(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を略９０度屈曲して反射する反射プリズムと、該反射プリズムよりも像面側に配置される光学絞りとを有し、各光学面が光軸を中心に軸対称な面である撮像光学系であって、
前記反射プリズムは、光路上最も被写体側に配置され、前記反射プリズムの射出面が凸面とされると共に入射面が凹面とされ、前記光学絞りは前記射出面に光路上で隣接して配置され、
前記反射プリズムの射出面の曲率半径ＣＲと、前記反射プリズムの入射面から射出面までの軸上主光線の物理長Ｌとの関係が、次式の関係を満たすものとされていることを特徴とする撮像光学系。
−１０＜ＣＲ／Ｌ＜−０．３
【請求項２】
入射光を略９０度屈曲して反射する複数の反射プリズムを備え、光路上被写体側に配置された反射プリズムの入射面と前記撮像素子側に配置された反射プリズムの射出面とが略平行となるように配置され、
前記被写体側に配置された反射プリズムが、前記射出面が前記凸面とされると共に前記入射面が前記凹面とされた反射プリズムであり、前記射出面に光路上で隣接して前記光学絞りが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
【請求項３】
前記反射プリズムの射出面が非球面とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像光学系。
【請求項４】
前記反射プリズムは、プラスチック材料に無機微粒子を分散配合してなる部材により構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の撮像光学系を用い、該撮像光学系が、所定の結像面上に被写体の光学像を形成可能な構成とされていることを特徴とする撮像レンズ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像レンズ装置と、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、前記撮像レンズ装置及び撮像素子に被写体の静止画撮影及び動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部とを具備し、
前記撮像レンズ装置の撮像光学系が、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像を形成可能に組み付けられていることを特徴とするデジタル機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像光学系と、その撮像光学系を備える撮像レンズ装置及びその撮像レンズ装置を搭載したデジタル機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラあるいは、カメラ付き携帯電話機や携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）等のデジタル機器の普及が目覚しく、これらに搭載される撮像素子の高画素化・高機能化が急速に進んでいる。このため、高画素化等がなされた撮像素子の性能を十分に活かすため、該撮像素子に被写体の光像を導く撮像光学系にも高い光学性能が要求されている。
【０００３】
また、前記各デジタル機器は、携帯性も要求されるものであり、該デジタル機器の小型化の一手段として撮像光学系のコンパクト化が考えられる。従来では、撮像光学系のコンパクト化の手段として、例えば撮像光学系の沈胴構造が採用されている。しかしながら、沈胴構造の撮像光学系にあっては、鏡胴の構成が複雑化し、コストアップを招来することとなるとともに、特に機器の電源オン後にレンズを繰り出すようにした場合には、撮影準備が完了するために所定の時間を要するため、その間に撮像したい対象があっても、シャッターチャンスを逃すという問題もある。
【０００４】
撮像光学系のコンパクト化を図る他の手段として、撮像光学系の光路上に反射面を設ける技術が知られており、この種の撮像光学系につき、例えば下記特許文献１〜４において種々の提案がなされている。特許文献１には、プリズムやミラーを用いて光軸を９０度折り曲げ、薄型化を実現する技術が開示されている。しかし、プリズムやミラーは、光学的なパワーを具備せずガラス平板や空気間隔と等価であるので、光学性能に寄与しない部品（プリズムやミラー）を余分に要することから部品点数が増え、コストアップを招来するという問題がある。
【０００５】
この問題を解決するために、プリズムの入射面或いは射出面に光学的パワーを具備させた撮像光学系が提案されている。例えば特許文献２及び特許文献３には、光軸を９０度折り曲げるプリズムを有し、該プリズムの入射面（物体側面）を凹面として負の光学的パワーを具備させた撮像光学系が開示されている。なお、これらの撮像光学系では、プリズムの射出面は平面とされている。さらに特許文献４には、プリズムの入射面を凸面として正の光学的パワーを具備させると共にプリズムの射出面を凹面として負の光学的パワーを具備させた撮像光学系が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１６３４７７号公報
【特許文献２】特開２００４−２６４３４３号公報
【特許文献３】特開２００４−２６４５８５号公報
【特許文献４】特開２００４−２１２７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献２〜４に開示された撮像光学系のように、光学的パワーを具備するプリズムを用いることで、撮像光学系の薄型化が図れると共に、部品点数の増加やコストアップを抑止できる。しかしながら、特許文献２〜４に開示された態様でプリズムに光学的パワーを施与した場合、後記で図３、図４に基づき詳述するが、プリズムに不可避的に入射する不要光束（迷光）がプリズムの射出面及び反射面で反射された上で光軸上の光束に混じって像面方向へ向かってしまい、これが撮像素子に入射してゴースト等を発生させ画質を劣化させる要因となる場合がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、コストアップを抑制しつつ、高い光学性能を有し且つコンパクトな撮像光学系、特に反射プリズムの射出面の形状を最適化することで、コンパクト化を図りつつ不要光束による画質劣化を抑止した、薄型の携帯電話機や携帯情報端末へ好適に搭載可能な撮像光学系、撮像レンズ装置及びその撮像レンズ装置を搭載したデジタル機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一の局面にかかる撮像光学系は、入射光を略９０度屈曲して反射する反射プリズムと、該反射プリズムよりも像面側に配置される光学絞りとを有し、各光学面が光軸を中心に軸対称な面である撮像光学系であって、前記反射プリズムは、光路上最も被写体側に配置され、前記反射プリズムの射出面が凸面とされると共に入射面が凹面とされ、前記光学絞りは前記射出面に光路上で隣接して配置され、前記反射プリズムの射出面の曲率半径ＣＲと、前記反射プリズムの入射面から射出面までの軸上主光線の物理長Ｌとの関係が、次式の関係を満たすものとされていることを特徴とする。
−１０＜ＣＲ／Ｌ＜−０．３
【０００９】
上記構成において、入射光を略９０度屈曲して反射する複数の反射プリズムを備え、光路上被写体側に配置された反射プリズムの入射面と前記撮像素子側に配置された反射プリズムの射出面とが略平行となるように配置され、前記被写体側に配置された反射プリズムが、前記射出面が前記凸面とされると共に前記入射面が前記凹面とされた反射プリズムであり、前記射出面に光路上で隣接して前記光学絞りが配置されていることが望ましい。
【００１０】
上記構成において、前記反射プリズムの射出面が非球面とされていることが望ましい。
【００１１】
上記構成において、前記反射プリズムは、プラスチック材料に無機微粒子を分散配合してなる部材により構成されていることが望ましい。
【００１２】
本発明の他の局面に係る撮像レンズ装置は、上記の撮像光学系を用い、該撮像光学系が、所定の結像面上に被写体の光学像を形成可能な構成とされていることを特徴とする。
【００１３】
本発明のさらに他の局面に係るデジタル機器は、上記の撮像レンズ装置と、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、前記撮像レンズ装置及び撮像素子に被写体の静止画撮影及び動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部とを具備し、前記撮像レンズ装置の撮像光学系が、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像を形成可能に組み付けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、反射プリズムの射出面が凸面とされていることから、反射プリズムの射出面で反射される不要光束（迷光）自体が少なくなり、また反射プリズムの射出面及び反射面で反射された不要光束は拡散され、像面方向へ向かう不要光束は極めて少なくなる。従って、撮像光学系のコンパクト化を図りつつ不要光束による画質劣化を抑止することができる。また、反射プリズムに反射の機能のみならずレンズの機能をも具備させているために、これらの機能を別個の光学素子で実現する構成に比して、部品点数を低減することができ、撮像光学系をよりコンパクト化することができる。また、入射面が凹面とされていることから、像面側において所定の光線幅を得るためのプリズムサイズを小さくでき、これにより撮像光学系の一層のコンパクト化を図ることができる。
【００１５】
また、反射プリズムの射出面の曲率半径ＣＲと、前記反射プリズムの入射面から射出面までの軸上主光線の物理長Ｌとの関係が最適化されるので、像面方向へ向かう不要光束を一層少なくすることができる。
【００１６】
また、複数の反射プリズムが、光路上被写体側に配置された反射プリズムの入射面と他方の反射プリズムの射出面とが略平行となるように配置して撮像光学系が構成されているので、光路を折り曲げることにより、薄型の撮像光学系を実現することが可能となる。
【００１７】
また、反射プリズムの射出面が非球面とされているので、光学設計の自由度が増し、撮像光学系のコンパクト化が図り易くなると共に、非点収差・歪曲収差の十分な補正が行える。
【００１８】
また、反射プリズムが、プラスチック材料に無機微粒子を分散配合してなる部材により構成されているので、温度変化による反射プリズムの屈折率変化が小さくなり、撮像光学系の像点位置を安定化させることができる。
【００１９】
また、上記の撮像光学系を備え、所定の結像面上に被写体の光学像を形成する撮像レンズ装置を構成したので、例えば携帯電話機や携帯情報端末等に搭載可能なコンパクトで、高精細な撮像レンズ装置を提供することが可能となる。
【００２０】
また、上記の撮像レンズ装置と、撮像素子とを含み、被写体の静止画撮影及び動画撮影の少なくとも一方の撮影を行わせる制御部を含むようデジタル機器を構成したので、コンパクトで、高精細な携帯電話機や携帯情報端末等のデジタル機器を実現し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき説明する。
＜撮像光学系の構成の説明＞
図１は、本発明にかかる撮像光学系１００の構成を模式的に示す図である。この撮像光学系１００は、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子１０５の受光面上に被写体Ｈの光学像を形成するものであって、入射光をそれぞれ所定の角度（略９０度）だけ屈曲して反射する２個の反射プリズム、すなわち光路上被写体Ｈ側に配置された被写体側反射プリズム１０１（ここでの説明において「入射側プリズム１０１」という）と、光路上撮像素子１０５側に配置された撮像素子側プリズム１０２（ここでの説明において「像面側プリズム１０２」という）とが備えられている。なお、入射側プリズム１０１と像面側プリズム１０２との間には、必要に応じてフォーカシング用のレンズ１０３、光学絞り１０４が配置される。
【００２２】
そして、前記入射側プリズム１０１の入射面１０１ａと、像面側プリズム１０２の射出面１０２ｂとが、略平行となるように配置されている。つまり、被写体Ｈから撮像素子１０５までの光軸ＡＸは、入射側プリズム１０１及び像面側プリズム１０２の反射面１０１ｃ、１０２ｃによりそれぞれ９０度折り曲げられたものとされている。このような撮像光学系１００は、各種デジタル機器（例えば携帯電話等）の筐体ＢＤ内に収容される。
【００２３】
なお、図１に示した撮像光学系１００は、２個の反射プリズムを用い、入射光を略９０度×２回だけ屈曲させて、入射側プリズム１０１の入射面１０１ａと、像面側プリズム１０２の射出面１０２ｂとが略平行となるような光学系とした例を示しているが、３個以上の反射プリズムを用い、筐体ＢＤ内で二次元的、三次元的な光路を形成し、結果として前記入射面１０１ａと射出面１０２ｂとが略平行となる光学系、或いは略平行とはならない光学系としても良い。
【００２４】
