專利名稱：光學(xué)系統(tǒng)和包括該光學(xué)系統(tǒng)的圖像拾取設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)系統(tǒng)和包括該光學(xué)系統(tǒng)的圖像拾取設(shè)備。
背景技術(shù)：
近來(lái)，使用固態(tài)圖像拾取器件的圖像拾取設(shè)備(例如攝影機(jī))，例如攝像機(jī)和數(shù)碼照相機(jī)不斷在變小，而圖像質(zhì)量卻在提高。因此，日益需要與這樣的攝影機(jī)一起使用的小型、高圖像質(zhì)量的光學(xué)系統(tǒng)。
在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，用于減小光學(xué)系統(tǒng)的尺寸的一種方法減少在光學(xué)系統(tǒng)中包括的透鏡的數(shù)量。
然而，如果透鏡數(shù)量減少的話，就很難校正影響單色成像性能的像差，比如球面像差和彗形像差。此外，可以使用的玻璃材料的種類也受到限制，要校正色差可能是極其困難的。
另外，當(dāng)透鏡的數(shù)量減少時(shí)，包括在光學(xué)系統(tǒng)中的每個(gè)透鏡的屈光力相對(duì)增強(qiáng)。因此，敏感度(它是光學(xué)性能相對(duì)于制造誤差的變化)增強(qiáng)，可能需要提高每個(gè)透鏡的加工精度以及光學(xué)系統(tǒng)的組裝精度。
因此，通常使用包括非球面透鏡表面的光學(xué)系統(tǒng)，從而即使在透鏡數(shù)量減少的情況下，也可以保持良好的成像性能。
另一方面，在以下文獻(xiàn)中已經(jīng)描述了其中使用具有非球面粘合表面的粘合透鏡，以利用少量的透鏡獲得高成像性能和低敏感度的光學(xué)系統(tǒng)日本專利公開No.4-5362、日本專利公開No.63-27809、日本專利公開No.2001-42212、日本專利公開No.2002-6210和日本專利公開No.2004-61519。
然而，當(dāng)使用非球面透鏡時(shí)，即使可以校正影響單色成像性能的像差，也很難校正主要受玻璃材料的選擇影響的色差。
已知一種通過使用反常色散材料作為光學(xué)材料來(lái)減少色差發(fā)生的方法。另外還已知包括衍射光學(xué)元件來(lái)校正色差，而不使用反常色散材料的光學(xué)系統(tǒng)(日本專利公開No.6-324262和No.6-331887)。
在衍射光學(xué)元件中，對(duì)應(yīng)于阿貝數(shù)(Abbe number)的數(shù)值的絕對(duì)值通常較小(大約3.45)。衍射光學(xué)元件的特征在于能夠僅通過輕微地改變衍射所獲得的屈光力而大大改變色差，而又幾乎不影響球面像差、彗形像差和像散。
另外，由于入射光被衍射，所以屈光力隨著入射光的波長(zhǎng)變化而線性改變。因此，色差系數(shù)的波長(zhǎng)特性完全是線性的。
因而，在包括衍射光學(xué)元件的光學(xué)系統(tǒng)中，當(dāng)減小總透鏡長(zhǎng)度，從而減小光學(xué)系統(tǒng)的總體尺寸時(shí)，可以只需要校正球面像差、彗形像差和像散。至于色差，只要最優(yōu)地設(shè)計(jì)透鏡的玻璃材料和屈光力，使得色差系數(shù)的波長(zhǎng)特性為線性，就不必考慮色差的絕對(duì)值。這樣就可以獲得總透鏡長(zhǎng)度減小的光學(xué)系統(tǒng)。
另一方面，作為一種具有與衍射光學(xué)元件的光學(xué)特性相類似的色差校正功能的光學(xué)材料，已知一種具有相對(duì)較高的色散和相對(duì)反常的色散特性的液體材料。最近已提出了使用這種材料的消色差光學(xué)系統(tǒng)(美國(guó)專利No.5,731,907和No.5,638,215)。
另外，日本專利公開No.4-5362和日本專利公開No.63-27809公開了其中使用非球面粘合表面，以少量的透鏡獲得高成像性能和低敏感度的光學(xué)系統(tǒng)。
然而，在上述公開文件的實(shí)施方案中，粘合表面被視為單個(gè)表面。因此，為了實(shí)現(xiàn)所述實(shí)施方案，可以制造出與上述實(shí)施方案具有完全相同形狀的非球面表面，而這在加工精度和制造復(fù)雜性方面可能很困難。
日本專利公開No.2001-42212討論了一種用于將非球面和球面粘合在一起的實(shí)際技術(shù)，其中考慮了粘合層。
然而，在粘合步驟中，為了保證成像性能，可能需要在粘合部分處將非球面和球面的中心對(duì)齊。因此，制造工藝可能非常困難。
日本專利公開No.2002-6210和No.2004-61519討論了一種將樹脂層層壓在由玻璃材料制成的透鏡的非球面上的技術(shù)。這樣，就可以將非球面和球面實(shí)際粘合在一起。然而，該技術(shù)是針對(duì)拾取物鏡來(lái)設(shè)計(jì)的，主要校正的只是針對(duì)兩種波長(zhǎng)的球面像差和色差。因此，沒有提供對(duì)白光引起的場(chǎng)曲(field curvature)和色差的校正，而這些校正在成像光學(xué)系統(tǒng)中可能是必要的。
衍射光學(xué)元件提供充分的色差校正功能作為校正色差的方法。然而，衍射光學(xué)元件還產(chǎn)生了衍射級(jí)不同于在實(shí)際中使用的衍射光的衍射級(jí)的不必要的衍射光。不必要的衍射光就是使成像性能下降的彩色雜光。為了減少不必要的衍射光，可以使用所謂的分層衍射光學(xué)元件，在該元件中，多個(gè)閃耀衍射光柵沿著光軸層壓在一起。
這樣，能量就可以集中在指定的衍射級(jí)上，大大減少不必要的衍射光。然而，當(dāng)拍攝高亮度的物體時(shí)，由于不必要的衍射光還會(huì)產(chǎn)生雜光。
已知一種用于制造衍射光學(xué)元件的方法，使用模具通過模塑手段形成由紫外光可固化樹脂構(gòu)成的衍射光學(xué)元件。然而，根據(jù)該方法，衍射光學(xué)元件的衍射效率的敏感度是極高的。因此，必須使用高精度的模具，還需要很高的模塑精度。
在日本專利公開No.6-324262和No.6-331887中描述的材料是液體，因此需要用于密封液體的結(jié)構(gòu)。另外，當(dāng)這樣的材料用作光學(xué)材料時(shí)，制造工藝變得很困難。
