(57)【要約】【課題】  薄型化を図りつつ撮像素子の多板化を実現することができる撮像光学系および撮像装置を提供する【解決手段】  この撮像光学系１は、入射光軸Ｘ１上に配置された偏向部材２を備え、この偏向部材２により光路を入射光軸Ｘ１とは異なる方向に折り曲げることで、被写体光を入射光軸Ｘ１の延長線上とは異なる位置に結像させる屈曲光学系の構成とされている。この撮像光学系１はまた、折り曲げ後の光軸Ｚ１上に配置され、被写体光を複数の波長域の光に分解すると共に、各波長域の光を互いに異なる方向に分割する色分解手段を備えている。より具体的には、被写体光を２つの波長域の光（例えばＢ色光およびＲ色光からなる第１の波長域とＧ色からなる第２の波長域）に分解する色分解プリズム３を備えている。【選択図】      図１
2007006318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光を入射光軸の延長線上とは異なる位置に結像させる撮像光学系であって、
前記入射光軸上に配置され、光路を前記入射光軸とは異なる方向に折り曲げる偏向部材と、
折り曲げ後の光軸上に配置され、前記被写体光を複数の波長域の光に分解すると共に、前記各波長域の光を互いに異なる方向に分割する色分解手段と
を備えたことを特徴とする撮像光学系。
【請求項２】
前記色分解手段は、前記被写体光を２つの波長域の光に分解すると共に、前記２つの波長域の光をそれぞれ、互いに異なる方向に分割するようになされている
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】
前記偏向部材は、光路を前記入射光軸に対し略９０°折り曲げるようになされ、
前記色分解手段は、前記２つの波長域の光のうち一方の波長域の光を前記折り曲げ後の光軸方向に分割すると共に、他方の波長域の光を前記折り曲げ後の光軸に対し前記被写体光の入射方向とは逆方向に分割するようになされている
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像光学系。
【請求項４】
前記色分解手段は、少なくとも１つの波長域の光を、前記入射光軸と前記折り曲げ後の光軸とを含む平面に垂直な方向に分割するようになされている
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像光学系。
【請求項５】
前記色分解手段は、前記被写体光を第１、第２および第３の波長域の光に分解し、かつ、前記第１の波長域の光を前記折り曲げ後の光軸方向に分割すると共に、前記第２および第３の波長域の光を、前記入射光軸と前記折り曲げ後の光軸とを含む平面に垂直な方向に分割するようになされている
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像光学系。
【請求項６】
前記偏向部材は、光路を前記入射光軸と前記折り曲げ後の光軸とが成す角度が９０°より鋭角となるように折り曲げるものである
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮像光学系。
【請求項７】
被写体光を入射光軸の延長線上とは異なる位置に結像させて撮像を行う撮像装置であって、
前記入射光軸上に配置され、光路を前記入射光軸とは異なる方向に折り曲げる偏向部材と、折り曲げ後の光軸上に配置され、前記被写体光を複数の波長域の光に分解すると共に、前記各波長域の光を互いに異なる方向に分割する色分解手段とを有する撮像光学系と、
前記色分解手段により分割された前記各波長域の光のそれぞれの結像位置に設けられた複数の撮像素子と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
前記撮像光学系は、
前記偏向部材を含み最も物体側に配置された一のレンズ群と、
前記一のレンズ群よりも結像側に配置された他のレンズ群とをさらに備え、
前記他のレンズ群、前記色分解手段、および前記複数の撮像素子がすべて、前記一のレンズ群の前記入射光軸方向の幅内に収まるように配置されている
