專利名稱：成像光學(xué)系統(tǒng)以及使用該成像光學(xué)系統(tǒng)的攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用光學(xué)部件(例如，光學(xué)透鏡、平行平板)在成像部(例如，攝像元件的攝像面)上對被攝體像進(jìn)行成像的成像光學(xué)系統(tǒng)、以及使用該成像光學(xué)系統(tǒng)的攝像裝置。
背景技術(shù)：
在以往的成像光學(xué)系統(tǒng)中，存在有引起像質(zhì)惡化的被稱作所謂光斑(flare)或疊 影(ghost)而不對成像做出貢獻(xiàn)的無用光束(雜散光)。作為其主要原因，能夠舉出如視場 角外的入射光線在光學(xué)透鏡的透鏡面或端部反射，到達(dá)攝像元件的攝像面所致。以往，作為防止這種光斑或疊影引起像質(zhì)惡化的手段，提出有如下技術(shù)(例如，參 見專利文獻(xiàn)1 3)。S卩，專利文獻(xiàn)1中提出了一種環(huán)形光闌(flare stop)，該光闌組裝在保持光學(xué)透 鏡的透鏡鏡筒內(nèi)，使入射到所述光學(xué)透鏡的光線通過中心部的圓形開口，從而抑制光斑的 產(chǎn)生，該光闌的所述圓形開口的端面相對于攝影光軸傾斜。此外，專利文獻(xiàn)2中提出了一種抗雜散光結(jié)構(gòu)，該抗雜散光結(jié)構(gòu)在透鏡鏡筒內(nèi)設(shè) 置遮光板，以阻止雜散光透過。另外，專利文獻(xiàn)3中提出了一種為消除光斑而插入有第二光圈的攝像用透鏡。專利文獻(xiàn)1 日本專利第3891567號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2001-242365號公報專利文獻(xiàn)3 日本專利第3396683號公報但是，即使像專利文獻(xiàn)1 3那樣設(shè)置光闌等，僅靠一般的透鏡設(shè)計，仍無法充分 抑制引起像質(zhì)惡化的光斑、疊影的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述課題而提出的，其目的在于，提供一種能夠 充分抑制引起像質(zhì)惡化的光斑、疊影的產(chǎn)生的成像光學(xué)系統(tǒng)、以及使用該成像光學(xué)系統(tǒng)的
攝像裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的成像光學(xué)系統(tǒng)將從物體側(cè)入射的光線射出到 像面?zhèn)?，在成像部對被攝體的像進(jìn)行成像，其特征在于，通過光學(xué)部件的全反射，將視場角 外的入射光線遮斷。根據(jù)所述本發(fā)明的成像光學(xué)系統(tǒng)，能夠通過光學(xué)部件的全反射將視場角外的入射 光線遮斷，從而能夠使得視場角外的無用光束不能到達(dá)成像部。其結(jié)果，能夠充分抑制引起 像質(zhì)惡化的光斑、疊影的產(chǎn)生。在所述本發(fā)明的成像光學(xué)系統(tǒng)中，優(yōu)選所述光學(xué)部件的使所述視場角外的入射光 線全反射的全反射面設(shè)置于光學(xué)面的有效孔徑部。根據(jù)該優(yōu)選例，能夠有效遮斷視場角外 的無用光束。
此外，在所述本發(fā)明的成像光學(xué)系統(tǒng)中，優(yōu)選所述光學(xué)部件的使所述視場角外的 入射光線全反射的全反射面設(shè)置于光學(xué)面的有效孔徑部之外。根據(jù)該優(yōu)選例，能夠充分抑 制引起像質(zhì)惡化的光斑、疊影的產(chǎn)生，并且還能夠?qū)鈱W(xué)面的有效孔徑部進(jìn)行自由設(shè)計。此 外，若在光學(xué)面的有效孔徑部也設(shè)置使所述視場角外的入射光線全反射的全反射面，則能 夠進(jìn)一步提高抑制引起像質(zhì)惡化的光斑、疊影的產(chǎn)生的效果。此外，在所述本發(fā)明的成像光學(xué)系統(tǒng)中，優(yōu)選所述光學(xué)部件的使所述視場角外的 入射光線全反射的全反射面，具有相對于所述入射光線為凸的凸面形狀。此外，在所述本發(fā)明的成像光學(xué)系統(tǒng)中，優(yōu)選所述光學(xué)部件的使所述視場角外的 入射光線全反射的全反射面，相對于所述入射光線傾斜配置。此外，在所述本發(fā)明的成像光學(xué)系統(tǒng)中，優(yōu)選在使所述視場角外的入射光線全反 射的全反射面反射后的光線到達(dá)的部位，設(shè)置有阻止在所述全反射面反射后的光線到達(dá)所 述成像部的機(jī)構(gòu)。