另外，包括折射率、色散等在內(nèi)的特性隨著溫度的變化而發(fā)生很大改變，對(duì)環(huán)境的抵抗能力不足。此外，由于無(wú)法獲得與空氣之間的界面，所以很難充分地校正色差。

發(fā)明內(nèi)容
至少一個(gè)典型的實(shí)施方案涉及在數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)和電影攝影機(jī)的成像系統(tǒng)中使用的光學(xué)系統(tǒng)和圖像拾取設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)典型實(shí)施方案，光學(xué)系統(tǒng)包括復(fù)合光學(xué)元件，該復(fù)合光學(xué)元件包括透鏡元件和樹脂層，所述樹脂層具有與所述透鏡元件的光學(xué)特性不同的光學(xué)特性，并被設(shè)在所述透鏡元件的表面上。透鏡元件和樹脂層之間的界面可以是非球面的，假設(shè)Rref是在有效直徑內(nèi)的所述界面的參考曲率半徑，L是在整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距處于最小的狀態(tài)下沿著光軸從光闌(它決定軸上邊緣光線)到所述界面的距離，ndg是透鏡元件的材料在d線處的折射率，ndj是樹脂層的材料在d線處的折射率，則滿足以下表達(dá)式-1.5＜Rref/L＜-0.30.1＜|ndg-ndj|。
根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)其他典型實(shí)施方案，光學(xué)系統(tǒng)包括復(fù)合光學(xué)元件，該復(fù)合光學(xué)元件包括透鏡元件和樹脂層，所述樹脂層具有與所述透鏡元件的光學(xué)特性不同的光學(xué)特性，并被設(shè)在所述透鏡元件的表面上。透鏡元件和樹脂層之間的界面可以是非球面的，假設(shè)Rref是在有效直徑內(nèi)的所述界面的參考曲率半徑，L是在整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距處于最小的狀態(tài)下沿著光軸從光闌(它決定軸上邊緣光線)到所述界面的距離，vdg是透鏡元件的材料在d線處的阿貝數(shù)，vdj是樹脂層的材料在d線處的阿貝數(shù)，則滿足以下表達(dá)式-1.5＜Rref/L＜-0.35＜|vdg-vdj|。
從結(jié)合附圖對(duì)典型實(shí)施方案的以下描述中將會(huì)清楚本發(fā)明的其他特征。


圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的第一典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)的截面圖。
圖2圖示了根據(jù)第一典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)在廣角端的像差圖。
圖3圖示了根據(jù)第一典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)在中間變焦位置的像差圖。
圖4圖示了根據(jù)第一典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)在遠(yuǎn)攝端(telephoto end)的像差圖。
圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的第二典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)的截面圖。
圖6圖示了根據(jù)第二典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)在廣角端的像差圖。
圖7圖示了根據(jù)第二典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)在中間變焦位置的像差圖。
圖8圖示了根據(jù)第二典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)在遠(yuǎn)攝端的像差圖。
圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明的第三典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)的截面圖。
圖10圖示了根據(jù)第三典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。
圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施方案的圖像拾取設(shè)備的主要部分的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)至少一個(gè)典型實(shí)施方案的描述實(shí)質(zhì)上只是示意性的，絕不是想要限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。
沒有詳細(xì)討論本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的工藝、技術(shù)、設(shè)備和材料，但是在適當(dāng)?shù)那樾蜗拢鼈儜?yīng)作為使描述的技術(shù)方案能夠被實(shí)現(xiàn)的說明書的一部分，例如透鏡元件的加工以及它們的材料。
在這里所圖示和討論的所有例子中，任何具體的數(shù)值(例如變焦比和F數(shù))都應(yīng)當(dāng)僅被理解為示意性的而非限制性的。因此，典型實(shí)施方案的其他例子可能具有不同的值。
注意，在附圖中，類似的數(shù)字和字母代表類似的項(xiàng)，因而一旦在一幅圖中定義了某一項(xiàng)，那么在下面的圖中就不再討論了。
注意，當(dāng)在這里提及誤差(例如像差)的校正操作或校正時(shí)，意味著所述誤差的減小和/或所述誤差的校正。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)和包括該光學(xué)系統(tǒng)的圖像拾取設(shè)備。
圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的第一典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)在廣角端(短焦距端)的截面圖。在第一典型實(shí)施方案中，光學(xué)系統(tǒng)是變焦鏡頭。圖2、3和4分別是根據(jù)第一典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)在廣角端、中間變焦位置和遠(yuǎn)攝端(長(zhǎng)焦距端)的像差圖。
圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的第二典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)在廣角端的截面圖。同樣在第二實(shí)施方案中，光學(xué)系統(tǒng)是變焦鏡頭。圖6、7和8分別是根據(jù)第二典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)在廣角端、中間變焦位置和遠(yuǎn)攝端的像差圖。
圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明的第三典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)的截面圖。在第三典型實(shí)施方案中，光學(xué)系統(tǒng)是具有單焦距的成像鏡頭。圖10是該光學(xué)系統(tǒng)的像差圖。
在以下描述中，根據(jù)第一和第二典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)也被稱為變焦鏡頭，根據(jù)第三實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)也被稱為成像鏡頭。
圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施方案的圖像拾取設(shè)備的主要部分的示意圖。
根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)可以用在圖像拾取設(shè)備中，例如數(shù)碼照相機(jī)、攝像機(jī)和電影攝影機(jī)，可以用在觀測(cè)裝置中，例如望遠(yuǎn)鏡和雙筒望遠(yuǎn)鏡，還可以用在其他光學(xué)設(shè)備中，象復(fù)印機(jī)和投影儀以及本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的等同物。
在圖1、5和9中所示的截面圖中，左側(cè)示出了前部(物側(cè)、放大側(cè))，右側(cè)示出了后部(像側(cè)、縮小側(cè))。
在像差圖中，d和g分別代表d線和g線，M和S分別代表子午像平面(meridional image plane)和弧矢像平面(sagittal image plane)。用g線圖示橫向色差。Fno代表F數(shù)，ω代表半視場(chǎng)角，在球面像差圖中的Y軸是入射光瞳半徑，在像散圖、畸變圖和放大色差圖中的Y軸是圖像高度。
在圖1和5所示的截面圖中，L1a-b代表具有負(fù)屈光力(屈光力是焦距的倒數(shù))的第一透鏡單元，L2a-b代表具有正屈光力的第二透鏡單元，L3a-b代表具有正屈光力的第三透鏡單元。SP代表孔徑光闌，它確定軸上邊緣光線并被設(shè)在第二透鏡單元12a-b的物側(cè)。
Ga-b代表光學(xué)模塊，例如對(duì)應(yīng)于濾光器、面板(faceplate)、石英低通濾光器和紅外截止濾光器，IP代表像平面。當(dāng)該光學(xué)系統(tǒng)被用作攝像機(jī)或數(shù)碼照相機(jī)的成像光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，與諸如電荷耦合器件(CCD)傳感器和金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳感器一類的固態(tài)圖像拾取器件(光電轉(zhuǎn)換器)的圖像拾取平面相對(duì)應(yīng)的光敏表面位于像平面IP上。
在根據(jù)第一和第二典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)中，廣角端和遠(yuǎn)攝端是與改變放大倍率的透鏡單元(第二透鏡單元)位于光軸上的可移動(dòng)范圍的一端和另一端的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的變焦位置。
在根據(jù)第一和第二典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)中，在從廣角端到遠(yuǎn)攝端的變焦過程中，第一透鏡單元L1a-b大體上沿著朝像側(cè)凸起的軌跡前后運(yùn)動(dòng)(A1-A2)，第二透鏡單元L2和第三透鏡單元L3朝著物側(cè)移動(dòng)(B1-B2和C1-C2)。
在根據(jù)第一和第二典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)中，通過移動(dòng)(B1-B2)第二透鏡單元L2來(lái)改變放大倍率，因放大倍率的改變引起的圖像移動(dòng)通過前后移動(dòng)(A1-A2)第一透鏡單元L1a-b并且朝著物側(cè)移動(dòng)(C1-C2)第三透鏡單元L3a-b來(lái)補(bǔ)償。
根據(jù)第一和第二典型實(shí)施方案的每一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)都包括復(fù)合光學(xué)元件，該復(fù)合光學(xué)元件包括透鏡元件以及與所述透鏡元件具有不同光學(xué)特性的樹脂層。透鏡元件和樹脂層之間的界面可以是非球面的。樹脂層可以包括可通過熱或光來(lái)固化的可固化樹脂。
更具體地說，在根據(jù)第一和第二典型實(shí)施方案的每一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中，第一透鏡單元L1a-b包括復(fù)合光學(xué)元件Ga1-2，該復(fù)合光學(xué)元件Ga1-2包括單負(fù)透鏡(透鏡元件)G11a-b和UV可固化的樹脂層G12a-b，其中，負(fù)透鏡G11a-b在其兩側(cè)包括凹透鏡表面，可固化樹脂層G12a-b被層壓在負(fù)透鏡G11a-b的像側(cè)表面上。