また、図２に示す撮像光学系１００Ａのように、入射側プリズム１０１のみを、光路上最も被写体Ｈ側に配置する構成としても良い。このような撮像光学系１００Ａにおいては、被写体Ｈから撮像素子１０５までの光軸ＡＸは、入射側プリズム１０１の反射面１０１ｃにて略９０度折り曲げられたものとなる。
【００２５】
或いは、図３に示す撮像光学系１００Ｂのように、像面側プリズム１０２のみを撮像素子１０５の受光面に配置する構成としても良い。このような撮像光学系１００Ｂおいては、被写体Ｈから撮像素子１０５までの光軸ＡＸは、入射レンズ１０７を経て、像面側プリズム１０２の反射面１０２ｃにて略９０度折り曲げられたものとなる。このように本発明においては、種々の光学構成が採用可能であるが、以下の実施形態の説明では、図１に示した撮像光学系１００を中心にして説明する。
【００２６】
前記撮像素子１０５は、前記撮像光学系１００により結像された被写体Ｈの光像の光量に応じて、Ｒ、Ｇ、Ｂ各成分の画像信号に光電変換して所定の画像処理回路へ出力するものである。例えば撮像素子１０５としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）が２次元状に配置されたエリアセンサの各ＣＣＤの表面に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタが市松模様状に貼り付けられた、いわゆるベイヤー方式と呼ばれる単板式カラーエリアセンサで構成されたものを用いることができる。このようなＣＣＤイメージセンサの他、ＣＭＯＳイメージセンサ、ＶＭＩＳイメージセンサ等も用いることができる。
【００２７】
ここで、撮像素子１０５が長辺と短辺とを有する矩形状のものである場合、その屈曲方向としては、撮像素子１０５の短辺方向（図１に矢印ａを付している幅方向が短辺方向）に光線を屈曲させるようにすることが好ましい。撮像素子１０５の長辺方向に光線を屈曲することでも相応に撮像光学系１００の薄型化を達成することができるが、撮像素子１０５の短辺方向に光線を屈曲する方がより撮像光学系１００の薄型化を達成することができる。
【００２８】
このような撮像光学系１００において、本発明では、反射プリズムの射出面が凸面とされる。例えば、図１に示した撮像光学系１００では、入射側プリズム１０１の射出面１０１ｂが凸面とされる。図２に示した撮像光学系１００Ａにおいても同様である。また、図３に示した撮像光学系１００Ｃでは、像面側プリズム１０２の射出面１０２ｂが凸面とされる。
【００２９】
射出面１０２ｂを凸面にする意義について、図４及び図５に基づいて説明する。先ず、図４（ａ）は、入射面１０１１ａ、射出面１０１１ｂ及び反射面１０１１ｃを有する反射プリズム１０１１であって、射出面１０１１ｂが光学的パワーを有さない平面とされた反射プリズム１０１１を示す断面図である。被写体Ｈの光束は、光軸ＡＸに沿って入射面１０１１ａへ入射し、反射面１０１１ｃで反射され、射出面１０１１ｂをそのまま透過して撮像素子１０５まで導かれる。しかし、入射面１０１１ａへ入射する光束の中には、反射面１０１１ｃへ直接向わず、射出面１０１１ｂの方向へ向かう不要光束（迷光）Ｐ１が存在する。
【００３０】
この不要光束Ｐ１は、平面である射出面１０１１ｂにて全反射され、反射面１０１１ｃで反射された後、拡散することなく射出面１０１１ｂから放射される。このような不要光束Ｐ１は、反射面１０１１ｃにて９０度屈曲された光軸ＡＸに沿って像面方向へ導かれ、撮像素子１０５に入射されてしまう。従って、前記不要光束Ｐ１の成分が、撮像素子１０５により撮像される画像にゴーストとして表出してしまい、画質を劣化させてしまうという問題がある。
【００３１】
次に、図４（ｂ）は、入射面１０１２ａ、射出面１０１２ｂ及び反射面１０１２ｃを有する反射プリズム１０１２であって、射出面１０１２ｂが凹面とされた反射プリズム１０１２を示す断面図である。この場合、反射面１０１２ｃへ直接向わず、射出面１０１２ｂの方向へ向かう不要光束Ｐ２は、凹面である射出面１０１２ｂで反射され、さらに反射面１０１２ｃで反射された後、射出面１０１２ｂからある程度拡散された状態で放射される。このように、射出面１０１２ｂが凹面とされている場合、不要光束Ｐ２はある程度拡散されるものの、同様に光軸ＡＸに沿って像面方向へ導かれてしまう。しかも、射出面１０１２ｂが凹面であることから、比喩的に言うと不要光束Ｐ２を迎えにいく態様となり、入射面１０１２ａから入射し直接射出面１０１２ｂで反射される不要光束Ｐ２の量が多くなることから、ゴーストが表出し易くなる。
【００３２】
これに対し、図５は、本発明にかかる反射プリズム（入射側プリズム１０１）であって、射出面１０１ｂが凸面とされた入射側プリズム１０１を示す断面図である。この場合、射出面１０１ｂが凸面とされていることから、凹面の場合とは逆に、比喩的に言うと懐が深い態様となる。すなわち、反射面１０１ｃへ直接向わず、射出面１０１ｂの方向へ向かう不要光束Ｐ３は、射出面１０１ｂが凸面とされていることから、その絶対量が少なくなる。つまり、図４（ｂ）のように射出面１０１２ｂが凹面であると、射出面１０１２ｂの略全面が不要光束Ｐ２の反射面となってしまうが、図５のように射出面１０１ｂが凸面であると、凸面の曲率等にもよるが、射出面１０１ｂの下側部分だけが不要光束Ｐ３の反射面となるに過ぎない。
【００３３】
さらに、射出面１０１ｂで反射された不要光束Ｐ３は、大きく拡散し、光軸ＡＸに沿って像面方向へ導かれる度合いは極めて少なくなる。例えば、図５に示すように、射出面１０１ｂの中央部付近で反射された光束Ｐ３１と、それよりも下側で反射された光束Ｐ３２とは、共に反射面１０１ｃで反射されるが、大きく拡散された状態で射出面１０１ｂから射出される。また、射出面１０１ｂの下部付近で反射された光束Ｐ３３は、反射面１０１ｃで反射された後、さらに射出面１０１ｂでも反射され、入射面１０１ａに向かうこととなる。このように、射出面１０１ｂが凸面とされていることで、射出面１０１ｂで反射される不要光束Ｐ３自体が少なくなると共に、この不要光束Ｐ３は大きく拡散されることから、撮像素子１５へ入射される不要光束成分はごく僅かとなり、これにより画質の劣化が抑止されるものである。
【００３４】
前記射出面１０１ｂは、凸面とされていれば良いが、図６に示すように、入射側プリズム１０１の射出面１０１ｂの曲率半径ＣＲと、入射側プリズム１０１の入射面１０１ａから射出面１０１ｂまでの軸上主光線の物理長Ｌとの関係が、次の（１）式の関係を満たすものとされていることが望ましい。
−１０＜ＣＲ／Ｌ＜−０．３        ・・・（１）
上記（１）式の関係を満たすことで、入射側プリズム１０１の射出面１０１ｂの曲率半径ＣＲと、軸上主光線の物理長Ｌとの関係が最適化されるので、像面方向へ向かう不要光束を一層少なくすることができる。上記（１）式の上限を超えると、射出面１０１ｂの曲率が大きくなりすぎて、収差が大きくなる。また、下限を下回ると曲率が小さくなりすぎて平面に近くなり、ゴーストが発生し易くなる。前記曲率半径ＣＲと軸上主光線の物理長
Ｌとの関係は、次の（１−１）式の関係を満たすものとされていることがより望ましい。
−５＜ＣＲ／Ｌ＜−０．５        ・・・（１−１）
【００３５】
また、射出面１０１ｂの凸面は、球面であっても良いが、非球面とされていることが望ましい。射出面１０１ｂを非球面とすることで、光学設計の自由度が増し撮像光学系のコンパクト化を図ることができると共に、非点収差・歪曲収差の十分な補正が行える。また、撮像素子１０５に対する光像の入射角調整の自由度が高まり、広角端と望遠端とにおける撮像素子１０５への入射角差を小さくし、周辺部まで光量落ちの少ない画像を得ることができるようになる。
【００３６】
続いて、上記撮像光学系１００の好ましい光学的構成について説明する。先ず、像面側プリズム１０２の射出面１０２ｂと撮像素子１０５との望ましい配置関係について説明する。撮像光学系１００自体の矢印Ａ方向のサイズは、フォーカシング用のレンズ１０３の移動方向や幅員を必要とする撮像素子１０５を含む撮像素子ホルダ（図略）の配置方向を筐体ＢＤの厚肉方向とすることで薄型化が可能であるが、像面側プリズム１０２の射出面１０２ｂ（当該射出面１０２ｂは平面とする）に撮像素子１０５を対向配置し、これを筐体ＢＤ内に収容する場合、前記筐体ＢＤの薄型化を図るには、像面側プリズム１０２の射出面１０２ｂと撮像素子１０５との距離も可及的に短縮することが望ましい。
【００３７】
いま、像面側プリズム１０２の射出面１０２ｂと撮像素子１０５の受光面との距離をｄとし（両者間に光学部品が介在されている場合も含む物理距離とする）、当該撮像光学系１００の光路折り曲げ面内（図１における紙面が相当する）における撮像素子１０５の受光面の高さをａ（例えば撮像素子１０５の短辺方向）と定義するとき、次の（２）式の関係を満たすよう、像面側プリズム１０２の射出面１０２ｂと撮像素子１０５との配置関係を設定することが、筐体ＢＤの薄型化を図る観点からは望ましい。
０．０≦ｄ／ａ＜１．０    ・・・（２）
【００３８】
上記（２）式において、ｄ／ａが１．０以上となると、像面側プリズム１０２の射出面１０２ｂと撮像素子１０５との距離ｄが大きくなりすぎて、筐体ＢＤの薄型化には不向きとなる。すなわち、距離ｄが大きいということは、そのような環境において撮像素子１０５の受光面に結像させるには像面側プリズム１０２のサイズも大きなものとなることから、全体として撮像光学系１００が大型化（厚肉化）することとなる。
【００３９】
一方、ｄ／ａ＝０として、像面側プリズム１０２の射出面１０２ｂと撮像素子１０５の受光面とを密着させる態様は、矢印Ａ方向のサイズの極小化を図り得る態様であり、薄型化という観点からは望ましい態様である。しかし、前記射出面１０２ｂと撮像素子１０５の受光面とが接触することから組み付けの困難性が招来され、また射出面１０２ｂと撮像素子１０５の受光面との間における面間反射によるゴーストの発生が懸念される。このような不都合を解消するため、ｄ／ａの下限値は０．１以上とすることが望ましい。
【００４０】
前記入射側プリズム１０１の射出面１０１ｂを上述の通り凸面とする他、入射側プリズム１０１の入射面１０１ａ、像面側プリズム１０２の入射面１０２ａ及び射出面１０２ｂのいずれか一面又は二面、若しくは全ての面が、光学的パワーを有する構成とすることが好ましい。これらの構成によれば、前記入射面１０１ａ、１０２ａ又は射出面１０２ｂがレンズ機能面として活用されるので、その分だけ別個の光学素子の使用を省くことができ、撮像光学系１００のコンパクト化を図ることができるようになる。
【００４１】
ここで、入射側プリズム１０１が光路上最も被写体Ｈ側に配置され、光学絞り１０４が入射側プリズム１０１の射出面１０１ｂ側に位置している場合において、入射側プリズム１０１の入射面１０１ａが、負の光学的パワーを有する構成（凹面）とすれば、次のような利点がある。図７は、入射側プリズム１０１（１０１’）と光線との関係を示す光路図である。いま、入射側プリズム１０１（１０１’）から所定の光線幅ＢＴを射出させる場合、プリズム自体を小型化するためには、プリズム内の最も周辺側を通過する光線ｏｐについて、その射出光線ｏｐ−ｏｕｔが光軸ＡＸと平行に近いことが望ましい。
【００４２】
すなわち、図７（ａ）の入射側プリズム１０１’のように、入射面１０１ａ’が平面である場合、この入射面１０１ａ’へ入射する光線のうち最も周辺側の角度θ１を持った入射光線ｏｐ−ｉｎの光線角度を、光軸ＡＸに対して小さくすることができず、結果として出射光線ｏｐ−ｏｕｔは光軸ＡＸに対して傾き角を持った状態で射出される。従って、所定の光線幅ＢＴを得るためには、前記傾き角を考慮して、入射面１０１ａ’及び射出面１０１ｂ’を大きくする必要があり、このためプリズムのサイズを大きくせねばならない。
【００４３】
一方、図７（ｂ）の入射側プリズム１０１のように、入射面１０１ａが負の光学的パワー（凹面）とされている場合、この入射面１０１ａへ入射する光線のうち最も周辺側の角度θ２を持った入射光線ｏｐ−ｉｎの光線角度は、光軸ＡＸに対して小さくなり、結果として出射光線ｏｐ−ｏｕｔは光軸ＡＸに対して平行に近い状態で射出される。従って、所定の光線幅ＢＴを得るためのプリズムのサイズを、図７（ａ）の場合に比べて大幅に小さくすることができ、ひいては撮像光学系１００もコンパクト化できるようになる。
【００４４】
続いて、図１に示す撮像光学系１００のように、入射側プリズム１０１の入射面１０１ａより光路上被写体Ｈ側や、像面側プリズム１０２の射出面１０２ｂより光路上像側（撮像素子１０５側）には、屈折力（光学的パワー）を有する光学素子を配置せず、入射側プリズム１０１の入射面１０１ａと像面側プリズム１０２の射出面１０２ｂとの間の光路上にのみ屈折力を有する光学素子を配置する構成とすることが望ましい。これにより、入射側プリズム１０１の入射面１０１ａより光路上被写体Ｈ側等に屈折力を有する光学素子を配置する場合に比して、撮像光学系１００の厚み（矢印Ａ方向のサイズ）を薄くすることができ、撮像光学系１００の大型化を抑制することができる。
【００４５】