根據(jù)該優(yōu)選例，能夠防止引起像質(zhì)惡化的光斑、疊影的產(chǎn)生。此外，在該 情況下，優(yōu)選阻止在所述全反射面反射后的光線到達(dá)所述成像部的機(jī)構(gòu)由反射防止結(jié)構(gòu)或 散射結(jié)構(gòu)構(gòu)成。根據(jù)該優(yōu)選例，能夠防止全反射后的光線的一部分在其他部位進(jìn)一步反射 而到達(dá)成像部。此外，在該情況下，阻止在所述全反射面反射后的光線到達(dá)所述成像部的機(jī) 構(gòu)設(shè)置于所述光學(xué)部件。根據(jù)該優(yōu)選例，能夠在光學(xué)部件的加工工序中完成包括阻止在全 反射面反射后的光線到達(dá)成像部的機(jī)構(gòu)的本發(fā)明。此外，本發(fā)明所涉及的攝像裝置具備將與被攝體對應(yīng)的光信號轉(zhuǎn)換成圖像信號輸 出的攝像元件、以及在所述攝像元件的攝像面對所述被攝體的象進(jìn)行成像的成像光學(xué)系 統(tǒng)，其特征在于，作為所述成像光學(xué)系統(tǒng)，使用所述本發(fā)明的成像光學(xué)系統(tǒng)。根據(jù)所述本發(fā)明的攝像裝置，作為成像光學(xué)系統(tǒng)，使用所述本發(fā)明的成像光學(xué)系 統(tǒng)，從而能夠充分抑制引起像質(zhì)惡化的光斑、疊影的產(chǎn)生，能夠提供高性能的攝像裝置、以 及搭載有該攝像裝置的高性能的便攜式電話機(jī)等移動產(chǎn)品。發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠充分抑制引起像質(zhì)惡化的光斑、疊影的產(chǎn)生，并能夠 提供與搭載于帶攝像頭的便攜式電話機(jī)等移動產(chǎn)品上的攝像元件對應(yīng)的成像光學(xué)系統(tǒng)、以 及使用該成像光學(xué)系統(tǒng)的攝像裝置。


圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式中的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的配置圖。圖2是表示本發(fā)明的第二實施方式中的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的配置圖。附圖標(biāo)記說明a、b、c、d、a’、b’、c’、d’光線；e透鏡面(全反射面)；f透鏡面；g面(全反射面)； S攝像面；1、8第一透鏡；2、9第二透鏡；2a、10a端部；3、10第三透鏡；4第四透鏡；5、11孔 徑光闌；6平行平板；7、13成像光學(xué)系統(tǒng)
具體實施例方式下面，利用實施方式進(jìn)一步具體地說明本發(fā)明。(第一實施方式)
圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式中的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的配置圖。[1.成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)]首先，說明本實施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，本實施方式的成像光學(xué)系統(tǒng)7具備從物體側(cè)(圖1中為左側(cè))朝向 像面?zhèn)?圖1中為右側(cè))依次配置的孔徑光闌5以及作為光學(xué)部件的第一透鏡1、第二透 鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4，該第一透鏡1具有正光焦度(positive power)，兩面均為凸 面，該第二透鏡2具有負(fù)光焦度(negative power)，由像面?zhèn)鹊耐哥R面為凹面的彎月透鏡 構(gòu)成，該第三透鏡3具有正光焦度，由像面?zhèn)鹊耐哥R面為凸面的彎月透鏡構(gòu)成，該第四透鏡 4具有負(fù)光焦度，像面?zhèn)鹊耐哥R面在光軸附近為凹面。在此，成像光學(xué)系統(tǒng)7是攝像用單焦 點透鏡，將從物體側(cè)入射的光線射出到像面?zhèn)?，在成像?本實施方式中為攝像元件的攝 像面S)形成光學(xué)像(形成被攝體像)；攝像元件將與被攝體對應(yīng)的光信號轉(zhuǎn)換成圖像信號 輸出。而且，使用攝像元件和成像光學(xué)系統(tǒng)7構(gòu)成攝像裝置。第一透鏡1 第四透鏡4的各透鏡面可以適當(dāng)?shù)匦纬蔀榉乔蛎妫哥R面的非球面 形狀采用下述數(shù)學(xué)式1求出(后述的第二實施方式中也相同)。[數(shù)學(xué)式1]