透鏡元件G11a-b和可固化樹脂層G12a-b之間的界面可以是非球面的。
術(shù)語(yǔ)“透鏡元件”是指象玻璃透鏡、塑料透鏡之類的光學(xué)元件，它可以用作可以在上面層壓樹脂層的襯底。透鏡元件可以包括可固化樹脂，它具有與層壓在該透鏡元件上的可固化樹脂不同的光學(xué)特性。
第二透鏡單元12a-b包括從物側(cè)到像側(cè)依次排列的單正透鏡和單負(fù)透鏡，所述正透鏡在其兩側(cè)包括凸透鏡表面，這些透鏡或者是單獨(dú)形成的，或者被粘合在一起。
第三透鏡單元L3a-b包括單正透鏡。
第三透鏡單元L3a-b對(duì)于在固態(tài)圖像拾取器件的尺寸減小時(shí)增大透鏡單元的總屈光力作出了很大的貢獻(xiàn)。
具體地說，由于包括第一和第二透鏡單元L1a-b和L2a-b的短變焦系統(tǒng)的屈光力相對(duì)減小，所以由包括在第一透鏡單元L1a-b中的透鏡引起的像差可以減小，并獲得良好的光學(xué)性能。
此外，由于第三透鏡單元提供了場(chǎng)透鏡(物鏡)的功能，所以可實(shí)現(xiàn)在包括固態(tài)圖像拾取器件的成像設(shè)備中所需的像側(cè)上的遠(yuǎn)心成像(telecentric imaging)。
此外，孔徑光闌SP可以被放置在第二透鏡單元L2a-b上最靠近物側(cè)的位置上，使得可以縮小在廣角變焦位置時(shí)入射光瞳和第一透鏡單元L1a-b之間的距離。由此，可以減小包括在第一透鏡單元L1a-b中的透鏡的外徑(有效直徑)增大的機(jī)會(huì)。此外，通過第一透鏡單元L1a-b和第三透鏡單元L3a-b(在它們之間放置了位于第二透鏡單元L2a-b的物側(cè)的孔徑光闌SP)可以消除或減小離軸像差。結(jié)果，在不增加透鏡數(shù)量的情況下可以獲得良好的光學(xué)性能。
在圖9中所示的截面圖中，SP代表孔徑光闌，OB代表具有單焦距的透鏡系統(tǒng)。
Gc代表例如對(duì)應(yīng)于濾光器、面板的光學(xué)模塊，IP代表像平面。當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)被用作攝像機(jī)或數(shù)碼照相機(jī)的成像光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，與諸如CCD傳感器和CMOS傳感器一類的固態(tài)圖像拾取器件(光電轉(zhuǎn)換器)的圖像拾取平面相對(duì)應(yīng)的光敏表面位于像平面IP上。
根據(jù)第三典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)包括復(fù)合光學(xué)元件，該復(fù)合光學(xué)元件包括透鏡元件以及與該透鏡元件具有不同光學(xué)特性的可固化樹脂層?？晒袒瘶渲瑢涌梢酝ㄟ^熱或光來(lái)固化，可以層壓在透鏡元件的表面上。透鏡元件和樹脂層之間的界面可以是非球面的。
更具體地說，根據(jù)第三典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)包括復(fù)合光學(xué)元件Ga3，它從物側(cè)開始依次包括單正透鏡(透鏡元件)G1和UV可固化樹脂層G2，其中，正透鏡G1在其兩側(cè)包括凸透鏡表面，樹脂層G2被層壓在正透鏡G1的像側(cè)表面上。
在根據(jù)以上每一個(gè)典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)中，為了獲得良好的光學(xué)性能并且/或者減小透鏡系統(tǒng)的總尺寸，可滿足下述條件中的至少一個(gè)條件。
即，假設(shè)Rref是在有效直徑內(nèi)的透鏡元件和樹脂層之間的界面的參考曲率半徑，L是在整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距處于最小(在第一和第二典型實(shí)施方案中的廣角端的變焦位置以及在第三典型實(shí)施方案中的復(fù)合光學(xué)元件Ga)的狀態(tài)下沿著光軸從孔徑光闌SP(它決定軸上邊緣光線)到界面之間的距離，ndg和vdg分別是透鏡元件的材料對(duì)d線的折射率和阿貝數(shù)，ndj和vdj分別是樹脂層的材料在d線處的折射率和阿貝數(shù)，θgF和θgd是樹脂層的材料的部分色散比，|dn/dT|是樹脂層的材料在d線處的折射率相對(duì)于0℃到40℃溫度范圍內(nèi)的溫度的變化速度的絕對(duì)值，φg是透鏡元件的屈光力，φj是樹脂層的屈光力，則可以滿足以下條件中的一個(gè)或多個(gè)條件-1.5＜Rref/L＜-0.3(1)0.1＜|ndg-ndj|(2a)5＜|vdg-vdj| (2b)-2.100×10-3·vdj+0.693＜θgF(3)0.555＜θgF＜0.9 (4)-2.407×10-3·vdj+1.420＜θgd(5)1.255＜θgd＜1.67 (6)vdj＜60 (7)
|dn/dT|＜2.5×10-4/℃(8)-1.2＜φj/φg＜0 (9)參考曲率半徑Rref是穿過非球面表面的頂點(diǎn)和非球面表面的有效直徑上的每個(gè)點(diǎn)的球面表面的半徑。
當(dāng)界面在孔徑光闌的物側(cè)時(shí)，距離L的符號(hào)是負(fù)的，當(dāng)界面在孔徑光闌的像側(cè)時(shí)，距離L的符號(hào)是正的。
光學(xué)組件的阿貝數(shù)和部分色散比如下所述。
當(dāng)在同為夫瑯和費(fèi)(Fraunhofer)譜線的g線(波長(zhǎng)435.8nm)、F線(486.1nm)、d線(587.6nm)和C線(656.3nm)處的折射率分別為Ng、NF、Nd和NC時(shí)，如下類似于通常的定義來(lái)定義阿貝數(shù)vd和部分色散比θgd和θgFvd＝(Nd-1)/(NF-NC)(10)θgd＝(Ng-Nd)/(NF-NC)，θgF＝(Ng-NF)/(NF-NC)(11)條件表達(dá)式(1)涉及透鏡元件和樹脂層之間的非球面界面的參考曲率半徑。當(dāng)滿足條件表達(dá)式(1)時(shí)，非球面表面的形狀類似于以光軸與孔徑光闌SP相交的點(diǎn)為中心的同心圓，從而可以抑制主要由于離軸主光線的折射引起的離軸像差。
