1，在第二透镜L2的成像侧的面的中心区域具有折射面R8(第二折射面)。
第二透镜L2在被摄体侧的面的折射面R4与折射面R7之间配置防重影板B，并且在成像侧的面的第一反射面M1与折射面R8之间形成防重影V槽C。
在图4中示出第二实施例的折反射光学系统的球面像差。
在表3中示出第二实施例的折反射光学系统的透镜数据。在表4中示出第二实施例的折反射光学系统的非球面系数。
[表3]
面编号 曲率 面间隔 折射率 阿贝数 内径 外径
1 第一折射面 非球面 折射 12.483 1.772 1.531 56.044 2.37 3.10
2 非球面 折射 -18.088 1.387
3 非球面 折射 -14.100 1.000 1.614 25.575
4 第一反射面 非球面 反射 -18.201 -1.000 1.614 25.575 2.10 3.10
5 光圈 非球面 折射 -14.100 -1.387
6 非球面 折射 -18.088 -1.422 1.531 56.044
7 第二反射面 非球面 反射 -13.150 1.422 1.531 56.044 1.60
8 非球面 折射 -18.088 2.137
9 非球面 折射 -2.321 0.750 1.614 25.575 1.82
10 第二折射面 非球面 折射 -3.117 0.200 2.10
11 保护玻璃 球面 折射 ∞ 0.210 1.517 64.198 2.14
12 保护玻璃 球面 折射 ∞
[表4]
Figure BDA0001485525480000151
(第三实施例)
如图5所示，第三实施例的折反射光学系统的结构具有第一透镜L1和第二透镜L2。
在第一透镜L1的被摄体侧的面的周边区域具有折射面R1(第一折射面)，在第一透镜L1的被摄体侧的面的中心区域具有第二反射面M2。并且，在第一透镜L1的成像侧的面的周边区域具有折射面R2，在第一透镜L1的成像侧的面的中心区域具有折射面R5和折射面R6。
在第二透镜L2的被摄体侧的面的周边区域具有折射面R3，在第二透镜L2的被摄体侧的面的中心区域具有折射面R4和折射面R7。并且，在第二透镜L2的成像侧的面的周边区域具有第一反射面M1，在第二透镜L2的成像侧的面的中心区域具有折射面R8(第二折射面)。
第一透镜L1在被摄体侧的面的折射面R1与第二反射面M2之间形成防重影V槽C。另外，第二透镜L2在被摄体侧的面的折射面R4与折射面R7之间配置防重影板B。
在图6中示出第三实施例的折反射光学系统的球面像差。
在表5中示出第三实施例的折反射光学系统的透镜数据。在表5中，面编号8为虚拟面，表示防重影板B的位置和外径。在表6中示出第三实施例的折反射光学系统的非球面系数。
[表5]
面编号 曲率 面间隔 折射率 阿贝数 内径 外径
1 第一折射面 非球面 折射 9.085 2.355 1.531 56.044 2.36 4.45
2 非球面 折射 -42.349 0.737
3 非球面 折射 -12.865 1.000 1.614 25.575
4 第一反射面 非球面 反射 -14.537 -1.000 1.614 25.575 2.30 4.40
5 光圈 非球面 折射 -12.865 -0.737
6 非球面 折射 -42.349 -1.855 1.531 56.044
7 第一反射面 非球面 反射 -9.851 1.855 1.531 56.044 1.65
8 非球面 折射 -42.349 0.250
9 球面 ∞ 1.007 1.75
10 非球面 折射 -4.832 0.800 1.614 25.575 1.80
11 第二折射面 非球面 折射 -10.182 0.500 2.14
12 保护玻璃 球面 折射 ∞ 0.210 1.517 64.198
13 保护玻璃 球面 折射 ∞
[表6]
Figure BDA0001485525480000161
(第四实施例)
如图7所示，第四实施例的折反射光学系统的结构具有第一透镜L1、第二透镜L2以及第三透镜L3。
在第一透镜L1的被摄体侧的面的周边区域具有折射面R1(第一折射面)，在第一透镜L1的被摄体侧的面的中心区域具有第二反射面M2。并且，在第一透镜L1的成像侧的面的周边区域具有折射面R2，在第一透镜L1的成像侧的面的中心区域具有折射面R5和折射面R6。
在第二透镜L2的被摄体侧的面的周边区域具有折射面R3，在第二透镜L2的被摄体侧的面的中心区域具有折射面R9。并且，在第二透镜L2的成像侧的面的周边区域具有第一反射面M1，在第二透镜L2的成像侧的面的中心区域具有折射面R10(第二折射面)。
在第三透镜L3的被摄体侧的面具有折射面R7。并且，在第三透镜L3的成像侧的面具有折射面R8。