また、前記撮像光学系１００において、入射側プリズム１０１及び像面側プリズム１０２の間に、レンズ又はレンズ群を配置することが望ましい。これは、該レンズにより像面湾曲や収差等の補正を行うことができ、撮像光学系１００の光学性能を向上することができるからである。なお、前記のようなレンズ等を配置する場合に、このレンズとして反射プリズムより矢印Ａの方向に小さいレンズを採用することで、該レンズの搭載による矢印Ａの方向の大型化の問題は発生しない。
【００４６】
そして、このレンズ又はレンズ群を光軸方向（入射側プリズム１０１の入射面１０１ａと略平行な方向）に駆動してフォーカシングを行うように構成するのが好ましい。これは、反射プリズムを含む撮像光学系全体を光軸方向に駆動するように構成した場合、駆動対象物の重量増加によりモータの大型化を招来したり、前記駆動による光軸のずれが発生したり、撮像光学系の各光学素子の保持機構が複雑となるからであり、２つの反射プリズムの間にレンズ又はレンズ群を配置することで、反射プリズムや光学絞りを固定することができるとともに、このレンズ又はレンズ群を光軸方向に駆動するようにすることで、モータの大型化、光軸のずれの発生、前記保持機構の複雑化の問題を解消することができる。
【００４７】
図１に示す撮像光学系１００においては、上述のような要請を満たすため、入射側プリズム１０１及び像面側プリズム１０２の間にフォーカシング用のレンズ１０３が配置されているものである。すなわち、このフォーカシング用のレンズ１０３が、入射側プリズム１０１の入射面１０１ａと平行な方向に移動されることで、フォーカシングが行われる構成とされている。
【００４８】
なお、前記撮像光学系１００において、入射側プリズム１０１及び像面側プリズム１０２やレンズ１０３の製造の容易性の点から、撮像光学系１００の各光学面は、光軸ＡＸを中心に軸対称な面（回転対称面）とすることが好ましい。軸非対称な光学系は、製造難易度を上げるばかりでなく、組み込み時の評価や、調整に対しても難易度を押し上げるために、コストが高くなるために望ましくない。逆に、コストが高くなることを許容するならば、軸非対称な面を反射面に用いることも可能である。
【００４９】
ところで、撮像素子１０５として、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサを用いる場合、赤外線成分がノイズとなり出力画像を劣化させる場合がある。このため、赤外線成分を撮像素子１０５に入射させないよう、従来から赤外線カットフィルタ等を撮像光学系の適宜な箇所に配置する対策が講じられている。しかし、このような赤外線カット機能を有する光学部品が別途必要となることから、撮像光学系のコンパクト化、部品点数の抑制の阻害要因となっていた。
【００５０】
そこで、像面側プリズム１０２自体に、入射光に含まれる赤外線成分を減少乃至は除去する赤外線カット機能を具備させることが望ましい。図８は、赤外線カット機能を具備させた像面側プリズム１０２の例を示す断面図である。図８（ａ）は、像面側プリズム１０２の射出面１０２ｂに、赤外線反射膜１０２ｄを一体的に設けた例を示している。これにより、入射光に含まれる赤外線成分は赤外線反射膜１０２ｄにて反射され、撮像素子１０５に入射されないようになる。このような赤外線反射膜１０２ｄとしては、例えば赤外波長の光を反射させる誘電体多層膜のコーティング層が好適である。なお、このような赤外線反射膜１０２ｄを、像面側プリズム１０２の入射面１０２ａに設けるようにしても良い。
【００５１】
また図８（ｂ）は、像面側プリズム１０２の反射面１０２ｃに、赤外線吸収膜１０２ｅを一体的に設けた例を示している。これにより、入射光に含まれる赤外線成分は赤外線吸収膜１０２ｅにて吸収され、撮像素子１０５に入射されないようになる。このような赤外線吸収膜１０２ｅとしては、例えば赤外波長の光を吸収させる誘電体多層膜のコーティング層が好適である。なお、このような赤外線吸収膜１０２ｅに代えて、赤外線透過膜を反射面１０２ｃに設け、赤外線成分のみを像面側プリズム１０２から放射させるようにしても良い。
【００５２】
続いて、入射側プリズム１０１及び像面側プリズム１０２の材質並びに製法について説明する。これらプリズムの材質については特に制限はなく、所定の光透過率や屈折率などを備えている光学材料であれば良く、各種ガラス材料や樹脂（プラスチック）材料を用いることができる。しかし、プラスチック材料を用いれば、軽量で、且つインジェクションモールド等により大量生産が可能であることから、ガラス材料で作製する場合に比して、コストの抑制や撮像光学系１００の軽量化の面で有利である。さらに、上述のように入射面及び／又は射出面に屈折力を具備する反射プリズムを作成する場合、ガラス材料によれば研磨工程を経て作製する必要があるが、プラスチック材料の場合は型枠等を用いて容易に作製することができるという利点もある。
【００５３】
但し、インジェクションモールドによると、成型後に若干の熱収縮が避けられないため、高い精度が要求される光学部品の場合は、かえって製造難易度が高くなる場合がある。ところで、高い精度を要求される度合いは、像面側プリズム１０２よりも入射側プリズム１０１の方が高い。これは、像面側プリズム１０２の方が撮像素子１０５に近く、比較的誤差感度が小さいからである。従って、少なくとも像面側プリズム１０２をプラスチック材料で構成し、要求される精度に応じて入射側プリズム１０１をプラスチック材料とするか或いはガラス材料とするかの選択を行うことが望ましい。なお、ガラスモールドレンズを用いる場合は、成形金型の消耗をできるだけ防ぐために、ガラス転移点（Ｔｇ）が４００℃以下のガラス材料を使用するのが望ましい。
【００５４】
ここで、入射側プリズム１０１及び／又は像面側プリズム１０２をプラスチック材料で構成する場合、そのプラスチック材料として、例えばポリカーボネイトやＰＭＭＡ等の各種光学プラスチック材料を用いることができる。この中でも、吸水率が０．０１％以下のプラスチック材料を選択することが望ましい。プラスチック材料には、空気中の水分と結合する吸湿作用があり、このような吸湿が生じると、設計値通りにプリズムを製作しても吸湿により屈折率等の光学特性が変化する場合がある。従って、吸水率が０．０１％以下のプラスチック材料を用いることで、吸湿の影響を受けない撮像光学系１００を構築できるようになる。このようなプラスチック材料としては、例えばＺＥＯＮＥＸ（日本ゼオン株式会社商品名）を用いることができる。
【００５５】
ところで、プラスチック材料は温度変化時の屈折率変化が大きいため、撮像光学系１００を構成するプリズム及びレンズの全てをプラスチックレンズで構成すると、周囲温度が変化した際に、撮像光学系１００の像点位置が変動してしまうという懸念がある。このような像点位置変動が無視できない仕様の撮像ユニットにおいては、ガラス材料にて形成されるレンズ（例えばガラスモールドレンズ）とプラスチックレンズとを混在させ、且つ複数のプリズム及びレンズ間で温度変化時の像点位置変動をある程度相殺するような屈折力配分とすることで、この温度特性の問題を軽減することができる。
【００５６】
或いは、温度変化時の屈折率変化が小さいプラスチック複合部材にて、入射側プリズム１０１、像面側プリズム１０２及びその他の光学レンズを構成することが望ましい。このようなプラスチック複合部材として、プラスチック材料中に無機微粒子を分散配合してなる部材を用いることができる。
【００５７】
一般に、透明なプラスチック材料に微粒子を混合させると、光の散乱が生じ透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難であったが、微粒子の大きさを透過光束の波長より小さくすることにより、散乱が実質的に発生しないようにできる。プラスチック材料は温度が上昇することにより屈折率が低下してしまうが、無機粒子は温度が上昇すると屈折率が上昇する。そこで、これらの温度依存性を利用して互いに打ち消しあうように作用させることにより、屈折率変化がほとんど生じないようにすることができる。具体的には、母材となるプラスチック材料に最大長が２０ナノメートル以下の無機粒子を分散させることにより、屈折率の温度依存性のきわめて低いプラスチック材料となる。例えばアクリル樹脂に酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の微粒子を分散させることで、温度変化による屈折率変化を小さくすることができる。上記撮像光学系１００において、入射側プリズム１０１、像面側プリズム１０２及びフォーカシング用のレンズ１０３として、このような無機粒子を分散配合させたプラスチック複合部材を用いることにより、撮像レンズ全系の温度変化時の像点位置変動を小さく抑えることが可能となる。
【００５８】
ここで、屈折率の温度変化について詳細に説明する。屈折率の温度変化Ａは、ローレンツ・ローレンツの式に基づいて、屈折率ｎを温度ｔで微分することにより、下記（３）式にて表される。
【００５９】
【数１】
0005364965.tif 000002
ただし、α：線膨張係数、［Ｒ］：分子屈折
【００６０】
プラスチック材料の場合は、一般に上記（３）式中第１項に比べ第２項の寄与が小さく、ほぼ無視できる。例えば、ＰＭＭＡ樹脂の場合、線膨張係数αは７×１０−５であり、上記式に代入すると、Ａ＝−１．２×１０−４［／℃］となり、実測値と概ね一致する。
具体的には、従来は−１．２×１０−４［／℃］程度であった屈折率の温度変化Ａを、絶対値で８×１０−５［／℃］未満に抑えることが好ましい。好ましくは絶対値で６×１０−５［／℃］未満にすることが好ましい。本実施形態で適用可能なプラスチック材料の屈折率の温度変化Ａ（＝ｄｎ／ｄＴ）を表１に示す。
【００６１】
【表１】
0005364965.tif 000003
【００６２】
また、本実施形態で適用可能な無機材料の屈折率の温度変化Ａ （ ＝ ｄ ｎ ／ ｄ Ｔ ） は、プラスチック材料と符号の向きが変わる。これを表２ に示す。
【００６３】
【表２】
0005364965.tif 000004
【００６４】
次に、入射側プリズム１０１及び／又は像面側プリズム１０２を製造する方法としては、例えば所定のプリズムに光学的パワーを有するレンズを接合する方法、プリズムを曲面研磨する方法、インジェクションモールド或いはガラスモールドによる方法などを例示することができる。但し、プリズムにレンズを接合する方法やプリズムを曲面研磨する方法は、反射面と前記レンズ又は曲面との位置関係や傾きなどを調整するために手間のかかる調芯を行う必要があり、製造難易度が比較的高くなってしまう。これに比べ、樹脂（プラスチック）材料を用いたインジェクションモールドは、前述の通り量産性に優れるため、好ましい製造方法の一つである。
【００６５】
上記インジェクションモールドにて製造されたプリズムを採用する場合、次の点に留意することが望ましい。インジェクションモールドを行う場合、樹脂を金型に注入するためのゲートが必要となる。そのようなゲートはプリズムのどの面に対向させても良いが、プリズムにおいて光の入射、出射及び反射が行われない面に配置することが望ましい。これは、一般にゲート付近は樹脂流の痕跡が残留するなどして複屈折が発生し易く、光学特性に影響を与える可能性があることから、仮に複屈折が発生してもその影響を低減できるからである。
【００６６】
図９は、図１に示した撮像光学系１００を立体的に描いた斜視図である（図示簡略化のため、射出面１０１ｂは平面で描いている）。図９に基づいて、上記の望ましい構成を説明すると、入射側プリズム１０１をインジェクションモールドで形成する場合においては、金型注入用のゲートを、入射面１０１ａ、射出面１０１ｂ及び反射面１０１ｃには配置せず、これらの面の側面である不使用面１０１ｍに配置する。この場合、通常ゲートは断面長方形の角柱状を呈していることから、そのような角柱状のゲート痕Ｇｅ１（入射面１０１ａと広幅面が平行なゲート痕Ｇｅ１）が前記不使用面１０１ｍに残存するようになる（このゲート痕Ｇｅ１は誇張して描いている）。このようにゲートを配置すると、当該ゲート近傍で複屈折が発生したとしても、入射側プリズム１０１の有効使用領域ｐｗ１（図中のハッチング部位；光線が通過可能な領域）に与える影響を低減することができる。
【００６７】
像面側プリズム１０２も同様に、金型注入用のゲートを、入射面１０２ａ、射出面１０２ｂ及び反射面１０２ｃには配置せず、これらの面の側面である不使用面１０２ｍに配置する。この場合、角柱状のゲート痕Ｇｅ２（反射面１０２ｃと広幅面が平行なゲート痕Ｇｅ２）が前記不使用面１０２ｍに残存するようになるが、同様に当該ゲート近傍で複屈折が発生したとしても、像面側プリズム１０２の有効使用領域ｐｗ２（図中のハッチング部位）に与える影響を低減することができる。
【００６８】
インジェクションモールドを行った後、その成型品（この場合はプリズム）を金型から取り出すときに、イジェクトピンで当該成型品を押圧する手法が汎用されている。このようなイジェクトピンの当接部位には、やはり痕跡が残り、この部分においても光学特性が乱れる場合がある。そこで図９に示す例では、入射側プリズム１０１については、その入射面１０１ａにおける不使用領域に対応する部位にイジェクトピンを配置し、前記不使用領域にピン痕跡ｅｐ１が現れるようにしている。また像面側プリズム１０２については、その反射面１０２ｃにおける不使用領域に対応する部位にイジェクトピンを配置し、前記不使用領域にピン痕跡ｅｐ２が現れるようにしている。なお、前記ピン痕跡ｅｐ１、ｅｐ２が、それぞれ不使用面１０１ｍ、１０２ｍと対向する反対側の不使用面１０１ｎ、１０２ｎに現れるよう、イジェクトピンを配置するようにしても勿論良い。
