光学装置的制作方法

专利名称：光学装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学装置，特别是涉及能够利用1个摄像元件同时拍摄 不同方向的图像的光学装置。
背景技术：
以往，作为能同时观察左右两个方向的车载摄像装置，公知有这样
的车载摄像装置，该车载摄像装置在成像镜头的前方安装1个或2个棱 镜而将左右两个方向的影像排列在同一摄像面上进行拍摄(专利文献1、 2)。
另一方面，作为宽视场角且失真少的小型摄像光学系统，在专利文 献3等中公知有这样的棱镜光学系统，该棱镜光学系统由具有透射作用 的第1面、具有反射作用和透射作用的第2面以及具有反射作用的第3 面构成，至少具有反射作用的面由旋转非对称面构成。
〔专利文献1〕日本特开2000—89301号公报
〔专利文献2〕日本特开2004—341509号公报
〔专利文献3〕日本特开平10—307260号公报 然而，将棱镜安装在现有的成像镜头的前方而能拍摄左右两个方向 的光学系统是将成像镜头的视场角进行左右2等分、使用其中一个拍摄 左方向、使用另一个拍摄右方向，左右各方的视场角必将变窄。并且， 解像力依赖于成像镜头，当要提高视场角周边的解像力时，不可避免地 会使成像镜头的结构变得复杂。

发明内容
本发明是鉴于现有技术的这种问题而作成的，本发明的目的是提供 一种能使用棱镜光学系统、以简单结构并以宽视场角、高清晰度在单个摄像元件上同时拍摄不同的多个方向的图像的光学装置。
达到上述目的的本发明的光学装置是使用棱镜光学系统的光学装 置，该棱镜光学系统由具有3个光学面且折射率大于1.3的介质构成，该 3个光学面从物体侧起为具有透射作用的第l面；具有内部反射作用和 透射作用的第2面；以及具有反射作用的第3面，在该棱镜光学系统中，
光透射第1面11进入介质内部，在第2面12被全反射，接着在第3面 13被反射，这次透射第2面12出射到介质外，所述光学装置的特征在于， 相对于单个摄像元件的摄像面至少并列配置2个所述棱镜光学系统，构 成为在单个摄像元件的摄像面上并列形成至少2个方向的图像，所述棱 镜光学系统各自的3个面中的至少1个面的反射面是由旋转非对称面构 成的。
在该情况下，期望的是，并列配置2个所述棱镜光学系统，所述2 个棱镜光学系统由同一形状的棱镜光学系统构成，并配置成使一个所 述棱镜光学系统相对于另一个所述棱镜光学系统绕朝向像面的轴上主光 线旋转180°，并使朝向像面的轴上主光线相互平行。
并且，在该情况下，期望的是，所述2个棱镜光学系统配置成在中 间夹有遮光部件，该遮光部件遮蔽来自相邻的棱镜光学系统的光线。
并且，期望的是，所述光学装置具有相对于所述棱镜光学系统配置 在物体侧的遮光罩，该遮光罩遮蔽这样的光线，即入射到相邻的所述 棱镜光学系统、且一旦通过一个所述棱镜光学系统后就入射到另一个所 述棱镜光学系统的光线。
以上的光学装置可用作能同时观察左右两个方向的车载摄像装置。
根据以上的本发明，可获得一种能使用棱镜光学系统以简单结构利 用单个摄像元件来同时拍摄宽视场角、高清晰度的多个不同方向的图像 的光学装置。


图1是本发明实施例1的光学装置的一个光学系统的包含轴上主光 线的剖面图。图2是使用2个图1所示光学系统的实施例1的光学装置的从上下 方向观察的透视图(a)和侧面图(b)。
图3是本发明实施例1的光学装置的立体图。 图4是实施例1的光学系统的横向像差图。
图5是本发明实施例2的光学装置的一个光学系统的包含轴上主光 线的剖面图。
图6是使用2个图5所示光学系统的实施例1的光学装置的从上下 方向观察的透视图(a)和侧面图(b)。
图7是实施例2的光学系统的横向像差图。
图8是本发明实施例3的光学装置的一个光学系统的包含轴上主光 线的剖面图。
