光学元件、光学系统以及光学装置的制作方法

1.本发明涉及移动电话用拍摄镜头、移动设备用拍摄镜头、机器人用相机用镜头、车载用镜头、工业相机用镜头、使用这些镜头的拍摄系统或照明光学系统。


背景技术：

2.以往，具有：将成像镜头的必要的视场角外、照明光学系统的配光角外的光线遮挡的镜头遮光罩、对设备的视场角、配光角进行控制的滤光片、或光学设备的构成零部件、以及组装有这些部件的拍摄装置。
3.移动电话(智能手机)等中，搭载有广角相机和远摄相机(telecamera)这两种，通过图像处理进行伪变焦。上述远摄相机使用高度低且焦距长的镜头。
4.像这样的镜头中，为了将必要的视场角外、配光角外的光线遮挡而防止由该光线导致的重影、杂光，需要某种程度的长度的镜头遮光罩，不过，不适合于目前追求薄度的移动电话的厚度。
5.因此，不得已放弃针对重影等的对策、或者使移动电话增厚。在这样的背景下，追求高度低的镜头遮光罩。
6.另外，车载相机用镜头、机器人相机用镜头中，多数情况下因拍摄的姿态或较强的光源而出现重影问题，从而追求不会妨碍相机系统紧凑化的方法。
7.此外，照明光学系统中，要求高效地将杂散光等多余的光线遮挡的方法。
8.以往，对于使视场角外的入射光线进行全反射的全反射面，使其相对于画面外的入射光线具有凸面形状而使得画面外的光线进行全反射，由此将这些光线遮挡(下述专利文献1)。
9.另外，以往将具有至少1个棱镜的棱镜组配置于光路内，使画面外的入射光线通过全反射而向光路之外散射(下述专利文献2)。
10.此外，以往存在如下取景器装置，其中，配置有隔着气隙而彼此对置的第一棱镜和第二棱镜，并以使得从取景器观察视场外入射至第一棱镜的光入射面的光在与气隙对置的面进行全反射的方式使该面倾斜(下述专利文献3)。
11.现有技术文献
12.专利文献
13.专利文献1：日本特许第5097086号公报
14.专利文献2：日本特开2018－84796号公报
15.专利文献3：日本特开2001－264854号公报


技术实现要素：

16.上述专利文献1的发明中，使得入射光线在凸状面进行全反射，即便将视场角外的入射光线遮挡，也仅能将光束的一部分遮挡。因此，虽然针对广角的一部分的重影对策有效，但是，难以应对明亮的长焦镜头等。如果使其应对明亮的长焦镜头等，则曲面变深，由此
强烈地产生像差，其校正变得困难。如果改善该像差，则透镜的构成个数增多，不用说遮挡入射光，针对由构成个数增加所导致的重影的对策也变得困难。即，引用文献1中，由于透镜面承担遮光的作用，所以，作为透镜面的本来作用的像差校正变得草率，设计的自由度降低，其校正变得困难，从而导致镜头大型化。
17.上述专利文献2的发明中，利用棱镜使视场角外的入射光线进行全反射而将其遮挡的效果相对于一个棱镜而言为一个方向，无法将所有方向上的视场角外的入射光束都遮挡。如果想要增加对应方向，则需要与应对的方向的数量相应个数的棱镜，因此，导致镜头大型化。
18.上述专利文献3的发明的目的在于：提供能够观察到取景器视场的轮廓清楚、明亮且良好的取景器图像的薄型取景器装置以及采用了该取景器装置的光学设备。并非将拍摄镜头的画面外的光线遮挡而防止重影、杂光。如果出于防止拍摄镜头的重影、杂光的目的而使用专利文献3中记载的发明，则由于未对反射点实施防反射对策，所以在反射点发生漫反射，引起内表面反射而产生画质的劣化。
19.另外，具备主镜、副镜的反射光学系统中，由于安装遮光罩，从而存在不会依次通过主镜、副镜而是从入射侧到达拍摄元件的泄漏光。该光线也会导致画质劣化。
20.本发明是鉴于现有技术的上述问题而完成的，提供将画面外的光线可靠地遮挡的紧凑的光学元件。具体而言，提供一种光学元件，其能够使光学系统整体实现小型化，并且，通过将必要的视场角外、配光角外的光线可靠地遮挡，能够防止因画面外的光线而产生重影、杂光、泄漏光、杂散光，从而能够防止画质劣化。另外，在照明光学系统中，提供高效地将杂散光等多余光线遮挡的光学元件。
21.一种光学元件，其特征在于，
22.沿着光轴自物体侧或照射侧开始按顺序依次具有第一透镜和第二透镜，
23.在所述第一透镜的像侧或被照射侧形成有凸状的锥体面，在所述第二透镜的物体侧或照射侧形成有凹状的锥体面，
24.所述凸状的锥体面和所述凹状的锥体面隔着包括空气、树脂或液体在内的透光物质而对置，
25.在所述第一透镜和所述第二透镜的外周分别设置有防反射部，
26.并且满足下述条件式：
27.0≤|l1p+l2p－180|＜10
28.n1＞nia
29.n2＞nia
30.此处，各符号的定义如下。
31.l1p：所述凸状的锥体面的玻璃材料侧相对于光轴的角度
32.l2p：所述凹状的锥体面的玻璃材料侧相当于光轴的角度
33.n1：第一透镜的折射率