【００６９】
さらに、この撮像光学系１００のように、光学絞り１０４が入射側プリズム１０１と像面側プリズム１０２との間に配置されている場合において（図１参照）、組み付け時において、図９に示すように、入射側プリズム１０１及び像面側プリズム１０２のゲート痕Ｇｅ１、Ｇｅ２が同じ方向に存在するように、ゲート方向を調整することが望ましい。この点を、図１０に基づいて説明する。
【００７０】
図１０は、図９に示した撮像光学系１００についての、模式的な光路図である。図示するように、入射側プリズム１０１及び像面側プリズム１０２についてのゲート痕Ｇｅ１、Ｇｅ２は、同方向に存在するそれぞれの不使用面１０１ｍ、１０２ｍに形成されている。なお、この不使用面１０１ｍ、１０２ｍに対向するもう一方の不使用面１０１ｎ、１０２ｎは、ゲート痕Ｇｅ１、Ｇｅ２が存在しないフラット面（形状的に安定した面）でもあることから、入射側プリズム１０１及び像面側プリズム１０２共通のプリズム保持部材１０６（筐体ＢＤのフレーム部材等に相当）に固定されている。これにより、プリズムの高精度な組み付けが行えるようになる。
【００７１】
ゲート痕Ｇｅ１、Ｇｅ２をそれぞれの不使用面１０１ｍ、１０２ｍに設けることで、複屈折等の影響を低減できるとはいえ、完全にその影響を取り除くことは難しい。このような、ゲート痕Ｇｅ１、Ｇｅ２近傍の光学特性に影響を与えるような領域を、図１０においてそれぞれゲート影響領域Ｇｅ１ｍ、Ｇｅ２ｍとして示している（図中のハッチング部位が相当する）。
【００７２】
ところで、光学絞り１０４が入射側プリズム１０１と像面側プリズム１０２との間に配置されている場合、該光学絞り１０４の前後で光像が反転するようになる。いま、入射側プリズム１０１の入射面１０１ａのゲート痕Ｇｅ１側から入射する光線ｏｐの光路を考える。入射側プリズム１０１内において、光線ｏｐはゲート影響領域Ｇｅ１ｍを通過することから複屈折率等の影響を受けてしまう。しかし、光学絞り１０４を通過すると光線ｏｐはゲート痕Ｇｅ１側から離間する方向に屈折する。そして、像面側プリズム１０２に入射すると、ゲート影響領域Ｇｅ２ｍから離れた領域を通過するようになる。従って、光線ｏｐは、入射側プリズム１０１及び像面側プリズム１０２のゲート影響領域Ｇｅ１ｍ、Ｇｅ２ｍを重畳的に通過するようなことはなく、残存複屈折の影響は分散され、画面の片側だけ複屈折等の影響が偏在するような不具合は発生しなくなる。
【００７３】
上述したような樹脂材料を用いたインジェクションモールド法は、量産化に適し、また反射プリズムの入射面や射出面に高精度な凹面等を形成できるという利点があるが、樹脂材料を用いる関係上、高い屈折率を有する反射プリズムを製作することはできない。そこで、高精度で高屈折率のプリズムが求められる場合は、高屈折率のガラス素材をプリズム形状の金型を用いて加熱加圧するガラスモールド法により製作することが望ましい。高屈折率のプリズムを適用すると、光路長の短縮化や屈折面における収差の発生の低減化を図ることができ、これにより撮像光学系１００の小型化、レンズ枚数の削減が可能となり、コンパクト化に有利となる。
【００７４】
図１１は、本発明にかかる撮像光学系の、他の実施形態の構成を模式的に示す図である。この撮像光学系は、ズーミング（変倍）動作が可能とされた変倍光学系１１０についてのものである。この変倍光学系１１０は、先に図１に示した撮像光学系１００と同様に、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子１０５の受光面上に被写体Ｈの光学像を形成するものであって、同様に２個の反射プリズム、すなわち光路上被写体Ｈ側に配置された入射側プリズム１０１と、光路上撮像素子１０５側に配置された像面側プリズム１０２とが備えられている。そして、入射側プリズム１０１と像面側プリズム１０２との間には、光学絞り１０４に加え、変倍動作並びにフォーカシング動作を行うためのレンズ群１１３が配置されている点で、先の撮像光学系１００と相違している。
【００７５】
前記レンズ群１１３は、それぞれ図中の矢印Ｂ１，Ｂ２方向へ移動自在とされた変倍レンズ１１３１、１１３２から構成されている。つまり、前記変倍レンズ１１３１、１１３２は、これらレンズ群の光軸方向（入射側プリズム１０１の入射面１０１ａと略平行な方向）に駆動してズーミングが行われる。これは、反射プリズムを含む変倍光学系全体を光軸方向に駆動するように構成した場合、光学系全体の厚みが変化することになり薄型化に課題が出たり、駆動対象物の重量増加により駆動用モータの大型化を招来したりするからである。さらに、前記駆動による光軸のずれが発生したり、変倍光学系の各光学素子の保持機構が複雑になったりする課題もある。２つの反射プリズムの間にレンズ群を配置し、このレンズ群を光軸方向に駆動するようにすることで、反射プリズムや光学絞りを固定できるとともに、駆動用モータの大型化、光軸のずれの発生、前記保持機構の複雑化の問題を解消することができる。
【００７６】
一般にズーミングには、バリエータとコンペンセータとの２つのレンズ群の移動が必要である。したがって、良好な変倍を行うためには、２つのプリズム間に少なくとも２つのレンズ群が必要で、さらに２つとも光軸方向に移動することが望ましい。光軸方向に移動させることで、変倍に際して光学系の厚みを変化させないので、携帯電話機や携帯情報端末への搭載が可能な薄型で、コンパクトな変倍光学系が実現できる。また２つのレンズ群を移動させることにより、１つのレンズ群を移動させる構成に比べ各レンズ群の移動距離を抑えることが可能となり、光学系をコンパクト化することができる。しかし、光学式ズーム光学系のようにズーム解を適切に調整すれば、変倍時に移動するレンズ群を１つにすることも可能である。
【００７７】
図１１に示す変倍光学系１１０においては、上述のような要請を満たすため、入射側プリズム１０１及び像面側プリズム１０２の間に変倍レンズ１１３１、１１３２が配置されているものである。すなわち、これら変倍レンズ１１３１、１１３２が、入射側プリズム１０１の入射面１０１ａと平行な方向（図中の矢印Ｂ１，Ｂ２方向）にそれぞれ移動されることで、ズーミングが行われる構成とされている。
【００７８】
このような変倍光学系１１０においても、先に図１に示した撮像光学系１００と同様に、入射側プリズム１０１の射出面１０１ｂが凸面とされる。また、上記（１）式、（２）式の関係を満たすものとすることが望ましい。この他、上述した反射プリズムについてのゲート痕の配置、好ましい光学配置（反射プリズムへの光学的パワーの施与等）についてもそのまま適用することができる。
【００７９】
＜撮像光学系を組み込んだデジタル機器の説明＞
次に、以上説明したような撮像光学系１００（変倍光学系１１０）が組み込まれたデジタル機器について説明する。図１２は、本発明に係るデジタル機器の一実施形態を示す、カメラ付携帯電話機２００（２２０）の外観構成図である。なお、本発明において、デジタル機器としては、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、デジタルビデオユニット、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）、パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュータ、又はこれらの周辺機器（マウス、スキャナ、プリンタ等）を含むものとする。デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラは、被写体の映像を光学的に取り込んだ後、その映像につき半導体素子を使って電気信号に変換し、デジタルデータとしてフラッシュメモリ等の記憶媒体に記憶する撮像レンズ装置である。更に本発明では、被写体の静止又は動きのある映像を光学的に取り込む、コンパクトな撮像レンズ装置を内蔵する仕様を備えた携帯電話機、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュータ、又はこれらの周辺機器も含んでいる。
【００８０】
図１２（ａ）は、携帯電話機２００の操作面を、図１２（ｂ）は、操作面の裏面、つまり背面を示している。携帯電話機２００には、上部にアンテナ２０１、操作面には図の上下方向に長辺Ｌｔ１を有する長方形のディスプレイ２０２、画像撮影モードの起動及び静止画と動画撮影の切り替えを行う画像切替ボタン２０３、シャッターボタン２０４及びダイヤルボタン２０５が備えられている。
【００８１】
なお、図１２（ｃ）に示すように、変倍光学系が組み込まれる携帯電話機２２０の場合は、その操作面に変倍（ズーミング）を制御する変倍ボタン２１０が備えられている。変倍ボタン２１０は、その上端部分に望遠を表す「Ｔ」の印字が、下端部分に広角を表す「Ｗ」の印字がされ、印字位置が押下されることで、それぞれの変倍動作が指示可能な２接点式のスイッチ等で構成されている。
【００８２】
携帯電話機２００には、本発明に係る撮像光学系１００によって構成された撮像レンズ装置（カメラ）２０６及びＣＣＤ等の撮像素子１０５が内装され、その撮像レンズ装置２０６の被写体光が入射される撮影レンズ２０７が背面に露出している。なお、該撮影レンズ２０７の裏面には、入射側プリズム１０１の入射面１０１ａが配置されている。つまり、撮像レンズ装置２０６の被写体光入射面とディスプレイ２０２とは、携帯電話機２００の表裏面（背面と操作面）にそれぞれ配置されている。これにより、撮像レンズ装置２０６により取得される画像をディスプレイ２０２で表示させながら撮像を行うことができるようになる。
【００８３】
ここで、撮像素子１０５は、撮像エリアの縦横比が例えば４：３の長方形を呈するものが用いられている。汎用型の撮像素子は、一般的にこのような長方形であるが、このような撮像素子１０５を備える撮像レンズ装置２０６の携帯電話機２００への組み込み形態は、前記長方形のディスプレイ２０２との関係において、図１２に示すような態様とすることが望ましい。
【００８４】
すなわち、ディスプレイ２０２が図１２（ａ）の上下方向に長辺Ｌｔ１を有している場合、撮像素子１０５もまた、図１２（ｂ）の上下方向にその長辺Ｌｔ２を有する組み込み構成とすることが望ましい。換言すると、ディスプレイ２０２の長辺Ｌｔ１と撮像素子１０５の長辺Ｌｔ２とが平行方向（同一方向）になるように組み付けられることが望ましい。これにより、撮影時に、撮影レンズ２０７から入射され長方形の撮像エリアを持つ撮像素子１０５上に結像された被写体光像は、長方形のディスプレイ２０２上に有効に表示されるようになる。
【００８５】
つまり、ディスプレイ２０２の長辺Ｌｔ１と撮像素子１０５の長辺Ｌｔ２とが平行方向に配置されていると、撮像素子１０５により取得された画像の長辺方向と、表示画像の長辺方向とが一致することから、ディスプレイ２０２の表示エリアを有効に活用した表示が行え、画像を大きく表示させることができる。すなわち、ディスプレイ２０２の面積を最大に生かした表示が可能となり、撮影時の構図の確認等に有利である。図１２（ｃ）に示す、変倍光学系が組み込まれた携帯電話機２２０の場合でも同じである。
【００８６】
上記撮像レンズ装置２０６は、被写体の光学像を形成する撮像光学系１００以外に光学的ローパスフィルタ等に相当する平行平面板を備えていてもよい。光学的ローパスフィルタとして、例えば所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパスフィルタや、必要とされる光学的な遮断周波数特性を回折効果により実現する位相型ローパスフィルタ等が適用可能である。
【００８７】
なお、光学的ローパスフィルタは必ずしも備える必要はなく、また、光学的ローパスフィルタに代えて、撮像素子１０５の画像信号に含まれるノイズを低減するために赤外線カットフィルタを搭載する（この場合、上述のように反射プリズムに赤外線カット機能を具備させることが望ましい）ようにしてもよい。さらに、光学的ローパスフィルタの表面に赤外線反射コートを施して、両方のフィルター機能を一つで実現してもよい。
【００８８】
以上の通り構成された携帯電話機２００の撮像動作について説明する。静止画を撮影するときは、まず、画像切替ボタン２０３を押すことで、画像撮影モードを起動する。ここでは、画像切替ボタン２０３を一度押すことで、静止画撮影モードに切り替わる。静止画撮影モードが起動されると、撮像レンズ装置２０６を通して被写体の像がＣＣＤ等の撮像素子１０５で周期的に繰り返し撮像され、表示用メモリに転送された後に、ディスプレイ２０２に導かれる。ディスプレイ２０２を覗くことで、主被写体をその画面中の所望の位置に収まるように調整することができる。この状態でシャッターボタン２０４を押すことで、静止画像を得ることができる。すなわち、静止画用のメモリに画像データが格納される。
【００８９】