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈曲光学系を用いた撮像光学系およびその撮像光学系を用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像機能を有する小型の機器、例えばＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ビデオカメラおよびデジタルスチルカメラ（デジタルカメラ）では、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子が用いられている。撮像素子を用いた装置（撮像装置）においてカラー撮影を行う方法として、撮像素子を複数用いる多板化がある。多板化の優位性は、色ごとに撮像素子を用いることで色再現性を高めたり、同一のイメージサイズで画素ズラシを行い、解像力を上げたり、逆に、解像力を抑えた分、画素の面積を広くすることで感度アップに利用するなど、多々挙げられる。これらの多板化を行うには、１個の撮像素子ごとに１本の撮影レンズ系を用いる方法もあるが、煩雑で、個々の撮影レンズ間の視差の補正が複雑であるため、一般的ではない。このため通常は、結像面の前方に色分解光学系を配置し、１つの撮影レンズ系のみでカラー撮影に必要な色分割数を得ている。この色分解光学系には、色分解プリズムが広く利用されている。特許文献１には、被写体光をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色に分解する３色分解プリズムを備え、各色ごとに撮像素子を配置した撮像装置の構成が記載されている。
【０００３】
ところで、撮像装置の厚みはレンズ系の大きさに大きく依存する。特に、レンズ系を構成する各光学部材を、光軸の方向を変更することなく一方向に直線的に配列したストレートタイプの光学系の場合、撮像装置の厚み方向の大きさは最も物体側の光学部材から撮像素子までの長さで事実上決定される。その一方、近年の撮像素子の高画素化および高性能化の要求を満足するためにレンズの枚数が増え、レンズ系の全長を短縮するのが困難になってきている。そのため、撮像装置全体の薄型化を達成することが困難になってきている。そこで、撮像装置を薄型化するためにレンズ系の光路を途中で折り曲げた、いわゆる屈曲光学系が開発されている（特許文献２参照）。従来、屈曲光学系を用いた撮像装置では、折り曲げ後の光軸上に単板式のカラー撮像素子を配置してカラー撮影を行っていた。
【特許文献１】特開２００１−１０３４９９号公報
【特許文献２】特開平９−２１１２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、多板化には解像力などの点で優位性があり、またその場合、色分解プリズムを併用することで撮影レンズ系を１つにすることができる。しかしながら、色分解プリズムの光路長としては、最低でも分解する方向のイメージサイズと同程度の寸法が必要であり、ストレートタイプの光学系を用い、かつ撮影レンズ系を沈胴させてカメラボディの薄型化を図るタイプのカメラ系においては、小型化および薄型化の点で色分解プリズムの採用は困難であった。
【０００５】
一方、屈曲光学系を用いた撮影レンズ系は、光路を折り曲げること自体が、薄型化の達成に寄与している。そのため、屈曲光学系としての光路の折り曲げ方向と色分解プリズムによる光路の折り曲げ方向とを適切に設定すれば、結像面の前方に色分解プリズムを配置したとしても、カメラボディの薄型化への大きな妨げとはならないと考えられる。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、薄型化を図りつつ撮像素子の多板化を実現することができる撮像光学系および撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による撮像光学系は、被写体光を入射光軸の延長線上とは異なる位置に結像させる撮像光学系であって、入射光軸上に配置され、光路を入射光軸とは異なる方向に折り曲げる偏向部材と、折り曲げ後の光軸上に配置され、被写体光を複数の波長域の光に分解すると共に、各波長域の光を互いに異なる方向に分割する色分解手段とを備えたものである。
【０００８】