34.n2：第二透镜的折射率
35.nia：所述透光物质的折射率
36.一种光学元件，其特征在于，
37.沿着光轴自物体侧或照射侧开始按顺序依次具有第一透镜、第二透镜、第三透镜
以及第四透镜，
38.在所述第一透镜的像侧或被照射侧形成有凸状的锥体面，在所述第二透镜的物体侧或照射侧形成有凹状的锥体面，在所述第三透镜的像侧或被照射侧形成有凹状的锥体面，在所述第四透镜的物体侧或照射侧形成有凸状的锥体面，
39.所述第一透镜和所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜分别隔着包括空气、树脂或液体在内的透光物质而对置，
40.在所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜的外周分别设置有防反射部，
41.并且满足下述条件式：
42.0≤|l1p+l2p－180|＜10
43.0≤|l3p+l4p－180|＜10
44.n1＞nia
45.n2＞nia
46.n3＞nib
47.n4＞nib
48.此处，各符号的定义如下。
49.l1p：所述第一透镜的所述凸状的锥体面的玻璃材料侧相对于光轴的角度
50.l2p：所述第二透镜的所述凹状的锥体面的玻璃材料侧相对于光轴的角度
51.l3p：所述第三透镜的所述凹状的锥体面的玻璃材料侧相对于光轴的角度
52.l4p：所述第四透镜的所述凸状的锥体面的玻璃材料侧相对于光轴的角度
53.n1：所述第一透镜的折射率
54.n2：所述第二透镜的折射率
55.nia：所述第一透镜与所述第二透镜之间的所述透光物质的折射率
56.n3：所述第三透镜的折射率
57.n4：所述第四透镜的折射率
58.nib：所述第三透镜与所述第四透镜之间的所述透光物质的折射率
59.一种光学系统，其具有上述光学元件。
60.一种光学装置，其具有上述光学系统。
61.发明效果
62.能够使光学系统整体实现小型化，并且，通过将画面外的光线可靠地遮挡，能够防止因画面外的光线而产生重影、杂光、泄漏光，从而能够防止因置入光学元件而导致的画质劣化。另外，用于照明光学系统的情况下，能够高效地将杂散光等多余光线遮挡。
附图说明
63.图1是针对本技术的实施方式所涉及的实施例1、实施例2、实施例3以及实施例4而通用的主镜头的光路图。
64.图2是图1所示的主镜头中的入射角度为15度的泄漏光的光路图。
65.图3是本技术的实施方式所涉及的实施例1的光学系统的结构图。
66.图4是图3所示的光学系统中的入射角度为15度的画面外光线的光路图。
67.图5是本技术的实施方式所涉及的实施例2的光学系统的结构图。
68.图6是图5所示的光学系统中的入射角度为15度的画面外光线的光路图。
69.图7是本技术的实施方式所涉及的实施例3的光学系统的结构图。
70.图8是图7所示的光学系统中的入射角度为15度的画面外光线的光路图。
71.图9是本技术的实施方式所涉及的实施例4的光学系统的结构图。
72.图10是图9所示的光学系统中的入射角度为15度的画面外光线的光路图。
73.图11是本技术的实施方式所涉及的实施例5的光学系统的结构图。
74.图12是图11所示的光学系统的入射角度为14度的画面外光线的光路图。
75.图13是本技术的实施方式所涉及的实施例6的光学系统的结构图。
76.图14是图13所示的光学系统中的入射角度为70的画面外光线的光路图。
77.图15是本技术的实施方式所涉及的实施例7的光学系统的结构图。
78.图16是图15所示的光学系统中的入射角度为70度的画面外光线的光路图。
79.图17是图15所示的光学系统中的入射角度为50度的画面外光线的光路图。
80.图18是本技术的实施方式所涉及的实施例8的光学系统的结构图。
81.图19是图18所示的光学系统的光路图。
82.图20是图18所示的光学系统中的入射角度为70度的画面外光线的光路图。
83.图21是图18所示的光学系统的横向像差图。
84.图22是具备图9所示的光学系统的远摄相机的截面图。
85.图23是具备图22所示的远摄相机和广角相机的拍摄装置的截面图。
86.图24是具备图24所示的远摄相机和广角相机的智能手机的立体图。
具体实施方式
87.以下，对本技术的实施方式进行说明。
88.本技术的实施方式的第一方案是一种光学元件，其中，
89.该光学元件沿着光轴自物体侧或照射侧开始按顺序依次具有第一透镜和第二透镜，
90.在所述第一透镜的像侧或被照射侧形成有凸状的锥体面或非球面，在所述第二透镜的物体侧或照射侧形成有凹状的锥体面或非球面，
91.所述凸状的锥体面或非球面和所述凹状的锥体面或非球面隔着包括空气、树脂或液体在内的透光物质而对置，