图9是使用2个图8所示光学系统的实施例1的光学装置的从上下 方向观察的透视图(a)和侧面图(b)。
图10是实施例3的光学系统的横向像差图。
图11是示出将本发明的光学装置构成为汽车的前两侧监视器的情况 的图。
具体实施例方式
以下，对本发明的光学装置的实施例1 3进行说明。另外，后面示 出各实施例的结构参数。
首先，对在以下实施例的说明中使用的坐标系以及偏心面、自由曲 面进行说明。
在各实施例中，如图1所示，轴上主光线1是使用离开物体中心、 通过光圈2的中心到达像面3的中心的光线来定义的。然后，把光圈2 的中心设为原点，把沿轴上主光线1行进的方向设为Z轴正方向，把包 含该Z轴和像面中心的平面设为Y—Z平面，把通过原点与Y—Z平面正 交、从纸面这边朝向背面侧的方向设为X轴正方向，把与X轴、Z轴一 起构成右手直角坐标系的轴设为Y轴。
在实施例1 3中，在该Y—Z平面内进行各面的偏心，并把各旋转非对称自由曲面的唯一对称面设为Y — Z面。
对偏心面赋予该面的面顶位置距光学系统的原点中心的偏心量(分
别用X、 Y、 Z表示X轴方向、Y轴方向、Z轴方向)，以及该面的中心 轴(对于自由曲面，为所述(a)式的Z轴，对于非球面，为后述(b) 式的z轴)的分别以x轴、Y轴、z轴为中心的倾角(分别为oc、卩、y (。))。在该情况下，a和(3为正意味着相对于各轴的正方向逆时针旋转， Y为正意味着相对于Z轴的正方向顺时针旋转。另外，面的中心轴的a、 卩、y的旋转方法如下使面的中心轴及其XYZ直角坐标系首先绕X轴 逆时针旋转a，然后使该旋转后的面的中心轴绕新的坐标系的Y轴逆时 针旋转卩，并使旋转了 1次的坐标系也绕Y轴逆时针旋转卩，然后使该旋 转了 2次的面的中心轴绕新的坐标系的Z轴顺时针旋转y。
并且，在构成各实施例的光学系统的光学作用面中、特定面和与其 接续的面构成共轴光学系统的情况下，赋予面间隔，此外，按照常用方 法赋予介质的折射率和阿贝(Abbe)数。
并且，在本发明中使用的自由曲面由以下的式(a)来定义。另外， 该定义式的Z轴为自由曲面的轴。
/- 66
Z = (r2/R)/[1 + V(l-(l + k)(r/R)2〉] + ZCjXT ... (a)
这里，(a)式的第l项是球面项，第2项是自由曲面项。
在球面项中，
R:顶点的曲率半径
k:圆锥常数
r = V(x2+Y2)
自由曲面项为
ZCjXmYn
二c,
+ C2X+C3Y +C4X2+C5XY+C6Y:+ C7X3+C8X2 Y+C9XY2+C, 0YJ
+CUX4+C12X3Y+C13X2Y2+C14XY3+C15Y4
+C16X5+C17X4Y+C18X3Y2+C19X2Y3+C20XY4+C21Y5
+C22X6+C23X5 Y+C24X4Y2+C25X3 Y3+C26X2 Y4+C27XY5+C28 Y6
+c29x7+c30x6y+c3 !x5y2+c32x4y3+c33x V+c34x2y5+c35xy<
其中，Cj (j是l以上的整数)是系数。
对于上述自由曲面，通常而言，X—Z面和Y—Z面都不具有对称面， 而在本发明中，通过使X的奇数项全部为0，使该自由曲面仅存在1个 与Y—Z面平行的对称面。例如，在上述定义式(a)中，可以通过使c2、
C5、 C7、 C9、 c12、 C4、 Ci6、 Cis、 c20、 C23、 C25、 C27、 C29、 C3'、 C33、 C35…的各项系数为0来实现。
并且，通过使Y的奇数项全部为0，使该自由曲面仅存在1个与X
—Z面平行的对称面。例如，在上述定义式中，可以通过使Q、 c5、 c8、
CiO、 C2、 C14、 Cn、 C19、 c21、 C23、 C25、 C27、 C30、 C32、 C34、 C36…的
各项系数为o来实现。
