专利名称：成像光学系统以及使用该成像光学系统的摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用光学部件(例如，光学透镜、平行平板)在成像部(例如，摄像元件的摄像面)上对被摄体像进行成像的成像光学系统、以及使用该成像光学系统的摄像装置。
背景技术：
在以往的成像光学系统中，存在有引起像质恶化的被称作所谓光斑(flare)或叠 影(ghost)而不对成像做出贡献的无用光束(杂散光)。作为其主要原因，能够举出如视场 角外的入射光线在光学透镜的透镜面或端部反射，到达摄像元件的摄像面所致。以往，作为防止这种光斑或叠影引起像质恶化的手段，提出有如下技术(例如，参 见专利文献1 3)。S卩，专利文献1中提出了一种环形光阑(flare stop)，该光阑组装在保持光学透 镜的透镜镜筒内，使入射到所述光学透镜的光线通过中心部的圆形开口，从而抑制光斑的 产生，该光阑的所述圆形开口的端面相对于摄影光轴倾斜。此外，专利文献2中提出了一种抗杂散光结构，该抗杂散光结构在透镜镜筒内设 置遮光板，以阻止杂散光透过。另外，专利文献3中提出了一种为消除光斑而插入有第二光圈的摄像用透镜。专利文献1 日本专利第3891567号公报专利文献2 日本特开2001-242365号公报专利文献3 日本专利第3396683号公报但是，即使像专利文献1 3那样设置光阑等，仅靠一般的透镜设计，仍无法充分 抑制引起像质恶化的光斑、叠影的产生。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中的上述课题而提出的，其目的在于，提供一种能够 充分抑制引起像质恶化的光斑、叠影的产生的成像光学系统、以及使用该成像光学系统的
摄像装置。为了达到上述目的，本发明所涉及的成像光学系统将从物体侧入射的光线射出到 像面侧，在成像部对被摄体的像进行成像，其特征在于，通过光学部件的全反射，将视场角 外的入射光线遮断。根据所述本发明的成像光学系统，能够通过光学部件的全反射将视场角外的入射 光线遮断，从而能够使得视场角外的无用光束不能到达成像部。其结果，能够充分抑制引起 像质恶化的光斑、叠影的产生。在所述本发明的成像光学系统中，优选所述光学部件的使所述视场角外的入射光 线全反射的全反射面设置于光学面的有效孔径部。根据该优选例，能够有效遮断视场角外 的无用光束。
此外，在所述本发明的成像光学系统中，优选所述光学部件的使所述视场角外的 入射光线全反射的全反射面设置于光学面的有效孔径部之外。根据该优选例，能够充分抑 制引起像质恶化的光斑、叠影的产生，并且还能够对光学面的有效孔径部进行自由设计。此 外，若在光学面的有效孔径部也设置使所述视场角外的入射光线全反射的全反射面，则能 够进一步提高抑制引起像质恶化的光斑、叠影的产生的效果。此外，在所述本发明的成像光学系统中，优选所述光学部件的使所述视场角外的 入射光线全反射的全反射面，具有相对于所述入射光线为凸的凸面形状。此外，在所述本发明的成像光学系统中，优选所述光学部件的使所述视场角外的 入射光线全反射的全反射面，相对于所述入射光线倾斜配置。此外，在所述本发明的成像光学系统中，优选在使所述视场角外的入射光线全反 射的全反射面反射后的光线到达的部位，设置有阻止在所述全反射面反射后的光线到达所 述成像部的机构。根据该优选例，能够防止引起像质恶化的光斑、叠影的产生。此外，在该 情况下，优选阻止在所述全反射面反射后的光线到达所述成像部的机构由反射防止结构或 散射结构构成。根据该优选例，能够防止全反射后的光线的一部分在其他部位进一步反射 而到达成像部。此外，在该情况下，阻止在所述全反射面反射后的光线到达所述成像部的机 构设置于所述光学部件。根据该优选例，能够在光学部件的加工工序中完成包括阻止在全 反射面反射后的光线到达成像部的机构的本发明。此外，本发明所涉及的摄像装置具备将与被摄体对应的光信号转换成图像信号输 出的摄像元件、以及在所述摄像元件的摄像面对所述被摄体的象进行成像的成像光学系 统，其特征在于，作为所述成像光学系统，使用所述本发明的成像光学系统。根据所述本发明的摄像装置，作为成像光学系统，使用所述本发明的成像光学系 统，从而能够充分抑制引起像质恶化的光斑、叠影的产生，能够提供高性能的摄像装置、以 及搭载有该摄像装置的高性能的便携式电话机等移动产品。发明效果如上所述，根据本发明，能够充分抑制引起像质恶化的光斑、叠影的产生，并能够 提供与搭载于带摄像头的便携式电话机等移动产品上的摄像元件对应的成像光学系统、以 及使用该成像光学系统的摄像装置。