また、動画撮影を行う場合には、画像切替ボタン２０３を一度押すことで静止画撮影モードを起動した後、もう一度画像切替ボタン２０３を押して動画撮影モードに切り替える。後は静止画撮影のときと同様にして、ディスプレイ２０２を覗き、撮像レンズ装置２０６を通して得た被写体の像が、その画面中の所望の位置に収まるように調整する。この状態でシャッターボタン２０４を押すことで、動画撮影が開始される。そして、もう一度シャッターボタン２０４を押すことで、動画撮影は終了する。動画像は、ディスプレイ２０２のための表示メモリに導かれると共に、動画像用のメモリに導かれて格納される。
【００９０】
一方、図１２（ｃ）に示す変倍光学系が組み込まれた携帯電話機２２０の場合、上記の動作に加えて、例えば被写体が撮影者から離れた位置にある、あるいは近くの被写体を拡大したいためズーム撮影を行うときには、変倍ボタン２１０の上端「Ｔ」の印字部分を押すと、その状態が検出され、押している時間に応じて変倍のためのレンズ駆動が実行されて、連続的にズーミングが行われる。また、ズーミングし過ぎた場合など、被写体の拡大率を下げたい場合には、変倍ボタン２１０の下端「Ｗ」の印字部分を押すことで、その状態が検出され、押している時間に応じて連続的に変倍が行われる。このようにして、撮影者から離れた被写体であっても、変倍ボタン２１０を用いてその拡大率を調節することができる。そして、通常の等倍撮影と同様、主被写体がその画面中の所望の位置に収まるように調整し、シャッターボタン２０４を押すことで、拡大された静止画像を得ることができる。
【００９１】
また、動画撮影を行う場合にも、変倍ボタン２１０を用いて被写体像の拡大率を調節することができる。すなわち、シャッターボタン２０４を押すことで動画撮影が開始されるが、この撮影中、変倍ボタン２１０により、被写体の拡大率を随時変えることも可能である。ここで、もう一度シャッターボタン２０４を押すことで、動画撮影は終了する。
【００９２】
なお、この携帯電話機２２０において、変倍ボタン２１０はこの実施形態に限られることなく、既設のダイヤルボタン２０５を利用するようにしてもよいし、また、ダイヤルボタン設置面に回転軸を持つような回転式のダイヤル等、拡大と縮小の２方向の変倍を可能とする機能を備える態様としたものでもよい。
【００９３】
上記実施形態においては、ディスプレイ２０２の長辺Ｌｔ１と撮像素子１０５の長辺Ｌｔ２とが、図８の上下方向に揃って平行であるとしたが、それに限られることなく、例えば図８の左右方向など、ある一方向に揃って平行であることが望ましい。この場合にも、ディスプレイ２０２の面積を最大に生かした表示が可能となるので、撮影時の構図の確認等が有効に行える。
【００９４】
このことは、上記のような携帯電話機２００（２２０）のほか、同様に表示素子としてのディスプレイを備える各種デジタル機器においても同様であり、例えば折り畳み式の携帯電話機や、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュータ、又はこれらの周辺機器においても同様である。
【００９５】
図１３は、折り畳み式の携帯電話機３００の外観構成図であり、図１３（ａ）は、携帯電話機３００の操作面を、図１３（ｂ）は、操作面の裏面、つまり背面を示している。この携帯電話機３００は、第１の筐体３１０と第２の筐体３２０とがヒンジ３３０によって連結された折り畳み可能な構造であって、第１の筐体３１０の操作面には上下方向に長いディスプレイ３１１が備えられている。また第２の筐体３２０には、操作部としてのキー入力部３２１が設けられている。
【００９６】
このような携帯電話機３００において、第１の筐体３１０には、上述の撮像光学系１００（または変倍光学系１１０）によって構成された撮像レンズ装置２０６及び撮像素子１０５が内装され、その撮像レンズ装置２０６の撮影レンズ２０７が背面に露出している。つまり、撮像レンズ装置２０６の被写体光入射面とディスプレイ３１１とは、第１の筐体３１０の表裏面（背面と操作面）にそれぞれ配置されている。これにより、撮像レンズ装置２０６により取得される画像をディスプレイ３１１で表示させながら撮像を行うことができるようになる。そして、ディスプレイ３１１の長辺Ｌｔ１と撮像素子１０５の長辺Ｌｔ２とが平行方向（同一方向）になるように組み付けられている。このような構成によっても、撮影時に、撮影レンズ２０７から入射され長方形の撮像エリアを持つ撮像素子１０５上に結像された被写体光像を、長方形のディスプレイ３１１上に有効に表示させることができる。
【００９７】
また図１４は、携帯情報端末機４００の外観構成図であり、図１４（ａ）は、携帯情報端末機４００の操作面を、図１４（ｂ）は背面を示している。この携帯情報端末機４００の操作面には、左右方向に長いディスプレイ４０１と、操作部としてのキー入力部４０２とが設けられている。
【００９８】
このような携帯情報端末機４００において、上述の撮像光学系１００（または変倍光学系１１０）によって構成された撮像レンズ装置２０６及び撮像素子１０５が内装され、その撮像レンズ装置２０６の撮影レンズ２０７が背面に露出している。つまり、撮像レンズ装置２０６の被写体光入射面とディスプレイ４０１とは、当該携帯情報端末機４００の表裏面（背面と操作面）にそれぞれ配置されている。これにより、撮像レンズ装置２０６により取得される画像をディスプレイ４０１で表示させながら撮像を行うことができるようになる。そして、ディスプレイ４０１の長辺Ｌｔ１と撮像素子１０５の長辺Ｌｔ２とが平行方向（この場合水平方向）になるように組み付けられている。このような構成によっても、撮影時に、撮影レンズ２０７から入射され長方形の撮像エリアを持つ撮像素子１０５上に結像された被写体光像を、長方形のディスプレイ４０１上に有効に表示させることができる。
【００９９】
以下本明細書においては、レンズについて、「凹」、「凸」又は「メニスカス」という術語を用いるが、これらは光軸近傍（レンズの中心付近）でのレンズ形状を表しているものであり、レンズ全体又はレンズの端付近の形状を表しているのではない。このことは、球面レンズでは問題にならないが、非球面レンズでは一般に、レンズの中心付近と端付近での形状が異なるので注意が必要である。非球面レンズとは、放物面、楕円面、双曲面、４次曲面等の面を有するレンズである。
【０１００】
また、本明細書を通じて、単レンズ及び接合レンズを構成している各単レンズの光学的パワーは、単レンズのレンズ面の両側が空気との界面を備えている、つまりその単レンズが単独で存在しているときのパワーを指すものとする。
【０１０１】
＜撮像光学系のより具体的な実施形態の説明＞
以下、図１に示したような撮像光学系１００、すなわち図１２〜図１４に示したようなカメラ付携帯電話機２００、３００或いは携帯情報端末機４００に搭載される撮像レンズ装置２０６を構成する撮像光学系１００の具体的構成を、図面を参照しつつ説明する。
【０１０２】
［実施形態１］
図１５は、実施形態１の撮像光学系５１Ａの構成を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。この図１５は、無限遠に合焦させた状態における光学素子の配置を示している。また、この図１５（及び図１６〜図２９）には、物体側から入射した光の進む経路（光路）の概略も示してあり、その光路の中心線が光軸（ＡＸ）である。
【０１０３】
本実施形態の撮像光学系５１Ａは、光路上物体側から順に、全体として正の光学的パワーを有する接合型の第１反射プリズム（ＰＲ１；図１における入射側プリズム１０１が相当）、両凸の正レンズからなる第１レンズ（Ｌ１）（正の光学的パワーを有するレンズ）、物体側に凸の正メニスカスレンズからなる第２レンズ（Ｌ２）、及び全体として正の光学的パワーを有する接合レンズからなる第３レンズ（Ｌ３）を有して構成されている。そして、前記第１反射プリズム（ＰＲ１）と第１レンズ（Ｌ１）との間には、光学絞り（ＳＴ）と平行平面板（ＰＬ）が配置されている。また、第３レンズ（Ｌ３）の像側には、撮像素子（ＳＲ）が配置されている。この撮像素子（ＳＲ）は、縦横比が例えば３：４の撮像素子である。
【０１０４】
上記第１反射プリズム（ＰＲ１）は、入射面（Ｓ１）が負の光学的パワーを、射出面（Ｓ３）が正の光学的パワーを有しており、入射面（Ｓ１）と射出面（Ｓ３）との間の光路上に平面状の反射面（Ｓ２）を備えている。すなわち、第１反射プリズム（ＰＲ１）は、入射面（Ｓ１）及び射出面（Ｓ３）が平板であるプリズム（Ｐ１０）の入射面（Ｓ１）に凹レンズ（ＰＲ１１）が、射出面（Ｓ３）に凸レンズ（ＰＲ１２）が接合されてなる。また、第３レンズ（Ｌ３）は、両面が平板の光学素子（Ｌ３０）の入射面側に凹レンズ（Ｌ３１）を、射出面側にも凹レンズ（Ｌ３２）を接合したレンズである。この撮像光学系５１Ａは、入射光を第１反射プリズム（ＰＲ１）にて略９０度に屈曲して、撮像素子（ＳＲ）に導くものである。
【０１０５】
一方、図１６は、実施形態１の他の撮像光学系５１Ｂの構成を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。この撮像光学系５１Ｂは、前記撮像光学系５１Ａの第３レンズ（Ｌ３）に代えて、接合レンズ（Ｌ３）と等価な光学特性を有する接合型の第２反射プリズム（ＰＲ２；図１における像面側プリズム１０２が相当）を用いたものである。この第２反射プリズム（ＰＲ２）は、入射面（Ｓ４）及び射出面（Ｓ６）が負の光学的パワーを有しており、入射面（Ｓ４）と射出面（Ｓ６）との間の光路上に平面状の反射面（Ｓ５）を備えている。なお、第２反射プリズム（ＰＲ２）は、その入射面（Ｓ４）及び射出面（Ｓ６）が平板であるプリズム（Ｐ１０）の入射面（Ｓ４）に凹レンズ（ＰＲ１１）が、射出面（Ｓ６）に凸レンズ（ＰＲ１２）が接合されてなる。
【０１０６】
この撮像光学系５１Ｂは、入射光を第１反射プリズム（ＰＲ１）にて略９０度に屈曲し、さらに第２反射プリズム（ＰＲ２）にて略９０度に屈曲して撮像素子（ＳＲ）に導くものである。なお、図中に付している矢印Ａの方向は、図１２に示した携帯電話機２００の表裏方向に対応する。
【０１０７】
第１反射プリズム（ＰＲ１）、第３レンズ（Ｌ３）若しくは第２反射プリズム（ＰＲ２）、及び光学絞り（ＳＴ）は固定されており、無限遠合焦状態から近接距離合焦状態にフォーカシングを行うとき、第１、第２レンズ（Ｌ１、Ｌ２）は、図１５、図１６の矢印Ｂの方向に移動する。
【０１０８】
図１７は、図１５における第１反射プリズム（ＰＲ１）、図１６における第１反射プリズム（ＰＲ１）及び第２反射プリズム（ＰＲ２）を、それぞれ当該反射プリズムと略等価
な機能を有するレンズ（ＬＰ１及びＬＰ２）に置換して構成した撮像光学系５１Ａ（５１Ｂ）の構成を示す図である。また、図１７に示した番号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）は、物体側から数えたときのｉ番目のレンズ面であり、ｒｉに＊が付された面は非球面である。なお、接合レンズにおけるレンズ枚数は、接合レンズ全体で１枚ではなく、接合レンズを構成する単レンズの枚数で表している。例えば、３枚の単レンズで構成される接合レンズのレンズ枚数は、１枚ではなく３枚と数えている。
【０１０９】
このような構成の下で、図１７の物体側（被写体側）から入射した光線は、図１５に示した撮像光学系５１Ａの場合、第１反射プリズム（ＰＲ１）の入射面Ｓ１に入射して反射面Ｓ２で略９０度に屈曲して反射された後、平行平面板（ＰＬ）、第１レンズ（Ｌ１）、第２レンズ（Ｌ２）及び第３レンズ（Ｌ３）を順次通過して撮像素子（ＳＲ）の撮像面に光学像を形成する。なお、前記平行平面板（ＰＬ）は、光学的ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ、撮像素子のカバーガラス等に相当するものである。一方、図１６に示した撮像光学系５１Ｂの場合、第２レンズ（Ｌ２）を通過した入射光は第２反射プリズム（ＰＲ２）の入射面Ｓ４へ入射され、その反射面Ｓ５で略９０度に屈曲して反射された後、射出面Ｓ６から射出し、撮像素子（ＳＲ）の撮像面に光学像を形成するものである。
【０１１０】
そして、撮像素子（ＳＲ）において、前記光学像が電気的な信号に変換される。この電気信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が施されて、デジタル映像信号として図１２〜図１４に示すような携帯電話機２００、３００や携帯情報端末機４００等のメモリに記録されたり、有線あるいは無線により他のデジタル機器に伝送されたりする。なお、撮像光学系、特に第１反射プリズム（ＰＲ１）の汚損を防止するため、第１反射プリズム（ＰＲ１）の入射面より被写体側の位置にカバーガラスを設けるようにしても良い。
【０１１１】
以下、図面を参照しながら、実施形態１と同様にして、実施形態２以下のレンズ構成を順に説明していく。このとき、図１８以下の符号の意味は上記図１５〜図１７と同様と同様である。ただし、同じ符号が付けられているものは同質であるというだけであり、全く同一のものであるという意味ではない。例えば、図１５及び図１８において第１反射プリズムには同じ符号（ＰＲ１）が付けられているが、これらが同一であるという意味ではない。
【０１１２】
［実施形態２］