當(dāng)條件表達(dá)式(1)的值低于下限時(shí)，界面的非球面形狀的曲率半徑相對(duì)于以光軸與孔徑光闌SP相交的點(diǎn)為中心的同心圓而言太大了。因此，無(wú)法充分地校正畸變。
當(dāng)條件表達(dá)式(1)的值高于上限時(shí)，界面的非球面形狀的曲率半徑相對(duì)于以光軸與孔徑光闌SP相交的點(diǎn)為中心的同心圓而言太小了。因此，可能很難校正場(chǎng)曲。
條件表達(dá)式(1)的數(shù)值范圍也可以被設(shè)置為-1.2＜Rref/L＜-0.5(1a)條件表達(dá)式(2a)和(2b)的設(shè)置是為了使界面的非球面表面表現(xiàn)出足夠的像差校正效果。
當(dāng)除了條件表達(dá)式(1)外還滿足條件表達(dá)式(2a)和(2b)中的一個(gè)或者兩個(gè)時(shí)，就可以獲得良好的光學(xué)性能。
條件表達(dá)式(2a)涉及透鏡元件和樹脂層之間在d線處的折射率之差。當(dāng)條件表達(dá)式(2a)的值低于下限時(shí)，在界面處不能獲得足夠的折射率之差。因此，即使使用了非球面表面，也無(wú)法可靠地校正像差。
條件表達(dá)式(2a)的數(shù)值范圍也可以被設(shè)置為0.13＜|ndg-ndj|(2aa)條件表達(dá)式(2b)涉及透鏡元件和樹脂層之間在d線處的阿貝數(shù)之差。當(dāng)條件表達(dá)式(2b)的值低于下限時(shí)，在界面處不能獲得足夠的阿貝數(shù)之差。因此，即使使用了非球面表面，也無(wú)法可靠地校正像差。
條件表達(dá)式(2b)的數(shù)值范圍也可以被設(shè)置為10＜|vdg-vdj| (2bb)在每個(gè)典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)中，具有大的(高的)部分色散比的樹脂層提供折射。
因此，具有屈光力的折射光學(xué)元件(光學(xué)組件)可以由具有高的部分色散比的樹脂組成。
包括在根據(jù)每個(gè)典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合光學(xué)元件在其入射側(cè)和出射側(cè)上都具有折射表面，并且至少一個(gè)折射表面具有屈光力。此外，包括在復(fù)合光學(xué)元件中的樹脂層可以包括滿足條件表達(dá)式(3)和(4)的材料，其中阿貝數(shù)是vdj，部分色散比是θgF。
當(dāng)滿足條件表達(dá)式(3)和(4)的樹脂層被包括在光學(xué)系統(tǒng)中作為折射光學(xué)元件時(shí)，可以在g線和C線之間的寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)可靠地校正色差。
通過如下設(shè)置條件表達(dá)式(3)的數(shù)值范圍，可以進(jìn)一步改進(jìn)校正色差的效果-2.100×10-3·vdj+0.693＜θgF＜-1.231×10-3·vdj+0.900(3a)另外，條件表達(dá)式(3)的數(shù)值范圍也可以被設(shè)置為-2.100×10-3·vdj+0.693＜θgF＜-1.389×10-3·vdj+0.823(3b)
另外，條件表達(dá)式(3)的數(shù)值范圍也可以被設(shè)置為0.700＜θgF＜0.756(3c)除了滿足條件表達(dá)式(3)、(3a)、(3b)或(3c)外，當(dāng)如下設(shè)置條件表達(dá)式(4)的數(shù)值范圍時(shí)，可以進(jìn)一步改進(jìn)校正色差的效果。
0.555＜θgF＜0.86 (4a)另外，該數(shù)值范圍也可以被設(shè)置為0.555＜θgF＜0.80 (4b)樹脂也可以滿足條件表達(dá)式(5)和(6)。
當(dāng)滿足條件表達(dá)式(5)和(6)時(shí)，可以容易地校正g線和d線之間的色差。這樣就可以在g線和c線之間的波長(zhǎng)范圍內(nèi)更加可靠地校正色差。
通過如下設(shè)置條件表達(dá)式(5)的數(shù)值范圍，可以進(jìn)一步改進(jìn)校正色差的效果-2.407×10-3·vdj+1.420＜θgd＜-1.152×10-3·vdj+1.651(5a)另外，條件表達(dá)式(5)的數(shù)值范圍也可以被設(shè)置為-2.407×10-3·vdj+1.420＜θgd＜-1.865×10-3·vdj+1.572(5b)另外，所述數(shù)值范圍也可以被設(shè)置為1.426＜θgd＜1.512(5c)除了滿足條件表達(dá)式(5)、(5a)、(5b)或(5c)外，當(dāng)如下設(shè)置條件表達(dá)式(6)的數(shù)值范圍時(shí)，可以進(jìn)一步改進(jìn)校正色差的效果。
1.255＜θgd＜1.61 (6a)另外，所述數(shù)值范圍也可以被設(shè)置為1.255＜θgd＜1.54 (6b)此外，考慮到色差校正，樹脂層的材料可以是滿足條件表達(dá)式(7)的固體材料。
通過如下設(shè)置條件表達(dá)式(7)的數(shù)值范圍，可以進(jìn)一步改進(jìn)校正色差的效果
vdj＜45(7a)另外，該數(shù)值范圍也可以被設(shè)置為vdj＜30(7b)另外，當(dāng)|dn/dT|是樹脂層的材料在d線處的折射率相對(duì)于0℃到40℃溫度范圍內(nèi)的溫度的變化速度的絕對(duì)值時(shí)，可以滿足條件表達(dá)式(8)。
當(dāng)條件表達(dá)式(8)的值超出給定范圍時(shí)，很難保證0℃到40℃溫度范圍內(nèi)的良好光學(xué)性能。
條件表達(dá)式(9)涉及包括在復(fù)合光學(xué)元件Ga1-3中的透鏡元件和樹脂層之間的屈光力之比。
當(dāng)條件表達(dá)式(9)的值低于下限時(shí)，樹脂層的屈光力太高了。因此，樹脂的厚度可能增大，樹脂形成工藝變難了。
當(dāng)條件表達(dá)式(9)的值高于上限時(shí)，樹脂層獲得的像差校正效果降低。
條件表達(dá)式(9)的數(shù)值范圍也可以被設(shè)置為-1.0＜φj/φg＜-0.1(9a)有多種樹脂可以滿足條件表達(dá)式(3)和(4)。具體地說，UV可固化樹脂(Nd＝1.635，vd＝22.7，θgF＝0.69)和N聚乙烯咔唑(Nd＝1.696，vd＝17.7，θgF＝0.69)是滿足條件表達(dá)式(3)和(4)的光學(xué)材料，這些材料代表了可以使用的適用材料的一些非限制性例子。