第三透镜L3在其周围配置防重影板B，并且该防重影板B配置在第二透镜L2的被摄体侧的面的折射面R4和R9之间的位置。
在图8中示出第四实施例的折反射光学系统的球面像差。
在表7中示出第四实施例的折反射光学系统的透镜数据。在表8中示出第四实施例的折反射光学系统的非球面系数。
[表7]
面编号 曲率 面间隔 折射率 阿贝数 内径 外径
1 第一折射面 非球面 折射 -25.142 1.064 1.531 56.044 2.4 4.0
2 非球面 折射 -11.380 1.737
3 非球面 折射 -11.279 0.900 1.614 25.575
4 第一反射面 非球面 反射 -12.110 -0.900 1.614 25.575 2.4 4.5
5 光圈 非球面 折射 -11.279 -1.737
6 非球面 折射 -11.380 -1.064 1.531 56.044
7 第二反射面 非球面 反射 -8.478 1.064 1.531 56.044 1.9
8 非球面 折射 -11.380 1.837
9 非球面 折射 -2.772 0.800 1.614 25.575 1.8
10 非球面 折射 -2.858 0.458 2.0
11 非球面 折射 -2.416 0.450 1.614 25.575 2.0
12 第二折射面 非球面 折射 -4.417 0.300
13 保护玻璃 球面 折射 ∞ 0.210 1.517 64.198
14 保护玻璃 球面 折射 ∞
[表8]
Figure BDA0001485525480000181
(第五实施例)
如图9所示，第五实施例的折反射光学系统的结构具有第一透镜L1、第二透镜L2以及第四透镜L4。
在第一透镜L1的被摄体侧的面的周边区域具有折射面R1(第一折射面)，在第一透镜L1的被摄体侧的面的中心区域具有第二反射面M2。并且，在第一透镜L1的成像侧的面的周边区域具有折射面R2，在第一透镜L1的成像侧的面的中心区域具有折射面R5和折射面R6。
在第二透镜L2的被摄体侧的面的周边区域具有折射面R3，在第二透镜L2的被摄体侧的面的中心区域具有折射面R4和折射面R7。并且，在第二透镜L2的成像侧的面的周边区域具有第一反射面M1，在第二透镜L2的成像侧的面的中心区域具有折射面R8(第二折射面)。
在第四透镜L4的被摄体侧的面的中心区域具有折射面R9。并且，在第四透镜L4的成像侧的面具有折射面R10。
第一透镜L1在被摄体侧的面的折射面R1与第二反射面M2之间形成防重影V槽C。另外，第二透镜L2在被摄体侧的面的折射面R4与折射面R7之间配置防重影板B。
在图10中示出第五实施例的折反射光学系统的球面像差。
在表9中示出第五实施例的折反射光学系统的透镜数据。在表10中示出第五实施例的折反射光学系统的非球面系数。
[表9]
面编号 曲率 面间隔 折射率 阿贝数 内径 外径
1 第一折射面 非球面 折射 -285.549 10.23 1.531 56.044 19.0 30.0
2 非球面 折射 -117.901 16.97
3 非球面 折射 -112.891 9.00 1.614 25.575
4 第一反射面 非球面 反射 -119.797 -9.00 1.614 25.575 19.0 39.2
5 光圈 非球面 折射 -112.891 -16.97
6 非球面 折射 -117.901 -10.23 1.531 56.044
7 第二反射面 非球面 反射 -85.013 10.23 1.531 56.044 15.3
8 非球面 折射 -117.901 17.97
9 非球面 折射 -27.331 8.00 1.614 25.575 9.8
10 第二折射面 非球面 折射 -21.844 0.20 9.9
11 非球面 折射 -20.893 4.50 1.614 25.575 9.9
12 非球面 折射 -44.640 3.00
13 保护玻璃 球面 折射 ∞ 2.10 1.517 64.198
14 保护玻璃 球面 折射 ∞ 9.54
[表10]
Figure BDA0001485525480000191
接着，示出各实施例的光学数据(mm)和光学性能值。
Figure BDA0001485525480000201
以下示出各实施例的条件式(1)的值。
Figure BDA0001485525480000202
以下示出各实施例的条件式(2)的值。
Figure BDA0001485525480000203
以下示出各实施例的条件式(3)的值。
Figure BDA0001485525480000204
以下示出各实施例的条件式(4)的值。
Figure BDA0001485525480000205