92.在所述第一透镜和所述第二透镜的外周分别设置有防反射部，
93.并且满足下述条件式。
94.(1)0≤|l1p+l2p－180|＜10
95.(2)n1＞nia
96.(3)n2＞nia
97.此处，各符号的定义如下。
98.l1p：所述凸状的锥体面或非球面的玻璃材料侧相对于光轴的角度
99.l2p：所述凹状的锥体面或非球面的玻璃材料侧相当于光轴的角度
100.n1：第一透镜的折射率
101.n2：第二透镜的折射率
102.nia：所述透光物质的折射率
103.据此，能够制成将画面外的光线可靠地遮挡的紧凑的光学元件。另外，通过将本光学元件用作照明光学系统的构成零部件而能够控制照明光学系统的配光并抑制杂散光。此外，上述光学元件产生的像差较少，在设计方面容易处理。在第一透镜和第二透镜的物体侧或照射侧或者像侧或被照射侧可以配置透镜、棱镜等光学系统，第一透镜的物体侧表面或照射侧表面和第二透镜的像侧表面或被照射表面也可以为了校正像差而设为球面或非球面。应予说明，本技术中，“物体侧”及“像侧”这一表述为假设将光学元件用于拍摄装置的情形的表述，“照射侧”及“被照射侧”这一表述是假设将光学元件用于照明装置的情形的表述。
104.上述条件式(1)是对第一透镜的像侧表面或被照射侧表面和第二透镜的物体侧表面或照射侧表面的形状进行规定的式子。为了使本实施方式的效果变得可靠，优选将条件式(1)的上限值设为“2”，更优选将上限值设为“1”。为了在第二透镜的物体侧表面或照射侧表面对第一透镜的像侧表面或被照射侧表面产生的像差进行校正，最优选设定为|l1p+l2p－180|＝0。不过，如果|l1p+l2p－180|小于10，则可以在光学系统的另一部分进行像差校正。
105.上述条件式(2)是对第一透镜与第二透镜之间的透光物质的折射率进行规定的式子。不满足条件式(2)的情况下，画面外的光束无法在第一透镜的物体侧表面或照射侧表面进行全反射，以重影、杂光、泄漏光的形式进入拍摄元件。另外，不满足条件式(3)的情况下，无法在第二透镜的物体侧表面或照射侧表面进行折射，因此，画面内的光束产生像差，导致画质劣化，最坏的情况下，不会在拍摄元件的目标点成像。
106.本技术的实施方式的第二方案是一种光学元件，其中，
107.该光学元件沿着光轴自物体侧或照射侧开始按顺序依次具有第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第四透镜，
108.在所述第一透镜的像侧或被照射侧形成有凸状的锥体面或非球面，在所述第二透镜的物体侧或照射侧形成有凹状的锥体面或非球面，在所述第三透镜的像侧或被照射侧形成有凹状的锥体面或非球面，在所述第四透镜的物体侧或照射侧形成有凸状的锥体面或非球面，
109.所述第一透镜和所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜分别隔着包括空气、树脂或液体在内的透光物质而对置，
110.在所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第四透镜的外周分别设置有防反射部，
111.并且满足下述条件式。
112.(4)0≤|l1p+l2p－180|＜10
113.(5)0≤|l3p+l4p－180|＜10
114.(6)n1＞nia
115.(7)n2＞nia
116.(8)n3＞nib
117.(9)n4＞nib
118.此处，各符号的定义如下。
119.l1p：所述第一透镜的所述凸状的锥体面或非球面的玻璃材料侧相对于光轴的角度
120.l2p：所述第二透镜的所述凹状的锥体面或非球面的玻璃材料侧相对于光轴的角度
121.l3p：所述第三透镜的所述凹状的锥体面或非球面的玻璃材料侧相对于光轴的角度
122.l4p：所述第四透镜的所述凸状的锥体面或非球面的玻璃材料侧相对于光轴的角度
123.n1：所述第一透镜的折射率
124.n2：所述第二透镜的折射率
125.nia：所述第一透镜与所述第二透镜之间的所述透光物质的折射率
126.n3：所述第三透镜的折射率
127.n4：所述第四透镜的折射率
128.nib：所述第三透镜与所述第四透镜之间的所述透光物质的折射率
129.对于多数的光学系统，如果仅将画面外的光束的上侧光束遮挡，则其他光束向已进行了防反射处理的透镜边缘入射，所以难以以重影、杂光、泄漏光的形式进入拍摄元件。不过，以视场角较窄的长焦镜头为代表，也具有针对下侧光束也需要应对的光学系统。
130.上述第二方案在上述第一方案的第二透镜的像侧或被照射侧设置有凹凸顺序与第一透镜、第二透镜相反的第三透镜和第四透镜，由此使得画面外的光束从已进行了防反射处理的第一透镜向第四透镜的外周部入射而吸收，或者使其在透镜的物体侧或照射侧反射，从而防止以重影、杂光、泄漏光的形式进入拍摄元件。另外，即便将本光学元件用作照明光学系统的构成零部件，也能够控制照明光学系统的配光并抑制杂散光。