图1是表示本发明的第一实施方式中的成像光学系统的结构的配置图。图2是表示本发明的第二实施方式中的成像光学系统的结构的配置图。附图标记说明a、b、c、d、a’、b’、c’、d’光线；e透镜面(全反射面)；f透镜面；g面(全反射面)； S摄像面；1、8第一透镜；2、9第二透镜；2a、10a端部；3、10第三透镜；4第四透镜；5、11孔 径光阑；6平行平板；7、13成像光学系统
具体实施例方式下面，利用实施方式进一步具体地说明本发明。(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式中的成像光学系统的结构的配置图。[1.成像光学系统的结构]首先，说明本实施方式的成像光学系统的结构。如图1所示，本实施方式的成像光学系统7具备从物体侧(图1中为左侧)朝向 像面侧(图1中为右侧)依次配置的孔径光阑5以及作为光学部件的第一透镜1、第二透 镜2、第三透镜3、第四透镜4，该第一透镜1具有正光焦度(positive power)，两面均为凸 面，该第二透镜2具有负光焦度(negative power)，由像面侧的透镜面为凹面的弯月透镜 构成，该第三透镜3具有正光焦度，由像面侧的透镜面为凸面的弯月透镜构成，该第四透镜 4具有负光焦度，像面侧的透镜面在光轴附近为凹面。在此，成像光学系统7是摄像用单焦 点透镜，将从物体侧入射的光线射出到像面侧，在成像部(本实施方式中为摄像元件的摄 像面S)形成光学像(形成被摄体像)；摄像元件将与被摄体对应的光信号转换成图像信号 输出。而且，使用摄像元件和成像光学系统7构成摄像装置。第一透镜1 第四透镜4的各透镜面可以适当地形成为非球面，透镜面的非球面 形状采用下述数学式1求出(后述的第二实施方式中也相同)。[数学式1]
权利要求
一种成像光学系统，将从物体侧入射的光线射出到像面侧，在成像部对被摄体的像进行成像，其特征在于，通过光学部件的全反射将视场角外的入射光线遮断。
2.根据权利要求1所述的成像光学系统，其中，所述光学部件的使所述视场角外的入射光线全反射的全反射面设置于光学面的有效 孔径部。
3.根据权利要求1或2所述的成像光学系统，其中，所述光学部件的使所述视场角外的入射光线全反射的全反射面设置于光学面的有效 孔径部之外。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的成像光学系统，其中，所述光学部件的使所述视场角外的入射光线全反射的全反射面具有相对于所述入射 光线为凸的凸面形状。
5.根据权利要求1 3中任一项所述的成像光学系统，其中，所述光学部件的使所述视场角外的入射光线全反射的全反射面相对于所述入射光线 倾斜配置。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的成像光学系统，其中，在使所述视场角外的入射光线全反射的全反射面反射后的光线到达的部位，设置有阻 止在所述全反射面反射后的光线到达所述成像部的机构。
7.根据权利要求6所述的成像光学系统，其中，阻止在所述全反射面反射后的光线到达所述成像部的机构由反射防止结构或散射结 构构成。
8.根据权利要求6或7所述的成像光学系统，其中，阻止在所述全反射面反射后的光线到达所述成像部的机构设置于所述光学部件。
9.一种摄像装置，具备将与被摄体对应的光信号转换成图像信号输出的摄像元件、以 及在所述摄像元件的摄像面上对所述被摄体的像进行成像的成像光学系统，其特征在于，使用权利要求1 8中任一项所述的成像光学系统作为所述成像光学系统。
全文摘要
提供能够充分抑制引起像质恶化的光斑、叠影的产生的成像光学系统。成像光学系统(7)具备从物体侧朝向像面侧依次配置的孔径光阑(5)以及作为光学部件的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)，该第一透镜(1)具有正光焦度，两面均为凸面，该第二透镜(2)具有负光焦度，由像面侧的透镜面为凹面的弯月透镜构成，该第三透镜(3)具有正光焦度，由像面侧的透镜面为凸面的弯月透镜构成，该第四透镜(4)具有负光焦度，像面侧的透镜面在光轴附近为凹面。在第二透镜(2)的像面侧的透镜面(e)的有效孔径部设置有使视场角外的入射光线全反射的全反射面。
文档编号G02B13/18GK101990646SQ20098011225
公开日2011年3月23日 申请日期2009年8月5日 优先权日2008年11月13日
发明者井场拓巳, 山下优年 申请人:松下电器产业株式会社