只要滿足條件表達(dá)式(3)和(4)，樹脂不限于上述樹脂。
作為與普通玻璃材料具有不同特性的光學(xué)材料的例子，可以使用一種將無(wú)機(jī)氧化物納米粒子分散到合成樹脂中的混合物。所述無(wú)機(jī)氧化物納米粒子例如是TiO2(Nd＝2.304，vd＝13.8)，Nb2O5(Nd＝2.367，vd＝14.0)，ITO(Nd＝1.8581，vd＝5.53)，Cr2O3(Nd＝2.2178，vd＝13.4)，BaTiO3(Nd＝2.4362，vd＝11.3)。
在這些無(wú)機(jī)氧化物中，例如當(dāng)TiO2(Nd＝2.304，vd＝13.8，θgF＝0.87)的粒子以足夠量的比例分散到合成樹脂中時(shí)，就可以獲得滿足條件表達(dá)式(3)和(4)的光學(xué)材料。
TiO2是一種用于多種用途的材料，例如在光學(xué)領(lǐng)域中用作形成光學(xué)膜(例如抗反射膜)的沉積材料。TiO2也被用作光催化劑、白色顏料，TiO2粒子被用作化妝用材料。
在每個(gè)典型實(shí)施方案中，當(dāng)考慮擴(kuò)散的影響時(shí)，分散在樹脂中的TiO2粒子的平均直徑可以被設(shè)置為約2nm到50nm，分散劑可被用來(lái)防止或減少凝聚。
聚合物可被用作分散TiO2粒子的介質(zhì)，使用成形模具，通過光聚合成形或熱聚合成形可以提供大批量生產(chǎn)能力。
另外，關(guān)于光學(xué)常數(shù)的特性，可以使用具有較高的部分色散比的聚合物、具有較低的阿貝數(shù)的聚合物或者同時(shí)具有較高的部分色散比和較低的阿貝數(shù)的聚合物。
例如，可以使用N聚乙烯咔唑、苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(有機(jī)玻璃)或者本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的其他聚合物。
在以下描述的典型實(shí)施方案中，UV可固化樹脂和N聚乙烯咔唑被用作其中分散有TiO2的基質(zhì)聚合物。然而，本發(fā)明不限于此。
通過以下公式可以容易地計(jì)算出其中分散有納米粒子的混合物的色散特性N(λ)，該公式是從公知的Drude公式導(dǎo)出的。更具體地說，可以如下計(jì)算出在波長(zhǎng)λ處的折射率N(λ)(12) N(λ)＝[1+V{NTiO2(λ)-1}+(1-V){NP2(λ)-1}]1/2其中，λ是任意波長(zhǎng)，NTiO是TiO2的折射率，NP是聚合物的折射率，V是TiO2粒子的總量和聚合物的量之比。
在每個(gè)典型實(shí)施方案中，由滿足條件表達(dá)式(3)和(4)的材料構(gòu)成的樹脂層被用作具有屈光力的光學(xué)元件的層(表面)。
此外，光學(xué)元件和樹脂層之間的界面是非球面的，諸如球面色像差這樣的色差雜光被可靠地校正。
界面可以形成在樹脂和環(huán)境(例如空氣)之間，或者可以形成在樹脂和具有較低折射率的光學(xué)材料之間。在這樣的情況下，色差可能隨著界面的曲率的細(xì)小變化而發(fā)生較大的改變。
表2示出了在典型實(shí)施方案的例子中使用的光學(xué)材料(作為其中分散有TiO2粒子的材料的UV可固化樹脂1，和N聚乙烯咔唑)的光學(xué)常數(shù)值，表3示出了包括在其中分散有TiO2粒子的材料中的UV可固化樹脂2和TiO2的光學(xué)常數(shù)值。
下面將分別描述與第一到第三典型實(shí)施方案的例子相對(duì)應(yīng)的第一到第三數(shù)值例的數(shù)值數(shù)據(jù)。在每個(gè)數(shù)值例中，i代表從物側(cè)開始計(jì)數(shù)的編號(hào)，ri代表第i個(gè)光學(xué)表面(第i表面)的曲率半徑，di代表光軸上的第i和第(i+1)透鏡表面之間的距離，ni和vi分別代表第i個(gè)光學(xué)元件在d線處的折射率和阿貝數(shù)。
最靠近像側(cè)的兩個(gè)表面形成一個(gè)光學(xué)模塊，例如濾光器和面板。
另外，f是焦距，F(xiàn)no是F數(shù)，ω是半視場(chǎng)角。
假如X是從表面頂點(diǎn)開始沿著光軸的位移，h是在垂直于光軸的方向上距離光軸的高度，r是傍軸曲率半徑，k是二次常數(shù)(圓錐常數(shù))，B和C是非球面系數(shù)，則用下式來(lái)表示非球面表面的形狀x(h)=(1/r)h21+{1-(1+k)(h/r)2+Bh4+Ch6]]>在非球面系數(shù)中，“e±XX”表示“×10±XX”。
表1示出了條件表達(dá)式和典型實(shí)施方案之間的關(guān)系。
根據(jù)第一數(shù)值例的光學(xué)系統(tǒng)是變焦比為2.8，開口比(openingratio)約為3.3到5.0的變焦鏡頭。
在第一數(shù)值例中，復(fù)合光學(xué)元件用作第一透鏡單元L1，UV可固化樹脂1用作所述樹脂。
根據(jù)第二數(shù)值例的光學(xué)系統(tǒng)是變焦比為2.8，開口比約為2.9到4.6的變焦鏡頭。
在第二數(shù)值例中，復(fù)合光學(xué)元件用作第一透鏡單元L1，N聚乙烯咔唑用作所述樹脂。
根據(jù)第三數(shù)值例的光學(xué)系統(tǒng)是開口比約為4.0的成像鏡頭。
在第三數(shù)值例中，光學(xué)系統(tǒng)僅由復(fù)合光學(xué)元件組成，TiO23％-UV可固化樹脂2用作所述樹脂。
數(shù)值例1f＝6.591到18.651，F(xiàn)no＝3.26到5.04，2ω＝56.6°到21.6°R1＝-8.116D1＝0.70 N1＝1.48749vd1＝70.2R2＝10.415D2＝0.30 N2＝1.63555vd2＝22.7R3＝17.645D3＝可變R4＝光闌 D4＝-0.40R5＝4.038 D5＝1.80 N3＝1.80100vd3＝35.0R6＝-20.533 D6＝0.20R7＝42.450D7＝0.50 N4＝1.92286vd4＝18.9R8＝4.349 D8＝可變R9＝70.951D9＝1.30 N5＝1.77250vd5＝49.6R10＝-15.868 D10＝可變R11＝∞ D11＝1.30N6＝1.51633vd6＝64.1R12＝∞

