本发明专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光学装置，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术是鉴于现有技术的这种问题而作成的，本专利技术的目的是提供 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。达到上述目的的本专利技术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。根据以上的本专利技术，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。附图说明图1是本专利技术实施例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是本专利技术实施例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是本专利技术实施例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是本专利技术实施例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是示出将本专利技术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，对本专利技术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，在本专利技术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。/- 66Z = (r2/R)/ + 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， 而在本专利技术中，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，可以通本文档来自技高网...
【技术保护点】
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。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：研野孝吉，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]
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