131.上述条件式(4)是对第一透镜的像侧表面或被照射侧表面和第二透镜的物体侧表面或照射侧表面的形状进行规定的式子。为了使本实施方式的效果更加可靠，优选将条件式(4)的上限值设为“2”，更优选将上限值设为“1”。为了在第二透镜的物体侧表面或照射侧表面对第一透镜的像侧表面或被照射侧表面产生的像差进行校正，最优选|l1p+l2p－180|＝0。不过，如果|l1p+l2p－180|小于“10”，则能够在光学系统的另一部分进行像差校正。
132.条件式(5)是对第三透镜的像侧表面或被照射侧表面和第四透镜的物体侧表面或照射侧的形状进行规定的式子。为了使本实施方式的效果更加可靠，优选将条件式(5)的上限值设为“2”，更优选将上限值设为“1”。为了在第四透镜的物体侧表面或照射侧表面对第三透镜的像侧表面或被照射侧表面产生的像差进行校正，最优选|l3p+l4p－180|＝0。不过，如果|l3p+l4p－180|小于“10”，则能够在光学系统的另一部分进行像差校正。
133.条件式(6)、(7)是对第一透镜与第二透镜之间的透光物质的折射率进行规定的式子。不满足条件式(6)的情况下，无法使画面外的光束在第一透镜的像侧表面或被照射侧表面进行全反射，会以重影、杂光、泄漏光的形式进入拍摄元件。另外，不满足条件式(7)的情况下，无法在第二透镜的像侧表面或被照射侧表面进行折射，因此，画面内的光束产生像差，画质劣化，最坏的情况下，不会在拍摄元件的目标点成像。
134.条件式(8)、(9)是对第三透镜与第四透镜之间的透光物质的折射率进行规定的式
子。不满足条件式(8)的情况下，无法使画面外的光束在第三透镜的像侧表面或被照射侧表面进行全反射，会以重影、杂光、泄漏光的形式进入拍摄元件。另外，不满足条件式(9)的情况下，无法在第四透镜的像侧表面或被照射侧表面进行折射，因此，画面内的光束产生像差，画质劣化，最坏的情况下，不会在拍摄元件等的目标点成像。
135.本技术的实施方式的第三方案在上述第二方案的光学元件的基础上，所述第二透镜和所述第三透镜接合或形成为一体。
136.如果采用上述第二方案的将第二透镜和第三透镜接合或者形成为一体的透镜，则将画面外的光束向侧面引导的部位减少，能够减少零部件数。
137.本技术的实施方式的第四方案在上述第一或第二方案的光学元件的基础上，所述锥体面或非球面为非旋转对称。
138.据此，能够根据画面的透视而改变遮挡角度，从而能够将画面外的需要遮挡的光束逼入至画面的极限。
139.本技术的实施方式的第五方案在上述第一至第四方案中任一方案所涉及的光学元件的基础上，所述凸状的锥体面或非球面和所述凹状的锥体面或非球面为菲涅耳面，所述菲涅耳面具有与光轴平行的面，在所述与光轴平行的面设置有防反射部。
140.通过采用菲涅耳面，能够使本发明的光学系统进一步减薄，从而能够减小容积而变轻。另外，因在导致重影的与光轴平行的面(菲涅耳背面)具有实施了涂墨这样的光吸收处置的防反射部，从而能够防止重影、杂光的产生。
141.本技术的实施方式的第六方案在上述第一至第五方案中任一方案所涉及的光学元件的基础上，具有以光轴为中心沿着光轴方向贯通的开口部，在所述开口部的内侧设置有防反射部。
142.主镜头为反射长焦镜头的情况下，由于反射长焦的入射瞳为甜甜圈状，所以，光线也不会穿过安装于该主镜头的本发明的光学元件的中心部分。因此，如果在透镜形成最大限度地从物体侧表面或照射侧表面贯通至最终面的开口部，并对在该开口部内侧和开口部的像侧或照射侧设置的盖实施涂墨这样的反射光吸收处置，则能够使得本发明的光学系统进一步减薄，从而能够减小容积而变轻。
143.本技术的实施方式的第七方案是一种光学系统，其具有上述第一至第六方案中任一方案的光学元件。
144.本技术的实施方式的第八方案是一种光学装置，其具有上述第七方案的光学系统。
145.以下，参照附图，对本技术的实施方式所涉及的实施例1至实施例8进行说明。应予说明，关于各实施例，在示出非球面系数的表中，示出了下式的二次曲线常数及偶次非球面系数。其中，c表示曲率(1/r)，h表示距光轴的高度，k表示圆锥系数，a4、a6、a8、a10
···
表示各次数的非球面系数。
146.z＝ch2/[1+{1-(1+k)c2h2}
1/2
]+a4h4+a6h6+a8h8+a10h
10
…
[0147]
实施例1、实施例2、实施例3以及实施例4分别构成为包括：光学元件，其遮挡画面外的光线而防止重影、杂光、泄漏光；以及主镜头，其为反射长焦镜头。光学元件和主镜头以不接触的距离沿着光轴方向分离配置。