本発明による撮像装置は、本発明による撮像光学系と、色分解手段により分割された各波長域の光のそれぞれの結像位置に設けられた複数の撮像素子とを備えたものである。
【０００９】
本発明による撮像光学系および撮像装置では、偏向部材により光路が折り曲げられることで全体として屈曲光学系が実現される。かつ、その折り曲げ後の光軸上に色分解手段が配置されていることで、薄型化を図りつつ撮像素子の多板化が実現される。
【００１０】
本発明による撮像光学系において、色分解手段は例えば、被写体光を２つの波長域の光に分解すると共に、その２つの波長域の光をそれぞれ、互いに異なる方向に分割するもので構成される。
この場合さらに、偏向部材が、光路を入射光軸に対し略９０°折り曲げるように構成され、色分解手段が、２つの波長域の光のうち一方の波長域の光を折り曲げ後の光軸方向に分割すると共に、他方の波長域の光を折り曲げ後の光軸に対し被写体光の入射方向とは逆方向に分割するように構成されていても良い。
これにより、色分解手段の配置位置において、被写体光の入射方向とは逆方向に空間的な余裕がある場合には、その方向に光が分割されることで、空間を有効利用して薄型化し易くなる。
【００１１】
また、本発明による撮像光学系において、色分解手段が、少なくとも１つの波長域の光を、前記入射光軸と前記折り曲げ後の光軸とを含む平面に垂直な方向に分割するように構成されていても良い。
より具体的には例えば、色分解手段が、被写体光を第１、第２および第３の波長域の光に分解し、かつ、第１の波長域の光を折り曲げ後の光軸方向に分割すると共に、第２および第３の波長域の光を、入射光軸と折り曲げ後の光軸とを含む平面に垂直な方向に分割するように構成されていても良い。
これにより、色分解手段の配置位置において、入射光軸と折り曲げ後の光軸とを含む平面に垂直な方向に空間的な余裕がある場合には、その方向に光が分割されることで、空間を有効利用して薄型化し易くなる。
【００１２】
本発明による撮像光学系において、偏向部材が、光路を入射光軸と折り曲げ後の光軸とが成す角度が９０°より鋭角となるように折り曲げるように構成されていても良い。
これにより、偏向部材以降の光学系において、被写体光の入射方向とは逆方向に空間的な余裕がある場合には、光路を入射光軸と折り曲げ後の光軸とが成す角度が９０°より鋭角となることで、空間を有効利用して薄型化し易くなる。
【００１３】
本発明による撮像装置において、撮像光学系が、偏向部材を含み最も物体側に配置された一のレンズ群と、一のレンズ群よりも結像側に配置された他のレンズ群とをさらに備え、他のレンズ群、色分解手段、および複数の撮像素子がすべて、一のレンズ群の入射光軸方向の幅内に収まるように配置されていても良い。
屈曲光学系では、最も物体側に配置された一のレンズ群が大型化する傾向にある。従って、その一のレンズ群以降の光学系が、一のレンズ群の入射光軸方向の幅内に収まるように配置されていれば、撮像装置を薄型化し易くなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の撮像光学系または撮像装置によれば、全体として屈曲光学系の構成とし、かつ折り曲げ後の光軸上に色分解手段を配置するようにしたので、薄型化を図りつつ撮像素子の多板化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像光学系の一構成例を示している。この撮像光学系１は、入射光軸Ｘ１上に配置された偏向部材２を備え、この偏向部材２により光路を入射光軸Ｘ１とは異なる方向に折り曲げることで、被写体光を入射光軸Ｘ１の延長線上とは異なる位置に結像させる屈曲光学系の構成とされている。この撮像光学系１はまた、折り曲げ後の光軸Ｚ１上に配置され、被写体光を複数の波長域の光に分解すると共に、各波長域の光を互いに異なる方向に分割する色分解手段を備えている。本実施の形態では、色分解手段として被写体光を２つの波長域の光（例えばＢ色光およびＲ色光からなる第１の波長域とＧ色からなる第２の波長域）に分解する色分解プリズム３を備え、また、偏向部材２が光路を入射光軸Ｘ１に対し略９０°折り曲げる構成を例に説明する。
【００１７】