權(quán)利要求
一種成像光學(xué)系統(tǒng)，將從物體側(cè)入射的光線射出到像面?zhèn)?，在成像部對被攝體的像進(jìn)行成像，其特征在于，通過光學(xué)部件的全反射將視場角外的入射光線遮斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)部件的使所述視場角外的入射光線全反射的全反射面設(shè)置于光學(xué)面的有效 孔徑部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)部件的使所述視場角外的入射光線全反射的全反射面設(shè)置于光學(xué)面的有效 孔徑部之外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)部件的使所述視場角外的入射光線全反射的全反射面具有相對于所述入射 光線為凸的凸面形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項所述的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述光學(xué)部件的使所述視場角外的入射光線全反射的全反射面相對于所述入射光線 傾斜配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項所述的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中，在使所述視場角外的入射光線全反射的全反射面反射后的光線到達(dá)的部位，設(shè)置有阻 止在所述全反射面反射后的光線到達(dá)所述成像部的機(jī)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中，阻止在所述全反射面反射后的光線到達(dá)所述成像部的機(jī)構(gòu)由反射防止結(jié)構(gòu)或散射結(jié) 構(gòu)構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的成像光學(xué)系統(tǒng)，其中，阻止在所述全反射面反射后的光線到達(dá)所述成像部的機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述光學(xué)部件。
9.一種攝像裝置，具備將與被攝體對應(yīng)的光信號轉(zhuǎn)換成圖像信號輸出的攝像元件、以 及在所述攝像元件的攝像面上對所述被攝體的像進(jìn)行成像的成像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，使用權(quán)利要求1 8中任一項所述的成像光學(xué)系統(tǒng)作為所述成像光學(xué)系統(tǒng)。
全文摘要
提供能夠充分抑制引起像質(zhì)惡化的光斑、疊影的產(chǎn)生的成像光學(xué)系統(tǒng)。成像光學(xué)系統(tǒng)(7)具備從物體側(cè)朝向像面?zhèn)纫来闻渲玫目讖焦怅@(5)以及作為光學(xué)部件的第一透鏡(1)、第二透鏡(2)、第三透鏡(3)、第四透鏡(4)，該第一透鏡(1)具有正光焦度，兩面均為凸面，該第二透鏡(2)具有負(fù)光焦度，由像面?zhèn)鹊耐哥R面為凹面的彎月透鏡構(gòu)成，該第三透鏡(3)具有正光焦度，由像面?zhèn)鹊耐哥R面為凸面的彎月透鏡構(gòu)成，該第四透鏡(4)具有負(fù)光焦度，像面?zhèn)鹊耐哥R面在光軸附近為凹面。在第二透鏡(2)的像面?zhèn)鹊耐哥R面(e)的有效孔徑部設(shè)置有使視場角外的入射光線全反射的全反射面。
文檔編號G02B13/18GK101990646SQ20098011225
公開日2011年3月23日 申請日期2009年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月13日
發(fā)明者井場拓巳, 山下優(yōu)年 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社