[0148]
图1中示出了主镜头的光路图。主镜头沿着光轴自物体侧开始按顺序依次具有第
一透镜ml1和第二透镜ml2。图中，“p”表示防护玻璃，“i”表示像面。主镜头在实施例1、实施例2、实施例3以及实施例4中通用。应予说明，本技术的实施例1至8的光学系统的结构图中，将附图的进深方向设为x方向，将附图的上下方向设为y方向，将附图的左右方向(光轴方向)设为z方向。
[0149]
以下的表1、表2以及表3中示出了主镜头的透镜数据。表1、表2以及图1中，“r1”至“r12”按照光行进的顺序表示光学要素的各面。例如，自物体侧开始计数的第3个面由“r3”表示。图2是主镜头中的入射角度为15度的泄漏光的光路图。
[0150]
表1
[0151][0152]
表2
[0153]
[0154]
表3
[0155]
焦距15mmf值1.84最大像高2.966mm最大视场角21.55
[0156]
(实施例1)
[0157]
图3中示出了实施例1的光学系统的结构图。实施例1对应于本技术的实施方式的上述第一方案。实施例1的光学系统构成为：沿着光轴自物体侧开始按顺序依次具有用于防止重影等的光学元件和上述主镜头。用于防止重影等的光学元件沿着光轴自物体侧开始按顺序依次具有在像侧形成有凸面的凸轴棱锥透镜al1和在物体侧形成有凹面的凹轴棱锥透镜al2。在凸轴棱锥透镜al1与凹轴棱锥透镜al2之间设置有气隙。对凹轴棱锥透镜al2的外周面施加了防反射涂装ac而形成为防反射部。
[0158]
以下的表4中示出了凸轴棱锥透镜al1和凹轴棱锥透镜al2的透镜数据。图3及表4中，“r1”表示凸轴棱锥透镜al1的物体侧表面，“r2”表示凸轴棱锥透镜al2的像侧表面，“r3”表示凹轴棱锥透镜al3的物体侧表面，“r4”表示凹轴棱锥透镜al4的像侧表面。另外，图3中，“h”表示轴棱锥的高度，“od”表示外径。
[0159]
凸轴棱锥透镜al1的物体侧表面r1形成为平面，凸轴棱锥透镜al1的像侧表面r2形成为向像侧凸起的圆锥面。凹轴棱锥透镜al2的物体侧表面r3形成为相对于物体侧凹陷的圆锥面，凹轴棱锥透镜al2的像侧表面r4形成为平面。
[0160]
表4
[0161][0162]
图4是实施例1的光学系统中的入射角度为15度的画面外光线的光路图。可知：利用实施例1的光学元件能够遮挡画面外光线。
[0163]
(实施例2)
[0164]
图5中示出了实施例2的光学系统的结构图。实施例2对应于本技术的实施方式的上述第二方案。实施例2的光学系统构成为：沿着光轴自物体侧开始按顺序依次具有用于防止重影等的光学元件和上述主镜头。用于防止重影等的光学元件沿着光轴自物体侧开始按顺序依次具有在像侧形成有凸面的凸轴棱锥透镜al1、在物体侧形成有凹面的凹轴棱锥透镜al2、在像侧形成有凹面的凹轴棱锥透镜al3、以及在物体侧形成有凸面的凸轴棱锥透镜al4。
[0165]
在凸轴棱锥透镜al1与凹轴棱锥透镜al2之间、凹轴棱锥透镜al2与凹轴棱锥透镜al3之间、凹轴棱锥透镜al3与凸轴棱锥透镜al4之间分别设置有气隙。
[0166]
对凹轴棱锥透镜al2的外周面施加了防反射涂装ac1而形成为防反射部。同样地，对凹轴棱锥透镜al3的外周施加了防反射涂装ac2而形成为防反射部。
[0167]
以下的表5中示出了凸轴棱锥透镜al1至al4的透镜数据。图5中，“r1”表示凸轴棱锥透镜al1的物体侧表面，“r2”表示凸轴棱锥透镜al1的像侧表面，“r3”表示凹轴棱锥透镜al2的物体侧表面，“r4”表示凹轴棱锥透镜al2的像侧表面，“r5”表示凹轴棱锥透镜al3的物体侧表面，“r6”表示凹轴棱锥透镜al3的像侧表面，“r7”表示凸轴棱锥透镜al4的物体侧表面，“r8”表示凸轴棱锥透镜al4的像侧表面。
[0168]
凸轴棱锥透镜al1的物体侧表面r1形成为平面，凸轴棱锥透镜al1的像侧表面r2形成为向像侧凸起的圆锥面。凹轴棱锥透镜al2的物体侧表面r3形成为相对于物体侧凹陷的圆锥面，凹轴棱锥透镜al2的像侧表面r4形成为平面。凹轴棱锥透镜al3的物体侧表面r5形成为平面，凹轴棱锥透镜al3的像侧表面r6形成为相对于像侧凹陷的圆锥面。凸轴棱锥透镜al4的物体侧表面r7形成为向物体侧凸起的圆锥面，凸轴棱锥透镜al4的像侧表面形成为平面。
[0169]
表5
[0170][0171]
图6是实施例2的光学系统中的入射角度为15度的画面外光线的光路图。可知：利用实施例2的光学元件而能够遮挡画面外光线。
[0172]
(实施例3)
[0173]