この撮像光学系１は、偏向部材２を含み最も物体側に配置された第１のレンズ群Ｇ１と、第１のレンズ群Ｇ１よりも結像側に配置された他のレンズ群とをさらに備えている。図１では、他のレンズ群として、被写体光の入射側から順に、第２のレンズ群Ｇ２、第３のレンズ群Ｇ３、および第４のレンズ群Ｇ４を備えている。第１のレンズ群Ｇ１において、最も物体側には第１レンズＬ１が配置され、第１レンズＬ１の後ろ側に偏向部材２が配置されている。第３のレンズ群Ｇ３の入射側には開口絞りＳｔが設けられている。各レンズ群によりズームレンズが構成され、例えば第２のレンズ群Ｇ２と第４のレンズ群Ｇ４とを光軸Ｚ１上で移動させることにより、ズーミングが行われる。
なお、この撮像光学系１の特徴部分は、主に偏向部材２と色分解プリズム３とにあり、各レンズ群の詳細な構成は特に図示した構成例に限定されるものではない。
【００１８】
偏向部材２は、反射面２Ａを有する反射プリズムで構成されている。反射面２Ａは、入射光軸Ｘ１に対し略４５°傾いた状態となるように配置され、これにより、光路を略９０°折り曲げるようになされている。なお、偏向部材２は、光路を折り曲げるものであれば良く、例えば反射ミラーで構成しても良い。
【００１９】
色分解プリズム３は、最も結像側のレンズ群である第４のレンズ群Ｇ４と結像面との間に配置されている。色分解プリズム３は、光の分割面となるダイクロイック面３Ａを有している。色分解プリズム３はまた、分割後の各波長域の光の第１の出射面３Ｂと第２の出射面３Ｃとを有している。色分解プリズム３は、ダイクロイック面３Ａが、折り曲げ後の光軸Ｚ１に対し被写体光の入射方向とは逆方向側（図１の−Ｘ方向側）に略４５°傾いた状態となるように配置されている。これより、色分解プリズム３は、２つの波長域の光のうち、一方の波長域の光（例えばＢ色光およびＲ色光からなる第１の波長域）を折り曲げ後の光軸Ｚ１方向に分割すると共に、他方の波長域の光（例えばＧ色光からなる第２の波長域）を折り曲げ後の光軸Ｚ１に対し被写体光の入射方向側（図１のＸ方向側）に略９０°折り曲げて分割するようになされている。図１においてＸ２は、他方の波長域の光の分割後の光軸を示す。
【００２０】
色分解プリズム３において、一方の波長域の光は第１の出射面３Ｂから出射され、他方の波長域の光は第２の出射面３Ｃから出射される。色分解プリズム３の第１の出射面３Ｂには第１の撮像素子１１が配置され、第２の出射面３Ｃには第２の撮像素子１２が配置されている。図１の例では、第１および第２の出射面３Ｂ，３Ｃが各波長域の光の結像面と一致しており、第１および第２の出射面３Ｂ，３Ｃに第１および第２の撮像素子１１，１２の撮像面が密着している。これにより、第１および第２の撮像素子１１，１２の撮像面が各波長域の光のそれぞれの結像面に一致して設けられている。
なお、必ずしも、第１および第２の出射面３Ｂ，３Ｃと第１および第２の撮像素子１１，１２の撮像面とが密着している必要はなく、間隔が空いていても良い。
【００２１】
第１の撮像素子１１は、色分解プリズム３によって分割された一方の波長域の光、例えばＢ色光およびＲ色光に対応した撮像素子で構成されている。例えば波長選択フィルタが画素の前面に設けられることにより、Ｂ色用の画素とＲ色用の画素とが交互に配列された撮像素子となっている。第２の撮像素子１２は、他方の波長域の光、例えばＧ色光に対応した撮像素子となっている。
【００２２】
この撮像光学系１は、図５に示したように、各レンズ群と色分解プリズム３と第１および第２の撮像素子１１，１２とからなる全体が、第１のレンズ群Ｇ１の入射光軸方向の幅Ｗ１内に収まるように、各構成要素が配置されている。一般に屈曲光学系では、最も物体側に配置された第１のレンズ群Ｇ１が最も大型化するので、第１のレンズ群Ｇ１で規定される幅Ｗ１内に収まるようにしている。
【００２３】
図２および図３は、この撮像光学系１が搭載される撮像装置の一例として、デジタルカメラを示している。図２は、このデジタルカメラ１０を前側から見た外観を示し、図３は、このデジタルカメラ１０を背面側から見た外観を示している。このデジタルカメラ１０は、前面側に、ストロボ２１と撮影開口２２とを備えている。このデジタルカメラ１０はまた、上面側に、レリーズボタン２３と電源ボタン２４とを備えている。このデジタルカメラ１０はまた、背面側に、表示部２５と操作部２６，２７とを備えている。表示部２５は、撮像された画像を表示するためのものである。