図１８は、実施形態２の撮像光学系５２の構成を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。この実施形態２の撮像光学系５２は、光路上物体側から順に、全体として正の光学的パワーを持つ第１反射プリズム（ＰＲ１）、光量を調節するための光学絞り（ＳＴ）、平行平面板（ＰＬ）、両凸の正レンズからなる第１レンズ（Ｌ１）、物体側に凸の正メニスカスレンズからなる第２レンズ（Ｌ２）、及び物体側に凸の正メニスカスレンズからなる第３レンズ（Ｌ３）を有して構成されている。そして、第３レンズ（Ｌ３）の像側には、撮像素子（ＳＲ）が配置されている。
【０１１３】
第１反射プリズム（ＰＲ１）は、入射面（Ｓ１）が負の光学的パワーを、射出面（Ｓ３）が正の光学的パワーを有しており、入射面（Ｓ１）と射出面（Ｓ３）との間の光路上に平面状の反射面（Ｓ２）を備えている。すなわち、第１反射プリズム（ＰＲ１）は、入射面（Ｓ１）及び射出面（Ｓ３）が平板であるプリズム（Ｐ１０）の入射面（Ｓ１）に凹レンズ（ＰＲ１１）が、射出面（Ｓ３）に凸レンズ（ＰＲ１２）が接合されてなる。この撮像光学系５２は、図１５に示した撮像光学系５１Ａと同様に、入射光を第１反射プリズム（ＰＲ１）にて略９０度に屈曲して、撮像素子（ＳＲ）に導くものである。
【０１１４】
第１反射プリズム（ＰＲ１）、第３レンズ（Ｌ３）、及び光学絞り（ＳＴ）は固定され
ており、無限遠合焦状態から近接距離合焦状態にフォーカシングを行うとき、第１、第２レンズ（Ｌ１、Ｌ２）は、図１８の矢印Ｂの方向に移動する。なお図１９は、図１８における第１反射プリズム（ＰＲ１）を、該反射プリズムと略等価な機能を有するレンズ（ＬＰ１）に置換して構成した撮像光学系５２の構成を示す図である。
【０１１５】
［実施形態３］
図２０は、実施形態３の撮像光学系５３の構成を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。この実施形態３の撮像光学系５３は、光路上物体側から順に、全体として正の光学的パワーを持つ第１反射プリズム（ＰＲ１）、光量を調節するための光学絞り（ＳＴ）、両面凸の正レンズからなる第１レンズ（Ｌ１）、両面凹の負レンズからなる第２レンズ（Ｌ２）、全体として正の光学的パワーを持つ第２反射プリズム（ＰＲ２）を有してなる。第２反射プリズム（ＰＲ２）の射出面側には、平行平面板（ＰＬ）及び撮像素子（ＳＲ）が配置されている。
【０１１６】
第１反射プリズム（ＰＲ１）は、入射面Ｓ１が負の光学的パワーを、射出面Ｓ３が正の光学的パワーを有しており、入射面Ｓ１と射出面Ｓ３との間の光路上に平面状の反射面Ｓ２が備えられている。また、第２反射プリズム（ＰＲ２）は、入射面Ｓ４が正の光学的パワーを、射出面Ｓ６が負の光学的パワーを有しており、入射面Ｓ４と射出面Ｓ６との間の光路上に平面状の反射面Ｓ５が備えられている。第１反射プリズム（ＰＲ１）及び第２反射プリズム（ＰＲ２）に設けられた反射面Ｓ２、Ｓ５は、本実施形態では、それぞれ入射光を略９０度に屈曲して、第１レンズ（Ｌ１）又は平行平面板（ＰＬ）に向かって反射する。
【０１１７】
第１、第２反射プリズム（ＰＲ１、ＰＲ２）及び光学絞り（ＳＴ）は固定されており、無限遠合焦状態から近接距離合焦状態にフォーカシングを行うとき、第１、第２レンズ（Ｌ１、Ｌ２）は、図２０の矢印Ｂの方向に移動する。図２１に、図２０における第１、第２反射プリズム（ＰＲ１、ＰＲ２）を、これら反射プリズムと略等価な機能を有するレンズ（ＬＰ１、ＬＰ２）に置換して構成した撮像光学系５３の構成を示す。
【０１１８】
［参考形態１］
図２２は、参考形態１の撮像光学系５４の構成を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。この参考形態１の撮像光学系５４は、光路上物体側から順に、光量を調節するための光学絞り（ＳＴ）、全体として正の光学的パワーを持つ第１反射プリズム（ＰＲ１）、像側に凸の負メニスカスレンズからなる第１レンズ（Ｌ１）、全体として正の光学的パワーを持つ第２反射プリズム（ＰＲ２）を有してなる。
【０１１９】
第１反射プリズム（ＰＲ１）は、入射面Ｓ１が正の光学的パワーを、射出面Ｓ３も正の光学的パワーを有しており、入射面Ｓ１と射出面Ｓ３との間の光路上に平面状の反射面Ｓ２が備えられている。また、第２反射プリズム（ＰＲ２）は、入射面Ｓ４が正の光学的パワーを、射出面Ｓ６が負の光学的パワーを有しており、入射面Ｓ４と射出面Ｓ６との間の光路上に平面状の反射面Ｓ５が備えられている。第１反射プリズム（ＰＲ１）及び第２反射プリズム（ＰＲ２）に設けられた反射面Ｓ２、Ｓ５は、それぞれ入射光を略９０度に屈曲して、第１レンズ（Ｌ１）又は平行平面板（ＰＬ）に向かって反射する。
【０１２０】
光学絞り（ＳＴ）及び第１、第２反射プリズム（ＰＲ１、ＰＲ２）は固定されており、無限遠合焦状態から近接距離合焦状態にフォーカシングを行うとき、第１レンズ（Ｌ１）は、図２２の矢印Ｃの方向に移動する。図２３に、図２２における第１、第２反射プリズム（ＰＲ１、ＰＲ２）を、これら反射プリズムと略等価な機能を有するレンズ（ＬＰ１、ＬＰ２）に置換して構成した撮像光学系５４の構成を示す。
【０１２１】
［参考形態２］
図２４は、参考形態２の撮像光学系５５の構成を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。この参考形態２の撮像光学系５５は、光路上物体側から順に、全体として正の光学的パワーを持つ第１反射プリズム（ＰＲ１）、光量を調節するための光学絞り（ＳＴ）、両面凸の正レンズからなる第１レンズ（Ｌ１）、像側に凸の負メニスカスレンズからなる第２レンズ（Ｌ２）、全体として正の光学的パワーを持つ第２反射プリズム（ＰＲ２）を有してなる。第１レンズ（Ｌ１）と第２レンズ（Ｌ２）とは、互いに接合された接合レンズである。
【０１２２】
第１反射プリズム（ＰＲ１）は、入射面Ｓ１が負の光学的パワーを、射出面Ｓ３は正の光学的パワーを有しており、入射面Ｓ１と射出面Ｓ３との間の光路上に平面状の反射面Ｓ２が備えられている。また、第２反射プリズム（ＰＲ２）は、入射面Ｓ４が正の光学的パワーを、射出面Ｓ６が負の光学的パワーを有しており、入射面Ｓ４と射出面Ｓ６との間の光路上に平面状の反射面Ｓ５が備えられている。第１反射プリズム（ＰＲ１）及び第２反射プリズム（ＰＲ２）に設けられた反射面Ｓ２、Ｓ５は、それぞれ入射光を略９０度に屈曲して、第１レンズ（Ｌ１）又は平行平面板（ＰＬ）に向かって反射する。
【０１２３】
第１、第２反射プリズム（ＰＲ１、ＰＲ２）及び光学絞り（ＳＴ）は固定されており、無限遠合焦状態から近接距離合焦状態にフォーカシングを行うとき、第１、第２レンズ（Ｌ１、Ｌ２）は、図２４の矢印Ｂの方向に移動する。図２５に、図２４における第１、第２反射プリズム（ＰＲ１、ＰＲ２）を、これら反射プリズムと略等価な機能を有するレンズ（ＬＰ１、ＬＰ２）に置換して構成した撮像光学系５５の構成を示す。
【０１２４】
以下、上記実施形態に係る撮像光学系５１〜５５を、コンストラクション（構成）データ、収差図等を挙げて、さらに具体的に説明する。
【実施例１】
【０１２５】
実施形態１（実施例１）の撮像光学系５１Ａ、５１Ｂにおける、各レンズのコンストラクションデータを表３、表４に示す。
【０１２６】
【表３】
0005364965.tif 000005
【０１２７】
【表４】
0005364965.tif 000006
【０１２８】
表３に示したものは、左から順に、各光学面の番号、各面の曲率半径（単位はｍｍ）、無限遠合焦状態及び近接距離合焦状態における光軸上での各光学面の間隔（軸上面間隔、単位はｍｍ）、各レンズの屈折率、そしてアッベ数である。軸上面間隔は、対向する一対の面（光学面、撮像面を含む）間の領域に存在する媒質が空気であるとして換算した距離である。軸上面間隔における近接距離合焦状態の空欄は、左の無限遠合焦状態の値と同じであることを表している。ここで、各光学面の番号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，…）は、図１７に示したように、図１５、図１６の光路図と略等価な光路図において、光路上の物体側から数えてｉ番目の光学面であり、ｒｉに＊が付された面は非球面（非球面形状の屈折光学面または非球面と等価な屈折作用を有する面）である。なお、光学絞り（ＳＴ）、平行平面板（ＰＬ）の両面、そして撮像素子（ＳＲ）の受光面の各面は平面であるために、それらの曲率半径は∞である。
【０１２９】
光学面の非球面形状は、面頂点を原点とし、物体から撮像素子に向かう向きをｚ軸の正の向きとするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いた下記（４）式で定義する。
【０１３０】
【数２】
0005364965.tif 000007
【０１３１】
ただし、ｚ：高さｈの位置でのｚ軸方向の変位量（面頂点基準）
ｈ：ｚ軸に対して垂直な方向の高さ（ｈ2＝ｘ2＋ｙ2）
ｃ：近軸曲率（＝１／曲率半径）
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ：それぞれ４，６，８，１０次の非球面係数
ｋ：円錐係数
である。上記（４）式から分かるように、表３に示した非球面レンズに対する曲率半径は、レンズの面頂点付近の値を示している。
【０１３２】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、本実施例１における全光学系の球面収差（LONGITUDINAL SPHERICAL ABERRATION）、非点収差（ASTIGMATISM）そして歪曲収差（DISTORTION）を、図３０の左側から順に示す。この図において、上段は無限遠合焦状態における各収差、下段は近接距離合焦状態における各収差を表している。また、球面収差は焦点位置のずれをｍｍ単位で表しており、歪曲収差の横軸は歪量を全体に対する％で表している。球面収差の縦軸は、入射高で規格化した値で示してあるが、非点収差と歪曲収差の縦軸は像の高さ（像高、単位ｍｍ）で表している。
【０１３３】
さらに球面収差の図には、破線で赤色（波長６５６．２８ｎｍ）、実線で黄色（いわゆるｄ線；波長５８７．５６ｎｍ）、そして二点鎖線で青色（波長４３５．８４ｎｍ）と、波長の異なる３つの光を用いた場合の収差をそれぞれ示してある。また、非点収差の図中、破線（Ｔ）は、タンジェンシャル（メリディオナル）像面を近軸像面からの光軸（ＡＸ）方向のずれ量（横軸、単位ｍｍ）で表したものであり、実線（Ｓ）は、サジタル（ラディアル）像面を近軸像面からの光軸（ＡＸ）方向のずれ量（横軸、単位ｍｍ）で表したものである。さらに、非点収差及び歪曲収差の図は、上記黄線（ｄ線）を用いた場合の結果である。
【０１３４】
この図３０から分かるように、本実施例１の撮像光学系５１Ａ、５１Ｂは、無限遠合焦状態及び近接距離合焦状態のいずれにおいても、球面収差、非点収差及び歪曲収差が十分に抑えられており、優れた光学特性を示している。また、この実施例１における無限遠合焦状態での焦点距離（単位ｍｍ）、Ｆ値及び最大像高を、表１３にそれぞれ示す。これらの表から、本発明では、明るい光学系が実現できていることがわかる。
【実施例２】
【０１３５】
次に、実施形態２（実施例２）の撮像光学系５２における、各レンズのコンストラクションデータを表５、表６に示す。
【０１３６】
【表５】
0005364965.tif 000008
【０１３７】
【表６】
0005364965.tif 000009
【実施例３】
【０１３８】
実施形態３（実施例３）の撮像光学系５３における、各レンズのコンストラクションデータを表７、表８に示す。
【０１３９】
【表７】
0005364965.tif 000010
【０１４０】
【表８】
0005364965.tif 000011
【参考例１】
【０１４１】
参考形態１（参考例１）の撮像光学系５４における、各レンズのコンストラクションデータを表９、表１０に示す。
【０１４２】
【表９】
0005364965.tif 000012
【０１４３】
【表１０】
0005364965.tif 000013
【参考例２】
【０１４４】
参考形態２（参考例２）の撮像光学系５５における、各レンズのコンストラクションデータを表１１、表１２に示す。
【０１４５】
【表１１】
0005364965.tif 000014
【０１４６】
【表１２】
0005364965.tif 000015
【０１４７】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、本実施例２、３、参考例１、２の全光学系の球面収差、非点収差そして歪曲収差を、図３１〜図３４の左側から順に示す。いずれの実施例における撮像光学系５２〜５５も、無限遠合焦状態及び近接距離合焦状態のいずれにおいても、球面収差、非点収差及び歪曲収差が十分に抑えられており、優れた光学特性を示している。また、この実施例２、３、参考例１、２における無限遠合焦状態における焦点距離（単位ｍｍ）及びＦ値を、表１３にそれぞれ示す。これらの表から、実施例１同様、明るい光学系が実現できていることがわかる。
【０１４８】
【表１３】
0005364965.tif 000016
【０１４９】