图7中示出了实施例3的光学系统的结构图。实施例3对应于本技术的实施方式的上述第一方案。实施例3的光学系统构成为：沿着光轴自物体侧开始按顺序依次具有用于防止重影等的光学元件和上述主镜头。用于防止重影等的光学元件自物体侧开始按顺序依次具有凸面朝向像侧的凸菲涅耳透镜fl1和凹面朝向物体侧的凹菲涅耳透镜fl2。在凸菲涅耳透镜fl1与凹菲涅耳透镜fl2之间设置有气隙。在凸菲涅耳透镜fl1和凹菲涅耳透镜fl2形成有以光轴为中心沿着光轴方向贯通的开口部ap。
[0174]
对凸菲涅耳透镜fl1和凹菲涅耳透镜fl2的菲涅耳面中的与光轴平行的面分别施加了防反射涂装ac1、ac2、ac3而形成为防反射部。在凸菲涅耳透镜fl1和凹菲涅耳透镜fl2所形成的开口部ap的像侧设置有盖c。优选对盖c也实施防反射处理。
[0175]
下述表6及表7中示出了凸菲涅耳透镜fl1和凹菲涅耳透镜fl2的透镜数据。表6及
表7中，“r1”表示凸菲涅耳透镜fl1的物体侧表面，“r2”表示凸菲涅耳透镜fl1的像侧表面，“r3”表示凹菲涅耳透镜fl2的物体侧表面，“r4”表示凹菲涅耳透镜fl2的像侧表面。图7中，“ad”表示开口径，“a1”表示第一环带外径，“a2”表示第二环带外径，“h”表示菲涅耳的高度。
[0176]
凸菲涅耳透镜fl1的物体侧表面r1形成为平面，凸菲涅耳透镜fl1的像侧表面r2形成为向像侧凸起的菲涅耳面。凹菲涅耳透镜fl2的物体侧表面r3形成为相对于物体侧凹陷的菲涅耳面，凹菲涅耳透镜fl2的像侧形成为平面。
[0177]
表6
[0178][0179]
表7
[0180][0181]
图8是实施例3的光学系统中的入射角度为15度的画面外光线的光路图。可知：利用实施例3的光学元件而能够遮挡画面外光线。
[0182]
(实施例4)
[0183]
图9中示出了实施例4的光学系统的结构图。实施例4对应于本技术的实施方式的上述第一方案。实施例4的光学系统构成为：沿着光轴自物体侧开始按顺序依次具有用于防止重影等的光学元件和上述主镜头。用于防止重影等的光学元件沿着光轴自物体侧开始按顺序依次具有在像侧形成有凸面的凸轴棱锥透镜al1和在物体侧形成有凹面的凹轴棱锥透镜al2。在凸轴棱锥透镜al1与凹轴棱锥透镜al2之间设置有气隙。在凸轴棱锥透镜al1和凹轴棱锥透镜al2形成有以光轴为中心沿着光轴方向贯通的开口部ap。
[0184]
对凸轴棱锥透镜al1和凹轴棱锥透镜al2的外周面和开口部ap的内侧分别施加了防反射涂装ac1、ac2而形成为防反射部。在凸轴棱锥透镜al1和凹轴棱锥透镜al2所形成的开口部ap的像侧设置有盖c。优选对盖c也实施防反射处理。
[0185]
下述表8中示出了凸轴棱锥透镜al1和凹轴棱锥透镜al2的透镜数据。表8及图9中，“r1”表示凸轴棱锥透镜al1的物体侧表面，“r2”表示凸轴棱锥透镜al1的像侧表面，“r3”表示凹轴棱锥透镜al2的物体侧表面，“r4”表示凹轴棱锥透镜al2的像侧表面。图9中，“ad”表示开口径，“od”表示外径，“h”表示轴棱锥的高度。
[0186]
凸轴棱锥透镜al1的物体侧表面r1形成为平面，凸轴棱锥透镜al1的像侧表面r2形成为向像侧凸起的圆锥面。凹轴棱锥透镜al2的物体侧表面r3形成为相对于物体侧凹陷的圆锥面，凹轴棱锥透镜al2的像侧表面r4形成为平面。
[0187]
表8
[0188][0189]
图10是实施例4的光学系统中的入射角度为15度的画面外光线的光路图。可知：利用实施例4的光学元件而能够遮挡画面外光线。
[0190]
(实施例5)
[0191]
图11中示出了实施例5的光学系统的结构图。实施例5对应于本技术的实施方式的上述第二方案。实施例5的光学系统中，将构成tessar型中长焦镜头的透镜的一部分利用遮挡画面外光线的光学元件进行置换。实施例5的光学系统构成为：沿着光轴自物体侧开始按顺序依次具有双凸透镜l1、凸轴棱锥透镜al2、凹轴棱锥透镜al3、凹轴棱锥透镜al4、凸轴棱锥透镜al5、光圈r11、以及将双凹透镜l6和双凸透镜l7接合而成的接合透镜。在凸轴棱锥透镜al2、凹轴棱锥透镜al3、凹轴棱锥透镜al4、凸轴棱锥透镜al5之间分别设置有气隙。
[0192]
轴棱锥透镜al2至al5构成遮挡画面外光线的光学元件。对轴棱锥透镜al2至al5的外周面施加了防反射涂装ac而形成为防反射部。
[0193]
下述表9、表10、表11中示出了实施例5所涉及的光学系统的透镜数据。表9、表10及图11中，“r1”至“r14”沿着光轴自物体侧开始按顺序依次表示光学要素的各面。例如，自物体侧起算第3个面由“r3”表示。
[0194]
凸轴棱锥透镜al2的物体侧表面r3形成为相对于物体侧凹陷的球面，凸轴棱锥透镜al2的像侧表面r4形成为向像侧凸起的圆锥面。凹轴棱锥透镜al3的物体侧表面r5形成为相对于物体侧凹陷的圆锥面，凹轴棱锥透镜al3的像侧表面r6形成为平面。凹轴棱锥透镜al4的物体侧表面r7形成为平面，凹轴棱锥透镜al4的像侧表面r8形成为相对于像侧凹陷的圆锥面。凸轴棱锥透镜al5的物体侧表面r9形成为向物体侧凸起的圆锥面，凸轴棱锥透镜al5的像侧表面r10形成为相对于像侧凹陷的球面。