并且，把上述对称面的方向中的任一方向设为对称面，针对与其对
应的方向的偏心，例如相对于与Y—Z面平行的对称面，光学系统的偏心 方向为Y轴方向，相对于与X—Z面平行的对称面，光学系统的偏心方 向为X轴方向，从而能有效校正因偏心产生的旋转非对称像差，同时还 能提高制造性。
并且，上述定义式(a)如上所述示出了 l例，本发明的特征在于， 可以通过使用仅具有1个对称面的面对称自由曲面，来校正因偏心产生 的旋转非对称像差，同时还能提高制造性，当然对于其他任何定义式也 能取得相同效果。
另外，本发明所使用的非球面是由以下定义式给出的旋转对称非球面。
z= (yVr) / [1+ {1— (l+k) y2/r2} 1/2]+aY4+bY6+cYs+dYlu+'"
…(b)
其中，把Z设为以光的行进方向为正的光轴(轴上主光线)，把Y 设为与光轴垂直的方向。这里，R是近轴曲率半径，k是圆锥常数，a、 b、 c、 d、…分别是4次、6次、8次、IO次的非球面系数。该定义式的Z轴 为旋转对称非球面的轴。
另外，未记载数据的与自由曲面相关的项是0。关于折射率，记载 了针对d线(波长587.56nm)的折射率。长度单位是mm。
图1是实施例1的光学装置的一个光学系统的包含轴上主光线1的 Y—Z剖面图，该光学系统由以下构成前组20，其相对于光圈2位于物 体侧并由旋转对称光学系统构成；偏心棱镜光学系统10，其相对于光圈 2位于像侧；以及像面3，在像面3的前方配置有玻璃盖4。前组20由凸 面朝向物体侧的负凹凸透镜21和凸面朝向物体侧的正凹凸透镜22构成， 偏心棱镜光学系统10由具有以下结构的折射率大于1.3的介质形成，艮口， 该介质具有作为入射面的具有透射作用的第1面11;兼有反射作用和 透射作用的第2面12;以及具有反射作用的第3面13，经过前组20并 通过光圈2的来自物体的光线透射第1面11进入介质内部，在第2面12 被全反射，接着在第3面13被反射，这次透射过第2面12而出射到偏 心棱镜光学系统10外，经由玻璃盖4在像面3上形成物体像。
并且，偏心棱镜光学系统10的第1面11、第2面12、第3面13均 由以Y—Z面为唯一对称面的自由曲面构成，并构成为具有对光束施加屈 光力并校正因偏心产生的像差的旋转非对称面形状。为了校正因偏心产 生的像差，在反射面上设置这样的面形状尤为有效。
并且，前组20的负凹凸透镜21的像侧的面和正凹凸透镜22的物体 侧的面使用旋转对称非球面。
这样，通过在光学装置的光学系统中，使用3个面中至少1个面由 旋转非对称面构成的偏心棱镜光学系统10，可以构成为这样的摄像光学 系统，即，该摄像光学系统的部件数量少且结构简单，即使视场角较宽， 也能使周边的解像力较高且失真较少。图2 (a)是使用2个图1所示光学系统的本实施例的光学装置的从 上下方向观察的透视图，图2(b)是该光学装置的侧面图，图3是该光 学装置的立体图。该光学装置构成为使用作为图1所示光学系统的相 同的2个光学系统101、 102，两个光学系统IOI、 .102并列配置，使得一 个光学系统101相对于另一个光学系统102绕朝向像面3的轴上主光线 1,旋转180。，各个光学系统IOI、 102的Y—Z面平行，并且包含两个光 学系统IOI、 102的朝向像面3的轴上主光线1" h的平面垂直于Y—Z 面，由各个光学系统IOI、 102成像在像面3上的图像并列成像在1个摄 像元件30上。
通过这样构成光学装置，可用作例如车载摄像装置，该车载摄像装 置可以利用同一摄像元件30同时拍摄观察一个光学系统101的左侧图像 和另一个光学系统102的右侧图像。
在摄像元件30的摄像面的分割例如是纵横3:4的横长摄像面的情况 下，可以通过将左右各自纵横1.5:4的画面上下排列来拍摄，从而使水平 视场角变宽。此外，在上下方向也需要某种程度的视场角的情况下，可 以将摄像元件30配置成纵横4:3的纵长，将左右各自纵横2:3的画面上