＜変倍光学系のより具体的な実施形態の説明＞
続いて、図１１に示したような変倍光学系１１０、すなわち図１２〜図１４に示したようなカメラ付携帯電話機２００、３００或いは携帯情報端末機４００に搭載される撮像レンズ装置２０６を構成する変倍光学系１１０の具体的構成を、図面を参照しつつ説明する。
【０１５０】
［参考形態３］
図２６は、参考形態３の変倍光学系５６におけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。この図２６は、無限遠に合焦させた状態における光学素子の配置を示している。また、この図２６（及び図２７〜図２９）には、物体側から入射した光の進む経路（光路）の概略も示してあり、その光路の中心線が光軸（ＡＸ）である。
【０１５１】
参考形態３の変倍光学系５６は、光路上物体側から順に、全体として負の光学的パワーを有する第１反射プリズム（ＰＲ１；図１１における入射側プリズム１０１が相当）から成る第１レンズ群（Ｇｒ１）、両凹の負レンズ（Ｌ１）（負の光学的パワーを有するレンズ）と両凸の正レンズ（正の光学的パワーを有するレンズ）（Ｌ２）との接合レンズから成り、全体として負の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、光学絞り（ＳＴ）を備え、全体として正の光学的パワーを有し、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ３）と両凸の正レンズである第４レンズ（Ｌ４）との接合レンズ、及び物体側に凸の正メニスカスレンズ（Ｌ５）から構成される第３レンズ群（Ｇｒ３）、そして正の光学的パワーを有する第２反射プリズム（ＰＲ２；図１１における像面側プリズム１０２が相当）から成る第４レンズ群（Ｇｒ４）を有して構成される。ここで、第２及び第３レンズ群（Ｇｒ２，Ｇｒ３）の光軸は、前記２つの反射プリズム（ＰＲ１，ＰＲ２）間の光路の中心線（ＡＸ）と一致するように備えられている。さらに、第２反射プリズム（ＰＲ２）の像側には、平行平面板（ＰＬ）及び撮像素子（ＳＲ）が配置されている。この撮像素子（ＳＲ）は、縦横比が例えば３：４の撮像素子である。
【０１５２】
また、第１反射プリズム（ＰＲ１）は、入射面（Ｓ１）が負の光学的パワーを、射出面（Ｓ３）が正の光学的パワーを有しており、入射面（Ｓ１）と射出面（Ｓ３）との間の光路上に平面状の反射面（Ｓ２）を備えている。また、第２反射プリズム（ＰＲ２）は、入射面（Ｓ４）が正の光学的パワーを、射出面（Ｓ６）が負の光学的パワーを有しており、入射面（Ｓ４）と射出面（Ｓ６）との間の光路上に平面状の反射面（Ｓ５）を備えている。第１反射プリズム（ＰＲ１）及び第２反射プリズム（ＰＲ２）に設けられた反射面（Ｓ２，Ｓ５）は、本参考形態３では、入射光を略９０度に屈曲して、それぞれ第２レンズ群（Ｇｒ２）又は平行平面板（ＰＬ）に向かって反射させるものである。
【０１５３】
図２６に示す変倍光学系５６は、撮像素子（ＳＲ）の短辺方向に光線を屈曲した変倍光学系を示すものである。つまり、図２６における左右（横）方向が、撮像素子（ＳＲ）の短辺方向である。また、矢印Ａの方向は、図１２に示した携帯電話機２００の表裏方向に対応する。
【０１５４】
図２７は、図２６における第１反射プリズム（ＰＲ１）及び第２反射プリズム（ＰＲ２）を、それぞれ当該反射プリズムと略等価な機能を有するレンズ（ＬＰ１及びＬＰ２）に置換して構成した変倍光学系５６の構成を示す図である。また、図２７に示した番号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）は、物体側から数えたときのｉ番目のレンズ面であり、ｒｉに＊が付された面は非球面である。ここで、接合レンズにおけるレンズ枚数は、接合レンズ全体で１枚ではなく、接合レンズを構成する単レンズの枚数で表している。例えば、３枚の単レンズで構成される接合レンズのレンズ枚数は、１枚ではなく３枚と数えている。
【０１５５】
このような構成の下で、図２６の物体側（被写体側）から入射した光線は、第１反射プリズム（ＰＲ１）の入射面（Ｓ１）に入射し、続いて反射面（Ｓ２）で略９０度に屈曲された後、射出面（Ｓ３）から射出され、第２レンズ群（Ｇｒ２）及び第３レンズ群（Ｇｒ３）を通過し、第２反射プリズム（ＰＲ２）の入射面（Ｓ４）に入射する。そして、この入射光は、反射面（Ｓ５）で略９０度に屈曲された後、射出面（Ｓ６）から射出され、そこで物体の光学像を形成する。この光学像は、第２反射プリズム（ＰＲ２）に隣り合って配置された平行平面板（ＰＬ）を通過する。このとき、光学像は、撮像素子（ＳＲ）において電気的な信号に変換される際に発生する、いわゆる折り返しノイズが最小化されるように修正される。この平行平面板（ＰＬ）は、光学的ローパスフィルタ、赤外カットフィルタ、撮像素子のカバーガラス等に相当するものである。
【０１５６】
そして、撮像素子（ＳＲ）において、平行平面板（ＰＬ）において修正された光学像が電気的な信号に変換される。この電気信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が施されて、デジタル映像信号として図１２〜図１４に示すような携帯電話機２００、３００や携帯情報端末機４００等のメモリに記録されたり、有線あるいは無線により他のデジタル機器に伝送されたりする。
【０１５７】
以下、焦点距離が最も短い、すなわち画角が最も大きい広角端（Ｗ）と、焦点距離が最も長い、すなわち画角が最も小さい望遠端（Ｔ）との真中を中間点（Ｍ）という。
【０１５８】
図２６のようなレンズ構成の参考形態３では、図２７に示したように広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、第１及び第２反射プリズム（ＰＲ１，ＰＲ２）は固定されている。そして、第２レンズ群（Ｇｒ２）は像側に凸のＵターン形状を描くように移動し、中間点（Ｍ）付近で最も像側に近づく。また、第３レンズ群（Ｇｒ３）は物体側に略直線的に移動する。このとき、第２レンズ群（Ｇｒ２）及び第３レンズ群（Ｇｒ３）は共に、当該レンズ群の光軸方向へ移動し、変倍動作を行う。ただし、これらレンズ群の移動の向きや移動量等は、当該レンズ群の光学的パワー等に依存して変わり得るものである。
【０１５９】
また、無限遠合焦状態から近接距離合焦状態にフォーカシングを行うときは、第１及び第２反射プリズム（ＰＲ１，ＰＲ２）は固定されており、少なくとも第２レンズ群（Ｇｒ２）及び第３レンズ群（Ｇｒ３）のいずれか一方のレンズ群を光軸と平行（図２６の矢印Ｂ）の方向に移動すると、全体の厚み（図２６の矢印Ａの方向）を変化させずに合焦できるので望ましい。
【０１６０】
［参考形態４］
図２８は、参考形態４の変倍光学系５７におけるレンズ群の配列を示す、光軸（ＡＸ）を縦断した断面図である。この図２８は、無限遠に合焦させた状態における光学素子の配置を示している。
【０１６１】
本参考形態４の変倍光学系５７は、光路上物体側から順に、負の光学的パワーを有する第１反射プリズム（ＰＲ１）、及び全体として負の光学的パワーを有する両凹の負レンズ（Ｌ１）と両凸の正レンズ（Ｌ２）との接合レンズから成る第１レンズ群（Ｇｒ１）、光学絞り（ＳＴ）を備え、物体側に凸の負メニスカスレンズ（Ｌ３）と両凸の正レンズ（Ｌ４）との接合レンズから成り、全体として負の光学的パワーを有する第２レンズ群（Ｇｒ２）、物体側に凸の正メニスカスレンズ（Ｌ５）から構成される第３レンズ群（Ｇｒ３）、そして正の光学的パワーを有する第２反射プリズム（ＰＲ２）から成る第４レンズ群（Ｇｒ４）を有して構成される。ここで、第２及び第３レンズ群（Ｇｒ２，Ｇｒ３）の光軸は、前記２つの反射プリズム（ＰＲ１，ＰＲ２）間の光路の中心線（ＡＸ）と一致するように備えられている。さらに、第２反射プリズム（ＰＲ２）の像側には、平行平面板（ＰＬ）及び撮像素子（ＳＲ）が配置されている。
【０１６２】
また、第１反射プリズム（ＰＲ１）は、入射面（Ｓ１）が負の光学的パワーを、射出面（Ｓ３）が正の光学的パワーを有しており、入射面（Ｓ１）と射出面（Ｓ３）との間の光路上に平面状の反射面（Ｓ２）を備えている。また、第２反射プリズム（ＰＲ２）は、入射面（Ｓ４）と射出面（Ｓ６）とが共に正の光学的パワーを有しており、入射面（Ｓ４）と射出面（Ｓ６）との間の光路上に平面状の反射面（Ｓ５）を備えている。第１反射プリズム（ＰＲ１）及び第２反射プリズム（ＰＲ２）に設けられた反射面（Ｓ２，Ｓ５）は、本参考形態４では、入射光を略９０度に屈曲して、それぞれ第２レンズ群（Ｇｒ２）又は平行平面板（ＰＬ）に向かって反射するものである。
【０１６３】
図２８に示す変倍光学系５７は、図２６と同様、撮像素子（ＳＲ）の短辺方向に光線を屈曲した変倍光学系を示すものである。また、矢印Ａの方向は、図１２に示した携帯電話機２００の表裏方向に対応する。
【０１６４】
図２９は、図２８における第１反射プリズム（ＰＲ１）及び第２反射プリズム（ＰＲ２）を、それぞれ当該反射プリズムと略等価な機能を有するレンズに置換して構成した変倍光学系５７の構成を示す図である。
【０１６５】
このような構成の下で、図２８の物体側から入射した光線は、第１反射プリズム（ＰＲ１）の反射面（Ｓ２）で略９０度に屈曲された後、第２レンズ群（Ｇｒ２）及び第３レンズ群（Ｇｒ３）を通過し、第２反射プリズム（ＰＲ２）の反射面（Ｓ５）で略９０度に屈曲され、撮像素子（ＳＲ）の受光面に被写体の光学像を形成する。
【０１６６】
図２８のようなレンズ構成の参考形態４では、図２９に示したように広角端（Ｗ）から望遠端（Ｔ）への変倍時に、第１及び第２反射プリズム（ＰＲ１，ＰＲ２）は固定されている。そして、第２レンズ群（Ｇｒ２）は物体側に略直線的に移動し、第３レンズ群（Ｇｒ３）も第２レンズ群（Ｇｒ２）との間隔を変化させながら物体側に移動する。このとき、第２レンズ群（Ｇｒ２）及び第３レンズ群（Ｇｒ３）は共に、当該レンズ群の光軸方向へ移動し、変倍動作を行う。
【０１６７】
また、無限遠合焦状態から近接距離合焦状態にフォーカシングを行うときは、第１及び第２反射プリズム（ＰＲ１，ＰＲ２）は固定されており、少なくとも第２レンズ群（Ｇｒ２）及び第３レンズ群（Ｇｒ３）のいずれか一方のレンズ群を光軸と平行（図２８の矢印Ｂ）の方向に移動すると、全体の厚み（図２８の矢印Ａの方向）を変化させずに合焦できるので望ましい。
【０１６８】
以下、上記参考形態３、４に係る変倍光学系５６、５７を、コンストラクション（構成）データ、収差図等を挙げて、さらに具体的に説明する。
【参考例３】
【０１６９】
参考形態３（参考例３）の変倍光学系５６における、各レンズのコンストラクションデータを表１４及び表１５に示す。
【０１７０】
【表１４】
0005364965.tif 000017
【０１７１】
【表１５】
0005364965.tif 000018
【０１７２】
表１４に示したものは、左から順に、各レンズ面の番号、各面の曲率半径（単位はｍｍ）、広角端（Ｗ）、中間点（Ｍ）及び望遠端（Ｔ）における、無限遠合焦状態での光軸上の各レンズ面の間隔（軸上面間隔）（単位はｍｍ）、各レンズの屈折率、そしてアッべ数である。軸上面間隔Ｍ、Ｔの空欄は、左のＷ欄の値と同じであることを表している。また、軸上面間隔は、対向する一対の面（光学面、撮像面を含む）間の領域に存在する媒質が空気であるとして換算した距離である。ここで、各レンズ面の番号ｒｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）は、図２７にも示したように、物体側から数えてｉ番目のレンズ面であり、ｒｉに＊が付された面は非球面（非球面形状の屈折光学面または非球面と等価な屈折作用を有する面）である。
【０１７３】
この表１４からわかるように、この参考例３では、最も物体側のレンズ（ＬＰ１）の両面、第５レンズ（Ｌ５）の両面、及び最も像側のレンズ（ＬＰ２）の両面が非球面である。また、光学絞り（ＳＴ）、平行平面板（ＰＬ）の両面、そして撮像素子（ＳＲ）の受光面の各面は平面であるために、それらの曲率半径は無限大（∞）である。
【０１７４】
光学素子の非球面形状は、面頂点を原点とし、物体から撮像素子に向かう向きをｚ軸の正の向きとするローカルな直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を用いた下記（５）式で定義する。
【０１７５】
【数３】
0005364965.tif 000019
【０１７６】
ただし、
ｚ：高さｈの位置でのｚ軸方向の変位量（面頂点基準）
ｈ：ｚ軸に対して垂直な方向の高さ（ｈ２＝ｘ２＋ｙ２）
ｃ：近軸曲率（＝１／曲率半径）
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ：それぞれ４，６，８，１０，１２次の非球面係数
ｋ：円錐係数
である。表１０に、円錐係数ｋと非球面係数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの値を示す。また、上記（５）式から分かるように、表１４に示した非球面レンズに対する曲率半径は、レンズの面頂点付近の値を示している。