【００２４】
撮像光学系１は、前面側に設けられた撮影開口２２に、最も物体側の第１レンズＬ１が位置するように配置されている。撮像光学系１は、偏向部材２による折り曲げ後の光軸Ｚ１がカメラボディの縦方向となるようにして、デジタルカメラ１０の内部に全体として縦方向に組み込まれている。なお、図４に示したデジタルカメラ１０Ａのように、折り曲げ後の光軸Ｚ１がカメラボディの横方向となるようにして、デジタルカメラ１０Ａの内部に全体として横方向に組み込まれていても良い。
【００２５】
なお、本実施の形態に係る撮像光学系１は、デジタルカメラに限らず、撮像機能を有する各種情報機器（ＰＤＡなど）やビデオカメラにも搭載可能である。
【００２６】
次に、この撮像光学系１および撮像装置の作用および効果を説明する。
【００２７】
この撮像光学系１では、第１のレンズ群Ｇ１に入射した被写体光の光路が偏向部材２の反射面２Ａによって略９０°折り曲げられる。折り曲げ後の光軸Ｚ１上には色分解プリズム３が配置されているので、被写体光がダイクロイック面３Ａにおいて２つの波長域の光に分解される。２つの波長域の光のうち、一方の波長域の光（例えばＢ色光およびＲ色光からなる第１の波長域）は、折り曲げ後の光軸Ｚ１方向に分割され、光軸Ｚ１上の第１の出射面３Ｂから出射されて、第１の撮像素子１１の撮像面に結像する。他方の波長域の光（例えばＧ色光からなる第２の波長域）は、折り曲げ後の光軸Ｚ１に対し被写体光の入射方向側（図１のＸ方向側）に略９０°折り曲げて分割され、光軸Ｘ２上の第２の出射面３Ｃから出射されて、第２の撮像素子１２の撮像面に結像する。第１および第２の撮像素子１１，１２からは、入射した光の強度に応じた撮像信号が出力され、その撮像信号が図示しない信号処理回路を経て、画像信号化され、図示しない記録媒体に記録される。
【００２８】
この撮像光学系１は屈曲光学系とされているので、カメラなどの撮像装置に対して全体を例えば図２に示したように縦方向に組み込んだり、また図４に示したように横方向に組み込んだりすることで、撮像装置全体の薄型化に寄与する。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態に係るによれば、撮像光学系１を全体として屈曲光学系の構成とし、かつ折り曲げ後の光軸Ｚ１上に色分解手段としての色分解プリズム３を配置するようにしたので、薄型化を図りつつ撮像素子の２板化を実現することができる。
＜第１の実施の形態の変形例＞
【００３０】
図６は、この撮像光学系１に対する第１の変形例を示している。この第１の変形例は、図１および図５に示した構成例に対し、色分解プリズム３による光の分割方向が異なっている。この第１の変形例では、色分解プリズム３のダイクロイック面３Ａが、折り曲げ後の光軸Ｚ１に対し被写体光の入射方向とは同一方向側（図１のＸ方向側）に略４５°傾いた状態となるように配置されている。これより、色分解プリズム３は、２つの波長域の光のうち、一方の波長域の光（例えばＢ色光およびＲ色光からなる第１の波長域）を折り曲げ後の光軸Ｚ１方向に分割すると共に、他方の波長域の光（例えばＧ色光からなる第２の波長域）を、折り曲げ後の光軸Ｚ１に対し被写体光の入射方向とは逆方向側（図１の−Ｘ方向側）に略９０°折り曲げて分割するようになされている。図６においてＸ３は、他方の波長域の光の分割後の光軸を示す。色分解プリズム３の分割方向に対応して、第１および第２の撮像素子１１，１２は、各波長域の光の分割方向側に配置されている。
【００３１】
第１のレンズ群Ｇ１において、偏向部材２の前側にレンズ成分が配置されている場合には、色分解プリズム３の配置位置において、被写体光の入射方向とは逆方向（被写体側）に空間的な余裕が生ずる。このような場合には、この第１の変形例のような分割方法を採用することで、空間を有効利用でき、より薄型化し易くなる。
【００３２】