以下示出各实施例的条件式(5)的值。
Figure BDA0001485525480000206
以下示出各实施例的条件式(6)的值。
Figure BDA0001485525480000211
以下示出各实施例的条件式(7)的值。
Figure BDA0001485525480000212
如图11所示，本申请第二发明的摄像装置的第一实施例具有形成第一发明的折反射光学系统100的第一保护玻璃G11、第一透镜L1及第二透镜L2、配置在它们的成像侧的第二保护玻璃G12以及配置在该折反射光学系统的成像位置处的第一摄像元件P1。这些构成元件通过第一外壳H1来支承。从第一摄像元件P1输出的图像信号被进行数字变焦处理后通过显示器(未图示)进行图像显示。
如图12所示，本申请第二发明的摄像装置的第二实施例除了具备所述第二发明的第一实施例的摄像装置的第一折反射光学系统100以外，还具备具有第一保护玻璃G11、5片透镜L21、L22、L23、L24、L25、配置在这些透镜的成像侧的第三保护玻璃G3以及配置在该折射光学系统的成像位置处的第二摄像元件P2的折射光学系统200。第一折反射光学系统100和第二折射光学系统200的光轴实质上是平行的，它们的变焦摄像区域是连续的。这些构成元件通过第二外壳H2来支承。
对从第一摄像元件P1和第二摄像元件P2输出的图像信号分别进行数字变焦处理后选取其中一个来通过显示器(未图示)进行图像显示。第一折反射光学系统100负责远摄变焦区域，第二折射光学系统200负责广角变焦区域。
如图13所示，安装有本申请第二发明的摄像装置的第二实施例的摄像装置的移动电话将第一折反射光学系统100和第二折射光学系统200配置于摄像窗T，该摄像窗T设置在移动电话500的没有配置显示器(未图示)的背面的角部。

Claims (10)

1.一种折反射光学系统，包括第一透镜和第二透镜，该第二透镜以与所述第一透镜之间设置空气间隔的方式配置在比所述第一透镜靠成像侧的位置处，该折反射光学系统的特征在于，
所述第一透镜的被摄体侧的面的周边区域为第一折射面，在所述第一透镜的被摄体侧的面的中心区域形成第二反射面，
所述第二透镜的成像侧的面的中心区域为第二折射面，在所述第二透镜的成像侧的面的周边区域形成第一反射面，
所述第一透镜的成像侧的面为连续曲面，
该折反射光学系统满足下述的条件式(1)和条件式(2)，
Hm2/Hm1≤0.65·········(1)
其中，
Hm2为所述第二反射面的有效直径，
Hm1为所述第一反射面的有效直径，
0.5≤|d/Y|≤2.5········(2)
其中，
d为所述第一反射面与所述第二反射面的空气当量间隔，
Y为最大像高。
2.根据权利要求1所述的折反射光学系统，其特征在于，
满足下述的条件式(3)，
0.2≤(f12)/f≤0.6······(3)
其中，
f12为从所述第一折射面到所述第一反射面为止的合成焦距，
f为该折反射光学系统的焦距。
3.根据权利要求1所述的折反射光学系统，其特征在于，
满足下述的条件式(4)，
Vp1>Vp2··············(4)
其中，
Vp1为所述第一透镜的阿贝数，
Vp2为所述第二透镜的阿贝数。
4.根据权利要求1所述的折反射光学系统，其特征在于，
满足下述的条件式(5)，
f/fr2≤1.5············(5)
其中，
fr2为所述第二透镜的中心部分的焦距，
f为该折反射光学系统的焦距。
5.根据权利要求1所述的折反射光学系统，其特征在于，
满足下述的条件式(6)，
0.8≤D/f≤1.5··········(6)
其中，
D为该折反射光学系统的光学总长，
f为该折反射光学系统的焦距。
6.根据权利要求1所述的折反射光学系统，其特征在于，
满足下述的条件式(7)，
1.6≤TL/Y≤3.0·········(7)
其中，
TL为该折反射光学系统的透镜总长，
Y为最大像高。
7.根据权利要求1所述的折反射光学系统，其特征在于，
所述第一折射面随着从接近光轴的部分趋向周边，在从被摄体侧观察时从凸变化为凹。
8.根据权利要求1所述的折反射光学系统，其特征在于，
所述第一反射面和所述第二反射面为后表面反射镜。
9.一种摄像装置，其特征在于，具备：
根据权利要求1～8中的任一项所述的折反射光学系统；以及
摄像元件，其配置在该折反射光学系统的成像位置处。
10.一种摄像装置，具备两个光学系统以及配置在这两个光学系统各自的成像位置处的摄像元件，该摄像装置的特征在于，所述两个光学系统中的至少一个是根据权利要求1～8中的任一项所述的折反射光学系统。
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