并且，在本发明中，通过这样的结构，g卩作为2个光学系统101、 102的偏心棱镜光学系统10、使同一形状的偏心棱镜光学系统相对于同 一摄像元件30的摄像面相互旋转180。来配置，能减少部件数量。并且， 对于偏心棱镜光学系统10的保持，由于需要使光学系统IOI、 102邻接， 优选在其长边方向配置棱镜保持的突起等。而且，在其短边方向形成突 起等支撑部分的情况下，优选将其形成在一侧，使没有突起的侧面彼此 邻接来支撑。
并且，对于用于遮蔽偏心棱镜光学系统IO之间的眩光等多余光的遮 光部件，可以在偏心棱镜光学系统10的侧面涂敷遮光涂料，可以将用于 遮光的遮光板等夹在偏心棱镜光学系统10的侧面之间，使2个偏心棱镜 光学系统IO邻接。
而且，可以将遮蔽下述光线的遮光罩相对于棱镜光学系统IOI、 102配置在物体侧，该光线一旦通过一个偏心棱镜光学系统101之后就入射 到另一个棱镜光学系统102中，在该情况下，该遮光罩还可兼作本光学 装置的外壳。
图4示出上述实施例1的光学系统101、 102的横向像差图。在该横 向像差图中，括弧内所示的数字表示(X方向视场角、Y方向视场角)， 并表示在该视场角下的横向像差。下同。
其中，实施例1的光学系统的规格为
视场角 33.8° X卯.O。
入射光瞳直径 (j)1.0mm
焦5巨 5.3mm
光圈数 5.3
图5是实施例2的光学装置的一个光学系统的包含轴上主光线1的 Y—Z剖面图，该光学系统由以下构成光圈2，其配置在最靠近物体侧； 偏心棱镜光学系统10，其相对于光圈2位于像侧；旋转对称的凸面朝向 像侧的正凹凸透镜25;以及像面3，在像面3的前方配置有玻璃盖4。偏 心棱镜光学系统10由具有以下结构的折射率大于1.3的介质形成，该介
质具有作为入射面具有透射作用的第1面lh兼有反射作用和透射作
用的第2面12;以及具有反射作用的第3面13，通过光圈2的来自物体 的光线透射过第1面11进入介质内部，在第2面12被全反射，接着在 第3面13被反射，这次透射过第2面12而出射到偏心棱镜光学系统10 外，通过正凹凸透镜25，经由玻璃盖4在像面3上形成物体像。
并且，偏心棱镜光学系统10的第1面11、第2面12、第3面13均 由以Y—Z面为唯一对称面的自由曲面构成，并构成为具有对光束赋予屈 光力并校正因偏心产生的像差的旋转非对称面形状。为了校正因偏心产 生的像差，在反射面上设置这样的面形状尤为有效。
这样，通过在光学装置的光学系统中，使用3个面中至少1个面由 旋转非对称面构成的偏心棱镜光学系统10，可以构成这样的摄像光学系 统，即，该摄像光学系统的部件数量少且结构简单，即使视场角较宽， 也能使周边的解像力较高且失真较少。图6 (a)是使用2个图5所示光学系统的本实施例的光学装置的从 上下方向观察的透视图，图6 (b)是该光学装置的侧面图。该光学装置 构成为使用作为图5所示光学系统的相同的2个光学系统101、 102， 将两个光学系统IOI、 102并列配置，使得一个光学系统101相对于另一 个光学系统102绕朝向像面3的轴上主光线h旋转180°，各个光学系统 101、 102的Y—Z面平行，并且包含两个光学系统101、 102的朝向像面 3的轴上主光线h、 12的平面垂直于Y—Z面，由各个光学系统101、 102 成像在像面3上的图像并列成像在1个摄像元件30上。
通过这样构成光学装置，可用作例如车载摄像装置，该车载摄像装 置可以利用同一摄像元件30同时拍摄观察一个光学系统101的左侧图像 和一个光学系统102的右侧图像。