図７は、この撮像光学系１に対する第２の変形例を示している。この第２の変形例は、図１および図５に示した構成例における偏向部材２に代えて偏向部材４を備え、光路の折り曲げ角度を変えたものである。図１および図５に示した構成例では、偏向部材２の反射面２Ａが入射光軸Ｘ１に対し略４５°傾いた状態となるように配置され、これにより、光路を略９０°折り曲げるようになされていた。これに対して、この第２の変形例では、偏向部材４の反射面４Ａが入射光軸Ｘ１に対し４５°よりも大きく傾いた状態となるように配置されている。これにより、光路が、入射光軸Ｘ１と折り曲げ後の光軸Ｚ２とが成す角度θが９０°より鋭角となるように折り曲げられている。
【００３３】
この第２の変形例では、図１および図５に示した構成例に比べて、偏向部材４以降の構成要素が、光路を略９０°折り曲げた場合の光軸Ｚ１に対して、反射面４Ａ上の中心軸を回転中心として角度α分、被写体光の入射方向とは逆方向側に配置された構成となる。これにより、図６に示した第１の変形例と同様、偏向部材４以降の光学系において、被写体光の入射方向とは逆方向に空間的な余裕がある場合に空間を有効利用でき、より薄型化し易くなる。
［第２の実施の形態］
【００３４】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る撮像光学系および撮像装置について説明する。図８は、本実施の形態に係る撮像光学系の一構成例を示している。なお、上記第１の実施の形態に係る撮像光学系と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。また、この撮像光学系が搭載される撮像装置の構成は、例えば図２および図３、ならびに図４に示したものと同様である。上記第１の実施の形態では、色分解手段として被写体光を２つの波長域の光に分解する色分解プリズム３を備えた構成について説明したが、本実施の形態に係る撮像光学系は、色分解手段として被写体光を３つの波長域の光（例えばＲ色光、Ｇ色光およびＢ色光）に分解する３色分解プリズム５を備えたものである。
【００３５】
色分解手段の配置位置において、入射光軸Ｘ１と折り曲げ後の光軸Ｚ１とを含むＸＺ平面に垂直な方向に空間的な余裕がある場合には、その垂直な方向に光を分割することで、空間を有効利用して薄型化し易くなる。本実施の形態は、この原理を利用したものである。３色分解プリズム５は、少なくとも１つの波長域の光を、入射光軸Ｘ１と折り曲げ後の光軸Ｚ１とを含むＸＺ平面に垂直な方向に分割するように構成されている。より具体的には例えば、３色分解プリズム５が、被写体光を第１、第２および第３の波長域の光に分解し、かつ、第１の波長域の光（例えばＧ色光）を、折り曲げ後の光軸Ｚ１方向に分割すると共に、第２および第３の波長域の光（例えばＲ色光およびＢ色光）を、ＸＺ平面に垂直な方向に分割するように構成されている。
【００３６】
図９は、３色分解プリズム５の具体的な構成例を示している。図９は、ＸＺ平面に垂直なＹＺ平面に平行な断面内での構成を示す。この３色分解プリズム５は、被写体光の入射側から順に、第１のプリズム体４１と、第２のプリズム体４２と、第３のプリズム体４３とを有している。第１のプリズム体４１は被写体光の入射面５１を有している。第１のプリズム体４１と第２のプリズム体４２との接合面に第１のダイクロイック面５２が形成され、第２のプリズム体４２と第３のプリズム体４３との接合面に第２のダイクロイック面５３が形成されている。３色分解プリズム５はまた、分割後の各波長域の光の第１の出射面５４と第２の出射面５５と第３の出射面５６とを有している。
【００３７】
この３色分解プリズム５では、ＹＺ断面内において、第１の波長域の光として例えばＧ色光が、第１のダイクロイック面５２および第２のダイクロイック面５３を透過し第１の出射面５４から出射される。また、ＹＺ断面内において、第２の波長域の光として例えばＲ色光が、第１のダイクロイック面５２を透過した後、第２のダイクロイック面５３で反射され、再度第１のダイクロイック面５２に入射して、そこで第２の出射面５５に向けて出射される。図９においてＹ１は、第２の波長域の光の出射光軸を示す。また、ＹＺ断面内において、第３の波長域の光として例えばＢ色光が、第１のダイクロイック面５２で反射された後、入射面５１で反射され、第３の出射面５６から出射される。図９においてＹ２は、第３の波長域の光の出射光軸を示す。
【００３８】