非球面系數(shù)R1k＝-2.45470e+00B＝2.40366e-04C＝-2.00042e-07R2k＝2.04972e+00 B＝-8.55954e-05 C＝1.27083e-05R3k＝1.03182e+01 B＝1.37505e-04C＝6.12849e-06R5k＝-2.88269e+00B＝5.09961e-03C＝-1.22449e-04R8k＝-3.11010e+00B＝8.60077e-03C＝2.82336e-04R9k＝0.00000e+00 B＝2.78356e-04C＝-1.41086e-06數(shù)值例2
f＝6.590到18.640，F(xiàn)no＝2.94到4.61，2ω＝56.6°到21.6°R1＝-9.362D1＝0.60 N1＝1.48749vd1＝70.2R2＝13.690D2＝0.35 N2＝1.69591vd2＝17.7R3＝20.719D3＝可變R4＝光闌 D4＝0.15R5＝5.061 D5＝2.50 N3＝1.76200vd3＝40.1R6＝-2.375D6＝0.50 N4＝1.69895vd4＝30.1R7＝7.763 D7＝可變R8＝10.445D8＝1.40 N5＝1.77250vd5＝49.6R9＝16.994D9＝可變R10＝∞ D10＝1.00N6＝1.51633vd6＝64.1R11＝∞

非球面系數(shù)R1k＝3.89310e-01B＝4.37755e-04C＝1.92683e-06D＝6.33555e-09R2k＝-3.79455e+00 B＝3.26079e-04C＝-1.97275e-06R3k＝-2.67610e-01 B＝1.64690e-04C＝4.35733e-06R5k＝1.80938e-02B＝1.20823e-05C＝2.40546e-05R6k＝-2.46679e+00 B＝-3.36766e-03 C＝3.18762e-04R7k＝1.69997e+00B＝1.40072e-03C＝2.56727e-04R8k＝0.00000e+00B＝8.51454e-05C＝3.35662e-07數(shù)值例3f＝5.860，F(xiàn)no＝4.00，2ω＝62.4°
R1＝光闌 D1＝0.50R2＝12.033 D2＝2.00N1＝1.80400vd1＝46.6R3＝-1.076 D3＝0.30N2＝1.55324vd2＝39.8R4＝4.304D4＝1.00R5＝∞ D5＝1.30N3＝1.51633vd3＝64.1R6＝∞非球面系數(shù)R2k＝-3.65363e+02B＝3.74430e-03C＝-1.96470e-02R3k＝-4.45291e-01B＝2.95874e-02C＝5.22699e-03R4k＝1.05082e+00 B＝-2.82523e-03 C＝6.24570e-04表1

表2

表3

下面將參考圖11描述包括根據(jù)本發(fā)明典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)(用作成像光學(xué)系統(tǒng))的數(shù)碼照相機(jī)(圖像拾取設(shè)備)。
參考圖11，數(shù)碼照相機(jī)包括照相機(jī)體20；包括根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)的成像光學(xué)系統(tǒng)21；固態(tài)圖像拾取器件(光電轉(zhuǎn)換器)22，例如CCD，它接收成像光學(xué)系統(tǒng)21形成的物體圖像；記錄與圖像拾取器件22接收的物體圖像相對(duì)應(yīng)的信息的存儲(chǔ)器23；以及用于觀察顯示在顯示單元(未示出)上的物體圖像的取景器24。
顯示單元包括顯示面板(例如液晶)并顯示形成在圖像拾取器件上的物體圖像。
這樣，利用根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)就可以獲得體積小、光學(xué)性能高的圖像拾取設(shè)備，例如數(shù)碼照相機(jī)。
在根據(jù)本典型實(shí)施方案的光學(xué)系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生大的畸變時(shí)，可以使用已知的電學(xué)像差校正方法來(lái)校正畸變。
當(dāng)如上設(shè)置光學(xué)元件時(shí)，就可以獲得具有以下特點(diǎn)的光學(xué)系統(tǒng)該系統(tǒng)包括具有高的環(huán)境抵抗力的復(fù)合光學(xué)元件，可以容易地制造，可以可靠地校正包括色差在內(nèi)的像差，并且適于用在包括固態(tài)圖像拾取器件的成像系統(tǒng)中。
雖然已結(jié)合典型實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于所公開的典型實(shí)施方案。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋，以便將所有修改、等同結(jié)構(gòu)和功能都包括進(jìn)來(lái)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)系統(tǒng)，包括包括透鏡元件和樹脂層的復(fù)合光學(xué)元件，所述樹脂層具有與所述透鏡元件的光學(xué)特性不同的光學(xué)特性，并且設(shè)在所述透鏡元件的表面上，其中，所述透鏡元件和所述樹脂層之間的界面是非球面的，并且其中，假設(shè)Rref是在有效直徑內(nèi)的所述界面的參考曲率半徑，L是在整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距處于最小的狀態(tài)下沿著光軸從決定軸上邊緣光線的光闌到所述界面的距離，ndg是所述透鏡元件的材料在d線處的折射率，ndj是所述樹脂層的材料在d線處的折射率，則滿足以下表達(dá)式-1.5＜Rref/L＜-0.30.1＜|ndg-ndj|。