【０１７７】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、本参考例３の全光学系（第１、第２、第３及び第４レンズ群を合わせたもの）の、無限遠合焦状態における球面収差（LONGITUDINALSPHERICAL ABERRATION）、非点収差（ASTIGMATISM）そして歪曲収差（DISTORTION）を、図３５の左側から順に示す。この図において、上段は広角端（Ｗ）、中段は中間点（Ｍ）、下段は望遠端（Ｔ）における各収差を表している。また、球面収差と非点収差の横軸は焦点位置のずれをｍｍ単位で表しており、歪曲収差の横軸は歪量を全体に対する％で表している。球面収差の縦軸は、入射高で規格化した値で示してあるが、非点収差と歪曲収差の縦軸は像の高さ（像高、単位ｍｍ）で表してある。
【０１７８】
さらに球面収差の図には、一点鎖線で赤色（波長６５６．２７ｎｍ）、実線で黄色（いわゆるd線；波長５８７．５６ｎｍ）、そして破線で青色（波長４３５．８３ｎｍ）と、波長の異なる３つの光を用いた場合の収差がそれぞれ示してある。また、非点収差の図中、符号ＳとＴはそれぞれサジタル（ラディアル）面、タンジェンシャル（メリディオナル）面における結果を表している。さらに、非点収差及び歪曲収差の図は、上記黄線（d線）を用いた場合の結果である。
【０１７９】
この図３５からわかるように、本参考例３のレンズ群は、広角端（Ｗ）、中間点（Ｍ）及び望遠端（Ｔ）のいずれにおいても、球面収差、非点収差及び歪曲収差が十分に抑えられており、優れた光学特性を示している。また、この実施例４における広角端（Ｗ）、中間点（Ｍ）及び望遠端（Ｔ）における焦点距離（ｍｍ）及びＦ値を、表１８及び表１９にそれぞれ示す。これらの表から、本発明では、短焦点で明るい光学系が実現できていることがわかる。
【参考例４】
【０１８０】
次に、参考形態４（参考例４）の変倍光学系５７における、各レンズのコンストラクションデータを表１６及び表１７に示す。これらの表からわかるように、この参考例４では、最も物体側のレンズ（ＬＰ１）の両面、第２レンズ（Ｌ２）の像側の面、第３レンズ（Ｌ３）の物体側の面、第５レンズ（Ｌ５）の両面、及び最も像側のレンズ（ＬＰ２）の両面が非球面である。
【０１８１】
【表１６】
0005364965.tif 000020
【０１８２】
【表１７】
0005364965.tif 000021
【０１８３】
以上のようなレンズ配置、構成のもとでの、本参考例４の全光学系の球面収差、非点収差、そして歪曲収差を図３６に示す。図３６は、無限遠合焦状態における各収差である。この参考例４におけるレンズ群も、広角端（Ｗ）、中間点（Ｍ）及び望遠端（Ｔ）のいずれにおいても、球面収差、非点収差及び歪曲収差が十分に抑えられており、優れた光学特性を示している。
【０１８４】
また、この参考例４における広角端（Ｗ）、中間点（Ｍ）及び望遠端（Ｔ）における焦点距離（mm）及びＦ値を、表１８及び表１９にそれぞれ示す。これらの表から、参考例３同様、明るい光学系が実現できていることがわかる。
【０１８５】
【表１８】
0005364965.tif 000022
【０１８６】
【表１９】
0005364965.tif 000023
【０１８７】
上記実施例１〜３、参考例１〜４における入射側プリズム（ＰＲ１）の射出面（Ｓ３）の曲率半径ＣＲと、入射側プリズム１０１の入射面（Ｓ１）から射出面（Ｓ３）までの軸上主光線の物理長Ｌとの関係（上記（１）式参照）を、表２０に示しておく。
【０１８８】
【表２０】
0005364965.tif 000024
【０１８９】
以上説明したように、上記実施形態１〜３、参考例１〜４に係る撮像光学系５１（５１Ａ、５１Ｂ）〜５５、変倍光学系５６、５７は、いずれも第１反射プリズム（ＰＲ１）の射出面（Ｓ３）が凸面とされているので、射出面（Ｓ３）で反射される不要光束（迷光）自体が少なくなり、また射出面（Ｓ３）及び反射面（Ｓ２）で反射された不要光束は拡散され、撮像素子（ＳＲ）の受光面へ向かう不要光束は極めて少なくなる。従って、撮像光学系５１（５１Ａ、５１Ｂ）〜５５、変倍光学系５６、５７のコンパクト化を図りつつ不要光束による画質劣化を抑止することができる。
【０１９０】
また、撮像光学系５１（５１Ａ、５１Ｂ）〜５５、変倍光学系５６、５７は小型・軽量であるため、デジタル機器、とりわけ携帯電話機２００等の携帯機器に搭載するのに好適である。さらに、このような撮像光学系及び変倍光学系は、高画素の撮像素子（２００万画素クラス以上の撮像素子）にも対応可能な高い光学性能を有しているので、補間を必要とする電子ズーム方式に対しても高い優位性を保っている。
【図面の簡単な説明】
【０１９１】
【図１】本発明にかかる撮像光学系の構成を模式的に示す図であり、２個の反射プリズムを用いた撮像光学系を示す図である。
【図２】本発明にかかる撮像光学系の構成を模式的に示す図であり、１個の反射プリズムを被写体側に配置した撮像光学系を示す図である。
【図３】本発明にかかる撮像光学系の構成を模式的に示す図であり、１個の反射プリズムを撮像素子側に配置した撮像光学系を示す図である。
【図４】従来の反射プリズムにおける不要光束の光路を示す光路図であって、（ａ）は射出面が平面とされた反射プリズム、（ｂ）は射出面が凹面とされた反射プリズムについての光路図である。
【図５】射出面が凸面とされた本発明に係る反射プリズムにおける不要光束の光路を示す光路図である。
【図６】本発明に係る反射プリズムの好ましい構成を説明するための模式図である。
【図７】入射側プリズムと光線との関係を示す光路図であり、（ａ）は光学的パワーを有していないプリズム、（ｂ）は光学的パワーを有するプリズムについての光路図をそれぞれ示している。
【図８】赤外線カット機能を具備させた像面側プリズムを示す断面図であり、（ａ）は像面側プリズムの射出面に赤外線反射膜を一体的に設けた例、（ｂ）は像面側プリズムの反射面に赤外線吸収膜を一体的に設けた例をそれぞれ示している。
【図９】図１に示した撮像光学系を立体的に描いた斜視図である。
【図１０】図９に示した撮像光学系についての、模式的な光路図である。
【図１１】本発明にかかる撮像光学系の他の実施形態である変倍光学系の構成を模式的に示す図である。
【図１２】本発明に係る撮像光学系（変倍光学系）を搭載したカメラ付携帯電話機の外観構成図であって、（ａ）は、その操作面を示す外観構成図、（ｂ）は、操作面の裏面を示す外観構成図、（ｃ）は変倍光学系を備える場合の外観構成図である。
【図１３】折り畳み式のカメラ付携帯電話機の外観構成図であって、（ａ）は、その操作面を示す外観構成図、（ｂ）は、操作面の裏面を示す外観構成図である。
【図１４】携帯情報端末機の外観構成図であって、（ａ）は、その操作面を示す外観構成図、（ｂ）は、操作面の裏面を示す外観構成図である。
【図１５】本発明に係る撮像光学系の実施形態１における無限遠に合焦させた状態の光学素子の配置を示す図である。
【図１６】本発明に係る撮像光学系の実施形態１の変形態様における無限遠に合焦させた状態の光学素子の配置を示す図である。
【図１７】図１５、図１６における反射プリズムを、該反射プリズムと略等価な機能を有するレンズに置換して構成した撮像光学系の構成を示す図である。
【図１８】本発明に係る撮像光学系の実施形態２における無限遠に合焦させた状態の光学素子の配置を示す図である。
【図１９】図１８における反射プリズムを、該反射プリズムと略等価な機能を有するレンズに置換して構成した撮像光学系の構成を示す図である。
【図２０】本発明に係る撮像光学系の実施形態３における無限遠に合焦させた状態の光学素子の配置を示す図である。
【図２１】図２０における反射プリズムを、該反射プリズムと略等価な機能を有するレンズに置換して構成した撮像光学系の構成を示す図である。
【図２２】本発明に係る撮像光学系の参考形態１における無限遠に合焦させた状態の光学素子の配置を示す図である。
【図２３】図２２における反射プリズムを、該反射プリズムと略等価な機能を有するレンズに置換して構成した撮像光学系の構成を示す図である。
【図２４】本発明に係る撮像光学系の参考形態２における無限遠に合焦させた状態の光学素子の配置を示す図である。
【図２５】図２４における反射プリズムを、該反射プリズムと略等価な機能を有するレンズに置換して構成した撮像光学系の構成を示す図である。
【図２６】本発明に係る撮像光学系（変倍光学系）の参考形態３における光軸を縦断した断面図である。
【図２７】図２６における反射プリズムを、該反射プリズムと略等価な機能を有するレンズに置換して構成した変倍光学系の光軸を縦断した断面図である。
【図２８】本発明に係る撮像光学系（変倍光学系）の参考形態４における光軸を縦断した断面図である。
【図２９】図２８における反射プリズムを、該反射プリズムと略等価な機能を有するレンズに置換して構成した変倍光学系の光軸を縦断した断面図である。
【図３０】実施例１の撮像光学系におけるレンズ群の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。
【図３１】実施例２の撮像光学系におけるレンズ群の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。
【図３２】実施例３の撮像光学系におけるレンズ群の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。
【図３３】参考例１の撮像光学系におけるレンズ群の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。
【図３４】参考例２の撮像光学系におけるレンズ群の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。
【図３５】参考例３の変倍光学系におけるレンズ群の、無限遠合焦状態での球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。
【図３６】参考例４の変倍光学系におけるレンズ群の、無限遠合焦状態での球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す収差図である。
【符号の説明】
【０１９２】
１００、５１〜５５    撮像光学系
１１０、５５、５６    変倍光学系
１０１    入射側プリズム（反射プリズム）
１０１ａ  入射側プリズムの入射面
１０１ｂ  入射側プリズムの射出面
１０１ｃ  入射側プリズムの反射面
１０２    像面側プリズム
１０２ａ  像面側プリズムの入射面
１０２ｂ  像面側プリズムの射出面
１０２ｃ  像面側プリズムの反射面
１０３    フォーカシング用のレンズ
１０４、ＳＴ    光学絞り
１０５、ＳＲ    撮像素子
２００  携帯電話機
２０６  撮像レンズ装置（カメラ）
３００  折り畳み式携帯電話機
４００  携帯情報端末機
ＰＲ１  第１反射プリズム
ＰＲ２  第２反射プリズム
ＰＬ  平行平面板
ＡＸ  光軸
Ｈ      被写体
【図１】
0005364965.tif 000025
【図２】
0005364965.tif 000026
【図３】
0005364965.tif 000027
【図４】
0005364965.tif 000028
【図５】
0005364965.tif 000029
【図６】
0005364965.tif 000030
【図７】
0005364965.tif 000031
【図８】
0005364965.tif 000032
【図９】
0005364965.tif 000033
【図１０】
0005364965.tif 000034
【図１１】
0005364965.tif 000035
【図１２】
0005364965.tif 000036
【図１３】
0005364965.tif 000037
【図１４】
0005364965.tif 000038
【図１５】
0005364965.tif 000039
【図１６】
0005364965.tif 000040
【図１７】
0005364965.tif 000041
【図１８】
0005364965.tif 000042
【図１９】
0005364965.tif 000043
【図２０】
0005364965.tif 000044
【図２１】
0005364965.tif 000045
【図２２】
0005364965.tif 000046
【図２３】
0005364965.tif 000047
【図２４】
0005364965.tif 000048
【図２５】
0005364965.tif 000049
【図２６】
0005364965.tif 000050
【図２７】
0005364965.tif 000051
【図２８】
0005364965.tif 000052
【図２９】
0005364965.tif 000053
【図３０】
0005364965.tif 000054
【図３１】
0005364965.tif 000055
【図３２】
0005364965.tif 000056
【図３３】
0005364965.tif 000057
【図３４】
0005364965.tif 000058
【図３５】
0005364965.tif 000059
【図３６】
0005364965.tif 000060