３色分解プリズム５の各出射面には、各色光に対応した撮像素子が配置されている。すなわち、３色分解プリズム５の第１の出射面５４には例えばＧ色用の第１の撮像素子１１Ｇが配置され、第２の出射面５５には例えばＲ色用の第２の撮像素子１１Ｒが配置され、第３の出射面５６には例えばＢ色用の第３の撮像素子１１Ｂが配置されている。図９の例では、各出射面が各波長域の光の結像面と一致しており、各出射面に各撮像素子の撮像面が密着している。これにより、各撮像素子の撮像面が各波長域の光のそれぞれの結像面に一致して設けられている。
なお、必ずしも、各出射面と各撮像素子の撮像面とが密着している必要はなく、間隔が空いていても良い。
【００３９】
本実施の形態に係る撮像光学系によれば、各色光を厚み方向ではなく、入射光軸Ｘ１と折り曲げ後の光軸Ｚ１とを含むＸＺ平面に垂直な方向に分割するようにしたので、２色分解プリズムに比べて大型な３色分解プリズム５を用いているのにも拘わらず、各撮像素子を含む光学要素をすべて、第１のレンズ群Ｇ１の入射光軸方向の幅Ｗ１内に収まるように配置することができる。これにより、薄型化を図りつつ、撮像素子を３つ用いた３板化の構成を実現できる。３板化の構成にしたことで、色再現性や解像力に優れた撮像装置を実現できる。
【００４０】
なお、本発明は、上記各実施の形態および変形例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、本発明の撮像光学系は、図８の３色分解プリズム５を用いた構成において、図７と同様に、入射光軸Ｘ１と折り曲げ後の光軸Ｚ２とが成す角度θを９０°より鋭角となるように構成しても良い。また、上記第１の実施の形態に係る撮像光学系において他方の波長域の光を、上記第２の実施の形態に係る撮像光学系と同様にＸＺ平面に垂直な方向に分割するように構成しても良い。すなわち、色分解プリズム３の第２の出射面３ＣがＸＺ平面に垂直な方向に位置すなるように構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像光学系の一構成例を示す光学系断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの一構成例を示す前側外観図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの一構成例を示す背面側外観図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラの他の構成例を示す前側外観図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る撮像光学系の特徴を説明するための光学系断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る撮像光学系の第１の変形例を示す光学系断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る撮像光学系の第２の変形例を示す光学系断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る撮像光学系の一構成例を示す光学系断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る撮像光学系の色分解手段としての３色分解プリズムの一構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…撮像光学系、２，４…偏向部材、２Ａ，４Ａ…反射面、３Ａ…分割面、３…色分解プリズム、５…３色分解プリズム、１０…デジタルカメラ（撮像装置）、１１，１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ，１２…撮像素子、Ｇ１…第１のレンズ群、Ｇ２…第２のレンズ群、Ｇ３…第３のレンズ群、Ｇ４…第４のレンズ群、Ｌ１…第１レンズ、Ｓｔ…開口絞り、Ｘ１…入射光軸、Ｚ１，Ｚ２…折り曲げ後の光軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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