在摄像元件30的摄像面的分割例如是纵横3:4的横长摄像面的情况 下，可以通过将左右各自纵横1.5:4的画面上下排列来拍摄，从而使水平 视场角变宽。此外，在上下方向也需要某种程度的视场角的情况下，可 以将摄像元件30配置成纵横4:3的纵长，将左右各自纵横2:3的画面上 下排列来拍摄。
并且，在本发明中，通过这样的结构，即作为2个光学系统101、 102的偏心棱镜光学系统10、使同一形状的偏心棱镜光学系统相对于同 --摄像元件30的摄像面相互旋转180°来配置，能减少部件数量。并且， 对于偏心棱镜光学系统10的保持，由于需要使光学系统IOI、 102邻接， 优选在其长边方向配置棱镜保持的突起等。而且，在其短边方向形成突 起等支撑部分的情况下，优选将其形成在一侧，使没有突起的侧面彼此 邻接来支撑。
并且，对于用于遮蔽偏心棱镜光学系统IO之间的眩光等多余光的遮 光部件，可以在偏心棱镜光学系统10的侧面涂敷遮光涂料，可以将用于 遮光的遮光板等夹在偏心棱镜光学系统10的侧面之间，使2个偏心棱镜 光学系统10邻接。
并且，各个光学系统101、 102的遮光罩还可兼作本光学装置的外壳。 图7示出上述实施例2的光学系统101、 102的横向像差图。其中，实施例2的光学系统的规格为
视场角 22.5° X 60.0°
入射光瞳直径 (()l.Omm 焦距 8.0mm 光圈数 8.1
图8是实施例3的光学装置的一个光学系统的包含轴上主光线1的 Y—Z剖面图，该光学系统仅由以下构成配置在最靠近物体侧的光圈2; 以及相对于光圈2配置在像侧的偏心棱镜光学系统10，在像面3的前方 配置有玻璃盖4。偏心棱镜光学系统10由具有以下结构的折射率大于1.3 的介质形成，即，该介质具有作为入射面的具有透射作用的第l面ll; 兼有反射作用和透射作用的第2面12;以及具有反射作用的第3面13， 通过光圈2的来自物体的光线透射过第1面11进入介质内部，在第2面 12被全反射，接着在第3面13被反射，这次透射过第2面12而出射到 偏心棱镜光学系统10外，经由玻璃盖4在像面3上形成物体像。
并且，偏心棱镜光学系统10的第1面11、第2面12、第3面13均 由以Y—Z面为唯一对称面的自由曲面构成，并构成为具有对光束赋予屈 光力并校正因偏心产生的像差的旋转非对称面形状。为了校正因偏心产 生的像差，在反射面上设置这样的面形状尤为有效。
这样，通过在光学装置的光学系统中，使用3个面中至少1个面由 旋转非对称面构成的偏心棱镜光学系统10，可以构成这样的摄像光学系 统，即，该摄像光学系统的部件数量少且结构简单，即使视场角较宽， 也能使周边的解像力较高且失真较少。
图9 (a)是使用2个图8所示光学系统的本实施例的光学装置的从 上下方向观察的透视图，图9 (b)是该光学装置的侧面图。该光学装置 构成为使用作为图8所示光学系统的相同的2个光学系统101、 102， 将两个光学系统101、 102并列配置，使得一个光学系统101相对于另一 个光学系统102绕朝向像面3的轴上主光线l,旋转180°，各个光学系统 101、 102的Y—Z面平行，并且包含两个光学系统101、 102的朝向像面 3的轴上主光线1,、 12的平面垂直于Y—Z面，由各个光学系统IOI、 102成像在像面3上的图像并列成像在1个摄像元件30上。
通过这样构成光学装置，可用作例如车载摄像装置，该车载摄像装
置可以利用同一摄像元件30同时拍摄观察一个光学系统101的左侧图像
和一个光学系统102的右侧图像。
在摄像元件30的摄像面的分割例如是纵横3 :4的横长摄像面的情况
下，可以通过将左右各自纵横1,5:4的画面上下排列来拍摄，从而使水平
视场角变宽。此外，在上下方向也需要某种程度的视场角的情况下，可 以将摄像元件30配置成纵横4:3的纵长，将左右各自纵横2:3的画面上 下排列来拍摄。