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)系統(tǒng)，其中，假設(shè)θgF是所述樹脂層的材料的部分色散比，vdj是所述樹脂層的材料在d線處的阿貝數(shù)，則滿足以下表達(dá)式-2.100×10-3·vdj+0.693＜θgF0.555＜θgF＜0.9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)系統(tǒng)，其中，假設(shè)θgd是所述樹脂層的材料的部分色散比，vdj是所述樹脂層的材料在d線處的阿貝數(shù)，則滿足以下表達(dá)式-2.407×10-3·vdj+1.420＜θgd1.255＜θgd＜1.67。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)系統(tǒng)，其中，假設(shè)vdj是所述樹脂層的材料在d線處的阿貝數(shù)，則滿足以下表達(dá)式vdj＜60。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述樹脂層的材料是無(wú)機(jī)粒子分散在透明介質(zhì)中形成的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)系統(tǒng)，其中，假設(shè)|dn/dT|是所述樹脂層的材料在d線處的折射率相對(duì)于0℃到40℃溫度范圍內(nèi)的溫度的變化速度的絕對(duì)值，則滿足以下表達(dá)式|dn/dT|＜2.5×10-4/℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)系統(tǒng)，其中，假設(shè)φg是所述透鏡元件的屈光力，φj是所述樹脂層的屈光力，則滿足以下表達(dá)式-1.2＜φj/φg＜0。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)在光電轉(zhuǎn)換器上形成圖像。
9.一種圖像拾取設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)系統(tǒng)；和接收由所述光學(xué)系統(tǒng)形成的圖像的光電轉(zhuǎn)換器。
10.一種光學(xué)系統(tǒng)，包括包括透鏡元件和樹脂層的復(fù)合光學(xué)元件，所述樹脂層具有與所述透鏡元件的光學(xué)特性不同的光學(xué)特性，并且設(shè)在所述透鏡元件的表面上，其中，所述透鏡元件和所述樹脂層之間的界面是非球面的，并且其中，假設(shè)Rref是在有效直徑內(nèi)的所述界面的參考曲率半徑，L是在整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距處于最小的狀態(tài)下沿著光軸從決定軸上邊緣光線的光闌到所述界面的距離，vdg是所述透鏡元件的材料在d線處的阿貝數(shù)，vdj是所述樹脂層的材料在d線處的阿貝數(shù)，則滿足以下表達(dá)式-1.5＜Rref/L＜-0.35＜|vdg-vdj|。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的光學(xué)系統(tǒng)，其中，假設(shè)θgF是所述樹脂層的材料的部分色散比，則滿足以下表達(dá)式-2.100×10-3·vdj+0.693＜θgF0.555＜θgF＜0.9。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的光學(xué)系統(tǒng)，其中，假設(shè)θgd是所述樹脂層的材料的部分色散比，則滿足以下表達(dá)式-2.407×10-3·vdj+1.420＜θgd1.255＜θgd＜1.67。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述樹脂層的材料在d線處的阿貝數(shù)vdj滿足以下表達(dá)式vdj＜60。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述樹脂層的材料是無(wú)機(jī)粒子分散在透明介質(zhì)中形成的混合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的光學(xué)系統(tǒng)，其中，假設(shè)|dn/dT|是所述樹脂層的材料在d線處的折射率相對(duì)于0℃到40℃溫度范圍內(nèi)的溫度的變化速度的絕對(duì)值，則滿足以下表達(dá)式|dn/dT|＜2.5×10-4/℃。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的光學(xué)系統(tǒng)，其中，假設(shè)φg是所述透鏡元件的屈光力，φj是所述樹脂層的屈光力，則滿足以下表達(dá)式-1.2＜φj/φg＜0。
17.根據(jù)權(quán)利要求10的光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)在光電轉(zhuǎn)換器上形成圖像。
18.一種圖像拾取設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求10的光學(xué)系統(tǒng)；和接收由所述光學(xué)系統(tǒng)形成的圖像的光電轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
本發(fā)明涉及光學(xué)系統(tǒng)和包括該光學(xué)系統(tǒng)的圖像拾取設(shè)備。至少一個(gè)典型實(shí)施方案涉及一種包括復(fù)合光學(xué)元件的光學(xué)系統(tǒng)，所述復(fù)合光學(xué)元件包括透鏡元件和樹脂層，該樹脂層與透鏡元件具有不同的光學(xué)特性并且與透鏡元件之間具有非球面的界面。假設(shè)Rref是在有效直徑內(nèi)的界面的參考曲率半徑，L是距光闌的距離，ndg和vdg分別是透鏡元件的材料在d線處的折射率和阿貝數(shù)，ndj和vdj分別是樹脂層的材料在d線處的折射率和阿貝數(shù)，則滿足以下表達(dá)式－1.5＜Rref/L＜－0.3，以及，0.1＜|ndg－ndj|和5＜|vdg－vdj|之一。
文檔編號(hào)G02B13/18GK1924616SQ20061012668
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月2日
發(fā)明者關(guān)田誠(chéng) 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社