[0195]
表9
[0196][0197]
表10
[0198][0199]
表11
[0200]
焦距180mmf值4.5最大像高42.9mm最大视场角26.81
[0201]
图12是实施例5的光学系统中的入射角度为14度的画面外光线的光路图。可知：利用实施例5的光学元件而能够遮挡画面外光线。
[0202]
(实施例6)
[0203]
图13中示出了实施例6的光学系统的结构图。实施例6对应于本技术的实施方式的上述第一方案。实施例6的光学系统中，将构成逆焦型鱼眼镜头的透镜的一部分利用遮挡画面外光线的光学元件进行置换。实施例6的光学系统构成为：沿着光轴自物体侧开始按顺序依次具有向物体侧凸起的负弯月透镜l1、双凸透镜l2、双凹透镜l3、光圈r7、双凸透镜l4、视场光圈r10、将双凸透镜l5和向像侧凸起的负弯月透镜l6接合而成的接合透镜、双凸透镜l7、红外线截止滤光片if、以及2片防护玻璃p1、p2。在双凸透镜l2与双凹透镜l3之间设置有气隙。
[0204]
双凸透镜l2和双凹透镜l3构成遮挡画面外光线的光学元件。对双凸透镜l2和双凹透镜l3的外周施加了防反射涂装ac而形成为防反射部。
[0205]
下述表12、表13以及表14中示出了实施例6所涉及的光学系统的透镜数据。表12、表13以及图13中，“r1”至“r19”沿着光轴自物体侧开始按顺序依次表示光学要素的各面。例如，自物体侧起算第3个面由“r3”表示。另外，图13及图14中，“i”表示像面。
[0206]
双凸透镜l2的物体侧表面r3形成为向物体侧凸起的非球面，双凸透镜l2的像侧表面r4形成为向像侧凸起的非球面。双凹透镜l3的物体侧表面r5形成为相对于物体侧凹陷的非球面，双凹透镜l3的像侧表面r6形成为相对于像侧凹陷的非球面。
[0207]
表12
[0208][0209]
表13
[0210][0211]
表14
[0212]
焦距3.41mmf值2.9最大像高3.44mm最大视场角126
[0213]
图14是实施例6的画面外光线的入射角度为70度的光路图。可知：利用实施例6的光学元件而能够遮挡画面外光线。
[0214]
(实施例7)
[0215]
图15中示出了实施例7的光学系统的结构图。实施例7对应于本技术的实施方式的上述第一方案。实施例7的光学系统中，将构成逆焦型鱼眼镜头的透镜的一部分利用遮挡画面外光线的光学元件进行置换。实施例7的光学系统构成为：沿着光轴自物体侧开始按顺序依次具有向物体侧凸起的负弯月透镜l1、双凸透镜l2、双凹透镜l3、光圈r7、双凸透镜l4、视场光圈r10、将双凸透镜l5和向像侧凸起的负弯月透镜l6接合而成的接合透镜、双凸透镜l7、红外线截止滤光片if、以及2片防护玻璃p1、p2。在双凸透镜l2与双凹透镜l3之间设置有气隙。
[0216]
双凸透镜l2和双凹透镜l3构成遮挡画面外光线的光学元件。对双凸透镜l2和双凹
透镜l3的外周面施加了防反射涂装ac而形成为防反射部。
[0217]
下述表15、表16以及表17中示出了实施例7所涉及的光学系统的透镜数据。表15、表16以及图15中，“r1”至“r19”沿着光轴自物体侧开始按顺序依次表示光学要素的各面。例如，自物体侧起算第3个面由“r3”表示。另外，图15、图16以及图17中，“i”表示像面。
[0218]
双凸透镜l2的物体侧表面r3形成为向物体侧凸起的非球面，双凸透镜l2的像侧表面r4形成为向像侧凸起的复曲面(非旋转对称的锥体面)。双凹透镜l3的物体侧表面r5形成为相对于物体侧凹陷的复曲面(非旋转对称的锥体面)，双凹透镜l3的像侧表面r6形成为相对于像侧凹陷的非球面。
[0219]
表15
[0220]
ꢀꢀꢀꢀ
曲率面间隔折射率阿贝数外径r1l1球面折射15.9760.7561.51664.150 r2 球面折射6.9632.268
ꢀꢀꢀ
r3l2球面折射30.1212.0001.53156.0444.51r4 复曲面折射-0.1000.0005
ꢀꢀꢀ
r5l3复曲面折射-0.1000.3001.53156.044 r6 球面折射2.4223.660
ꢀꢀꢀ
r7光圈
ꢀꢀ
∞0.000
ꢀꢀ
1.22r8l4非球面折射42.0532.9551.53156.044 r9 非球面折射-3.3240.000
ꢀꢀꢀ
r10视场光圈
ꢀꢀ
∞2.869
ꢀꢀ
1.94r11l5球面折射31.4552.671.72954.6803.20r12l6球面折射-3.9730.7561.80822.7613.20r13 球面折射-27.9450.216