并且，在本发明中，通过这样的结构，即作为2个光学系统101、 102的偏心棱镜光学系统10，使同一形状的偏心棱镜光学系统相对于同 一摄像元件30的摄像面相互旋转18(T来配置，能减少部件数量。并且， 对于偏心棱镜光学系统10的保持，由于需要使光学系统IOI、 102邻接， 优选在其长边方向配置棱镜保持的突起等。而且，在其短边方向形成突 起等支撑部分的情况下，优选将其形成在一侧，使没有突起的侧面彼此 邻接来支撑。
并且，对于用于遮蔽偏心棱镜光学系统IO之间的眩光等多余光的遮 光部件，可以在偏心棱镜光学系统10的侧面涂敷遮光涂料，可以将用于 遮光的遮光板等夹在偏心棱镜光学系统10的侧面之间，使2个偏心棱镜 光学系统IO邻接。
并且，各个光学系统101、 102的遮光罩还可兼作本光学装置的外壳。
图10示出上述实施例3的光学系统IOI、 102的横向像差图。
另外，实施例3的光学系统的规格为
视场角 22.5° X 60.0°
入射光瞳直径 (f)1.0mm
焦距 7.8mm
光圈数 7.9
以下示出上述实施例1 3的构成参数。这些表中的"FFS"表示自 由曲面，"ASS"表示旋转对称非球面，"RS"表示反射面。实施例1
面编号曲率半径面间隔偏心折射率阿贝
物体面oo
19.581.001.487570.4
2ASS[l]3.00
3ASS[2J2.001,846723.8
415.331.00
5w (光圈)
6FFS[l]偏心(1)1.806140.97FFSP] (RS)偏心(2)l扁l40.9
8FFSP] (RS)偏心(3)1.806140.9
9FFS[2]偏心(2)
10OO1.00偏心(4)1.516364.1
11oo0.10
像面oo
Rkb
Rkb
C4
c4
Cio
ASS[l]2.66-2.0725X 107.2049X10ASS[2J5.372.75491.0193 X10FFS[l]9.1284X10—3FFS[2]2.2356X10-4.9405 Xl(T5FFS[3]
-2
、一2
C6 —6.2245X10
—2
C6 -8.2677X 10—3C8 -4.3925X 10
—4c4
Cio
X
a
0.004.75
X 0-00
a —48.61
X 0.00
a -71.52
X 0.00
a 135.00
3.1574X10-2-5.9253 Xl(T4
偏心(1)
Y
偏心(2)
YP
偏心(3)
YP
偏心(4)
Y
C6
1.1019X10
—2
1.7708X10
-4
0,000.00
0.000.00
6.080,00
0.000.00
zzzz
0.100.00
5.910.00
7.060.00
13.200.00
实施例2
面编号曲率半径面间隔偏心 折射率阿贝
物体面CO
100 (光圈)
2FFS[l]偏心(1) l扁l40.9
3FFS[2] (RS)偏心(2) 1.806140.9
4FFS[3] (RS)偏心(3) 1.806140.9
FFS[2]偏心(2)
68.362.00偏心(4) 1.487570.4
76.501.00
8OO1.001.516364.1
9OO0.10
像面OO FFS[l]c4c4
Cio
c15c4
Cio
c15
Xa
X
a -X
a —■
-2
1.3373X 10FFS[2]
.7393X 10
—3
—4
—5,2533X 105.6041 xicr5FFS[3]
2.0000X10
—2
-6
0.007.76
0.00-46.18
0.0075.44
X 0.00a 120,00
C6C6
c
1.3725X 10
—2
8.4202 X 10-2.2973X10—6
偏心(1)
Y
P
偏心(2)
Y(3
偏心(3)
Y(3
偏心(4)
Y
C6
0.000.00
