[发明专利]成像光学系统和成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种成像光学系统和一种具有该成像光学系统的成像装置。

背景技术

近年来，数字照相机、数字摄像机以及安装有成像模块的数字电子装置(诸如移动电话、PDA(个人数字助理)、PND(便携导航装置)、PHS(个人手持电话系统)、便携式游戏机和笔记本电脑)已经变得普及。这种照相机(摄像机)和数字电子装置包括安装有成像光学系统(所谓的弯折光学系统)的装置，该成像光学系统被构造为具有在垂直于装置本体的厚度方向的方向上延伸的光路，以减小装置本体的厚度。在下文中，为便于说明，装置本体的厚度方向被称为“壳体厚度方向”，与壳体厚度方向垂直的方向被称为“壳体表面方向”。

顺便提及，当光路指向壳体表面方向时，摄像芯片的传感器表面需要被定位成与壳体厚度方向平行，使得物体图像可入射在摄像芯片的传感器表面上。然而，由于摄像芯片在传感器表面方向上的外部尺寸较大，所以，当传感器表面被定位成与壳体厚度方向平行时，变得难以将装置本体壳体设计得较薄。

日本专利公开文献第2006-058840A号、第2006-154702A号以及第2007-033819A号披露了被配置为通过将摄像芯片的传感器表面定位成与壳体表面方向平行来减小壳体厚度方向上的尺寸的成像光学系统。具体地，在这些公开文献所披露的成像光学系统中，在摄像芯片的正前方设置棱镜，并且光路被弯折至壳体厚度方向。

发明内容

在上述各公开文献所披露的成像光学系统中，棱镜位于摄像元件的正前方。因此，产生对正常成像没有贡献的不必要的光，并且这些不必要的光作为重影或眩光出现在图像上。重影或眩光可能导致不期望的图像或对比度的降低。即，重影或眩光降低了图像质量。然而，上述公开文献均未讨论这种由于将棱镜设置在摄像芯片的正前方而导致的重影和眩光的问题。上述公开文献均未披露或建议解决该问题的措施。

本发明的有利之处在于，提供一种被构造为在防止由于将棱镜设置在摄像芯片的正前方而产生多余的光的同时减小成像装置的厚度的成像光学系统和成像装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种成像光学系统，其设置有具有至少一个透镜的成像透镜组、像侧棱镜以及第一遮挡件，像侧棱镜具有入射面、反射面和出射面，穿过成像透镜组的光入射在入射面上，穿过入射面的光从反射面反射，从反射面反射的光朝着位于预定位置的摄像元件从出射面出射，第一遮挡件被形成为遮挡像侧棱镜的入射面上的区域的至少一部分。入射面上的该区域位于从入射面和出射面之间的顶点的棱线至距离该棱线高度为h的位置。当L表示在与入射面和出射面这两者垂直的截面中定义的出射面的长度，α表示在该截面中反射面和出射面之间所形成的角度，n表示像侧棱镜的周围区域的折射率，且n’表示像侧棱镜的折射率时，高度h满足以下条件式(1)：

h＝L×cos{α+sin^-1(n/n’)}....(1)。

通过此构造，阻挡对正常成像没有贡献的不必要的光，即，在顺次从像侧棱镜的出射面和反射面全反射之后入射在摄像元件上的视场角(fieldangle)外的光。因此，可减少重影或眩光，并由此可抑制图像劣化。即，可以有效地抑制弯折光学系统中出现的重影或眩光，这在将成像装置设计得较薄时是有利的。

在至少一个方面中，第一遮挡件可位于像侧棱镜与成像透镜组中的最靠近成像透镜组的像平面的一个透镜之间。

在至少一个方面中，第一遮挡件可附接至像侧棱镜的入射面。

在至少一个方面中，成像光学系统可以还包括为摄像元件设置的盖玻片，以朝着摄像元件传输从像侧棱镜的出射面出射的光，以及第二遮挡件，其阻挡来自成像透镜组的不穿过像侧棱镜而直接入射在盖玻片上的光。

在至少一个方面中，第二遮挡件可位于成像透镜组中的最靠近成像透镜组的像平面的一个透镜和以下中的至少一个之间：像侧棱镜与盖玻片之间的空间、盖玻片的面向成像透镜组中的最靠近像平面的一个透镜的侧面。

在至少一个方面中，第二遮挡件可附接至盖玻片的侧面。

在至少一个方面中，第二遮挡件可与第一遮挡件一体形成。

在至少一个方面中，像侧棱镜的反射面可设置有抗反射涂层和抗反射结构中的一种。通过此构造，可进一步抑制重影或眩光的出现。

在至少一个方面中，像侧棱镜可以是被形成为将光路弯折90°的直角棱镜。通过此构造，摄像元件的传感器表面可被定位为与壳体表面方向平行，同时确保在壳体表面方向上具有长光路，因此，可减小壳体在壳体厚度方向上的尺寸。