ꢀꢀꢀ
r14l7球面折射13.3311.6591.51664.150 r15 球面折射-69.4201.080
ꢀꢀꢀ
r16ir截止
ꢀꢀ
∞0.541.55055.000 r17防护玻璃
ꢀꢀ
∞0.5781.51664.150 r18防护玻璃
ꢀꢀ
∞0.5781.51664.150 r19
ꢀꢀꢀ
∞
ꢀꢀꢀꢀ
[0221]
表16
[0222][0223]
表17
[0224]
焦距3.41mmf值2.9最大像高3.44mm最大视场角126
[0225]
图16是实施例7的光学系统中的x方向上的入射角度为70度的画面外光线的光路图。图17是实施例7的光学系统中的y方向上的入射角度为50度的画面外光线的光路图。可知：利用实施例7的光学元件而能够遮挡画面外光线。
[0226]
(实施例8)
[0227]
图18中示出了实施例8的光学系统的结构图。实施例8对应于本技术的实施方式的上述第一方案。实施例8的光学系统中，将构成逆焦型鱼眼镜头的透镜的一部分利用遮挡画面外光线的光学元件进行置换。实施例8的光学系统构成为：沿着光轴自物体侧开始按顺序依次具有向物体侧凸起的负弯月透镜l1、双凸透镜l2、双凹透镜l3、光圈r7、双凸透镜l4、视场光圈r10、将双凸透镜l5和向像侧凸起的负弯月透镜l6接合而成的接合透镜、双凸透镜l7、红外线截止滤光片if、以及2片防护玻璃。在双凸透镜l2与双凹透镜l3之间设置有气隙。
[0228]
双凸透镜l2和双凹透镜l3构成遮挡画面外光线的光学元件。对双凸透镜l2和双凹透镜l3的外周面施加了防反射涂装ac而形成为防反射部。
[0229]
下述表18、表19以及表20中示出了实施例8所涉及的光学系统的透镜数据。表18、
表19以及图18中，“r1”至“r19”沿着光轴自物体侧开始按顺序依次表示光学要素的各面。例如，自物体侧起算第3个面由“r3”表示。另外，图18、图19以及图20中，“i”表示像面。
[0230]
双凸透镜l2的物体侧表面r3形成为向物体侧凸起的非球面，双凸透镜l2的像侧表面r4形成为向像侧凸起的非球面。双凹透镜l3的物体侧表面r5形成为相对于物体侧凹陷的非球面，双凹透镜l3的像侧表面r6形成为相对于像侧凹陷的球面。
[0231]
表18
[0232][0233]
表19
[0234][0235]
表20
[0236]
焦距3.33mmf值2.9最大像高3.69mm最大视场角126
[0237]
图19是实施例8的光学系统的光路图。图20是实施例8的光学系统中的入射角度为70度的画面外光线的光路图。图21是实施例8的光学系统的横向像差图。由图21可知：像差得到良好的校正。
[0238]
(条件式对应值)
[0239]
下述表21中示出了实施例1至实施例8所涉及的光学系统的条件式对应值。
[0240]
表21
[0241][0242]
图22是具备实施例4的光学系统的远摄相机tc的截面图。在成像位置配置有拍摄元件is。
[0243]
图23是具备图21所示的远摄相机tc和广角相机wc的拍摄装置ia的截面图。
[0244]
图24是具备图22所示的拍摄装置ia的智能手机sp的立体图。
[0245]
以上对本技术发明的实施方式进行了说明，不过，本技术的发明并不限定于上述实施方式。例如，构成用于遮挡画面外光线的光学元件的透镜之间并不局限于气隙，也可以用满足上述实施方式的条件式的透光物质填满。作为透光物质，例如考虑采用树脂、液体。
[0246]
另外，作为防反射部，优选采用防反射涂装，不过，只要防止光的反射即可，并不局限于防反射涂装。例如，防反射部也可以通过蒸镀、蚀刻等构成。另外，可以对微细的蛾眼构
造进行高反射的电镀或蒸镀。
[0247]
另外，可以对各实施例的特征进行组合，例如，具有第一透镜至第四透镜的光学元件中，可以将遮挡画面外光线的面设为菲涅耳面，另外，可以设置以光轴为中心沿着光轴方向贯通的开口部。
[0248]
应予说明，本技术的权利要求中，省略了关于“非球面”的记载，不过，这并不意味着将存在“非球面”的情形除外，不可能在审查中仅因具有“非球面”这一记载而导致整个发明不清楚。因此，即便是在一部分存在“非球面”的情形，当然也包括在本发明的权利范围中。
[0249]
附图标记说明
[0250]
ml1 第一透镜
[0251]
ml2 第二透镜
[0252]
l1～l7 第一透镜～第七透镜
[0253]
i 像面
[0254]
p 防护玻璃
[0255]
if 红外线截止滤光片
[0256]
r1～r19 第一面～第十九面
[0257]
is 拍摄元件
[0258]
tc 远摄相机
[0259]
wc 广角相机
[0260]
ia 拍摄装置