0.000.00
5.790.00
0.000.00
5.4512X103.1447X10
—3
~4
c8c13
2.0000X106.6984X10
-2
—5
c8c13
z
Y
z
z
z7
0.500.00
3.980.00
4.820.00
8.560.00
-1.9425X1(T56.3886X10—5
3.3583X 10—4.6499X10—
—4
实施例3面编号 曲率半径
物体面
1
2
3
4
(光圈)FFS[l]FFS[2] (RS)FFS[3] (RS)
面间隔 偏心
折射率阿贝数
偏心(1) l遍I 40.9偏心(2) 1.8061 40.9偏心(3) 1.8061 40.9FFS[2]
6
7像面.C4
c4
Cm
c15c4
Cio
c15
Xa
X
a -X
a -
Xa
FFS[l]1.8025 Xl(T2FFS[2]
7.7096X10
-3
-4
-7.0855X 107.0169X10—5FFS[3]
2.0000X10
一2
3.4103X10—62.9135X10一5
偏心(1)0.00 Y2.70 卩
偏心(2)0.00 Y-49.35 p
偏心(3)0.00 Y-78.40 (3
偏心(4)0.00 Y120.00 p
1.000.10
偏心(2)
偏心(4) 1.5163
64.1
C62.4696X 10
C6
C6
0.000.00
0.000.00
8.010.00
0.000.00
—2
6.6093X 102.5191X10
—3
-4
c8c13
2.0000 X 106.1612X 10
—2
—5
c8c13
zzzz
0,500.00
4.300.00
5.810.00
10.780.00
-6.5307 X 10—4
—1.6152X10
—6
-8.7665 X IO一56.8121X10—6
如图11所示，以上那样的能同时拍摄左右两个方向的本发明的光学装置100可安装在例如汽车V的前端来用作汽车的前两侧监视器。
并且，本发明的光学装置可以这样构成该光学装置具有具有覆盖部件的摄像元件；以及位于该摄像元件的覆盖部件侧的至少2个棱镜， 当把该2个棱镜排列的方向设为上下方向时，该2个棱镜中的一个棱镜 将从右方向入射的光引导到该摄像元件，该2个棱镜中的另一个棱镜将 从左方向入射的光引导到该摄像元件，该2个棱镜各自具有曲面反射面。
在该情况下，期望的是，该2个棱镜分别具有多个曲面反射面。
并且，期望的是，该2个棱镜分别具有凹反射面。
并且，期望的是，该2个棱镜分别具有透射轴上主光线的第l面； 对来自该第1面的轴上主光线进行反射的第2面；以及对来自该第2面 的轴上主光线进行反射的第3面。
在该情况下，期望的是，该2个棱镜的第2面分别相对于该摄像元 件的覆盖部件朝相互不同的方向倾斜。
并且，期望的是，所述光学装置具有2个光圈，该2个光圈相对于 该2个棱镜各自的第1面分别配置在物体侧。
在该情况下，期望的是，所述光学装置具有光学元件，该光学元件 配置在该2个光圈中的任一个光圈的物体侧。
在该情况下，期望的是，在所述2个棱镜排列的方向上所述光学元 件的尺寸比在所述2个棱镜排列的方向上各个棱镜的尺寸大。
根据以上的本发明，可获得一种能使用棱镜光学系统，通过简单结 构而利用单个摄像元件来同时拍摄宽视场角、高清晰度的多个不同方向 的图像的光学装置。
权利要求
1.一种光学装置，该光学装置使用棱镜光学系统，该棱镜光学系统由具有3个光学面且折射率大于1.3的介质构成，该3个光学面从物体侧起为具有透射作用的第1面；具有内部反射作用和透射作用的第2面；以及具有反射作用的第3面，在该棱镜光学系统中，光透射第1面(11)进入介质内部，在第2面(12)被全反射，接着在第3面(13)被反射，这次透射第2面(12)出射到介质外，所述光学装置的特征在于，相对于单个摄像元件的摄像面至少并列配置2个所述棱镜光学系统，构成为在单个摄像元件的摄像面上并列形成至少2个方向的图像，所述棱镜光学系统各自的3个面中的至少1个面的反射面是由旋转非对称面构成的。
2. 根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，并列配置2个所 述棱镜光学系统，所述2个棱镜光学系统由同一形状的棱镜光学系统构 成，并配置成使一个所述棱镜光学系统相对于另一个所述棱镜光学系 统绕朝向像面的轴上主光线旋转180°，并使朝向像面的轴上主光线相互 平行。
3. 根据权利要求2所述的光学装置，其特征在于，所述2个棱镜光 学系统配置成在中间夹有遮光部件，该遮光部件遮蔽来自相邻的棱镜光 学系统的光线。
4. 根据权利要求2或3所述的光学装置，其特征在于，所述光学装 置具有相对于所述棱镜光学系统配置在物体侧的遮光罩，该遮光罩遮蔽 这样的光线，即入射到相邻的所述棱镜光学系统、且一旦通过一个所 述棱镜光学系统后就入射到另 一个所述棱镜光学系统的光线。
5. 根据权利要求1至4中的任意一项所述的光学装置，其特征在于， 所述光学装置用作能够同时观察左右两个方向的车载摄像装置。
6. —种光学装置，其特征在于，该光学装置具有具有覆盖部件的 摄像元件、以及位于该摄像元件的覆盖部件侧的至少2个棱镜，当把该2 个棱镜排列的方向设定为上下方向时，该2个棱镜中的一个棱镜将从右方向入射的光引导到该摄像元件，该2个棱镜中的另一个棱镜将从左方 向入射的光引导到该摄像元件，该2个棱镜分别具有曲面反射面。
7. 根据权利要求6所述的光学装置，其特征在于，该2个棱镜分别具有多个曲面反射面。
8. 根据权利要求6所述的光学装置，其特征在于，该2个棱镜分别具有凹反射面。
9. 根据权利要求6所述的光学装置，其特征在于，该2个棱镜分别 具有对轴上主光线进行透射的第1面；对来自该第1面的轴上主光线 进行反射的第2面；以及对来自该第2面的轴上主光线进行反射的第3 面。
10. 根据权利要求9所述的光学装置，其特征在于，该2个棱镜各 自的第2面相对于该摄像元件的覆盖部件朝相互不同的方向倾斜。
11. 根据权利要求9所述的光学装置，其特征在于，所述光学装置 具有2个光圈，该2个光圈相对于该2个棱镜各自的第1面分别配置在
12. 根据权利要求ll所述的光学装置，其特征在于，所述光学装置 具有光学元件，该光学元件配置在该2个光圈中的任一个光圈的物体侧。
13. 根据权利要求12所述的光学装置，其特征在于，在所述2个棱 镜排列的方向上所述光学元件的尺寸比在所述2个棱镜排列的方向上各 个棱镜的尺寸大。
全文摘要
本发明涉及一种能使用棱镜光学系统、通过简单结构而利用单个摄像元件来同时拍摄宽视场角、高清晰度的多个不同方向的图像的光学装置，该光学装置使用棱镜光学系统，该棱镜光学系统由具有3个光学面且折射率大于1.3的介质构成，该3个光学面从物体侧起为具有透射作用的第1面；具有内部反射作用和透射作用的第2面；以及具有反射作用的第3面，在该棱镜光学系统中，光透射第1面进入介质内部，在第2面被全反射，接着在第3面被反射，这次透射第2面出射到介质外，所述光学装置的特征在于，相对于单个摄像元件(30)的摄像面至少并列配置2个棱镜光学系统(101，102)，构成为在单个摄像元件(30)的摄像面上并列形成至少2个方向的图像，棱镜光学系统(101，102)各自的3个面中的至少1个面的反射面是由旋转非对称面构成的。
文档编号G02B17/08GK101652696SQ20088001117
公开日2010年2月17日 申请日期2008年3月19日 优先权日2007年4月2日
发明者研野孝吉 申请人:奥林巴斯株式会社